细胞的吸水与失水: 1、渗透作用:水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
2、发生渗透作用的条件:具半透膜,两侧溶液具有浓度差。
3、植物细胞的吸水与失水
(1)植物细胞就相当于渗透装置。
原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质,相当于半透膜。
(2)植物细胞通过渗透作用吸水和失水。
植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
质壁分离复原的原理:当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而吸水,外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,紧贴细胞壁,使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
4、动物细胞的吸水和失水
(1)细胞膜相当于半透膜,浓度差由外界溶液浓度与细胞质的浓度来体现。
(2)水分子是顺相对含量的梯度进出动物细胞的。
①外界溶液浓度小于细胞质浓度时,细胞吸水膨胀。
②外界溶液浓度大于细胞质浓度时,细胞失水皱缩。
③外界溶液浓度等于细胞质浓度时,水分子进出细胞处于动态平衡。
知识点拨: 1、细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜两侧溶液中水的相对含量的差值。
2、植物分生区细胞和干种子细胞因无大液泡不能发生渗透作用,只能依靠吸胀作用吸水。
3、植物细胞的吸水和失水:
①渗透作用:是指溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象。渗透吸水是指由于溶质势的下降而引起的细胞吸水。含有液泡的细胞吸水,如根系吸水、气孔开闭时的保卫细胞吸水主要为渗透吸水。
②吸涨吸水:指依赖于低衬质势而引起的吸水。对于无液泡的分生组织和干燥种子来说,衬质势是细胞水势的主要成分。亲水胶体吸引水分子的力量称为吸胀力,亲水胶体吸水膨胀的现象叫吸胀作用。细胞吸胀力的大小,取决于衬质势的高低。干燥种子衬质势常低于-10MPa,有的甚至达到-100MPa,所以吸胀吸水就很容易发生。当种子吸水后,衬质势很快上升。如将种子放在纯水中,当种子吸水达到最大程度时,衬质势为0。由于吸胀过程与细胞的代谢活动没有直接关系,所以又把吸胀吸水称为非代谢性吸水。
③降压吸水是指由于压力势降低而引发的细胞吸水。如蒸腾旺盛时,木质部导管和叶肉细胞的细胞壁都因失水而收缩,使压力势降低,从而引起这些细胞水势下降而吸水。链接“植物细胞间的水分移动”
4、植物根系对水分的吸收:
①植物根系吸水的部位:根系吸水的部位主要在根的尖端,从根尖开始向上约10mm的范围内,包括根冠、根毛区、伸长区和分生区,其中以根毛区的吸水能力最强。
②植物根部吸水的途径:植物根部吸水主要通过根毛、皮层、内皮层,再经中柱薄壁细胞进入导管。水分在根内横向运输有质外体和共质体两条途径。
5、根系吸水的机理根据植物根部的吸水动力的不同可分为两类:主动吸水和被动吸水。
①主动吸水:由植物根系生理活动而引起的吸水过程称为主动吸水,它与地上部分的活动无关。根的主动吸水主要反映在根压上。所谓根压,是指由于植物根系生理活动而促使根部吸收水分并使液流从根部上升的压力。大多数植物的根压为0.10~0.2MPa,有些木本植物可达0.6~0.7MPa。伤流和吐水是证明根压存在的两种现象。
②被动吸水:植物根系以蒸腾拉力为动力的吸水过程称为被动吸水。所谓蒸腾拉力(teanspirationlpull)是指因叶片蒸腾作用而产生的使导管中水分上升的力量。但叶片蒸腾时,气孔下腔周围细胞的水以水蒸气形式扩散到水势低的大气中,从而导致叶片细胞水势下降,这样就产生了一系列相邻细胞间的水分运输,使叶导管失水,压力势下降,造成根冠间导管的压力梯度,使根导管中的水分向上运输,其结果造成根部细胞水分亏缺,水势降低,向土壤吸水。
细胞吸水和失水的原理的应用: 1、对农作物的合理灌溉,既满足了作物对水分的需要,同时也降低了土壤溶液的浓度,有利于水分的吸收。
2、盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象,都是因为土壤溶液浓度过高,甚至超过了根细胞液浓度,导致根细胞不易吸水甚至失水造成的。
3、糖渍、盐渍食品不易变质的原因,是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液,使微生物不能在其中生存和繁殖,所以能较长时间的保存。
探究影响酶活性的条件:一、探究温度对酶活性的影响:
1、实验目的:
(1)初步学会探索温度和pH对酶活性的影响的方法。
(2)探索淀粉酶在不同温度和pH下催化淀粉水解的情况。
2、实验原理:
(1)淀粉遇碘后,形成紫蓝色的复合物。
(2)淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖(淀粉水解过程中,不同阶段的中间产物遇碘后,会呈现红褐色或红棕色。)麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。
注:市售a-淀粉酶的最适温度约60℃
3、方法步骤:
序号 |
加入试剂或处理方法 |
试管 |
A |
B |
C |
a |
b |
c |
1 |
可溶性淀粉溶液 |
2mL |
2mL |
2mL |
/ |
/ |
/ |
新鲜淀粉酶溶液 |
/ |
/ |
/ |
1mL |
1mL |
1mL |
2 |
