高三生物一輪復習課件第4課時　 【備課精講精研】 水進出細胞的原理

第二單元

細胞的基本結構和物質的運輸?shù)?課時

水分進出細胞的原理考點3：觀察植物細胞的質壁分離和復原考點1：滲透作用及其現(xiàn)象分析考點2：動物細胞和植物細胞的吸水和失水

課標要求闡明細胞膜具有選擇透過性?？键c1滲透作用及其現(xiàn)象分析1.滲透作用半透膜半透膜歸納

夯實必備知識2.滲透裝置概念辨析

滲透作用是指水分子（或其他溶劑分子）從相對含量高的地方向相對含量低的地方通過半透膜擴散的過程。滲透壓：溶液中單位體積溶質微粒對水的吸引力。單位體積溶質微粒越多,對水的吸引力越大,溶液滲透壓越高；反之，溶液滲透壓越低。一般而言，溶液中物質的量濃度越高，滲透壓越大滲透作用是擴散作用的一種特殊形式。

滲透作用必須有選擇透過性膜(半透膜)，擴散則不一定需要；擴散適用于各種物質，滲透僅指溶劑分子。滲透作用與擴散作用滲透壓與物質的量濃度（摩爾質量的大?。?1)液面上升的原因：______________________________________________________________________________________________。(2)液面不會一直上升的原因：

單位時間由燒杯中通過半透膜進入漏斗中的水分子數(shù)>單位時間由漏斗中通過半透膜進入燒杯中的水分子數(shù)因為液面上升到一定程度就會產(chǎn)生一個靜水壓(圖中Δh)，當該壓力和漏斗中的吸水能力相等時液面不再上升。圖A、圖B分別表示滲透作用裝置，據(jù)圖回答下列問題：(1)圖A中滲透達到平衡，半透膜兩側

(填“有”或“沒有”)水分子的進出。(2)圖A中，若S1、S2中溶質不能通過半透膜，則Δh不變時，S1、S2溶液濃度的大小關系為S1

S2(填“>”“<”或“＝”)。3.滲透裝置及現(xiàn)象分析有>液面高的一側的溶液濃度高于液面低的一側的溶液濃度(3)在圖B所示的U型玻璃管內，左右管內分別裝入質量分數(shù)相等的葡萄糖、麥芽糖溶液。初始時兩管中液面相平，假設溶質分子不能透過半透膜。①一段時間后，兩管中液面的變化為左管液面，右管液面(填“升高”“降低”或“不變”)。②液面高度穩(wěn)定后再同時向兩管內加入等量的麥芽糖酶，兩管中液面的變化分別為左管液面，右管液面(填“升高”“降低”或“不變”)。升高降低降低升高n=m/M右管加酶后麥芽糖被水解成單糖（葡萄糖），分子數(shù)目增多，滲透壓升高，吸水能力增強。1.(2023·石家莊高三模擬)某同學設計的滲透裝置實驗如圖所示(開始時狀態(tài))，燒杯中盛放有蒸餾水。圖中豬膀胱膜允許單糖透過。倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液，一段時間后再加入蔗糖酶(微量)。下列有關該實驗描述正確的是（

）A.漏斗中液面開始時先上升，加酶后即下降B.漏斗中液面先上升，加酶后繼續(xù)上升，然

后下降，最后保持內外液面基本相平C.漏斗中液面先上升，加酶后繼續(xù)上升，然后保持一定的液面差不變D.加酶后在燒杯中可檢測出的有機物僅有葡萄糖B突破

強化關鍵能力加酶后水解為單糖，分子數(shù)目增多，滲透壓更高，液面繼續(xù)上升，但是單糖分子可以通過豬膀胱膜進入燒杯中，使兩邊滲透壓相等。還有果糖2.如圖為一個滲透裝置，假設溶液中的分子或離子不能通過半透膜，實驗開始時，液面a和b平齊。下列判斷正確的是（

）A.如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的濃度低于乙，則

液面a會下降，液面b會上升B.如果甲、乙分別是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，兩者

的質量分數(shù)相同，則液面a會下降，液面b會上升C.當半透膜兩側的滲透作用達到平衡時，甲、乙溶液的濃度相等D.當半透膜兩側的滲透作用達到平衡時，甲、乙溶液的滲透壓一定相等突破

強化關鍵能力AD3.(2023·廣東六校聯(lián)考)某興趣小組用圖甲研究滲透作用，a和b均為蔗糖溶液，c允許單糖通過。圖乙為實驗結果。下列說法正確的是(

)A.燒杯中蔗糖溶液濃度大于漏斗中蔗糖溶液濃度B.若t2時刻燒杯中加入蔗糖酶，則Δh最終將變小C.t2時刻半透膜兩側蔗糖溶液濃度相同D.若t2時刻漏斗中加入蔗糖酶，則Δh將先變大后變小變式訓練大于則Δh將先變小后變大，最終將變大漏斗與燒杯的液面不一樣高，膜兩側溶液濃度不相等t2時刻漏斗中加入蔗糖酶，蔗糖分解為單糖，漏斗內溶液濃度會先上升，由于c允許單糖通過，繼而漏斗內溶液濃度會下降考點2動物細胞和植物細胞的吸水和失水動物細胞也能滲透吸水，細胞膜相當于

