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文檔簡介
4.1
課時(shí)1水進(jìn)出細(xì)胞的原理擴(kuò)散:物質(zhì)從
濃度→
濃度
紅墨水在水中擴(kuò)散高低
在一個(gè)長頸漏斗的漏斗口外密封上一層玻璃紙,往漏斗內(nèi)注入蔗糖溶液,然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中,使漏斗內(nèi)外的液面高度相等。過一段時(shí)間后,會出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象。問題·探討動(dòng)畫演示半透膜水分子蔗糖分子1.漏斗內(nèi)的液面為什么會升高?單位時(shí)間水分子數(shù):進(jìn)入漏斗
進(jìn)入燒杯滲透作用:水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴(kuò)散。為什么當(dāng)液面上升到一定程度時(shí),液面不再上升?
漏斗內(nèi)高出燒杯液面部分產(chǎn)生的壓強(qiáng)與滲透壓平衡時(shí),使半透膜兩側(cè)水分子的交換速率相同,液面不再升高滲透壓:溶液中的溶質(zhì)微粒對水的吸引力。達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后,半透膜內(nèi)外濃度相等?平衡前:S2>S1平衡后:S2>S1S1與S2的濃度差越大,高度差就越大。溶液S1溶液S2問題·探討蔗糖溶液清水蔗糖溶液玻璃紙紗布
水分子滲入漏斗內(nèi)使液面上升必須具備的條件?不會。因?yàn)榧啿疾皇前胪改?,孔隙很大,可溶于水的物質(zhì)都能夠自由通過,包括水分子和蔗糖分子都能通過。單位時(shí)間透過玻璃紙進(jìn)出水分子相同,故漏斗管液面不變條件一:半透膜條件二:濃度差2、如果用一層紗布代替玻璃紙,漏斗管內(nèi)的液面還會升高嗎?3、如果燒杯中不是清水,而是同樣濃度的蔗糖溶液,結(jié)果會怎樣?問題·探討圖2滲透半透膜圖1擴(kuò)散一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理從擴(kuò)散和滲透作用的示意圖中,可以看出兩種方式有什么異同嗎?
擴(kuò)散:分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。
滲透作用:水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴(kuò)散。擴(kuò)展:滲透裝置分析另一種??嫉臐B透裝置如圖所示,若該半透膜只允許水分子通過。思考1一段時(shí)間后,液面會如何變化?
液面等高。
因?yàn)?mol/L的蔗糖溶液和2mol/L的葡萄糖溶液濃度(物質(zhì)的量濃度)相等,滲透壓相等,對水的吸引力相等。思考2一段時(shí)間后,液面會如何變化?
右側(cè)液面升高。
因?yàn)橘|(zhì)量分?jǐn)?shù)相同時(shí),葡萄糖溶液的濃度(物質(zhì)的量濃度)更高,滲透壓更高,對水的吸引力更大,因此由蔗糖溶液→葡萄糖溶液的水分子較多。1.滲透作用:水分子(或其它溶劑分子)通過半透膜的擴(kuò)散。含水量高低濃度溶液滲透壓低含水量低高濃度溶液滲透壓高半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。水分子由相對含量多的一側(cè)向少的一側(cè)移動(dòng)2.發(fā)生的條件3.水的運(yùn)輸方向一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理外界溶液細(xì)胞膜半透膜蔗糖溶液細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)相當(dāng)于相當(dāng)于濃度差一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞能否構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)?討論:動(dòng)物細(xì)胞與外界溶液組成了一個(gè)滲透系統(tǒng)
②細(xì)胞內(nèi)溶液與外界溶液存在濃度差①細(xì)胞膜相當(dāng)于一層半透膜二、水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理細(xì)胞吸水膨脹外界溶液濃度_______細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞___________外界溶液濃度_______細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度大于細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞保持正常狀態(tài)小于失水皺縮等于紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能夠透過細(xì)胞膜嗎?這些有機(jī)物相當(dāng)于P62“問題探討”所示裝置中的什么物質(zhì)?2.當(dāng)外界溶液溶質(zhì)的濃度低時(shí),紅細(xì)胞一定會由于吸水而漲破嗎?
