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必修一物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗谝豁?，共五十六頁?022年，8月28日項目內(nèi)容要求考點細胞吸水和失水原理Ⅱ重難點細胞吸水和失水的原理及應用第二頁，共五十六頁，2022年，8月28日題型年份及考卷考點選擇題2009上海卷2008年廣東、上海卷細胞吸水和失水的原理非選擇題2008年廣東卷2007年廣東、上海卷細胞吸水和失水原理及應用第三頁，共五十六頁，2022年，8月28日自主梳理一、細胞的吸水和失水1．原理：發(fā)生

，必須具備兩個條件。(1)具有

：水分子可以通過，而蔗糖等大分子不能通過的膜，如

(又叫賽璐玢)。(2)膜兩側(cè)溶液具有

。滲透作用半透膜玻璃紙濃度差第四頁，共五十六頁，2022年，8月28日2．動物細胞的吸水和失水(以紅細胞為例：紅細胞膜相當于一層半透膜)(1)當外界溶液濃度

細胞質(zhì)濃度時，細胞吸水膨脹。(2)當外界溶液濃度

細胞質(zhì)濃度時，細胞失水皺縮。(3)當外界溶液濃度

細胞質(zhì)濃度時，水分進出平衡。<>＝第五頁，共五十六頁，2022年，8月28日3．植物細胞的吸水和失水(1)在成熟的植物細胞中的液體環(huán)境主要指的是里的細胞液，

膜和

膜以及兩層膜之間的稱為原生質(zhì)層，它相當于一層

。(2)成熟植物細胞，當細胞液濃度小于外界溶液濃度，則發(fā)生

現(xiàn)象；當細胞液濃度大于外界溶液濃度時，則發(fā)生

。液泡細胞液泡細胞質(zhì)半透膜質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復原第六頁，共五十六頁，2022年，8月28日二、實驗探究植物細胞吸水和失水1．探究實驗的一般過程提出問題→

