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第8讲 细胞的物质输入和输出
考点一 水进出细胞的原理
考点二 物质跨膜运输的方式
考点三 观察植物细胞的质壁分离和复原
搭建知识框架
2.动物细胞的吸水和失水
3.植物细胞的吸水和失水
一、水进出细胞的原理
二、探究植物细胞的吸水和失水
1）细胞壁的特性
2）原生质层的定义；原生质层的特点
3）细胞液是哪里的液体;浓度差是哪两者之间的差值
4）什么是质壁分离；什么是质壁分离复原？
5）质壁分离发生的内因、外因是什么？
6）处于质壁分离状态下的细胞下一步是吸水、失水还是处于水分进出动态平衡？
1.渗透作用
1）动物细胞相当于半透膜的是哪部分；
具体是那两者之间的浓度差
2）哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液
中时将会发生什么变化？
3）水进出细胞通过什么作用？
1）渗透作用的概念
2）发生条件：2条（注意：半透膜、物质的量浓度）
3）1g葡萄糖和1g蔗糖完全溶解后，哪种物质溶液物质的量浓度大？水往哪侧渗透？
4）针对渗透作用的装置，液面稳定后还有水分子的进出吗，哪侧溶液浓度高？如果蔗糖分子那侧加入蔗糖酶，液面怎么变化？
5）渗透作用原理的应用（理解）
三、自由扩散和协助扩散
6.物质的输入和输出
思考：漏斗管内的液面为什么会升高？
单位时间内水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量多于水分子由漏斗进入烧杯中的数量。
1．渗透作用
半透膜
浓度差
是 薄膜，物质能否通过取决于 。
无生命的物理性
微粒大小
一.水进出细胞的原理
液面不再上升的原因是？
液面高的一侧形成静水压，抑制水分子从烧杯进入漏斗。
方向：
在渗透装置中，当液面不再升高时，水分子不再通过半透膜 （ ）
质量分数为10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液渗透压相等 （ ）
渗透平衡时，半透膜两侧浓度一定相等（ ）
1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压相等 （ ）
概念辨析：
①
②
③
④
⑤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 （ ）
一.水进出细胞的原理
×
×
×
×
1．渗透作用
半透膜
浓度差
溶液浓度指物质的量浓度，不是质量浓度
平衡时，半透膜两侧水分子移动速率相等。
×
渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。
渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。
模型辨析
渗透装置的变式分析
一.水进出细胞的原理
1.半透膜只允许水分子通过
①
蒸馏水
蔗糖溶液
A B
②
0.5克/ml
葡萄糖溶液
0.5克/ml蔗糖溶液
C D
2.半透膜允许单糖透过,请问液面如何变化？
开始：C侧的液面先高于D侧，
后来：D侧液面后高于C侧
C摩尔浓度大
H2O:D→C
葡→D,至两侧相等
D摩尔浓度大→吸水多
3.若同时往C.D两管加入等量的蔗糖酶，
两管液面如何变化
开始：D侧升高；
后来：两液面相等
10%蔗糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由蒸馏水→10%蔗糖溶液移动较多，B侧液面升高。
1
细胞质
细胞膜
细胞核
二.水进出细胞的实例
动物和成熟植物细胞主要通过_____作用
吸水或失水。
渗透
细胞膜
原生质层
外界溶液
细胞质
外界溶液
细胞液
失水皱缩
吸水膨胀，
甚至涨破
质壁分离
一定程度膨胀，
不会涨破
Why？
植物细胞壁，
对细胞结构和形态起支持与保护作用。
注意①对于成熟的植物细胞，细胞内的液体环境主要是液泡中细胞液。
②水进出细胞主要指水经过原生质层进出液泡。
1．下图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液，且a溶液浓度＜b溶液浓度，c为清水，图B为在显微镜下观察到的某植物表皮细胞，下列叙述错误的是
A．图A中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面
B．图B中的⑤④⑥相当于图A中的②
C．若图B所示为某农作物的根毛细胞，此时应及时灌溉
D．图B中的⑦与图A中的②通透性不同
√
6.物质的输入和输出
一、水进出细胞的原理
二、探究植物细胞的吸水和失水
三、自由扩散和协助扩散
1.该实验原理：2 条
2.实验步骤要求熟悉。
