4.第1节 第1课时 水进出细胞的原理-(配套教参)【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中生物必修第一册(人教版)
2025-12-30
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版必修1 分子与细胞 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第1节 被动运输 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.16 MB |
| 发布时间 | 2025-12-30 |
| 更新时间 | 2025-12-30 |
| 作者 | 高智传媒科技中心 |
| 品牌系列 | 学霸笔记·高中同步精讲 |
| 审核时间 | 2025-12-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55704998.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本讲义聚焦“水进出细胞的原理”核心知识点,先系统梳理渗透作用的概念、发生条件及方向,通过实验装置分析与判断方法构建基础认知,再衔接动物细胞(细胞膜作半透膜)和植物细胞(原生质层及质壁分离)的吸水失水原理,形成从原理到细胞应用的学习支架。
资料亮点在于设计“微思考”“探究”环节,如通过改变半透膜材料、溶液浓度分析渗透现象,培养科学思维与探究实践能力,结合动植物细胞结构与功能体现生命观念。课中辅助教师引导学生深度探究,课后概念梳理及习题助力学生巩固知识,有效查漏补缺。
内容正文:
第1课时 水进出细胞的原理
学习目标
1.通过构建渗透作用的相关模型,强化科学思维。
2.通过分析动植物细胞吸水和失水的条件,强化推理能力。
知识点一 渗透作用
1.概念:渗透作用是指 水分子(或其他溶剂分子) 通过半透膜的扩散。
2.渗透作用的实验装置、发生条件及现象
实验前:漏斗管内外液面高度相等;
实验后:漏斗管内液面 升高 。
3.渗透作用的方向
若半透膜两侧存在浓度差,水分子从水的相对含量 高 的一侧向相对含量 低 的一侧渗透。
【微思考】 当漏斗内液面达到稳定后,是否还有水分子进出半透膜?
提示:有。此时水分子进出半透膜的速率达到平衡,故液面不再变化。
(1)渗透作用是扩散的一种特殊形式。(√)
(2)在渗透作用中,当半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子不再通过半透膜。 (×)
提示:水分子仍会通过半透膜,只是进出水分子数相等。
(3)纱布、玻璃纸都是半透膜。 (×)
提示:纱布不是半透膜,具有全透性。
(4)具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。 (×)
提示:发生渗透作用需要具备两个条件:具有半透膜和膜两侧存在浓度差。
探究|渗透作用发生的条件
用半透膜封住长颈漏斗的口部,在长颈漏斗内注入蔗糖溶液,然后把漏斗放到清水中,使内外液面相平,一段时间后会出现液面上升的现象,据图回答:
(1)漏斗管内的液面为什么会升高?
提示:单位体积的清水中水分子数大于蔗糖溶液中的水分子数,单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子多于由蔗糖溶液进入清水的水分子。
(2)如果烧杯内不是清水,而是同浓度的蔗糖溶液,漏斗管内液面还会升高吗?
提示:液面不会升高,因为半透膜两侧溶液的浓度相等,单位时间内由漏斗外进入漏斗内的水分子数等于由漏斗内进入漏斗外的水分子数。
(3)如果用纱布代替玻璃纸(半透膜),漏斗管内液面还会升高吗?
提示:不会。因为纱布是全透性的,水分子和蔗糖分子都能通过。
(4)渗透装置中,当漏斗管内液面不再上升时,半透膜两侧的溶液浓度相同吗?
提示:不同。漏斗管内液面不再上升时,水分子通过半透膜的双向扩散速率相等,但漏斗内溶液浓度仍高于烧杯中溶液浓度,这是漏斗内液面升高产生的作用力加大,阻止烧杯中水分子向漏斗扩散的缘故。
(5)如果漏斗管足够长,管内的液面会无限升高吗?为什么?
