高三生物一轮复习课件第7讲 第1课时细胞的吸水和失水

必修一分子与细胞一轮复习第7讲第1课时细胞的吸水和失水·阐明质膜具有选择透过性·教学活动:观察植物细胞的质壁分离和复原考点一细胞的吸水和失水1.渗透作用(1)概念:水分子(或其他溶剂分子)通过________的扩散。(2)半透膜[注意]半透膜是指有些物质(如水分子)可以通过，有些物质(如蔗糖分子)不能通过的多孔性薄膜，如:玻璃纸、膀胱膜、鱼鳔、卵壳膜。半透膜浓度差(3)渗透的方向低浓度高浓度高低2.动物细胞的吸水和失水(1)原理(2)现象考点一细胞的吸水和失水细胞膜①外界溶液浓度______细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀;②外界溶液浓度______细胞质浓度⇒细胞失水皱缩;③外界溶液浓度______细胞质浓度⇒水分子处于进出平衡状态，细胞形态不变。细胞质<>=考点一细胞的吸水和失水3.成熟植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较考点一细胞的吸水和失水3.成熟植物细胞的吸水和失水(2)植物细胞的吸水和失水①当______________>_____________时，细胞失水，发生__________现象。②当______________<_____________时，细胞吸水，失水的细胞发生____________现象。注意:线粒体、叶绿体等细胞器属于原生质层中的结构，细胞核不是。全透性小细胞质外界溶液浓度细胞液浓度质壁分离外界溶液浓度细胞液浓度质壁分离复原(1)[必修1P63]对于水分子来说，细胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通过细胞壁，细胞壁的作用主要是保护和支持细胞，伸缩性比较小。(2)[必修1P63]植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。(3)[必修1P67]水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。(1)虽然红细胞没有具膜细胞器，但将其放入一定浓度的外界溶液中，也能发生渗透作用。()(2)葡萄糖分子通过渗透作用进入细胞。()(3)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜。()(4)细胞吸水和失水是水分子顺浓度梯度跨膜运输的过程。()(5)当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞都会因吸水而涨破。()√××√×某生物兴趣小组准备通过“观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水”实验来验证植物细胞可以吸收蔗糖分子，请写出实验思路，并预期实验结果。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。实验思路:用适宜浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶外表皮细胞，用显微镜观察处理前后细胞中原生质层的位置变化。预期结果:洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离一段时间后，又自动发生质壁分离复原。渗透作用的现象分析(1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压。如质量分数为10%的葡萄糖溶液(不能透过该半透膜)和质量分数为10%的蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压小，故水分子更多地通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液中移动。(2)漏斗内液面上升的原因：单位时间内由蔗糖溶液进入葡萄糖溶液中的水分子数多于由葡萄糖溶液进入蔗糖溶液中的水分子数。(3)漏斗内液面停止上升的原因：随着液面的不断上升，漏斗内液体的压强越来越大，从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速率加快，水分子进出漏斗的速率越来越接近，直至完全相等，漏斗内液面不再升高，此时水分子的进出达到相对平衡。