3.为什么选取洋葱鳞片叶外表皮细胞，黑藻细胞也可以作为实验材料为什么？
4.蔗糖溶液如何处理的，为什么选用0.3g/ml的蔗糖溶液？
5.由蔗糖溶液如何换成清水的？
6.该实验整个过程使用的都是低倍显微镜，细胞失水越多，细胞液的浓度越大，吸水能力
越强。
7.整个实验的过程中细胞的大小是否发生变化？
8.该实验结论是什么：3 条？
9.本实验存在几组对照实验？
9.什么样的细胞能发生质壁分离及质壁分离复原？什么样的细胞不存在该现象？
10.什么样的溶液可发生质壁分离后又自动复原：3个例子
11.蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.5 mol/L的尿素溶液中，原生质体
(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积随时间变化是怎样的？
12.成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较要求掌握
13. 植物细胞质壁分离及复原的应用：4类应用要求理解
搭建知识框架
三.探究植物细胞的吸水和失水
质壁分离原理 概念 指 和 分离
原因
实验探究 选材 具有 的成熟植物细胞。
如 、 等。
实验思路
步骤 制片→观察→滴加蔗糖溶液→ 观察→滴加清水→观察。
（引流法：在 滴入XX,在 用 引流）
①外界溶液浓度大于细胞液浓度
②原生质层是半透膜，原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
原生质层
细胞壁
中央大液泡
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
黑藻叶肉细胞
先后将紫色洋葱鳞片叶细胞浸润在清水、较高浓度的蔗糖溶液和清水中，用显微镜观察紫色中央液泡的大小和原生质层的位置变化。
盖玻片的一侧
盖玻片的另一侧
吸水纸
对照组 实验组
对照组 实验组
滴清水引流后不复原的原因：
外界溶液浓度过高，细胞失水过多死亡
质壁分离时间过长，细胞失水过多死亡
右图为一处于质壁分离状态的细胞，M1、M2表示两处溶液浓度，请比较两者大小（　　）
A.M1>M2 B.M1C.M1＝M2 D.上述三者都可能
D
注意1：此图质壁分离状态，细胞可能：
①正在质壁分离(失水) ②质壁分离结束=
③正在复原(吸水) ④已死亡。
注意3：质壁分离最大(失水最多时)，吸水能力最强。
若处于质壁分离失水过程中，则M1 M3 M2（＞，＜，＝）的浓度，而细胞的吸水能力 ，细胞体积 。
＜
＜
逐渐增强
基本不变
M1
M3
M2
M4
注意2：在细胞壁与原生质层之间的溶液是外界溶液。
下图为利用不同材料进行质壁分离实验的现象示意图。
(3)若图中B/A越小，细胞的吸水能力 （越大/越小）
(2)若所用材料为紫色洋葱管状叶的叶肉细胞， 外界溶液是滴入的0.3g/ml的蔗糖溶液，则图中1、2、3两处的主要颜色分别是 、 、 。
(1)若所用材料为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞， 外界溶液是0.3g/ml的蔗糖溶液，则图中1、2、3两处的主要颜色分别是 、 、 。
A:细胞长度
B:原生质体长度
1细胞壁与原生质层之间
2 细胞质
3 液泡
无色
紫色
无色
无色
无色
绿色
越大
1
2
3
图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是(　　)
　　
A．从图甲可见250 mmol·L－1NaCl溶液不会影响人红细胞的代谢
B．图乙中植物细胞体积的变化是先减小后增大
C．图乙中A点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最弱
D．人红细胞长时间处在300 mmol·L－1NaCl溶液中可能会死亡，图乙中的处理时间内细胞一直有生物活性
√
题型：曲线图
(2021·海南海口高三二模)取某一红色花冠的两个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞，将它们分别放置在甲、乙两种溶液中，测得细胞失水量的变化如下图1所示，液泡直径的变化如下图2所示。下列叙述正确的是(　　)
A．图1中的曲线甲、乙分别对应图2中的曲线Ⅰ、Ⅱ
B．4 min后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡
C．曲线Ⅰ的变化是细胞通过主动运输吸收溶质的结果
D．4 min后曲线Ⅱ中液泡直径不变，可能是因为水分子进出平衡
最初两种溶液浓度的大小关系为 ，
你的判断依据是 。
甲大于乙
初始阶段，甲溶液中细胞的失水速率大于乙的
4 min后乙溶液中细胞开始吸水，即发生质壁分离的复原。（ ）
