第07講 水進出細胞的原理【知識精研】高考生物一輪復習 課件

必修一第7講水進出細胞的原理第二單元細胞代謝目標要求1.闡明質膜具有選擇透過性。

2.實驗：觀察植物細胞的質壁分離和復原。01細胞的吸水和失水02探究植物細胞的吸水和失水考點細胞的吸水和失水01細胞的吸水和失水一、滲透作用1.半透膜（2）生物膜

一些小分子物質（如水）能透過，而另一些較大物質則不能透過的多孔性薄膜。能否跨膜取決于物質的直徑與孔徑的大小。（1）非生物膜細胞膜、核膜、細胞器膜玻璃紙、雞蛋的殼膜、魚鰾、動物膀胱膜、腸衣（3）選擇透過性膜

是指具有活性的生物膜，對物質的通過既具有半透膜的物理性質，還具有主動的選擇性，如細胞膜。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。2.擴散一、滲透作用

物質分子從高濃度向低濃度區(qū)域轉移，直到均勻分布的現(xiàn)象，如神經(jīng)遞質在突觸間隙中的遷移就是一種擴散。3.滲透作用（1）概念指水分子(或其他溶劑分子)通過_______的擴散，稱為滲透作用。半透膜（2）原理水由相對含量高的地方向相對含量低的地方擴散。溶液A濃度>溶液B濃度?A中水分子含量<

B中水分子含量水分子從B

?

A移動3.滲透作用（3）發(fā)生條件②具有

。半透膜①膜兩側溶液具有

。濃度差滲透作用所指的溶液濃度為物質的量濃度而非質量濃度。3.滲透作用（3）滲透壓滲透壓的大小取決于單位體積溶質微粒數(shù)目的多少，與溶質的相對分子質量、半徑等特性無關。溶液中的溶質微粒對水的吸引力，與溶液的物質的量濃度成正比。蔗糖溶液濃度燒杯清水濃度>蔗糖溶液滲透壓燒杯清水滲透壓>習題鞏固1.漏斗管內的液面為什么會升高？兩溶液的水分子雙向運動，但由于蔗糖溶液滲透壓越大，對水的吸引力越強，因此單位時間內，由清水進入蔗糖溶液的水分子數(shù)多于從蔗糖溶液進入清水的分子數(shù)，最終使漏斗管內的液面升高。2.如果漏斗管足夠長，管內的液面會無限升高嗎？蔗糖溶液清水蔗糖溶液對清水的滲透壓（F1)水柱產(chǎn)生的靜水壓（F2)隨著液面上升，水柱產(chǎn)生的靜水壓F2逐漸增大，當F2=F1時,該滲透系統(tǒng)（即該裝置）達到滲透平衡，此時半透膜兩側水分子交換速率相等，液面不再升高。習題鞏固3.滲透裝置中，當漏斗內溶液不再上升時，半透膜兩側的溶液濃度相同嗎？

不同。滲透作用達到平衡時，水分子通過半透膜的雙向擴散速率相等，漏斗內蔗糖溶液的濃度仍高于燒杯中清水的濃度。

清水蔗糖溶液習題鞏固習題鞏固10%10%（2）如果半透膜只允許水通過，一段時間后，水面高度如何變化？甲﹥乙（3）如果半透膜允許水和葡萄糖分子通過，一段時間后，水面高度如何變化？（1）1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的滲透壓大小相等？1mol/LNaCl溶液﹥1mol/L蔗糖溶液先甲﹥乙，最終乙﹥甲4.回答下列問題。NaCl溶于水電離出Na+和Cl-習題鞏固5.(2024·廣東六校聯(lián)考)某興趣小組用圖甲裝置研究滲透作用，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D蔗糖是二糖先變小后變大漏斗與燒杯的液面存在高度差，膜兩側溶液濃度不可能相等習題鞏固6.(2024·深圳模擬)隨著淡水資源的日益緊張，利用反滲透技術進行海水淡化是解決淡水資源短缺問題的一條重要途徑。反滲透是指利用壓力使高濃度溶液中的水分子通過半透膜，但其他物質不能通過的技術，其過程如圖所示。下列說法正確的是(

)A.水分子在進行跨膜運輸時，不需要消耗ATP，但需要載體的協(xié)助B.若不施加人為壓力，則水分子只能從低濃度溶液

一側向高濃度溶液一側運輸C.若處于圖中液面狀態(tài)時去掉人為壓力，

則圖中兩側的液面高度不會發(fā)生變化D.兩側液面持平時，施加的人為壓力的作用效果

與兩側溶液滲透壓差的作用效果相互抵消D水分子通過滲透作用進行跨膜運輸，不需要載體雙向運輸左下右上7.（2022·遼寧沈陽期末）圖為滲透實驗裝置,蔗糖不能透過半透膜,滲透平衡時燒杯中液面高度為a，漏斗中液面高度為b，液面差為m。有關敘述錯誤的是(

