高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第8講　水進(jìn)出細(xì)胞的原理

SHENGWUXUE第8講

水進(jìn)出細(xì)胞的原理課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情核心素養(yǎng)對接闡明質(zhì)膜具有選擇透過性滲透作用與動植物細(xì)胞的吸水和失水2022：湖南T10、全國甲T2；2021：湖南T3、湖北T11；2020：全國ⅡT5；1.科學(xué)思維——模型與建模：通過構(gòu)建滲透裝置模型探索水分進(jìn)出細(xì)胞的條件。闡明質(zhì)膜具有選擇透過性探究植物細(xì)胞的吸水和失水2023：江蘇T15D、北京T13A、全國甲T4；2022：浙江6月T11、江蘇T5B；2021：廣東T13、全國乙T2D、江蘇T12、遼寧T5A、重慶T20；2020：浙江7月T27(1)、江蘇T25B；2.科學(xué)探究——實(shí)驗(yàn)分析：通過滲透實(shí)驗(yàn)、質(zhì)壁分離和復(fù)原等實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)考生科學(xué)探究的能力。3.社會責(zé)任——以生活實(shí)例為命題信息，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，落實(shí)社會責(zé)任素養(yǎng)課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情核心素養(yǎng)對接命題分析預(yù)測1.高考主要以選擇題的形式考查細(xì)胞的吸水和失水，以及植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原，以非選擇題的形式考查較少。2.預(yù)計(jì)2025年高考仍將延續(xù)這種考查模式，也有可能以實(shí)驗(yàn)裝置圖、曲線圖，以及教材之外的拓展知識為載體，考查滲透作用、質(zhì)壁分離和復(fù)原等相關(guān)知識1目

錄通過模擬實(shí)驗(yàn)探究膜的透性2探究植物細(xì)胞的吸水和失水3關(guān)鍵·真題必刷考點(diǎn)一通過模擬實(shí)驗(yàn)探究膜的透性基礎(chǔ)·精細(xì)梳理典例·精心深研[人教版必修1

P62問題探討]如圖是滲透現(xiàn)象示意圖，在長頸漏斗的開口端有一層半透膜，半透膜不允許蔗糖分子通過，但水分子和離子可以自由通過。下列敘述錯誤的是

【解析】滲透作用發(fā)生的條件是具有半透膜和膜兩側(cè)存在濃度差，成熟植物細(xì)胞中的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，細(xì)胞液與外界溶液均具有一定的濃度，故成熟的植物細(xì)胞可以看作一個滲透系統(tǒng)，A正確。漏斗管液面上升的原因是水分子進(jìn)入漏斗的速度比出漏斗的速度快，B錯誤。圖中漏斗管液面達(dá)到穩(wěn)定后，仍然存在液面差，半透膜兩側(cè)的溶液濃度不相等，漏斗外是清水，漏斗內(nèi)是蔗糖溶液，C正確。將裝置中的蔗糖溶液換成硝酸鉀溶液后，由于鉀離子和硝酸根例子可以通過半透膜，漏斗管的液面變化應(yīng)該是先上升后下降，最終漏斗管內(nèi)外液面高度相等，故觀察到的現(xiàn)象與圖示不同，D正確。1.滲透現(xiàn)象如圖為研究滲透作用的實(shí)驗(yàn)裝置，漏斗內(nèi)溶液(S1)和漏

斗外溶液(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液，漏斗內(nèi)外起始液面一致。滲透平衡時液面差為Δh。(1)漏斗內(nèi)液面上升的原因:S1溶液濃度大于S2溶液濃度，單位時間內(nèi)由S2溶液進(jìn)入S1溶液的水分子數(shù)多于由S1溶液進(jìn)入S2溶液的水分子數(shù)，導(dǎo)致S1溶液增多，漏斗內(nèi)液面上升。即水分子從水的相對含量高的一側(cè)向相對含量低的一側(cè)滲透。(2)漏斗內(nèi)液面停止升高的原因:隨著液面差Δh不斷增大，漏斗內(nèi)液體壓強(qiáng)不斷增大，使水分子流出漏斗的速度加快，同時半透膜兩側(cè)溶液的濃度差不斷減小，使水分子流入漏斗的速度減慢，最終導(dǎo)致水分子進(jìn)出漏斗的運(yùn)動達(dá)到動態(tài)平衡，漏斗內(nèi)液面停止升高。1.滲透現(xiàn)象2.滲透作用半透膜

