渗透作用(M)

感悟拓展：
细胞吸水和失水原理在生产生活中的应用
(1)对农作物的合理灌溉，既满足了作物对水分的需要，同时也降低了土 壤溶液的浓度，有利于水分的吸收。
(2)盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是因 为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水 甚至失水造成的。
(3)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。
②膜两侧具有浓度差：
（3）探究物质能否通过半透膜（以碘和淀粉为例）：
烧杯内盛 淀粉溶液
漏斗内盛碘液
结论
变蓝 不变蓝
变蓝 不变蓝
不变蓝 变蓝 变蓝
不变蓝
碘能通过半透膜，而淀粉不能 淀粉能通过半透膜，而碘不能
淀粉和碘都能通过半透膜 淀粉和碘都不能通过半透膜
【高考警示钟】
①渗透作用模型中特别强调溶质分子不能通过半透膜.
（2）实验试剂使用：
实验材料在实验过程中必须保持一定的生理活性，高浓度溶液的浓度不能过高。
①使用浓度过高的蔗糖溶液（0.5 g/mL），质壁分离现象明显，但不能复原，因 为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。浓度过低不能引起质壁分离或质壁分 离速度太慢 ②使用质量浓度为1 mol·L-1的醋酸溶液，则不发生质壁分离及复原现象。因为醋 酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。(盐酸、酒精） 蔗糖溶液（0.3 g/mL）：能使洋葱鳞茎细胞发生质壁分离，对细胞的伤害也较小。 清水：可使质壁分离复原
(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。
五、渗透作用原理的运用 （1）判断植物细胞的生活状况； （2）判断植物细胞的细胞液浓度的大小； （3）判断外界溶液浓度的大小； （4）验证生物膜的选择透过性； （5）验证细胞膜与细胞壁的伸缩性不同； （6）判断外界溶解的成分； （7）生活中杀菌、防腐、腌制食品。
典例1 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
A 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
B.≤0.2 mol/L D.≥0.3 moL/L
2. 将人类的红血球置于不同浓度蔗糖液中，浸泡半小时之后 的结果如图。依照血球外形的变化判断蔗糖液的浓度，由高到低
排列，正确的是（ D ）
A. 甲＞乙＞丙＞丁 B. 丁＞甲＞乙＞丙 C. 丙＞丁＞甲＞乙 D. 丙＞乙＞丁＞甲
3.浸泡在一定浓度KNO3溶液中的洋葱表皮细胞，发生质 壁分离后又出现质壁分离复原，与此过程直接相关的细胞器
有( )
A.液泡
B.线粒体、液泡
C.线粒体
D.线粒体、高尔基体
【解析】选B。质壁分离与水分的流失有关，水分的流失与
液泡有关。质壁分离的自动复原与细胞吸收K+和NO3-有关， 细胞吸收K+是主动运输过程，需要消耗能量，故该过程与线
粒体有关。
Hale Waihona Puke 4.下图表示以洋葱表皮为材料，0.3g·mL-1蔗糖溶液、0.5g·mL-1蔗糖溶液、 0.3g·mL-1尿素溶液及清水进行相关实验(时间m表示开始用四种溶液分别处理洋 葱表皮；时间n表示都用清水处理洋葱表皮)，测得该细胞原生质体体积变化， 图中代表尿素溶液处理结果的是（ ）
总结：
质壁分离产生的条件：
（1）具有大液泡 （2）具有细胞壁 (3)活细胞
质壁分离产生的原因： 内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性 外因：外界溶液浓度>细胞液浓度
6．实验结论
植物细胞原生质层相当于一层半透膜,成熟的植物细胞靠渗透作用吸水。 细胞液与细胞外界溶液发生了渗透作用。
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；
结论：细胞相当于渗透装置
问题探讨：
1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？ 一般不能
2、当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
不一定，浓度差很大时会涨破 浓度差不是很大时不会涨破
3、食物较咸时，口腔和唇粘膜有什么感觉？为什么？
干燥难受的感觉，外界浓度高， 口腔和唇粘膜细胞失水
三、成熟的植物细胞的吸水和失水
4.如果烧杯中不是清水，而是同 样浓度的蔗糖溶液，结果又会 怎样？
一、渗透作用
1．渗透系统的组成(如图) 2、渗透作用发生条件：
(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。
3、渗透作用的原理： 水分子通过半透膜的扩散作用。
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。
问
1.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？
题
不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水
讨
2.如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？
论:
高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，不可能发
生质壁分离复原
3.为什么植物细胞失水时,原生质层与细胞壁不是一起变化,而是发 生质壁分离?
