2022-2023学年 人教版 必修一 水进出细胞的原理 课件 （66张）

1、水进出细胞的原理第1课时学习目标1.阐明渗透作用的条件及原理。2.结合探究实验，分析理解细胞吸水和失水的过程及应用。1.渗透作用的概念水分子(或其他溶剂分子)通过_的扩散，称为渗透作用。教材梳理半透膜2.动物细胞的吸水和失水(1)条件及现象过程条件现象吸水外界溶液的浓度_细胞质的浓度失水外界溶液的浓度_细胞质的浓度平衡外界溶液的浓度_细胞质的浓度(2)动物细胞的细胞膜相当于_。半透膜3.植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构伸缩性细胞膜细胞质液泡膜细胞液(2)植物细胞内的液体环境主要是指_里面的细胞液。液泡(1)渗透作用是扩散的一种特殊形式()(2)动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨

2、破()(3)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成()判断正误一、渗透作用发生的条件根据教材P62“问题探讨”中的渗透现象示意图，回答问题：1.图示核心探讨2.原理分析(1)漏斗管内的液面升高的原因：单位体积的清水中水分子数_蔗糖溶液中的水分子数，单位时间内由_进入_的水分子数多于由_进入_的水分子数。(2)如果漏斗管足够长，管内的液面不会无限升高的原因是：如果漏斗管足够长，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分_扩散的速度，最终达到_，液面将不再上升。大于清水蔗糖溶液蔗糖溶液清水向外平衡(3)渗透装置中，当漏斗内的溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度是否相同？为

3、什么？提示不相同。漏斗内溶液浓度仍然高，由于漏斗管内液面升高形成的静水压会阻止水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故半透膜两侧溶液浓度关系仍是漏斗内溶液浓度高于烧杯中清水的浓度。(4)如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？提示不会。因为纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。(5)如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？提示不会。原因是半透膜两侧溶液没有浓度差。1.渗透作用具备的两个条件具有半透膜和膜两侧溶液存在浓度差。2.水分子的运动规律(1)半透膜两侧的水分子进行双向运动，液面变化是由水分子双向运动差异所导致的。(2)当液面高度不再

4、变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到动态平衡。核心归纳3.渗透现象中液面变化的判断方法半透膜两侧分别为浓度不同的A、B溶液，有以下三种情况：(1)若A侧溶质(如葡萄糖等)可以通过半透膜，B侧溶质不能通过半透膜，则最终B侧液面升高。(2)若A侧和B侧溶质是同种物质且均不能通过半透膜，则最终浓度高的一侧液面升高。(3)若A、B两侧溶液的溶质均能通过半透膜，则最终两侧不存在高度差。4.渗透平衡浓度相等渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。渗透平衡后，溶液浓度高的一侧液面高(反之亦然，即液面高的一侧溶液浓度也高)；浓度差越大，液面

5、高度差也越大。5.渗透系统的溶液浓度研究渗透作用时溶液浓度是指物质的量浓度而非质量浓度：如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液，质量浓度相同，但葡萄糖溶液的物质的量浓度大，即单位体积中溶质分子的数目多，溶剂分子的数目少，故水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。1.(2022山东省临沂第一中学期中)某科研小组设计如图所示的渗透装置，其中半透膜不能透过蔗糖，漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，液面不动(渗透平衡)时液面差为h。下列说法正确的是A.渗透平衡后S1和S2浓度的大小关系为S1S2B.渗透平衡后无水分子通过半透膜C.漏斗中溶液液面上升速率逐渐加快

6、D.向漏斗内加适量清水h将变小漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，渗透平衡时液面差为h，此时S1和S2浓度的大小关系为S1S2，A错误；渗透平衡后水分子依然进出半透膜，只不过进出半透膜的水分子的量相等，B错误；S1溶液浓度大于S2，所以漏斗中溶液液面上升，但随着液面高度差的增大，液面上升速率逐渐下降，C错误；向漏斗内加适量清水，S1的浓度会变得更小，则两种蔗糖溶液的浓度差变小，达到渗透平衡后h将变小，D正确。2.如图实验装置中，半透膜只允许水分子和单糖分子透过，向a侧加入质量分数为5%的蔗糖溶液，向b侧加入质量分数为5%的葡萄糖溶液，初始状态如图，则下列关于液面的变

