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1、第2节 物质出入细胞的方式,第1课时 扩散和渗透与动植物细胞的吸水和失水,扩散与渗透,选择透性,调控物质出入细胞,高浓度,低浓度,3 的扩散称为渗透。水分子是从其 处向 处扩散。,水分子通过膜,分子数,相对较多,相对较少,均匀,平衡,慢的,思维激活1 在农业生产中，给作物施肥后一般要及时灌溉，请分析其中的原因？ 提示 防止外界溶液浓度过大，造成植物失水。,2渗透 (1)概念：渗透是指水分子通过膜的扩散。水分子是从其分子数相对较多处向相对较少处扩散，也就是溶液中的水分子从溶液浓度低的一侧进入溶液浓度高的一侧。 深度探究 扩散和渗透都是物理现象。 渗透是一种特殊的扩散，需要通过膜。 扩散是分子或离
2、子的运动，渗透是水分子的运动。,(2)渗透的条件 具有半透膜(一种只允许离子和小分子自由通过的膜结构，细胞膜有类似的性质)。 膜两侧溶液具有浓度差。 特别提示 溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如质量分数为10 %葡萄糖溶液和质量分数为10 %蔗糖溶液，质量浓度相同，但质量分数为10 %葡萄糖溶液的物质的量浓度大，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。,细胞内外水分子数大致相等，水分进出平衡。 细胞外水分子数相对较多，细胞渗透吸水。 细胞外水分子数相对较少，细胞渗透失水。 特别提示 动物细胞会因渗透作用吸水而破裂，也会因渗透作用失水而皱缩。植物细胞具有细胞壁，不会因渗透作用吸水而破裂，但会因渗透作
3、用失水而发生质壁分离。,(3)渗透的实例：细胞的吸水和失水,【巩固1】 将少许高锰酸钾结晶投入一杯清水中，观察实验现象。下列有关的叙述中，错误的是( )。 A溶液的紫色逐渐加深 B高锰酸钾结晶逐渐减少 C高锰酸根离子和钾离子的运动方向为结晶水中 D最后颜色不变，钾离子和高锰酸根离子停止运动 解析 将少许高锰酸钾结晶投入一杯清水中，会出现扩散。即：高锰酸根离子和钾离子要从高浓度处(结晶处)向低浓度处(水中)运动，导致溶液颜色逐渐加深，同时结晶逐渐溶解，逐渐减少。扩散的结果是钾离子、高锰酸根离子在水中分布均匀，达到平衡，但分子和离子都仍在运动，维持相对平衡状态。 答案 D,1当细胞内外水分子的相对
4、数目 ，也就是溶液浓度 时，红细胞和植物细胞都 。 2当细胞外水分子相对 ，也就是溶液浓度相对 ，红细胞在水中会因渗透作用 ；植物细胞在水中也会因渗透作用 ，但不会像红细胞那样发生破裂，因为植物细胞的最外层是 。 3当细胞外水分子相对 ，也就是溶液浓度相对 ，红细胞会因渗透作用失去水分而导致细胞 ，植物细胞会因渗透作用失水，质膜连同以内的部分收缩而发生 。,动植物细胞的吸水和失水,相等,相等,较多,低时,吸水而破裂,细胞壁,较少,高时,收缩,质壁分离,没有发生变化,吸水而膨胀,细胞吸水与失水原理的应用 (1)对农作物的合理灌溉，既满足了农作物对水分的需要，同时降低了土壤溶液的浓度，有利于水分的
5、吸收。 (2)盐碱地中的植物不易存活，一次施肥过多造成了“烧苗”现象，是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，根细胞就不易吸水甚至失水。 (3)糖渍、盐淹食品不易变质的原因是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能较长时间保存。,(4)医用的生理盐水(质量分数为0.9%的NaCl溶液)，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相等，以维持组织细胞的正常形态。,【巩固2】 把人的红细胞置于质量分数为0.9 %的NaCl溶液中，出现的现象为( )。 A吸水胀破 B细胞收缩 C发生质壁分离 D没有形态的变化 解析 人的红细胞内的渗透压与0.9 %的NaCl溶液的渗透压相
