第07讲 水进出细胞的原理【知识精研】高考生物一轮复习 课件

必修一第7讲水进出细胞的原理第二单元细胞代谢目标要求1.阐明质膜具有选择透过性。

2.实验：观察植物细胞的质壁分离和复原。01细胞的吸水和失水02探究植物细胞的吸水和失水考点细胞的吸水和失水01细胞的吸水和失水一、渗透作用1.半透膜（2）生物膜

一些小分子物质（如水）能透过，而另一些较大物质则不能透过的多孔性薄膜。能否跨膜取决于物质的直径与孔径的大小。（1）非生物膜细胞膜、核膜、细胞器膜玻璃纸、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣（3）选择透过性膜

是指具有活性的生物膜，对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性，如细胞膜。选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。2.扩散一、渗透作用

物质分子从高浓度向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象，如神经递质在突触间隙中的迁移就是一种扩散。3.渗透作用（1）概念指水分子(或其他溶剂分子)通过_______的扩散，称为渗透作用。半透膜（2）原理水由相对含量高的地方向相对含量低的地方扩散。溶液A浓度>溶液B浓度⇒A中水分子含量<

B中水分子含量水分子从B

⥂

A移动3.渗透作用（3）发生条件②具有

。半透膜①膜两侧溶液具有

。浓度差渗透作用所指的溶液浓度为物质的量浓度而非质量浓度。3.渗透作用（3）渗透压渗透压的大小取决于单位体积溶质微粒数目的多少，与溶质的相对分子质量、半径等特性无关。溶液中的溶质微粒对水的吸引力，与溶液的物质的量浓度成正比。蔗糖溶液浓度烧杯清水浓度>蔗糖溶液渗透压烧杯清水渗透压>习题巩固1.漏斗管内的液面为什么会升高？两溶液的水分子双向运动，但由于蔗糖溶液渗透压越大，对水的吸引力越强，因此单位时间内，由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于从蔗糖溶液进入清水的分子数，最终使漏斗管内的液面升高。2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？蔗糖溶液清水蔗糖溶液对清水的渗透压（F1)水柱产生的静水压（F2)随着液面上升，水柱产生的静水压F2逐渐增大，当F2=F1时,该渗透系统（即该装置）达到渗透平衡，此时半透膜两侧水分子交换速率相等，液面不再升高。习题巩固3.渗透装置中，当漏斗内溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗？

不同。渗透作用达到平衡时，水分子通过半透膜的双向扩散速率相等，漏斗内蔗糖溶液的浓度仍高于烧杯中清水的浓度。

清水蔗糖溶液习题巩固习题巩固10%10%（2）如果半透膜只允许水通过，一段时间后，水面高度如何变化？甲﹥乙（3）如果半透膜允许水和葡萄糖分子通过，一段时间后，水面高度如何变化？（1）1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等？1mol/LNaCl溶液﹥1mol/L蔗糖溶液先甲﹥乙，最终乙﹥甲4.回答下列问题。NaCl溶于水电离出Na+和Cl-习题巩固5.(2024·广东六校联考)某兴趣小组用图甲装置研究渗透作用，a和b均为蔗糖溶液，c允许单糖通过。图乙为实验结果。下列说法正确的是(

)A.烧杯中蔗糖溶液浓度

大于漏斗中蔗糖溶液浓度B.若t2时刻烧杯中加入蔗糖酶，

则Δh最终将变小C.t2时刻半透膜两侧蔗糖溶液浓度相同D.若t2时刻漏斗中加入蔗糖酶，则Δh将先变大后变小D蔗糖是二糖先变小后变大漏斗与烧杯的液面存在高度差，膜两侧溶液浓度不可能相等习题巩固6.(2024·深圳模拟)随着淡水资源的日益紧张，利用反渗透技术进行海水淡化是解决淡水资源短缺问题的一条重要途径。反渗透是指利用压力使高浓度溶液中的水分子通过半透膜，但其他物质不能通过的技术，其过程如图所示。下列说法正确的是(

)A.水分子在进行跨膜运输时，不需要消耗ATP，但需要载体的协助B.若不施加人为压力，则水分子只能从低浓度溶液

一侧向高浓度溶液一侧运输C.若处于图中液面状态时去掉人为压力，

则图中两侧的液面高度不会发生变化D.两侧液面持平时，施加的人为压力的作用效果

与两侧溶液渗透压差的作用效果相互抵消D水分子通过渗透作用进行跨膜运输，不需要载体双向运输左下右上7.（2022·辽宁沈阳期末）图为渗透实验装置,蔗糖不能透过半透膜,渗透平衡时烧杯中液面高度为a，漏斗中液面高度为b，液面差为m。有关叙述错误的是(

