第07講 水進(jìn)出細(xì)胞的原理【知識(shí)精研】高考生物一輪復(fù)習(xí) 課件

必修一第7講水進(jìn)出細(xì)胞的原理第二單元細(xì)胞代謝目標(biāo)要求1.闡明質(zhì)膜具有選擇透過(guò)性。

2.實(shí)驗(yàn)：觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原。01細(xì)胞的吸水和失水02探究植物細(xì)胞的吸水和失水考點(diǎn)細(xì)胞的吸水和失水01細(xì)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(zhì)（如水）能透過(guò)，而另一些較大物質(zhì)則不能透過(guò)的多孔性薄膜。能否跨膜取決于物質(zhì)的直徑與孔徑的大小。（1）非生物膜細(xì)胞膜、核膜、細(xì)胞器膜玻璃紙、雞蛋的殼膜、魚鰾、動(dòng)物膀胱膜、腸衣（3）選擇透過(guò)性膜

是指具有活性的生物膜，對(duì)物質(zhì)的通過(guò)既具有半透膜的物理性質(zhì)，還具有主動(dòng)的選擇性，如細(xì)胞膜。選擇透過(guò)性膜一定是半透膜，半透膜不一定是選擇透過(guò)性膜。2.擴(kuò)散一、滲透作用

物質(zhì)分子從高濃度向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移，直到均勻分布的現(xiàn)象，如神經(jīng)遞質(zhì)在突觸間隙中的遷移就是一種擴(kuò)散。3.滲透作用（1）概念指水分子(或其他溶劑分子)通過(guò)_______的擴(kuò)散，稱為滲透作用。半透膜（2）原理水由相對(duì)含量高的地方向相對(duì)含量低的地方擴(kuò)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(dòng)3.滲透作用（3）發(fā)生條件②具有

。半透膜①膜兩側(cè)溶液具有

。濃度差滲透作用所指的溶液濃度為物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)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(zhì)微粒數(shù)目的多少，與溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量、半徑等特性無(wú)關(guān)。溶液中的溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力，與溶液的物質(zhì)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(xí)題鞏固1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？?jī)扇芤旱乃肿与p向運(yùn)動(dòng)，但由于蔗糖溶液滲透壓越大，對(duì)水的吸引力越強(qiáng)，因此單位時(shí)間內(nèi)，由清水進(jìn)入蔗糖溶液的水分子數(shù)多于從蔗糖溶液進(jìn)入清水的分子數(shù)，最終使漏斗管內(nèi)的液面升高。2.如果漏斗管足夠長(zhǎng)，管內(nèi)的液面會(huì)無(wú)限升高嗎？蔗糖溶液清水蔗糖溶液對(duì)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(dāng)F2=F1時(shí),該滲透系統(tǒng)（即該裝置）達(dá)到滲透平衡，此時(shí)半透膜兩側(cè)水分子交換速率相等，液面不再升高。習(xí)題鞏固3.滲透裝置中，當(dāng)漏斗內(nèi)溶液不再上升時(shí)，半透膜兩側(cè)的溶液濃度相同嗎？

不同。滲透作用達(dá)到平衡時(shí)，水分子通過(guò)半透膜的雙向擴(kuò)散速率相等，漏斗內(nèi)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(xí)題鞏固習(xí)題鞏固10%10%（2）如果半透膜只允許水通過(guò)，一段時(shí)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(guò)，一段時(shí)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(wèn)題。NaCl溶于水電離出Na+和Cl-習(xí)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(guò)。圖乙為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列說(shuō)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(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(cè)溶液濃度不可能相等習(xí)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(shù)進(jìn)行海水淡化是解決淡水資源短缺問(wèn)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(guò)半透膜，但其他物質(zhì)不能通過(guò)的技術(shù)，其過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)A.水分子在進(jìn)行跨膜運(yùn)輸時(shí)，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(cè)向高濃度溶液一側(cè)運(yùn)輸C.若處于圖中液面狀態(tài)時(shí)去掉人為壓力，

