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(共36张PPT)
三、物质通过多种方式出入细胞
导学1　细胞的吸水与失水
细胞的代谢
第三章
知 识 点 一
知识点一　扩散和渗透
1. 扩散
(1)概念。
分子或离子从____________向____________运动的现象。
(2)结果：扩散使得该分子或离子____________，直到平衡。此后分子或离子____________，以维持平衡的状态。
(3)举例：氧、二氧化碳等____________通过扩散出入细胞，酒精、甘油等__________物质也以这种方式跨膜运输。
高浓度处
低浓度处
分布均匀
继续运动
气体分子
脂溶性
2. 渗透
(1)概念。
一般来说，水分子通过__________的扩散称为渗透。细胞经常发生渗透作用。
(2)条件：①具有_________；②膜两侧的溶液存在_________。
(3)方向：从水分子数____________的一侧进入水分子数____________的一侧。也就是溶液中的水分子从溶液中溶质的__________的一侧进入__________的一侧。
半透膜
半透膜
浓度差
相对较多
相对较少
浓度低
浓度高
3. 动物细胞的渗透作用
(1)原理：__________相当于一层半透膜；细胞质有一定浓度，与外界溶液能形成一定浓度差，动物细胞通过渗透作用吸水和失水。
(2)渗透作用对动物细胞形态的影响。
条件 结果
外界溶液浓度=细胞质浓度 细胞______________
外界溶液浓度＜细胞质浓度 细胞____________， 甚至__________
外界溶液浓度＞细胞质浓度 细胞______________
细胞膜
形态不变
吸水膨胀
涨破
失水皱缩
4. 植物细胞的渗透作用
(1)成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质相当于一层半透膜；细胞液有一定浓度，与外界溶液能形成一定浓度差，植物细胞通过渗透作用吸水和失水。
(2)渗透作用对植物细胞形态的影响。
条件 结果
外界溶液浓度=细胞液浓度 细胞______________
外界溶液浓度＜细胞液浓度 细胞____________，__________限制其过度膨胀
外界溶液浓度＞细胞液浓度 细胞_______，发生_____________
形态不变
吸水膨胀
细胞壁
失水
质壁分离
【判断正误】
(1)将人的成熟红细胞置于等渗溶液中，几乎无水分子进出细胞。
(　 　)
(2)甘油以扩散的方式通过细胞膜。 (　 　)
√
×
【例1】 (2025·丽水中学高一期末)如图所示为研究渗透作用的实验装置，蔗糖不能通过半透膜，而水分子可以通过。下列叙述中，正确的是 (　 　)
(　 　)
A. ②状态时，水分子通过渗透作用进入漏斗
B. ③状态时，水分子不再进出半透膜
C. 若升高蔗糖溶液浓度，③中漏斗的液柱高度不变
D. 从②状态到③状态，液柱上升的速率不变
A
【解析】 ②状态时，漏斗内液柱升高，水分子通过渗透作用进入漏斗，A正确；③状态时，液柱不再升高，此时水分子进出达到平衡，而非水分子不再进出半透膜，B错误；若升高蔗糖溶液浓度，半透膜两侧的浓度差变大，③中漏斗的液柱高度与之前高度相比会增加，C错误；从②状态到③状态，由于水分子不断进入漏斗内，漏斗内浓度变小，液柱上升的速率逐渐降低，D错误。
知 识 点 二
知识点二　观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象
1. 原理
植物细胞浸泡在不同浓度的溶液中，由于细胞液与外界溶液中溶质的浓度的差异，植物细胞可能因为吸水、失水引起____________的变化，这些变化可以通过显微镜观察到。
细胞形态
2. 方法步骤与结果
3. 实验结论
成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水发生____________；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水发生________________。
质壁分离
质壁分离复原
【判断正误】
(1)滴加蔗糖溶液时需将装片取下，以防污染载物台。 (　 　)
(2)质壁分离时，细胞膜及其以内部分的体积减小，液泡的体积基本不变。 (　 　)