3 min时，乙溶液中的物质开始进入细胞。（ ）
D
待测成熟植物细胞
一系列浓度梯度的蔗糖溶液
镜检
细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
四、质壁分离与复原实验的应用
5种溶液的浓度大小关系？
红心萝卜A、B细胞液浓度大小？
不同植物细胞
同一浓度蔗糖溶液
镜检
发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大
(2014·全国卷Ⅱ，4)将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则(　　)
A. 实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高
B. 浸泡导致f 组细胞中液泡的失水量小于b组的
C.a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组
D.使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5(mol·L－1)之间
读纵坐标
吸水
失水
越大失水越多
越小吸水越多
D
(2017·深圳调研)将甲、乙、丙三个未发生质壁分离的成熟植物细胞置于同一蔗糖溶液中，在显微镜下持续观察它们的状态，直到细胞形态不再发生变化时，三个细胞的状态如下表所示，正确是：
细胞种类 细胞状态
甲细胞 刚发生质壁分离
乙细胞 没有发生质壁分离
丙细胞 质壁分离现象明显
A.细胞形态不再发生变化是因为细胞已经死亡
B.实验前甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度关系是乙＞甲＞丙
C.实验后甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度关系是乙＜甲＜丙
D.细胞形态不再发生变化时三个细胞的细胞液浓度相等
B.因蔗糖浓度一定，质壁分离越明显,表明浓度差越大,
失水越多,丙浓度最小
C.实验后至细胞形态不再变化，说明此时甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度等于各自的外界溶液浓度
B
(2021·广东卷，13)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　)AA.比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③吸水失水吸水(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
某同学以紫色洋葱外表皮为材料，想通过质壁分离与复原实验方法来设计实验，区分渗透压几乎相同的质量分数为15%的葡萄糖溶液和30%的蔗糖溶液。该实验中能作为区分不同溶液的现象是： 。
能自动复原的一组所用溶液为葡萄糖溶液，不能自动复原的一组所用溶液为蔗糖溶液
四、质壁分离与复原实验的应用
成熟植
物细胞
不同种
类溶液
镜检
只发生
质壁分离
质壁分离
后自动复原
溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液）
溶质能透过半透膜（如KNO3溶液）
1.加清水后不复原的原因：
2.b曲线在用清水处理前即由下降趋势转为上升趋势，原因是 ，
细胞重新吸水；与之相关的细胞器有 。
四组长度为3 cm的鲜萝卜条分别使用清水、0.3 g/mL蔗糖，0.5 g/mL蔗糖，0.3 g /mLKNO3 处理，第20分钟时用清水处理，定时测量每组萝卜条的长度
外界溶液浓度过高，细胞失水过多死亡
细胞主动运输吸收K＋、NO3-离子，细胞液浓度上升
核糖体、线粒体、液泡
清水
0.3 g /mLKNO3
0.3 g/mL蔗糖
0.5 g/mL蔗糖
质壁分离后自动复原的溶液：KNO3、 NaCl、氨基酸、尿素、乙二醇、甘油
拓展 应用 6.测定细胞液浓度范围：（写出实验思路）
7.比较不同植物细胞的细胞液浓度大小：（写出实验思路）
配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，分别与同种待测植物细胞制成临时装片，显微镜下观测质壁分离的情况。细胞液的浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液之间。
用同一浓度的蔗糖溶液，分别与不同的待测植物细胞制成临时装片，显微镜下观测质壁分离的情况。相同时间内质壁分离程度大（发生质壁分离时间短）的细胞液浓度越小，反之，细胞液浓度越大。

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