2025届高三生物一轮复习课件第6课时 水进出细胞的原理

第6课时　 水进出细胞的原理 课标要求 1.阐明质膜具有选择透过性。 2.活动：通过模拟实验探究膜的透性。 3.活动：观察植物细胞的质壁分离和复原。 考情分析 1.渗透作用 2024·山东卷，4；2023·全国甲卷，4；2023·重庆卷，7；2022·湖南卷，10；2022·全国甲卷，2；2021·广东卷，13 2.质壁分离与复原实验 2023·江苏卷，9；2022·浙江6月选考，11； 2021·江苏卷，12；2021·重庆卷，20；2021·湖南卷，3 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 1.渗透作用发生的条件 （1）渗透作用 水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散称为渗透作用。 方向： 水分子相对含量高→相对含量低； 溶液浓度底→溶液浓度高； 渗透压高→渗透压低。 半透膜 注意：渗透方向是水分子(溶剂)的净移动方向。 渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 1.渗透作用发生的条件 （1）渗透作用 ①漏斗管中的液面上升到一定高度后稳定不变，原因是？ 通过半透膜进出的水分子速率相等。 半透膜 ②当漏斗管内的液面不再升高时，半透膜两侧溶液的浓度大小一样吗？ 不相等,漏斗内溶液浓度仍然更高。 ③用纱布代替半透膜，漏斗管中的液面还会上升吗？ 不会。 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 1.渗透作用发生的条件 （2）渗透作用发生的条件 半透膜 ①具有半透膜(≠选择透过性膜)； ②半透膜两侧溶液存在浓度差。 选择透过性膜：指能根据生命活动的需要，选择性地允许某些物质通过，而阻止其他物质通过的生物膜。 浓度差是指溶液中溶质的物质的量浓度差。 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 1.渗透作用发生的条件 （3）对渗透系统的分析 ①初始时V1_____V2，平衡时V3_____V4，平衡时C3______C4。 ②高度差Δh大小取决于_________________。 ③平衡后将左侧液面高出部分吸走，形成新的平衡后的液面差Δh1______Δh。 > = > C3和C4的浓度差 < v1 v2 高浓度C1 低浓度C2 初始 v3 v4 浓度C3 浓度C4 平衡 Δh 半透膜（只有水分子能通过） 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 1.渗透作用发生的条件 （3）对渗透系统的分析 ①半透膜只允许水分子通过，A为 1mol/L的蔗糖溶液，B为1mol/L的葡萄糖溶液，则平衡时两侧液面：_____________；若A为质量分数为10%的蔗糖溶液，B为质量分数为10%的葡萄糖溶液，则平衡时两侧液面：_____________。 ②半透膜允许水分子和葡萄糖分子通过，A为 1mol/L的蔗糖溶液，B为1mol/L的葡萄糖溶液，则平衡时两侧液面：_____________，左侧液面变化过程：____________。 等高 左低右高 左高右低 先降低后升高 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 2.水进出动物细胞的原理 外界溶液 细胞膜 细胞质中溶液 半透膜 蔗糖溶液 相当于 相当于 动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统，动物细胞膜相当于半透膜。 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 2.水进出动物细胞的原理 低渗溶液 等渗溶液 高渗溶液 细胞吸水膨胀 细胞失水皱缩 细胞维持正常状态 考点一 通过模拟实验探究膜的透性 3.水进出成熟植物细胞的原理 外界溶液 （细胞膜和细胞壁间隙） 半透膜 蔗糖溶液 相当于 相当于 成熟植物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统，原生质层相当于半透膜。 练习： 如图中的渗透装置，半透膜只允许溶剂分子通过。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(　　) B 练习： 下图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜，甲、丙装置中A、B、a、b溶液浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，乙、丁装置分别表示一段时间后甲、丙装置的状态，液面上升的高度分别为h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA>MB，Ma＝Mb>MA，则达到平衡后(　　) A.h1>h2、Ma>Mb B.h1>h2、Ma<Mb C.h1<h2、Ma<Mb D.h1<h2、Ma>Mb D 练习： 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中。三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同，如下表所示。图B中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。曲线1、2、3 与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是（ ） 装置编号 甲 乙 丙 半透膜面积 S S/2 S 蔗糖溶液体积 T T 2T A.1—乙；2—甲；3—丙 B.1—丙；2—甲；3—乙 C.1—甲；2—乙；3—丙 D.1—丙；2—乙；3—甲 B 如果甲的漏斗颈的内径小于乙的内径，则在上述情况下，平衡后液面高度甲________乙。 高于 考点二 实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 1.实验原理 原理 内因 外因 ①成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜； ②原生质层比细胞壁的伸缩性大。 细胞液与外界溶液存在浓度差。 考点二 实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 2.实验材料 --洋葱鳞片叶外表皮 选材依据： 活细胞、有细胞壁、有中央大液泡、容易观察到原生质层和细胞壁位置变化。 用紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞需要染色观察，一般不使用该材料。 用叶肉细胞作为实验材料： 考点二 实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 3.实验步骤 考点二 实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 3.实验步骤 观察现象： 现象 中央大液泡的大小 中央大液泡的颜色 原生质层的位置 细胞大小 逐渐变小 变深 质壁分离 基本不变 逐渐变大 变浅 逐渐紧贴细胞壁 试剂 蔗糖溶液 清水 基本不变 考点二 实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 4.