→設計實驗→

→分析結果，得出結論→

→進一步探究。2．實驗原理成熟的植物細胞的

相當于一層半透膜，具有一定的濃度，能夠滲透失水和吸水。3．實驗過程

→顯微鏡觀察→實驗現(xiàn)象(細胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復原)→得出結論。作出假設進行實驗表達和交流原生質(zhì)層細胞液制作裝片第七頁，共五十六頁，2022年，8月28日互動探究在實驗中為什么選擇紫色洋蔥磷片葉作實驗材料？提示紫色洋蔥鱗片葉中有紫色的液泡，便于實驗觀察。第八頁，共五十六頁，2022年，8月28日一、滲透系統(tǒng)的組成分析及應用1．滲透系統(tǒng)的組成(如圖)及特點(1)半透膜，可以是生物性的選擇透過性膜，如細胞膜，也可以是物理性的過濾膜，如玻璃紙。(2)半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。第九頁，共五十六頁，2022年，8月28日2．滲透作用的發(fā)生(1)若S1溶液濃度大于S2，則單位時間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于S1→S2，外觀上表現(xiàn)為S1液面上升；若S1溶液濃度小于S2，則情況相反，外觀上表現(xiàn)為S1液面下降。(2)在達到滲透平衡后，若存在如圖所示的液面差Δh，則S1溶液濃度仍大于S2。第十頁，共五十六頁，2022年，8月28日3．滲透系統(tǒng)的應用(1)比較不同溶液濃度大小漏斗內(nèi)燒杯內(nèi)溶液濃度MN現(xiàn)象及結論①若漏斗內(nèi)液面上升，則M>N②若漏斗內(nèi)液面不變，則M＝N③若漏斗內(nèi)液面下降，則M<N第十一頁，共五十六頁，2022年，8月28日(2)驗證滲透作用發(fā)生的條件①具有半透膜第十二頁，共五十六頁，2022年，8月28日②具有濃度差第十三頁，共五十六頁，2022年，8月28日二、細胞的吸水和失水1．動物細胞的吸水和失水(1)當外界溶液的濃度比細胞質(zhì)的濃度低時，細胞吸水膨脹。(2)當外界溶液的濃度比細胞質(zhì)的濃度高時，細胞失水皺縮。(3)當外界溶液的濃度與細胞質(zhì)的濃度相同時，水分子進出細胞和于動態(tài)平衡。第十四頁，共五十六頁，2022年，8月28日2．成熟的植物細胞的吸水和失水(1)植物細胞的結構特點①細胞壁：全透性。②細胞膜：具有選擇透過性。③細胞質(zhì)：內(nèi)有大液泡。④大液泡：里面的液體稱細胞液，具有一定的濃度。⑤原生質(zhì)層：細胞膜和液泡膜以及這兩層膜之間的細胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層。第十五頁，共五十六頁，2022年，8月28日(2)植物細胞吸水方式①未形成液泡的細胞，靠吸脹作用吸水：這樣的細胞主要靠細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、淀粉和纖維素等親水性物質(zhì)吸收水分，叫做吸脹作用。干燥的種子和根尖分生區(qū)的細胞，主要靠吸脹作用吸收水分。注意：蛋白質(zhì)、淀粉和纖維素的親水性依次減弱。②液泡形成以后，細胞主要靠滲透作用吸水：細胞液濃度>外界溶液濃度－細胞吸水；細胞液濃度<外界溶液濃度－細胞失水。第十六頁，共五十六頁，2022年，8月28日(3)成熟的植物細胞是一個滲透系統(tǒng)：植物細胞的最外面是細胞壁，主要由纖維素分子組成，分子間空隙較大，一切溶劑和溶質(zhì)都能夠透過，細胞壁是全透性的。細胞膜和液泡膜是選擇透過性膜。我們可以把細胞膜、液泡膜以及兩膜之間的其他原生質(zhì)當作一層選擇透過性膜，“膜”內(nèi)的細胞液有一定的濃度，與細胞外的溶液存在濃度差。這樣，細胞也就通過這層選擇透過性膜與外界環(huán)境中的溶液發(fā)生滲透作用。第十七頁，共五十六頁，2022年，8月28日三、植物細胞吸水和失水的實驗探究過程及應用1．探究性實驗的一般過程：根據(jù)觀察到的現(xiàn)象，提出問題→作出假設→預測結果→進行實驗→分析結果得出結論→表達交流→進一步探究。2．假設：原生質(zhì)層相當于一層半透膜。3．預期結果：由于原生質(zhì)層相當于一層半透膜，水分子可以自由透過，而蔗糖分子不能透過，因此，在蔗糖溶液中植物細胞的中央液泡會變大，細胞膨脹。第十八頁，共五十六頁，2022年，8月28日4．實驗流程第十九頁，共五十六頁，2022年，8月28日5．實驗結論成熟植物細胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用，當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離；當外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復原。第二十頁，共五十六頁，2022年，8月28日6．質(zhì)壁分離的原因分析第二十一頁，共五十六頁，2022年，8月28日第二十二頁，共五十六頁，2022年，8月28日感悟拓展1．滲透系統(tǒng)組成的條件①滲透系統(tǒng)適用于比較溶質(zhì)不能透過半透膜的溶液濃度的大小。②兩溶液間的水分子進行雙向運動，我們只是觀測出由水分子雙向運動的差所導致的液面改變。③溶液濃度指摩爾濃度而非質(zhì)量濃度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的質(zhì)量濃度相同，但摩爾濃度是10%蔗糖溶液的小，故水由蔗糖向葡萄糖溶液移動。第二十三頁，共五十六頁，2022年，8月28日2．細胞吸水和失水原理在生產(chǎn)生活中的應用(1)對農(nóng)作物的合理藻溉，既滿足了作物對水分的需要，同時也降低了土壤溶液的濃度，有利于水分的吸收。(2)鹽堿地中的植物不易存活或一次施肥過多造成“燒苗”現(xiàn)象，都是因為土壤溶液濃度過高，甚至超過了根細胞液濃度，導致根細胞不易吸水甚至失水造成的。(3)糖漬、鹽漬食品不易變質(zhì)的原因，是在食品外面和內(nèi)部形成很高濃度的溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能較長時間的保存。(4)醫(yī)用的生理鹽水濃度為0.9%，其滲透壓與人體細胞外液的滲透壓相當，可以使人體細胞保持正常的形態(tài)和功能。第二十四頁，共五十六頁，2022年，8月28日3．植物細胞吸水和失水的實驗探究實驗中注意事項(1)選擇有大的液泡且最好液泡帶有顏色的細胞作實驗材料。(2)滴加蔗糖溶液和清水時，必須在實驗桌上進行，不能在顯微鏡的載物臺上進行。第二十五頁，共五十六頁，2022年，8月28日(3)本實驗選用0.3g/mL的蔗糖溶液(此濃度下既明顯出現(xiàn)質(zhì)壁分離，又不致殺死細胞)。濃度過高，質(zhì)壁分離速度雖快，但不久細胞會因失水過多而死亡，不能再進行質(zhì)壁分離復原；濃度過低不能引起質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離速度太慢。此外，8%的食鹽溶液，5%的硝酸鉀溶液等也可使用。鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞，不適于做質(zhì)壁分離的溶液。第二十六頁，共五十六頁，2022年，8月28日