[注意]若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在高度差，则半透膜两侧溶液就存在浓度差，且液面高的一侧溶液浓度高。1.下图中X、Y、Z分别为蒸馏水、30%葡萄糖溶液、30%淀粉溶液，且单糖能通过半透膜而二糖、多糖不能通过半透膜。下列相关叙述错误的是()A.装置A的现象是左侧液面先下降后上升，最终左右侧液面持平B.装置A左右侧替换为等量蔗糖溶液，左右侧分别加入相等且适量的蔗糖酶、淀粉酶，左侧液面先升后降最后低于右侧C.装置B烧杯中溶液液面下降的速率逐渐减缓D.装置B达到渗透平衡后，由于液面差存在，水分子向半透膜两侧扩散的速度不同D2.[2023·辽宁抚顺模拟]将生鸡蛋的大头去掉蛋壳且保持壳膜完好，小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出。将蛋壳内灌入一定量的质量浓度为15%的蔗糖溶液，然后放在盛有清水的烧杯中并用铅笔标上吃水线。下列分析正确的是()A.壳膜相当于渗透装置中的半透膜，二者都具有选择透过性B.因为清水进入烧杯中，半小时后吃水线将高于烧杯的水面C.若将清水换成质量浓度为15%的NaCl溶液，则蛋壳先上浮后下沉D.当蛋壳内的液面不再发生变化时，壳膜两侧的溶液浓度相等，水分子不再进出C半透膜和选择透过性膜的区别3.[2023·辽宁沈阳二模]某同学将初始长度、重量均相同的萝卜条甲、乙放置在不同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后，萝卜条的最终长度如下图所示。下列叙述不正确的是()A.甲的初始细胞液浓度小于乙B.若蔗糖溶液浓度为a，则甲的吸水量多C.若蔗糖溶液浓度为d，则渗透平衡时甲的重量小于乙D.根据图示可知，植物的细胞壁也具有一定的伸缩性B4.下图表示高等动物、植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀。下列有关叙述正确的是()A.植物细胞吸水达到渗透平衡时，都会发生质壁分离现象B.三种细胞发生渗透吸水，均以细胞膜充当发生渗透作用所需的半透膜C.动物细胞为避免渗透膨胀，不断将离子排出时，不需要载体蛋白协助D.若将原生生物置于低渗溶液中，其收缩泡的伸缩频率会加快D考点二实验:探究植物细胞的吸水和失水1.实验原理(1)植物细胞的________相当于一层半透膜，植物细胞通过_____作用吸水和失水。细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性，原生质层的伸缩性_____细胞壁的伸缩性。(2)细胞液和外界溶液存在浓度差，细胞能渗透吸水和失水①外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞_____，原生质层______→发生______。②外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞_____→已发生质壁分离的细胞发生________________现象。原生质层渗透大于失水收缩质壁分离吸水质壁分离复原2.实验步骤考点二实验:探究植物细胞的吸水和失水低低低实验分析(1)实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么?______________________________________________________________________________________________________________________(2)为什么要用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料?在合适的条件下洋葱鳞片叶内表皮细胞能发生质壁分离及复原现象吗?______________________________________________________________________________________________________________________(3)在细胞失水的过程中，细胞液的浓度和失水速率之间有什么关系?______________________________________________________________________________________________________________________3.结论:植物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。观察原生质层和细胞壁的初始位置，以便与处理后的状态形成对照。洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素，便于观察。在合适条件下，内表皮细胞也能发生质壁分离及复原现象，但是观察时现象不明显。二者之间呈负相关，细胞液浓度越来越大，失水速率越来越小。(1)在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可观察紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离。()(2)质壁分离复原过程中，液泡体积增大、颜色变深。()(3)在发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力逐渐增强。()(4)将装片置于酒精灯上加热后，质壁分离的复原现象可能不会再发生。()(5)只有使用高倍镜，才能观察到质壁分离和复原现象。()√×√√×实验重难点1.本实验存在的两组实验均为自身对照实验重难点2.质壁分离发生的条件(1)从细胞角度分析a.死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。b.具有中央液泡的成熟植物活细胞可发生质壁分离及复原现象。(2)从溶液角度分析a.在一定浓度的溶液(溶质不能透过膜)中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。b.在一定浓度的溶液(溶质可透过膜，如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后的自动复原现象。c.在过高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。实验重难点3.质壁分离和复原实验的应用(1)判断成熟植物细胞的死活(2)测定细胞液浓度范围(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度实验重难点3.质壁分离和复原实验的应用(4)比较未知溶液浓度的大小(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)实验重难点3.质壁分离和复原实验的应用实验重难点

4.不同外界溶液中植物细胞体积变化的分析将植物的细胞依次浸于蒸馏水、0.3g/mL的蔗糖溶液和0.5mol/L的尿素溶液中，原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积随时间的变化如图所示，分析如下:(1)A曲线表示细胞在蒸馏水中:细胞略膨胀，但是由于细胞壁的存在，原生质体的体积不能无限增大。(2)B曲线表示细胞在0.5mol/L的尿素溶液中:细胞先因渗透失水而发生质壁分离，后由于尿素能进入细胞，使得质壁分离后的细胞可自动复原;KNO3、乙二醇等溶液中也可发生质壁分离后自动复原现象。(3)C曲线表示细胞在0.3g/mL的蔗糖溶液中:蔗糖不能进入细胞，因此质壁分离后细胞不能发生自动复原现象。1.[2022·浙江6月选考]“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。下列叙述正确的是()A.由实验结果推知，甲图细胞是有活性的B.与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低C.丙图细胞的体积将持续增大，最终涨破D.若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显A2.[2023·广东湛江二模]以紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料，制成临时装片置于某种溶液X中。细胞吸水能力随时间的变化如图所示，其中c曲线表示细胞在蒸馏水中的吸水能力变化。下列叙述正确的是()A.a曲线对应溶液中，细胞吸水能力维持稳定时，溶液X的浓度比初始浓度低B.b曲线对应溶液中，细胞吸水能力开始减弱时，细胞开始吸收溶液X中的溶质C.c曲线对应溶液中，随着细胞吸水能力的减弱，原生质体的体积随之减小D.在不同溶液中，水分子进出细胞所需的ATP均主要来自线粒体A质壁分离和复原实验的四个关键点(1)所选用材料的细胞液最好有颜色，以便观察。(2)单独观察处于质壁分离的静态图像，不能判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。(3)质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强;质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。(4)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，最终表现为出或进的水分子多。1.[2023·全国甲卷]探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是()C2.[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C3.[2022·湖北卷]哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银(AgNO3)可使