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(共40张PPT)
第4章　细胞的物质输入和输出
第1节　
被动运输
第1课时　
水进出细胞的原理
课时学习目标
(1)阐明细胞膜的选择透过性(结构与功能观)。
(2)举例说出细胞吸水、失水的原理(演绎与推理能力)。
目录 CONTENTS
1.渗透作用
2.细胞的吸水和失水
3.随堂检测
自主梳理
合作探究
合作探究
思维导图
自主梳理
水
1.概念
指___分子(或其他溶剂分子)通过__________的扩散。
2.渗透作用
实验装置、发生条件及现象
实验前：漏斗管内外液面高度相等；
实验后：漏斗管内液面________。
半透膜
浓度差
半透膜
升高
3.渗透作用的方向
若半透膜两侧存在浓度差，水分子从水的相对含量____的一侧向相对含量___的一侧渗透。
高
低
[微思考]
当漏斗内液面达到稳定后，是否还有水分子进出半透膜？
提示：有。此时水分子进出半透膜的速率达到平衡，故液面不再变化。
×
√
[辨正误]
(1)具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。( )
提示：发生渗透作用需要具备两个条件：具有半透膜和膜两侧存在浓度差。
(2)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。( )
提示：水分子仍会通过半透膜，只是进出水分子数相等。
(3)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。( )
提示：渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是物质的量浓度。
(4)渗透作用是扩散的一种特殊形式。( )
×
×
用半透膜封住长颈漏斗的口部，在长颈漏斗内注入蔗糖溶液，然后把漏斗放到清水中，使内外液面相平，一段时间后会出现液面上升的现象，这就是渗透现象，结合下图分析渗透现象发生的条件和原理。
(1)如果用纱布代替玻璃纸(半透膜)，漏斗管内液面还会升高吗？
提示：不会，因为纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。
(2)如果烧杯内不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，漏斗液面还会升高吗？
提示：液面不会升高，因为半透膜两侧溶液的浓度相等，单位时间内由漏斗外进入漏斗内的水分子数等于由漏斗内进入漏斗外的水分子数。
(3)漏斗管内的液面为什么会升高？
提示：单位体积的清水中水分子数大于蔗糖溶液中的水分子数，单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子多于由蔗糖溶液进入清水的水分子。
(4)如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
提示：不会，由于烧杯中与漏斗中的液体具有浓度差，即渗透压，所以水分子有进入漏斗的趋势；但是液面差ΔH会产生相应的压强，当ΔH产生的压强与渗透压平衡时，半透膜两侧水分子的交换速率相同，液面将不再升高。
(5)渗透装置中，当漏斗内溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗？
提示：不同。漏斗内液面不再上升，水分子通过半透膜的双向扩散速率相等，但漏斗内溶液浓度仍高于烧杯中溶液浓度，这是漏斗内液面升高产生的作用力加大，阻止烧杯中水分子向漏斗扩散的缘故。
1.渗透作用的原理分析
①若A侧溶质(如葡萄糖等)可以通过半透膜，B侧溶质不能通过半透膜，则最终B侧液面升高。
②若A侧和B侧溶质是同种物质且均不能通过半透膜，则最终浓度高的一侧液面升高。
③若A、B两侧溶液的溶质均能通过半透膜，则最终两侧不存在高度差。　　　
2.渗透作用中水分子的运动
(1)从微观水平分析，两溶液间的水分子进行双向流动，而我们观察到的只是水分子双向运动差异所导致的液面变化。
(2)当液面高度不再变化时，半透膜两侧的水分子仍进出，只是进出速度相同。
(3)若溶质分子能通过半透膜，则先是浓度高的一方液面升高，随后另一方液面上升，最后达到渗透平衡。
【 学以致用 】
C
1.(2024·河北唐山一中期中)下列现象中属于渗透作用的是(　　)
A.水分子通过细胞壁渗出细胞
B.K＋通过细胞膜进入细胞
C.水分子通过细胞膜进入细胞
D.葡萄糖分子通过细胞膜进入细胞
解析:细胞壁由纤维素和果胶组成，具有全透性，所以不属于渗透作用，A错误；
K＋不是溶剂分子，所以不属于渗透作用，B错误；
水分子是溶剂分子，所以通过细胞膜进入细胞属于渗透作用，C正确；
葡萄糖分子不是溶剂分子，所以不属于渗透作用，D错误。
2.(2024·江苏盐城期中)将水和一定浓度的淀粉溶液置于如图所示渗透装置。下列说法正确的是(　　)
C
A.淀粉分子可以从乙侧扩散到甲侧
B.水分子只能从甲侧进入乙侧
C.甲侧液面下降，乙侧液面上升
D.液面静止时，甲、乙两侧的浓度相等
解析:淀粉是大分子物质，不能通过半透膜，A错误；
水分子可以从甲侧进入乙侧，也可以从乙侧进入甲侧，B错误；
甲侧为水，乙侧为淀粉溶液，因此一段时间后乙侧液面会升高，甲侧液面会下降，C正确；
淀粉分子不能透过半透膜，液面静止时，甲、乙两侧的浓度仍不相等，D错误。
A.淀粉分子可以从乙侧扩散到甲侧
B.水分子只能从甲侧进入乙侧
C.甲侧液面下降，乙侧液面上升
D.液面静止时，甲、乙两侧的浓度相等
细胞膜
1.动物细胞的吸水和失水
(1)原理
