必修一分子與細胞一輪復習第7講第1課時細胞的吸水和失水·闡明質膜具有選擇透過性·教學活動:觀察植物細胞的質壁分離和復原考點一細胞的吸水和失水1.滲透作用(1)概念:水分子(或其他溶劑分子)通過________的擴散。(2)半透膜[注意]半透膜是指有些物質(如水分子)可以通過，有些物質(如蔗糖分子)不能通過的多孔性薄膜，如:玻璃紙、膀胱膜、魚鰾、卵殼膜。半透膜濃度差(3)滲透的方向低濃度高濃度高低2.動物細胞的吸水和失水(1)原理(2)現象考點一細胞的吸水和失水細胞膜①外界溶液濃度______細胞質濃度?細胞吸水膨脹;②外界溶液濃度______細胞質濃度?細胞失水皺縮;③外界溶液濃度______細胞質濃度?水分子處于進出平衡狀態，細胞形態不變。細胞質<>=考點一細胞的吸水和失水3.成熟植物細胞的吸水和失水(1)成熟植物細胞和外界溶液形成的滲透系統與滲透作用模型的比較考點一細胞的吸水和失水3.成熟植物細胞的吸水和失水(2)植物細胞的吸水和失水①當______________>_____________時，細胞失水，發生__________現象。②當______________<_____________時，細胞吸水，失水的細胞發生____________現象。注意:線粒體、葉綠體等細胞器屬于原生質層中的結構，細胞核不是。全透性小細胞質外界溶液濃度細胞液濃度質壁分離外界溶液濃度細胞液濃度質壁分離復原(1)[必修1P63]對于水分子來說，細胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通過細胞壁，細胞壁的作用主要是保護和支持細胞，伸縮性比較小。(2)[必修1P63]植物細胞內的液體環境主要指的是液泡里面的細胞液。(3)[必修1P67]水分子更多的是借助細胞膜上的水通道蛋白以協助擴散方式進出細胞的。(1)雖然紅細胞沒有具膜細胞器，但將其放入一定濃度的外界溶液中，也能發生滲透作用。()(2)葡萄糖分子通過滲透作用進入細胞。()(3)在滲透作用中，當半透膜兩側溶液濃度相等時，水分子不再通過半透膜。()(4)細胞吸水和失水是水分子順濃度梯度跨膜運輸的過程。()(5)當外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞都會因吸水而漲破。()√××√×某生物興趣小組準備通過“觀察洋蔥鱗片葉外表皮細胞的失水和吸水”實驗來驗證植物細胞可以吸收蔗糖分子，請寫出實驗思路，并預期實驗結果。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。實驗思路:用適宜濃度的蔗糖溶液處理洋蔥鱗片葉外表皮細胞，用顯微鏡觀察處理前后細胞中原生質層的位置變化。預期結果:洋蔥鱗片葉外表皮細胞發生質壁分離一段時間后，又自動發生質壁分離復原。滲透作用的現象分析(1)滲透系統的溶液濃度指物質的量濃度而非質量濃度，實質是指滲透壓。如質量分數為10%的葡萄糖溶液(不能透過該半透膜)和質量分數為10%的蔗糖溶液的質量濃度相等，但質量分數為10%的蔗糖溶液的滲透壓小，故水分子更多地通過半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液中移動。(2)漏斗內液面上升的原因：單位時間內由蔗糖溶液進入葡萄糖溶液中的水分子數多于由葡萄糖溶液進入蔗糖溶液中的水分子數。(3)漏斗內液面停止上升的原因：隨著液面的不斷上升，漏斗內液體的壓強越來越大，從而使水分子從漏斗內移向燒杯的速率加快，水分子進出漏斗的速率越來越接近，直至完全相等，漏斗內液面不再升高，此時水分子的進出達到相對平衡。

[注意]若滲透平衡后，半透膜兩側液面仍存在高度差，則半透膜兩側溶液就存在濃度差，且液面高的一側溶液濃度高。1.下圖中X、Y、Z分別為蒸餾水、30%葡萄糖溶液、30%淀粉溶液，且單糖能通過半透膜而二糖、多糖不能通過半透膜。下列相關敘述錯誤的是()A.裝置A的現象是左側液面先下降后上升，最終左右側液面持平B.裝置A左右側替換為等量蔗糖溶液，左右側分別加入相等且適量的蔗糖酶、淀粉酶，左側液面先升后降最后低于右側C.裝置B燒杯中溶液液面下降的速率逐漸減緩D.裝置B達到滲透平衡后，由于液面差存在，水分子向半透膜兩側擴散的速度不同D2.[2023·遼寧撫順模擬]將生雞蛋的大頭去掉蛋殼且保持殼膜完好，小頭開個小孔讓蛋清和蛋黃流出。將蛋殼內灌入一定量的質量濃度為15%的蔗糖溶液，然后放在盛有清水的燒杯中并用鉛筆標上吃水線。