提示:不会。由于烧杯中与漏斗中的液体具有浓度差,即渗透压,所以水分子有进入漏斗的趋势;但是液面差ΔH会产生相应的压强,当ΔH产生的压强与渗透压平衡时,半透膜两侧水分子的交换速率相同,液面将不再升高。
1.渗透现象中液面变化的判断方法
半透膜两侧分别为浓度不同的溶液A、B,有以下三种情况:
(1)若A侧溶质(如葡萄糖等)可以通过半透膜,B侧溶质不能通过半透膜,则最终B侧液面升高。
(2)若A侧和B侧溶质是同种物质且均不能通过半透膜,则浓度高的一侧液面升高。
(3)若A、B两侧溶液的溶质均能通过半透膜,则两侧不存在高度差。
2.渗透平衡≠浓度相等
渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,既不可看作没有水分子移动,也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。渗透平衡后,溶液浓度高的一侧液面高(反之亦然,即液面高的一侧溶液浓度也高);浓度差越大,液面高度差也越大。
1.(教材P62“问题探讨”改编)如图所示为渗透现象示意图,图甲所示为发生渗透作用时的初始状态,其中①②为不同浓度的蔗糖溶液,蔗糖分子不能通过③。一段时间后,达到图乙所示的平衡状态。下列叙述错误的是( )
A.图甲中①的蔗糖浓度小于②的浓度
B.图乙中①的蔗糖浓度小于②的浓度
C.图甲中①的蔗糖浓度小于图乙中①的浓度
D.图甲中②的蔗糖浓度小于图乙中②的浓度
解析:D 平衡后,图乙中漏斗液面升高,说明图甲中①的浓度小于②的浓度,A正确;平衡后,图乙存在液面高度差,说明图乙中①的浓度小于②的浓度,B正确;水分子通过③进入漏斗,说明图甲中①的浓度小于图乙中①的浓度,C正确;图甲中②的浓度大于图乙中②的浓度,D错误。
2.如图实验装置中,半透膜只允许水分子和单糖分子透过,向a侧加入质量分数为5%的蔗糖溶液,向b侧加入质量分数为5%的葡萄糖溶液,初始状态如图。则下列关于液面的变化及相关叙述正确的是( )
A.a侧先降后升,b侧先升后降
B.a侧先升后降,b侧先降后升
C.当液面最终停止变化时,半透膜两侧溶液浓度相等
D.当液面最终停止变化时,b侧浓度高于a侧
解析:A 本实验中的半透膜只允许葡萄糖、水分子透过,而蔗糖分子不能透过。相同质量分数的葡萄糖溶液和蔗糖溶液,由于葡萄糖的相对分子质量较小,其物质的量浓度就较大,水分子和葡萄糖都能透过半透膜,但分子小得多的水分子渗透速率要快得多。刚开始时水分子向物质的量浓度较大的葡萄糖溶液一侧渗透,所以b侧液面高于a侧液面。之后葡萄糖也逐渐透过半透膜到达a侧,使a侧浓度升高,水又反向渗透,a侧液面又高于b侧液面。因此,a侧先降后升,b侧先升后降。由于静水压的作用,当液面最终停止变化时,b侧浓度低于a侧。
知识点二 水进出细胞的原理
1.动物细胞的吸水和失水
(1)条件及现象
半透膜
浓度差
细胞形态
细胞膜
相当于一
层半透膜
外界
溶液
的浓度
>
细胞
质的
浓度
皱缩
<
膨胀
=
不变
(2)动物细胞的细胞膜相当于 半透膜 。
(教材P63“思考·讨论”)红细胞内的血红蛋白等有机物 不能 (填“能”或“不能”)透过细胞膜,这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的 蔗糖分子 。
2.植物细胞的吸水和失水
(1)成熟植物细胞具备的条件
(2)原理和现象
①原理:植物细胞通过 渗透 作用吸水和失水。
②现象
a.外界溶液浓度 > 细胞液浓度时,细胞失水,发生 质壁分离 。
b.外界溶液浓度 < 细胞液浓度时,细胞吸水,已经质壁分离的细胞发生 质壁分离复原 。
【微思考】 质壁分离的“质”和“壁”分别代表什么?