①动物细胞的_________相当于一层半透膜；当外界溶液与细胞质存在浓度差时，细胞会发生吸水或失水。
②水是通过_____________进出动物细胞的。
渗透作用
(2)条件及现象
过程 条件 现象
吸水 外界溶液浓度______细胞质浓度 膨胀
失水 外界溶液浓度大于细胞质浓度 ______
平衡 外界溶液浓度_______细胞质浓度 不变
小于
皱缩
等于
2.植物细胞的吸水和失水
细胞壁
全透性
小
原生质层
大
细胞液
(1)原生质层：指细胞膜、______膜以及两层膜之间的_______。原生质层具有选择透过性，相当于一层_________。
(2)浓度差：细胞内的液体环境主要是指液泡里面的________，当它和外界溶液有浓度差时，细胞发生吸水或失水。
(3)植物细胞也是通过____________吸水和失水的。
液泡
细胞质
半透膜
细胞液
渗透作用
[微思考]
1.从原生质层的概念出发，原生质层包含细胞核吗？包含核糖体、线粒体、叶绿体和液泡吗？
提示：不包含细胞核。但包含除液泡外的细胞器。
2.质壁分离的“质”和“壁”分别代表什么？
提示：“质”代表原生质层，“壁”代表细胞壁。
×
√
[辨正误]
(1)植物细胞壁是全透性的，其作用是保护和支持细胞。( )
(2)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。( )
提示：原生质层由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质组成。
(3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用。( )
提示：动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜，当细胞质与外界溶液存在浓度差时，会发生渗透作用。
×
(4)动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨破。( )
提示：植物细胞有细胞壁的保护作用而不会吸水涨破。
(5)探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，可用肉眼直接观察。( )
提示：探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，需用显微镜观察。
×
×
1.下图为哺乳动物成熟红细胞放在不同浓度外界溶液中的变化，据图回答问题：
(1)红细胞的细胞膜________(填“是”或“不是”)半透膜，红细胞发生失水或吸水取决于________________________。水分子通过____________进出红细胞。
提示：是　红细胞内外溶液的浓度差　渗透作用
(2)结合此图分析，医生常给脱水的病人注射0.9%的生理盐水，原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：生理盐水(质量分数为0.9%的NaCl溶液)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
(3)当外界溶液的浓度低时，红细胞一定由于吸水而涨破吗？
提示：不一定，如果外界溶液浓度不是极低，有可能细胞质浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时细胞不会涨破。
2.试从细胞结构及渗透作用的条件分析，植物细胞发生吸水和失水的原因。
动植物之间的区别
(1)结构：植物细胞的细胞膜外有一层________，是全透性的，________比较小。
提示　细胞壁　伸缩性
(2)吸水后对细胞的影响：动物细胞会吸水涨破，植物细胞吸水过多________(填“会”或“不会”)涨破。
提示　不会
(3)对于成熟的植物细胞，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会________，发生____________；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会________，发生____________。
提示　失水　质壁分离　吸水　质壁分离复原
[微思考]
榨菜是重庆有名的美食，涪陵榨菜远销全国各地。在榨菜制作过程中，通过盐的腌渍，榨菜可以更加入味且不易腐败变质，这其中的生物学原理是____________________________________________________________________________________________。
提示：渗透作用使细菌失水死亡，还能使细胞膜丧失选择透过性，有利于榨菜入味
动植物细胞都能形成渗透系统
【学以致用】
3.(2024·重庆巴蜀中学期末)当根尖成熟区表皮细胞细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度时，水分子的运输情况是(　　)
A.水分子只进不出
B.水分子只出不进
C.单位时间内进入细胞的水分子数多于从细胞中出来的水分子数
D.单位时间内从细胞内出来的水分子数多于进入细胞的水分子数
C
解析:当根尖成熟区表皮细胞细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度时，会通过渗透作用吸水，但此时水分子有进有出，只是单位时间内进入细胞的水分子数多于从细胞中出来的水分子数，故A、B、D错误，C正确。
C