下列分析正確的是()A.殼膜相當于滲透裝置中的半透膜，二者都具有選擇透過性B.因為清水進入燒杯中，半小時后吃水線將高于燒杯的水面C.若將清水換成質量濃度為15%的NaCl溶液，則蛋殼先上浮后下沉D.當蛋殼內的液面不再發生變化時，殼膜兩側的溶液濃度相等，水分子不再進出C半透膜和選擇透過性膜的區別3.[2023·遼寧沈陽二模]某同學將初始長度、重量均相同的蘿卜條甲、乙放置在不同濃度的蔗糖溶液中，一段時間后，蘿卜條的最終長度如下圖所示。下列敘述不正確的是()A.甲的初始細胞液濃度小于乙B.若蔗糖溶液濃度為a，則甲的吸水量多C.若蔗糖溶液濃度為d，則滲透平衡時甲的重量小于乙D.根據圖示可知，植物的細胞壁也具有一定的伸縮性B4.下圖表示高等動物、植物與原生生物細胞以三種不同的機制避免滲透膨脹。下列有關敘述正確的是()A.植物細胞吸水達到滲透平衡時，都會發生質壁分離現象B.三種細胞發生滲透吸水，均以細胞膜充當發生滲透作用所需的半透膜C.動物細胞為避免滲透膨脹，不斷將離子排出時，不需要載體蛋白協助D.若將原生生物置于低滲溶液中，其收縮泡的伸縮頻率會加快D考點二實驗:探究植物細胞的吸水和失水1.實驗原理(1)植物細胞的________相當于一層半透膜，植物細胞通過_____作用吸水和失水。細胞壁與原生質層具有一定的伸縮性，原生質層的伸縮性_____細胞壁的伸縮性。(2)細胞液和外界溶液存在濃度差，細胞能滲透吸水和失水①外界溶液濃度>細胞液濃度→細胞_____，原生質層______→發生______。②外界溶液濃度<細胞液濃度→細胞_____→已發生質壁分離的細胞發生________________現象。原生質層滲透大于失水收縮質壁分離吸水質壁分離復原2.實驗步驟考點二實驗:探究植物細胞的吸水和失水低低低實驗分析(1)實驗中共涉及三次顯微鏡觀察，其中第一次觀察的目的是什么?______________________________________________________________________________________________________________________(2)為什么要用紫色洋蔥鱗片葉外表皮作為實驗材料?在合適的條件下洋蔥鱗片葉內表皮細胞能發生質壁分離及復原現象嗎?______________________________________________________________________________________________________________________(3)在細胞失水的過程中，細胞液的濃度和失水速率之間有什么關系?______________________________________________________________________________________________________________________3.結論:植物的原生質層相當于一層半透膜，植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的。觀察原生質層和細胞壁的初始位置，以便與處理后的狀態形成對照。洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡中含有色素，便于觀察。在合適條件下，內表皮細胞也能發生質壁分離及復原現象，但是觀察時現象不明顯。二者之間呈負相關，細胞液濃度越來越大，失水速率越來越小。(1)在蔗糖溶液中加入適量紅墨水，可觀察紫色洋蔥鱗片葉內表皮細胞的質壁分離。()(2)質壁分離復原過程中，液泡體積增大、顏色變深。()(3)在發生質壁分離的過程中，細胞的吸水能力逐漸增強。()(4)將裝片置于酒精燈上加熱后，質壁分離的復原現象可能不會再發生。()(5)只有使用高倍鏡，才能觀察到質壁分離和復原現象。()√×√√×實驗重難點1.本實驗存在的兩組實驗均為自身對照實驗重難點2.質壁分離發生的條件(1)從細胞角度分析a.死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞(如根尖分生區細胞)不發生質壁分離及復原現象。b.具有中央液泡的成熟植物活細胞可發生質壁分離及復原現象。(2)從溶液角度分析a.在一定濃度的溶液(溶質不能透過膜)中只會發生質壁分離現象，不能發生自動復原現象(只有用清水或低滲溶液處理，方可復原)。b.在一定濃度的溶液(溶質可透過膜，如KNO3、甘油等)中可發生質壁分離后的自動復原現象。c.在過高濃度溶液中可發生質壁分離現象，但不會發生質壁分離復原現象。實驗重難點3.質壁分離和復原實驗的應用(1)判斷成熟植物細胞的死活(2)測定細胞液濃度范圍(3)比較不同成熟植物細胞的細胞液濃度實驗重難點3.質壁分離和復原實驗的應用(4)比較未知溶液濃度的大小(5)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)實驗重難點3.質壁分離和復原實驗的應用實驗重難點