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

與兩側(cè)溶液滲透壓差的作用效果相互抵消D水分子通過(guò)滲透作用進(jìn)行跨膜運(yùn)輸，不需要載體雙向運(yùn)輸左下右上7.（2022·遼寧沈陽(yáng)期末）圖為滲透實(shí)驗(yàn)裝置,蔗糖不能透過(guò)半透膜,滲透平衡時(shí)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(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.達(dá)到平衡時(shí)，水分子進(jìn)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(shí)m將增大C.若向漏斗中加入蔗糖分子，則重新平衡時(shí)m將增大D.把m段內(nèi)的液體吸出后，重新平衡時(shí)m將減小B習(xí)題鞏固把m段內(nèi)的液體吸出后，溶質(zhì)也被吸出，漏斗中溶質(zhì)減少，滲透壓減弱B.滲透壓下降，m減小習(xí)題鞏固8.(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(shuō)的半透膜是_________________薄膜，物質(zhì)能否通過(guò)取決于____________；選擇透過(guò)性膜是_________的生物膜，其對(duì)不同物質(zhì)的通過(guò)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。教材隱性知識(shí)無(wú)生命的物理性微粒的大小具有活性分子大小細(xì)胞需求習(xí)題鞏固9.(必修1P72“拓展應(yīng)用”)淡水中生活的原生動(dòng)物，如草履蟲，能通過(guò)伸縮泡排出細(xì)胞內(nèi)過(guò)多的水，以防止細(xì)胞漲破。如果將草履蟲放入蒸餾水中，推測(cè)其伸縮泡的伸縮頻率將______，如果將草履蟲放入海水中，推測(cè)其伸縮泡的伸縮頻率將______。教材隱性知識(shí)加快減慢細(xì)胞的吸水和失水二、動(dòng)物細(xì)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(xì)胞質(zhì)濃度

>

外界溶液溶質(zhì)的濃度

，細(xì)胞吸水膨脹。②細(xì)胞質(zhì)濃度<

外界溶液溶質(zhì)的濃度，細(xì)胞失水皺縮。③細(xì)胞質(zhì)濃度=外界溶液溶質(zhì)的濃度，細(xì)胞形態(tài)不變。動(dòng)物細(xì)胞與外界溶液構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)。原理①半透膜②濃度差細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)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(xì)胞外液的滲透壓相當(dāng)，可以使人體細(xì)胞保持正常的形態(tài)和功能。二、動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水成熟的植物細(xì)胞細(xì)胞的吸水和失水三、植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞液細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜細(xì)胞壁全透性，伸縮性小原生質(zhì)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(guò)性原生質(zhì)層是指細(xì)胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。成熟的植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里的細(xì)胞液

現(xiàn)象條件三、植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞維持正常形態(tài)細(xì)胞吸水膨脹細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離外界溶液濃度等于細(xì)胞液濃度外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度①半透膜②濃度差原生質(zhì)層細(xì)胞液與外界溶液之間的濃度差原理習(xí)題鞏固1.(2022·全國(guó)甲卷)植物成熟葉肉細(xì)胞的細(xì)胞液濃度可以不同?，F(xiàn)將a、b、c三種細(xì)胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細(xì)胞，分別放入三個(gè)裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當(dāng)水分交換達(dá)到平衡時(shí)觀察到：①細(xì)胞a未發(fā)生變化；②細(xì)胞b體積增大；③細(xì)胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離。若在水分交換期間細(xì)胞與蔗糖溶液沒(méi)有溶質(zhì)的交換，下列關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)的敘述，不合理的是(

)A.水分交換前，細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度B.水分交換前，細(xì)胞液濃度大小關(guān)系為細(xì)胞b>細(xì)胞a>細(xì)胞cC.水分交換平衡時(shí)，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度大于細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度D.水分交換平衡時(shí)，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度C水分交換達(dá)到平衡時(shí)，細(xì)胞c的外界溶液濃度減小2.(2022北京海淀區(qū)高三)在無(wú)任何相反壓力時(shí)，滲透吸水會(huì)使細(xì)胞膨脹甚至破裂，不同的細(xì)胞用不同的機(jī)制解決這種危機(jī)。下圖表示高等動(dòng)物、高等植物與原生生物細(xì)胞以三種不同的機(jī)制避免滲透膨脹，據(jù)此推斷下列說(shuō)法正確的是（

）A.動(dòng)物細(xì)胞避免滲透膨脹需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助B.植物細(xì)胞吸水達(dá)到滲透平衡時(shí)，細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度相等C.若將原生生物置于高于其細(xì)胞質(zhì)濃度的溶液中，其收縮泡的伸縮頻率會(huì)增加D.三種細(xì)胞發(fā)生滲透吸水的原理均為細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜A習(xí)題鞏固植物細(xì)胞有細(xì)胞壁，此時(shí)細(xì)胞外溶液濃度仍可能小于細(xì)胞液下降植物細(xì)胞是原生質(zhì)層習(xí)題鞏固3.估測(cè)葉片細(xì)胞液的平均濃度時(shí)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(lán)溶液，使溶液呈藍(lán)色，充分搖勻后吸取藍(lán)色溶液置于乙組試管中部擠出一滴，觀察記錄藍(lán)色液滴的升降情況。下列分析不合理的是(