1利用紫色的洋蔥外表皮細胞和不同濃度的蔗糖溶液，可以探究細胞質(zhì)壁分離復原。下列有關該實驗的敘述正確的是 (

)A．該實驗只是觀察了質(zhì)壁分離和復原現(xiàn)象，沒有設計對照實驗B．在逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離的過程中，細胞的吸水能力逐漸增強C．將裝片在酒精燈上加熱后，再觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象D．不同濃度蔗糖溶液下發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞，滴加清水后都能復原。第二十七頁，共五十六頁，2022年，8月28日解析

該實驗中多組實驗(不同濃度的蔗糖溶液)之間已進行了相互對照，且每組實驗前、后又進行了對照，故有對照實驗；在發(fā)生質(zhì)壁分離過程中，細胞液的濃度逐漸增大，故細胞的吸水能力逐漸增強；該實驗不需加熱，否則細胞會受熱死亡，觀察不到質(zhì)壁分離及復原現(xiàn)象；若蔗糖溶液的濃度過大，細胞會因失水過多而死亡，將不會再復原。答案

B第二十八頁，共五十六頁，2022年，8月28日下列能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象的細胞是 (

)A．胚乳細胞B．人的口腔上皮細胞C．分生區(qū)細胞D．根成熟區(qū)細胞第二十九頁，共五十六頁，2022年，8月28日答案

D解析

發(fā)生質(zhì)壁分離的條件有三個：①必須是成熟的植物細胞；②細胞必須有活性；③細胞外界溶液濃度大于細胞液濃度。從題中所給條件可知，A、C兩選項均是植物細胞，但無中央液泡；B選項為人體細胞，顯然不行，故答案應為D。第三十頁，共五十六頁，2022年，8月28日自主梳理1．對無機鹽的吸收實例(1)水稻和番茄對

的吸收量不同。(2)水稻和番茄對

的吸收量不同。(3)人體甲狀腺濾泡上皮細胞可以逆

從血液中吸收碘。(4)不同微生物對不同礦物質(zhì)的吸收表現(xiàn)出較大的。同一離子不同離子相對含量梯度差異第三十一頁，共五十六頁，2022年，8月28日2．生物膜的特性物質(zhì)跨膜運輸并不都是