保温5min |
60℃ |
100℃ |
0℃ |
60℃ |
100℃ |
0℃ |
3 |
将a液加入到A试管, b液加入到B试管, c液加入到C试管中,摇匀 |
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4 |
保温5min |
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5 |
滴入碘液,摇匀 |
60℃ |
100℃ |
0℃ |
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6 |
观察现象并记录 |
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二、不同pH值对酶活性的影响(原理、目的参照温度的相关内容)
1、实验步骤:
序号 |
加入试剂或处理方法 |
试管 |
1 |
2 |
3 |
1 |
注入新鲜的淀粉酶溶液 |
1mL |
1mL |
1mL |
2 |
注入蒸馏水 |
1mL |
/ |
/ |
3 |
注入氢氧化钠溶液 |
/ |
1mL |
/ |
4 |
注入盐酸 |
/ |
/ |
1mL |
5 |
注入可溶性淀粉溶液 |
2mL |
2mL |
2mL |
6 |
60℃水浴保温5min |
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7 |
加入斐林试剂,边加边振荡 |
2mL |
2mL |
2mL |
8 |
水浴加热煮沸1min |
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9 |
观察3支试管中溶液颜色变化边记录 |
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2、实验结论:影响酶活性的因素有温度和PH值有关。
易错点拨:
1、在酶的最适pH探究实验中,操作时必须先将酶置于不同环境条件下(加清水、加氢氧化钠、加盐酸),然后再加入反应物。不能把酶加入反应物在酶的作用下先发生水解。
2、在酶的最适温度探究实验中,酶溶液和反应物混合之前,需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。若选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度,检测的试剂宜先用碘液,不应该选用斐林试剂。因选用斐林试剂需热水浴加热,而该实验中需严格控制温度。
探究酵母菌的呼吸方式:
一.实验原理:
(1)酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
方程式:有氧呼吸:C
6H
12O
6+6H
2O+O
26CO
2+12H
2O+能量;无氧呼吸: C
6H
12O
62C
2H
5OH+2CO
2+能量
(2)CO
2可使澄清石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短,可以检测酵母菌培养CO
2的产生情况。
(3)橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学反应,在酸性条件下,变成灰绿色。
实验装置:
二.方法步骤:
提出问题→作出假设→设计实验→(包括选择实验材料.选择实验器具、确定实验步骤、设计实验记录表格)→实施实验→分析与结论→表达与交流。
(1)酵母菌培养液的配制
取20g新鲜的食用酵母菌,分成两等份,分别放入锥形瓶A(500mL)和锥形瓶B(500mL)中 ,再分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液
(2)检测CO
2的产生
用锥形瓶和其他材料用具组装好实验装置(如上图),并连通橡皮球(或气泵),让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶(约50min)。然后将实验装置放到25-35℃的环境中培养8-10h。
(3)检测洒精的产生
各取2mL酵母菌培养液的滤液,分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液(体积分数为95%-97%)并轻轻振荡,使它们混合均匀,观察试管中溶液的颜色变化。
三.实验现象及分析
(1)现象:甲、乙装置中石灰水都变混浊,装置甲混浊快且程度高。装置乙中的B溶液由橙色变成灰绿色,装置甲中的A溶液不变色。
(2)分析:①酵母菌有氧和无氧条件下都产生 CO2;②酵母菌在有氧比无氧时放出的CO2多且快; ③无氧时酵母菌分解葡萄糖产生酒精。
(3)实验结论:酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量的二氧化碳。
知识点拨:
1、将装置甲连通橡皮球,让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶,既保证O2的充分供应,又使进入A瓶的空气先经过含NaOH溶液的锥形瓶,洗除空气中的CO2,保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变混浊是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2所致。
2、装置乙中,B瓶应封门放置一段时间后,待酵母菌将B瓶中的氧消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。