4.(2024·浙江青田中学期中)人体正常红细胞是两面凹陷的圆饼状，现将人的红细胞分别浸入下列装有a、b、c三种不同浓度溶液的烧杯内，一段时间后，实验结果如图所示。则a、b、c溶液初始浓度大小的比较，正确的是(　　)
A.a＞b＞c B.a＞c＞b
C.a＜c＜b D.a＜b＜c
解析:红细胞浸入a溶液中吸水膨胀，a溶液浓
度小于细胞质浓度；红细胞浸入b溶液中失
水皱缩，b溶液浓度大于细胞质浓度；红细胞浸入c溶液中保持正常形态，c溶液浓度等于细胞质浓度，所以a、b、c溶液浓度大小是a＜c＜b。
D
1.(2024·焦作一中高一月考)下列现象属于渗透作用的是(　　)
A.蔗糖在水中溶解后使水变甜 B.暴露在空气中的氯化钠潮解
C.钾离子通过原生质层 D.萎蔫的菜叶放在清水中变坚挺
解析:蔗糖在水中溶解后使水变甜，暴露在空气中的氯化钠吸水潮解，这两种现象都没有通过半透膜，不属于渗透作用，A、B错误；
钾离子不是水分子或其他溶剂分子，钾离子通过原生质层不属于渗透作用，C错误；
萎蔫的菜叶放在清水中变坚挺，细胞发生了渗透吸水，D正确。
B
2.(2024·广东茂名调研)将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，主要原因是(　　)
A.液泡膜内外溶液有浓度差 B.原生质层相当于一层半透膜
C.细胞壁是全透性的 D.水分子可以自由出入细胞
解析:细胞内原生质层主要包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质，原生质层具有选择透过性，相当于半透膜。把成熟的植物细胞放在溶液中，原生质层两侧的溶液具有浓度差，但A项说的是液泡膜内外溶液有浓度差，故错误；
C、D选项的说法虽然正确，但与题意不符。
C
3.(2024·山东日照期中)将新鲜紫色洋葱绿色叶片的叶肉细胞放入加有少量红墨水的0.3 g/mL的蔗糖溶液中，在显微镜下观察到其细胞状态如图所示。有关此时叶肉细胞的生理过程，下列相关叙述正确的是(　　)
A.细胞可能正在吸水，恢复原状
B.在该状态下的细胞，单位时间内进出的水分子数目相同
C.此时图中的①为红色，②为绿色
D.图中②和③构成的结构称为原生质层
解析:将细胞放入0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞会失水，发生质壁分离，A错误；
在图示状态下的细胞，可能继续失水，也可能达到渗透平衡，若达到渗透平衡，则单位时间内出细胞的水分子数等于进细胞的水分子数，B错误；
蔗糖可以通过细胞壁，不能通过细胞膜，因此部位①是红色的；部位②是细胞膜以内，液泡膜以外的部分，细胞膜具有选择透过性，红墨水不能通过，但②中含有叶绿体，所以部位②是绿色的(植物叶片原来的颜色)，C正确；
原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，而图中②为细胞质，③为液泡，D错误。
A.细胞可能正在吸水，恢复原状
B.在该状态下的细胞，单位时间内进出的水分子数目相同
C.此时图中的①为红色，②为绿色
D.图中②和③构成的结构称为原生质层
C
4.(2024·江苏宿迁期末)图甲、乙为两个渗透装置(装置中溶质均不能透过半透膜)。图甲是发生渗透作用时的初始状态，图乙是较长时间之后达到动态平衡的状态。下列有关叙述错误的是(　　)
A.若③为一层纱布，则不会发生此现象
B.甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度
C.图乙中溶液①与溶液②之间没有水分子运动
D.图甲到图乙过程中水柱上升速度逐渐减慢
解析:发生渗透作用的条件是具有半透膜，膜两侧溶液具有浓度差，若③为一层纱布，没有选择透过性，不会发生题图所示现象，A正确；
图甲到图乙过程中液面上升，说明初始状态时，溶液②的浓度大于溶液①的浓度，B正确；
半透膜两侧水分子达到平衡状态时仍存在水分子的双向运动，C错误；
图甲到图乙过程中膜两侧溶液浓度差逐渐减小，水柱上升速度逐渐减慢，D正确。
A.若③为一层纱布，则不会发生此现象
B.甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度
C.图乙中溶液①与溶液②之间没有水分子运动
D.图甲到图乙过程中水柱上升速度逐渐减慢第1节　被动运输
第1课时　水进出细胞的原理
课时学习目标　(1)阐明细胞膜的选择透过性(结构与功能观)。(2)举例说出细胞吸水、失水的原理(演绎与推理能力)。
一、渗透作用
1.概念
指____________分子(或其他溶剂分子)通过____________的扩散。
2.渗透作用
实验装置、发生条件及现象
实验前：漏斗管内外液面高度相等；
实验后：漏斗管内液面________。
3.渗透作用的方向
若半透膜两侧存在浓度差，水分子从水的相对含量________的一侧向相对含量________的一侧渗透。
[微思考]
当漏斗内液面达到稳定后，是否还有水分子进出半透膜？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[辨正误]
(1)具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。(　　)
(2)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。(　　)
(3)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。(　　)
(4)渗透作用是扩散的一种特殊形式。(　　)
用半透膜封住长颈漏斗的口部，在长颈漏斗内注入蔗糖溶液，然后把漏斗放到清水中，使内外液面相平，一段时间后会出现液面上升的现象，这就是渗透现象，结合下图分析渗透现象发生的条件和原理。