的，而且細胞對物質(zhì)的輸入和輸出有

。即細胞膜和其他生物膜都是

膜。這種膜可以讓

自由通過，一些和

也可以通過，而其他的離子、小分子和則不能通過。順相對含量梯度選擇性選擇透過性水分子離子小分子大分子第三十二頁，共五十六頁，2022年，8月28日互動探究半透膜和選擇透過性膜有哪些異同點？提示①相同點：某些物質(zhì)可以通過，另一些物質(zhì)不能通過。②不同點：選擇透過性膜一定是半透膜，半透膜不一定是選擇透過性膜。第三十三頁，共五十六頁，2022年，8月28日要點歸納1．番茄和水稻吸收礦質(zhì)離子的比較科學家將番茄和水稻分別放在含有Ca2＋、Mg2＋和Si4＋的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結果及分析如下：第三十四頁，共五十六頁，2022年，8月28日(1)不同植物細胞對同一無機鹽離子、同一植物細胞對不同無機離子的吸收均有差異，說明植物細胞膜對無機鹽離子的吸收具有選擇性。(2)番茄吸收Ca2＋、Mg2＋多，吸收Si4＋少；水稻吸收Si4＋多，而吸收Ca2＋、Mg2＋少，從營養(yǎng)學角度講番茄的補鈣效果比水稻好。第三十五頁，共五十六頁，2022年，8月28日(3)水稻吸收水的相對速度比吸收Ca2＋、Mg2＋的大，造成培養(yǎng)液中Ca2＋、Mg2＋濃度上升；番茄吸收水的相對速度比吸收Si4＋的大，造成培養(yǎng)液中Si4＋濃度上升。(4)植物細胞在同一時間吸收離子和吸水的量不同，即吸收離子和吸收水是兩個不同的過程。2．人體甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘的特點人體甲狀腺濾泡上皮細胞內(nèi)碘的濃度比血液高20～25倍，說明碘進入甲狀腺濾泡上皮細胞是從低濃度→高濃度，即逆濃度梯度。第三十六頁，共五十六頁，2022年，8月28日3．微生物吸收礦物質(zhì)的特點不同微生物對不同礦物質(zhì)的吸收表現(xiàn)出較大的差異。(1)不同微生物的細胞膜結構有一定的差異。(2)不同微生物對礦物質(zhì)的吸收有選擇性。(3)不同微生物對各種礦物質(zhì)的需要量不同。第三十七頁，共五十六頁，2022年，8月28日4．實例分析結論(1)細胞膜和其他生物膜一樣都是選擇透過性膜。它具有的特點是：①水分子可以自由通過。②一些需要的離子和小分子也可以通過。③其他的離子、小分子和大分子則不能通過。(2)物質(zhì)通過生物膜的跨膜運輸，有的是順相對含量梯度的，有的是逆相對含量梯度的。(3)細胞對于物質(zhì)輸入和輸出及選擇性是通過細胞膜實現(xiàn)的。第三十八頁，共五十六頁，2022年，8月28日感悟拓展1．生物膜的結構特點——具有一定的流動性，原因是構成生物膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都是可移動的。2．生物膜的功能特性——具有選擇透過性，原因是膜上載體的種類和數(shù)量不同。第三十九頁，共五十六頁，2022年，8月28日

2將等量的、微量的 、K＋、Ca2＋共同置于100mL蒸餾水中，再放入一些新鮮的水稻根尖，一段時間后，測定溶液中上述四種離子和水的含量變化(見下表)。實驗結果可以說明 (

)第四十頁，共五十六頁，2022年，8月28日①根對水的吸收和對礦質(zhì)離子的吸收是兩個相對獨立的過程②根對礦質(zhì)離子的吸收不是等比例進行的③根細胞吸收礦質(zhì)離子的方式是主動運輸④根吸收礦質(zhì)離子的過程不受溫度的影響A．只有①② B．只有①③C．只有①②③ D．都正確第四十一頁，共五十六頁，2022年，8月28日解析

本題考查植物細胞吸收水分和無機鹽的關系，以及理解應用能力、數(shù)據(jù)分析與判斷能力等。從表中可以看出：水沒有減少，而礦質(zhì)離子不同程度的減少，所以吸收水和吸收礦質(zhì)離子是兩個相對獨立的過程，且不同礦質(zhì)離子的吸收不成比例。表中不能看出根尖對礦質(zhì)離子的吸收是主動運輸方式，以及是否受溫度的影響。答案

A第四十二頁，共五十六頁，2022年，8月28日水溶性染色劑(PI)能與核酸結合而使細胞核著色，可將其應用于細胞死活的鑒別。細胞浸泡于一定濃度的PI中，僅有死亡細胞的核會被染色，活細胞則不著色，但將PI注射到活細胞中，則細胞核會著色。利用PI鑒別細胞的基本原理是 (

)A．死細胞與活細胞的核酸結構不同B．死細胞與活細胞的核酸含量不同C．活細胞能分解染色劑PID．活細胞的細胞膜阻止PI的進入第四十三頁，共五十六頁，2022年，8月28日答案

D解析

本題旨在考查細胞膜的功能特點——選擇透過性以及閱讀能力、知識遷移能力、理解分析能力?；罴毎募毎ぞ哂羞x擇透過性以保證物質(zhì)選擇性地出入細胞，維持正常的生命活動。水溶性染色劑(PI)不是細胞所需物質(zhì)，因而不能通過活細胞的細胞膜。細胞死亡后，細胞膜及其他生物膜的選擇透過性喪失，溶于水中的物質(zhì)(如PI)都可以通過，而使細胞核著色。第四十四頁，共五十六頁，2022年，8月28日命題熱點1考查滲透作用中水分的移動【例1】如圖實驗裝置，玻璃槽中是蒸餾水，半透膜允許單糖透過。倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液，一定時間后再加入蔗糖酶。最可能的實驗現(xiàn)象是 (