)A.达到平衡时，水分子进出半透膜的速率相等B.若向漏斗中滴入清水，则重新平衡时m将增大C.若向漏斗中加入蔗糖分子，则重新平衡时m将增大D.把m段内的液体吸出后，重新平衡时m将减小B习题巩固把m段内的液体吸出后，溶质也被吸出，漏斗中溶质减少，渗透压减弱B.渗透压下降，m减小习题巩固8.(必修1P63“思考·讨论”)红细胞的细胞膜相当于半透膜：习惯上说的半透膜是_________________薄膜，物质能否通过取决于____________；选择透过性膜是_________的生物膜，其对不同物质的通过性不仅取决于_________，还与_________有关。因此细胞膜和半透膜类似，又有所不同。教材隐性知识无生命的物理性微粒的大小具有活性分子大小细胞需求习题巩固9.(必修1P72“拓展应用”)淡水中生活的原生动物，如草履虫，能通过伸缩泡排出细胞内过多的水，以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水中，推测其伸缩泡的伸缩频率将______，如果将草履虫放入海水中，推测其伸缩泡的伸缩频率将______。教材隐性知识加快减慢细胞的吸水和失水二、动物细胞的吸水和失水

低渗溶液

高渗溶液

等渗溶液

清水10%NaCl溶液0.9%NaCl溶液①细胞质浓度

>

外界溶液溶质的浓度

，细胞吸水膨胀。②细胞质浓度<

外界溶液溶质的浓度，细胞失水皱缩。③细胞质浓度=外界溶液溶质的浓度，细胞形态不变。动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统。原理①半透膜②浓度差细胞膜细胞质与外界溶液具有浓度差

医用生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。二、动物细胞的吸水和失水成熟的植物细胞细胞的吸水和失水三、植物细胞的吸水和失水细胞液细胞膜细胞质液泡膜细胞壁全透性，伸缩性小原生质层有一定浓度，与外界溶液能形成一定的浓度差伸缩性大，具有选择透过性原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液

现象条件三、植物细胞的吸水和失水细胞维持正常形态细胞吸水膨胀细胞发生质壁分离外界溶液浓度等于细胞液浓度外界溶液浓度小于细胞液浓度外界溶液浓度大于细胞液浓度①半透膜②浓度差原生质层细胞液与外界溶液之间的浓度差原理习题巩固1.(2022·全国甲卷)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是(

)A.水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度B.水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞cC.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度D.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度C水分交换达到平衡时，细胞c的外界溶液浓度减小2.(2022北京海淀区高三)在无任何相反压力时，渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂，不同的细胞用不同的机制解决这种危机。下图表示高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀，据此推断下列说法正确的是（

）A.动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白的协助B.植物细胞吸水达到渗透平衡时，细胞内外溶液浓度相等C.若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会增加D.三种细胞发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜A习题巩固植物细胞有细胞壁，此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液下降植物细胞是原生质层习题巩固3.估测叶片细胞液的平均浓度时可用液体交换法。在甲、乙组试管中各加入相同浓度的蔗糖溶液，将适量大小相同的叶圆片放在甲组试管中，放置60min，再向甲组试管滴加微量亚甲基蓝溶液，使溶液呈蓝色，充分摇匀后吸取蓝色溶液置于乙组试管中部挤出一滴，观察记录蓝色液滴的升降情况。下列分析不合理的是(

)A.若蓝色液滴上升，说明叶片细胞液浓度低于蔗糖溶液浓度B.若蓝色液滴下降，说明叶片细胞吸收了蔗糖溶液中的水分C.60min后渗透平衡，

此时叶片细胞液浓度等于甲组试管内的蔗糖溶液浓度D.若蓝色液滴静止不动，

则此蔗糖溶液浓度相当于叶片细胞的细胞液平均浓度C蔗糖溶液浓度下降若细胞液浓度高于蔗糖，细胞吸水，又由于细胞壁限制，无法确定是否平衡探究植物细胞的吸水和失水02探究植物细胞的吸水和失水1.提出问题①水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？②原生质层是否相当于一层半透膜？2.作出假设水分进出植物细胞是通过渗透作用，原生质层相当于一层半透膜。3.实验设计思路当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞就会失水，发生质壁分离；当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞就会吸水，发生质壁分离复原。细胞通过渗透作用吸水或失水，液泡的

