资源简介

(共11张PPT)
第6讲　水分进出细胞的原理
第二单元　细胞代谢
内容标准细化 核心素养
1.理解渗透作用的条件及原理
2.阐明质膜具有选择透过性
3.实验：观察植物细胞的质壁分离和复原 生命观念 细胞膜和其他生物膜是一种选择透过性膜。通过总结物质跨膜运输方式与细胞结构的关系，进一步认识生物体结构与功能相适应的特点。
科学思维 运用渗透模型理解水进出细胞的原理。结合图示和图表，掌握不同跨膜运输方式的特点及意义，提升比较归纳能力。
科学探究 结合“探究植物细胞的吸水和失水”培养学生的科学探究及动手实践能力。
目标要求
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PART
10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液较多，右侧液面升高
液面不变
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。
1.渗透作用模型辨析
（1）半透膜只允许水分子通过
加蔗糖酶
蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液较多，则左侧液面升高，最终高于右侧
液面稳定后，将右侧液面高出部分吸走
右侧液面继续升高并达到新的平衡
1.渗透作用模型辨析
（1）半透膜只允许水分子通过
S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能透过半透膜
S1溶液
S2溶液
半透膜
S1和S2是同种溶质，且能透过半透膜， S1溶液浓度大于S2溶液浓度
S1溶液
S2溶液
半透膜
①由于半透膜两侧存在浓度差，由S2 →S1的水分子数多于S1 →S2的。导致S1液面上升。
②随后S1中的溶质透过半透膜进入S2 ，浓度差逐渐减小，S1和S2的溶液浓度相等，液面持平。
1.渗透作用模型辨析
（2）溶质能透过半透膜
【思考探究】1.对于动、植物细胞来说，单位时间内水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？为什么？
提示：不一定。对于动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的浓度相等；但植物细胞有细胞壁的支持、保护作用，单位时间内水分子进出植物细胞的数量相等时，有可能细胞液浓度略大于细胞外溶液浓度。
【思考探究】2.现有A、B、C三瓶外观一样但没有标签的溶液，已知三种溶液是质量浓度为0.1 g/mL的蔗糖溶液、0.3g/mL的蔗糖溶液和0.1g/mL的葡萄糖溶液。某同学利用如图所示的装置设计了两组实验（注：图中半透膜允许溶剂和葡萄糖分子通过，不允许蔗糖分子通过）
实验Ⅰ：同时将等量的A液和B液分别放入U形管的左、右两侧，一段时间后，左侧的液面升高；
实验Ⅱ：同时将等量的B液和C液分别放入U形管的左、右两侧，一段时间后，液面发生了变化：右侧先升高后降低。
根据实验结果判断A、B、C三瓶溶液分别是什么？
提示：A瓶为0.3 g/mL的蔗糖溶液；B瓶为0.1 g/mL的蔗糖溶液；C瓶为0.1 g/mL的葡萄糖溶液
1.实验过程
2.实验分析
(1)材料选择：
活细胞、有细胞壁、有大液泡---颜色差异
洋葱鳞片内表皮细胞是成熟植物细胞， 有大液泡，能发生质壁分离及复原，但液泡无色，直接观察现象不明显
(2)其他材料：黑藻叶片
放入高浓度溶液中发生质壁分离
看到一团绿色的结构（含叶绿体）向内收缩，能观察到液泡体积的变化，但不能观察到液泡颜色的变化
黑藻是高等植物细胞，含有大液泡和大而清晰的叶绿体，能观察到质壁分离及复原现象
2.实验分析
【思考1】在质壁分离及复原过程中，原生质层的位置、中央液泡大小、细胞大小及细胞吸水能力各有什么变化？
【思考2】在质壁分离过程中，细胞液、细胞质基质及外界溶液的渗透压大小关系如何？
【思考3】若植物细胞发生质壁分离后自动复原，其原因是什么？这与右图中的哪条曲线相符？
质壁分离过程中，细胞大小基本不变，细胞吸水能力逐渐增强
提示：细胞液渗透压<细胞质基质渗透压<外界溶液渗透压
提示：实验所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，细胞会因吸水引起质壁分离后的自动复原。
对点练习：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（即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内液泡中的渗透压大于细胞质基质的渗透压
C
【解析】由图可知，原生质体的相对体积先变小后变大，所以该植物细胞发生了质壁分离与复原。0~4 h内细胞发生自动复原，说明物质A能进入细胞，A项错误；0~1 h内细胞发生质壁分离，细胞失水，原生质体伸缩性比细胞壁的伸缩性大，所以细胞体积与原生质体体积的变化量不相等，B项错误；2~3 h内细胞发生质壁分离复原，细胞吸水，物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压，C项正确；0~1 h内细胞发生质壁分离，细胞失水，液泡中的渗透压小于细胞质基质的渗透压，D项错误。
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澄清概念
1.渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比（ ）
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.成熟的植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核（ ）
4.质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行（ ）
5.成熟的植物细胞发生质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐减小（ ）
1.×　提示：该浓度是指物质的量浓度。
2.×　提示：半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子的扩散达到平衡。
3.×　提示：原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
4.×　提示：质壁分离过程中水分子扩散是双向进行的。
5.×　提示：发生质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐变大。

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