相對含量高相對含量低半透膜濃度差①原理分析②分析上圖乙可知：Δh產(chǎn)生的壓強(qiáng)與水和蔗糖溶液產(chǎn)生的滲透壓達(dá)到平衡，使半透膜兩側(cè)水分子的交換速率相等時，液面不再升高，但此時半透膜兩側(cè)溶液濃度仍然不相等，蔗糖溶液的濃度仍然大于清水的濃度。

(1)水分子的運(yùn)輸特點(diǎn)：無論細(xì)胞是吸水還是失水，半透膜兩側(cè)水分子的移動

都是雙向的。(2)滲透平衡的實(shí)質(zhì)：滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動達(dá)到平衡狀態(tài)，既不可看作沒有水分子移動，也不可看作兩側(cè)溶液濃度相等。(3)濃度的實(shí)質(zhì)：滲透系統(tǒng)中的溶液濃度指物質(zhì)的量濃度，而非質(zhì)量濃度。(4)滲透≠擴(kuò)散：滲透作用必須通過半透膜，擴(kuò)散則不一定需要；擴(kuò)散適用于各種物質(zhì)，滲透僅指溶劑分子。滲透是一種特殊的擴(kuò)散。滲透裝置的變式分析：滲透平衡時液面高度分析(1)半透膜只允許水分子通過液面不變右側(cè)液面升高左側(cè)液面高于右側(cè)(2)S1和S2是兩種不同的溶質(zhì)且只有水和S1能通過半透膜S1液面先升高，隨后S2液面升高，最終高于S1S1液面始終低于S2液面某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，開始時向U型管兩側(cè)分別加入等量的1mol/L的蔗糖溶液和1mol/L的麥芽糖溶液，平衡后分別加入等量的蔗糖酶溶液(對U型管中溶液濃度和體積的影響可忽略)，圖中膀胱膜允許單糖分子通過。下列分析正確的是A.該裝置不能發(fā)生滲透作用B.加酶前兩側(cè)的滲透壓不等C.最終右側(cè)滲透壓高于左側(cè)D.最終平衡后左側(cè)液面高于右側(cè)該裝置的膀胱膜為半透膜，兩側(cè)分別加入等量的蔗糖酶溶液后，蔗糖水解，左側(cè)滲透壓上升，具有發(fā)生滲透作用的條件：半透膜和濃度差，能發(fā)生滲透作用，A錯誤；加酶前，左右兩側(cè)物質(zhì)的量濃度相等，滲透壓相等，B錯誤；由于左側(cè)蔗糖溶液水解得到的單糖可以通過膀胱膜擴(kuò)散，最終使右側(cè)滲透壓高于左側(cè)，C正確；最終平衡后由于右側(cè)滲透壓高，液面上升，高于左側(cè)，D錯誤。2.動物細(xì)胞的吸水和失水 (1)動物細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于________。 (2)條件及現(xiàn)象半透膜過程條件現(xiàn)象吸水外界溶液的濃度____細(xì)胞質(zhì)的濃度失水外界溶液的濃度____細(xì)胞質(zhì)的濃度平衡外界溶液的濃度____細(xì)胞質(zhì)的濃度<>＝3.成熟植物細(xì)胞的吸水和失水 (1)條件：成熟植物細(xì)胞具有中央______。 (2)原理液泡全透性小細(xì)胞質(zhì)(3)現(xiàn)象當(dāng)外界溶液的濃度大于細(xì)胞液濃度時，活的植物細(xì)胞就通過滲透作用______，發(fā)生__________現(xiàn)象。將已發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞放入清水中，此時細(xì)胞液的濃度______外界清水的濃度，植物細(xì)胞吸水，發(fā)生______________現(xiàn)象。失水質(zhì)壁分離大于質(zhì)壁分離復(fù)原考點(diǎn)二探究植物細(xì)胞的吸水和失水基礎(chǔ)·精細(xì)梳理典例·精心深研1.實(shí)驗(yàn)原理半透膜大細(xì)胞液2.實(shí)驗(yàn)步驟紫色細(xì)胞壁2.實(shí)驗(yàn)步驟提醒本實(shí)驗(yàn)中存在兩組對照實(shí)驗(yàn)，對照組和實(shí)驗(yàn)組在同一裝片中先后進(jìn)行，屬于自身前后對照。逐漸變小加深逐漸變大1.如圖表示正在進(jìn)行質(zhì)壁分離的紫色洋蔥細(xì)胞，請分析：(1)實(shí)驗(yàn)時一定要選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞嗎？為什么？提示不一定。紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的細(xì)胞液中含有色素，使液泡呈現(xiàn)紫色，便于觀察，而其他滿足條件的細(xì)胞也可作為實(shí)驗(yàn)材料。(2)b的大小和顏色如何發(fā)生變化？提示b逐漸變小，顏色逐漸加深。(3)c處的液體是什么？提示發(fā)生質(zhì)壁分離時，在細(xì)胞壁和細(xì)胞膜之間(c處)充滿的是外界溶液，原因是細(xì)胞壁具有全透性。2.從溶液角度分析為什么發(fā)生質(zhì)壁分離后不能復(fù)原？提示①在較高濃度溶液中發(fā)生質(zhì)壁分離，因細(xì)胞過度失水死亡而不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。②在對細(xì)胞有害的溶液中，如使用1(mol·L－1)的醋酸溶液，細(xì)胞不發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象，因?yàn)榧?xì)胞因死亡而失去了選擇透過性。3.從溶液角度分析發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原的原因是什么？提示在一定濃度(溶質(zhì)不能透過膜)的溶液中，只會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，不能發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原現(xiàn)象(只有用清水或低滲溶液處理，方可復(fù)原)。但在一定濃度的溶液(如KNO3、甘油等)中，因溶質(zhì)可透過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，使細(xì)胞液濃度增大，可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原現(xiàn)象。關(guān)鍵·真題必刷1.(2023·全國甲卷，4)探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)是高中學(xué)生常做的實(shí)驗(yàn)。某同學(xué)用紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究蔗糖溶液、清水處理外表皮后，外表皮細(xì)胞原生質(zhì)體和液泡的體積及細(xì)胞液濃度的變化。圖中所提到的原生質(zhì)體是指植物細(xì)胞不包括細(xì)胞壁的部分。下列示意圖中能夠正確表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是(