、

会变化；原生质层与细胞壁会分离或复原。4.预测大小颜色探究植物细胞的吸水和失水一、质壁分离与复原实验1.实验器材刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜2.实验材料的选择①成熟的植物活细胞，保证细胞具有中央大液泡和原生质层。②细胞液应具有颜色，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液为紫色，易于观察。③还可以使用具有较多叶绿体的材料，如黑藻（绿到发黑），

通过观察叶绿体分布情况判断是否发生质壁分离现象如果细胞无色，可在外界溶液中加染料，便于观察3.实验试剂的选择一、质壁分离与复原实验①对细胞无害。盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，

不适于用作实验试剂。②常选用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液作为外界溶液，原因是该浓度的蔗糖溶液既能使细胞发生明显的质壁分离，又不会导致细胞过快死亡。若蔗糖溶液过高，如0.5g/mL的蔗糖溶液，原生质层分离的速率虽快，但不久就会死亡，不能再进行质壁分离实验；若蔗糖溶液的浓度过低，则不能使细胞发生明显的质壁分离或质壁分离速率较慢。4.实验步骤一、质壁分离与复原实验5.实验现象一、质壁分离与复原实验滴加蔗糖溶液质壁分离滴加清水质壁分离复原液泡（细胞液）0.3g/mL的蔗糖溶液（或外界溶液）细胞壁5.实验结果一、质壁分离与复原实验外界溶液中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水逐渐变小逐渐变大，恢复原来大小逐渐脱离细胞壁逐渐贴近细胞壁基本不变基本不变6.实验结论植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。

P65第一段探究植物细胞的吸水和失水二、质壁分离与复原1.条件①细胞是活的（死细胞的细胞膜具有全透性），具有细胞壁。②细胞有中央大液泡。③细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度。细胞发生质壁分离后，细胞壁与细胞膜之间的空隙充满的是外界溶液。干种子的细胞、根尖分生区等未成熟的植物细胞、死细胞、动物细胞不能发生质壁分离。2.原因二、质壁分离与复原（1）外因原生质层具有选择透过性细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性外界溶液浓度大于细胞液浓度（2）内因宏观上：植物由坚挺→萎蔫微观上：质壁分离（3）表现液泡：细胞液颜色：原生质层与细胞壁分离大→小浅→深探究植物细胞的吸水和失水三、质壁分离与复原——补充1.在一定浓度（溶质不能透过半透膜）的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象。2.在一定浓度（溶质可透过半透膜）的溶液中（如硝酸钾、甘油、

尿素、乙二醇等）可发生质壁分离，并能自动复原，因为K+、

NO3-、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。只有用清水或低渗溶液处理，方可复原。三、质壁分离与复原——补充3.在质壁分离过程中，由于细胞失水，细胞液渗透压升高，

细胞对水的吸引力增强。4.质壁分离复原过程中，细胞液渗透压下降，植物细胞吸水能力逐渐减弱，失水能力逐渐增强。5.对于植物细胞而言，由于细胞壁的存在，细胞不可能无限吸水，当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将不再吸水。探究植物细胞的吸水和失水四、质壁分离与复原实验拓展1.判断成熟植物细胞的死活待测成熟植物细胞一定浓度蔗糖溶液镜检发生质壁分离无质壁分离活细胞死细胞四、质壁分离与复原实验拓展2.测定细胞液浓度范围待测成熟植物细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间四、质壁分离与复原实验拓展3.鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）成熟植物细胞不同种类溶液镜检只发生质壁分离质壁分离后自动复原溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液）溶质能透过半透膜（如KNO3溶液）1.右图所示为渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记作零界面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为(注:坐标原点处表示零界面，膀胱膜不变形）（）B习题巩固2.植物体内有三个相邻的细胞a、b、c,已知它们的细胞液浓度大小关系是a>b>c,那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是(

)C习题巩固3.在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测(

)A.a>b，细胞渗透吸水

B.a=b，渗透系统保持动态平衡C.a<b，细胞渗透失水D.上述三种情况都有可能D