第07讲 水进出细胞的原理 课件-2026届高三生物一轮复习（人教版）

必修一 第7讲 水进出细胞的原理 --Never 1 课标要求 1.阐明细胞膜具有选择透过性。 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 01 渗透作用及动植物细胞的吸水和失水 02 观察植物细胞的质壁分离和复原 考点 3 渗透作用及动植物的吸水和失水 01 4 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 一、渗透作用 （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。 5 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 发生条件： ②半透膜两侧的溶液具有浓度差 思考：只要有半透膜，就可以发生渗透？没有半透膜呢？ 6 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。 一、渗透作用 溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。 C= V M m （≠选择透过性膜） 7 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 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 渗透系统变式分析（常考点） 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。 8 不会，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： 前后浓度变化变化 渗透过程： 平衡后： S2↓ S1↑ S2＞S1 Q2.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。 Q3.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。 9 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 Q4.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 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。 10 1.比较不同溶液浓度的大小 比较项目 漏斗内 烧杯内 溶液浓度 M N 现象及结论 N M 渗透作用的拓展运用（常考点） ①若漏斗内液面上升， 则M>N ②若漏斗内液面不变， 则M≈N ③若漏斗内液面下降， 则M<N 2.探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例) 淀粉 碘液 烧杯内盛 淀粉溶液 漏斗内 盛碘液 结论 碘能通过半透膜，而淀粉不能 不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜，而碘不能 淀粉和碘都能通过半透膜 变蓝 变蓝 不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜 变蓝 不变蓝 1.(考过程)下图为一渗透装置，半透膜小袋内充满30％蔗糖溶液。玻管内液面高度变化速率的相关曲线最可能是（横坐标表示时间）（ ） 2.(考终点)在如图所示的装置中，A、B、C中均为一定浓度的蔗糖溶液，溶液之间均用半透膜隔开，一段时间后达到动态平衡形成一定的高度差，如图所示，h1＞h2，在达到平衡后，A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为（ ） A．A＝B＝C B．A＞B＞C C．A＞C＞B D．无法确定 【判断技巧】 侧浓度更高 有压力 【课堂随练】 C C 13 王勇 （yowa7572@sina.com） 3.(考加酶)如图实验装置玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖通过。漏斗中先装入蔗糖溶液，一段时间后再加入蔗糖酶。实验现象最可能的是（ ） A．在玻璃槽中会测出蔗糖和蔗糖酶 B．在玻璃槽中会测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶 C．漏斗中液面开始时先下降，加酶后上升 D．漏斗中液面开始时先上升，加酶后上升再下降 蔗糖 葡萄糖＋果糖 【课堂随练】 D 14 王勇 （yowa7572@sina.com） 二、动物细胞的吸水和失水 ①细胞质浓度 > 外界溶液溶质的浓度 ，细胞吸水膨胀。 ②细胞质浓度 < 外界溶液溶质的浓度，细胞失水皱缩。 ③细胞质浓度 = 外界溶液溶质的浓度，细胞形态不变。 低渗溶液 等渗溶液 高渗溶液 10%NaCl溶液 清水 0.9%NaCl溶液 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 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 原 理 医用生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。 16 1.哺乳动物细胞在0.9% NaCl溶液中能保持其正常形态。将兔的红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是( ) A.在高于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离 B.在0.9% NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞 C.在低于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至破裂 D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散 兔的红细胞没有细胞壁，不会发生质壁分离 0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于水分子进出细胞达到平衡 从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行扩散 【课堂随练】 C 细胞壁 细胞膜 液泡膜 细胞质 原生质层 细胞液 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） （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 三、成熟植物细胞的吸水和失水 成熟的植物细胞 18 外界溶液浓度＞细胞液浓度， 细胞失水，发生质壁分离现象： 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 外界溶液浓度=细胞液浓度， 水分子进出平衡，细胞保持原态 不会吸水涨破 1.