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

此時(shí)葉片細(xì)胞液濃度等于甲組試管內(nèi)的蔗糖溶液濃度D.若藍(lán)色液滴靜止不動(dòng)，

則此蔗糖溶液濃度相當(dāng)于葉片細(xì)胞的細(xì)胞液平均濃度C蔗糖溶液濃度下降若細(xì)胞液濃度高于蔗糖，細(xì)胞吸水，又由于細(xì)胞壁限制，無(wú)法確定是否平衡探究植物細(xì)胞的吸水和失水02探究植物細(xì)胞的吸水和失水1.提出問(wèn)題①水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過(guò)滲透作用嗎？②原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？2.作出假設(shè)水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過(guò)滲透作用，原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路當(dāng)外界溶液濃度高于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞就會(huì)失水，發(fā)生質(zhì)壁分離；當(dāng)外界溶液濃度低于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞就會(huì)吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。細(xì)胞通過(guò)滲透作用吸水或失水，液泡的

、

會(huì)變化；原生質(zhì)層與細(xì)胞壁會(huì)分離或復(fù)原。4.預(yù)測(cè)大小顏色探究植物細(xì)胞的吸水和失水一、質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)器材刀片、鑷子、滴管、載玻片、蓋玻片、吸水紙、顯微鏡2.實(shí)驗(yàn)材料的選擇①成熟的植物活細(xì)胞，保證細(xì)胞具有中央大液泡和原生質(zhì)層。②細(xì)胞液應(yīng)具有顏色，紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的細(xì)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(guò)觀察葉綠體分布情況判斷是否發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象如果細(xì)胞無(wú)色，可在外界溶液中加染料，便于觀察3.實(shí)驗(yàn)試劑的選擇一、質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)①對(duì)細(xì)胞無(wú)害。鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細(xì)胞，

不適于用作實(shí)驗(yàn)試劑。②常選用質(zhì)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(xì)胞發(fā)生明顯的質(zhì)壁分離，又不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞過(guò)快死亡。若蔗糖溶液過(guò)高，如0.5g/mL的蔗糖溶液，原生質(zhì)層分離的速率雖快，但不久就會(huì)死亡，不能再進(jìn)行質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)；若蔗糖溶液的濃度過(guò)低，則不能使細(xì)胞發(fā)生明顯的質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離速率較慢。4.實(shí)驗(yàn)步驟一、質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)5.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一、質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)滴加蔗糖溶液質(zhì)壁分離滴加清水質(zhì)壁分離復(fù)原液泡（細(xì)胞液）0.3g/mL的蔗糖溶液（或外界溶液）細(xì)胞壁5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果一、質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)外界溶液中央液泡大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小蔗糖溶液清水逐漸變小逐漸變大，恢復(fù)原來(lái)大小逐漸脫離細(xì)胞壁逐漸貼近細(xì)胞壁基本不變基本不變6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，植物細(xì)胞也是通過(guò)滲透作用吸水和失水的。

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

尿素、乙二醇等）可發(fā)生質(zhì)壁分離，并能自動(dòng)復(fù)原，因?yàn)镵+、

NO3-、尿素、乙二醇等可轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞液濃度升高，細(xì)胞滲透吸水而發(fā)生自動(dòng)復(fù)原。只有用清水或低滲溶液處理，方可復(fù)原。三、質(zhì)壁分離與復(fù)原——補(bǔ)充3.在質(zhì)壁分離過(guò)程中，由于細(xì)胞失水，細(xì)胞液滲透壓升高，

細(xì)胞對(duì)水的吸引力增強(qiáng)。4.質(zhì)壁分離復(fù)原過(guò)程中，細(xì)胞液滲透壓下降，植物細(xì)胞吸水能力逐漸減弱，失水能力逐漸增強(qiáng)。5.對(duì)于植物細(xì)胞而言，由于細(xì)胞壁的存在，細(xì)胞不可能無(wú)限吸水，當(dāng)細(xì)胞因吸水體積增大到細(xì)胞壁所能膨大的最大限度時(shí)，細(xì)胞將不再吸水。探究植物細(xì)胞的吸水和失水四、質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)拓展1.判斷成熟植物細(xì)胞的死活待測(cè)成熟植物細(xì)胞一定濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離無(wú)質(zhì)壁分離活細(xì)胞死細(xì)胞四、質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)拓展2.測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍待測(cè)成熟植物細(xì)胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間四、質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)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(xì)胞不同種類溶液鏡檢只發(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原溶質(zhì)不能透過(guò)半透膜（如蔗糖溶液）溶質(zhì)能透過(guò)半透膜（如KNO3溶液）1.右圖所示為滲透作用實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)外液面平齊，記作零界面。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)部液面的變化趨勢(shì)為(注:坐標(biāo)原點(diǎn)處表示零界面，膀胱膜不變形）（）B習(xí)題鞏固2.植物體內(nèi)有三個(gè)相鄰的細(xì)胞a、b、c,已知它們的細(xì)胞液濃度大小關(guān)系是a>b>c,那么它們?nèi)咧g水分滲透的方向表示正確的是(

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

)A.a>b，細(xì)胞滲透吸水

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