第07讲 水进出细胞的原理-备战2025年高考生物一轮复习课件+知识清单

第7讲 水进出细胞的原理 1.植物吸水的主要部位：_____________ 成熟区 伸长区 分生区 根冠 具有大液泡 有分散的小液泡 没有液泡 2.植物细胞吸水的方式 大液泡 无 有 主要吸水方式 吸胀作用 __________作用 原理 亲水性物质 （蛋白质＞淀粉＞纤维素） 水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜从低浓度向高浓度的扩散 细胞类型 幼嫩的植物细胞、干种子细胞 联系 活细胞中，两种方式都有，只是强弱不同 3.渗透作用 （1）实验 蔗糖溶液 半透膜 清水 △h t 液柱的高度 0 水分子 当_____________________时液柱高度达到最大,此时漏斗内外溶液的浓度关系是_____________。 （2）条件 ①要有一层半透膜 半透膜：__________的薄膜，能否通过取决于_______________________________ 选择透过性膜：生物膜，能否通过取决于_______________________________ 比较：a. 选择透过性膜能主动转运有关物质，半透膜不能； b. 两种膜都允许水分子自由通过，蔗糖等不能通过。在渗透作用时，选择透过性膜可以看做半透膜； c. 半透膜 ≠ 选择透过性膜； d. 原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能； e. 具有选择透过性_________具有半透性，具有半透性_________具有选择透过性。 ②半透膜两侧溶液具有浓度差 浓度：是指_________浓度。相同体积，浓度越高，水分子越_______。 水分子流动方向：水分子数目：________→________ 浓度：________→________ 渗透压：________→________ 例1. （1）一段时间后，两侧液面变化是_________________________； 半透膜 0.1g/ml 葡萄糖溶液 0.1g/ml 蔗糖溶液 （2）半透膜处水分子的运动方向是_________________________； （3）平衡后，两侧浓度关系是_________________________； （4）如果葡萄糖也可以过半透膜，左侧的液面变化是___________， 平衡后____侧液面高。 例2. 例3.某渗透装置如图所示，烧杯中盛有蒸馏水，已知图中猪膀胱膜允许单糖透过。在倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一段时间后再加入蔗糖酶。从理论上分析，该实验过程中最可能出现的实验现象是(　　) A. 漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降 B. 漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后开始下降 C. 加酶前后，在烧杯中都可以检测出蔗糖 D. 加酶后，可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶 例4.半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同(如图1)，预测图2的实验结果(开始时漏斗内外液面相平)最可能的是(　　) A.图甲中水柱a将持续上升 B.图甲中水柱a将保持不变 C.图乙中水柱b将保持不变 D.图乙中水柱b将先上升后下降 4.成熟植物细胞的渗透作用细胞液 细胞膜 细胞质 液泡膜 外界溶液 成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。水进出细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡。 （1）条件：①___________和__________具有浓度差；②____________可以看做半透膜。 （2）原生质层是指_________膜、_________膜和这两层膜之间的_____________ 植物细胞 ＝原生质层 ＋ ____________＋ ____________＋ ____________ 原生质层具有选择透过性，只能看做半透膜，不是半透膜 （3）现象 细胞液 ＜ 外界溶液 → _____水→ _______________现象（首先发生在______处） 细胞液 ＞ 外界溶液 → _____水→ _______________现象（→胀大） 图中细胞所处的状态是: ______________________ 5.质壁分离与自动复原（“质”是指：_____________，“壁”是指：_______________） （1）质壁分离发生的条件： ①活的成熟植物细胞（死细胞的原生质层是全透性的） ②细胞处于失水状态，即细胞液浓度________外界溶液浓度 ③伸缩性：原生质层___________细胞壁 处理条件 现象 成熟植物细胞 ①＋水 ②＋3%蔗糖溶液 ③＋3%NH4NO3溶液 ④＋30%NH4NO3溶液 （2）t 原生质体体积 ___________ ___________ ___________ ___________ （3）质壁分离自动复原发生的条件： ①活的成熟植物细胞 ②细胞先失水，后自动吸水 ③细胞吸收溶质（不吸收溶质则只分离不自动复原） （4）可通过植物细胞能否发生质壁分离及复原来判断细胞的死活 6.渗透作用原理的应用 （1）长度变化 新鲜萝卜条长度 放入3%蔗糖溶液后的长度 再放入清水中的长度 5cm 3cm 仍是3cm，说明_______________________________ 稳定后是5cm，说明___________________________ 稳定后大于5cm，说明_________________________ 例3.（经典高考题）将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，均分为6组并标上数字序号，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中浸泡相同时间后，测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，下列叙述不正确的是(　　) A．实验后，第2组细胞的细胞液浓度比第4组的低 B．第4组细胞的细胞壁和原生质层间填充的是蔗糖溶液 C．第2组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗的ATP大于第3组 D．