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①外因:
细胞液浓度<
外界溶液浓度,细胞通过渗透作用失水;
②内因:
细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。
1.渗透作用的发生
渗透系统的组成如图所示
(1)若S1溶液浓度大于S2,则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2,外观上表现为S1液面上升;
若S1溶液浓度小于S2,则情况相反,外观上表现为S1液面下降。
(2)在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差Δh,则S1溶液浓度仍大于S2。
2.渗透系统的应用
(1)比较不同溶液浓度大小
漏斗内
烧杯内
溶液浓度
M
N
现象及结论
①若漏斗内液面上升,则M>
N;
②若漏斗内液面不变,则M=N;
③若漏斗内液面下降,则M<
(2)验证渗透作用发生的条件
①具有半透膜
烧杯内盛清水,漏斗内盛蔗糖溶液
②具有浓度差
(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)
烧杯内盛
淀粉溶液
盛碘液
结论
变蓝
不变蓝
易错警示 有关渗透作用发生的2个总结
(1)发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。
(2)溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。
1.如图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽,两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。
然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶,在加入麦芽糖酶前后a、b两侧液面的变化是( )
A.加酶前a侧液面上升,加酶后b侧液面上升并高于a侧液面
B.加酶前a侧液面上升,加酶后b侧液面上升并等于a侧液面
C.加酶前后a、b两侧液面不变
D.加酶前a、b两侧液面不变,加酶后b侧液面上升并高于a侧液面
2.(2013·
江苏卷,27)如图为研究渗透作用的实验装置,请回答下列问题:
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致。
渗透平衡时的液面差为Δh,此时S1和S2浓度大小关系为________。
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的____________,两者在物质透过功能上的差异是___________________。
(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
实验材料:
紫色洋葱。
实验器具:
如图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等。
实验试剂:
蒸馏水,0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。
部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y。
在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致。
渗透平衡时出现液面差的装置有________(填代号)。
②选两片洁净的载玻片,________,在载玻片中央分别滴加________,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,两者都能出现的现象是______________________。
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是____________________________。
“U”型管中水分子移动方向的分析
(1)膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高,浓度低的一侧渗透压低,水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
(2)两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜,若不能,则只是高浓度一侧液面升高;
若能,则先是高浓度一侧液面升高,随后另一侧液面升高,最后两侧液面持平。
(3)如果溶质分子不能透过半透膜,在达到渗透平衡时,一般两侧溶液的浓度并不相等,因为液面高的一侧形成的静水压,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
考点二 物质跨膜运输的方式[重要程度:
★★★★☆]
物质跨膜运输的方式[连线]
1.根据图解确定物质跨膜运输方式
2.探究物质运输方式的异同点
物质
种类
运输
方式
方向
载体
蛋白
能量
实例
小分子物
质
被动
自由
扩散
协助
主动
大分
子物
胞吐
胞吞
3.根据影响跨膜运输因素的曲线确定运输方式
(1)物质浓度
(2)氧气浓度
4.探究物质跨膜运输的方式
(1)探究是主动运输还是被动运输
(2)探究是自由扩散还是协助扩散
1.如图表示物质跨膜运输的一种方式。
据图分析正确的是( )
A.这种运输方式可逆浓度梯度进行
B.乙醇分子是以这种方式进入细胞的
C.细胞产生的能量增加会提高这种物质的运输速率
D.载体蛋白在物质运输过程中形状会发生改变
2.据报道,一种称做“瘦素穿肠蛋白”的药物治疗肥胖,可口服使用,以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。
小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式为( )
A.渗透作用B.胞吞
C.协助扩散D.主动运输
3.如图中曲线a、b表示物质跨膜运输(不包括胞吞和胞吐)的方式,下列表述错误的是(双选)
( )
A.只有在氧气存在时才会发生方式b所示的物质运输
B.质壁分离过程中,水分子通过方式a进出细胞
C.方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关
D.b运输方式能体现细胞膜的流动性
“三步法”速判物质出入细胞的方式
实验五 观察植物细胞的质壁分离和复原[重要程度:
★★★☆☆]
1.实验原理
(1)成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。
(2)当细胞液浓度<
外界溶液浓度时,细胞失水,发生质壁分离;
当细胞液浓度>
外界溶液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原。
2.实验流程
1.用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料的原因
紫色洋葱外表皮细胞的细胞液中有花青素,使液泡中的细胞液呈紫色,有利于观察。
2.本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂,若浓度过高或过低对实验造成的影响是:
选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂,既明显出现质壁分离,又不会杀死细胞。
若浓度过高,质壁分离速度快,细胞会因失水过多而死亡,不能再进行质壁分离复原;
若浓度过低,不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
3.发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间的物质分析
因为细胞壁是全透性的,所以洋葱表皮细胞原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。
4.从细胞角度分析能否发生质壁分离及复原
(1)死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不能发生质壁分离及复原现象。
(2)具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。
5.从溶液的角度分析:
(1)在一定浓度(溶质不能透膜)的溶液中只会发生质壁分离现象,不能自动复原。
(2)在一定浓度(溶质可透膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原
现象。
(3)在高浓度溶液中可发生质壁分离现象,但不会发生质壁分离复原现象。
1.某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时,在老师的帮助下,进行了一系列的创新实验,实验步骤和现象如下表所示:
实验组
5分钟后的现象
再过5分钟
滴加清水5分钟后
①
0.3g/mL的蔗糖溶液
x
无变化
质壁分离复原
②
0.5g/mL的蔗糖溶液
质壁分离
y
③
1mol/L的KNO3溶液
z
④
1mol/L的醋酸溶液
细胞大小无变化
细胞大小无
变化
对上表的推断或解释不正确的是( )
A.x为质壁分离,因为细胞壁的伸缩性小于原生质层
B.y为质壁分离,可能导致细胞失水过多而死亡
C.z为细胞稍增大,细胞液颜色逐渐变浅
D.④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量
2.某小组确定研究课题:
探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。
该小组选用水生植物黑藻作为实验材料,并作实验假设:
如果将其叶片分别置于不同浓度的蔗糖溶液中,其细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增加。
该小组学生设计的实验步骤如下:
(一)配制质量浓度为10%、20%、30%的蔗糖溶液,分别盛于培养皿中。
(二)从黑藻茎上取下叶片,用吸水纸吸干叶片表面的水分,分别放入不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡10分钟。
(三)取出叶片制成装片,显微镜下观察,选取5个细胞测量其A、B值(如图A为细胞的长度,B为原生质体的长度)。
在此基础上,请你参与设计、分析与讨论。
(1)请你设计一张表格,用于记录原始数据,去除最大值与最小值,计算并记录
B/A(%)值。
(2)该小组同学根据记录数据所作的曲线如图。
请你就该结果作出分析并得出结论。
分析:
__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
结论:
__________________________________________________________________。
(3)讨论:
①该小组同学应选用记录表中哪组数据作图?
________。
②如果要说明上述质壁分离现象是由相应浓度的外界溶液引起的,而非细胞本身的原因,你怎么处理实验?
________________________________________________________
________________________________________________________________________
植物细胞质壁分离及质壁分离复原的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞是否是活细胞
(2)测定细胞液浓度范围
+
细胞液浓度介于未发生
质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间
(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
发生质壁分离所需时间越短,细
胞液浓度越小,反之细胞液浓度越大
(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
1.渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。
2.动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离现象。
3.物质的跨膜运输并不都是
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