1、第第6讲讲 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出学习目标学习目标1.区分区分“扩散扩散”和和“渗透渗透”2.渗透作用的现象分析渗透作用的现象分析3.植物细胞的质壁分离和复原植物细胞的质壁分离和复原一、一、“扩散扩散”和和“渗透渗透”请判断下列现象请判断下列现象扩散现象扩散现象渗透现象渗透现象半透膜、半透膜两侧存在浓度差半透膜、半透膜两侧存在浓度差思考：思考：1.发生渗透作用需要什么条件呢？发生渗透作用需要什么条件呢？2.“扩散扩散”和和“渗透渗透”到底有什么区别呢？到底有什么区别呢？渗透作用渗透作用必须有必须有选择透过性膜选择透过性膜(半透膜半透膜)，扩散则，扩散则不一不一定需要定需要；扩
2、散适用于各种物质，渗透；扩散适用于各种物质，渗透仅指溶剂分子仅指溶剂分子。墨墨汁汁液面升高液面升高蔗糖溶液蔗糖溶液清水清水有什么特性？有什么特性？二、渗透装置的现象分析二、渗透装置的现象分析思考：思考：3.漏斗内液面上升的原因是什么？漏斗内液面上升的原因是什么？判断：判断：渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度比浓度单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数。蔗糖溶液进入清水中的水分子数。水分子：低浓度溶液水分子：低浓度溶液高浓度溶液高浓度溶液物质的量浓度物质的量浓度4
3、.漏斗内液面不会一直升高的原因是什么？漏斗内液面不会一直升高的原因是什么？二、渗透装置的现象分析二、渗透装置的现象分析随着液面的不断上升，漏斗内液体的压强越来越大，随着液面的不断上升，漏斗内液体的压强越来越大，从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速率加快，从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速率加快，水分子水分子进出漏斗的速率越来越接近进出漏斗的速率越来越接近，直至完全相等，漏斗内，直至完全相等，漏斗内液面不再升高，此时水分子的进出达到相对平衡。液面不再升高，此时水分子的进出达到相对平衡。见见步步P315.液面不再升高时，半透膜两侧的浓度是否相等？液面不再升高时，半透膜两侧的浓度是否相等？否否若渗透平衡后
4、，半透膜若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面高度差两侧液面仍存在液面高度差，则半透膜两侧溶液就存在浓度差，且则半透膜两侧溶液就存在浓度差，且液面高的一侧溶液面高的一侧溶液浓度高液浓度高。二、渗透装置的现象分析二、渗透装置的现象分析二、渗透装置的现象分析二、渗透装置的现象分析例例1：漏斗内溶液浓度为漏斗内溶液浓度为M，烧杯内溶液浓度为，烧杯内溶液浓度为N，请请根据根据下下列现象判断列现象判断M与与N 的大小关系：的大小关系：判断：判断：在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，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水分子不再通过半透膜例例2：如如图为研究渗透作用的实验装
5、置，漏斗内溶液图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，水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，液面差为到平衡时，液面差为m。下列有关叙述正确的是。下列有关叙述正确的是二、渗透装置的现象分析二、渗透装置的现象分析A.渗透平衡时渗透平衡时S1溶液的浓度等于溶液的浓度等于S2溶液的浓度溶液的浓度B.若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m变小变小C.当漏斗内外的高度差达到当漏斗内外的高度差达到平衡时，没有水分子进出半平衡
6、时，没有水分子进出半透膜透膜D.若吸出漏斗中高出烧杯液若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，再次平衡时面的溶液，再次平衡时m将将变小变小大于大于变大变大二、渗透装置的现象分析二、渗透装置的现象分析例例3：如图为一个渗透装置，假设溶质分子或离子不能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，液面通过半透膜，实验开始时，液面a和和b平齐。下列判断平齐。下列判断不正确的是不正确的是A.如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则液面度低于乙，则液面a会下降，液面会下降，液面b会会上升上升B.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液