)C解析用30%的蔗糖溶液處理之后，細(xì)胞失水，原生質(zhì)體和液泡的體積都會減小，細(xì)胞液濃度上升；用清水處理之后，細(xì)胞吸水，原生質(zhì)體和液泡的體積會擴(kuò)大，細(xì)胞液濃度下降，A、B錯誤；當(dāng)蔗糖溶液濃度超過細(xì)胞液濃度之后，隨著所用蔗糖溶液濃度上升，細(xì)胞失水，原生質(zhì)體和液泡體積下降，細(xì)胞液濃度上升，C正確，D錯誤。2.(2022·全國甲卷，2)植物成熟葉肉細(xì)胞的細(xì)胞液濃度可以不同?，F(xiàn)將a、b、c三種細(xì)胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細(xì)胞，分別放入三個裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當(dāng)水分交換達(dá)到平衡時觀察到：①細(xì)胞a未發(fā)生變化；②細(xì)胞b體積增大；③細(xì)胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離。若在水分交換期間細(xì)胞與蔗糖溶液沒有溶質(zhì)的交換，下列關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)的敘述，不合理的是(

) A.水分交換前，細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度 B.水分交換前，細(xì)胞液濃度大小關(guān)系為細(xì)胞b＞細(xì)胞a＞細(xì)胞c C.水分交換平衡時，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度大于細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度 D.水分交換平衡時，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度C解析三種細(xì)胞液濃度不同的植物細(xì)胞分別放入三個裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當(dāng)水分交換達(dá)到平衡時，細(xì)胞a體積未發(fā)生變化，細(xì)胞b體積增大，細(xì)胞c發(fā)生質(zhì)壁分離，所以，水分交換前，細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度，細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度小于外界蔗糖溶液的