(1)如果用纱布代替玻璃纸(半透膜)，漏斗管内液面还会升高吗？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)如果烧杯内不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，漏斗液面还会升高吗？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)漏斗管内的液面为什么会升高？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(4)如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(5)渗透装置中，当漏斗内溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.渗透作用的原理分析
①若A侧溶质(如葡萄糖等)可以通过半透膜，B侧溶质不能通过半透膜，则最终B侧液面升高。
②若A侧和B侧溶质是同种物质且均不能通过半透膜，则最终浓度高的一侧液面升高。
③若A、B两侧溶液的溶质均能通过半透膜，则最终两侧不存在高度差。　　　
2.渗透作用中水分子的运动
(1)从微观水平分析，两溶液间的水分子进行双向流动，而我们观察到的只是水分子双向运动差异所导致的液面变化。
(2)当液面高度不再变化时，半透膜两侧的水分子仍进出，只是进出速度相同。
(3)若溶质分子能通过半透膜，则先是浓度高的一方液面升高，随后另一方液面上升，最后达到渗透平衡。
【学以致用】
1.(2024·河北唐山一中期中)下列现象中属于渗透作用的是(　　)
A.水分子通过细胞壁渗出细胞
B.K＋通过细胞膜进入细胞
C.水分子通过细胞膜进入细胞
D.葡萄糖分子通过细胞膜进入细胞
2.(2024·江苏盐城期中)将水和一定浓度的淀粉溶液置于如图所示渗透装置。下列说法正确的是(　　)
A.淀粉分子可以从乙侧扩散到甲侧
B.水分子只能从甲侧进入乙侧
C.甲侧液面下降，乙侧液面上升
D.液面静止时，甲、乙两侧的浓度相等
二、细胞的吸水和失水
1.动物细胞的吸水和失水
(1)原理
①动物细胞的________相当于一层半透膜；当外界溶液与细胞质存在浓度差时，细胞会发生吸水或失水。
②水是通过________________进出动物细胞的。
(2)条件及现象
过程 条件 现象
吸水 外界溶液浓度____细胞质浓度 膨胀
失水 外界溶液浓度大于细胞质浓度 ____
平衡 外界溶液浓度____细胞质浓度 不变
2.植物细胞的吸水和失水
(1)原生质层：指细胞膜、________膜以及两层膜之间的__________。原生质层具有选择透过性，相当于一层__________。
(2)浓度差：细胞内的液体环境主要是指液泡里面的____________，当它和外界溶液有浓度差时，细胞发生吸水或失水。
(3)植物细胞也是通过____________吸水和失水的。
[微思考]
1.从原生质层的概念出发，原生质层包含细胞核吗？包含核糖体、线粒体、叶绿体和液泡吗？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.质壁分离的“质”和“壁”分别代表什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
[辨正误]
(1)植物细胞壁是全透性的，其作用是保护和支持细胞。(　　)
(2)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。(　　)
(3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用。(　　)
(4)动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨破。(　　)
(5)探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，可用肉眼直接观察。(　　)
1.下图为哺乳动物成熟红细胞放在不同浓度外界溶液中的变化，据图回答问题：
(1)红细胞的细胞膜________(填“是”或“不是”)半透膜，红细胞发生失水或吸水取决于________________________。水分子通过____________进出红细胞。
(2)结合此图分析，医生常给脱水的病人注射0.9%的生理盐水，原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)当外界溶液的浓度低时，红细胞一定由于吸水而涨破吗？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.试从细胞结构及渗透作用的条件分析，植物细胞发生吸水和失水的原因。
动植物之间的区别
(1)结构：植物细胞的细胞膜外有一层________，是全透性的，________比较小。
(2)吸水后对细胞的影响：动物细胞会吸水涨破，植物细胞吸水过多________(填“会”或“不会”)涨破。
(3)对于成熟的植物细胞，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会________，发生____________；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会____________，发生____________。
[微思考]
