必修一第四章第一讲

细胞主要靠细胞内的蛋白质、淀粉和纤维素等亲
水性物质吸收水分，叫做吸胀作用。干燥的种子
和根尖分生区的细胞，主要靠吸胀作用吸收水分。
注意：蛋白质、淀粉和纤维素的亲水性依次减弱。
②液泡形成以后，细胞主要靠渗透作用吸水：细
胞液浓度>外界溶液浓度————细胞吸水；细胞液 浓度<外界溶液浓度———细胞失水。
(4)医用的生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人
体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持 正常的形态和功能。 3．植物细胞吸水和失水的实验探究 实验中注意事项 (1)选择有大的液泡且最好液泡带有颜色的细胞 作实验材料。 (2)本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液(此浓度下既 明显出现质壁分离，又不致杀死细胞)。浓度过 高，质壁分离快，但细胞会因失水过多而死亡， 不能再进行质壁分离复原。此外，8%的食盐溶液， 5%的硝酸钾溶液等也可使用。盐酸、酒精、醋酸 等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离的溶液。
[互动探究]
点？ [提示] ①相同点：某些物质可以通过，另一些 物质不能通过。 ②不同点：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜 不一定是选择透过性膜。 要点归纳 1．番茄和水稻吸收矿 质离子的比较 科学家将番茄和水稻 分别放在含有Ca2＋、 Mg2＋和Si4＋的培养液 中培养，结果及分析 如下：
质壁分离复原
。
二、实验探究植物细胞吸水和失水 1．探究实验的一般过程 提出问题→ 作出假设 →设计实验→进行实验 →分析结 果，得出结论→ 表达和交流 →进一步探究。 2．实验原理 成熟的植物细胞的 原生质层 相当于一层半透膜， 细胞液 具有一定的浓度，能够渗透失水和吸水。
3．实验过程 制作装片 →显微镜观察→实验现象(细胞发生 质壁 分离和复原)→得出结论。 [互动探究] 在实验中为什么选择紫色洋葱磷片 叶作实验材料？ [提示] 紫色洋葱鳞片叶中有紫色的液泡，便于 实验观察。
如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许
单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液， 一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是 A．漏斗中液面开始时先 上升，加酶后又下降 B．在玻璃槽中会测到蔗 糖和蔗糖酶 C．漏斗中液面开始时先 下降，加酶后一直上升 D．在玻璃槽中会测到葡 萄糖、果糖和蔗糖酶 答案 A
2．人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点 人体甲状腺滤泡上皮细胞内碘的浓度比血液高 20～25倍，说明碘进入甲状腺滤泡上皮细胞是从 低浓度→高浓度，即逆浓度梯度。 3．微生物吸收矿物质的特点 不同微生物对不同无机盐的吸收表现出较大的差 异。 (1)不同微生物的细胞膜结构有一定的差异。 (2)不同微生物对无机盐的吸收有选择性。 (3)不同微生物对各种无机盐的需要量不同。
典例导悟
ห้องสมุดไป่ตู้利用紫色的洋葱外表皮细胞和不同浓度的蔗糖溶
液，可以探究细胞质壁分离复原。下列有关该实 验的叙述正确的是 ( B ) A．该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没 有设计对照实验 B．在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞的吸水 能力逐渐增强 C．将装片在酒精灯上加热后，再观察质壁分离 现象 D．不同浓度蔗糖溶液下发生质壁分离的细胞， 滴加清水后都能复原。
下图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液
中的示意图。下列叙述中错误的是( D ) A．若将细胞置于清水中， A基本保持不变 B．若该细胞处于40%蔗糖 溶液中，B/A值将变小 C．B/A值能表示细胞失水 的程度 D．A、B分别表示细胞和液 泡的长度
3．植物细胞的吸水和失水 (1)在成熟的植物细胞中的液体环境主要指的是 液泡 细胞 里的细胞液， 膜和 液泡膜以及两层膜之间
的 细胞质 称为原生质层，它相当于一层 半透膜 。
(2)成熟植物细胞，有大液泡，当细胞液浓度小
于外界溶液浓度，则发生质壁分离 现象；当细胞液
浓度大于外界溶液浓度时，则发生
典例导悟
将等量的、微量的NH、PO、K＋、Ca2＋共同置于
100 mL蒸馏水中，再放入一些新鲜的水稻根尖， 一段时间后，测定溶液中上述四种离子和水的含 量变化(见下表)。实验结果可以说明( A ) 项目 H2O NH+4 K＋ Ca2＋ PO43减少量 0% 23% 12% 37% 14% ①根对水的吸收和对无机盐离子的吸收是两个相 对独立的过程 ②根对无机盐离子的吸收不是等比例进行的 ③根细胞吸收无机盐离子的方式是主动运输 ④根吸收无机盐离子的过程不受温度的影响 A.只有①② B.只有①③ C.只有①②③ D.都正确
半透膜和选择透过性膜有哪些异同
(1)不同植物细胞对同
一无机盐离子、同一 植物细胞对不同无机 离子的吸收均有差异， 说明：植物细胞膜对 无机盐离子的吸收具 有选择性。
(2)水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2＋、Mg2＋
的大，造成培养液中Ca2＋、Mg2＋浓度上升；番 茄吸收水的相对速度比吸收Si4＋的大，造成培养 液中Si4＋浓度上升。说明：植物细胞在同一时间 吸收离子和吸水的量不同，即吸收离子和吸收水 是两个不同的过程
考点二;物质跨膜运输的其他实例 自主梳理 1．对无机盐的吸收实例 (1)水稻和番茄对 同一离子 的吸收量不同。 (2)水稻和番茄对 不同离子 的吸收量不同。 (3)人体甲状腺滤泡上皮细胞可以逆 相对含量梯度 从血液中吸收碘。 (4)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大 的 差异 。 2．生物膜的特性 顺相对含量梯度的，而且细胞 物质跨膜运输并不都是 对物质的输入和输出有选择性 。即细胞膜和其他生 物膜都是 选择透过性 膜。这种膜可以让 水分子 自由 通过，一些离子和 小分子 也可以通过，而其他的 离子、小分子和 大分子 则不能通过。

