高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第8講 水進(jìn)出細(xì)胞的原理

第8講

細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出知識(shí)點(diǎn)1滲透作用與細(xì)胞的吸水和失水知識(shí)點(diǎn)2植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及其復(fù)原1.概念：水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜的擴(kuò)散。（1）漏斗內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入漏斗的水分子數(shù)量＞從漏斗滲出的水分子數(shù)量，因此，漏斗內(nèi)溶液體積增大，液面上升。（2）如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會(huì)無限升高嗎？為什么？不會(huì)，當(dāng)管內(nèi)的液面上升到一定高度之后，管中的水柱產(chǎn)生的壓力將加快漏斗中水分子向外擴(kuò)散的速度，最終水分子進(jìn)出達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，液面將不再上升，此時(shí)溶液處于滲透平衡。2.滲透作用的發(fā)生需要的條件①具有半透膜②半透膜兩側(cè)的溶液要有濃度差物質(zhì)的量濃度3.滲透作用中水分子的運(yùn)動(dòng)方向：低濃度溶液高濃度溶液水分子數(shù)多水分子數(shù)少從水分子自身的角度從溶質(zhì)的角度從滲透壓的角度低滲透壓高滲透壓半透膜滲透壓：是指溶液中溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力，其大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目。（摩爾數(shù)mol）例題1：圖2標(biāo)注的均是質(zhì)量分?jǐn)?shù)，假設(shè)葡萄糖和蔗糖分子均不能通過半透膜，則一段時(shí)間后，液面高度會(huì)如何變化？一段時(shí)間10%葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液移動(dòng)，右側(cè)液面升高。例題2：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(dá)到平衡，半透膜兩側(cè)

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

S2(填“>”“<”或“＝”)。有>液面高的一側(cè)的溶液濃度高于液面低的一側(cè)的溶液濃度。(3)在圖B所示的U型玻璃管內(nèi)，左右管內(nèi)分別裝入質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等的葡萄糖、麥芽糖溶液。初始時(shí)兩管中液面相平，假設(shè)溶質(zhì)分子不能透過半透膜。①一段時(shí)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”)。升高降低②液面高度穩(wěn)定后再同時(shí)向兩管內(nèi)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”)。降低升高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(qiáng)。例題3：(2023·石家莊高三模擬)某同學(xué)設(shè)計(jì)的滲透裝置實(shí)驗(yàn)如圖所示(開始時(shí)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(shí)間后再加入蔗糖酶(微量)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)描述正確的是（

）A.漏斗中液面開始時(shí)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(nèi)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(jī)物僅有葡萄糖B例題4：如圖為一個(gè)滲透裝置，假設(shè)溶液中的分子或離子不能通過半透膜，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，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(huì)下降，液面b會(huì)上升B.如果甲、乙分別是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，兩者

的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，則液面a會(huì)下降，液面b會(huì)上升C.當(dāng)半透膜兩側(cè)的滲透作用達(dá)到平衡時(shí)，甲、乙溶液的濃度相等D.當(dāng)半透膜兩側(cè)的滲透作用達(dá)到平衡時(shí)，甲、乙溶液的滲透壓一定相等A例題5：(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(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列說法正確的是(

)DA.燒杯中蔗糖溶液濃度大于漏斗中蔗糖溶液濃度B.若t2時(shí)刻燒杯中加入蔗糖酶，則Δh最終將變小C.t2時(shí)刻半透膜兩側(cè)蔗糖溶液濃度相同D.若t2時(shí)刻漏斗中加入蔗糖酶，則Δh將先變大后變小t2時(shí)刻漏斗中加入蔗糖酶，蔗糖分解為單糖，漏斗內(nèi)溶液濃度會(huì)先上升，由于c允許單糖通過，繼而漏斗內(nèi)溶液濃度會(huì)下降。1.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水半透膜兩測溶液存在濃度差←細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)外界溶液條件具有半透膜

②現(xiàn)象外界溶液濃度＜細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞

。外界溶液濃度＞細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞

。外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞

。

吸水膨脹（甚至漲破）失水皺縮（失水過多可能死亡）維持正常形態(tài)，水分子進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡

①原理：滲透作用如0.9%的NaCl溶液2.成熟植物細(xì)胞的吸水和失水半透膜兩測溶液存在濃度差條件具有半透膜①原理：滲透作用細(xì)胞膜細(xì)胞液外界溶液細(xì)胞質(zhì)液泡膜←原生質(zhì)層原生質(zhì)體：植物細(xì)胞去除細(xì)胞壁之后得到的所有結(jié)構(gòu)。水分子進(jìn)出植物細(xì)胞主要指的是水分子通過原生質(zhì)層進(jìn)出液泡。細(xì)胞壁：全透性，即水分子和溶解在水中物質(zhì)均能通過，伸縮性小。原生質(zhì)層：選擇透過性膜，伸縮性大。2.成熟植物細(xì)胞的吸水和失水②現(xiàn)象：(1)外界溶液濃度＞細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。(2)外界溶液濃度＜細(xì)胞液濃度，細(xì)胞吸水略微膨脹

失水的細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原(3)外界溶液濃度=細(xì)胞液濃度，水分子進(jìn)出平衡，細(xì)胞保持原態(tài)。思考：對(duì)動(dòng)植物細(xì)胞來說，單位時(shí)間內(nèi)，水分子進(jìn)出細(xì)胞的數(shù)量相等時(shí)，細(xì)胞內(nèi)外液體的濃度一定相等嗎？1)對(duì)動(dòng)物細(xì)胞來說，水分子進(jìn)出細(xì)胞的數(shù)量相等時(shí)，細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度相等；2)植物細(xì)胞的細(xì)胞壁有支持、保護(hù)作用，當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)水分子進(jìn)出植物細(xì)胞數(shù)量相等時(shí)，有可能細(xì)胞內(nèi)溶液濃度大于細(xì)胞外溶液濃度。半透膜選擇透過性膜實(shí)例玻璃紙、動(dòng)物膀胱膜、魚鰾細(xì)胞膜、原生質(zhì)層透過原理聯(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(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和數(shù)量，能與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白特定部位結(jié)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(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜。習(xí)慣上說的半透膜是

薄膜，物質(zhì)能否通過取決于

；選擇透過性膜是

的生物膜，其對(duì)不同物質(zhì)的通過性不僅取決于

，還與

有關(guān)。因此細(xì)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(xì)胞的需求半透膜和選擇透過性膜的區(qū)別(1)實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)：探究植物細(xì)胞的吸水和失水半透膜大細(xì)胞液1滴清水2撕取洋蔥鱗片葉外表皮蓋上蓋玻片，制成洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片34低倍鏡觀察6低倍鏡觀察5在蓋玻片的一側(cè)滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一側(cè)用吸水紙引流7在蓋玻片的一側(cè)滴加清水，在另一側(cè)用吸水紙引流8低倍鏡觀察(2)實(shí)驗(yàn)步驟：引流法、低倍鏡觀察含有大液泡，能發(fā)生質(zhì)壁分離，并且有顏色，便于觀察。洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞注意：自身前后對(duì)照(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)：探究植物細(xì)胞的吸水和失水處理中央液泡大小及顏色原生質(zhì)層位置變化細(xì)胞大小臨時(shí)裝片體積較大，顏色較淺原生質(zhì)層緊貼細(xì)胞壁正常蔗糖溶液清水變小，顏色加深逐漸恢復(fù)原來大小顏色變淺原生質(zhì)層恢復(fù)原位原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁基本不變基本不變滴加0.3g/mL蔗糖溶液滴加清水質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原細(xì)胞壁中央液泡“質(zhì)”—原生質(zhì)層“壁”—細(xì)胞壁(4)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析：實(shí)驗(yàn)：探究植物細(xì)胞的吸水和失水a(chǎn).當(dāng)外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞

，逐漸發(fā)生

。b.當(dāng)外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞

，發(fā)生

。a.植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜b.植物細(xì)胞也是通過滲透作用吸水和失水的失水吸水質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：問題探討1.為什么要選用洋蔥鱗片葉外表皮進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？可以換成洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮嗎？為什么？黑藻葉片洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞含有大液泡，能發(fā)生質(zhì)壁分離，并且有顏色，便于觀察。洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮有大液泡，可發(fā)生質(zhì)壁分離，但不易觀察。一般選用洋蔥鱗片葉外表皮、黑藻葉片葉肉細(xì)胞，它們含有色素和中央大液泡，更利于觀察質(zhì)壁分離。問題探討2.本實(shí)驗(yàn)選用的0.3g/ml的蔗糖溶液（剛好能使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，不會(huì)使細(xì)胞死亡），若更換成0.5g/ml的蔗糖溶液，

