【高考一轮专题复习】高考生物专题复习——第9讲《水进出细胞的原理》复习课件(全国通用)
展开动植物细胞的吸水和失水
观察植物细胞的质壁分离和复原
重温高考 真题演练
水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程,是自由扩散的一种形式
1.漏斗管内的液面为什么会升高?2.如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会升高吗?3.如果烧杯中不是清水,而是同样浓度的蔗糖溶液,结果会怎样?
单位时间内,透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量
纱布不是半透膜,无法产生渗透现象
没有浓度差,水分子进出平衡,液面也不会升高.
浓度是指:溶液中溶质的物质的量浓度,即单位体积中溶质分子的微粒数,微粒数多的溶液吸水力强。
①液面高度不发生变化,水分子双向运动速率相等, 即动态平衡。
②渗透平衡时:△h的液体重力=漏斗中溶液的吸水力
渗透过程:S2↓ S1↑
平衡后S1与S2的浓度差产生的吸水力与高度差的重力相等,S1与S2的浓度差越大,高度差就越大。
10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大,因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液移动,右侧液面升高
渗透压:溶液中溶质微粒对水的吸引力。渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。
(1)半透膜只允许水分子通过
蔗糖被水解为两分子单糖,导致左侧浓度升高,水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液移动,则左侧液面升高,最终高于右侧
(2)溶质能通过半透膜的渗透装置
S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能透过半透膜
S1和S2是同种溶质,且能透过半透膜, S1溶液浓度大于S2溶液浓度
(3)半透膜的面积不同
A、B两个漏斗中液体体积和浓度相同
最终液面高度相同,但是A漏斗的半透膜面积大,吸水快。
溶液体积大,吸收水多,液面高度大
(5)比较不同溶液浓度的大小漏斗内溶液浓度为M,烧杯内溶液浓度为N,以下为各种现象及对应的结论:
(6)探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例)
1.如图,在U形管中部c处装有半透膜,在a侧加入红色的细胞色素(相对分子质 量为13000的蛋白质)的水溶液,b侧加入清水,并使a、b 两侧液面高度一致。经过一段时间后,实验结果将是( ) A.a、b 两液面高度一致,b侧为无色 B.a、b两液面高度一致,b侧为红色 C.a液面低于b液面,b侧为红色 D.a液面高于b液面,b侧为无色
2.如图A所示的甲、乙、丙三个渗透装置中,三个漏斗颈的内径相等,漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液,且漏斗内液面高度相同,漏斗口均封以半透膜,置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同,如下表所示。图B中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。曲线1、2、3 与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是( )
A.1—乙;2—甲;3—丙B.1—丙;2—甲;3—乙C.1—甲;2—乙;3—丙D.1—丙;2—乙;3—甲
3.某实验小组为探究蔗糖分子能否透过某种半透膜,制作了如图所示的渗透装置,将该渗透装置放置3 h,观察到漏斗液面明显上升,3 h 时取烧杯内液体加入试管甲和试管乙中,再分别加入蔗糖酶和等量蒸馏水,适宜条件下处理一定时间后用斐林试剂检测,试管中甲出现砖红色沉淀,试管乙中无砖红色沉淀。下列叙述错误的是( )
A.放置3 h时,漏斗内溶液浓度大于烧杯内溶液浓度B.试管乙作为对照可排除无关变量对实验结果的影响C.当液面高度不再变化时,漏斗内液面仍高于烧杯内液面D.将实验中的蔗糖溶液换成淀粉溶液,甲试管内无砖红色沉淀
4.将生鸡蛋的大头保持壳膜完好去掉蛋壳,小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出。将蛋壳内灌入15%的蔗糖溶液,然后放在烧杯的清水中并用铅笔标上吃水线。下列分析错误的是( )A.壳膜相当于渗透装置中的半透膜B.半小时后吃水线低于烧杯的水面是由于清水渗入蛋壳所致C.若将清水换为15%的NaCl溶液,则蛋壳先上浮后下沉D.若将正常的线粒体放入清水中,则线粒体内膜先涨破
5.如图是平衡时的渗透装置,二糖不能通过半透膜,在此基础上继续实验。下列判断正确的是( )A.若向漏斗中滴入清水,平衡时m将不变B.若向漏斗中加入蔗糖分子,则平衡时m不变C.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,则平衡时m减小D.向烧杯中加入适量清水,平衡时m将增大
6.下图装置中,甲、乙、丙中分别放置了相等物质的量浓度的蔗糖溶液、麦芽糖溶液和乳糖溶液(溶液体积关系:V甲=V丙
(以哺乳动物红细胞为例)
外界溶液浓度等于细胞质浓度
外界溶液浓度 低于细胞质浓度
外界溶液浓度大于细胞质浓度
1、将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出 2、对农作物施肥过多,会造成“烧苗”现象。
1、植物细胞在什么情况下会吸水和失水? 2、什么结构相当于一层半透膜?
水又是如何进出植物细胞的呢?