7、化及相关叙述正确的是A.a先降后升，b先升后降B.a先升后降，b先降后升C.当液面最终停止变化时，半透膜两侧溶液浓度相等D.当液面最终停止变化时，b侧浓度高于a侧本实验中的半透膜只允许葡萄糖、水分子透过，而蔗糖分子不能透过。相同质量分数的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，由于葡萄糖的摩尔质量较小，其物质的量浓度就较大，水分子和葡萄糖都能透过半透膜，但分子小得多的水分子渗透速率要快得多。刚开始时水分子向物质的量浓度较大的葡萄糖溶液一侧渗透，所以b液面高于a液面。之后葡萄糖也逐渐透过半透膜到达a侧，使a侧浓度升高，水又反向渗透，a液面又高于b液面。因此，a先降后升，b先升后降。由于静水压的作用，当液面最终停止

8、变化时，b侧浓度低于a侧。二、探究植物细胞的吸水和失水1.现象：将放置一段时间的马铃薯切成如图所示形状，凹槽内倒入一定量清水，一段时间后液面下降；再将适量蔗糖加入凹槽清水中，一段时间后液面上升，试解释上述现象。提示凹槽内注入清水后，由于马铃薯细胞液浓度大于清水，马铃薯细胞吸水，导致清水液面下降；当向清水中加入适量蔗糖后，蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度，细胞失水，一段时间后导致液面升高。2.探究植物细胞的吸水和失水(1)提出问题：水分进出细胞是通过渗透作用吗？原生质层是否相当于一层半透膜？(2)作出假设：_相当于一层半透膜。原生质层(3)实验设计思路：请辨析植物细胞的结构并选择合适的实验材料：._

9、结构(用字母表示)可以构成原生质层。.若该细胞代表紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，则有色区域在_(用数字表示)；若是黑藻叶肉细胞，则有色区域在_(用数字表示)；若是洋葱鳞片叶内表皮细胞做实验材料，为使实验结果方便观察，外界溶液中滴加了红墨水，则有色区域在_(用数字表示)。a、b、c.下列细胞中能发生质壁分离的是_。A.大蒜根尖分生区细胞B.人的口腔上皮细胞C.菠菜叶肉细胞D.蛙的红细胞如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会_，发生_；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会_，发生_。C失水质壁分离吸水质壁分离复原如何使细胞外溶液的浓度升高或降低？提示提供蔗糖溶液使细胞外

10、溶液浓度升高，提供清水使细胞外溶液浓度降低。如何看到细胞，需要借助于什么材料和用具？提示利用显微镜观察临时装片。对实验结果作出预测细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化？提示由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由透过，而蔗糖分子不能透过。因此，在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，发生质壁分离；加入清水后，当细胞液浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水就会透过原生质层进入细胞液，发生质壁分离的复原。1.实验材料的选择(1)选择的材料必须是活细胞，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，否则将不会发生质壁分离和复原现象。(2)要用含有大液泡的植物细胞。未形成中央大液泡的细胞靠吸胀作用

11、吸水，如风干的种子、分生组织细胞等。(3)细胞最好有颜色，易于观察，例如紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞。核心归纳2.探究植物细胞的失水和吸水的实验方案3.将人的红细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡半小时之后的结果如下图所示，依照细胞外形的变化判断蔗糖溶液的浓度大小依次为A.甲乙丙丁 B.丁甲乙丙C.丙丁甲乙 D.丙乙丁甲4.将新鲜紫色洋葱绿色叶片的叶肉细胞，放入加有少量红墨水的0.3 g/mL的蔗糖溶液中，在显微镜下观察到其细胞状态如图所示。有关此时叶肉细胞的生理过程，下列相关叙述正确的是A.细胞可能正在吸水，恢复原状B.在该状态下的细胞，单位时间内进出的水分子数目相同C.此时图中的为红色，为绿色