实验分析 ①本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验有何影响？ 若浓度过高，质壁分离速度快，细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原；若浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。 ②本实验是否存在对照？ 存在，自身前后对照（要观察初始状态）。 ③用浓度为0.3 g/mL的硝酸钾溶液处理会出现什么现象，原因是？ 发生质壁分离后复原，开始外界溶液浓度较大，细胞发生质壁分离；细胞主动运输形式吸收K+和NO3-，随着细胞液浓度增大至大于外界溶液浓度后，会质壁分离复原。 考点二 实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 5.质壁分离及复原实验的应用 ①判断成熟植物细胞的死活； 发生质壁分离——活细胞 待测成熟植物细胞 一定浓度的蔗糖溶液 镜检 ②测定细胞液浓度范围； 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间 待测成熟植物细胞 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 考点二 实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 5.质壁分离及复原实验的应用 ③比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度； 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大 不同成熟植物细胞 同一浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 ④比较未知浓度溶液的浓度大小； 发生质壁分离所需时间越短。未知溶液的浓度越大，反之，未知溶液的浓度越小。 同一植物的相同成熟细胞 未知浓度的溶液 镜检 考点二 实验：观察植物细胞的质壁分离与复原 5.质壁分离及复原实验的应用 ⑤鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）； 溶液不能透过半透膜（如蔗糖溶液） 成熟植物细胞 不同种类溶液 镜检 只发生质壁分离 质壁分离后自动复原 溶质能透过半透膜（KNO3溶液） 与生活的联系： ① 吃过咸的食物时，你的口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？ 会有干燥、紧绷的感觉，外界溶液浓度大于口腔和唇上皮细胞中溶液的浓度，导致细胞失水。 ② 白菜剁馅时，放盐后为什么会有水渗出？ ③ 对农作物施肥过多，为什么会造成“烧苗”？ ④ 萎蔫的菜叶浸泡在清水中能够恢复坚挺的原因？ ⑤ 糖渍、盐渍食品不容易变质的原因？ ⑥不同饮料的浓度不同，浓度低的饮料可以用来补充体内水分，浓度高的饮料能起这样的作用吗？生产高浓度饮料的厂家能够宣传他们的产品很解渴吗？ ⑦ 囊性纤维病的发生主因是肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常，患者支气管中因Cl-含量减少导致黏稠的黏液增多，造成细菌感染的原因？ 练习： 下图是某个成熟植物细胞细胞渗透作用过程中的放大图示，a、b表示该部位的溶液浓度，由此可以推断（ ） A．可能a>b，细胞渗透吸水 B．可能a=b，渗透系统保持动态平衡 C．可能a<b，细胞渗透失水 D．上述三种情况都有可能 D 练习： 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。假设蔗搪分子不进出细胞，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. 实验后，甲中蔗糖溶液浓度和叶片中细胞液浓度一定相等 D. 甲、丙浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的 D 练习： 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 练习：某同学进行“植物细胞的吸水与失水”实验。所用材料为紫色的洋葱鳞片叶外表皮，试剂是蔗糖溶液和清水。实验步骤如图1所示，图2是在蔗糖溶液中观察到的洋葱鳞片叶外表皮细胞的结构示意图。 回答下列问题。 (1)成熟植物细胞发生质壁分离的条件是_________________________________ ___________________________________________________________________。 细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性；原生质层相当于一层半透膜；细胞液的浓度小于外界溶液的浓度 (2)原生质层对应图2中的________(填数字)。图1 F步骤观察时发现质壁分离不能复原，原因可能是________________________________________________。 2、4、5 蔗糖溶液浓度过高，细胞因失水过多而死亡 练习：某同学进行“植物细胞的吸水与失水”实验。所用材料为紫色的洋葱鳞片叶外表皮，试剂是蔗糖溶液和清水。实验步骤如图1所示，图2是在蔗糖溶液中观察到的洋葱鳞片叶外表皮细胞的结构示意图。 回答下列问题。 (3)若外界溶液浓度相同，用紫色洋葱鳞片叶外表皮的不同部位观察到的质壁分离程度可能不同，原因是_______________________________________________ __________________________。 (4)若图2表示洋葱鳞片叶外表皮细胞正处于质壁分离过程中，在显微镜下可观察到的现象是_______________________________________________________。 紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定相同 土壤溶液浓度过大，根细胞会发生渗透失水，从而使植物萎蔫 练习：某同学进行“植物细胞的吸水与失水”实验。所用材料为紫色的洋葱鳞片叶外表皮，试剂是蔗糖溶液和清水。实验步骤如图1所示，图2是在蔗糖溶液中观察到的洋葱鳞片叶外表皮细胞的结构示意图。 回答下列问题。 (5)农业生产中施肥是常见的措施，但施肥过多会出现“烧苗”现象，原因是：___________________________________________________________________。 (6)在溶质可透过膜的溶液中(如KNO3、甘油、尿素、葡萄糖等)，发生质壁分离后能自动复原，原因是________________________________________________ ___________________________________________________________________。 土壤溶液浓度过大，根细胞会发生渗透失水，从而使植物萎蔫 这些溶质会通过自由扩散、主动运输等方式进入细胞，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水 $$