榨菜是重庆有名的美食，涪陵榨菜远销全国各地。在榨菜制作过程中，通过盐的腌渍，榨菜可以更加入味且不易腐败变质，这其中的生物学原理是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
动植物细胞都能形成渗透系统
【学以致用】
3.(2024·重庆巴蜀中学期末)当根尖成熟区表皮细胞细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度时，水分子的运输情况是(　　)
A.水分子只进不出
B.水分子只出不进
C.单位时间内进入细胞的水分子数多于从细胞中出来的水分子数
D.单位时间内从细胞内出来的水分子数多于进入细胞的水分子数
4.(2024·浙江青田中学期中)人体正常红细胞是两面凹陷的圆饼状，现将人的红细胞分别浸入下列装有a、b、c三种不同浓度溶液的烧杯内，一段时间后，实验结果如图所示。则a、b、c溶液初始浓度大小的比较，正确的是(　　)
A.a＞b＞c B.a＞c＞b
C.a＜c＜b D.a＜b＜c
1.(2024·焦作一中高一月考)下列现象属于渗透作用的是(　　)
A.蔗糖在水中溶解后使水变甜
B.暴露在空气中的氯化钠潮解
C.钾离子通过原生质层
D.萎蔫的菜叶放在清水中变坚挺
2.(2024·广东茂名调研)将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，主要原因是(　　)
A.液泡膜内外溶液有浓度差
B.原生质层相当于一层半透膜
C.细胞壁是全透性的
D.水分子可以自由出入细胞
3.(2024·山东日照期中)将新鲜紫色洋葱绿色叶片的叶肉细胞放入加有少量红墨水的0.3 g/mL的蔗糖溶液中，在显微镜下观察到其细胞状态如图所示。有关此时叶肉细胞的生理过程，下列相关叙述正确的是(　　)
A.细胞可能正在吸水，恢复原状
B.在该状态下的细胞，单位时间内进出的水分子数目相同
C.此时图中的①为红色，②为绿色
D.图中②和③构成的结构称为原生质层
4.(2024·江苏宿迁期末)图甲、乙为两个渗透装置(装置中溶质均不能透过半透膜)。图甲是发生渗透作用时的初始状态，图乙是较长时间之后达到动态平衡的状态。下列有关叙述错误的是(　　)
A.若③为一层纱布，则不会发生此现象
B.甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度
C.图乙中溶液①与溶液②之间没有水分子运动
D.图甲到图乙过程中水柱上升速度逐渐减慢
第1课时　水进出细胞的原理
一、
自主梳理
1.水　半透膜
2.浓度差　半透膜　升高
3.高　低
微思考
提示：有。此时水分子进出半透膜的速率达到平衡，故液面不再变化。
辨正误
(1)×　提示：发生渗透作用需要具备两个条件：具有半透膜和膜两侧存在浓度差。
(2)×　提示：水分子仍会通过半透膜，只是进出水分子数相等。
(3)×　提示：渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是物质的量浓度。
(4)√
合作探究
(1)提示：不会，因为纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。
(2)提示：液面不会升高，因为半透膜两侧溶液的浓度相等，单位时间内由漏斗外进入漏斗内的水分子数等于由漏斗内进入漏斗外的水分子数。
(3)提示：单位体积的清水中水分子数大于蔗糖溶液中的水分子数，单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子多于由蔗糖溶液进入清水的水分子。
(4)提示：不会，由于烧杯中与漏斗中的液体具有浓度差，即渗透压，所以水分子有进入漏斗的趋势；但是液面差ΔH会产生相应的压强，当ΔH产生的压强与渗透压平衡时，半透膜两侧水分子的交换速率相同，液面将不再升高。
(5)提示：不同。漏斗内液面不再上升，水分子通过半透膜的双向扩散速率相等，但漏斗内溶液浓度仍高于烧杯中溶液浓度，这是漏斗内液面升高产生的作用力加大，阻止烧杯中水分子向漏斗扩散的缘故。
学以致用
1.C　[细胞壁由纤维素和果胶组成，具有全透性，所以不属于渗透作用，A错误；K＋不是溶剂分子，所以不属于渗透作用，B错误；水分子是溶剂分子，所以通过细胞膜进入细胞属于渗透作用，C正确；葡萄糖分子不是溶剂分子，所以不属于渗透作用，D错误。]
2.C　[淀粉是大分子物质，不能通过半透膜，A错误；水分子可以从甲侧进入乙侧，也可以从乙侧进入甲侧，B错误；甲侧为水，乙侧为淀粉溶液，因此一段时间后乙侧液面会升高，甲侧液面会下降，C正确；淀粉分子不能透过半透膜，液面静止时，甲、乙两侧的浓度仍不相等，D错误。]
二、
自主梳理
1.(1)①细胞膜　②渗透作用　(2)小于　皱缩　等于
2.细胞壁　全透性　小　原生质层　大　细胞液　(1)液泡　细胞质　半透膜　(2)细胞液　(3)渗透作用
微思考
1.提示：不包含细胞核。但包含除液泡外的细胞器。
2.提示：“质”代表原生质层，“壁”代表细胞壁。
辨正误
(1)√
(2)×　提示：原生质层由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质组成。
(3)×　提示：动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜，当细胞质与外界溶液存在浓度差时，会发生渗透作用。
(4)×　提示：植物细胞有细胞壁的保护作用而不会吸水涨破。
(5)×　提示：探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，需用显微镜观察。
合作探究