植物花冠的细胞液浓度介于c～d mol·L－1之间 （2）弯曲萝卜条 皮 心 清水 蔗糖溶液 保卫细胞内侧的细胞壁比外侧厚 当保卫细胞____水时，气孔开放 当保卫细胞____水时，气孔关闭 例4.(2021·广东卷)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　) A.比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后 B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中 C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞 D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③ 6.实验：探究植物细胞的吸水和失水 （1）实验材料：洋葱鳞片叶_____表皮 （2）实验步骤 ①制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片 ②用低倍显微镜观察：由一个紫色的中央大液泡；原生质层紧贴细胞壁 ③将细胞置于0.3g/ml的蔗糖溶液中，再用低倍镜观察 中央液泡_______，紫色变_______； 原生质层与细胞壁逐渐__________。 中央液泡_______，紫色变_______； 原生质层与细胞壁逐渐__________。 0.3g/ml的蔗糖溶液 吸水纸引流 ④将细胞重新置于清水中，再用低倍镜观察 清水 吸水纸引流 （3）实验结论：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。 （4）本实验也可以选用黑藻成熟叶片进行，但是要注意黑藻叶片的叶肉细胞中液泡无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察。 洋葱外表皮细胞是利用紫色大液泡作为参照，而黑藻是利用叶绿体使原生质层呈绿色作为参照。 7. 动物细胞的吸水和失水 （1）原理：渗透作用 （2）条件：浓度差：__________和__________具有浓度差 半透膜：__________可以看做半透膜 （3）现象：细胞质 ＜ 外界溶液 → _____水→ _________ 细胞质 ＞ 外界溶液 → _____水→ _________ 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第7讲 水进出细胞的原理 新人教版高考生物 一轮复习 by：Biology Teacher Yóu 1.植物吸水的主要部位：______________________ 成熟区的表皮细胞 成熟区 伸长区 分生区 根冠 具有大液泡 有分散的小液泡 没有液泡 2 大液泡 无 有 主要吸水方式 吸胀作用 ______作用 原理 亲水性物质 （蛋白质＞淀粉＞纤维素） 水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜从低浓度向高浓度的扩散 细胞类型 幼嫩的植物细胞、干种子细胞   联系 活细胞中，两种方式都有，只是强弱不同 2.植物细胞吸水的方式 渗透 成熟的植物细胞 3 3.渗透作用     蔗糖溶液 半透膜 清水 △h 水分子 t 液柱的高度 0 当_______________时液柱高度达到最大,此时漏斗内外溶液的浓度关系是__________。 P浓度差 = P△h 内＞外 （1）实验 4 ①要有一层半透膜 半透膜：__________的薄膜，能否通过取决于____________________________ 选择透过性膜：生物膜，能否通过取决于_______________________________ 比较：a.选择透过性膜能主动转运有关物质，半透膜不能； b.两种膜都允许水分子自由通过，蔗糖等不能通过。在渗透作用时，选择透过性膜可以看做半透膜； c.半透膜 ≠ 选择透过性膜； d.原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能； e.具有选择透过性_________具有半透性，具有半透性_________具有选择透过性。 多孔性 （2）条件 分子的大小 分子自身的性质、膜上的载体蛋白 一定 不一定 5 ②半透膜两侧溶液具有浓度差 浓度：是指____________浓度。相同体积，浓度越高，水分子越_____。 水分子流动方向：水分子数目：________→________ 浓度：____________→___________ 渗透压：_____________→_____________ 物质的量 少 多 少 低浓度 高浓度 低渗透压 高渗透压 6 （1）一段时间后，两侧液面变化是______________________； （2）半透膜处水分子的运动方向是______________________ _______________________； （3）平衡后，两侧浓度关系是___________________________； （4）如果葡萄糖也可以过半透膜，左侧的液面变化是___ ___________________，平衡后____侧液面高。 例1. 左侧升高，右侧降低       半透膜 0.1g/ml 葡萄糖溶液 0.1g/ml 蔗糖溶液 既有向左，又有向右 且向左多于向右 左侧大于右侧 先升高后降低 右 7 例2. 右侧液面升高 液面不变 左侧液面高于右侧 8 例3.某渗透装置如图所示，烧杯中盛有蒸馏水，已知图中猪膀胱膜允许单糖透过。在倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一段时间后再加入蔗糖酶。从理论上分析，该实验过程中最可能出现的实验现象是(　　) A.漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降 B.漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后开始下降 C.加酶前后，在烧杯中都可以检测出蔗糖 D.加酶后，可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶 B 9 例4.半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同(如图1)，预测图2的实验结果(开始时漏斗内外液面相平)最可能的是(　　) A.图甲中水柱a将持续上升 B.图甲中水柱a将保持不变 C.图乙中水柱b将保持不变 D.图乙中水柱b将先上升后下降 D 10 4.