7、，两者的质量分数相同，则液糖溶液，两者的质量分数相同，则液面面a会上升，液面会上升，液面b会下降会下降C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度不一定相等的浓度不一定相等D.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液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的渗透压一定相等Da和和b液面可以不持平液面可以不持平(2013江苏高考江苏高考)下图为研究渗透作用的实验装置，下图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：请回答下列问题：(1)漏斗内溶液漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液和漏斗外溶液(S2)为两种不同为两种不同浓度的
8、蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗渗透平衡时的液面差为透平衡时的液面差为h，此时，此时S1和和S2浓度大小浓度大小关系为关系为_。(2)图中半透膜模拟的是图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的成熟植物细胞中的_，两者在物质透过功能上的两者在物质透过功能上的差异是差异是_。S1S2原生质层原生质层原生质层具有生物活性，能主原生质层具有生物活性，能主动转运有关物质，而半透膜只动转运有关物质，而半透膜只是利用孔径大小控制物质进出是利用孔径大小控制物质进出 三、动物细胞和植物细胞的吸水和失水三、动物细胞和植物细胞的吸水和失水思考：思考：为什么说动植物细胞可看做一个渗透
9、装置？为什么说动植物细胞可看做一个渗透装置？因为动植物细胞都具有因为动植物细胞都具有“半透膜半透膜”结构，细胞结构，细胞内外也存在浓度差。内外也存在浓度差。动物细胞动物细胞植物细胞植物细胞原生质层原生质层细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡膜液泡膜细胞液细胞液三、动物细胞和植物细胞的吸水和失水三、动物细胞和植物细胞的吸水和失水当细胞处于下列状态时，写出该细胞内外浓度的关系当细胞处于下列状态时，写出该细胞内外浓度的关系外界溶液外界溶液小于小于细胞质浓度细胞质浓度外界溶液外界溶液大于大于细胞质浓度细胞质浓度外界溶液外界溶液等于等于细胞质浓度细胞质浓度外界溶液外界溶液大于大于细胞液细胞液浓度浓度外界溶液外界
10、溶液小于小于细胞液细胞液浓度浓度外界溶液外界溶液等于等于细胞液细胞液浓度浓度例例4：将同一批红细胞均分到不同浓度的氯化钠溶液中将同一批红细胞均分到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。进行实验，浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。下列叙述错误的是下列叙述错误的是()A.图中所示细胞内液的渗透压，图中所示细胞内液的渗透压，a组的比组的比b组的高组的高B.浸泡过程中浸泡过程中a组细胞失水量小于组细胞失水量小于c组细胞失水量组细胞失水量C.若向若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能会组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能会皱缩后恢复原状皱缩后恢复原状D.上述实验中引起
11、细胞形态的改变而消耗上述实验中引起细胞形态的改变而消耗ATP的数量的数量比较：比较：cba三、动物细胞和植物细胞的吸水和失水三、动物细胞和植物细胞的吸水和失水D不消耗不消耗三、动物细胞和植物细胞的吸水和失水三、动物细胞和植物细胞的吸水和失水源于必修源于必修1 P61“与生活的联系与生活的联系”：为什么吃比较咸的食：为什么吃比较咸的食物时，口腔和唇感觉比较干？物时，口腔和唇感觉比较干？这是因为与细胞内液相比，外界溶液浓度高，口腔这是因为与细胞内液相比，外界溶液浓度高，口腔上皮细胞失水导致的。上皮细胞失水导致的。源于必修源于必修1 P64“与社会的联系与社会的联系”：浓度低的饮料可以用：浓度低的饮
12、料可以用来补充体内水分，而浓度高的饮料不能很好地起到补来补充体内水分，而浓度高的饮料不能很好地起到补充体内水分的作用，是因为充体内水分的作用，是因为_。过高浓度的饮料反而会导致细胞失水过高浓度的饮料反而会导致细胞失水施肥过多时，会出现施肥过多时，会出现“烧苗烧苗”现象的原理是什么？现象的原理是什么？施肥过多，施肥过多，土壤中的离子浓度超过了作物细胞液的浓土壤中的离子浓度超过了作物细胞液的浓度度，使作物，使作物细胞失水发生质壁分离细胞失水发生质壁分离，宏观上表现为植，宏观上表现为植物的萎蔫，这就是我们所说的烧苗现象。物的萎蔫，这就是我们所说的烧苗现象。四、植物细胞的质壁分离和复原四、植物细胞的质
13、壁分离和复原当外界溶液当外界溶液大于大于细胞液细胞液浓度浓度质壁分离质壁分离现象现象“质质”指原生质层；指原生质层；“壁壁”指细胞壁指细胞壁a.成熟的成熟的活的活的植物细胞的原生质层植物细胞的原生质层相当于一层半透膜相当于一层半透膜b.原生质层壁细胞壁的伸缩性大原生质层壁细胞壁的伸缩性大c.细胞液比外界溶液浓度低细胞液比外界溶液浓度低质壁分质壁分离复原离复原4.1 质壁分离和复原的原理质壁分离和复原的原理思考：思考：1.1.质壁分离的质壁分离的“质质”和和“壁壁”分别指的是什么？分别指的是什么？2.质壁分离发生的原因是什么？质壁分离发生的原因是什么？3.质壁分离过程中，细胞液的浓度如质壁分离过
