第4課時水進出細胞的原理

【課標要求】闡明細胞膜具有選擇透過性。

考點一滲透作用及其現(xiàn)象分析

?歸納夯實必備知識

1.概念：水分子(或其他溶劑分子)通過的，稱為滲透作用。

2.滲透裝置

蔗糖溶液

半透膜

，清水

(1)液面上升的原因：o

(2)液面不會一直上升的原因：因為液面上升到一定程度就會產(chǎn)生一個靜水壓(圖中A0,當該

壓力和漏斗中的吸水能力相等時液面不再上升。

3.滲透作用發(fā)生的條件

(1)具有o

(2)半透膜兩側的溶液存在________?

■拓展提升科學思維

圖A、圖B分別表示滲透作用裝置，據(jù)圖回答下列問題:

-襟

S

S!

S2溶

溶

Rb/;，

液

;液

二

三

二

膜

半

二

-透

三

/以

A一

一

b一

(1)圖A中滲透達到平衡，半透膜兩側(填“有”或“沒有”)水分子的進出。

(2)圖A中，若Si、S2中溶質(zhì)不能通過半透膜，則A/?不變時，Si、S2溶液濃度的大小關系為

S1S2(填“>”或“=”)。

(3)在圖B所示的U型玻璃管內(nèi)，左右管內(nèi)分別裝入質(zhì)量分數(shù)相等的葡萄糖、麥芽糖溶液。

初始時兩管中液面相平，假設溶質(zhì)分子不能透過半透膜。

①一段時間后，兩管中液面的變化為左管液面_______,右管液面_________（填“升高”“降

低”或“不變”）。

②液面高度穩(wěn)定后再同時向兩管內(nèi)加入等量的麥芽糖酶，兩管中液面的變化分別為左管液面

,右管液面________（填“升高”“降低”或“不變”）。

■突破強化關鍵能力

1.（2023?石家莊高三模擬）某同學設計的滲透裝置實驗如圖所示（開始時狀態(tài)），燒杯中盛放有

蒸儲水。圖中豬膀胱膜允許單糖透過。倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液，一段時間后再加

入蔗糖酶（微量）。下列有關該實驗描述正確的是（）

蒸儲水

蔗糖和蔗

糖酶溶液

豬膀胱膜

A.漏斗中液面開始時先上升，加酶后即下降

B.漏斗中液面先上升，加酶后繼續(xù)上升，然后下降，最后保持內(nèi)外液面基本相平

C.漏斗中液面先上升，加酶后繼續(xù)上升，然后保持一定的液面差不變

D.加酶后在燒杯中可檢測出的有機物僅有葡萄糖

2.如圖為一個滲透裝置，假設溶液中的分子或離子不能通過半透膜，實驗開始時，液面a和b

平齊。下列判斷正確的是（）

A.如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的濃度低于乙，則液面a會下降，液面b會上升

B.如果甲、乙分別是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，兩者的質(zhì)量分數(shù)相同，則液面a會下降，液

面b會上升

C.當半透膜兩側的滲透作用達到平衡時，甲、乙溶液的濃度相等

D.當半透膜兩側的滲透作用達到平衡時，甲、乙溶液的滲透壓一定相等

【歸納提升】（1）水分子是雙向移動的，但最終結果是由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子

數(shù)較多。

⑵達到滲透平衡時仍然有水分子透過半透膜，這時的水分子由燒杯擴散到漏斗與由漏斗擴散

到燒杯的數(shù)目是相等的。

⑶若滲透平衡后，半透膜兩側液面仍存在液面差，則半透膜兩側溶液就還存在濃度差。

（4）滲透系統(tǒng)的溶液濃度指物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)量濃度，實質(zhì)是指滲透壓，如質(zhì)量分數(shù)為10%

葡萄糖溶液和質(zhì)量分數(shù)為10%蔗糖溶液的質(zhì)量濃度相等，但質(zhì)量分數(shù)為10%蔗糖溶液的滲透

壓比質(zhì)量分數(shù)為10%葡萄糖溶液的小，故通過半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移動的水分子

數(shù)多。

考點二動物細胞和植物細胞的吸水和失水

■歸納夯實必備知識

1.動物細胞的吸水和失水

，半透膜.

