2025届高三生物一轮复习课件第8讲 水进出细胞的原理

第8讲 细胞的物质输入与输出 知识点1 渗透作用与细胞的吸水和失水 知识点2 植物细胞的质壁分离及其复原 S z L w h 1.概念：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散。 （1）漏斗内的液面为什么会升高？ 单位时间内进入漏斗的水分子数量＞从漏斗渗出的水分子数量，因此，漏斗内溶液体积增大，液面上升。 （2）如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分子向外扩散的速度，最终水分子进出达到动态平衡，液面将不再上升，此时溶液处于渗透平衡。 考点一 S z L w h 一 渗透作用 此时膜两侧溶液浓度相等吗？不等，蔗糖溶液渗透压=静水压 液面将不再上升时，水分子停止运动了吗？水分子进入漏斗的速率相等还是不相等？此时漏斗内是什么溶液？漏斗外是什么溶液？半透膜两侧溶液浓度相等吗？ 相等；水分子仍然在自由运动；漏斗内蔗糖溶液；漏斗外水溶液；不相等 讨论4 漏斗内外浓度不等，为何水分子进出速率却相等？液面高度不在变化。 当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。 2.渗透作用的发生需要的条件 ①具有半透膜 ②半透膜两侧的溶液要有浓度差 物质的量浓度 3.渗透作用中水分子的运动方向： 低浓度溶液 高浓度溶液 水分子数多 水分子数少 从水分子自身的角度 从溶质的角度 从渗透压的角度 低渗透压 高渗透压 半透膜 渗透压：是指溶液中溶质微粒对水的吸引力，其大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。（摩尔数mol） 考点一 S z L w h 一 渗透作用 渗透压：溶液中单位体积溶质微粒对水的吸引力。 3 例题1：图2标注的均是质量分数，假设葡萄糖和蔗糖分子均不能通过半透膜，则一段时间后，液面高度会如何变化？ 一段时间 10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液移动，右侧液面升高。 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 例题2：图A、图B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题： (1)图A中渗透达到平衡，半透膜两侧 (填“有”或“没有”)水分子的进出。 (2)图A中，若S1、S2中溶质不能通过半透膜，则Δh不变时，S1、S2溶液浓度的大小关系为S1 S2(填“>”“<”或“＝”)。 有 > 液面高的一侧的溶液浓度高于液面低的一侧的溶液浓度。 (3)在图B所示的U型玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。 ①一段时间后，两管中液面的变化为左管液面 ，右管液面 (填“升高”“降低”或“不变”)。 升高 降低 ②液面高度稳定后再同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为左管液面 ，右管液面 (填“升高”“降低”或“不变”)。 降低 升高 右管加酶后麦芽糖被水解成单糖（葡萄糖），分子数目增多，渗透压升高，吸水能力增强。 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 例题3：(2023·石家庄高三模拟)某同学设计的渗透装置实验如图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有蒸馏水。图中猪膀胱膜允许单糖透过。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(微量)。下列有关该实验描述正确的是（ ） 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 后下降，最后保持内外液面基本相平 C.漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后保持 一定的液面差不变 D.加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖 B 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 例题4：如图为一个渗透装置，假设溶液中的分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和b平齐。下列判断正确的是（ ） A.如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则 液面a会下降，液面b会上升 B.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者 的质量分数相同，则液面a会下降，液面b会上升 C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度相等 D.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压一定相等 A 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 例题5：(2023·广东六校联考)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(　　) D 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时刻漏斗中加入蔗糖酶，则Δh将先变大后变小 t2时刻漏斗中加入蔗糖酶，蔗糖分解为单糖，漏斗内溶液浓度会先上升，由于c允许单糖通过，继而漏斗内溶液浓度会下降。 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 1.动物细胞的吸水和失水 半透膜两测溶 液存在浓度差 ←细胞膜 细胞质 外界溶液 条件 具有半透膜 ②现象 外界溶液浓度＜细胞质浓度，细胞 。 外界溶液浓度＞细胞质浓度，细胞 。 外界溶液浓度=细胞质浓度，细胞 。 