(3)当植物细胞因渗透作用失水时，细胞膜及其以内部分会因收缩而发生质壁分离。 (　 　)
√
×
×
【例2】　如图所示为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料，观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。下列叙述中，错误的是 (　 　)
(　 　)
A. 第二次观察(d)和第一次观察(b)形成对照，第三次观察(f)和
第二次观察(d)形成对照
B. 提高蔗糖溶液的浓度会使第二次观察(d)和第三次观察(f)实验
效果更明显
C. 该实验用显微镜主要观察细胞膜及其以内部分和细胞壁的位
置、液泡的颜色和大小等
D. 如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液，则可以省去e过
程
B
【解析】 第二次观察(d)和第一次观察(b)形成对照，观察细胞质壁分离现象；第三次观察(f)与第二次观察(d)形成对照，观察细胞质壁分离复原现象，A正确；适当提高蔗糖溶液的浓度，使蔗糖溶液与细胞液的浓度差变大，可使质壁分离的速度加快，但如果蔗糖溶液浓度过高，会导致细胞失水过多而死亡，第三次观察(f)不会观察到质壁分离复原现象，B错误；在质壁分离过程中，细胞膜及其以内部分与细胞壁逐渐分开，液泡的体积
逐渐变小，液泡的颜色逐渐变深；在质壁分离复原过程中，细胞膜及其以内部分与细胞壁之间逐渐接近，液泡的体积逐渐变大，液泡的颜色逐渐变浅，因此该实验可以观察细胞膜及其以内部分和细胞壁的位置、液泡的颜色和大小等作为判断的依据，C正确；适宜浓度的KNO3溶液能让细胞发生质壁分离后自动复原，省去e过程(人为滴加清水的操作)，D正确。
自 我 检 测
1. 将不同家兔的红细胞置于同一浓度的NaCl溶液中，如图所示为水分子的跨膜运输(箭头方向表示水分子的进出，箭头粗细表示水分子进出的多少)。下列叙述中，正确的是(　 　)
(　 　)
A. 一段时间后，丙细胞吸水能力增强
B. 光学显微镜下可观察到水分子出入细胞
C. 正在发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞
D. 实验前细胞内溶液浓度由高到低排序为甲、乙、丙
C
【解析】 丙细胞处于低浓度溶液中，细胞吸水量大于失水量，故细胞质浓度逐渐降低，细胞吸水能力会减弱，A错误；光学显微镜下不能观察到水分子出入细胞，B错误；渗透作用发生的条件是具有半透膜和浓度差，正在发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞，乙细胞两侧没有浓度差，细胞吸水和失水处于动态平衡，不能发生渗透作用，C正确；据图分析可知，实验前细胞内溶液浓度由低到高排序为甲、乙、丙，D错误。
2. 如图所示为常见的两套渗透装置图(图中S1为0.3 mol·L－1的蔗糖溶液，S2为蒸馏水，S3为0.3 mol·L－1的葡萄糖溶液；已知葡萄糖、果糖能通过半透膜，但蔗糖不能通过半透膜)，两装置的半透膜面积相同，初始时液面高度一致，装置A一段时间后再加入蔗糖酶。下列叙述中，错误的是 (　 　)
(　 　)
A. 实验刚刚开始时，装置A和装置B中水分子从S2侧进入另一
侧的速度一样
B. 装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降，最终S3和S2溶液
液面持平
C. 漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后开始下降
D. 若不加入酶，装置A、B达到渗透平衡时，S1溶液浓度小于S3
溶液浓度
D
【解析】 根据渗透作用的原理，实验刚刚开始时，由于装置A和装置B中半透膜两侧的溶液浓度分别相同，所以水分子从S2侧进入另一侧的速度一样，A正确；由于葡萄糖能通过半透膜，所以装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降，最终S3和S2溶液液面持平，B正确；装置A因渗透作用，水分子进入漏斗使液面上升，加酶后，漏斗中溶液浓度继续增大，液面会继续上升，但是由于蔗糖被水解酶催化为葡萄糖和果糖，其中由于葡萄糖能透过半透膜，所以漏斗内溶液浓度减小，而烧杯中溶液浓度增大，故漏斗中液面开始下降，C正确；装置A达到渗透平衡后，由于漏斗中溶液存在势能，所以S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度，D错误。