。Z.x.x.KZ.x.x.K類比推理細胞膜水如果將裝置中的漏斗換成動物細胞，還會不會發(fā)生滲透作用呢？半透膜1.動物細胞的吸水和失水滲透作用條件半透膜兩測溶液存在濃度差←細胞膜細胞質外界溶液具有半透膜

現(xiàn)象外界溶液濃度＜細胞質濃度，外界溶液濃度＞細胞質濃度，外界溶液濃度=細胞質濃度，處于動態(tài)平衡細胞吸水膨脹（甚至漲破）細胞失水皺縮（失水過多可能死亡）細胞維持正常形態(tài)，水分子進出細胞

歸納

夯實必備知識2.成熟植物細胞的吸水和失水全透小細胞質半透膜大液泡原生質體？歸納

夯實必備知識2.成熟植物細胞的吸水和失水細胞膜細胞液外界溶液細胞質液泡膜←原生質層滲透作用條件半透膜兩測溶液存在濃度差具有半透膜考點二

動物細胞和植物細胞的吸水和失水歸納

夯實必備知識(1)外界溶液濃度＞細胞液濃度，細胞失水，發(fā)生質壁分離現(xiàn)象：(2)外界溶液濃度＜細胞液濃度，細胞吸水略微膨脹，失水的細胞發(fā)生質壁分離復原(3)外界溶液濃度=細胞液濃度，水分子進出平衡，細胞保持原態(tài)考點二

動物細胞和植物細胞的吸水和失水2.成熟植物細胞的吸水和失水考點二

動物細胞和植物細胞的吸水和失水歸納

夯實必備知識提示：顯微鏡下觀察到細胞處于質壁分離狀態(tài)時，細胞可能正在失水；可能正在吸水；可能處于平衡狀態(tài)；也可能已死亡。半透膜選擇透過性膜實例玻璃紙細胞膜透過原理聯(lián)系半透膜的孔隙的大小，比孔隙小的離子和小分子可以自由通過，比孔隙大的分子不能通過主要是膜上轉運蛋白的種類和數(shù)量，能與轉運蛋白特定部位結合的離子和分子可以通過選擇透過性膜一定是半透膜半透膜不一定是具有生物活性的選擇透過性膜源于必修1P63“思考·討論”：紅細胞的細胞膜相當于半透膜。習慣上說的半透膜是

薄膜，物質能否通過取決于

；選擇透過性膜是

的生物膜，其對不同物質的通過性不僅取決于

，還與

有關。因此細胞膜和半透膜類似，又有所不同。無生命的物理性微粒的大小具有活性分子大小細胞的需求比較半透膜和選擇透過性膜1.對動植物細胞來說，單位時間內，水分子進出細胞的數(shù)量相等時，細胞內外液體的濃度一定相等嗎？并說明理由。

不一定。1)對動物細胞來說，水分子進出細胞的數(shù)量相等時，細胞內外溶液的濃度相等；2)植物細胞的細胞壁有支持、保護作用，當單位時間內水分子進出植物細胞數(shù)量相等時，有可能細胞內溶液濃度大于細胞外溶液濃度。歸納

夯實必備知識2.如圖甲、乙、丙分別表示細胞在不同濃度溶液中水分子的跨膜運輸示意圖(箭頭大小代表水分子數(shù)的多少)。請回答下列問題：(1)若將人的成熟紅細胞放入清水中，會出現(xiàn)哪幅圖中的現(xiàn)象？并分析原因。

會出現(xiàn)圖甲所示的現(xiàn)象。由于發(fā)生滲透作用，從細胞外進入細胞內的水分子多于從細胞內到細胞外的水分子細胞吸水

動態(tài)平衡

細胞失水

(2)若將洋蔥表皮細胞放在質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中，會出現(xiàn)哪幅圖中的現(xiàn)象？達到平衡時，水分子進出細胞的狀況又與哪幅相同？將洋蔥表皮細胞放在質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中，細胞外界溶液濃度較大，細胞失水，如圖丙所示；達到平衡狀態(tài)時，水分子進出細胞的速率相等，與圖乙所示相同。細胞吸水