12、D.图中和构成的结构称为原生质层将细胞放入0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞会失水，发生质壁分离，A错误；在图示状态下的细胞，可能继续失水，也可能达到渗透平衡，若达到渗透平衡，则单位时间内出细胞的水分子数等于进细胞的水分子数，B错误；蔗糖可以透过细胞壁，不能透过细胞膜，因此部位是红色的；部位是细胞膜以内，液泡膜以外的部分，细胞膜具有选择透过性，红墨水不能通过，但其中含有叶绿体，所以部位是绿色的(植物叶片原来的颜色)，C正确；原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，而图中为细胞质，为液泡，D错误。网络构建课时对点练题组一渗透现象及原理分析1.透析袋通常是由半透膜制成的袋状容器。现将质量

13、分数为3%的淀粉溶液装入透析袋，再放于清水中，实验装置如图所示。30 min后，会发现A.透析袋胀大B.试管内液体浓度减小C.透析袋缩小D.试管内液体浓度增大123456789101112131415由题意可知，透析袋是由半透膜制成的袋状容器，并且在半透膜的两侧有浓度差，水分子从低浓度一侧向高浓度一侧渗透，所以水分子会进入透析袋内，导致袋内水分增多，透析袋胀大，而淀粉不会从袋内出来，所以试管内依然是清水，浓度不变。1234567891011121314152.图甲是发生渗透作用时的初始状态，图乙是较长时间之后，漏斗内外的水分子达到动态平衡时的状态。下列有关叙述错误的是A.图甲中为半透膜，水分子

14、能自由通过B.图甲中溶液的浓度大于溶液的浓度C.图乙中溶液的浓度与溶液的浓度相等D.图甲中溶液和浓度差越大，则图乙中 的水柱越高123456789101112131415在图乙中，高出液面的水柱所产生的压力与渗透压达到平衡，此时漏斗内溶液的浓度应比溶液的浓度高。3.将生鸡蛋的大头保持壳膜完好去掉蛋壳，小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出。将蛋壳内灌入质量分数为15%的蔗糖溶液，然后放在烧杯的清水中并用铅笔标上吃水线。下列分析错误的是A.壳膜相当于渗透装置中的半透膜B.半小时后吃水线低于烧杯的水面 是由于清水渗入蛋壳所致C.若将清水换为质量分数为15%的 NaCl溶液，则蛋壳先上浮后下沉D.水分子进出壳

15、膜达到平衡后，将不再发生移动123456789101112131415123456789101112131415本实验中相当于渗透装置中的半透膜的是壳膜，A正确；由于壳膜内的浓度大于外界溶液的浓度，外界清水透过壳膜进入到壳膜内的蔗糖溶液中，导致蛋壳下沉，吃水线低于烧杯的水面，B正确；123456789101112131415若将清水换为质量分数为15%的NaCl溶液，由于壳膜内的浓度小于外界溶液的浓度，壳膜内的水就透过壳膜进入到壳膜外，导致蛋壳上浮，由于Na和Cl都可以通过半透膜，因此半透膜两侧的浓度差很快消失，壳膜外的水就透过壳膜进入到壳膜内，导致蛋壳下沉，C正确；水分子进出壳膜达到平衡时，

16、水分子仍进出壳膜，D错误。题组二水进出细胞的原理4.将家兔红细胞甲、乙、丙(细胞内部溶液浓度相等)分别置于三种不同浓度(a、b、c)的溶液中，水分子的跨膜运输示意图如下(箭头方向表示水分子的进出，箭头粗细表示水分子出入的多少)。下列说法正确的是A.据图可知，三种溶液浓度 cbaB.甲细胞发生了渗透吸水现象C.光学显微镜下可以观察到乙细胞有水分子进出D.如果把丙细胞换成洋葱表皮细胞，则其会涨破123456789101112131415由分析知，甲细胞处于高浓度溶液中，细胞失水量大于吸水量，甲细胞发生了渗透失水现象，B错误；光学显微镜下可观察到细胞体积的变化，不能观察到水分子的进出，C错误；若把丙