要点归纳
一、渗透系统的组成分析及应用
1．渗透系统的组成(如图)及特点 (1)半透膜，可以是生物性的选择透过性膜，如
细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。 (2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。 2．渗透作用的发生 (1)若S1溶液浓度大于S2，则单位 时间内由S2→S1的水分子数多于 S1→S2，外观上表现为S1液面上升； 若S1溶液浓度小于S2，则情况相反， 外观上表现为S1液面下降。 (2)在达到渗透平衡后，若存在如 图所示的液面差Δh，则S1溶液浓 度仍大于S2。
3．渗透系统的应用
(1)比较不同溶液浓度大小 漏斗内 M 烧杯内 N
溶液浓度
①若漏斗内液面上升，则M>N 现象及结论 ②若漏斗内液面不变，则M＝N ③若漏斗内液面下降，则M<N
(2)验证渗透作用发生的条件
①具有半透膜
②具有浓度差
植物细胞吸水方式
①未形成液泡的细胞，靠吸胀作用吸水：这样的
4．实例分析结论
它具有的特点是： ①水分子可以自由通过。 ②一些需要的离子和小分子也可以通过。 ③其他的离子、小分子和大分子则不能通过。 (2)物质通过生物膜的跨膜运输，有的是顺相对
(1)细胞膜和其他生物膜一样都是选择透过性膜。
含量梯度的，有的是逆相对含量梯度的。 (3)细胞对于物质输入和输出及选择性是通过细 胞膜实现的。
高中生物第一轮复习 必修一 第四章 细胞的物质输入和输出 第一讲 物质跨膜运输的实例
考点一：细胞的吸水和失水 自主梳理 一、细胞的吸水和失水 1．原理：发生 渗透作用 ，必须具备两个条件。 (1)具有 半透膜 ：水分子可以通过，而蔗糖等大 分子不能通过的膜，如 玻璃纸 (又叫赛璐玢)。 (2)膜两侧溶液具有 浓度差 。 2．动物细胞的吸水和失水(以红细胞为例：红细 胞膜相当于一层半透膜) (1)当外界溶液浓度 < 细胞质浓度时，细胞吸水 膨胀。 (2)当外界溶液浓度 > 细胞质浓度时，细胞失水 皱缩。 (3)当外界溶液浓度 ＝ 细胞质浓度时，水分进出 平衡。
水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，
可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定 浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细 胞则不着色，但将PI注射到活细胞中，则细胞核 会着色。利用PI鉴别细胞死活的基本原理是 A．死细胞与活细胞的核酸结构不同 D B．死细胞与活细胞的核酸含量不同 C．活细胞能分解染色剂PI D．活细胞的细胞膜阻止PI的进入
三、植物细胞吸水和失水的 实验探究过程及应用 1．提出问题：原生质层相 当于一层半透膜吗？ 2．假设：原生质层相当于 一层半透膜。 3．预期结果：由于原生质 层相当于一层半透膜，水分 子可以自由透过，而蔗糖分 子不能透过，因此，在清水 中植物细胞的中央液泡会变 大，细胞膨胀。

4．实验流程
5．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。

拓展
1．渗透系统组成的条件
①渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶
液浓度的大小。 ②溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度，如10%葡 萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但摩 尔浓度是10%蔗糖溶液的小，故水由蔗糖向葡萄 糖溶液移动。 2．细胞吸水和失水原理在生产生活中的应用 (1)盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造 成“烧苗”现象，因为土壤溶液浓度过高，超过 了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水甚至失水。 (2)糖渍、盐渍食品不易变质的原因是在食品外 面和内部形成很高浓度的溶液，使微生物不能在 其中生存和繁殖，所以能较长时间的保存。