動態(tài)平衡

細胞失水

(3)若某葉肉細胞正處于圖甲所示狀態(tài)，一段時間內細胞體積增大，最終會不會漲破？細胞不會漲破，因為植物細胞有細胞壁的保護。細胞吸水

動態(tài)平衡

細胞失水

3.哺乳動物細胞在0.9%NaCl溶液中能保持其正常形態(tài)。將兔的紅細胞置于不同濃度NaCl溶液中，一段時間后制作臨時裝片，用顯微鏡觀察并比較其形態(tài)變化。下列敘述正確的是（

）A.在高于0.9%NaCl溶液中，紅細胞因滲透作用失水皺縮并發(fā)生質壁分離B.在0.9%NaCl溶液中，紅細胞形態(tài)未變是由于此時沒有水分子進出細胞C.在低于0.9%NaCl溶液中，紅細胞因滲透作用吸水膨脹甚至破裂D.滲透作用是指水分子從溶液濃度較高處向溶液濃度較低處進行的擴散C突破

強化關鍵能力從溶液濃度較低處向溶液濃度較高處進行擴散4.將某種植物的成熟細胞放入一定濃度的物質A溶液中，發(fā)現(xiàn)其原生質體(植物細胞中細胞壁以內的部分)的體積變化趨勢如圖所示。下列敘述正確的是()A.0～4h內物質A沒有通過細胞膜進入細胞內B.0～1h內細胞體積與原生質體體積的變化量

相等C.2～3h內物質A溶液的滲透壓小于細胞液的

滲透壓D.0～1h內液泡中液體的滲透壓大于細胞質基質的滲透壓C突破

強化關鍵能力2～3h內細胞正在吸水0～1h內細胞正在失水發(fā)生質壁分離，細胞失水，

小于細胞壁的伸縮性比原生質體小考點3觀察植物細胞的質壁分離和復原內因(1)成熟的植物細胞的原生質層相當于____________(2)原生質層比細胞壁伸縮性___外因：

和外界溶液存在濃度差，細胞能滲透吸水和失水。2.實驗材料：

的洋蔥鱗片葉

細胞。一層半透膜大細胞液紫色外表皮歸納

夯實必備知識1.實驗原理？2.實驗材料→有紫色大液泡，便于觀察紫色洋蔥鱗片葉外表皮注意：1、不能用未成熟的細胞，如根尖分生區(qū)細胞沒有大液泡2、可以用綠色植物的葉肉細胞，如黑藻葉片黑藻葉片細胞質壁分離歸納

夯實必備知識提出問題作出假設設計實驗進行實驗實驗結論原生質層是不是相當于一層半透膜？原生質層相當于一層半透膜①制作臨時裝片,觀察植物細胞正常形態(tài)

；②將植物細胞浸潤在

較高濃度的蔗糖溶液中，觀察；③再將植物細胞浸潤在

清水中，觀察。①細胞的正常形態(tài)②高濃度蔗糖溶液中③在清水中探究性實驗一般流程設計方案預期結果①在蔗糖溶液中植物細胞的中央液泡會變小，細胞皺縮；②在清水中植物細胞的中央液泡會變大，細胞膨脹。3.實驗步驟及現(xiàn)象細胞壁逐漸變小變深清水逐漸變大變淺提醒

本實驗中存在兩組對照實驗，實驗組和對照組在同一裝片中先后進行，屬于自身對照。全程低倍鏡觀察4.實驗結論(1)當細胞液的濃度小于外界溶液的濃度時，細胞

，發(fā)生

。(2)發(fā)生質壁分離的細胞，當細胞液的濃度

外界溶液的濃度時，細胞_____，發(fā)生質壁分離復原。失水質壁分離大于吸水歸納

夯實必備知識觀察植物細胞的質壁分離和復原實驗下圖表示正在進行質壁分離的紫色洋蔥細胞，請分析并回答相關問題：(1)實驗時一定要選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞嗎？為什么選此細胞？

不一定。因為此細胞的細胞液中含有色素，使液泡呈現(xiàn)紫色，便于觀察。(2)b的大小和顏色如何發(fā)生變化？

b逐漸變小，顏色逐漸加深。拓展

提升科學思維(3)該實驗無獨立的對照組，為什么還叫對照實驗？該實驗中，實驗組和對照組在同一裝片中先后進行，屬于自身對照(4)c處的溶液是什么？濃度降低的外界溶液。5.下列有關“探究植物細胞的吸水和失水”實驗的分析，正確的是()A.“原生質層比細胞壁的伸縮性大”是該實驗依據(jù)的原理之一B.引流蔗糖溶液時最好把臨時裝片放在實驗桌上進行操作C.滴入蔗糖溶液后可觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細胞體積明顯縮小D.把蔗糖溶液換成KNO3溶液一定能觀察到質壁分離自動復原現(xiàn)象A突破