17、细胞换成洋葱表皮细胞，植物细胞膜外有细胞壁，对细胞起支持和保护作用，则该细胞不会涨破，D错误。1234567891011121314155.使用显微镜观察以下细胞，在一定条件下能看到明显质壁分离的一组是洋葱鳞茎内表皮细胞大豆叶的保卫细胞洋葱根尖成熟区细胞人的口腔上皮细胞 根尖分生区细胞A. B.C. D.123456789101112131415123456789101112131415洋葱鳞茎内表皮细胞能发生质壁分离，正确；大豆叶的保卫细胞含有大液泡，能发生质壁分离，正确；根尖成熟区细胞也含有大液泡，能发生质壁分离，正确；人的口腔上皮细胞没有细胞壁，不能发生质壁分离，错误；根尖分生区细胞没有

18、大液泡，不会发生明显质壁分离，错误。6.(2022天津静海高一月考)下列有关植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是A.与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察B.若用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D.若用紫色洋葱鳞片叶外表皮做实验，只要用低倍镜观察，可不必用高 倍镜123456789101112131415红色花瓣细胞的液泡呈现红色，比白色花瓣更便于观察质壁分离现象，A正确；黑藻叶片的叶肉细胞中，液泡无色，叶绿体的存在使原生质层呈现绿色，有利于实验现象的观察，B错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位的细胞，其

19、细胞液浓度不一定相同，用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时，观察到的质壁分离程度可能不同，C正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞体积较大，低倍镜下即可观察到质壁分离现象，不需要用高倍显微镜，D正确。1234567891011121314157.观察植物细胞质壁分离与复原实验的正确顺序是加清水制作装片观察质壁分离加质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液观察质壁分离复原观察正常细胞A. B.C. D.123456789101112131415观察植物细胞质壁分离与复原实验的正确顺序应是：先制作装片，用光学显微镜观察正常细胞；再在盖玻片一侧滴入质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，吸水纸引流，重复几次，观

20、察质壁分离；然后在盖玻片一侧滴入清水，吸水纸引流，重复几次，用显微镜观察质壁分离复原。1234567891011121314158.下列现象属于渗透作用的是水分子通过植物细胞的细胞壁水分子或其他溶剂分子通过细胞膜蔗糖分子通过细胞壁水分子或其他溶剂分子通过液泡膜水分子或其他溶剂分子通过原生质层暑天新鲜蔬菜在空气中萎蔫A. B.C. D.123456789101112131415123456789101112131415植物细胞的细胞壁属于全透性的，不属于半透膜，则水分子通过扩散进入细胞壁，错误；细胞膜相当于半透膜，水分子或其他溶剂分子通过细胞膜属于渗透作用，正确；蔗糖分子不属于溶剂分子，细胞壁也

21、不属于半透膜，错误；液泡膜相当于半透膜，水分子或其他溶剂分子通过液泡膜属于渗透作用，正确；123456789101112131415原生质层相当于半透膜，水分子或其他溶剂分子通过原生质层属于渗透作用，正确；新鲜蔬菜在空气中萎蔫是水的蒸发，错误。故属于渗透作用的是。9.如图所示，容器甲中含0.02 mol L1蔗糖，0.03 mol L1尿素；容器乙中含0.01 mol L1蔗糖，0.05 mol L1尿素。甲、乙间隔一层半透膜。第一种情况：半透膜只允许水分子通过；第二种情况：半透膜允许水分子和尿素分子通过。当达到动态平衡时，这两种情况下的液面高度分别是A.一样高，甲高于乙 B.乙高于甲，不能确

