浙科版必修一 第三章 第二节 第1课时 扩散和渗透与动植物细胞的吸水和失水 学案.docx

第二节物质出入细胞的方式第1课时扩散和渗透与动植物细胞的吸水和失水知识内容学考要求选考要求扩散和渗透的过程bb动、植物细胞吸水和失水的过程及原因bb活动：观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原bb学习导航(1)结合实例，阐明扩散和渗透的概念及原理。(2)结合细胞的结构特点，阐明动、植物细胞的吸水和失水原理。(3)通过“活动：观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”，进一步理解植物细胞的渗透现象。方式一糖醋蒜是大家比较喜欢的一种食品，但如果只用蔗糖来腌制大蒜，糖分很难进入内部，如果与醋酸共同使用，醋酸会杀死大蒜细胞，糖分就很容易进入大蒜内部了。据此可见，物质的进进出出都要经过细胞的边界细胞膜。细胞内外的许多物质并不能自由地出入细胞，细胞膜能够对进出细胞的物质进行选择。动、植物细胞吸水和失水的原理是什么？具有什么特点？方式二2015年春，我国东北部大旱，某地区农田里的庄稼出现了严重萎蔫现象，有关部门进行紧急人工降雨后，旱情得到缓解，庄稼又恢复了挺拔。上述过程中，植物萎蔫和恢复挺拔都与水分的得失有关，植物是怎样从土壤中吸收水分的呢？除了水分外，植物还从土壤中吸收各种矿质离子，其过程又是怎样的？一、扩散和渗透1扩散分子或离子的运动实质扩散使分子分布均匀，直到平衡方向高浓度向低浓度2渗透(1)实质：水分子通过膜的扩散。(2)方向：溶液浓度低的一侧溶液浓度高的一侧(或水分子由相对较多的一侧相对较少的一侧)。(3)结果：水分子进出平衡。(4)实例红细胞吸水胀破与失水皱缩。植物细胞的质壁分离及质壁分离复原。方法技巧对渗透现象的分析(1)图示(2)原理分析(3)上述装置图中漏斗液面上升到一定程度后，不再升高的原理：h产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压差达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换率相等时，液面不再升高。3动物细胞的吸水和失水(1)当细胞内外水分子的相对数相等时，细胞无变化。(2)当细胞外水分子的相对数较多时，细胞胀破。(3)当细胞外水分子的相对数较少时，细胞皱缩。4植物细胞的吸水和失水(1)当细胞内外水分子的相对数相等时，细胞无变化。(2)当细胞外水分子的相对数较多时，细胞膨胀。(3)当细胞外水分子的相对数较少时，细胞质壁分离。归纳总结动、植物细胞均符合发生渗透作用的条件 细胞种类具备条件动物细胞成熟植物细胞半透膜细胞膜原生质层(细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质)浓度差细胞质与外界溶液细胞液与外界溶液例1如图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置的半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同，如下表所示。装置编号甲乙丙半透膜面积ss/2s蔗糖溶液体积tt2t图2中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则曲线1、2、3与甲、乙、丙三个装置的对应关系是()a1丙；2甲；3乙 b1乙；2甲；3丙c1甲；2乙；3丙 d1丙；2乙；3甲答案a解析甲、乙漏斗内盛有的是浓度相同的蔗糖溶液且体积相同，置于同一个水槽的清水中，故甲、乙漏斗液面高度最终一样高，甲的半透膜面积是乙的两倍，达到同一高度所需时间更短，甲对应曲线2，乙对应曲线3，则丙对应曲线1。易错警示有关渗透作用的三个误区(1)半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。(2)当半透膜两侧的溶液达到平衡时，是指两侧的水分子运动达到平衡，而两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。(3)水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度指的是物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是质量分数。例2(2017浙江4月学考)将家兔红细胞置于不同浓度的溶液中，水分子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进出的多少)。下列叙述正确的是()a一段时间后，甲细胞会发生质壁分离b能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞c光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出d若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中，甲细胞先破裂答案b解析实验材料用的是家兔细胞，动物细胞不存在细胞壁，不会发生质壁分离，故a错误；光学显微镜下看不到水分子的进出，故c错误；甲、乙、丙都来自该家兔的红细胞，浓度应该相同，如果放入蒸馏水中应同时破裂，故d错误；渗透作用的条件之一是具有浓度差，故选b。