(1)条件:成熟植物细胞具有中央________。(2)原理
提醒:当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时,细胞可能正在失水,可能正在吸水,可能处于平衡状态,也可能已死亡。
————————■链教材资料·发展科学思维■—————————1.(必修1 P63“思考·讨论”)当外界溶液的浓度低时,红细胞一定会由于吸水而涨破吗?试说明原因。提示:不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞质的浓度也会下降,如果外界溶液浓度不是很低,细胞质的浓度下降后与外界溶液的浓度可能达到平衡,此时,红细胞将不再吸水。
2.(必修1 P67“拓展应用”T2)温度高低会提高或降低水分通过半透膜的扩散速率吗?请你提出假设,并设计检验该假设的实验方案。材料及用具:有如图所示相同的渗透装置三个,酒精灯(或水浴锅)、冰块及用具若干。①实验假设:___________________________________________________。②实验方案设计:_____________________________________________________ __________________________________________________________ ___________________________________________________________ 。
准备如图所示的渗透装置三套,在第一组的烧杯外用酒精灯或水浴锅加热升温;第二组烧杯外加冰块降温;第三组留作对照。三组装置同时开始实验,并记录液面变化及时间
提示:温度高低会提高或降低水分子通过半透膜的扩散速率。在一定温度范围内,提高温度会加快水分子通过半透膜的速率;而降低温度则减缓水分子通过半透膜的速率。
温度高低会提高或降低水分通过半透膜的扩散速率
7.(2022·石家庄模拟)将新鲜萝卜切成大小、形状相同的细条,分别置于清水和两种渗透压相同的溶液中,浸泡一段时间后测量各组萝卜条的长度,实验结果如图。下列分析错误的是 ( )A.a组的变化是因为细胞壁具有一定的伸缩性B.c组实验后的萝卜细胞吸水能力比实验前强C.用一定的方法可在低倍镜下观察到质壁分离现象D.b组细胞在实验过程中不会发生质壁分离
8.植物体内有三个相邻的细胞a、b、c,已知它们的细胞液浓度大小关系是a>b>c,那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是( )解析:细胞液的浓度越高,则吸水能力越强,a细胞液浓度最高,c细胞液浓度最低,b细胞液浓度介于a、c细胞液浓度之间,水分的渗透方向是由c→b→a,以及由c→a。
9.将小鼠一些肝细胞放置于不同浓度的NaCl溶液中,一段时间后测定细胞体积和数量,实验结果如图。下列叙述正确的是( )A.乙曲线表明不同肝细胞内的溶液浓度并不相同B.甲曲线说明,当NaCl溶液浓度大于P时细胞开始增殖C.在NaCl溶液浓度大于Q点所对应的浓度时,细胞开始渗透失水D.当细胞体积不再发生变化时,说明细胞内外溶液的NaCl浓度相等
(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。(2)原生质层比细胞壁的伸缩性大。(3)细胞液和外界液存在浓度差,细胞能渗透吸水和失水。
实验前后形成自身对照。
活细胞、有细胞壁、有大液泡---颜色差异(紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞)
洋葱鳞片叶内表皮细胞是成熟植物细胞, 有大液泡,能发生质壁分离及复原,但液泡无色,直接观察现象不明显
黑藻是高等植物细胞,含有大液泡和大而清晰的叶绿体,能观察到质壁分离及复原现象
盖上盖玻片,制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片
撕取洋葱鳞片叶时要不带叶肉且不宜过大,避免制作装片时出现重叠和气泡,撕取后要放入载玻片上的清水中
在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液,在另一侧用吸水纸吸引
中央液泡逐渐变小,颜色变深,原生质层与细胞壁逐渐分离;细胞大小基本不变。
在盖玻片的一侧滴加清水,在另一侧用吸水纸吸引
中央液泡逐渐变大,颜色变浅,原生质层逐渐恢复到贴近细胞壁;细胞大小基本不变。
(2)结论:植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,植物细胞是通过渗透作用吸水和 失水的。
细胞液浓度越大,细胞吸水能力越强(细胞随着质壁分离的进行,吸水能力不断增强)。部分植物为了抵抗外界高浓度的不良环境,细胞会通过增加细胞液浓度,从而增加吸水能力。
10.质壁分离和复原实验可以说明或证明下列中的( )①植物细胞的死活 ②原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大 ③当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞渗透失水;反之,细胞则渗透吸水④原生质层具有选择透过性 ⑤细胞壁的主要成分是纤维素
A.①③④⑤ B.①②③④C.②③④⑤ D.①④⑤
具有活性的细胞才能发生质壁分离和复原
11.如图表示以紫色洋葱表皮细胞为实验材料,用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.3 g/mL的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表示开始用清水处理洋葱表皮),测得的该细胞原生质体体积的变化,图中代表尿素溶液处理结果的是( )
A.a B.b C.c D.d
清水:细胞吸水,细胞壁支撑保护作用
0.5 g/mL蔗糖:细胞质壁分离,蔗糖浓度过高,细胞失活,滴加清水后不能复原
0.3g/mL蔗糖:细胞质壁分离,滴加清水后质壁分离复原
0.3g/mL尿素:细胞质壁分离,能发生自动质壁分离复原
12.将细胞液浓度相同的某种植物细胞(如下图所示),置于不同浓度的蔗糖溶液中,出现如图a~d四种细胞状态,则细胞液浓度位于下列哪两个细胞之间
A.c~b B.a~cC.a~d D.d~c
根据质壁分离状态判断浓度大小a 液泡变大,细胞吸水d 液泡变小,刚刚失水c 已经发生质壁分离b 质壁分离特别明显
蔗糖溶液浓度大小a < d < c 1.(2021·湖南,3)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关B.质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁C.质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低D.1 ml/L NaCl溶液和1 ml/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
2.(2021·广东,13)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是A.比较保卫细胞细胞液浓度, ③处理后>①处理后B.质壁分离现象最可能出现在 滴加②后的观察视野中C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
3.(2020·全国Ⅱ,5)取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时,检测甲、乙两组的溶液浓度,发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高B.若测得乙糖溶液浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零C.若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离D.若测得乙糖溶液浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
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