強化關鍵能力若KNO3溶液的濃度過大，可能會導致細胞過度失水死亡，不再發(fā)生質壁分離復原細胞壁的伸縮性較小，細胞體積變化不明顯放在顯微鏡的載物臺6.(2023·北京豐臺區(qū)高三模擬)用物質的量濃度為2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分別浸泡某種植物細胞，觀察細胞的質壁分離現(xiàn)象，得到其原生質體體積變化情況如圖所示。下列敘述錯誤的是（

）A.2min后，處于蔗糖溶液中的植物細

胞其細胞壁與原生質層之間充滿了

蔗糖溶液B.前2min，處于蔗糖溶液中的植物細

胞吸水能力不斷增強C.c點的出現(xiàn)是由于乙二醇進入了植物細胞D.所有植物細胞均可發(fā)生質壁分離D根尖分生區(qū)細胞【情境推理·探究】7.將若干生理狀況基本相同、長度為4cm的鮮蘿卜條分為四組，分別置于清水(對照組)和濃度相同的三種溶液中(實驗組)，尿素溶液、KNO3溶液和蔗糖溶液分別編號為1、2、3組。測量每組蘿卜條的平均長度，結果如下圖。據(jù)圖分析回答下列問題。(1)實驗組中是否都發(fā)生了質壁分離和復原現(xiàn)象？說出判斷依據(jù)是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！究键c速覽?診斷】(1)觀察植物細胞吸水和失水時，可用蔗糖溶液處理紫色洋蔥鱗片葉外表皮。(2021·全國乙卷，2D)()(2)質壁分離過程中，黑藻細胞綠色加深、吸水能力減小。(2020·山東卷，3C)()質壁分離過程中，細胞液濃度增大，吸水能力增大。(3)可以用大蒜根尖分生區(qū)細胞作實驗材料來觀察細胞的質壁分離與復原。(2020·全國卷Ⅰ，4A)()根尖分生區(qū)細胞沒有大液泡，不適合作此實驗材料。√××(4)需要高倍顯微鏡下才能觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細胞的質壁分離。(2019·海南卷，7C)()整個實驗過程只需低倍鏡即可。(5)用黑藻葉片進行質壁分離實驗時，葉綠體的存在會干擾實驗現(xiàn)象的觀察。(2014·全國卷Ⅰ，4B)()黑藻葉肉細胞液泡無顏色，葉綠體的存在有利于觀察?！痢?.(2022·浙江6月選考，11)“觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離及質壁分離復原”實驗中，用顯微鏡觀察到的結果如圖所示。下列敘述正確的是（）A.由實驗結果推知，甲圖細胞是有

活性的B.與甲圖細胞相比，乙圖細胞的細

胞液濃度較低C.丙圖細胞的體積將持續(xù)增大，最終漲破D.若選用根尖分生區(qū)細胞為材料，質壁分離現(xiàn)象更明顯A真題演練乙圖細胞失水，細胞液濃度較高從甲到乙發(fā)生了質壁分離現(xiàn)象有細胞壁的限制根尖分生區(qū)細胞無中央大液泡2.(2022·全國甲，2)植物成熟葉肉細胞的細胞液濃度可以不同。現(xiàn)將a、b、c三種細胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細胞，分別放入三個裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當水分交換達到平衡時觀察到：①細胞a未發(fā)生變化；②細胞b體積增大；③細胞c發(fā)生了質壁分離。若在水分交換期間細胞與蔗糖溶液沒有溶質的交換，下列關于這一實驗的敘述，不合理的是A.水分交換前，細胞b的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度B.水分交換前，細胞液濃度大小關系為細胞b＞細胞a＞細胞cC.水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度大于細胞a的細胞液濃度D.水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度C交換平衡時細胞c的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度3.(2021·廣東，13)保衛(wèi)細胞吸水膨脹使植物氣孔張開。適宜條件下，制作紫鴨跖草葉片下表皮臨時裝片，觀察蔗糖溶液對氣孔開閉的影響，如圖為操作及觀察結果示意圖。下列敘述錯誤的是()A.比較保衛(wèi)細胞細胞液濃度，③處理后>①處理后B.質壁分離現(xiàn)象最可能出現(xiàn)在滴加②后的觀察視野中C.滴加③后有較多水分子進入保衛(wèi)細胞D.推測3種蔗糖溶液濃度高低為②>①>③A①處細胞吸水量少于③處細胞4.(2020·全國Ⅱ，5)取某植物的成熟葉片，用打孔器獲取葉圓片，等分成兩份，分別放入濃度(單位為g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙兩個實驗組(甲糖的相對分子質量約為乙糖的2倍)。水分交換達到平衡時，檢測甲、乙兩組的溶液濃度，發(fā)現(xiàn)甲組中甲糖溶液濃度升高。在此期間葉細胞和溶液之間沒有溶質交換。據(jù)此判斷，下列說法錯誤的是A.甲組葉細胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