第四章 第一节、物质的跨膜运输实例
考点一、细胞的吸水和失水 考点二、观察植物细胞的质壁分离与复原 考点三、物质跨膜运输的其他实例
渗透现象演示
高 30%
蔗糖 溶液
清 水
低
溶液浓度
渗透现象
1.渗透作用进行时，蔗糖分子是 否通过半透膜？
2. 漏斗的液面会无限上升吗？
3.如果用一纱布代替半透膜，结 果会怎样？原因？
①未形成液泡的细胞： 靠吸胀作用吸水
吸胀作用：未形成液泡的细胞（干燥的种子和根尖分生区的细胞）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。
注意：亲水性：蛋白质>淀粉>纤维素 ②液泡形成以后的细胞：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。
高浓度溶液中:由于外界溶液浓度＞细胞质的浓度 红细胞—失——水—皱—缩——。
在等渗溶液中:由外界溶液浓度=细胞质的浓度 红细胞——吸—水—和—失—水——动。态平衡
分析结果、得出结论： 红细胞的细胞膜相当于一层半透膜
其它动物细胞吸水和失水和原理与红细胞的是一样的。
二、动物细胞的吸水和失水
（1）人成熟红细胞中发生渗透作用的条件： ①_细__胞__膜__相当于半透膜； ②_细__胞__质__与__外__界__溶__液__之间存在浓度差。
实
1.探究性实验的一般过程：根据观察到的现象，提出问
验
题→作出假设→预测结果→进行实验→分析结果得出结论
探
究
→表达交流→进一步探究。
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。
1.为探究植物A能不能移植到甲地生长，某生物学研究 性学习小组通过实验测定了植物A细胞液的浓度，实验结 果如表。为保证植物A移植后能正常生存，则甲地土壤溶
液的浓度应( A )
浓度 （mol/L）
质壁分离 状态
0.15 不分离
0.2
0.25
0.3
刚分离 显著分离 显著分离
A.≤0.15 mol/L C.≥0.2 mol/L
4．实验流程 观察指标：液泡大小、颜色及原生
质层位置的变化
原生质层紧贴细胞壁 （引流法）
低
思考：
植物细胞质 壁复原后， 仍将细胞继 续放置水中， 细胞会涨破 吗？
蔗糖 溶液
清水
中央液 泡大小
原生质层 的位置
细胞 大小
变小
逐渐恢复到 原来的位置
脱离细胞壁
逐渐恢复到 原来的位置
基本 不变
基本 不变
b过程：第二次对照 操作：低浓度溶液处理 对照：复原后状态与质壁分离状态
注意事项：
如果使用质量浓度为KNO3溶液，原生质层具有选择透过性，K+和NO3-可 被细胞吸收，使细胞液浓度增大，水分子进入细胞，所以细胞先发生质壁分 离后又自动复原。 （尿素、甘油、乙二醇等现象同上）
总结：植物细胞吸水方式
胞对不同无机盐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。
0 Mg2＋
Ca2+
Si4+ 离子
1、水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？ 2、不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？
结论：
(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。 （番茄吸收Ca2＋、Mg2＋多，吸收Si4＋少；水稻吸收Si4＋多，而吸收 Ca2＋、Mg2＋少，从营养学角度讲番茄的补钙效果比水稻好。）
(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。
5、渗透系统的应用
(1)比较不同溶液浓度大小
漏斗内
溶液浓度
M
现象及结 论
①若漏斗内液面上升，则：M>N ②若漏斗内液面不变，则：M＝N ③若漏斗内液面下降，则：M<N
烧杯内 N
（2）验证渗透作用发生的条件： ①具有半透膜：
5、植物细胞质壁分离的现象与原因：
①现象：__细__胞__壁____与___原__生__质__层__分离；
液泡：大
小
细胞液颜色：浅
深
②外因：_外__界__溶__液__浓度＞__细__胞__液__浓度，导致细胞 __失__水___； ③内因：__细__胞__壁__的__伸__缩__性__小__于__原__生__质__层___。