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2024
一轮复习———第四章细胞的物质输入和输出
被动运输
渗透作用的概念P62 第三段
动物细胞的吸水和失水 P63 图4-1
细胞液的分布，原生质层的概念 P63
植物细胞的吸水和失水P65
质壁分离 P65 第6行
课前背诵
问题探讨
在一个长颈漏斗是漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如右图所示现象。
玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。
1.漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
2.如果用一层纱布（全透性）代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
3.如果烧杯中不是清水,而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
总体上，水分子进入漏斗导致水量增加，液面上升
不会，当管内的液面上升到一定高度后，管中的水柱产生的压力会加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升
不会，纱布不是半透膜，蔗糖分子和水分子都能通过
漏斗管中的液面保持不变
目录
CONTENTS
01.
渗透作用及其现象分析
02.
动物细胞和植物细胞的
吸水和失水
03.
观察植物细胞的质壁分离和复原
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
水分子可以自由通过，而蔗糖分子不能通过。
漏斗内溶液体积增大， 液面上升
蔗糖分子(太大)不能通过半透膜
水分子能透过半透膜
清水中水分子密度较大
单位时间进入漏斗的水分子数多于出来的分子数
渗透作用：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散
半透膜
膜两侧的溶液具有浓度差
条件
渗透的方向
水多
水少
一.渗透作用及其现象分析
(1)液面上升的原因：____________________________________________
__________________________________________________。
(2)液面不会一直上升的原因：因为液面上升到一定程度就会产生一个静水压(图中Δh)，当该压力和漏斗中的吸水能力相等时液面不再上升。（通过半透膜进入漏斗中的水分子和从漏斗出的水分子数相等）
单位时间由烧杯中通过半透膜进入漏斗中的水分子数>单位时间由漏斗中通过半透膜进入烧杯中的水分子数
(3)若渗透平衡后，半透膜两侧液面存在液面差，存在浓度差，Δh越大，浓度差越大
（4）平衡状态，水分子向两侧移动速率相等
图A、图B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题：
(1)图A中渗透达到平衡，半透膜两
侧 (填“有”或“没有”)水分子
的进出。
(2)图A中，若S1、S2中溶质不能通
过半透膜，则Δh不变时，S1、
S2溶液浓度的大小关系为S1 S2(填“>”“<”或“＝”)。
有
>
典例分析1
(3)在图B所示的U型玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。
①一段时间后，两管中液面的变化为左管液面 ，右管液面 (填“升高”“降低”或“不变”)。
②液面高度稳定后再同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为左管液面 ，右管液面 (填“升高”“降低”或“不变”)。
升高
降低
降低
升高
(2023·石家庄高三模拟)某同学设计的渗透装置实验如图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有蒸馏水。图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一段时间后再加入蔗糖酶(微量)。下列有关该实验描述正确的是
A.漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降
B.漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然
后下降，最后保持内外液面基本相平
C.漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后保持一定的液面差不变
D.加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖
√
典例分析2
如图为一个渗透装置，假设溶液中的分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和b平齐。下列判断正确的是
A.如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则
液面a会下降，液面b会上升
B.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者
的质量分数相同，则液面a会下降，液面b会上升
C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度相等
D.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压一定相等
√
典例分析3
渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如质量分数为10%葡萄糖溶液和质量分数为10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%蔗糖溶液的渗透压比质量分数为10%葡萄糖溶液的小，故通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动的水分子数多。
细胞吸水膨胀
外界溶液浓度_______细胞质浓度
细胞___________
外界溶液浓度_______细胞质浓度
外界溶液浓度大于细胞质浓度
细胞保持正常状态
小于
失水皱缩
等于
1.水进出动物细胞的原理
二.动物细胞和植物细胞的吸水和失水
思考·讨论
红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？
红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
红细胞吸水和失水取决于什么条件？
想一想临床上输液为什么要用生理盐水？
血红蛋白是有机大分子物质,不能透过细胞膜,它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。
是
不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降,如果外界溶液浓度不是很低,有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡,此时,红细胞将不再吸水。
取决于红细胞内外溶液的浓度差,一般情况下,浓度差越大时,细胞吸水或失水越多。
因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致,血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。
2.水进出植物细胞的原理
细胞壁
原生质层
细胞液
②
③
④
成熟的植物细胞
细胞膜
液泡膜
细胞质
二.动物细胞和植物细胞的吸水和失水
2.成熟植物细胞的吸水和失水
全透
小
细胞质
半透膜
大
液泡
二.动物细胞和植物细胞的吸水和失水
源于必修1 P63“思考·讨论”：红细胞的细胞膜相当于半透膜。习惯上说的半透膜是 薄膜，物质能否通过取决于 ；选择透过性膜是 的生物膜，其对不同物质的通过性不仅取决于 ，还与 有关。因此细胞膜和半透膜类似，又有所不同。
无生命的物理性
微粒的大小
具有活性
分子大小
细胞的需求
如图甲、乙、丙分别表示细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题：
(1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现哪幅图中的现象？并分析原因。
(2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会出现哪幅图中的现象？达到平衡时，水分子进出细胞的状况又与哪幅相同？
(3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间内细胞体积增大，最终会不会涨破？
