生物必修1《分子与细胞》第1节 细胞中的元素和化合物图片ppt课件

第1节　被动运输

第1课时　细胞吸水和失水

一、渗透现象的原理及条件

渗透作用

(1)含义：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。

(2)方向：从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。

(3)渗透作用具备的两个条件

(ⅰ)具有③半透膜。

(ⅱ)膜两侧①②具有浓度差。

二、细胞的吸水和失水

1．动物细胞的吸水和失水

(1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜。

(2)条件及现象

2.植物细胞的吸水和失水

(1)成熟植物细胞的结构

(2)原理和现象

①外界溶液浓度大于细胞液浓度时，发生质壁分离现象。

②外界溶液浓度小于细胞液浓度时，发生质壁分离复原现象。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．植物细胞的细胞液是指细胞内的液体。 (　　)

2．渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。 (　　)

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．水分子通过细胞壁的扩散称为渗透作用。 (　　)

提示：1.×　液泡中的液体才称为细胞液。

2．×　渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是物质的量浓度。

3．×　动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜，能发生渗透作用。

4．×　细胞壁是全透的，不能相当于半透膜，水分子通过细胞壁的扩散，不能称为渗透作用。

　渗透现象的原理及条件

1．渗透现象的分析

(1)图示

(2)原理分析

(3)分析上图②可知：Δh产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换速率相等时，液面不再升高。

2．半透膜、选择透过性膜以及生物膜的区别

深化探究：1.如果渗透实验中，烧杯内不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，漏斗管内液面还会升高吗？

提示：漏斗管内液面不会升高，因为半透膜两侧溶液没有浓度差。

2．渗透实验中，液面高度差H会不会一直升高，为什么？

提示：不会。漏斗管中的液面升高时，液体产生的静水压也随之变大，当静水压增大到和渗透压相等时(以半透膜为界，二者的方向相反，静水压向外、渗透压向内)，单位时间内透过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等。因此，液面高度差不会一直升高。

3．如果渗透实验中，半透膜的面积增大一倍，其他条件不变，液面高度差H会不会变化？达到H的时间会不会变化？

提示：半透膜两侧溶液的浓度差不变，液面高度差H不会变，但是由于半透膜面积增大，因此达到H的时间会变短。

1.右图为渗透装置示意图，a、b分别为不同浓度的蔗糖溶液。据图判断，下列叙述错误的是(　　)

A．若c为一层纱布，则不会发生此现象

B．实验开始时，c两侧的溶液浓度大小是a>b

C．实验过程中漏斗管内的液面先上升后保持稳定

D．当漏斗管内的液面停止上升时，水分子进出漏斗达到动态平衡

B　[纱布不能作为半透膜，则漏斗内的蔗糖会扩散到外界溶液中，浓度差无法维持，液面不会上升，A项正确；由图知，b漏斗液面上升，故实验开始时溶液浓度大小是b>a，B项错误；实验过程中漏斗管内的溶液浓度较大，水分子进入漏斗内的多于从漏斗出来的，液面先上升，达到一定高度后液面不再上升，水分子进出漏斗达到动态平衡，C、D项正确。]

2．某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为  (　　)

B　[仔细观察题图，长颈漏斗内为蔗糖溶液，实验开始后长颈漏斗内部液面将上升，由于实验初始阶段半透膜内外溶液浓度差较大，所以液面上升速率较大。随着液面高度的增大，液柱抑制水分渗入的作用力逐渐增大，当与浓度差促进水分渗入的作用力达到平衡时，液面不再上升。此时，水分子通过半透膜的渗入与渗出达到平衡。]

有关渗透现象的两点提醒

(1)两溶液间的水分子进行双向运动，实际观察到的只是水分子双向运动差异所导致的液面变化。

(2)当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。

　细胞的吸水和失水

1．动植物细胞都是渗透系统

2．渗透作用的应用

(1)比较不同溶液浓度的大小

(2)判断细胞质浓度或者细胞液浓度

将动植物细胞放在不同浓度的溶液中，观察细胞的吸水和失水状态，可以根据细胞的形态判断细胞液或细胞质浓度的大小。

3．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，都是由土壤溶液浓度过高，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高浓度的溶液使微生物(如细菌)不能生存和繁殖，从而能较长时间保存食物。

(4)医用生理盐水浓度为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。

1．猫的红细胞置于质量分数为0.9%的NaCl溶液中，能维持细胞的正常形态，原因是(　　)