22、定C.乙高于甲，甲高于乙 D.一样高，不能确定123456789101112131415第一种情况：半透膜只允许水分子通过，则甲溶液中总的物质的量浓度为0.05 molL1，乙溶液中总的物质的量浓度为0.06 mol L1，乙溶液的渗透压高于甲的，故最终乙液面高于甲。第二种情况：半透膜允许水分子和尿素分子通过，那么最终半透膜两侧的尿素浓度相等，但是甲溶液中的蔗糖浓度大于乙的，故最终甲液面高于乙。12345678910111213141510.(2022辽宁高一月考)某植物根毛细胞间隙液的浓度为a，细胞质基质的浓度为b，细胞液的浓度为c，正常状态下，三处液体浓度间的关系是A.abc B.bcaC

23、.acb D.cba123456789101112131415水分子由浓度低的溶液向浓度高的溶液渗透，正常情况下细胞处于吸水的状态，所以浓度高低依次是细胞液浓度细胞质基质浓度细胞间隙液浓度，即cba。11.图甲是人的成熟红细胞长时间处在不同浓度的 NaCl 溶液中，红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的 NaCl 溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是A.据图甲可知，用 50 mmolL1NaCl 溶液处理人成熟红细胞后，再经离 心处理可分离出细胞核B.据图甲可知，若病人输液用到生理 盐水，其最佳浓度约为 150 mmolL1C.分析图乙可知，A

24、点时细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小D.分析图乙可知，B点时液泡体积和细胞液浓度均恢复到O点时的状态123456789101112131415人成熟的红细胞没有细胞核，离心后得不到细胞核，A错误；据图可知，图乙中植物细胞失水量先变大后变小，B点后细胞变为吸水，说明NaCl溶液中的钠离子和氯离子被吸收进入细胞，细胞液浓度比初始浓度(O点)增大，D错误。12345678910111213141512.(2022山东聊城高一期末)某实验小组欲比较三种植物叶肉细胞的细胞液浓度。取三种植物新鲜叶片若干，编号为甲、乙、丙，分别放入相同浓度的蔗糖溶液中(蔗糖分子不能进出叶肉细胞)，一段时间后测定叶片平均

25、质量发现，甲变小、乙几乎不变，丙变大。下列相关实验分析错误的是A.实验前，三种叶肉细胞液的浓度是丙乙甲B.甲的叶肉细胞质量不再减小时，仍然有水分子进出细胞C.乙的叶肉细胞质量不变时，细胞液浓度与外界溶液的浓度相等D.丙的叶肉细胞质量不再增大时，细胞液的浓度等于外界溶液的浓度123456789101112131415由于外界均为相同浓度的蔗糖溶液，甲细胞液浓度蔗糖溶液浓度，乙细胞液浓度蔗糖溶液浓度，丙细胞液浓度蔗糖溶液浓度，所以实验前，三种叶肉细胞液的浓度是丙乙甲，A正确；甲的叶肉细胞质量不再减小时，说明通过原生质层的水分子进出达到了平衡，即仍然有水分子进出细胞，B正确；实验前丙细胞液浓度蔗糖溶

26、液浓度，细胞吸水，由于细胞壁的伸缩性较小，细胞吸水达到一定程度时，会限制细胞体积的增加，所以丙的叶肉细胞质量不再增大时，细胞液的浓度可能大于或等于外界溶液的浓度，D错误。123456789101112131415B.反渗透技术淡化海水时，水分子从低浓度溶液移向高浓度溶液C.反渗透技术淡化海水一段时间后，图中淡水一侧的液面上升D.在未施加压力的情况下，水分子总体从淡水向海水移动13.淡化海水可以采用反渗透技术。反渗透技术通过对半透膜一侧的海水施加压力，让水分子可以通过半透膜，但其他物质不能通过，如图所示。下列说法不正确的是A.动物细胞的细胞膜和植物细胞的原生质层相当于一层 半透膜12345678

27、9101112131415123456789101112131415反渗透技术通过对半透膜一侧的海水施加压力，让水分子可以通过半透膜，故淡化海水时，水分子从高浓度溶液移向低浓度溶液，B错误。14.成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。下图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。请回答下列问题：123456789101112131415123456789101112131415(1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a_b。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在_，最终液面不再上升。当液面不再