6、等，所以细胞内外的水分子相对数相等，水分子进出细胞达到平衡，所以细胞的形态不会发生变化。 答案 D,1实验原理 原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。 当外界溶液浓度_细胞液浓度时，细胞渗透失水，原生质层收缩进而质壁分离。 当外界溶液浓度_细胞液浓度时，细胞渗透吸水，使质壁分离复原。,观察洋葱表皮细胞的质壁分离 及质壁分离复原,大于,小于,质膜及其以内部分紧贴细胞壁,变小,加深,分离,变大,贴近,3实验结论 成熟的植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度 细胞液浓度时，细胞失水，发生 ；当外界溶液浓度 细胞液浓度时，细胞吸水，发生 。 思维激活2 实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观
7、察的目的是什么？ 提示 观察正常洋葱鳞片叶表皮细胞的状态，以便与处理后的状态形成对照。,大于,质壁分离,小于,质壁分离复原,思维激活3 已知K、 能透过半透膜，若该实验选用一定浓度的KNO3溶液，滴加KNO3溶液后持续观察一段时间，细胞会发生怎样的变化？ 提示 先发生质壁分离；后又自动复原。,1发生质壁分离的原因分析,【巩固3】 观察在质量浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，发现中央液泡逐渐变小，说明( )。 A细胞壁相当于一层半透膜 B洋葱表皮细胞是活的 C此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度 D细胞壁收缩导致中央液泡失水 解析 中央液泡在逐渐变小，说明细胞仍能发生渗透作用，细胞还处于
8、生活状态。 答案 B,扩散与渗透,(1)图1中，如果A、a均为蔗糖溶液，且开始时MaMA，则达到平衡后MA_Ma(填大于、等于、小于)，图1中的半透膜相当于图2中的_，由_(填数字)组成。 (2)图2中，如果B、b分别表示蔗糖溶液和细胞液，且起始浓度分别为MB、Mb，则达到平衡后MB_Mb(填大于、等于、小于)。 思维导图：,深度剖析 (1)由于开始时，MaMA，达到平衡后，由于水柱的压力，使水分子从漏斗进入水槽，所以，MA依然小于Ma，这样才能使进出半透膜的水分子数达到动态平衡。图1中的半透膜相当于图2中的原生质体。 (2)由于开始时蔗糖浓度大于细胞液浓度，细胞失水，细胞液浓度逐渐增大，当蔗
9、糖浓度等于细胞液浓度时，水分进出细胞达到动态平衡。 答案 (1)小于 原生质体 1、3、5 (2)等于,【例2】 将洋葱表皮细胞分别放在质量分数为0.3 g/mL的蔗糖溶液、0.03 g/mL的KNO3溶液和清水中，其细胞体积随时间推移而变化的曲线分别是下图中的( )。 Aa、b、c Bb、c、a Cc、b、a Db、a、c,质壁分离及复原,思维导图：,深度剖析 (1)将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞渗透失水，体积逐渐缩小，但由于细胞壁的伸缩性有限，体积不会无限收缩。 (2)将其放入清水中，情况与放入蔗糖溶液中正好相反。 (3)将洋葱表皮细胞放入0.03 g/mL
10、的KNO3溶液中，细胞开始渗透失水，体积逐渐缩小，但由于K、 进入细胞液使其浓度增大，细胞又渗透吸水，体积又逐渐增大。 答案 C,技法必备 教材实验是经典的实验，包含了科学的设计思想和方法，如同位素示踪法、模拟实验法(如渗透作用的实验装置等)。设计思想的组合考查，是将教材中不同的实验设计思想进行重新组合，创造性完成相关的实验方案设计。 常考的实验设计思想组合举例：温度(或pH)与蛋白质变性、激素的活性、膜通透性、种子的活性、细胞分裂等；细胞膜的成分与蛋白质的鉴定；种子的成分与油脂、淀粉的鉴定等等。,对如何进行实验设计思想的组合 ,能力展示 水分子通过半透膜从低浓度向高浓度的扩散叫渗透作用。已知