成熟植物细胞的渗透作用 细胞液 细胞膜 细胞质 液泡膜 外界溶液 （1）条件：①___________和____________具有浓度差； ②____________可以看做半透膜。 细胞液 外界溶液 成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。水进出细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡。 原生质层 11 4.成熟植物细胞的渗透作用 细胞液 细胞膜 细胞质 液泡膜 外界溶液 （2）原生质层是指_________膜、_________膜和这两层膜之间的____________。 植物细胞 ＝原生质层 ＋ ____________＋ ____________＋ ____________ 原生质层具有选择透过性，只能看做半透膜，不是半透膜 成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。水进出细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡。 细胞 液泡 细胞质 细胞壁 细胞液 细胞核 12 4.成熟植物细胞的渗透作用 细胞液 细胞膜 细胞质 液泡膜 外界溶液 （3）现象 细胞液＜外界溶液→_____水→ ____________现象（首先发生在______处） 细胞液＞外界溶液→_____水→ ________________现象（→胀大） 图中细胞所处的状态是: ______________ 成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。水进出细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡。 失 质壁分离 角隅 吸 质壁分离复原 不能确定 (质壁分离、质壁分离复原、平衡、死亡) 13 5.质壁分离与自动复原 （“质”是指：_____________，“壁”是指：_______________） （1）质壁分离发生的条件： ①活的成熟植物细胞（死细胞的原生质层是全透性的） ②细胞处于失水状态，即细胞液浓度________外界溶液浓度 ③伸缩性：原生质层___________细胞壁 原生质层 细胞壁 小于 大于 14 （2）   处理条件 现象 成熟植物细胞 ①＋水   ②＋3%蔗糖溶液   ③＋3%NH4NO3溶液   ④＋30%NH4NO3溶液   t 原生质体体积 ___________ ___________ ___________ ___________ 胀大 ① 质壁分离 ② 先质壁分离，后自动复原 ③ 明显质壁分离，不复原 ④ 15 （3）质壁分离自动复原发生的条件： ①活的成熟植物细胞 ②细胞先失水，后自动吸水 ③细胞吸收溶质（不吸收溶质则只分离不自动复原） （4）可通过植物细胞能否发生质壁分离及复原来判断细胞的死活 16 6.渗透作用原理的应用 （1）长度变化 新鲜萝卜条长度 放入3%蔗糖溶液后的长度 再放入清水中的长度 5cm 3cm 仍是3cm，说明________________________________ 稳定后是5cm，说明____________________________ 稳定后大于5cm，说明__________________________ 过度失水已死亡 吸水复原，5cm最膨胀 吸水复原，5cm未达到最膨胀 17 例3.（经典高考题）将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，均分为6组并标上数字序号，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中浸泡相同时间后，测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，下列叙述不正确的是(　　) A.实验后，第2组细胞的细胞液浓度比第4组的低。 B.第4组细胞的细胞壁和原生质层间填充的是蔗糖溶液。 C.第2组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗的ATP大于第3组。 D.植物花冠的细胞液浓度介于c-d mol·L－1之间。 C 18 （2）弯曲 萝卜条 皮 心 清水 蔗糖溶液 保卫细胞内侧的细胞壁比外侧厚 当保卫细胞____水时，气孔开放 当保卫细胞____水时，气孔关闭 吸 失 19 例4.(2021·广东卷)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　) A.比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后 B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中 C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞 D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③ A 20 6.实验：探究植物细胞的吸水和失水 （1）实验材料：洋葱鳞片叶_____表皮 （2）实验步骤 ①制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片 ②用低倍显微镜观察：由一个紫色的中央大液泡；原生质层紧贴细胞壁 ③将细胞置于0.3g/ml的蔗糖溶液中，再用低倍镜观察 ④将细胞重新置于清水中，再用低倍镜观察 0.3g/ml的蔗糖溶液 吸水纸引流 中央液泡_________，紫色变_____； 原生质层与细胞壁逐渐__________。   清水 吸水纸引流 逐渐变小 深 分离 中央液泡_________，紫色变_____； 原生质层与细胞壁逐渐__________。   逐渐变大 浅 贴近 外 21 （3）实验结论：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。 （4）本实验也可以选用黑藻成熟叶片进行，但是要注意黑藻叶片的叶肉细胞中液泡无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察。 洋葱外表皮细胞是利用紫色大液泡作为参照，而黑藻是利用叶绿体使原生质层呈绿色作为参照。 22 7.动物细胞的吸水和失水 （1）原理：渗透作用 （2）条件：浓度差：__________和____________具有浓度差 半透膜：__________可以看做半透膜 （3）现象：细胞质 ＜ 外界溶液 → _____水 → _________ 细胞质 ＞ 外界溶液 → _____水 → _________ 细胞质 外界溶液 细胞膜 失 皱缩 吸 胀大（破） 23 1.