吸水膨胀（甚至涨破） 失水皱缩（失水过多可能死亡） 维持正常形态，水分子进出细胞处于动态平衡 ①原理：渗透作用 如0.9%的NaCl溶液 考点一 S z L w h 二 动植物细胞的吸水和失水 吸水失水的多少取决于浓度差的大小 2.成熟植物细胞的吸水和失水 半透膜两测溶 液存在浓度差 条件 具有半透膜 ①原理：渗透作用 细胞膜 细胞液 外界溶液 细胞质 液泡膜 ←原生质层 原生质体：植物细胞去除细胞壁之后得到的所有结构。 水分子进出植物细胞主要指的是水分子通过原生质层进出液泡。 细胞壁：全透性，即水分子和溶解在水中物质均能通过，伸缩性小。 原生质层：选择透过性膜，伸缩性大。 考点一 S z L w h 二 动植物细胞的吸水和失水 吸水失水的多少取决于浓度差的大小 2.成熟植物细胞的吸水和失水 ②现象： (1)外界溶液浓度＞细胞液浓度，细胞失水，发生质壁分离现象。 (2)外界溶液浓度＜细胞液浓度，细胞吸水略微膨胀 失水的细胞发生质壁分离复原 (3)外界溶液浓度=细胞液浓度，水分子进出平衡，细胞保持原态。 思考：对动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？ 1)对动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的浓度相等； 2)植物细胞的细胞壁有支持、保护作用，当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时，有可能细胞内溶液浓度大于细胞外溶液浓度。 考点一 S z L w h 二 动植物细胞的吸水和失水 吸水失水的多少取决于浓度差的大小 半透膜 选择透过性膜 实例 玻璃纸、动物膀胱膜、鱼鳔 细胞膜、原生质层 透过原理 联系 半透膜的孔隙的大小，比孔隙小的离子和小分子可以自由通过，比孔隙大的分子不能通过。 主要是膜上转运蛋白的种类和数量，能与转运蛋白特定部位结合的离子和分子可以通过。 选择透过性膜一定是半透膜 半透膜不一定是具有生物活性的选择透过性膜 源于必修1 P63“思考·讨论”：红细胞的细胞膜相当于半透膜。习惯上说的半透膜是 薄膜，物质能否通过取决于 ；选择透过性膜是 的生物膜，其对不同物质的通过性不仅取决于 ，还与 有关。因此细胞膜和半透膜类似，又有所不同。 无生命的物理性 微粒的大小 具有活性 分子大小 细胞的需求 半透膜和选择透过性膜的区别 考点一 S z L w h 二 动植物细胞的吸水和失水 (1)实验原理： 实验：探究植物细胞的吸水和失水 半透膜 大 细胞液 1 滴清水 2 撕取洋葱鳞片叶外表皮 盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片 3 4 低倍镜观察 6 低倍镜观察 5 在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸引流 7 在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸引流 8 低倍镜观察 (2)实验步骤： 引流法、低倍镜观察 含有大液泡，能发生质壁分离，并且有颜色，便于观察。 洋葱鳞片叶内表皮细胞 注意：自身前后对照 考点一 S z L w h 二 动植物细胞的吸水和失水 撕取洋葱鳞片叶时要不带叶肉且不宜过大，避免制作装片时出现重叠和气泡，撕取后要放入载玻片上的清水中 13 (3)实验现象： 实验：探究植物细胞的吸水和失水 处理 中央液泡大小及颜色 原生质层位置变化 细胞大小 临时装片 体积较大，颜色较浅 原生质层紧贴细胞壁 正常 蔗糖溶液 清水 变小，颜色加深 逐渐恢复原来大小颜色变浅 原生质层恢复原位 原生质层脱离细胞壁 基本不变 基本不变 滴加0.3g/mL蔗糖溶液 滴加清水 质壁分离 质壁分离复原 细胞壁 中央液泡 “质”—原生质层 “壁”—细胞壁 考点一 S z L w h 二 动植物细胞的吸水和失水 撕取洋葱鳞片叶时要不带叶肉且不宜过大，避免制作装片时出现重叠和气泡，撕取后要放入载玻片上的清水中 14 (4)实验现象分析： 实验：探究植物细胞的吸水和失水 a. 当外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞 ，逐渐发生 。 b. 当外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞 ，发生 。 a.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜 b.植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的 失水 吸水 质壁分离 质壁分离复原 (5)实验结论： 考点一 S z L w h 二 动植物细胞的吸水和失水 撕取洋葱鳞片叶时要不带叶肉且不宜过大，避免制作装片时出现重叠和气泡，撕取后要放入载玻片上的清水中 15 问题探讨 1.为什么要选用洋葱鳞片叶外表皮进行实验？可以换成洋葱鳞片叶内表皮吗？为什么？ 黑藻叶片 洋葱鳞片叶内表皮细胞 含有大液泡，能发生质壁分离，并且有颜色，便于观察。洋葱鳞片叶内表皮有大液泡，可发生质壁分离，但不易观察。一般选用洋葱鳞片叶外表皮、黑藻叶片叶肉细胞，它们含有色素和中央大液泡，更利于观察质壁分离。 考点一 S z L w h 二 动植物细胞的吸水和失水 问题探讨 2.本实验选用的0.3 g/ml的蔗糖溶液（刚好能使细胞发生质壁分离，不会使细胞死亡），若更换成0.5 g/ml的蔗糖溶液， 会发生质壁分离和质壁分离复原吗？ 0.5 g/ml的蔗糖溶液浓度过高，细胞会失水过多而死亡，能发生质壁分离，但不能进行质壁分离复原。 3.发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间的是什么物质？ 外界溶液（植物细胞是全透的） 4.将0.3g/ml的蔗糖溶液换成适宜浓度的KNO3(提示： 细胞会主动将K+、NO3+吸收进入细胞)，会发生质壁分离和质壁分离复原吗？ K+、NO3+转运进入细胞的速率没有水快，所以初期外界浓度高于细胞液浓度，细胞逐渐发生质壁分离。后期随运进细胞，细胞液浓度升高，细胞发生渗透作用吸水，质壁分离慢慢复原。 