提示:“质”代表原生质层,“壁”代表细胞壁。
(1)植物细胞壁是全透性的,是细胞的边界。 (×)
提示:细胞膜才是细胞的边界。
(2)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。 (×)
提示:原生质层由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质组成。
(3)细胞液就是指细胞内的液体。 (×)
提示:细胞液指液泡内的液体。
(4)动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨破。 (×)
提示:植物细胞有细胞壁的保护作用,不会吸水涨破。
探究|动植物细胞的吸水和失水
1.如图甲、乙、丙分别是红细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题:
(1)红细胞的细胞膜 是 (填“是”或“不是”)半透膜,红细胞发生失水或吸水取决于 红细胞内外溶液的浓度差 。水分子通过 渗透作用 进出红细胞。
(2)结合题图分析,医生常给脱水的病人注射0.9%的生理盐水,原因是 生理盐水(质量分数为0.9%的NaCl溶液)的浓度与血浆的浓度基本一致,血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常 。
(3)当外界溶液的浓度低时,红细胞一定由于吸水而涨破吗?
提示:不一定,如果外界溶液浓度不是极低,有可能细胞质浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡,此时细胞不会涨破。
2.试从细胞结构及渗透作用的条件分析,植物细胞发生吸水和失水的原因。
(1)对于成熟的植物细胞,当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时,细胞就会 失水 ,发生 质壁分离 ;当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时,细胞就会 吸水 ,发生 质壁分离复原 。
(2)从原生质层的概念出发,原生质层包含细胞核和细胞液吗?
提示:不包含。
(3)榨菜是重庆有名的美食,涪陵榨菜远销全国各地。在榨菜制作过程中,通过盐的腌渍,榨菜可以更加入味且不易腐败变质,这其中的生物学原理是什么?
提示:渗透作用使细菌失水死亡,还能使细胞膜丧失选择透过性,有利于榨菜入味。
动植物细胞都能形成渗透系统
3.(教材P63“图4-1”改编)将数量相同的小鼠成熟红细胞分别放入a、b、c三种不同浓度的等量蔗糖溶液中,浸泡一段时间后,三种溶液中红细胞的形态如图所示。下列说法正确的是( )
A.三种溶液的浓度关系为c>b>a
B.a中的细胞在此过程中吸水能力下降
C.c中的细胞在浸泡过程中一定会由于吸水而涨破
D.若将a中的蔗糖溶液改为浓度相当的葡萄糖溶液,则细胞可能出现先皱缩后恢复原状的现象
解析:D 红细胞在a溶液中失水皱缩,说明a溶液浓度大于细胞内浓度,在b溶液中形态基本不变,说明b溶液浓度和细胞内浓度基本相等,在c溶液中膨胀,说明c溶液浓度小于细胞内浓度,a(大于细胞浓度)、b(和细胞浓度相等)、c(小于细胞浓度)三种蔗糖溶液的浓度关系为a>b>c,A错误;a中的细胞处于失水状态,在此过程中吸水能力逐渐上升,B错误;c中的细胞在浸泡过程中不一定会由于吸水而涨破,如蔗糖溶液的浓度与细胞内的液体浓度相差不大,就不会吸水涨破,C错误;当将a中的蔗糖溶液改为浓度相当的葡萄糖溶液后,由于葡萄糖溶液浓度高于细胞浓度,所以细胞会失水,但葡萄糖可以进入细胞,造成细胞内浓度升高,从而吸收水分,所以细胞会发生先皱缩后恢复原状的现象,D正确。
4.若如图表示植物细胞渗透作用的图解,下列说法错误的是( )
A.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
B.一定条件下,活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水
C.当溶液浓度甲>乙时,细胞发生渗透失水,当溶液浓度乙>甲时,细胞发生渗透吸水