A．细胞被固定

B．细胞膜的选择透过性被改变

C．水分不再出入细胞

D．水分进出细胞达到平衡

D　[红细胞置于生理盐水中，因细胞质的浓度等于外界溶液的浓度，水分进出细胞达到平衡，细胞形态维持正常。]

2．下列有关原生质层的叙述，不正确的是    (　　)

A．植物细胞去掉细胞壁后的部分是原生质层

B．植物细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质

C．植物细胞原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大

D．植物细胞的原生质层相当于一层半透膜

A　[植物细胞去掉细胞壁后的部分是原生质体，A错误；植物细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质，B正确；原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大，C正确；植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，D正确。]

[课堂小结]

1．疟原虫可以寄生在红细胞内，使人患疟疾，要判断一个人是否患疟疾，应取血样放在什么溶液中制片检查(　　)

A．0.9%的盐水　　 B．清水

C．浓盐水     D．0.1%葡萄糖溶液

B　[疟原虫寄生在红细胞内不易检查，因此要判断一个人是否患疟疾，应取血样放在清水中，使红细胞吸水涨破，释放出疟原虫，B项正确，A、C、D三项均错误。]

2．图1表示两种物质扩散的图解，图2为甲、乙两个实验装置，则实验结果应是(　　)

图1　　　　　　图2

A．图2的甲中水柱a将持续上升

B．图2的甲中水柱a将先上升后下降

C．图2的乙中水柱b上升到一定高度后维持不变

D．图2的乙中水柱b将先上升后下降

D　[由于图2中的甲中的淀粉不能透过半透膜，所以图2中的甲中的液面高度先上升，达到一定高度后保持不变；图2中的乙装置漏斗中葡萄糖溶液浓度大，导致液面上升，由于葡萄糖分子能够通过半透膜，导致半透膜两侧浓度差降低，所以漏斗中液面又会降低，最后液面平衡。]

3．将人的红细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡半小时之后的结果如图所示，依照红细胞外形的变化判断蔗糖溶液的浓度，由高到低排列，正确的是   (　　)

A．甲>乙>丙>丁     B．丁>甲>乙>丙

C．丙>丁>甲>乙     D．丙>乙>丁>甲

D　[水是从低浓度的一侧通过细胞膜到达高浓度的一侧。甲中的红细胞吸水破裂，说明其所处的蔗糖溶液的浓度最低；乙中的红细胞基本保持正常状态，说明水分子进出细胞处于动态平衡，其所处的蔗糖溶液的浓度与细胞质浓度相等；丙中红细胞失水而皱缩，说明其所处的蔗糖溶液的浓度最高；丁中的红细胞吸水膨胀但没有破裂，说明其所处的蔗糖溶液的浓度低于细胞质浓度，但高于甲的蔗糖溶液的浓度，即蔗糖溶液的浓度由高到低为丙>乙>丁>甲。综上所述，D正确。]

4．(2019·天津蓟州马伸桥中学高一上月考)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，那么它们之间水分渗透的方向表示正确的是(　　)

C　[a的细胞液浓度最大，所以b和c都失水，a吸水；b的细胞液浓度大于c，所以b又从c吸水，C正确。]

5．如图为一实验装置，各试管中装有一长度与体积均相同的新鲜马铃薯条，处理如下，约1小时后取出各马铃薯条，并观察它们的长度变化，实验室的温度和湿度在实验过程中保持不变。试分析：

(1)甲试管中马铃薯条长度的变化是________，原因是________。乙试管中马铃薯条长度的变化是________，原因是________。丙试管中马铃薯条长度的变化是__________，原因是________。

(2)丙试管中的马铃薯条，在实验中的作用是________。

(3)此实验的原理是______________________________。

[解析]　成熟的植物细胞相当于一个渗透系统。当细胞液与外界溶液之间存在浓度差时，水就会通过原生质层向浓度高的一侧渗透，造成细胞吸水或者失水。甲试管中蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞将失水，使马铃薯条变短；乙试管中，由于蒸馏水的浓度小于细胞液的浓度，造成细胞吸水，使马铃薯条变长；丙试管中的马铃薯条的长度基本保持不变，因为细胞既不吸水也不失水，在实验中起对照作用。

[答案]　(1)变短　细胞失水　变长　细胞吸水　不变　细胞中的水分基本不变

(2)对照

(3)渗透作用