3.3.1 细胞的吸水与失水高一上学期生物浙科版（2019）必修1

第三章

细胞的代谢浙科版高中生物必修1第1课时细胞的吸水与失水第三章

第三节

物质通过多种方式出入细胞

学习目标1.通过对渗透作用现象进行分析，阐明渗透作用的条件及原理。2.通过“探究植物细胞的吸水和失水”实验，说明水分子进出植物细胞的原理，阐释原生质层的选择透过性与质壁分离及其复原的关系。干涩的感觉有水分渗出1、连续嗑带盐的瓜子时，你的口腔和唇的黏膜有什么感觉呢？2、包水饺用白菜做馅时，放一些盐，过一会儿发现什么现象？扩散和渗透一观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象二目录观察渗透现象，分析原因：蔗糖分子水分子蔗糖溶液清水半透膜半透膜：一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的薄膜的总称渗透1（1）概念：水分子(或其他溶剂分子)通过

的扩散，称为渗透。半透膜（2）方向：含水量高低浓度溶液渗透压低含水量低高浓度溶液渗透压高水分子是顺相对含量梯度跨膜运输渗透1（3）条件：①具有半透膜。②膜两侧溶液存在浓度差。30%蔗糖溶液清水玻璃纸分析渗透作用任务一如图是渗透装置示意图，图中半透膜是可以让小分子(如水、离子)通过、较大分子(如蛋白质、淀粉)不能通过的一类薄膜的统称，如透析膜、羊皮纸、玻璃纸等。据图回答下列问题：

(1)当溶液浓度S1＞S2时，水分子就通过半透膜由

进入

；当溶液浓度S1＜S2时，水分子就通过半透膜由

进入

。S2S1S1S2(2)在达到渗透平衡后，若存在图示的液面差Δh，则溶液浓度S1

S2，因为液面高的一侧形成的静水压会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧继续扩散。＞扩散2分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。（1）概念：图1扩散图2渗透半透膜渗透作用特指水分子或其它溶剂分子的扩散，而且是通过半透膜的扩散。从扩散和渗透作用的示意图中，可以看出两种方式有什么异同吗？扩散2氧，二氧化碳等气体分子通过扩散出入细胞，酒精，甘油等脂溶性物质也可以通过这种方式跨膜运输。扩散使得该分子或离子分布均匀，直到平衡。此后分子或离子继续运动，以维持平衡的状态（2）结果：（3）实例：动物细胞的渗透作用3

外界溶液浓度细胞质的浓度吸水膨胀失水皱缩形态不变(1)条件及现象小于大于等于(2)动物细胞的细胞膜相当于

。半透膜1.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？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。思考.讨论2.红细胞吸水和失水取决于什么条件？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。3.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？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。思考.讨论联系生活对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。盐腌制过的黄瓜,皱皱巴巴，还出水。植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？成熟植物细胞模式图细胞膜细胞质液泡膜细胞壁(全透性),伸缩性比较小细胞液与外界溶液之间存在浓度差是否满足发生渗透作用的条件原生质层细胞液半透膜两侧的溶液具有浓度差。(1)成熟植物细胞的结构植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。水进出细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。相当于半透膜？植物细胞的渗透作用4细胞壁具有全透性，伸缩性小，不影响水分的运输。植物细胞的渗透作用4

外界溶液浓度细胞液的浓度吸水膨胀质壁分离形态不变小于大于等于跟踪训练1.将不同家兔红细胞置于同一浓度的NaCl溶液中，水分子的跨膜运输如图所示(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，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√跟踪训练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存在浓度差，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。跟踪训练2.(2023·浙江北仑中学高一期中)如图为常见的两套渗透装置图(图中S1为0.3mol·L－1的蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为0.3mol·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)，两装置半透膜面积相同，初始时液面高度一致，一段时间后再向装置A的漏斗中加入蔗糖酶。下列有关叙述错误的是