D.当溶液浓度甲=乙时,细胞处于动态平衡状态,水分子停止进出细胞
解析:D 植物细胞的原生质层相当于一层半透膜;当溶液浓度甲>乙时,细胞发生渗透失水;当溶液浓度乙>甲时,细胞发生渗透吸水;当溶液浓度甲=乙时,此时处于动态平衡状态,水分子进出细胞的速率相等。
课堂小结
1.(2025·黑龙江大庆高一期末)关于细胞的吸水与失水说法错误的是( )
A.动物细胞的细胞膜相当于渗透装置中的半透膜
B.植物细胞的原生质层可以看作一层半透膜
C.植物细胞的细胞壁相当于渗透装置中的半透膜
D.当植物细胞液的浓度小于外界溶液浓度的时候,细胞失水
解析:C 动物细胞也能渗透吸水或失水,原因之一是细胞膜相当于半透膜,A正确;植物细胞的原生质层可以看作一层半透膜,B正确;细胞壁是全透性的,不能作为半透膜,C错误;当植物细胞液的浓度小于外界溶液浓度的时候,细胞失水,D正确。
2.在保持细胞存活的条件下,蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图所示。若将处于B浓度溶液中的萝卜条移入A浓度溶液中,则该萝卜条的质量将( )
A.不变 B.增大
C.减小 D.先增后减
解析:B 从题图中可以看出,A点表示水分子进出细胞达到平衡状态,B点细胞处于失水状态,当把B浓度溶液中的萝卜条移入A浓度溶液中后,细胞吸水,该萝卜条的质量将增大。
3.某兴趣小组设计的简易渗透吸水装置如图甲所示,图甲中蔗糖溶液液面上升的高度与时间的关系如图乙所示,渗透平衡时漏斗内外液面差为n。下列叙述正确的是( )
A.实验开始时,漏斗中液体的浓度小于烧杯中
B.由图乙可知图甲漏斗里溶液的吸水速率在下降
C.如果将c换成纱布,也会出现图乙所示的变化
D.液面差达到n时,半透膜两侧无水分子进出
解析:B 由图甲可知,漏斗的液面上升,说明实验开始时漏斗中液体的浓度大于烧杯中,A错误;由图乙可知,液面上升的速率逐渐下降,说明漏斗内液体的吸水能力逐渐下降,吸水速率也逐渐下降,B正确;c为半透膜,水分子可以自由通过,蔗糖分子不能,若换成纱布,水和蔗糖分子都能自由通过,则无法发生渗透现象,漏斗内液面不会升高,不会出现图乙所示的变化,C错误;液面差达到n时,处于渗透平衡状态,该状态下,水分子在半透膜两侧的双向运动达到平衡,D错误。
4.(2025·江西南昌高一期末)如图表示青菜叶下表皮在不同浓度蔗糖溶液中,由2个保卫细胞构成的气孔的开闭情况(图中a、b、c分别表示用蔗糖溶液①②③浸润后的保卫细胞)。相关叙述错误的是( )
A.使用的蔗糖溶液浓度:②>①>③
B.处理后保卫细胞的细胞液浓度:a<b
C.处理后保卫细胞吸水能力:b>c
D.处理后保卫细胞液泡的颜色:a>c
解析:D 保卫细胞壁外侧较薄,内侧较厚,所以保卫细胞吸水时,细胞膨胀,气孔张开,据图分析可知,a细胞吸水,①为保卫细胞的低渗溶液,b细胞失水,②为保卫细胞的高渗溶液,c细胞吸水,③为保卫细胞的低渗溶液,且c细胞吸水量大于a细胞,说明③浓度低于①,3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③,A正确;据图可知,a细胞发生了渗透吸水,b细胞发生了渗透失水,因此处理后b细胞细胞液浓度>a细胞细胞液浓度,B正确;保卫细胞的吸水能力大小与其细胞液浓度呈正相关,b细胞发生渗透失水,细胞液浓度增大,c细胞发生渗透吸水,细胞液浓度减小,因此处理后b细胞细胞液浓度>c细胞细胞液浓度,因此b细胞的吸水能力>c细胞的吸水能力,C正确;保卫细胞液泡没有颜色,D错误。
一、概念梳理必记
1.水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,称为渗透作用。
2.渗透作用发生的两个条件:一是半透膜,二是浓度差。
3.动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜;植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
4.原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