在观察植物细胞的质壁分离和复原过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于下图状态，a、b表示两处浓度，由此可推测（ ） A．此时a>b，细胞渗透吸水 B．此时a=b，渗透系统保持动态平衡 C．此时a<b，细胞渗透失水 D．上述三种情况都有可能存在 【课堂随练】 D 观察植物细胞的质壁分离和复原 02 21 一、实验原理 外因： 细胞液和外界溶液存在浓度差（外界溶液溶度＞细胞液），细胞发生渗透吸水和失水 内因： （1）成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜 （2）原生质层比细胞壁伸缩性大 二、实验材料 首选洋葱鳞片叶外表皮， 黑藻细胞也可以直接观察，因为细胞质是绿色的。 有紫色大液泡，便于观察 种子和分生区没有大液泡不可以！ 内表皮OK不呢？ 内表皮细胞是无色的，观察需要染色 三、实验试剂 既能使植物细胞发生质壁分离，又不会使细胞失水过多影响复原 0.3g/mL的蔗糖溶液 浓度过低： 分离慢或不分离 浓度过高： 细胞失水过多死亡（如0.5g/ml蔗糖） 四、实验步骤 ①制作洋葱鳞片叶外表皮细胞的临时装片 ②低倍镜观察 有1个紫色的中央液泡 原生质层紧贴细胞壁 （对照） 3 4 低倍镜观察 在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引 5 6 在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引 低倍镜观察 中央液泡变小、颜色加深 逐渐恢复原来大小，颜色变浅 原生质层恢复原来位置 原生质层脱离细胞壁 基本不变 基本不变     中央液 泡大小及颜色 原生质层 的位置 细胞 大小 蔗糖 溶液 清水 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 第一次对照 滴加蔗糖溶液 滴加清水 第二次对照 质壁分离 质壁分离复原 (1)植物细胞的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。 五、实验现象 六、实验结论 ①、“三观” ②、只用低倍镜 思考：细胞发生质壁分离时，以下结构中的液体溶度大小顺序是？ 3 4 2 1 溶度大小顺序大到小： 4＝3>2>1 【重要提示】当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时，细胞①可能正在失水，②可能正在吸水，③可能处于平衡状态，④也可能已死亡。 【课堂随练】 1.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的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测(　　) A.a>b，细胞渗透吸水 B.a=b，渗透系统保持动态平衡 C.a<b，细胞渗透失水 D.上述三种情况都有可能 D 【课堂随练】 27 质壁分离与复原补充知识点 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。 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。 （只有用清水或低渗溶液处理，方可复原） 3.在质壁分离过程中，由于细胞失水，细胞液渗透压升高，细胞对水的吸引力增强。 4.质壁分离复原过程中，细胞液渗透压下降，植物细胞吸水能力逐渐减弱，失水能力逐渐增强。 5. 对于植物细胞而言，由于细胞壁的存在，细胞不可能无限吸水，当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将不再吸水。 28 实验拓展 (1)判断成熟植物细胞的死活 一定浓度 蔗糖溶液 发生 质壁分离 不发生 质壁分离 (2)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小 同一浓度 蔗糖溶液 发生质壁分离所需时间越短 , 细胞液浓度越小； (3)鉴别不同种类的溶液 活的成熟 植物细胞 质壁分离， 不能自动复原 质壁分离， 且自动复原 （如KNO3、乙二醇、甘油、 NaCl、尿素、葡萄糖等溶液） （4）测定细胞液浓度范围 待测成熟植物细胞 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 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 （5）比较未知浓度溶液的浓度大小 同一植物的 相同成熟细胞 未知 浓度的溶液 镜检 发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小 知识构建 1.(2024·江苏卷，7)有同学以紫色洋葱为实验材料，进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。下列相关叙述合理的是(　　) A.制作临时装片时，先将撕下的表皮放在载玻片上，再滴一滴清水，盖上盖玻片 B.用低倍镜观察刚制成的临时装片，可见细胞多呈长条形，细胞核位于细胞中央 C.用吸水纸引流使0.3 g/mL蔗糖溶液替换清水，可先后观察到质壁分离和复原现象 D.通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态 D 【课堂随练】 2.(2021·广东卷，13)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 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 【课堂随练】 3.(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 【课堂随练】 4.植物体内有三个相邻的细胞a、b、c,已知它们的细胞液浓度大小关系是a>b>c,那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是(　　) C 5.(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（ ） 【课堂随练】 C THANKS 再见 37 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 Lavf57.58.101 Lavf57.58.101 $$