细胞中的元素的来源：生物体有选择地从自然界中吸收。 2.生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系 _______性：细胞中各种元素的___________与无机自然界的大体相同。 （组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有） _______性：细胞中各种元素的___________与无机自然界的大不相同。 一、细胞中的元素 统一 种类 差异 相对含量 24 练习 1.(经典高考题)取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小 相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙) 中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果，下列说法正确的是(　　) A.实验前，丙的浓度＞乙的浓度＞甲的浓度 B.乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等 C.实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散 D.甲、丙的浓度变化是由于水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的 D 25 练习 2.(经典高考题)下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是(　　) A.与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察 B.用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察 C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同 D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察 B 26 练习 3.(经典高考题)为探究茉莉酸(植物生长调节剂)对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响，将细胞分别移至不同的培养液中继续培养3天，结果如下表。 C 组别 培养液中另添加的成分 结果 NaCl 茉莉酸 ① ＋ － 部分细胞质壁分离 ② ＋ ＋ 细胞正常，无质壁分离 ③ － － 细胞正常，无质壁分离 注：“＋”表示有添加，添加后NaCl浓度为100mmol·L－1，茉莉酸浓度为10－3mg·L－1；“－”表示未添加。 下列叙述错误的是(　　) A.胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水 B.质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小 C.NaCl为自变量，茉莉酸为因变量 D.茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用 27 练习 4.(经典高考题)为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是（ ） A.该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞 B.细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度 C.细胞液中的H2O可以经自由扩散进入甲物质溶液中 D.甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁 B 28 练习 5.(2020·全国Ⅱ，5)取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是（ ） A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高 B.若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零 C.若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离 D.若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组 D 29 练习 6.(2023·全国甲，4)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(　　) C 30 练习 7.(2021·江苏)采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列相关叙述正确的是(　　) A.用镊子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验 B.将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态 C.为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液 D.实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡 A 31 练习 8.(2022·全国甲，2)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c C.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 32 练习 9.(2021·湖南卷，3)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是(　　) A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关 B.质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁 C.质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低 D.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等 D 33 本课结束 34 $$