2024年高考生物水进出细胞的原理和质壁分离课件(1)

06 结
水
进 出 细 胞
通 过 渗 透 作
用
模拟探究质膜透性的实验装置 探究植物细胞的吸水和失水方式
观察植物细胞的质壁分离和复原
概念： 渗透作用
发生渗透作用的条件：具有半透膜、半透膜两侧的溶液具有浓度差
细胞液浓度＜外界溶液浓度，细胞失水，质壁分离
细胞通过渗 透作用吸水 和失水
植物细胞 动物细胞
细胞液浓度＞外界溶液浓度，细胞吸水，质壁分离复原 细胞液浓度＝外界溶液浓度，吸失平衡 细胞质浓度＜外界溶液浓度，细胞失水 细胞质浓度＞外界溶液浓度，细胞吸水
细胞质浓度＝外界溶液浓度，吸失平衡
biology
Class over
一、渗透作用
评
1.概念：水分子/其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
2.渗透方向：水分子从相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
3.渗透装置 渗透压：是指溶液中溶质微粒对水的吸引力
液
面 升
Δh
高
Q1.漏斗管内的液面为什么会升高？
04
A
评
B
• 水分子在半透膜两侧的运动的方向是___双__向___的___； • A侧单位体积溶液中溶质微粒（蔗糖分子）数___多___，渗透压较
3.实验过程分析
评
清水处理
分析原因：
当外界溶液渗透压低于质壁分离细胞的细胞液渗透压时，从外界溶 液进人细胞液的水分子比从细胞液进人外界溶液的水分子多，原生 质层与细胞壁恢复贴合，细胞发生质壁分离复原。
重点模型分析
评
植物细胞在一定浓度的甘油或KNO3溶液中，会有什么变化？
（提示：甘油、K+、NO3-可以进入细胞）
段时间后，该细胞的颜色如何变化？其吸水能力又如何变化？
颜色逐渐变深。吸水能力逐渐增强。
Q3.有位同学错取了质量浓度为3 g/mL的蔗糖溶液，发现细胞发生了质壁分
离，给临时装片滴加清水并引流后几乎没有观察到质壁分离复原现象，分
析原因可能是什么？ 蔗糖溶液浓度太高，细胞过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原。
的水向哪一方移动?
第一步：将质量浓度转换为物质的量浓度
葡萄糖 蔗糖
公式：物质的量浓度=质量浓度/相对分子质量 蔗糖相对分子质量>葡萄糖相对分子质量 蔗糖物质的量浓度<葡萄糖物质的量浓度 第二步：宏观状态下判断水的移动方向 蔗糖物质的量浓度<葡萄糖物质的量浓度
蔗糖溶液水的相对含量>葡萄糖溶液水的相对含量
01 导
02 思
请同学们根据导纲上的提示，认真阅读课本并完成《基础感 知》和《深入学习》部分的内容
要求： 1.不讨论、不提问、不商量 2.思考结果用铅笔记录，有疑问的地方红笔标注 3.快速完成，限时6分钟
波浪线 三角星
：识记部分 ：重点内容
03 议
1.组长有序组织核对基础感知的答案（2min） 2.讨论深入学习部分（4min）
一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。
4.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。
三0、4 植物细胞的吸水和失水
评
1.植物细胞可看作一个渗透系统
(1)成熟植物细胞的结构
细胞壁(全透性),伸缩性比较小
细胞膜 原 细胞质 生
____高_,而B侧的溶液渗透压较_______低； • 单位时间内由低渗溶液穿膜进入高渗溶液的水分子数___多__于___
反向移动的水分子数，最终导致高渗溶液的水量增加。 • 当水分子的运动____双___向__达__到__动___态__平__衡___时，液面不变。
Q20.液4 面上升时水分子如何运动？液面平衡呢？
小0试4 牛刀
评
2.如图实验装置中，半透膜只允许水分子和单糖分子透过，向a侧
加入质量分数为5%的蔗糖溶液，向b侧加入质量分数为5%的葡萄
糖溶液，初始状态如图。则下列关于液面的变化及相关叙述正确
的是
√先降后升，b先升后降
先升后降，b先降后升
C.当液面最终停止变化时，半透膜两侧溶液浓度相等
D.当液面最终停止变化时，b侧浓度高于a侧
4.渗透平衡≠浓度相等