)A.達到平衡時，水分子進出半透膜的速率相等B.若向漏斗中滴入清水，則重新平衡時m將增大C.若向漏斗中加入蔗糖分子，則重新平衡時m將增大D.把m段內的液體吸出后，重新平衡時m將減小B習題鞏固把m段內的液體吸出后，溶質也被吸出，漏斗中溶質減少，滲透壓減弱B.滲透壓下降，m減小習題鞏固8.(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。教材隱性知識無生命的物理性微粒的大小具有活性分子大小細胞需求習題鞏固9.(必修1P72“拓展應用”)淡水中生活的原生動物，如草履蟲，能通過伸縮泡排出細胞內過多的水，以防止細胞漲破。如果將草履蟲放入蒸餾水中，推測其伸縮泡的伸縮頻率將______，如果將草履蟲放入海水中，推測其伸縮泡的伸縮頻率將______。教材隱性知識加快減慢細胞的吸水和失水二、動物細胞的吸水和失水

低滲溶液

高滲溶液

等滲溶液

清水10%NaCl溶液0.9%NaCl溶液①細胞質濃度

>

外界溶液溶質的濃度

，細胞吸水膨脹。②細胞質濃度<

外界溶液溶質的濃度，細胞失水皺縮。③細胞質濃度=外界溶液溶質的濃度，細胞形態(tài)不變。動物細胞與外界溶液構成一個滲透系統(tǒng)。原理①半透膜②濃度差細胞膜細胞質與外界溶液具有濃度差

醫(yī)用生理鹽水濃度為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。二、動物細胞的吸水和失水成熟的植物細胞細胞的吸水和失水三、植物細胞的吸水和失水細胞液細胞膜細胞質液泡膜細胞壁全透性，伸縮性小原生質層有一定濃度，與外界溶液能形成一定的濃度差伸縮性大，具有選擇透過性原生質層是指細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質。成熟的植物細胞內的液體環(huán)境主要指的是液泡里的細胞液

現(xiàn)象條件三、植物細胞的吸水和失水細胞維持正常形態(tài)細胞吸水膨脹細胞發(fā)生質壁分離外界溶液濃度等于細胞液濃度外界溶液濃度小于細胞液濃度外界溶液濃度大于細胞液濃度①半透膜②濃度差原生質層細胞液與外界溶液之間的濃度差原理習題鞏固1.(2022·全國甲卷)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水分交換達到平衡時，細胞c的外界溶液濃度減小2.(2022北京海淀區(qū)高三)在無任何相反壓力時，滲透吸水會使細胞膨脹甚至破裂，不同的細胞用不同的機制解決這種危機。下圖表示高等動物、高等植物與原生生物細胞以三種不同的機制避免滲透膨脹，據(jù)此推斷下列說法正確的是（

）A.動物細胞避免滲透膨脹需要轉運蛋白的協(xié)助B.植物細胞吸水達到滲透平衡時，細胞內外溶液濃度相等C.若將原生生物置于高于其細胞質濃度的溶液中，其收縮泡的伸縮頻率會增加D.三種細胞發(fā)生滲透吸水的原理均為細胞膜相當于半透膜A習題鞏固植物細胞有細胞壁，此時細胞外溶液濃度仍可能小于細胞液下降植物細胞是原生質層習題鞏固3.估測葉片細胞液的平均濃度時可用液體交換法。在甲、乙組試管中各加入相同濃度的蔗糖溶液，將適量大小相同的葉圓片放在甲組試管中，放置60min，再向甲組試管滴加微量亞甲基藍溶液，使溶液呈藍色，充分搖勻后吸取藍色溶液置于乙組試管中部擠出一滴，觀察記錄藍色液滴的升降情況。下列分析不合理的是(

)A.若藍色液滴上升，說明葉片細胞液濃度低于蔗糖溶液濃度B.若藍色液滴下降，說明葉片細胞吸收了蔗糖溶液中的水分C.60min后滲透平衡，

此時葉片細胞液濃度等于甲組試管內的蔗糖溶液濃度D.若藍色液滴靜止不動，

則此蔗糖溶液濃度相當于葉片細胞的細胞液平均濃度C蔗糖溶液濃度下降若細胞液濃度高于蔗糖，細胞吸水，又由于細胞壁限制，無法確定是否平衡探究植物細胞的吸水和失水02探究植物細胞的吸水和失水1.提出問題①水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？②原生質層是否相當于一層半透膜？2.作出假設水分進出植物細胞是通過滲透作用，原生質層相當于一層半透膜。3.實驗設計思路當外界溶液濃度高于細胞液濃度時，細胞就會失水，發(fā)生質壁分離；當外界溶液濃度低于細胞液濃度時，細胞就會吸水，發(fā)生質壁分離復原。細胞通過滲透作用吸水或失水，液泡的

、

會變化；原生質層與細胞壁會分離或復原。4.預測大小顏色探究植物細胞的吸水和失水一、質壁分離與復原實驗1.實驗器材刀片、鑷子、滴管、載玻片、蓋玻片、吸水紙、顯微鏡2.實驗材料的選擇①成熟的植物活細胞，保證細胞具有中央大液泡和原生質層。②細胞液應具有顏色，紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液為紫色，易于觀察。③還可以使用具有較多葉綠體的材料，如黑藻（綠到發(fā)黑），