5.植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。
6.植物细胞发生质壁分离的原因
(1)外界溶液浓度大于细胞液浓度。
(2)原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。
二、长句表达必明
1.将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中,可发生渗透作用的原因是细胞膜内和外界溶液形成一定的浓度差,细胞膜相当于半透膜。
2.对农作物施肥过多,植物细胞会造成“烧苗”现象,其原因是植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,对农作物施肥过多时,导致细胞液浓度低于外界溶液浓度,会发生渗透失水,失水过多会导致细胞死亡而出现“烧苗”现象。
知识点一 渗透现象及原理分析
1.(2025·河南洛阳高一期末)透析袋通常是由半透膜制成的袋状容器。现将质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液装入透析袋,再放入清水中,实验装置如图所示。30 min后,会发现( )
A.试管中的液体浓度减小
B.试管中的液体浓度增大
C.透析袋胀大
D.透析袋缩小
解析:C 蔗糖不能通过半透膜,试管内液体为清水,浓度不变,A、B错误;根据渗透作用发生的条件,由于透析袋内为蔗糖,使得透析袋内外两侧具有浓度差,因此水分子进入透析袋内的速率大于水分子从透析袋内流出的速率,导致透析袋胀大,C正确,D错误。
2.(2025·河南新乡高一期末)实验室现有一瓶标签模糊不清的M溶液,可能是蔗糖溶液、葡萄糖溶液或蔗糖和葡萄糖混合液。为确定M溶液中溶质种类,某同学设置如图所示装置,实验开始时,使左、右液面相平。渗透平衡后,从左、右两侧各取2 mL溶液,用斐林试剂水浴加热后,呈现出颜色分别为X、Y。下列叙述正确的是( )
A.若X、Y均为蓝色,则M溶液为蔗糖和葡萄糖混合液
B.若X、Y均为砖红色,则M溶液为蔗糖溶液
C.平衡后,若左液面低于右液面,则M溶液为蔗糖溶液
D.平衡后,若左右液面保持相平,则M溶液为葡萄糖溶液
解析:D 葡萄糖是还原糖,蔗糖为非还原糖,若X、Y呈现的颜色相同,均为蓝色,说明M溶液为蔗糖溶液,若X、Y均为砖红色,则M溶液为葡萄糖溶液或蔗糖和葡萄糖混合液,A、B错误;由于蔗糖分子不能透过半透膜,葡萄糖可以透过半透膜,如果平衡后,左液面低于右液面,则说明M溶液中的溶质分子不能透过半透膜,所以M溶液为蔗糖溶液或蔗糖和葡萄糖混合液,C错误;平衡后,若左右液面保持相平,则M溶液为葡萄糖溶液,葡萄糖透过半透膜进入清水,膜两侧浓度相等,D正确。
知识点二 细胞的吸水和失水
3.下列现象属于渗透作用的是( )
①水分子通过植物细胞的细胞壁 ②水分子或其他溶剂分子通过细胞膜 ③蔗糖分子通过细胞壁 ④水分子或其他溶剂分子通过液泡膜 ⑤水分子或其他溶剂分子通过原生质层 ⑥暑天新鲜蔬菜在空气中萎蔫
A.②④⑥ B.②⑤⑥
C.②④⑤ D.①③⑤
解析:C 植物细胞的细胞壁属于全透性的,不属于半透膜,则水分子通过扩散作用通过细胞壁,①错误;细胞膜相当于半透膜,水分子或其他溶剂分子通过细胞膜属于渗透作用,②正确;细胞壁不属于半透膜,③错误;液泡膜相当于半透膜,水分子或其他溶剂分子通过液泡膜属于渗透作用,④正确;原生质层相当于半透膜,水分子或其他溶剂分子通过原生质层属于渗透作用,⑤正确;新鲜蔬菜在空气中萎蔫是水的蒸发,⑥错误;故属于渗透作用的是②④⑤。
4.将人的红细胞放入高浓度的NaCl溶液中,一段时间后红细胞发生了皱缩。下列叙述错误的是( )
A.皱缩的红细胞发生了质壁分离
B.红细胞在皱缩过程中发生了细胞失水
C.红细胞的细胞膜相当于一层半透膜
D.在红细胞皱缩过程中,细胞质浓度逐渐升高
解析:A 人的红细胞没有细胞壁和大液泡,不能发生质壁分离,A错误;红细胞在高浓度的NaCl溶液中失水发生皱缩,B正确;红细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的能力,具有选择性,相当于一层半透膜,C正确;在红细胞皱缩过程中,细胞不断失水,细胞质浓度逐渐升高,D正确。