二、观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原1实验原理(1)成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。(2)当细胞液浓度外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。2实验步骤3实验现象及分析(1)质壁分离的表现宏观上：植物由坚挺萎蔫微观上：质壁分离(2)质壁分离的原因内因：a.原生质层具有半透性b细胞渗透失水c.外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度4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；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。实验拓展质壁分离及质壁分离复原实验的应用(1)判断成熟植物细胞的死活待测成熟植物细胞一定浓度的蔗糖溶液(2)测定成熟植物细胞液浓度待测细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度不同成熟植物细胞同一浓度的蔗糖溶液刚刚发生质壁分离时所需时间的比较比较细胞液浓度(判断质壁分离速率)。(4)比较未知浓度溶液的浓度大小同一植物的相同成熟细胞未知浓度的溶液镜检记录刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。(5)验证原生质层和细胞壁伸缩性大小成熟植物细胞蔗糖溶液发生质壁分离细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性。(6)鉴别不同种类的溶液(如kno3溶液和蔗糖溶液)同一植物的相同成熟细胞不同种类溶液(7)质壁分离复原需要将发生质壁分离的植物细胞再置于低浓度的溶液或清水中，但如果所用溶液为葡萄糖、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，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。例3在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如图所示)。下列有关叙述正确的是()a第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞溶胶区域b第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处c吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头d为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤答案b解析第一次观察时由于未滴加蔗糖溶液，细胞还没有发生质壁分离，较易观察到的是紫色的大液泡，由于此时液泡占整个细胞体积的比例较大，因此观察到的无色的细胞溶胶区域应较小，a项错误；第二次观察时已经通过引流法使紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中，可以发现首先从细胞的角隅处开始发生质壁分离，b项正确；吸水纸的主要作用是吸引蔗糖溶液或清水，使溶液浸润整个标本，c项错误；第一次显微观察是为了获得实验前的现象，以便于和实验中的现象变化进行前后对照，因此不能省略，d项错误。思维启迪本实验成功的关键(1)注意材料的选择：必须选用活的，且含有大液泡的成熟植物细胞。洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液为紫色，易于观察，是最佳的实验材料。(2)使用蔗糖溶液的浓度要适宜：浓度过小，质壁分离现象不明显，影响观察；浓度过大，会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，无法观察质壁分离复原。例4如图是某同学用洋葱紫色鳞片叶表皮细胞做“植物细胞的质壁分离及复原”的实验中所观察到的细胞图，下列叙述正确的是()a图中1、2、6组成部分具有选择透性b图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的浓度一定大于7处的浓度c图中1是细胞壁，6中充满了外界溶液d图中7是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅答案c解析图中结构1为细胞壁，2为细胞膜，3为细胞核，4为液泡膜，5为细胞质，6为外界溶液，7为细胞液。其中2、4和5组成部分具有选择透性；图中的细胞可能处于质壁分离状态，可能处于质壁分离复原状态，也可能处于动态平衡状态；在发生质壁分离过程中，细胞液颜色逐渐变深。易错警示当细胞处于质壁分离状态时，原生质层两侧的溶液浓度大小无法确定，可能为6处7处、6处c，那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是()答案c解析细胞液浓度越高，吸水能力越强，故选c。5(2017北仑区校级期中)下列关于渗透作用的应用，叙述正确的是()a将红细胞、变形虫细胞放在清水中会出现破裂现象b果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果c腌制的蔬菜之所以不容易变质是因为蔬菜脱水后含水量少，从而代谢缓慢d质壁分离的过程中植物细胞吸收水分的能力逐渐增