通過觀察葉綠體分布情況判斷是否發(fā)生質壁分離現(xiàn)象如果細胞無色，可在外界溶液中加染料，便于觀察3.實驗試劑的選擇一、質壁分離與復原實驗①對細胞無害。鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞，

不適于用作實驗試劑。②常選用質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液作為外界溶液，原因是該濃度的蔗糖溶液既能使細胞發(fā)生明顯的質壁分離，又不會導致細胞過快死亡。若蔗糖溶液過高，如0.5g/mL的蔗糖溶液，原生質層分離的速率雖快，但不久就會死亡，不能再進行質壁分離實驗；若蔗糖溶液的濃度過低，則不能使細胞發(fā)生明顯的質壁分離或質壁分離速率較慢。4.實驗步驟一、質壁分離與復原實驗5.實驗現(xiàn)象一、質壁分離與復原實驗滴加蔗糖溶液質壁分離滴加清水質壁分離復原液泡（細胞液）0.3g/mL的蔗糖溶液（或外界溶液）細胞壁5.實驗結果一、質壁分離與復原實驗外界溶液中央液泡大小原生質層的位置細胞大小蔗糖溶液清水逐漸變小逐漸變大，恢復原來大小逐漸脫離細胞壁逐漸貼近細胞壁基本不變基本不變6.實驗結論植物細胞的原生質層相當于一層半透膜，植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的。

P65第一段探究植物細胞的吸水和失水二、質壁分離與復原1.條件①細胞是活的（死細胞的細胞膜具有全透性），具有細胞壁。②細胞有中央大液泡。③細胞外溶液的濃度高于細胞液濃度。細胞發(fā)生質壁分離后，細胞壁與細胞膜之間的空隙充滿的是外界溶液。干種子的細胞、根尖分生區(qū)等未成熟的植物細胞、死細胞、動物細胞不能發(fā)生質壁分離。2.原因二、質壁分離與復原（1）外因原生質層具有選擇透過性細胞壁伸縮性小于原生質層伸縮性外界溶液濃度大于細胞液濃度（2）內因宏觀上：植物由堅挺→萎蔫微觀上：質壁分離（3）表現(xiàn)液泡：細胞液顏色：原生質層與細胞壁分離大→小淺→深探究植物細胞的吸水和失水三、質壁分離與復原——補充1.在一定濃度（溶質不能透過半透膜）的溶液中只會發(fā)生質壁分離現(xiàn)象，不能發(fā)生自動復原現(xiàn)象。2.在一定濃度（溶質可透過半透膜）的溶液中（如硝酸鉀、甘油、

尿素、乙二醇等）可發(fā)生質壁分離，并能自動復原，因為K+、

NO3-、尿素、乙二醇等可轉運到細胞內，使細胞液濃度升高，細胞滲透吸水而發(fā)生自動復原。只有用清水或低滲溶液處理，方可復原。三、質壁分離與復原——補充3.在質壁分離過程中，由于細胞失水，細胞液滲透壓升高，

細胞對水的吸引力增強。4.質壁分離復原過程中，細胞液滲透壓下降，植物細胞吸水能力逐漸減弱，失水能力逐漸增強。5.對于植物細胞而言，由于細胞壁的存在，細胞不可能無限吸水，當細胞因吸水體積增大到細胞壁所能膨大的最大限度時，細胞將不再吸水。探究植物細胞的吸水和失水四、質壁分離與復原實驗拓展1.判斷成熟植物細胞的死活待測成熟植物細胞一定濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質壁分離無質壁分離活細胞死細胞四、質壁分離與復原實驗拓展2.測定細胞液濃度范圍待測成熟植物細胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細胞液濃度介于未發(fā)生質壁分離和剛發(fā)生質壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間四、質壁分離與復原實驗拓展3.鑒別不同種類的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）成熟植物細胞不同種類溶液鏡檢只發(fā)生質壁分離質壁分離后自動復原溶質不能透過半透膜（如蔗糖溶液）溶質能透過半透膜（如KNO3溶液）1.右圖所示為滲透作用實驗裝置，實驗開始時長頸漏斗內外液面平齊，記作零界面。實驗開始后，長頸漏斗內部液面的變化趨勢為(注:坐標原點處表示零界面，膀胱膜不變形）（）B習題鞏固2.植物體內有三個相鄰的細胞a、b、c,已知它們的細胞液濃度大小關系是a>b>c,那么它們三者之間水分滲透的方向表示正確的是(

)C習題鞏固3.在觀察植物細胞的質壁分離和復原的過程中，某同學在視野中看到生活著的洋蔥表皮細胞正處于如圖所示的狀態(tài)。a、b表示該部位的溶液濃度，由此可推測(

)A.a>b，細胞滲透吸水

B.a=b，滲透系統(tǒng)保持動態(tài)平衡C.a<b，細胞滲透失水D.上述三種情況都有可能D