不一定。因?yàn)榧t細(xì)胞吸水膨脹后細(xì)胞液濃度也會下降,如果外界溶液濃度不是很低,有可能細(xì)胞液濃度下降后與外界溶液濃度達(dá)到平衡,此時(shí),紅細(xì)胞將不再吸水。思考.討論
血紅蛋白是有機(jī)大分子物質(zhì),不能透過細(xì)胞膜,相當(dāng)于“問題探討”中的蔗糖分子。3.紅細(xì)胞吸水和失水取決于什么條件?4.想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水?
取決于紅細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度差。一般情況下,濃度差越大時(shí),細(xì)胞吸水或失水越多。
因?yàn)樯睇}水的濃度與血漿的濃度基本一致,細(xì)胞不會過度吸水或失水導(dǎo)致形態(tài)、功能異常。思考.討論植物細(xì)胞會出現(xiàn)滲透失水和吸水的情況嗎?對農(nóng)作物施肥過多,會造成“燒苗”現(xiàn)象。將有些萎蔫的菜葉浸泡在清水中,不久,菜葉就會變的硬挺。鹽腌制過的黃瓜,皺皺巴巴,還出水。原生質(zhì)層細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜細(xì)胞壁(全透性,伸縮性較小)細(xì)胞液植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要是指液泡里面的細(xì)胞液。水進(jìn)出細(xì)胞主要是指水經(jīng)過原生質(zhì)層進(jìn)出液泡。細(xì)胞液與外界溶液之間具有濃度差。原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。半透膜:濃度差:條件植物細(xì)胞發(fā)生滲透作用的兩個(gè)條件?三、水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理1.實(shí)驗(yàn)原理2.材料用具
如果假設(shè)是正確的,當(dāng)外界溶液的濃度高于細(xì)胞液的濃度時(shí),細(xì)胞就會失水;當(dāng)外界溶液的濃度低于細(xì)胞液的濃度時(shí),細(xì)胞就會吸水。紫色洋蔥鱗片葉0.3g/ml蔗糖溶液3.方法步驟設(shè)計(jì)思路顯微鏡清水①制作臨時(shí)裝片,觀察植物細(xì)胞正常形態(tài);②將植物細(xì)胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中,觀察液泡大小變化;③再將植物細(xì)胞浸潤在清水中,觀察液泡大小的變化。探究植物細(xì)胞的吸水與失水外界溶液中央液泡大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小蔗糖溶液清水基本不變基本不變變小逐漸恢復(fù)原來大小與細(xì)胞壁分離恢復(fù)原位蔗糖溶液清水4.觀察現(xiàn)象,完成下表:結(jié)論:(1)植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜;(2)植物細(xì)胞也是通過滲透作用吸水和失水的。細(xì)胞失水,原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離開來細(xì)胞吸水,與細(xì)胞壁分離的原生質(zhì)層慢慢恢復(fù)原來的狀態(tài)當(dāng)外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度當(dāng)外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原5.分析結(jié)果,得出結(jié)論6.表達(dá)與交流(1)觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原,對材料的要求:必須是活的、成熟的植物細(xì)胞有大液泡優(yōu)先選擇細(xì)胞液或原生質(zhì)層帶有顏色的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)試劑濃度不宜過高(細(xì)胞失水死亡)或過低(質(zhì)壁分離現(xiàn)象不明顯)溶質(zhì)不能對細(xì)胞具有破壞性,如酒精、鹽酸、醋酸等會殺死細(xì)胞觀察質(zhì)壁分離的時(shí)間不宜過長,以免細(xì)胞長時(shí)間處于缺水狀態(tài)死亡,影響質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象的觀察。(2)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的質(zhì)壁分離,“質(zhì)”和“壁”分別指的是什么呢?“質(zhì)”指原生質(zhì)層,“壁”指細(xì)胞壁(3)質(zhì)壁分離的原因質(zhì)壁分離+原因外因:外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度內(nèi)因:細(xì)胞壁伸縮性小,具有全透性原生質(zhì)層伸縮性大,具有選擇透過性(4)植物細(xì)胞會由于過多吸水而漲破嗎?不會。(因?yàn)榧?xì)胞壁具有保護(hù)和支持的作用)(5)將0.3g/ml的蔗糖溶液換成適宜濃度的甘油,實(shí)驗(yàn)結(jié)果會有什么不同?因細(xì)胞主動(dòng)或被動(dòng)吸收溶質(zhì)微粒而使細(xì)胞液濃度增大,植物細(xì)胞會吸水引起質(zhì)壁分離后的自動(dòng)復(fù)原。(6)已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞,再放入清水也不能復(fù)原的原因?