渗透作用装置动画

1. 测定细胞膜透性能解决什么理论和实践问题

测定细胞膜透性能解决什么理论和实践问题如下：

细胞的生理活动与细胞膜的稿拦通透性息息相关，细胞膜的通透性也能反映细胞处于何种生理状态。一般来说，细胞膜的通透性的改变(增大或者减小)是细胞病变的先兆。通过研究细胞膜的通透性的各项性质，我们能更好的研究生命体的各种生理过程，研究某些疾病的致病机理，生产更好的药物来治疗疾病。

细胞膜选择透过性的一组实验

细胞膜的选择通过性是“细胞结构与功能”一节的难点内容之一，也是第2章“渗透作用原理”，“根对矿质离子选择吸收”的基础。在教学过程中如能把学生带进实验室，使用直观手段教学，不但有助于突破教学难点，提高教学质量，而且还能引起学生对科学实验的浓厚兴趣。

二、演示红细胞的渗透反应装简高置

取3支试管，第1支试管加入2mL 0.9%的生理盐水、第2支试管加入2mL蒸馏水，第3支试管加入2mL10%的氯化钠溶液，然后各滴加2滴哺乳动物红细胞悬浮液，震荡混匀，放在试管架上。引导学生思考：一段时间后，3支试管中将分别出现何种结果，其原因是什么？在学拦敬尺生思维活动

展开并形成一致性结论后即板画出红细胞的3种不同形态（图2），说明红细胞对水是自由渗透的，水能够借浓度梯度被动地透过细胞膜，从而引起红细胞吸水膨胀破裂（溶血）或失水皱缩。


那么正常细胞在和环境进行物质交换时，能否也遵循高浓度低浓度的扩散原理，被动地吸收各种不同分子量的物质呢？

给学生分发实验材料、用具及实验报告，要求学生在观察演示实验2的基础上，设计实验方案来验证自己的设想。最后教师用启发诱导的方式归纳出一个正确的设想，提出合理的实验方案来加以验证。

三、学生实验——细胞膜被动吸收的验证

1．实验原理 红细胞对水是自由渗透的，但对大多数物质具有选择透过性，在等渗条件下，稀释的红细胞悬浮液呈浑浊状且透光性差。但当红细胞溶血后，其悬浮液就变得透明且光线容易透过。本实验用稀释的红细胞悬浮液在不同溶质中是否出现溶血现象，来验证细胞膜的选择透过性。

2．材料、用具 量筒、试管和试管架、秒表、红细胞悬浮液、蒸馏水、乙二醇、甘油、10%葡萄糖、1%淀粉液。

3．方法步骤 取5支试管编号，并在试管底部背面衬1张印有印刷字体的小纸片，按下表加入下列各种物质，振动混匀后，置于试管架上。当通过试管看到其背面清晰的印刷字体时，此时间即是该溶剂或溶质分子透过红细胞膜所需的时间，用秒表记录，结果记录在下表中。

细胞膜对不同物质的透性

试管
编号
试剂（mL） 细胞悬浮液（滴） 结果及原因
1 蒸馏水2mL 2
2 乙二醇2mL 2
3 甘油2mL 2
4 10%葡萄糖2mL 2
5 1%淀粉液2mL 2

注：①取新鲜哺乳动物血液适量，按4：1加入5%的柠檬酸钠溶液，震荡混匀，静置数小时，待血液分层后，倒去血浆及部分血细胞，再按1：5的比例加入0.9%的生理盐水静置，分层后，倒去上清液即成。

②1g淀粉加0.9%的生理盐水至100mL，煮开后冷却。

4．实验结论 实验表明小分子物质（如、、甘油、乙二醇、葡萄糖）能够借助简单的扩散作用，透过细胞膜，而大分子物质（如淀粉、蛋白质）则不能通过。然后教师依据实验结论讲述自由扩散和协助扩散原理。

四、细胞膜生动吸收是生活细胞的特征

细胞膜具有一种非常重要的特性，就是能选择性地透过一些物质，一些离子、小分子可以以自由扩散、协助扩散的方式顺利通过，另一些“禁止通行”。如果细胞死亡，则细胞膜将失去选择透性，也就失去了主动吸收的功能。

