第6讲 水进出细胞的原理——2026届高中生物学 一轮复习课件

第6讲 水进出细胞的原理 贺老师 大概念一 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 1 思考：为什么细胞膜具有选择透过性？ 细胞膜怎样控制物质输入和输出？ 细胞是个开放的生命系统， 细胞膜可以控制物质进出。 水是活细胞中含量最多的物质， 我们先来分析一下水分子进出细胞的原理。 细胞是个开放的生命系统，细胞膜可以控制物质进出。 水是活细胞中含量最多的物质，让我们先来分析一下水分子是如何进出细胞的 2 实验：渗透作用 半透膜：让小分子通过，而大分子不能通过的一类多孔性薄膜的总称， 物质能否跨膜取决于 。 扩散：物质分子从高浓度向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。 渗透作用：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。 物质的直径与孔径的大小 （1）非生物膜玻璃纸、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣 玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。 （2）生物膜细胞膜、核膜、细胞器膜。是指具有活性的生物膜，对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性，如细胞膜。 3 蔗糖溶液 玻璃纸（半透膜） 清水 蔗糖分子 水分子 水分子可以自由通过，而蔗糖分子不能通过。 半透膜 渗透作用 水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。 1 概念： Q1.从分子的角度分析漏斗内的液面为什么会升高？ 单位时间从清水流入蔗糖溶液中的水分子数 单位时间从蔗糖溶液流入清水中的水分子数 两溶液的水分子双向运动，但由于蔗糖溶液渗透压越大，对水的吸引力越强，因此单位时间内，由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于从蔗糖溶液进入清水的分子数，最终使漏斗管内的液面升高。 4 30%蔗糖溶液 玻璃纸 30%蔗糖溶液 30%蔗糖溶液 纱布 清水 思考： B和C的液面会升高吗？渗透作用发生的条件有哪些？ C B 30%蔗糖溶液 玻璃纸 清水 A ①具有半透膜 渗透作用 2 发生条件： ②半透膜两侧的溶液具有浓度差 5 渗透作用 水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散 半透膜 两侧的溶液具有浓度差。 2 发生的条件 3 水的运输方向 1 概念： 溶液浓度低 渗透压低 溶液浓度高 渗透压高 含水量高 含水量低 半透膜 水（溶剂） 蔗糖（溶质） ①从溶质的角度分析： 低浓度溶液→高浓度溶液 ②从水分子自身的角度分析： 高含量一侧→低含量一侧 渗透压：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。 6 葡萄糖分子量小，相同质量的蔗糖和葡萄糖，葡萄糖的数量更多，渗透压更大，因此右边液面升高 半透膜两边渗透压相等，液面不变 ① ② 1.假设该半透膜只允许水分子通过，则以下情况页面的变化分别为？ 蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由葡萄糖溶液→蔗糖溶液移动，则左侧液面升高 ③ 渗透作用 1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压相等 （ ） × NaCl电离出Na+和Cl-，蔗糖不发生电离。 7 当△h的液体重力=蔗糖溶液对清水的渗透压时，液面高度不发生变化，此时为渗透平衡状态。 溶液S1 溶液S2 平衡前： S表示溶液浓度 渗透过程： 平衡后： 4 渗透平衡 S2↓ S1↑ S2＞S1 1.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？ 平衡时，半透膜两侧水分子移动速率相等。 2.渗透平衡状态下，半透膜两侧有无水分子的进出？ S2＞S1 当液面高度不变的时候，就达到了渗透平衡，平衡后S1与S2的浓度差产生的吸水力与高度差的重力相等，S1与S2的浓度差越大，高度差就越大。①液面高度不发生变化，水分子双向运动速率相等， 即动态平衡。 8 外界溶液 细胞膜 半透膜 蔗糖溶液 细胞质基质 相当于 相当于 浓度差 细胞是个开放的生命系统，如果将装置中的漏斗换成动物细胞还会不会吸水？一个动物细胞能否构成一个渗透系统？ 讨论: 动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统 ②细胞内溶液与外界溶液存在浓度差 ①细胞膜相当于一层半透膜 水进出动物细胞的原理 ——渗透作用 9 外 界 溶 液 浓 度 细 胞 质 的 浓 度 小于 吸水膨胀、甚至涨破 大于 失水皱缩 低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液 0.9% NaCl溶液中 20%的蔗糖溶液中 清水中 等于 保持原状 水进出动物细胞的原理——渗透作用 10 水进出植物细胞的原理——渗透作用 如果将装置中的漏斗换成植物细胞将如何？ 和动物细胞一样也会吸水涨破吗？ 植物细胞中相当于半透膜的是什么结构？ 水进出动物细胞主要是进出 ， 相当于半透膜。 细胞膜 细胞质基质 水进出植物细胞主要是进出 ， 、 、 相当于半透膜 细胞膜 液泡 液泡膜 两层膜间细胞质 植物细胞壁对于水和大部分溶质是通透的，且伸缩性比较小，能支持、保护细胞。 水进出动物细胞主要是进出动物细胞质 植物细胞壁对于水和大部分溶质是通透的，且伸缩性比较小。原生质体：去除细胞壁外剩下的部分。提示：水分进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡，这一点与动物细胞有所区别。 11 水进出植物细胞的原理——渗透作用 细胞壁 细胞膜 液泡膜 细胞质 原生质层 细胞液 ① ② ③ ④ ⑤ 1.原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 2.水进出植物细胞：主要是指水经过原生质层进出液泡。 （全透性，支持和保护细胞，伸缩性比较小） 成熟植物细胞结构模式图 （植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液，有一定浓度，与外界溶液能形成一定的浓度差） →相当于植物细胞的半透膜 12 设计实验探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 实验结果 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层是不是相当于一层半透膜？ 原生质层相当于一层半透膜 （1）如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会 ；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 。 （2）如何提高或降低细胞外溶液浓度？ （3）如何看到细胞？需要用到什么材料和器具？ 实验结论 提高细胞外溶液浓度：0.3g/ml的蔗糖溶液 降低细胞外溶液浓度：清水 利用显微镜观察临时装片。 失水 吸水 13 设计实验探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 实验结果 实验结论 14 设计实验探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 实验结果 实验结论 ①在清水中： ②高浓度蔗糖溶液中: ③滴加清水： 自身对照 自身对照 质指的是 壁指的是 注 意 细胞的正常形态 质壁分离 质壁分离复原 原生质层 细胞壁 自身对照是指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照 这个实验有无设置对照组 15 设计实验探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 实验结论 （1）原生质层相当于一层半透膜； （2）植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。 植物细胞发生质壁分离与复原的原因： 外因： 内因： 细胞内外溶液有浓度差，能渗透吸水和失水 原生质层相当于一层半透膜 原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性 1.为什么发生质壁分离及质壁分离复原的过程中，细胞大小基本不变？ 细胞壁伸缩性较小 16 设计实验探究植物细胞的吸水和失水 蔗糖溶液（外界溶液）， 因为细胞壁具有全透性 1.发生质壁分离的细胞，细胞壁和原生质层之间的溶液是什么？判断依据是什么？ 2.有位同学错取了质量浓度为3 g/mL的蔗糖溶液，发现细胞发生了质壁分离，给临时装片滴加清水并引流后几乎没有观察到质壁分离复原现象，分析原因可能是什么？ 蔗糖溶液浓度太高，细胞过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原。 3.将洋葱表皮细胞浸入浓度为一定浓度的KNO3溶液中，细胞发生质壁分离。但过一段时间，自动发生质壁分离复原，表皮细胞又恢复到原来状态。请分析原因？ 由于细胞可选择性地吸收K＋和NO3－，导致细胞液浓度大于外界溶液的浓度，细胞开始吸水，从而发生质壁分离自动复原。 注意：只要细胞能吸收该溶质，都能发生质壁分离自动复原，如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等 17 设计实验探究植物细胞的吸水和失水 4.干种子的细胞、根尖分生区等未成熟的植物细胞、死细胞、动物细胞能否发生质壁分离？ 【练习】洋葱鳞片叶内表皮会发生质壁分离及复原吗？ 会，但不明显 黑藻（高等植物）叶肉细胞能观察到明显的质壁分离现象吗？ 叶肉细胞中有叶绿体，可以观察到明显的质壁分离 发生质壁分离的条件：① 具有大液泡 ②具有细胞壁 ③活细胞 根尖分生区细胞 如果选用死细胞能否观察到质壁分离现象？活的成熟植物细胞选用植物根尖分生区细胞能否观察到质壁分离现象？要观察细胞发生质壁分离，对材料有哪些要求？ 18 19 2.原因 （1）外因 原生质层具有选择透过性 细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性 外界溶液浓度大于细胞液浓度 （2）内因 宏观上：植物由坚挺→萎蔫 微观上：质壁分离 （3）表现 液泡： 细胞液颜色： 原生质层与细胞壁分离 大→小 浅→深 20 补充： 1.在一定浓度（溶质不能透过半透膜）的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象（只有用清水或低渗溶液处理，方可复原）。 2、在一定浓度（溶质可透过半透膜）的溶液中（如硝酸钾、甘油、尿素、乙二醇等）可发生质壁分离，并能自动复原，因为K+、NO3-、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。 21 与生活的联系 ①为什么盐渍糖渍食品不易变质？ 食品外面形成很高浓度的溶液，使微生物失水过多而死亡。 ②对农作物施肥过多，为什么农作物会萎蔫，造成烧苗？ 细胞液浓度低于外界，细胞失水，发生质壁分离现象 ③为什么放蔫的青菜用清水浸泡又恢复新鲜？ 细胞液浓度高于清水，细胞吸水，发生质壁分离复原现象 22 10% 10% （2）如果半透膜只允许水通过，一段时间后， 水面高度如何变化？ 甲﹥乙 （3）如果半透膜允许水和葡萄糖分子通过， 一段时间后，水面高度如何变化？ （1）1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等？ 1mol/LNaCl 溶液﹥ 1mol/L蔗糖溶液 先甲﹥乙，最终乙﹥甲 4.回答下列问题。 NaCl溶于水电离出Na+和Cl- 23 5.实验现象 滴加蔗糖溶液 质壁分离 滴加清水 质壁分离复原 液泡（细胞液） 0.3g/mL的蔗糖溶液 （或外界溶液） 细胞壁 24 2.实验材料： →有紫色大液泡，便于观察 紫色洋葱鳞片叶外表皮（原因） 注意： ①不能用未成熟的细胞， 如根尖分生区细胞（原因） 没有大液泡 ②可以用绿色植物的叶肉细胞，如黑藻叶片（为什么） 黑藻叶片细胞 质壁分离 25 0.3 g/mL 蔗糖 清水 实验组 对照组 实验组 对照组 第一次对照 第二次对照 本实验有无对照？ 总结：发生质壁分离或复原的条件有哪些？ ①具有细胞壁 ②具有大液泡 ③活细胞 26 27 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn 渗透作用 刘安洪 Lavf58.29.100 $$