尿素、乙二醇、甘油、KNO3等溶液 考点一 S z L w h 二 动植物细胞的吸水和失水 (2)测定细胞液浓度范围 发生 不发生 质壁分离和复原实验的拓展应用 （1）判断成熟植物细胞的死活 考点一 S z L w h 二 动植物细胞的吸水和失水 (4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 质壁分离和复原实验的拓展应用 (3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 不能 能 考点一 S z L w h 二 动植物细胞的吸水和失水 2.在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示状态，b表示该部位溶液的浓度，由此可以推测（ ） A. 可能a＞b，植物细胞质壁分离复原 B. 可能a＝b，渗透系统保持动态平衡C. 可能a＜b，植物细胞的质壁分离 D. 上述三种情况都可能存在 1.取同一植物组织,滴加不同浓度的蔗糖溶液制成临时装片,在显微镜下观察。结果如图。细胞周围的溶液浓度最可能低于细胞液浓度的是（　） D D 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 3.基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是( ) A.成熟植物细胞的死活 B.原生质层比细胞壁的伸缩性大 C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水 D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞 4.假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是（ ） A.甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原 B.甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质璧分离复原 C.只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原 D.甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原 D B 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 5.下列有关“探究植物细胞的吸水和失水”实验的分析，正确的是( ) A.“原生质层比细胞壁的伸缩性大”是该实验依据的原理之一 B.引流蔗糖溶液时最好把临时装片放在实验桌上进行操作 C.滴入蔗糖溶液后可观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞体积明显缩小 D.把蔗糖溶液换成KNO3溶液一定能观察到质壁分离自动复原现象 A 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 6.(2023·北京丰台区高三模拟)用物质的量浓度为2 mol/L的乙二醇溶液和 2 mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列叙述错误的是（ ） A.2 min后，处于蔗糖溶液中的植物细 胞其细胞壁与原生质层之间充满了 蔗糖溶液 B.前2 min，处于蔗糖溶液中的植物细 胞吸水能力不断增强 C.c点的出现是由于乙二醇进入了植物细胞 D.所有植物细胞均可发生质壁分离 D 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 7.将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是( ) A.0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内 B.0～1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等 C.2～3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压 D.0～1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压 C 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 8. [2021贵州兴义三模]将新鲜的萝卜切成长度为6 cm、粗细相同的萝卜条，再将它们分别放入四组不同浓度的蔗糖溶液以及一组硝酸钾溶液中，一段时间后测得萝卜条长度如表所示。相关叙述错误的是( ) 组别 蔗糖溶液a 蔗糖溶液b 蔗糖溶液c 蔗糖溶液d 硝酸钾溶液 长度 6.1 cm 5.8 cm 5.5 cm 5.5 cm 5.8 cm A. 该萝卜细胞液的渗透压处于a与b之间 B. 溶液c中萝卜细胞的细胞液浓度增大，吸水能力增强 C. 溶液d中萝卜细胞可能因失水过多而死亡 D. 实验结束时，硝酸钾溶液与溶液b中萝卜细胞液的渗透压相同 D 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 25 9.(2021·高考广东卷)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，如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 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h 10.(2023·广东四校联考)取某一红色花冠的2个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞, 将它们分别放置在甲、乙两种溶液中,测得细胞失水量的变化如图1,液泡直径的变化 如图2,下列叙述正确的是( ) A.第 <m></m> 后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡 B.图2中曲线Ⅰ和图1中甲溶液中细胞失水量曲线对应 C.第 <m></m> 前乙溶液中花瓣细胞的失水速率大于甲溶液中的 D.甲、乙两种溶液的浓度可能相同,但溶质不可能相同 D 考向突破 落实必备知识 强化关键能力 S z L w h $$