14、程中，细胞液的浓度如何变化？细胞的吸水能力如何变化？何变化？细胞的吸水能力如何变化？变大变大变强变强四、植物细胞的质壁分离和复原四、植物细胞的质壁分离和复原4.2 质壁分离和复原的实验步骤质壁分离和复原的实验步骤紧贴细胞壁紧贴细胞壁逐渐变小逐渐变小变深变深清水清水逐渐变大逐渐变大变浅变浅四、植物细胞的质壁分离和复原四、植物细胞的质壁分离和复原4.2 质壁分离和复原的实验步骤质壁分离和复原的实验步骤思考：思考：1.实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗胞吗？不一定。但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞不一定。但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液
15、泡呈现一定的颜色，更有液中含有色素，使液泡呈现一定的颜色，更有利于观察。利于观察。判断：判断：a.在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可观察紫色在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可观察紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离（）b.黑藻叶肉细胞质壁发生分离时，缩小的绿色结构的黑藻叶肉细胞质壁发生分离时，缩小的绿色结构的边界是液泡膜（边界是液泡膜（）细胞膜细胞膜液泡体积及颜色的变化；原生质层与细胞壁是否分离液泡体积及颜色的变化；原生质层与细胞壁是否分离2.通过显微镜，主要观察那些指标通过显微镜，主要观察那些指标4.该实验是否存在对照，如何体现？该实验是否存在对照，如何体现？3.质壁分离
16、首先发生在细胞的那些部位？质壁分离首先发生在细胞的那些部位？前后相互对照前后相互对照细胞的四个角的位置细胞的四个角的位置四、植物细胞的质壁分离和复原四、植物细胞的质壁分离和复原4.2 质壁分离和复原的实验步骤质壁分离和复原的实验步骤5.选用选用0.3g/mL的硝酸钾溶液进行实验，结果又会如的硝酸钾溶液进行实验，结果又会如何？若选用盐酸进行实验，实验结果又会如何？何？若选用盐酸进行实验，实验结果又会如何？0.3g/mL的硝酸钾溶液进行实验，细胞首先出现质壁分的硝酸钾溶液进行实验，细胞首先出现质壁分离，随着细胞通过离，随着细胞通过主动运输主动运输，吸收吸收K+、NO3-，细胞液细胞液浓度增大浓度增
17、大，当浓度大于外界浓度，细胞吸水，当浓度大于外界浓度，细胞吸水发生质壁发生质壁分离复原分离复原。改用盐酸进行实验，细胞会被盐酸杀死，不出现质改用盐酸进行实验，细胞会被盐酸杀死，不出现质壁分离及其复原现象。壁分离及其复原现象。步步P35左上方左上方例例5：（14上海卷）上海卷）以紫色洋葱鳞叶为材料进行细胞质以紫色洋葱鳞叶为材料进行细胞质壁分离和复原的实验，原生质层长度和细胞长度分别用壁分离和复原的实验，原生质层长度和细胞长度分别用X和和Y表示（如图表示（如图6），在处理时间相同的前提下），在处理时间相同的前提下A同一细胞用不同浓度蔗同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，糖溶液处理，X/Y值越小，则值越
18、小，则紫色越浅紫色越浅B同一细胞用不同浓度蔗糖同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，溶液处理，X/Y值越大，则所值越大，则所用蔗糖溶液浓度越高用蔗糖溶液浓度越高四、植物细胞的质壁分离和复原四、植物细胞的质壁分离和复原C不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，值越小，则越易复原则越易复原D不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，值越大，则细胞的正常细胞液浓度越高则细胞的正常细胞液浓度越高四、植物细胞的质壁分离和复原四、植物细胞的质壁分离和复原4.3 质壁分离和复原实验拓展和应用质壁分离和复原实验拓展和应用(1)判断成熟植物细胞
19、的死活判断成熟植物细胞的死活(2)测定细胞液浓度范围测定细胞液浓度范围步步P35四、植物细胞的质壁分离和复原四、植物细胞的质壁分离和复原4.3 质壁分离和复原实验拓展和应用质壁分离和复原实验拓展和应用步步P35(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度(4)比较未知浓度溶液的浓度大小比较未知浓度溶液的浓度大小例例6：正确的实验往往能达到特定的目的。下列各项正确的实验往往能达到特定的目的。下列各项中，不能通过植物细胞质壁分离实验达到相关实验中，不能通过植物细胞质壁分离实验达到相关实验目的的是目的的是A.判断成熟的植物细胞的死活判断成熟的植物细胞的死活B.原生质层比细胞
20、壁的伸缩性大原生质层比细胞壁的伸缩性大C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水成熟的植物细胞能进行渗透吸水D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞水分子可以通过通道蛋白进入细胞四、植物细胞的质壁分离和复原四、植物细胞的质壁分离和复原步步P35.T12例例7：取某一红色花冠的取某一红色花冠的2个大小相同、生理状态相似个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞，将它们分别放置在甲、乙两种溶液中的花瓣细胞，将它们分别放置在甲、乙两种溶液中（过程保证细胞活性）（过程保证细胞活性），测得细胞失水量的变化如测得细胞失水量的变化如图图 1，液泡直径的变化如图，液泡直径的变化如图 2，下列叙述正确的是，下列叙述正确的是A.第第4分