1.(1)提示：是　红细胞内外溶液的浓度差　渗透作用
(2)提示：生理盐水(质量分数为0.9%的NaCl溶液)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
(3)提示：不一定，如果外界溶液浓度不是极低，有可能细胞质浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时细胞不会涨破。
2.(1)提示　细胞壁　伸缩性
(2)提示　不会
(3)提示　失水　质壁分离　吸水　质壁分离复原
微思考
提示：渗透作用使细菌失水死亡，还能使细胞膜丧失选择透过性，有利于榨菜入味
学以致用
3.C　[当根尖成熟区表皮细胞细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度时，会通过渗透作用吸水，但此时水分子有进有出，只是单位时间内进入细胞的水分子数多于从细胞中出来的水分子数，故A、B、D错误，C正确。]
4.C　[红细胞浸入a溶液中吸水膨胀，a溶液浓度小于细胞质浓度；红细胞浸入b溶液中失水皱缩，b溶液浓度大于细胞质浓度；红细胞浸入c溶液中保持正常形态，c溶液浓度等于细胞质浓度，所以a、b、c溶液浓度大小是a＜c＜b。]
随堂检测
1.D　[蔗糖在水中溶解后使水变甜，暴露在空气中的氯化钠吸水潮解，这两种现象都没有通过半透膜，不属于渗透作用，A、B错误；钾离子不是水分子或其他溶剂分子，钾离子通过原生质层不属于渗透作用，C错误；萎蔫的菜叶放在清水中变坚挺，细胞发生了渗透吸水，D正确。]
2.B　[细胞内原生质层主要包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质，原生质层具有选择透过性，相当于半透膜。把成熟的植物细胞放在溶液中，原生质层两侧的溶液具有浓度差，但A项说的是液泡膜内外溶液有浓度差，故错误；C、D选项的说法虽然正确，但与题意不符。]
3.C　[将细胞放入0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞会失水，发生质壁分离，A错误；在图示状态下的细胞，可能继续失水，也可能达到渗透平衡，若达到渗透平衡，则单位时间内出细胞的水分子数等于进细胞的水分子数，B错误；蔗糖可以通过细胞壁，不能通过细胞膜，因此部位①是红色的；部位②是细胞膜以内，液泡膜以外的部分，细胞膜具有选择透过性，红墨水不能通过，但②中含有叶绿体，所以部位②是绿色的(植物叶片原来的颜色)，C正确；原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，而图中②为细胞质，③为液泡，D错误。]
4.C　[发生渗透作用的条件是具有半透膜，膜两侧溶液具有浓度差，若③为一层纱布，没有选择透过性，不会发生题图所示现象，A正确；图甲到图乙过程中液面上升，说明初始状态时，溶液②的浓度大于溶液①的浓度，B正确；半透膜两侧水分子达到平衡状态时仍存在水分子的双向运动，C错误；图甲到图乙过程中膜两侧溶液浓度差逐渐减小，水柱上升速度逐渐减慢，D正确。]限时练12　水进出细胞的原理
(时间:30分钟　分值:60分)
选择题:第1~14题,每小题3.5分,共49分。
【基础对点】
知识点1　渗透作用
1.下列现象中不属于渗透作用的是 (　　)
水通过红细胞膜
干大豆种子吸水
玫瑰枝条吸水
萎蔫蔬菜在清水中变坚挺
2.(2024·长郡中学调研)下列现象属于渗透作用的是 (　　)
①水分子通过植物细胞的细胞壁　②水分子或其他溶剂分子通过细胞膜　③蔗糖分子通过细胞壁
④水分子或其他溶剂分子通过液泡膜　⑤水分子或其他溶剂分子通过原生质层　⑥暑天新鲜蔬菜在空气中萎蔫
②④⑥ ②⑤⑥
②④⑤ ①③⑤
3.(2024·江西九江质检)渗透作用是指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜,从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。渗透作用发生的条件是 (　　)
有半透膜即可
有浓度即可
有浓度差即可
有半透膜及其两侧要存在浓度差
4.(2024·河南洛阳一高检测)透析袋通常是由半透膜制成的袋状容器。现将质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液装入透析袋,再放入清水中,实验装置如图所示。30 min后,会发现 (　　)
试管中的液体浓度减小
试管中的液体浓度增大
透析袋胀大
透析袋缩小
5.(2024·长春高一检测)将生鸡蛋的大头保持壳膜完好去掉蛋壳,小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出。将蛋壳内灌入质量分数为15%的蔗糖溶液,然后放在烧杯的清水中并用铅笔标上吃水线。下列分析错误的是 (　　)
壳膜相当于渗透装置中的半透膜
半小时后吃水线低于烧杯的水面是由于清水渗入蛋壳所致
若将清水换为质量分数为15%的NaCl溶液,则蛋壳先上浮后下沉
水分子进出壳膜达到平衡后,将不再发生移动
6.(2024·太原市高一期中)如图甲烧杯中是5%的淀粉溶液,图乙烧杯中是5%的葡萄糖溶液,将装有蒸馏水的透析袋分别放入图甲、乙烧杯中(水分子和葡萄糖分子能通过透析袋的膜),放置1 h后,下列叙述正确的是 (　　)
图甲烧杯中透析袋外的淀粉溶液浓度不变
图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖溶液浓度降低
图甲烧杯中透析袋内的液体加入碘液后呈蓝色
图乙烧杯中透析袋内的液体加入斐林试剂后呈砖红色