1．教师演示实验 取2支试管，分别放入1朵蒲公英（或其他有色花瓣）并注入适量清水，将其中1支试管放在酒精灯上加热至沸，引导学生观察并分析实验结果。

2．学生实验——小麦种子发芽率的快速测定：提供浸泡5h的小麦种子，10%的红墨水（染色剂）、刀片、培养皿、载玻片。由学生自己设计实验步骤，分析实验结果。教师巡视，个别指导。实验结束后，教师对比前一个煮花瓣的实验，进一步讲清主动吸收的原理。

2. 渗透作用的实验说明

把蚕豆种皮（或动物膀胱膜）紧缚在漏斗上，注入蔗糖溶液，然后把整个装置浸入盛有清水的回烧杯中答，漏斗内外液面相等。由于蚕豆种皮是接近半透膜(semipermeable membrane)(即让水分子通过而蔗糖分子不能透过的一种薄膜)，所以整个装置就成为一个渗透系统。在一个渗透系统中，水的移动方向决定于半透膜两边溶液的水势高低。水势高的溶液的水，流向水势低的溶液。实质上，半透膜两边的水分子是可以自由通过的，可是清水的水势高，蔗糖溶液的水势低，从清水到蔗糖溶液的水分子比从蔗糖溶液到清水的水分子多，所以在外观上，烧杯中清水的水流入漏斗内，漏斗内的玻璃管内液面上升，静水压也开始增高。随着水分逐渐进入玻璃管内，液面越上升，静水压也越大，压迫水分从玻璃管内向烧杯移动速度就越快，膜内外水分进出速度越来越接近。最后，液面不再上升，停留不动，实质上是水分进出的速度相等，呈动态平衡。

3. 渗透作用的原理十万火急

渗透作用是具有抄液泡的成熟的植物细胞吸收水分的方式，原理是：原生质层具有选择透过性，原生质层内外的溶液存在着浓度差，水分子就可以从溶液浓度低的一侧通过原生质层扩散到溶液浓度高的一侧。溶液渗透压的高低与溶液中溶质分子的物质的量的多少有关，溶液中溶质分子物质的量越多，渗透压越高，反之则越低。在比较两种溶液渗透压高低时以两种溶液中的溶质分子的物质的量为标准进行比较。如果溶质分子相同，也可以质量分数比较。能够通过渗透作用吸水的细胞一定是一个活细胞。一个成熟的植物细胞是一个渗透系统。验证通过渗透作用吸水或失水的最佳实例是质壁分离和质壁分离复原的实验。一次施肥过多引起“烧苗”，是由于土壤溶液的浓度突然增高，导致植物的根细胞吸水发生困难或不能吸水所至。盐碱地里大多数农作物不能正常生长的原因之一也是土壤溶液浓度过高造成的。淹制的鱼、肉等不易变质，是由于高浓度的盐溶液使细胞等微生物失水死亡之故。

4. 如图表示渗透作用装置图（半透膜为膀胱膜），蔗糖溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，且MA＞MB

由题中Ma=M_b＞M_A＞M_B可知，水分通过半透膜进入漏斗内，液面都升高，由于图3中浓度差大于图1中浓度差，所以达到平衡后h_l＜h₂，由于h₁上升的少，水分少，所以M_a＞M_b．
故选：B．

5. 下图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜，图1、3装置溶液A、B、a、b浓度分别用M A 、M B 、M a 、M

6. 如图1表示渗透作用装置，一段时间后液面上升的高度为h，其中半透膜为膀胱膜，装置溶液A、a起始浓度分别用

（1）由于开始时Ma＞MA，达到平衡后，由于水柱的压力，使水分子从漏斗进入水槽，所以MA依然小于专Ma，这样才能使进出属半透膜的水分子数达到动态平衡；图1中的半透膜相当于图2中的原生质层，由①细胞膜、③液泡膜和②两层膜之间的细胞质组成．
（2）由于开始时蔗糖浓度大于细胞液浓度，细胞失水，细胞液浓度逐渐增大，当蔗糖浓度等于细胞液浓度时，水分进出细胞达到动态平衡．
（3）如果把植物细胞放在清水中，由于外界溶液浓度小于细胞液浓度，真核细胞吸水，故此时细胞处于质壁分离复原过程中，随着吸水过程的进行，细胞液浓度变小，又因为细胞壁的作用，细胞的吸水能力逐渐减弱，该过程体现了细胞膜的功能特性选择透过性．
故答案是：
（1）小于 原生质层 1、2、3
（2）等于
（3）质壁分离复原 减弱 选择透过性