11、渗透作用发生的条件是必须有半透膜，膜两侧溶液必须有浓度差，但不知pH能否影响渗透作用。某课题研究小组对此课题进行研究。假如你是研究小组的一员，请分析回答下列问题。 (1)材料用具：1 000 mL烧杯、带刻度管的长颈漏斗、玻璃铅笔、新鲜的猪膀胱膜、蒸馏水、蔗糖溶液、HCl溶液、NaOH溶液、滴管等实验材料和用具。,(2)方法步骤 取相同的大烧杯三只，用玻璃铅笔标号为A、B、C。另取相同的带刻度管的长颈漏斗三只，用新鲜的猪膀胱膜按图示封口。请你画出一组装置的示意图。 _。 _。 观察_。 (3)写出其中四种可能的实验结果和相应结论。,解析 实验设计的精华是实验变量的操纵、无关变量的控制、反应变量
12、的检测。本题的设计，应将pH低(加HCl溶液)、pH高(加NaOH溶液)与正常中性进行对照，以探究pH对渗透作用的影响。 答案 (2)见下图,在A、B、C三只大烧杯中各加入适量且等量清水。在A烧杯中加入2滴HCl溶液，在B烧杯中加入2滴NaOH溶液，在C烧杯中加入2滴蒸馏水 在三只用新鲜猪膀胱膜封口的长颈漏斗里各加等量的蔗糖溶液，并置于A、B、C三只烧杯中，静置一段时间 A、B、C三只烧杯中的长颈漏斗液面高度(其他步骤设计合理也可) (3)A、B、C三只烧杯中的长颈漏斗液面高度一致，说明pH高或低不影响水分子的渗透作用,A、B两只烧杯中的长颈漏斗液面高度一致，均明显低于C，说明pH高或低使水分
13、子的渗透作用减弱 A、B两只烧杯中的长颈漏斗液面高度一致，均明显高于C，说明过酸或过碱使水分子的渗透作用增强 A烧杯中的长颈漏斗液面高度明显低于C，而B烧杯中的长颈漏斗液面高度与C一致，说明过酸使水分子的渗透作用减弱，pH高不影响水分子的渗透作用 (实验结果可能会出现多种不同的预测，写出其中四种即可),2当植物细胞吸收水分时，一定会发生的现象是( )。 A细胞液颜色变浅 B液泡变大 C质壁分离 D质壁分离复原 解析 当植物细胞吸水时，液泡体积一定变大；若细胞液中含有色素，就会使细胞液颜色变浅；若细胞在吸水前发生质壁分离，则吸水时会发生质壁分离复原，但题干中未明确指出，细胞液是否有颜色，细胞是否
14、发生了质壁分离现象，故排除A、D两项。而细胞吸收水分绝不会发生质壁分离。 答案 B,3将紫色洋葱表皮细胞置于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，光学显微镜下所观察到的现象是( )。 液泡逐渐变小，颜色由浅变深 液泡逐渐变小，颜色由深变浅 原生质体与细胞壁逐渐分离，形成球形小团 细胞膜、液泡膜结构明显 原生质体与细胞壁之间是蔗糖溶液 A B C D,解析 由于原生质体的伸缩性大于细胞壁，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，因此原生质体与细胞壁发生分离，液泡由于失水，导致细胞液中色素浓度增大，颜色变深。原生质体与细胞壁之间是蔗糖溶液，但是在光学显微镜下不能观察到。 答案 A,4用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述中，正确的是( )。 A将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象 B在盖玻片的一侧滴入清水，细胞吸水胀大但不致破裂 C用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象 D当质壁分离不能复原时，细胞仍具有正常生理功能,解析 质壁分离及质壁分离复原实验中需要的细胞是活细胞，因此不能加热；硝酸钾溶液的浓度过高时也会使细胞死亡，不再发生质壁分离复原现象；不能复原的细胞说明是死细胞，不再具有正常的生理功能；将细胞置于清水中，由于细胞壁的作用，细胞吸水胀大但不会破裂。 答案 B,课堂小结,