知识点2　细胞的吸水和失水
7.一次施肥过多,作物会变得枯萎发黄,俗称“烧苗”,其原因是 (　　)
根细胞从土壤中吸收的养分过多
土壤溶液浓度大于细胞液浓度
土壤溶液浓度小于细胞液浓度
土壤溶液浓度等于细胞液浓度
8.在保持细胞存活的条件下,蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图所示。若将处于B浓度溶液中的萝卜条移入A浓度溶液中,则该萝卜条的质量将 (　　)
不变 增大
减小 先增后减
9.(2024·广东湛江调研)将家兔红细胞甲、乙、丙(细胞内部溶液浓度相等)分别置于三种不同浓度(a、b、c)的溶液中,水分子的跨膜运输示意图如下(箭头方向表示水分子的进出,箭头粗细表示水分子出入的多少)。下列说法正确的是 (　　)
据图可知,三种溶液浓度c甲细胞发生了渗透吸水现象
光学显微镜下可以观察到乙细胞有水分子进出
如果把丙细胞换成洋葱表皮细胞,则其会涨破
10.(2024·襄阳四中期中)若如图表示植物细胞渗透作用的图解,下列说法错误的是 (　　)
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
一定条件下,活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水
当溶液浓度甲>乙时,细胞发生渗透失水,当溶液浓度乙>甲时,细胞发生渗透吸水
当溶液浓度甲=乙时,细胞处于动态平衡状态,水分子停止进出细胞
11.(2024·山东菏泽高一期末)将人的口腔上皮细胞置于生理盐水中观察其形态结构,下列有关叙述正确的是 (　　)
可用蒸馏水替代生理盐水,细胞仍然维持正常形态
置于生理盐水中时,没有水分子进出细胞
在高浓度的盐溶液中,口腔上皮细胞会发生质壁分离
在高浓度的盐溶液中,口腔上皮细胞会失水皱缩
【综合提升】
12.(2024·江西南昌高一期中)哺乳动物细胞在0.9%的NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后取出制成临时装片,用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是 (　　)
在高于0.9%的NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
在0.9%的NaCl溶液中,红细胞保持正常形态是由于此时没有水分子进出细胞
在低于0.9%的NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀,甚至破裂
渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
13.(2024·长春市质检)淡化海水可以采用反渗透技术。反渗透技术通过对半透膜一侧的海水施加压力,让水分子可以通过半透膜,但其他物质不能通过,如图所示。下列说法错误的是 (　　)
动物细胞的细胞膜和植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
反渗透技术淡化海水时,水分子从低浓度溶液移向高浓度溶液
反渗透技术淡化海水一段时间后,图中淡水一侧的液面上升
在未施加压力的情况下,水分子总体从淡水向海水移动
14.(2024·吉林长春期末)某生物兴趣小组的同学将A、B两种植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中,培养相同时间后检测其质量变化,结果如图所示。下列相关叙述错误的是 (　　)
甲浓度条件下,A植物细胞的细胞液浓度变大
乙浓度条件下,B植物细胞的吸水能力变小
由图可知,实验前B植物成熟叶片的细胞液浓度大于A植物
五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙<戊<甲<丁<乙
15.(11分)(2024·河南名校联考)图1为研究渗透作用的实验装置示意图;图2表示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞处在某浓度的外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。图3是选用蔗糖作为实验材料,用U形管所做的渗透实验。请据图回答下列问题:
(1)(2分)图1中的渗透作用发生需要两个条件:①有半透膜,②a和b之间存在　　　　　。当液面上升到最大高度后处于静止状态时,　　　　　(填“有”或“无”)水分子通过半透膜进入漏斗中。
(2)(5分)细胞处于图示状态时,A、B处的浓度关系为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(1分)植物细胞质壁分离是指　　　　和细胞壁的分离。
(4)(3分)图3实验结果说明蔗糖分子不能通过半透膜。某同学想继续探究蔗糖水解产物能否通过半透膜,他向b管中滴加了两滴一定浓度的蔗糖酶(可水解蔗糖形成两分子单糖),并在适宜温度下水浴保温一段时间,观察实验现象并预测实验结果:
①一段时间后,若发现a、b两管的液面高度差继续增大,直至最后稳定不变。请分析造成此现象的原因有:滴加蔗糖酶后使b侧溶液浓度　　　　　;蔗糖被水解,其产物　　　　　(填“能”或“不能”)通过半透膜。
②一段时间后,若发现b管液面先上升后下降,直至b侧液面仅略高于a侧后不再变化。为使两侧液面等高,应进行的操作是在a管中滴加等量的　　　　。
限时练12　水进出细胞的原理