細(xì)胞死亡(7)植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)有哪些應(yīng)用?①判斷成熟植物細(xì)胞的死活②測定細(xì)胞液濃度范圍待測成熟植物細(xì)胞一定濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離無質(zhì)壁分離活細(xì)胞死細(xì)胞待測成熟植物細(xì)胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間(細(xì)胞過度失水死亡將不能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原)不同植物細(xì)胞同一濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間越短,細(xì)胞液濃度越小,反之則細(xì)胞液濃度越大③比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度④比較未知濃度溶液的濃度大小同一植物的相同成熟細(xì)胞未知濃度的溶液鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間越短,未知溶液的濃度越大,反之則未知溶液的濃度越小⑤鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)成熟植物細(xì)胞不同種類溶液鏡檢只發(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原溶質(zhì)不能透過半透膜(如蔗糖溶液)溶質(zhì)能透過半透膜(如KNO3溶液)如果所用溶液中的溶質(zhì)為葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等,質(zhì)壁分離后因細(xì)胞主動(dòng)或被動(dòng)吸收溶質(zhì)微粒而使細(xì)胞液濃度增大,植物細(xì)胞會吸水引起質(zhì)壁分離后的自動(dòng)復(fù)原。二、水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理細(xì)胞的吸水和失水滲透作用的兩個(gè)條件動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞1.半透膜。2.濃度差。外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度
細(xì)胞吸水外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度
細(xì)胞失水外界溶液濃度=細(xì)胞液濃度
細(xì)胞形態(tài)不變外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度
質(zhì)壁分離外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度
質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離超過一定限度不能復(fù)原。1.某科研小組設(shè)計(jì)如圖所示的滲透裝置,其中蔗糖不能透過半透膜,漏斗內(nèi)溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液,液面不動(dòng)(滲透平衡)時(shí)液面差為Δh。下列說法正確的是()A.滲透平衡后S1和S2濃度的大小關(guān)系為S1=S2B.滲透平衡后無水分子通過半透膜C.漏斗中溶液液面上升速率逐漸加快D.向漏斗內(nèi)加適量清水Δh將變小D
由圖可得,從S2進(jìn)入到S1的水分子更多;即:S1水
,濃度
;S2水
,濃度
;應(yīng)為:S1>S2,×;水分子進(jìn)出達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,×;S1濃度逐漸減小,速率逐漸減慢,×;S1濃度減小,濃度差減小,Δh變小,√;少高多低2.如圖實(shí)驗(yàn)裝置中,半透膜只允許水分子和單糖分子透過,向a側(cè)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的蔗糖溶液,向b側(cè)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液,初始狀態(tài)如圖。則下列關(guān)于液面的變化及相關(guān)敘述正確的是()A.a(chǎn)先降后升,b先升后降B.a(chǎn)先升后降,b先降后升C.當(dāng)液面最終停止變化時(shí),半透膜兩側(cè)溶液濃度相等D.當(dāng)液面最終停止變化時(shí),b側(cè)濃度高于a側(cè)A①質(zhì)量相同時(shí),b側(cè)葡萄糖物質(zhì)的量濃度更大,
a先降,b先升。②之后,ab側(cè)葡萄糖濃度相同,a側(cè)蔗糖濃度高,
a后升,b后降。a側(cè)蔗糖無法透過半透膜,a側(cè)濃度高,×;5蔗糖10葡萄糖最終水分子進(jìn)出達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí),a側(cè)濃度高,液面也高×;5葡萄糖5葡萄糖3.如圖1為光學(xué)顯微鏡下觀察到的某植物細(xì)胞質(zhì)壁分離的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖,圖2為質(zhì)壁分離及其復(fù)原實(shí)驗(yàn)流程圖。下列說法正確的
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