渗透平衡时，膜两侧水分子达到平衡状态，既不可看做没有水分子运动，也
不可看做两侧溶液浓度绝对相等，渗透平衡后，溶液浓度高的一侧液面高，
浓度差越大，液面高度差也越大
5.渗透作用的实质：从单位体积内水分子数量多的一侧通过半透膜向水分
子数量少的一侧渗透
典0例4 讲解
评
已知：装入U形管的葡萄糖与蔗糖的质量浓度相等，问U形管中
20.4现象
低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液
小于
细 外
胞 界
溶 大于 质
液
的
浓
浓
度 等于 度
评
吸水膨胀 失水皱缩 保持原状
0思4 考.讨论
评
1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于教材
P62“问题探讨”所示装置中的什么物质？ 血红蛋白是有机大分子物质，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”中的
Q70.4如果更换一个口径更大的长颈漏斗，会怎样？
评
两者溶液的浓度差无变化，因此Δh不变，但是两者之间的接触面积增
大，会使得水分子的运动速率加快，达到平衡的时间会缩短
Q8.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面会不
会升高？为什么？
不会。半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗
植物细胞在一定浓度的甘油或KNO3溶液中发生质壁分离后会自动复原，这
是因为甘油分子、KNO3能够进入细胞液，导致细胞液渗透压升高，细胞
吸水复原。
30.4实验结果分析
评
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
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。
40.4实验结论
(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；
评
(2)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
5.植物细胞发生质壁分离与复原的原因：
内因：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
外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度
Q.植物都能进行质壁分离吗？
三个条件
活细胞 中央大液泡 细胞壁
清水
低倍镜观察
评
观察质膜的位置和中央液 ①中央液泡逐渐变小（紫色加深） 泡的大小是否发生变化。 ②原生质层与细胞壁逐渐分离
20.4实验过程
制作临时装片 低倍镜观察 蔗糖溶液 低倍镜观察
清水
低倍镜观察
用引流法将临时装片中 的蔗糖溶液换成清水。
评
20.4实验过程
制作临时装片 低倍镜观察 蔗糖溶液 低倍镜观察
被动运输
水分进出细胞的方式 &
质壁分离
Passive Transport
01 导
在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液， 然后将漏斗进去盛有清水的烧杯中，使漏斗内外的液面高度相等。过一段 时间后，会出现怎样的现象？出现这样现象的原因是什么？ 玻璃纸又叫赛璐玢，是一种半透膜，水分子可以自由透过，而蔗糖分子不 能。
二0、4 动物细胞的吸水和失水
评
二0、4 动物细胞的吸水和失水
评
1.原理
发生渗透作用的条件
①具有半透膜 ②膜两侧溶液存在浓度差
①“半透膜”------细胞膜 • 两者辨析 区别：半透膜是无生命的物理屏障，是否能通过是取决于分子大小 细胞膜具有选择透过性 共性：都允许水分子通过，而不允许生物大分子通过 ②细胞质与外界溶液之间具有浓度差
评
联系生活
问题1：输液时医护人员通常用质量分数为0.9%的NaCl溶液或者质量分数 为5%的葡萄糖溶液溶解药物，为什么？ 为了保持血浆的正常渗透压
问题2：施肥时要对肥料进行充分稀释，为什么？ 以避免土壤溶液渗透压过高,造成作物失水萎蔫