4.不同外界溶液中植物細胞體積變化的分析將植物的細胞依次浸于蒸餾水、0.3g/mL的蔗糖溶液和0.5mol/L的尿素溶液中，原生質體(即植物細胞中細胞壁以內的部分)的體積隨時間的變化如圖所示，分析如下:(1)A曲線表示細胞在蒸餾水中:細胞略膨脹，但是由于細胞壁的存在，原生質體的體積不能無限增大。(2)B曲線表示細胞在0.5mol/L的尿素溶液中:細胞先因滲透失水而發生質壁分離，后由于尿素能進入細胞，使得質壁分離后的細胞可自動復原;KNO3、乙二醇等溶液中也可發生質壁分離后自動復原現象。(3)C曲線表示細胞在0.3g/mL的蔗糖溶液中:蔗糖不能進入細胞，因此質壁分離后細胞不能發生自動復原現象。1.[2022·浙江6月選考]“觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離及質壁分離復原”實驗中，用顯微鏡觀察到的結果如圖所示。下列敘述正確的是()A.由實驗結果推知，甲圖細胞是有活性的B.與甲圖細胞相比，乙圖細胞的細胞液濃度較低C.丙圖細胞的體積將持續增大，最終漲破D.若選用根尖分生區細胞為材料，質壁分離現象更明顯A2.[2023·廣東湛江二模]以紫色洋蔥鱗片葉外表皮為實驗材料，制成臨時裝片置于某種溶液X中。細胞吸水能力隨時間的變化如圖所示，其中c曲線表示細胞在蒸餾水中的吸水能力變化。下列敘述正確的是()A.a曲線對應溶液中，細胞吸水能力維持穩定時，溶液X的濃度比初始濃度低B.b曲線對應溶液中，細胞吸水能力開始減弱時，細胞開始吸收溶液X中的溶質C.c曲線對應溶液中，隨著細胞吸水能力的減弱，原生質體的體積隨之減小D.在不同溶液中，水分子進出細胞所需的ATP均主要來自線粒體A質壁分離和復原實驗的四個關鍵點(1)所選用材料的細胞液最好有顏色，以便觀察。(2)單獨觀察處于質壁分離的靜態圖像，不能判斷細胞是正在發生質壁分離還是質壁分離復原。(3)質壁分離過程中，外界溶液濃度大于細胞液濃度，質壁分離程度越大，植物細胞吸水能力越強;質壁分離復原過程中，外界溶液濃度小于細胞液濃度。(4)質壁分離與復原過程中水分子的移動是雙向的，最終表現為出或進的水分子多。1.[2023·全國甲卷]探究植物細胞的吸水和失水實驗是高中學生常做的實驗。某同學用紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料進行實驗，探究蔗糖溶液、清水處理外表皮后，外表皮細胞原生質體和液泡的體積及細胞液濃度的變化。圖中所提到的原生質體是指植物細胞不包括細胞壁的部分。下列示意圖中能夠正確表示實驗結果的是()C2.[2022·全國甲卷]植物成熟葉肉細胞的細胞液濃度可以不同。現將a、b、c三種細胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細胞，分別放入三個裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當水分交換達到平衡時觀察到:①細胞a未發生變化;②細胞b體積增大;③細胞c發生了質壁分離。若在水分交換期間細胞與蔗糖溶液沒有溶質的交換，下列關于這一實驗的敘述，不合理的是()A.水分交換前，細胞b的細胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度B.水分交換前，細胞液濃度大小關系為細胞b>細胞a>細胞cC.水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度大于細胞a的細胞液濃度D.水分交換平衡時，細胞c的細胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度C3.[2022·湖北卷]哺乳動物成熟紅細胞的細胞膜含有豐富的水通道蛋白，硝酸銀(AgNO3)可使