1.B　[渗透作用指的是水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜，从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧扩散的现象，干大豆种子吸水属于吸胀吸水，B正确。]
2.C　[植物细胞的细胞壁属于全透性的，不属于半透膜，则水分子通过扩散进入细胞壁，①错误；细胞膜相当于半透膜，水分子或其他溶剂分子通过细胞膜属于渗透作用，②正确；蔗糖分子不属于溶剂分子，细胞壁也不属于半透膜，③错误；液泡膜相当于半透膜，水分子或其他溶剂分子通过液泡膜属于渗透作用，④正确；原生质层相当于半透膜，水分子或其他溶剂分子通过原生质层属于渗透作用，⑤正确；新鲜蔬菜在空气中萎蔫是水的蒸发，⑥错误，故属于渗透作用的是②④⑤。]
3.D　[渗透作用发生必须具备两个条件：半透膜和半透膜两侧的溶液具有浓度差，D正确。]
4.C　[蔗糖不能通过半透膜，试管内液体为清水，浓度不变，A、B错误；根据渗透作用发生的条件，由于透析袋内为蔗糖，使得透析袋内外两侧具有浓度差，因此水分子进入透析袋内的速率大于水分子从透析袋内流出的速率，导致透析袋胀大，C正确，D错误。]
5.D　[本实验中壳膜相当于渗透装置中的半透膜，A正确；由于壳膜内的浓度大于外界溶液的浓度，外界清水透过壳膜进入到壳膜内的蔗糖溶液中，导致蛋壳下沉，吃水线低于烧杯的水面，B正确；若将清水换为质量分数为15%的NaCl溶液，由于壳膜内的浓度小于外界溶液的浓度，壳膜内的水就透过壳膜进入壳膜外，导致蛋壳上浮，由于Na＋和Cl－都可以通过半透膜，因此半透膜两侧的浓度差很快消失，壳膜外的水就透过壳膜进入壳膜内，导致蛋壳下沉，C正确；水分子进出壳膜达到平衡后，水分子仍会进出壳膜，D错误。]
6.B　[图甲烧杯中透析袋外的淀粉溶液浓度大于透析袋内蒸馏水的浓度，由于淀粉不可以通过透析袋，所以水分子从透析袋扩散进入烧杯，导致透析袋外的淀粉溶液浓度降低，A错误；图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖可以进入透析袋，而透析袋内的水分子可以扩散进入烧杯，所以烧杯中水分子增多，葡萄糖分子减少，图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖溶液浓度降低，B正确；由于淀粉不可以通过透析袋，所以图甲烧杯中透析袋内没有淀粉，加入碘液后不会出现蓝色，C错误；图乙烧杯中葡萄糖可以进入透析袋，葡萄糖是还原糖，所以图乙烧杯透析袋内的液体加入斐林试剂后需水浴加热才可以呈现砖红色，D错误。]
7.B　[一次施肥过多，使土壤溶液浓度大于细胞液浓度，根细胞不能通过渗透作用吸水。]
8.B　[从题图中可以看出：A点表示水分子进出细胞达到平衡状态，B点细胞处于失水状态，当把B浓度溶液中的萝卜条移入A浓度溶液中后，细胞吸水，该萝卜条的质量将增大。]
9.A　[甲细胞进入细胞的水分子少于出细胞的水分子，因此甲细胞处于高浓度溶液中，细胞失水量大于吸水量，甲细胞发生了渗透失水现象，B错误；光学显微镜下可观察到细胞体积的变化，不能观察到水分子的进出，C错误；若把丙细胞换成洋葱表皮细胞，植物细胞膜外有细胞壁，对细胞起支持和保护作用，则该细胞不会涨破，D错误。]
10.D　[植物的原生质层相当于半透膜；当溶液浓度甲>乙时，细胞发生渗透失水；当溶液浓度乙>甲时，细胞发生渗透吸水；当溶液浓度甲＝乙时，此时处于动态平衡状态，水分子进出细胞的速率相等。]
11.D　[用蒸馏水替代生理盐水，细胞会吸水膨胀，甚至涨破，A错误；置于生理盐水中时，水分子进出细胞处于动态平衡，B错误；口腔上皮细胞无细胞壁，不会发生质壁分离，C错误；在高浓度的盐溶液中，口腔上皮细胞会失水皱缩，D正确。]
12.C　[红细胞没有细胞壁，不会发生质壁分离，A错误；在0.9%的NaCl溶液中，红细胞保持正常形态是因为此时水分子进出红细胞处于动态平衡，B错误；在低于0.9%的NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀，甚至破裂，C正确；渗透作用是指水分子从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行的扩散，D错误。]
13.B　[反渗透技术通过对半透膜一侧的海水施加压力，让水分子可以通过半透膜，故淡化海水时，水分子从高浓度溶液移向低浓度溶液，B错误。]
14.B　[甲浓度条件下，A植物细胞失水，细胞液浓度变大，A正确；乙浓度条件下，B植物细胞失水，其细胞液浓度变大，细胞的吸水能力变大，B错误；在甲浓度蔗糖溶液中，A植物细胞失水，B植物细胞保持原状，说明实验前B植物成熟叶片的细胞液浓度大于A植物，C正确；B植物细胞在甲浓度蔗糖溶液中保持原状，说明其细胞液浓度与甲浓度蔗糖溶液相当，在乙、丁浓度蔗糖溶液中失水且在乙浓度下失水程度大于丁，说明乙浓度蔗糖溶液大于丁浓度蔗糖溶液，而在丙、戊浓度蔗糖溶液中吸水且在丙浓度下吸水程度大于戊，说明戊浓度蔗糖溶液大于丙浓度蔗糖溶液，即五种蔗糖溶液的浓度关系为丙<戊<甲<丁<乙，D正确。]
15.(1)浓度差　有　(2)A>B或A解析　(1)渗透作用发生需要具备的两个条件：①有半透膜，②半透膜两侧的溶液(如图1中a和b)之间存在浓度差，当液面上升到最大高度后处于静止状态时，半透膜两侧溶液中的水分子进出半透膜处于动态平衡状态，因此有水分子通过半透膜进入漏斗中。(2)图2所示的细胞处于质壁分离状态，可能正处于质壁分离复原的过程中，也可能是正处于质壁分离的过程中，或已经达到渗透平衡，因此A、B处的浓度关系为A>B或A

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