(多选)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是
A.0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内
B.0～1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量
相等
C.2～3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的
渗透压
D.0～1 h内液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压
√
√
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验，
观察并记录结果
分析结果，得出结论
表达与交流
进一步探究
原生质层是否相当于一层半透膜？
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？
原生质层相当于一层半透膜，水分进出植物细胞是通过渗透作用。
科学探究的一般过程
提出问题
作出假设
设计实验
1.如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会 ；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 。
2.如何使细胞外溶液的浓度提高或降低？
3.如何看到细胞？需要用到什么材料和器具？
4.对实验结果做出预测——细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化？
失水
吸水
三.观察植物细胞的质壁分离和复原
探究·实践——探究植物细胞的吸水和失水
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验，
观察并记录结果
分析结果，得出结论
表达与交流
进一步探究
原生质层是否相当于一层半透膜？
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？
原生质层相当于一层半透膜，水分进出植物细胞是通过渗透作用。
实验思路：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液
和清水中，用显微镜观察液泡、原生质层、
细胞大小的变化。
科学探究的一般过程
提出问题
作出假设
设计实验
1、制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片
2、用低倍镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡的大小，以及原生质层的位置
3、从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸引流。重复几次，使洋葱鳞片叶表皮浸润在蔗糖溶液中
4、低倍镜观察：细胞的大小、液泡、原生质层的变化
5、从盖玻片的一侧滴入清水，在另一侧用吸水纸引流。重复几次，使洋葱鳞片叶表皮浸润在清水中
6、低倍镜观察：细胞的大小、液泡、原生质层的变化
洋葱鳞片叶外表皮
紫色
吸水纸
吸水纸
原生质层
液泡
（引流法）
探究·实践——探究植物细胞的吸水和失水——低倍物镜
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验，
观察并记录结果
分析结果，得出结论
表达与交流
进一步探究
科学探究的一般过程
现象 试剂 中央液泡 原生质层 的位置 细胞大小
蔗糖溶液
清水
逐渐变小，颜色变深
逐渐变大，颜色变浅
逐渐恢复原来位置
基本不变
逐渐脱离细胞壁
基本不变
三次观察 两次对照
探究·实践——探究植物细胞的吸水和失水
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验，
观察并记录结果
分析结果，得出结论
表达与交流
进一步探究
科学探究的一般过程
结论：
(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；
(2)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
细胞失水，原生质层与细胞壁分离开来
细胞吸水，与细胞壁分离的原生质层慢慢恢复原来的状态
当外界溶液浓度 > 细胞液浓度
当外界溶液浓度 < 细胞液浓度
质壁分离
质壁分离复原
探究·实践——探究植物细胞的吸水和失水
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验，
观察并记录结果
分析结果，得出结论
表达与交流
进一步探究
科学探究的一般过程
(1) 质壁分离的内因和外因：
(2) 观察质壁分离和复原，对材料的要求：
(3) 介于细胞膜与细胞壁之间的溶液：
内因：原生质层具有选择透过性
原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性
外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度
活细胞
细胞有大液泡
外界溶液浓度 > 细胞液浓度
外界溶液
探究·实践——探究植物细胞的吸水和失水
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验，
观察并记录结果
分析结果，得出结论
表达与交流
进一步探究
科学探究的一般过程
2. 如果滴加的是0.5 g/ml的蔗糖溶液， 实验结果如何？
3. 将0.3g/ml的蔗糖溶液换成适宜浓度的KNO3，
实验结果如何？
1. 植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？
发生质壁分离，但不能质壁分离复原。
（因为细胞已经严重失水而死亡了)
先质壁分离，后质壁分离自动复原。
（因为细胞能主动吸收KNO3分子）
不会。（因为细胞壁具有保护和支持的作用）
3. 可以选用黑藻或者洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验吗？
也可以使用黑藻叶片等通过观察叶绿体的分布范围，来观察植物细胞的质壁分离与复原
从盖玻片的一侧滴加含有红墨水的30%蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，使含有红墨水的蔗糖溶液慢慢进入到盖玻片下
1.质壁分离的细胞中“质”和“壁”分别指什么？
质指原生质层，壁指细胞壁
质壁分离及复原的应用
判断植物细胞的死活。
测定细胞液的浓度范围。
鉴别不同种类的溶液。
对农作物的合理灌溉。
盐碱地作物不易存活，或一次施肥过多造成“烧苗”现象。
生活中杀菌、防腐、腌制食品。
细胞壁
逐渐变小
变深
清水
逐渐变大
变浅
实验结论
(1)当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞 ，发生 。
(2)发生质壁分离的细胞，当细胞液的浓度 外界溶液的浓度时，细胞_____，发生质壁分离复原。
失水
质壁分离
大于
吸水
下图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞，请分析并回答相关问题：
(1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？为什么选此细胞？
提示　不一定。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞
液中含有色素，使液泡呈现紫色，便于观察。
(2)b的大小和颜色如何发生变化？
提示　b逐渐变小，颜色逐渐加深。
(3)该实验无独立的对照组，为什么还叫对照实验？
提示　该实验中，实验组和对照组在同一装片中先
后进行，属于自身对照。
(4)c处的溶液是什么？
提示　浓度降低的外界溶液。
(2023·江苏苏州高三模拟)用物质的量浓度为2 mol/L的乙二醇溶液和
2 mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列叙述错误的是
A.2 min后，处于蔗糖溶液中的植物细
胞其细胞壁与原生质层之间充满了
蔗糖溶液
B.前2 min，处于蔗糖溶液中的植物细
胞吸水能力不断增强
C.c点的出现是由于乙二醇进入了植物细胞
D.所有植物细胞均可发生质壁分离
√
硝酸钾 甘油 尿素会出现质壁分离自动复原
课堂小结
渗透装置
渗透作用原理
动物细胞
植物细胞
细胞膜
原生质层
半透膜
实例：
洋葱细胞
渗透吸水或失水
实例：
哺乳动物
红细胞
浓度差
半透膜
蔗糖溶液
清水

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