问题3：将食品糖渍、盐渍或者干制，可以延长保质期，为什么？ 使微生物难以从食品中获取水分,增殖缓慢,从而延长食品的保存期
制作临时装片 低倍镜观察 蔗糖溶液 低倍镜观察
清水
低倍镜观察
主要观察液泡的大小及 原生质层的位置
评
①有紫色液泡 ②原生质层紧贴细胞壁
20.4实验过程
制作临时装片 低倍镜观察 蔗糖溶液 低倍镜观察
清水
低倍镜观察
用引流法将临时装片中 的清水换成质量分数为 30%的蔗糖溶液。
评
20.4实验过程
制作临时装片 低倍镜观察 蔗糖溶液 低倍镜观察
质壁分离——失水：细胞液浓度变大,颜色变深 质壁分离复原——吸水：细胞液浓度变小，颜色变浅
3.实验过程分析
评
的蔗 糖溶液处理
分析原因：
当外界溶液渗透压高于植物细胞的细胞液渗透压时，单位时间内从细 胞液进入外界溶液的水分子比从外界溶液进入细胞液的水分子多, 导 致细胞失水收缩，原生质层与细胞壁分开，植物细胞发生质壁分离。
现象 试剂
中央液泡变化
蔗糖溶液
变小
清水
逐渐恢复原来大小
原生质层位置变化
脱离细胞壁 恢复原位
细胞大小
基本不变 基本不变
30.4实验结果分析
评
Q1.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前后
自身对照。
Q2.紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，一
的水分子数量等于渗出的水分子数量。
Q9.尝试概括渗透作用的发生需要具备怎样的条件？
①具有半透膜
②膜两侧溶液存在浓度差 Ps:这里的浓度指的是物质的量浓度（摩尔浓 度）
总0结4
评
1.漏斗中液面上升
微观：两侧水分子均在跨膜 单位时间内漏斗中进入烧杯中的水分子数小于烧杯中 进入漏斗中的水分子数，总体表现为漏斗中液面上升 宏观：顺相对含量梯度
蔗糖分子。
2.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。
0思4 考.讨论
评
3.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。
Q4. 增加初始的蔗糖浓度，会怎样？
增加蔗糖浓度会使得两侧的浓度差/渗透压差增大，所以Δh会增加
Q5. 平衡时，内外浓度相等吗？
由于蔗糖始终不会过膜，所以即使达到平衡后，漏斗中溶液的浓度相对于开 始时有所降低，但是其浓度仍然比烧杯中的溶液浓度大
Q6.如果将半透膜换为纱布，会怎样？
蔗糖与水分子均可自由通过，长颈漏斗中溶液浓度会与烧杯中的溶液浓度相等
清水
低倍镜观察
评
主要观察液泡的大小及 原生质层的位置
①中央液泡逐渐胀大 ②原生质层逐渐贴近细胞壁
3.实验过程分析
评
紫
质壁分离
色
洋
葱 外
质壁分离复原
表 皮
细胞细壁胞与壁细与胞细膜胞的膜间的隙间充隙满充蔗满糖清溶水液
Q1.这里的“质”与“壁”分别指什么？
“质”指原生质层，“壁”指细胞壁
Q2.在质壁分离及复原的过程中，细胞液浓度如何变化？
评
液面上升时,进入漏斗中的水大于进入烧杯的水，平衡时，则进水等于出水
Q3. 长颈漏斗中的水柱会一直上升吗？为什么？
漏斗中溶液上升后产生的Δh是取决于两侧的渗透压，但是由于形成Δh，会 产生静水压（一个均质流体作用于一个物体上的压力），又会使水从漏斗进 入烧杯中。当静水压=渗透压时，水分进出达到平衡。
质 液泡膜 层
相当于“半透膜”
细胞液与外界溶液之间存在浓度差
植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。 成熟植物细胞模式图 水进出细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。
04
评
20.4实验过程
制作临时装片 低倍观察
制作紫色洋葱鳞片叶外表皮 的临时装片。
评
20.4实验过程
2.溶液浓度与水的相对含量之间的关系 溶液浓度高 水的相对含量__少__ 溶液渗透压高 水的相对含量__少__ 溶液浓度低 水的相对含量__多__ 溶液渗透压低 水的相对含量__多__
总0结4
评
3.水分子的运动规律
半透膜两侧水分子进行双向运动，液面变化是由水分子双向运动差异所导致
当液面高度不再变化时，水分子仍能进出半透膜，但进出达到平衡