會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原嗎？0.5g/ml的蔗糖溶液濃度過高，細(xì)胞會(huì)失水過多而死亡，能發(fā)生質(zhì)壁分離，但不能進(jìn)行質(zhì)壁分離復(fù)原。3.發(fā)生質(zhì)壁分離的洋蔥表皮細(xì)胞的原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間的是什么物質(zhì)？外界溶液（植物細(xì)胞是全透的）4.將0.3g/ml的蔗糖溶液換成適宜濃度的KNO3(提示：

細(xì)胞會(huì)主動(dòng)將K+、NO3+吸收進(jìn)入細(xì)胞)，會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原嗎？K+、NO3+轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞的速率沒有水快，所以初期外界濃度高于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離。后期隨運(yùn)進(jìn)細(xì)胞，細(xì)胞液濃度升高，細(xì)胞發(fā)生滲透作用吸水，質(zhì)壁分離慢慢復(fù)原。尿素、乙二醇、甘油、KNO3等溶液(2)測定細(xì)胞液濃度范圍發(fā)生不發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用（1）判斷成熟植物細(xì)胞的死活(4)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用(3)比較不同成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度不能能2.在觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原的過程中，某同學(xué)在視野中看到生活著的洋蔥表皮細(xì)胞正處于如圖所示狀態(tài)，b表示該部位溶液的濃度，由此可以推測（

）A.可能a＞b，植物細(xì)胞質(zhì)壁分離復(fù)原 B.可能a＝b，滲透系統(tǒng)保持動(dòng)態(tài)平衡C.可能a＜b，植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離 D.上述三種情況都可能存在1.取同一植物組織,滴加不同濃度的蔗糖溶液制成臨時(shí)裝片,在顯微鏡下觀察。結(jié)果如圖。細(xì)胞周圍的溶液濃度最可能低于細(xì)胞液濃度的是（）DD3.基于對(duì)植物細(xì)胞質(zhì)壁分離原理的理解判斷，下列各項(xiàng)無法通過質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)證明的是(

)A.成熟植物細(xì)胞的死活B.原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大C.成熟的植物細(xì)胞能進(jìn)行滲透吸水D.水分子可以通過通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞4.假如將甲乙兩個(gè)植物細(xì)胞分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，兩種溶液的濃度均比細(xì)胞液的濃度高，在顯微鏡下連續(xù)觀察，可以預(yù)測甲乙兩細(xì)胞的變化是（

）A.甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，不發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原B.甲乙兩細(xì)胞都發(fā)生質(zhì)壁分離，但乙細(xì)胞很快發(fā)生質(zhì)璧分離復(fù)原C.只有乙細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原D.甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，隨后都很快發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原DB5.下列有關(guān)“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)的分析，正確的是()A.“原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大”是該實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理之一B.引流蔗糖溶液時(shí)最好把臨時(shí)裝片放在實(shí)驗(yàn)桌上進(jìn)行操作C.滴入蔗糖溶液后可觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)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(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象A6.(2023·北京豐臺(tái)區(qū)高三模擬)用物質(zhì)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(xì)胞，觀察細(xì)胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，得到其原生質(zhì)體體積變化情況如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A.2min后，處于蔗糖溶液中的植物細(xì)

胞其細(xì)胞壁與原生質(zhì)層之間充滿了

蔗糖溶液B.前2min，處于蔗糖溶液中的植物細(xì)

胞吸水能力不斷增強(qiáng)C.c點(diǎn)的出現(xiàn)是由于乙二醇進(jìn)入了植物細(xì)胞D.所有植物細(xì)胞均可發(fā)生質(zhì)壁分離D7.將某種植物的成熟細(xì)胞放入一定濃度的物質(zhì)A溶液中，發(fā)現(xiàn)其原生質(zhì)體(植物細(xì)胞中細(xì)胞壁以內(nèi)的部分)的體積變化趨勢(shì)如圖所示。下列敘述正確的是()A.0～4h內(nèi)物質(zhì)A沒有通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)B.0～1h內(nèi)細(xì)胞體積與原生質(zhì)體體積的變化量相等C.2～3h內(nèi)物質(zhì)A溶液的滲透壓小于細(xì)胞液的滲