内容正文:
第6讲 物质进出细胞的方式
[内容要求] 1.举例说明物质进出细胞的方式。2.活动:观察植物细胞的质壁分离和复原。3.活动:通过模拟实验探究膜的透性。
考点一 细胞的吸水和失水
一、细胞吸水和失水的原理——渗透作用
1.渗透作用
(1)概念:指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。
(2)渗透作用发生条件及装置
2.动物细胞的吸水和失水
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3.成熟植物细胞的吸水和失水
(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,植物细胞就发生质壁分离现象。
(2)将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度大于外界清水,植物细胞吸水,发生质壁分离复原现象。
4.物质跨膜运输的其他实例
(1)植物对无机盐离子的吸收
①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。
②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。
(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。
[巧记助学] 巧记细胞吸水和失水的“一、二、三”
[基础诊断]
判断正误
(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。(×)
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是顺浓度梯度进行的。(×)
(3)细胞壁是全透性的,水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过。(√)
(4)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。(×)
(5)在U形管两侧装入等量不同浓度的蔗糖溶液,渗透达到平衡时,两侧溶液浓度是相等的。(×)
1.溶质不能透过半透膜的渗透装置分析
(1)水分子的流动方向判断:当溶液浓度S1>S2时,流向S1的水分子多于流向S2的水分子,水分子总体趋势为通过半透膜由S2流向S1;当溶液浓度S1<S2时,流向S2的水分子多于流向S1的水分子,水分子总体趋势为通过半透膜由S1流向S2。
(2)溶液的浓度大小判断:Δh不变时,S1、S2浓度的大小关系为:S1>S2,原因是液面高的一侧形成的压强会阻止水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
2.渗透作用实验装置的拓展应用
(1)验证渗透作用发生的条件
(2)比较不同溶液浓度的大小
比较项目
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
(3)探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例)
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
[方法技巧] 渗透装置中溶液中水分子渗透方向与溶液浓度的判断
注:溶质不能通过半透膜
命题点1 渗透作用的原理及应用分析
1.(2021·河北承德模拟)如图为常见的两套渗透装置,图中S1为0.3 mol/L的蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为0.3 mol/L的葡萄糖溶液;已知葡萄糖能通过半透膜,但蔗糖不能通过半透膜;两装置半透膜面积相同,初始时液面高度一致,A装置一段时间后再加入蔗糖酶。下列有关叙述错误的是( )
A.实验刚刚开始时,装置A和装置B中水分子从S2侧进入另一侧的速度一样
B.装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降,最终S3和S2溶液液面持平
C.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后开始下降
D.若不加入酶,装置A、B达到渗透平衡时,S1溶液浓度小于S3溶液浓度
解析:选D。本题考查渗透作用。根据题意可知,实验刚开始时S1与S3溶液的浓度相同,因此水分子从S2侧进入另一侧的速度一样,A正确;刚开始,由于装置B中S3溶液浓度大于S2,故S3侧液面先上升,由于S3中的葡萄糖能够通过半透膜进入S2中,故S3液面会下降,最终S3和S2液面持平,B正确;实验起始时,由于装置A中的S1溶液浓度大于S2,故漏斗中的液面会上升,加酶后,酶能催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖,使S1溶液浓度增大,漏斗中液面继续上升,由于葡萄糖能够通过半透膜进入S2,使S1与S2溶液浓度差减小,漏斗中的液面会下降,C正确;若不加酶,装置A达到渗透平衡时S1溶液浓度大于S2,装置B中葡萄糖能通过半透膜,最后两侧的葡萄糖溶液浓度相等,所以最后漏斗中蔗糖溶液浓度大于U型管两侧的葡萄糖溶液浓度,即S1溶液浓度大于S3溶液浓度,D错误。
2.(2021·湖北四地七校联盟联考)某兴趣小组用图甲研究渗透作用,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