3. 下列关于“观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象”实验的叙述，正确的是 (　 　)
A. 选材必须是活细胞，实验共需观察三次，进行两次自身前后
对照
B. 视野中不同细胞发生质壁分离的速率不受温度的影响
C. 质壁分离复原后的细胞与初始状态一定相同
D. 质壁分离复原时，水分子从胞外单向运动到胞内导致液泡变
大，紫色变浅
A
【解析】 观察植物细胞质壁分离及质壁分离复原实验中，第一次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蒸馏水中的正常状态，第二次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蔗糖溶液中的质壁分离状态，第三次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蒸馏水中的质壁分离复原状态，并进行两次前后对照，A正确；温度会影响分子的运动，故视野中不同细胞发生质壁分离的速率会受到温度的影响，B错误；质壁分离复原后的细胞与初始状态相比有可能大小不同，C错误；质壁分离复原时，水分子的运输是双向的，水分子运进细胞的速率大于运出细胞的速率，导致液泡变大，紫色变浅，D错误。
4. 将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质a溶液中，如图所示为其细胞膜及其以内部分的体积变化趋势。下列叙述中，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内细胞体积与细胞膜及其以内部分体积的变化量相等
C. 2~3 h内物质a溶液的浓度小于细胞液的浓度
D. 0~1 h内液泡中细胞液的浓度大于细胞溶胶的浓度
C
【解析】 依据曲线先下降后上升的变化趋势可知，细胞膜及其以内部分的相对体积先减小后增大，即细胞发生质壁分离后自动复原，原因是物质a通过细胞膜进入细胞内，导致细胞液浓度增加，开始吸水，逐渐发生质壁分离复原，A错误；0~1 h内，细胞膜及其以内部分的相对体积减小，即细胞发生质壁分离，此时细胞膜及其以内部分和细胞壁都收缩，但细胞膜及其以内部分收缩得更明显，细胞体积与细胞膜及其以内部分体积的
变化量不相等，B错误；2~3 h内，细胞膜及其以内部分的相对体积开始增大，即细胞发生质壁分离复原，物质a溶液的浓度小于细胞液的浓度，C正确；0~1 h内，细胞失水，发生质壁分离，液泡中的水分进入细胞溶胶中进而到达细胞外，这是一个连续的渗透失水过程，所以液泡中细胞液的浓度小于细胞溶胶的浓度，D错误。
5. 某研究小组将相同生理状况的洋葱表皮细胞分别用甲、乙、丙、丁、戊五种浓度依次改变的尿素溶液制成临时装片，然后在显微镜下进行首次观察，5分钟后进行二次观察，部分实验结果如下表所示。下列叙述中，正确的是(　 　)
尿素溶液浓度 甲 乙 丙 丁 戊
首次观察结果 无变化 无变化 无变化 无变化 无变化
二次观察结果 质壁分
离显著 质壁分
离显著 初始分
离明显 ？ 细胞
膨胀
(　 　)
A. 丁处二次观察结果一定是细胞体积无变化
B. 甲、乙、丙、丁、戊这五种尿素溶液的浓度依次增大
C. 再过一段时间后观察，乙组可能会出现质壁分离复原
D. 再过一段时间后观察，甲组不可能发生质壁分离复原，因为
细胞失水过多而死亡
C
【解析】 依题意，丁尿素浓度介于丙、戊之间，细胞介于质壁分离与吸水膨胀之间，体积增大、无变化、缩小都有可能，A错误；戊中细胞吸水膨胀，说明尿素溶液浓度小于细胞液的浓度；甲中质壁分离现象明显，细胞失水，说明尿素溶液浓度大于细胞液的浓度，所以甲、乙、丙、丁、戊五种尿素溶液浓度依次减小，B错误；尿素分子可以通过原生质层进入细胞液，使原生质层两侧的浓度差逐渐减小，过一段时间观察，乙组可能发生质壁分离复原现象，C正确；如果尿素溶液的浓度没有远远大于细胞液的浓度，细胞不会因过度失水而死亡，尿素分子可以进入细胞液导致质壁分离自动复原，D错误。

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