2020高考生物人教(湖北)课件第二单元 第6讲

第6讲细胞的物质输入和输出

[目标要求] 1.说明物质进出细胞的方式。2.实验：(1)通过模拟实验探究膜的透性。(2)观察植物细胞的质壁分离和复原。

1．渗透作用

(1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。

(2)渗透作用产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。

2．动物细胞和植物细胞的吸水和失水

(1)动物细胞的吸水和失水

②现象

外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀；

外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩；

外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡。

(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)

①原理

②现象

a．当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞逐渐发生质壁分离现象。

b．将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度大于外界溶液浓度，植物细胞吸水，逐渐发生质壁分离复原现象。

3．物质跨膜运输的其他实例

(1)植物对无机盐离子的吸收

①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。

②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。

(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。

(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。

教材拾遗

(1)红细胞的细胞膜相当于半透膜(P61思考与讨论)：

习惯上说的半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于微粒的大小；选择透过性膜是具有活性的生物膜，其对不同物质的通过性不仅取决于分子大小，还与细胞的需求有关。因此细胞膜和半透膜类似，又有所不同。

(2)细胞壁是全透性的，水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过。(P63)

(3)轮作的意义：防止长期在同一块田里种植同种作物导致土壤肥力下降。(P64练习拓展题)

(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度(×)

(2)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜(×)

(3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用(×)

(4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核(×)

(5)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的(×)

易错警示

(1)水分子由低浓度溶液流向高浓度溶液是表观现象，实际上水分子是双向移动的，只是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。

(2)渗透平衡不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等，只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡状态。

考向一渗透作用的原理及应用分析

渗透作用实验装置的拓展应用

(1)验证渗透作用发生的条件

(2)比较不同溶液浓度的大小

(3)探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例)

1．(2019·四川成都石室中学高三入学考)下图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，水分子可以透过半透膜，而蔗糖分子则不能。当渗透达到平衡时，液面差为m。下列有关叙述正确的是()

A．渗透平衡时S1溶液的浓度等于S2溶液的浓度

B．若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m变小

C．当漏斗内外的高度差达到平衡时，没有水分子进出半透膜

D．若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，再次平衡时m将变小

答案 D

解析渗透平衡时S1液面比S2液面高，S1溶液的浓度大于S2溶液的浓度，A错误；向漏斗中加入蔗糖分子，漏斗中蔗糖溶液浓度增大，通过渗透作用进入漏斗中的水分子增加，m增大，B错误；漏斗内外的高度差达到平衡，说明进出半透膜的水分子达到动态平衡，C错误；吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，由于存在浓度差，水分子还会进入漏斗，水分将漏斗中的溶液稀释，渗透压下降，再次平衡时m将变小，D正确。

2．如图为一个渗透装置，假设溶质分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和b 平齐。下列判断正确的是()

A．如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则液面a会下降，液面b会上升

B．如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，则液面a会下降，液面b会上升

C．当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度相等

D．当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压一定相等

答案 A

解析如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则水分子主要向乙一侧扩散，液面a会下降，液面b会上升，A项正确；如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此甲的物质的量浓度大于乙，则液面a会上升，

液面b会下降，B项错误；当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，由于两侧的液面高度差可能不同，因此甲、乙溶液的浓度不一定相等，甲、乙溶液的渗透压也不一定相等，C、D项错误。

考向二动植物细胞吸水与失水的分析

如图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题：

(1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现如图所示哪种现象？分析原因。

提示会出现如图甲所示现象。将人的成熟红细胞放入清水中，由于发生渗透作用，从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水分子，因此细胞吸水。

(2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会出现如图所示哪种现象？达到平衡时，水分子进出细胞的状况是图中哪一种？

提示将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞外界溶液浓度较大，细胞失水，如图丙所示；达到平衡状态时，水分子进出细胞的速率相等，如图乙所示。

(3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间内细胞体积增大，最终会不会涨破？为什么？提示细胞不会涨破，因为植物细胞的细胞壁有支持和保护作用，所以细胞不会涨破。

3．(2020·郑州质检)将a、b、c三组红细胞分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行实验，浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。下列叙述错误的是()

A．图中所示细胞内液的渗透压，a组的比b组的高

B．浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量