5.(2025·四川泸州高一期中)渗透作用是水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散现象。成熟植物细胞能通过渗透作用吸水或失水。下列有关叙述正确的是( )
A.水分子从细胞外扩散入细胞液内至少需要穿过4层磷脂分子
B.温度不会影响水分子通过成熟植物细胞膜的速率
C.达到渗透平衡时半透膜两侧的溶液浓度一定相等
D.成熟植物细胞发生渗透吸水时,水分子不会渗出细胞
解析:A 水分子从细胞外扩散进入细胞液内至少要经过1层细胞膜和1层液泡膜,它们都是由2层磷脂分子构成,所以至少需要穿过4层磷脂分子,A正确;温度会改变细胞膜磷脂双分子层的流动性,从而影响水分子通过成熟植物细胞膜的速率,B错误;渗透实验中,达到渗透平衡时,水分子进出半透膜的速率相同,半透膜两侧的溶液浓度不一定相等,C错误;发生渗透吸水时,水分子的扩散是双向的,水主要由细胞外水分子数相对较多的一侧向水分子数相对较少的一侧渗透,同时也有少量水分子反方向渗透,D错误。
6.(2025·四川广元高一期末)将生鸡蛋的大头保持壳膜完好去掉蛋壳,小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出。将蛋壳内灌入质量分数为15%的蔗糖溶液,然后放在烧杯的清水中并用铅笔标上吃水线。下列分析不正确的是( )
A.壳膜相当于渗透装置中的半透膜
B.半小时后吃水线低于烧杯的水面是由清水渗入蛋壳所致
C.若将清水换为质量分数为15%的NaCl溶液,则蛋壳先上浮后下沉
D.水分子进出壳膜达到平衡后,将不再发生移动
解析:D 壳膜内的浓度大于外界溶液的浓度,外界清水透过壳膜进入到壳膜内的蔗糖溶液中,导致蛋壳下沉,吃水线低于烧杯的水面,B正确;若将清水换为质量分数为15%的NaCl溶液,由于壳膜内的浓度小于外界溶液的浓度,故壳膜内的水会透过壳膜进入烧杯,导致蛋壳上浮,由于Na+和Cl-都可以通过半透膜,蔗糖分子不能通过半透膜,使壳膜内溶液浓度大于壳膜外,因此壳膜外的水会透过壳膜进入壳膜内,导致蛋壳下沉,C正确;水分子进出壳膜达到平衡后,水分子仍会进出壳膜,D错误。
7.淡化海水可以采用反渗透技术。反渗透技术通过对半透膜一侧的海水施加压力,让水分子可以通过半透膜,但其他物质不能通过,如图所示。下列说法错误的是( )
A.动物细胞的细胞膜和植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
B.反渗透技术淡化海水时,水分子从高浓度溶液移向低浓度溶液
C.反渗透技术淡化海水一段时间后,图中淡水一侧的液面下降
D.在未施加压力的情况下,水分子总体从淡水向海水移动
解析:C 反渗透技术淡化海水时,施加的外界压力大于海水渗透压,水分子从高浓度溶液移向低浓度溶液,因此图中淡水一侧的水面上升,C错误。
8.某生物兴趣小组的同学将A、B两种植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中,培养相同时间后检测其质量变化,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.甲浓度条件下,A植物细胞的细胞液浓度变大
B.乙浓度条件下,B植物细胞的吸水能力变小
C.由图可知,实验前B植物成熟叶片的细胞液浓度大于A植物
D.五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙<戊<甲<丁<乙
解析:B 甲浓度条件下,A植物细胞失水,细胞液浓度变大,A正确;乙浓度条件下,B植物细胞失水,其细胞液浓度变大,细胞的吸水能力变大,B错误;在甲浓度蔗糖溶液中,A植物细胞失水,B植物细胞保持原状,说明实验前B植物成熟叶片的细胞液浓度大于A植物,C正确;B植物细胞在甲浓度蔗糖溶液中保持原状,说明其细胞液浓度与甲浓度蔗糖溶液相当,在乙、丁浓度蔗糖溶液中失水且在乙浓度下失水程度大于丁,说明乙浓度蔗糖溶液大于丁浓度蔗糖溶液,而在丙、戊浓度蔗糖溶液中吸水且在丙浓度下吸水程度大于戊,说明戊浓度蔗糖溶液大于丙浓度蔗糖溶液,即五种蔗糖溶液的浓度关系为丙<戊<甲<丁<乙,D正确。