條件

濃度差.與外界溶液之間存在

一濃度差

動物細胞

的吸水和-①外界溶液濃度<細胞質(zhì)濃度一

失水―細胞________

現(xiàn)象|②外界溶液濃度>細胞質(zhì)濃度一

一'i細胞

③外界溶液濃度=細胞質(zhì)濃度一

水分子進出細胞處于

2.成熟植物細胞的吸水和失水

幺

田____性：即水分子和溶解在

特

一

性

一

一

包水里的物質(zhì)均能通過

恚

吊

」伸縮性_______

細胞膜原生特性具有選擇透過性

液泡膜質(zhì)層一相J當于——

〔伸縮性

細胞液內(nèi)的液體

(1)當外界溶液濃度〉時，細胞失水，發(fā)生________________現(xiàn)象。

(2)當外界溶液濃度〈細胞液濃度時，細胞,失水的細胞發(fā)生________________現(xiàn)象。

(3)當外界溶液濃度細胞液濃度時，水分子進出平衡，細胞保持原態(tài)。

【提醒】當在顯微鏡下觀察到細胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)時，細胞可能正在失水，可能正在吸水,

可能處于平衡狀態(tài)，也可能已死亡。

■教材隱性知識

源于必修1P63“思考?討論”：紅細胞的細胞膜相當于半透膜。習慣上說的半透膜是

薄膜，物質(zhì)能否通過取決于；選擇透過性膜是

的生物膜，其對不同物質(zhì)的通過性不僅取決于,還與

有關。因此細胞膜和半透膜類似，又有所不同。

■柘展提升科學思維

1.對動植物細胞來說，單位時間內(nèi)，水分子進出細胞的數(shù)量相等時，細胞內(nèi)外液體的濃度一

定相等嗎？并說明理由。

2.如圖甲、乙、丙分別表示細胞在不同濃度溶液中水分子的跨膜運輸示意圖(箭頭大小代表

水分子數(shù)的多少)。請回答下列問題：

(1)若將人的成熟紅細胞放入清水中，會出現(xiàn)哪幅圖中的現(xiàn)象？并分析原因。

(2)若將洋蔥表皮細胞放在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中，會出現(xiàn)哪幅圖中的現(xiàn)象？達到

平衡時，水分子進出細胞的狀況又與哪幅相同？

(3)若某葉肉細胞正處于圖甲所示狀態(tài)，一段時間內(nèi)細胞體積增大，最終會不會漲破?

■突破強化關鍵能力

3.哺乳動物細胞在0.9%NaCl溶液中能保持其正常形態(tài)。將兔的紅細胞置于不同濃度NaCl

溶液中，一段時間后制作臨時裝片，用顯微鏡觀察并比較其形態(tài)變化。下列敘述正確的是

()

A.在高于0.9%NaCl溶液中，紅細胞因滲透作用失水皺縮并發(fā)生質(zhì)壁分離

B.在0.9%NaCl溶液中，紅細胞形態(tài)未變是由于此時沒有水分子進出細胞

C.在低于0.9%NaCl溶液中，紅細胞因滲透作用吸水膨脹甚至破裂

D.滲透作用是指水分子從溶液濃度較高處向溶液濃度較低處進行的擴散

4.將某種植物的成熟細胞放入一定濃度的物質(zhì)A溶液中，發(fā)現(xiàn)其原生質(zhì)體(植物細胞中細胞

壁以內(nèi)的部分)的體積變化趨勢如圖所示。下列敘述正確的是()

原生質(zhì)體的相對體積/%

234時間小

A.0-4h內(nèi)物質(zhì)A沒有通過細胞膜進入細胞內(nèi)

B.0—1h內(nèi)細胞體積與原生質(zhì)體體積的變化量相等

C.2-3h內(nèi)物質(zhì)A溶液的滲透壓小于細胞液的滲透壓

D.0?lh內(nèi)液泡中液體的滲透壓大于細胞質(zhì)基質(zhì)的滲透壓

考點三觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原

夯實必備知識

1.實驗原理

成熟的植物細胞的原生質(zhì)層相當于

內(nèi)因《----------------

1(2)原生質(zhì)層比細胞壁伸縮性

外因：和外界溶液存在濃度差，細胞能滲透吸水和失水。

2.實驗材料：的洋蔥鱗片葉細胞。

3.實驗步驟及現(xiàn)象

制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片

「①有一個紫色的中央大

用低倍顯微鏡觀察液泡

蓋玻片I②原生質(zhì)層緊貼

質(zhì)量濃度為、\

吸水紙吸引

0.3g/mL的—

蔗糖溶液I?①中央液泡,

用低倍顯微鏡觀察顏色_____

蓋玻片[②原生質(zhì)層與細胞壁逐

,皿_____漸分離

吸水紙吸引泡7/

[?①中央液泡,

用低倍顯微鏡觀察顏色_____

[②原生質(zhì)層逐漸貼近細

胞壁

4.實驗結論

(1)當細胞液的濃度小于外界溶液的濃度時，細胞,發(fā)生________________。

(2)發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞，當細胞液的濃度外界溶液的濃度時，細胞,發(fā)生

質(zhì)壁分離復原。

■拓展提升科學思維

下圖表示正在進行質(zhì)壁分離的紫色洋蔥細胞，請分析并回答相關問題:

(1)實驗時一定要選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞嗎？為什么選此細胞?

(2)b的大小和顏色如何發(fā)生變化?