7. 图1表示渗透作用装置，一段时间后液面上升的高度为h，其中半透膜为膀胱膜，装置溶液A、a起始浓度分别用MA

（1）图抄1中，开始时Ma＞MA，则漏斗内液面上升，但由于漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，则MA小于Ma；图2中的1细胞膜、3液泡膜、5两者之间的细胞质组成的原生质层，相当于半透膜．
（2）图2中，植物细胞吸水和失水达到平衡后，MB等于Mb．
（3）物质运输方式包括自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吐和胞吞，由于植物细胞外面有细胞壁，可能没有胞吞、胞吐的运输方式．
（4）鳞片叶表皮细胞已经高度分化，一般不能分裂，故不能观察到染色体．
故答案为：
（1）小于原生质层1、3、5
（2）等于
（3）胞吞 胞吐
（4）不能鳞片叶表皮细胞高度分化不能分裂

8. 下图是渗透装置的示意图，图中①是清水，②是半透膜，③是质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，据图回答：

9. 下面的甲图表示细胞有丝分裂周期，乙图是渗透装置示意图（图为发生渗透作用的初始状态，①为清水，②为0.

（1）比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，实验的自变量为分解条件不同，如：常温下、高温下、加氯化铁溶液、加过氧化氢酶的制备液．材料中只有鸡肝研磨液含过氧化氢酶．菠菜的绿叶里含有丰富的色素，分离色素的方法为纸层析法，由于叶绿素a含量最多，在色素带中也最宽，颜色呈蓝绿色．
（2）在进行“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验时，细胞大多处于间期，因为间期占整个细胞周期的90%～95%．有丝分裂整个时期均存在同源染色体．
（3）成熟的植物细胞中的原生质层相当于渗透作用装置中的半透膜．丙图细胞为根尖成熟区细胞，该细胞没有叶绿体，因此无法进行光合作用利用二氧化碳．由于该细胞液泡中不含色素，因此在质壁分离过程中其液泡的颜色不变．
（4）若将根尖成熟区细胞浸在一定浓度的KNO₃溶液中，发生了质壁分离后又出现质壁分离复原，原因为：开始质壁分离是由于外液溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水发生质壁分离；由于KNO₃在溶液中呈离子状态，由于细胞膜的选择透过性，细胞将以主动运输的方式吸收钾离子和硝酸根离子，该过程需要消耗能量，能量由线粒体提供．因此该过程与液泡和线粒体有关．根毛细胞在质壁分离及复原过程中液泡相对体积是先减小后增大，最后回复原来细胞的大小．
（5）①在渗透作用装置中，水分子通过膜的扩散为渗透作用速率，此为实验的因变量．
②此实验的自变量是（渗透系统所处的）环境温度；为了直观地表示相对速率，用漏斗液面高度的变化作为因变量．若低温会抑制物质的跨膜运输，则出现的实验现象应该是1组漏斗液面高度变化比2组大（明显）．
故答案为：
（1）c纸层析法蓝绿色（2）ea、b、c、d、e
（3）[③]半透膜没有叶绿体（无法进行光合作用）不变
（4）线粒体、液泡
（5）①渗透
②（渗透系统所处的）环境温度1组漏斗液面高度变化比2组大（明显）

10. 如图1表示渗透作用装置，一段时间后液面上升的高度为h，其中半透膜为膀胱膜，装置溶液A、a起始浓度分别用

（1）图1中，开始时Ma＞MA，则漏斗内液面上升，但由于漏斗内液柱压力的作用回，当液面不再答上升时，则MA小于Ma；图2中的1细胞膜、3液泡膜、5两者之间的细胞质组成的原生质层，相当于半透膜．
（2）图2中，植物细胞吸水和失水达到平衡后，MB等于Mb．
（3）图1漏斗液面上升过程中，半透膜两侧的浓度差越来越小，水分子扩散速度逐渐减慢；图2细胞质壁分离过程中，细胞液的浓度越来越大，细胞吸水能力逐渐增强，图1中的半透膜与图2中的细胞膜在功能上有何区别：细胞膜能主动转运物质而半透膜不可以．
故答案为：
（1）小于原生质层1、3、5
（2）等于
（3）减慢增强细胞膜能主动转运物质而半透膜不可以