9.(2025·黑龙江哈尔滨高一期中)图1为研究渗透作用的实验装置示意图,图2表示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞处在某浓度的外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。图3是选用蔗糖作为实验材料,用U形管所做的渗透实验。请回答下列问题:
(1)图1中的渗透作用发生需要两个条件:①有半透膜,② a和b之间存在浓度差(或半透膜两侧有浓度差) 。当液面上升到最大高度后处于静止状态时, 有 (填“有”或“无”)水分子通过半透膜进入漏斗中。
(2)在做观察植物细胞的质壁分离和复原的实验过程中,常选用图2所示的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料。该细胞充当半透膜的是 原生质层 ,其包括 细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质 。细胞处于该状态时,A、B的浓度关系为 A小于、等于或者大于B 。
(3)图3实验结果说明蔗糖分子不能通过半透膜。某同学想继续探究蔗糖水解产物能否通过半透膜。添加的实验材料:蔗糖酶溶液(常温下能催化蔗糖水解产生单糖)、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。
补充实验的简要步骤:
①向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液,观察a、b两管内液面变化。
②吸取a、b两管内等量且适量的液体,分别加入A、B两试管中,并加入斐林试剂,50~65℃水浴加热,观察A、B试管内 有无砖红色沉淀(或颜色变化) 。
预测实验现象并得出结论:
①如果a、b两管液面高度差 先增大后减小 ,且A、B试管内均有砖红色沉淀,则蔗糖的水解产物 能 (填“能”或“不能”)通过半透膜;
②如果 a、b两管液面高度差增大,且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀 ,则 蔗糖的水解产物不能通过半透膜 。
解析:(1)图1中的渗透作用发生需要两个条件:①有半透膜;②a与b之间具有浓度差(半透膜两侧溶液有浓度差)。当液面上升到最大高度后处于静止状态时,仍有水分子通过半透膜进入漏斗中,只不过水分子进出达到了动态平衡。
(2)在做观察植物细胞的质壁分离和复原的实验过程中,常选用图2所示的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料,该细胞充当半透膜的是原生质层,包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。细胞处于该状态时,下一时期可能是继续质壁分离,可能是质壁分离复原,也可能是保持该状态不变,因此A、B的浓度关系为A小于、等于或者大于B。
(3)根据题意可知,本实验要探究蔗糖水解产物能否通过半透膜,实验原理是蔗糖酶能催化蔗糖水解产生单糖,蔗糖水解为单糖后,溶液渗透压增大;果糖和葡萄糖都是还原糖,都在水浴加热条件下能与斐林试剂反应产生砖红色沉淀。实验步骤:①向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液,观察a、b两管内液面变化。②吸取a、b两管内等量且适量的液体,分别加入A、B两试管中,并加入斐林试剂,50~65 ℃水浴加热,观察A、B试管内有无砖红色沉淀。预测实验现象并得出结论:①如果a、b两管液面高度差先增大后减小,且A、B试管内均有砖红色沉淀,则蔗糖的水解产物能通过半透膜;②如果a、b两管液面高度差增大,且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀,则蔗糖的水解产物不能通过半透膜。
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