(3)該實驗無獨立的對照組，為什么還叫對照實驗?

(4)c處的溶液是什么？

■突破強化關鍵能力

5.下列有關“探究植物細胞的吸水和失水”實驗的分析，正確的是()

A.“原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性大”是該實驗依據(jù)的原理之一

B.引流蔗糖溶液時最好把臨時裝片放在實驗桌上進行操作

C.滴入蔗糖溶液后可觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細胞體積明顯縮小

D.把蔗糖溶液換成KN03溶液一定能觀察到質(zhì)壁分離自動復原現(xiàn)象

6.(2023?北京豐臺區(qū)高三模擬)用物質(zhì)的量濃度為2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶

液分別浸泡某種植物細胞，觀察細胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，得到其原生質(zhì)體體積變化情況如圖所

示。下列敘述錯誤的是()

100\2moi.1＞乙二醇溶液/

、、、、一?蔗糖溶液

b:瓦

060120180240300

時間/s

A.2min后，處于蔗糖溶液中的植物細胞其細胞壁與原生質(zhì)層之間充滿了蔗糖溶液

B.前2min,處于蔗糖溶液中的植物細胞吸水能力不斷增強

C.c點的出現(xiàn)是由于乙二醇進入了植物細胞

D.所有植物細胞均可發(fā)生質(zhì)壁分離

【歸納提升】植物細胞質(zhì)壁分離實驗的應用

（1）判斷成熟植物細胞是死細胞還是活細胞

T發(fā)生質(zhì)壁分離一活細胞

不發(fā)生質(zhì)壁分離一死細胞

.細胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)

,壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離

.的兩蔗糖溶液濃度之間

（3）比較不同植物細胞的細胞液濃度大小

不同成熟植物,發(fā)生質(zhì)壁分離所需

,細胞鏡時間越短，細胞液濃

檢度越小，反之，則細

同一濃度的蔗

.胞液濃度越大

糖灌液

（4）比較未知濃度溶液的濃度大小

同一植物的相

發(fā)生質(zhì)壁分離所需時

.同成熟細胞，

一鏡間越短，未知溶液的

檢濃度越大，反之，未

未知濃度的'

知溶液的濃度越小

溶液

（5）鑒別不同種類的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）

溶質(zhì)不能透過

成熟植「只發(fā)生質(zhì)壁

一半透膜（如蔗

、物細胞.

糖溶液）

溶質(zhì)能透過半

不同種質(zhì)壁分離后

一透膜（如

.類溶液,.自動復原KNO3

溶液）

重溫高考真題演練

1.（2022?浙江6月選考，11）“觀察洋蔥表皮細胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)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（）

甲乙丙

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(xù)增大，最終漲破

D.若選用根尖分生區(qū)細胞為材料，質(zhì)壁分離現(xiàn)象更明顯

2.（2022?全國甲，2）植物成熟葉肉細胞的細胞液濃度可以不同。現(xiàn)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(fā)生變化；②細胞b體積增大；③細胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離。

若在水分交換期間細胞與蔗糖溶液沒有溶質(zhì)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c

C.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

3.（2021?廣東，13）保衛(wèi)細胞吸水膨脹使植物氣孔張開。適宜條件下，制作紫鴨跖草葉片下表

皮臨時裝片，觀察蔗糖溶液對氣孔開閉的影響，如圖為操作及觀察結果示意圖。下列敘述錯

誤的是（）

用等滲溶液恢復用等滲溶液恢復

滴加蔗糖

保衛(wèi)初始狀態(tài)后滴加初始狀態(tài)后滴加

溶液①蔗糖溶液②蔗糖溶液③

輛細胞浸潤標本浸潤標本,浸潤標本.

弱?氣孔

一段時間一段時間一段時間

后觀察后觀察后觀察

A.比較保衛(wèi)細胞細胞液濃度，③處理后〉①處理后

B.質(zhì)壁分離現(xiàn)象最可能出現(xiàn)在滴加②后的觀察視野中

C.滴加③后有較多水分子進入保衛(wèi)細胞

D.推測3種蔗糖溶液濃度高低為②，①〉③

4.（2020?全國H,5）取某植物的成熟葉片，用打孔器獲取葉圓片，等分成兩份，分別放入濃

度（單位為g/mL）相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙兩個實驗組（甲糖的相對分子質(zhì)量

約為乙糖的2倍）。水分交換達到平衡時，檢測甲、乙兩組的溶液濃度，發(fā)現(xiàn)甲組中甲糖溶液

濃度升高。在此期間葉細胞和溶液之間沒有溶質(zhì)交換。據(jù)此判斷，下列說法錯誤的是（）

A.甲組葉細胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液濃度升高

B.若測得乙糖溶液濃度不變，則乙組葉細胞的凈吸水量為零

C.若測得