)第四十五頁，共五十六頁，2022年，8月28日A．漏斗中液面開始時先上升，加酶后又下降B．在玻璃槽中會測到蔗糖和蔗糖酶C．漏斗中液面開始時先下降，加酶后一直上升D．在玻璃槽中會測到葡萄糖、果糖和蔗糖酶答案

A解析

實驗開始時，蔗糖不能透過半透膜，所以單位時間內(nèi)通過半透膜滲透進長頸漏斗中的水分子數(shù)比滲透出來的多，漏斗內(nèi)液面上升。而加入酶后，將蔗糖分解為單糖，單糖分子能透過半透膜進入玻璃槽中，使玻璃槽內(nèi)液體濃度升高，一段時間后，水分子從長頸漏斗內(nèi)滲出的較多，漏斗內(nèi)液面下降。第四十六頁，共五十六頁，2022年，8月28日命題熱點2滲透作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用【例2】將發(fā)芽率相同的甲、乙兩種植物的種子，分別種在含有不同濃度(質(zhì)量分數(shù))鈉鹽的全營養(yǎng)液中，并用珍珠砂通氣、吸水和固定種子。種子萌發(fā)一段時間后，測定幼苗平均重量，結果如下圖。第四十七頁，共五十六頁，2022年，8月28日請據(jù)圖回答問題：(1)甲、乙兩種植物相比，更適宜在鹽堿地種植的是________。(2)導致甲種植物的種子不能萌發(fā)的最低鈉鹽濃度為________%。(3)在鈉鹽濃度為0.2%的全營養(yǎng)液中，甲、乙兩植物根尖細胞吸收礦質(zhì)元素的方式均為________。(4)將鈉鹽濃度為0.1%全營養(yǎng)液中的甲種植物幼苗，移栽到鈉鹽濃度為0.8%的全營養(yǎng)液中，其根尖成熟區(qū)表皮細胞逐漸表現(xiàn)出質(zhì)壁分離現(xiàn)象，原因是___________。第四十八頁，共五十六頁，2022年，8月28日(5)取若干生長狀況相同并能夠進行光合作用的乙種植物的幼苗，平均分成A、B兩組。A組移栽到鈉鹽濃度為0.8%的全營養(yǎng)液中，B組移栽到鈉鹽濃度為1.0%的全營養(yǎng)液中，在相同條件下，給予適宜的光照。培養(yǎng)一段時間后，A組幼苗長勢將________B組。從物質(zhì)轉(zhuǎn)化角度分析，其原因是___________________________。答案

(1)乙種植物(2)0.8

(3)主動運輸(4)細胞外溶液濃度高于細胞液的濃度，通過滲透作用失水(5)強于A組有機物的光合作用合成量與呼吸消耗量的差值大于B組的差值第四十九頁，共五十六頁，2022年，8月28日解析

分析坐標曲線圖可知，乙種植物在鹽濃度較高時生長狀況好于甲種植物，所以乙種植物更適宜在鹽堿地種植。鈉鹽濃度為0.8%，甲種植物不能萌發(fā)生長。植物吸收礦質(zhì)元素離子是一個主動運輸過程；在鈉鹽濃度為0.2%時，二者能正常生長，所以其吸收方式為主動運輸；在鈉鹽濃度為0.8%時，這時細胞外溶液濃度遠遠高于細胞液的濃度，細胞通過滲透作用失水，表現(xiàn)為質(zhì)壁分離現(xiàn)象，甚至細胞脫水死亡。在鈉鹽濃度為1.0%時，乙種植物已不能正常生長，所以其長勢A組強于B組；從物質(zhì)轉(zhuǎn)化角度看，必是A組積累的有機物多于B組。第五十頁，共五十六頁，2022年，8月28日1．(2008·江蘇)下列對有關實驗的描述中，錯誤的是 (

)A．分離葉綠體中的色素時，不同色素隨層析液在濾紙上的擴散速度不同B．用低倍鏡觀察不到紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的質(zhì)壁分離和復原過程C．觀察葉片細胞的葉綠體時，先在低倍鏡下找到葉片細胞再換高倍