第4章 细胞的物质的输入和输出-【知识笔记】2023-2024学年高一上学期生物超全知识讲解笔记（人教版2019必修1）

人教版 2019•必修 1《分子与细胞》；2022 年 9 月，潮阳 鱼票月半出品 第 18 页 记 10：水进出细胞的原理 1.植物吸收水分的方式有两种：吸胀作用和渗透作用 （1）吸胀作用吸收水分主要是依赖于细胞内的亲水性物质,如蛋白质、淀粉、纤维素等,蛋白质的亲水能力最强。所以 蛋白质含量高的细胞或组织,吸胀作用吸收水分的能力比淀粉含量高的要强,含脂肪较多的细胞或组织通过吸胀作用吸 水的能力最弱.没有大的液泡的植物细胞主要以吸胀作用方式吸收水分。（了解） （2）渗透作用是具有大液泡的成熟植物细胞的吸水方式,也是植物体吸水的主要方式。一个有大液泡的成熟植物细胞 是一个渗透系统。【定义：水分子（或其它溶剂分子）从相对含量高的地方向相对含量低的地方通过半透膜的扩散过程， 是一种自由扩散】 2.渗透作用模型和成熟植物细胞与外界溶液形成渗透系统的比较： 渗透作用模型 成熟植物细胞与外界溶液形成渗透 系统 动物细胞与外界溶液形成渗透 系统 图解 基本组成 或条件 ① 浓度差 ② 半透膜 原生质层—— 半透 膜 浓度差 —— 细胞液 与 外界 溶 液之间浓度的不同 细胞膜—— 半透 膜 浓度差—— 细胞质 与 外界 溶液之间浓度的不同 原理 水分子通过半透膜的扩 散作用 细胞液通过原生质层与外界溶液之 间发生渗透作用 细胞质通过细胞膜与外界溶液 之间发生渗透作用 水扩散的方向 低 浓度溶液→ 高 浓度溶液（水分子顺相对含量梯度的跨膜运输过程） 现象：如：S1>S2 漏斗液面上升 保卫细胞吸水气孔打开 现象分析 单位时间内，透过半透膜 进入长颈漏斗的水分子 数量多于从长颈漏斗渗 出的水分子数量 单位时间内，透过原生质层进入细胞 的水分子数量多于从细胞渗出的水 分子数量 单位时间内，透过细胞膜进入细 胞的水分子数量多于从细胞渗 出的水分子数量 运输特点：细胞吸水时，水分子也有从细胞出来的，细胞失水时，水分子也有进入细胞的，即无 论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层（细胞膜）的扩散都是双向进行的 “U”形管分析 图示：右侧 分析： ①渗透溶液浓度：该浓度是指摩尔浓度而非质量浓度，如 10%葡萄糖溶 液和 10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但摩尔浓度是 10%蔗糖溶液的小。 只比较单位体积内的微粒数，与微粒的大小与种类无关。 ②发生渗透作用后，U形管产生液面差。原来浓度高的一侧，浓度还是 较高。 A + h = B ③液面变化情况分析：如图，看两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则高浓度一侧液 面升高；在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压会 阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。若能，则是高浓度一侧液面先升高后降低。 人教版 2019•必修 1《分子与细胞》；2022 年 9 月，潮阳 鱼票月半出品 第 19 页 例 1.如图，在 U形管中部 c 处装有半透膜，在 a侧加入红色的细胞色素(相对 分子质量为 13000 的蛋白质)的水溶液，b 侧加入清水，并使 a、b 两侧液面高 度一致。经过一段时间后，实验结果将是（ ） A．a、b 两液面高度一致，b侧为无色 B．a、b 两液面高度一致，b侧为红色 C．a液面低于 b 液面，b 侧为红色 D．a液面高于 b 液面，b 侧为无色 【变式 1】如图中的渗透装置，若每次停止上升后都将玻璃管中高出液面的部 分吸出，则 ab 液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是( ) 【变式 2】如图中的渗透装置，若将 U 形管中的 b 由清水换成与蔗糖溶液等质 量浓度的葡萄糖溶液，开始时的液面高度为 a，如果半透膜不允许葡萄糖通过 不允许蔗糖通过，则玻璃管中 a 液面会发生怎样的变化( ) A、上升 B、下降 C、上升后下降 D、下降后上升 E、不变（不上升也不下降） 【变式 3】如图中的渗透装置，若将 U 形管中的 b 由清水换成与蔗糖溶液等质 量浓度的葡萄糖溶液，开始时的液面高度为 a，如果半透膜允许葡萄糖通过不 允许蔗糖通过，则玻璃管中 a 液面会发生怎样的变化( ) A、上升 B、下降 C、上升后下降 D、下降后上升 E、不变（不上升也不下降） 【变式 4】下图装置的 b 中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。a 中先加入蔗糖 溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是（ ） A.在 b 中会测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶 B.a 中液面开始时上升，加酶后继续上升 C.a 中液面开始时上升，加酶后，再上升后又下降 D.a 中液面开始时先上升，加酶后不上升直接下降 E.a 中物质的总浓度一直在变小 例 2.如图 A 所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏 斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗口均封以半透膜， 置于同一个水槽的清水