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√跟踪训练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；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，但是由于蔗糖被蔗糖酶水解为葡萄糖和果糖，葡萄糖和果糖能通过半透膜，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。扩散和渗透一观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象二目录目的要求：观察描述植物细胞质壁分离及质壁分离复原现象。实验原理：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、失水引起细胞形态的变化。这些变化可以通过显微镜观察到。实验材料：紫色洋葱，水，质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液,刀片,镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，培养皿，显微镜。实验步骤：

2.观察洋葱表皮细胞的质壁分离现象。(1)先用低倍物镜观察，再用高倍物镜观察，可观察到洋葱表皮细胞中紫色的大液泡，同时还可能观察到质膜及其以内部分紧紧地贴着细胞壁。(2)从盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，重复几次后，观察细胞的变化，可发现洋葱表皮细胞发生质壁分离。(3)绘图记录一个已发生质壁分离的细胞。实验步骤：3.观察洋葱表皮细胞的质壁分离复原现象。观察到植物细胞发生质壁分离后，从盖玻片的一侧滴水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，重复几次后，观察植物细胞的质壁分离复原现象。①该实验过程共观察了3次，制作临时装片后观察，滴加蔗糖溶液后观察，再次滴加清水后观察。将结果记录在下表中。第一次观察滴加蔗糖溶液后观察再次滴加清水溶液后观察现象试剂中央液泡变化原生质层位置变化细胞大小蔗糖溶液脱离细胞壁清水逐渐恢复原来大小恢复原位基本不变基本不变变小实验结果分析：②实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的细胞状态形成对照。第一次观察滴加蔗糖溶液后观察再次滴加清水溶液后观察植物细胞发生质壁分离及质壁分离复原的原因：内因：外因：

原生质层相当于一层半透膜

原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩性外界溶液浓度>细胞液浓度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，细胞失水发生质壁分离；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复原。实验结论：观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象任务二1.如图所示是将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞先放到质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中(甲)，再放到清水中(乙)的实验过程的图解，请分析回答下列问题：(1)甲过程中，⑤的颜色及吸水能力如何变化？⑤的颜色逐渐变深；吸水能力逐渐增强。(2)甲过程中，进入①和④的物质分别是什么液体？细胞壁是全透性的，进入①的有水和蔗糖，而进入④细胞溶胶的只有水。观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象任务二1.如图所示是将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞先放到质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中(甲)，再放到清水中(乙)的实验过程的图解，请分析回答下列问题：(3)有位同学错取了质量浓度为3g/mL的蔗糖溶液，发现做完甲过程后，再做乙过程几乎没有观察到相关现象，分析原因可能是什么？蔗糖溶液浓度太高，细胞因过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原。观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象任务二2.为什么要以紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料？换成植物根尖分生区细胞是否可行？并说明理由。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有大液泡，且细胞液中有花青素，使液泡中的细胞液呈紫色，有利于观察实验现象。不可行；因为根尖分生区细胞没有中央大液泡，不会发生质壁分离。跟踪训练3.(2023·台州高一期中)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√跟踪训练观察植物细胞质壁分离及质壁分离复原实验中，第一次观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在清水中的正常状态，第二次观察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，第三次观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在清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。跟踪训练4.将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质a溶液中，发现其细胞膜及其以内部分的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是

A.0～4h内物质a没有通过细胞膜进入细胞内B.0～1h内细胞体积与细胞膜及其以内部分体积

的变化量相等C.2～3h内物质a溶液的浓度小于细胞液的浓度D.0～1h内液泡中细胞液的浓度大于细胞溶胶的浓度√跟踪训练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；0～1h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；跟踪训练2～3h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；0～1h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。夯基础查落实1.扩散：分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。2.一般来说，水分子通过半透膜的扩散称为渗透。渗透的条件：①具有半透膜；②膜两侧的溶液存在浓度差。3.渗透的方向：水分子从溶液中溶质的浓度低的一侧进入浓度高的一侧。4.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，细胞失水发生质壁分离；