21、钟前甲溶液中花瓣细胞的失水速率小于乙溶分钟前甲溶液中花瓣细胞的失水速率小于乙溶液液B.第第4分钟后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡分钟后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡四、植物细胞的质壁分离和复原四、植物细胞的质壁分离和复原C.图图2中曲线中曲线和图和图 1 中甲溶液中细胞失中甲溶液中细胞失水量曲线对应水量曲线对应D.甲、乙两种溶液的甲、乙两种溶液的浓度不同，溶质种类浓度不同，溶质种类可能相同可能相同C大于大于发生质壁分离复原发生质壁分离复原不可能不可能步步P35.T13例例8：图曲线表示完全相图曲线表示完全相同的两个植物细胞分别放同的两个植物细胞分别放置在置在 a、b 溶液中，细胞溶液中，细胞失
22、水量的变化情况。相关失水量的变化情况。相关叙述不正确的是（叙述不正确的是（）A.该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行B.若若 b 溶液的浓度稍增大，则曲线中溶液的浓度稍增大，则曲线中 B 点右移点右移C.两条曲线的差异是由于两条曲线的差异是由于 a、b 溶液浓度不同导致溶液浓度不同导致D.6 min 时取出两个细胞用显微镜观察，均可看到质时取出两个细胞用显微镜观察，均可看到质壁分离现象壁分离现象四、植物细胞的质壁分离和复原四、植物细胞的质壁分离和复原Cb b溶液中的溶质能被细胞通过主动运输吸收溶液中的溶质能被细胞通过主动运输吸收例例9：（2021广东
23、高考真题）广东高考真题）保卫细胞吸水膨胀使植物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，图为操作及观装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（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，处理后比较保卫细胞细胞液浓度，处理后处理后处理后B质壁分离现象最可能出现在滴加后的观察视野中质壁分离现象最可能出现在滴加后的观察视野中C滴加后有较多水分子进入保卫细胞滴加后有较多水分子进入保卫细胞D推测推测3种蔗糖溶液浓度高低为种蔗糖溶液浓度高低为
24、四、植物细胞的质壁分离和复原四、植物细胞的质壁分离和复原A小于小于例例10：取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度等分成两份，分别放入浓度(单位为单位为g/mL)相同的甲糖相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组(甲糖的相甲糖的相对分子质量约为乙糖的对分子质量约为乙糖的2倍倍)。水分交换达到平衡时，。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。度升高。在此期间叶细胞和溶液
25、之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是据此判断下列说法错误的是步步P36.T12四、植物细胞的质壁分离和复原四、植物细胞的质壁分离和复原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甲组D四、植物细胞的质壁分离和复
26、原四、植物细胞的质壁分离和复原例例11：2014新课标全国卷新课标全国卷将某植物花冠切成大小和形将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为状相同的细条，分为a、b、c、d、e和和f组组(每组的细条每组的细条数相等数相等)，取上述，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则交换，则()A实验后，实验后，a组液泡中的溶质浓度比组液泡中的溶质浓度比b组的高组的高B浸泡导致浸泡导致f组细
27、胞中液泡的失水量小于组细胞中液泡的失水量小于b组的组的Ca组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于大于b组组D使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.40.5 molL1之间之间四、植物细胞的质壁分离和复原四、植物细胞的质壁分离和复原D吸水吸水失失水水低低大于大于吸水吸水失失水水四、植物细胞的质壁分离和复原四、植物细胞的质壁分离和复原题图中题图中ef增大外界蔗糖溶液的浓度后，细条长度基本增大外界蔗糖溶液的浓度后，细条长度基本不变的原因可能：不变的原因可能：_。将上述各组得到的花冠细条放入清水中，一定能发生将上述各组得到的花冠细条放入清水中，一定能发生质壁分离复原的是质壁分离复原的是_。外界蔗糖溶液浓度过大，细胞过度失水而死亡外界蔗糖溶液浓度过大，细胞过度失水而死亡d
