2022届高三一轮复习生物:专题五 物质的输入和输出知识总结

专题五 物质的输入和输出 【专题知识框架】 一、渗透装置及渗透作用 (一)渗透装置 半透膜:水分子可以自由通过,而蔗糖分子不能通过。 渗透装置的组成:两种浓度不同的溶液以及两者之间的半透膜 问题:1、漏斗内液面为什么会升高?2、液面会无限升高吗?(不会,静水压作 用) 3、当液面停止升高时,漏斗内浓度和烧杯内浓度哪个高?(漏斗内) 4、若用纱布代替半透膜,还会有液面升高的现象吗?(渗透条件之一:半 透膜)5、如果烧杯中是同浓度蔗糖溶液,结果会怎样?(渗透条件之二: 浓度差) (二)渗透作用 1、概念:指水分子(或者其他溶剂分子)透过半透膜,从低浓度溶液向高浓度溶液 的扩散。(扩散:以某物质为研究对象,该物质从高浓度向低浓度方向运输,渗 透专指水分子或其他溶剂分子的扩散,扩散包括渗透)(若半透膜两侧没有浓度 差,则不发生渗透作用) 2、渗透作用发生的条件: ①半透膜 ②半透膜两侧的溶液具有浓度差 3、渗透方向 从水分子相对含量高的一侧(低浓度溶液)向水分子相对含量低的一侧(高浓 度溶液) 4、说明: ①在渗透作用发生过程中,水分子的运动是双向的,但结果是单向的。 ②渗透作用达到平衡时,半透膜两侧水分子仍是双向移动,只不过由于静水压的 作用,水分子进出速率相同。渗透平衡时,上图S1溶液浓度仍然大于S2。 ③溶液浓度指物质的量浓度,而非质量浓度,即溶质微粒的个数。 0.1g/mL的葡萄糖溶液溶质微粒个数大于0.1g/mL的蔗糖溶液溶质微粒个数 ④当溶质也能通过半透膜时,有溶质一侧液面先升后降,最终高度相等。 ⑤液面高度差的大小可反应最初两种溶液的浓度差,液面高度差越大,两溶液的 浓度差越大。 5、渗透作用原理的应用 ①比较不同溶液浓度大小 漏斗内 烧杯内 溶液浓度 M N 现象及 结论 ①若漏斗内液面上升,则M>N ②若漏斗内液面不变,则M=N ③若漏斗内液面下降,则M<N ②验证渗透作用发生的条件 ③探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例,也可是其他能发生颜色反应的) 烧杯内盛淀粉溶液 漏斗内盛碘液 结论 变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜,而淀粉不能 不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜,而碘不能 变蓝 变蓝 淀粉和碘都能通过半透膜 不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜 二、水进出动物细胞 1、现象:红细胞细胞内液的渗透压=生理盐水的渗透压(0.9% NaCl) (5%葡萄糖溶液) 当外界溶液浓度大于细胞内液浓度时,细胞失水,皱缩。 (达到平衡时,细胞内外浓度相等) 当外界溶液浓度小于细胞内液浓度时,细胞吸水膨胀,甚至胀破。 当外界溶液浓度等于细胞内液浓度时,水分进出平衡,细胞形状不改变。 2、原理:(渗透作用) 动物细胞膜相当于半透膜,细胞质与外界溶液存在浓度差。 三、水进出植物细胞 1、选用植物细胞特点: ①成熟植物细胞,有中央大液泡。 ②细胞壁是全透性的,允许水分子和其他溶质分子通过 ③液泡将细胞质挤为一薄层,细胞膜、液泡膜及中间的细胞质称为原生质层。 ④液泡中的液体称为细胞液,细胞液中有许多溶质分子,因此是有一定浓度的。 ⑤原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 2、现象: ①当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,植物细胞 发生质壁分离现象; ②将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度高于外界清水 的浓度,植物细胞吸水,发生质壁分离复原现象 3、原理: 植物原生质层相当于半透膜,细胞液与外界溶液存在浓度差。 注意:原生质层与原生质体的比较 ①原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构,由细胞膜、液泡膜以及两层 膜之间的细胞质组成,不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的 植物细胞中。 ②原生质体是去除了植物细胞壁(纤维素酶和果胶酶)后所剩下的具有生物活性的 植物细胞结构,包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分。 4、实验:探究植物细胞的失水和吸水 (1)材料:紫色洋葱鳞片叶外表皮(内表皮也可,但现象不如外表皮明显),也 可以选择黑藻叶片。 (2)试剂:0.3g/mL蔗糖溶液(或30%蔗糖溶液或0.6mol/L KNO3)、清水 (3)步骤: (4)现象:(先从角隅处发生质壁分离) (5)过程:细胞壁和原生质层一起收缩,有失水但无质壁分离现象→质壁分离从角隅处先发生→质壁分离更明显。 (6)质壁分离的内因与外因 内因:原生质层的伸缩性大于细胞壁。 外因:外界溶液浓度大于细胞液浓度。 (7)注意事项: ①材料必须为活的、成熟的植物细胞;(不能用根尖分生区细胞) 下图为观察黑藻细胞质壁分离 ②不能用0.5g/mL蔗糖溶液,会使植物细胞失水过多而死亡; ③发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液,原因是细胞壁具 有全透性。 ④质壁分离与复原过程中水分移动是双向的,总结果是单向的。 ⑤本实