2024屆高考 一輪復(fù)習(xí)　人教版 水進(jìn)出細(xì)胞的原理 學(xué)案 （山東、湖南、遼寧版）

第4講水進(jìn)出細(xì)胞的原理考點(diǎn)一滲透作用與細(xì)胞的吸水和失水1.滲透作用（1）概念：水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴(kuò)散。（2）滲透作用產(chǎn)生的條件（3）滲透作用現(xiàn)象分析Ⅰ：溶質(zhì)不能通過半透膜的情況①若S1溶液濃度大于S2溶液濃度，則單位時(shí)間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于由S1→S2的，表現(xiàn)為S1溶液液面上升。②若S1溶液濃度小于S2溶液濃度，則情況相反，表現(xiàn)為S1溶液液面下降。③在達(dá)到滲透平衡后，若存在如圖所示的液面差Δh，則S1溶液濃度大于S2溶液濃度。Ⅱ：溶質(zhì)能通過半透膜的情況①若S1溶液濃度大于S2溶液濃度，則最初單位時(shí)間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于由S1→S2的，隨著溶質(zhì)的擴(kuò)散，最終S1和S2溶液濃度相等，表現(xiàn)為S1溶液液面先上升后下降，最終S1和S2溶液液面持平。②若S1溶液濃度小于S2溶液濃度，則情況相反。2.動(dòng)植物細(xì)胞的吸水和失水（1）動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水②現(xiàn)象（2）植物細(xì)胞的吸水和失水（以成熟植物細(xì)胞為例）①原理②現(xiàn)象1.滲透作用中膜兩側(cè)溶液的濃度指的是質(zhì)量濃度。（必修1P62問題探討）（×）2.當(dāng)外界溶液濃度低時(shí)，哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞一定會(huì)吸水漲破。（必修1P63思考·討論）（×）3.紅細(xì)胞吸水與失水的多少取決于紅細(xì)胞內(nèi)外濃度的差值。（必修1P63思考·討論）（√）4.植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的細(xì)胞液。（必修1P63正文）（×）5.植物細(xì)胞的原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。（必修1P63正文）（×）1.（必修1P63）對(duì)于動(dòng)植物細(xì)胞來說，單位時(shí)間內(nèi)，水分子進(jìn)出細(xì)胞的數(shù)量相等時(shí)，細(xì)胞內(nèi)外液體的濃度一定相等嗎？為什么？提示：不一定。對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞來說，水分子進(jìn)出細(xì)胞的數(shù)量相等時(shí)，細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度相等。但植物細(xì)胞有細(xì)胞壁的支持、保護(hù)作用，單位時(shí)間內(nèi)水分子進(jìn)出植物細(xì)胞的數(shù)量相等時(shí)，有可能細(xì)胞液濃度大于細(xì)胞外溶液濃度。2.（必修1P63圖4－1拓展）如圖甲、乙、丙分別是細(xì)胞在不同濃度溶液中水分子的跨膜運(yùn)輸示意圖（箭頭大小代表水分子數(shù)的多少）。請(qǐng)回答下列問題：（1）若將人的成熟紅細(xì)胞放入清水中，會(huì)出現(xiàn)如圖所示哪種現(xiàn)象？請(qǐng)分析原因。提示：會(huì)出現(xiàn)圖甲所示現(xiàn)象。將人的成熟紅細(xì)胞放入清水中，由于發(fā)生滲透作用，從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的水分子數(shù)多于從細(xì)胞內(nèi)到細(xì)胞外的水分子數(shù)，因此細(xì)胞吸水。（2）若將洋蔥表皮細(xì)胞放在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中，會(huì)出現(xiàn)如圖所示哪種現(xiàn)象？達(dá)到平衡時(shí)，水分子進(jìn)出細(xì)胞的狀況是圖中哪一種？提示：將洋蔥表皮細(xì)胞放在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中，細(xì)胞外界溶液濃度較大，細(xì)胞失水，如圖丙所示。達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，水分子進(jìn)出細(xì)胞的速率相等，如圖乙所示。（3）若某葉肉細(xì)胞正處于圖甲所示狀態(tài)，一段時(shí)間內(nèi)細(xì)胞體積增大，最終會(huì)不會(huì)漲破？為什么？提示：細(xì)胞不會(huì)漲破。因?yàn)橹参锛?xì)胞有細(xì)胞壁的支持、保護(hù)。1.影響滲透作用中液面變化的因素分析半透膜表面積的大小半透膜兩側(cè)的濃度差在濃度NB＝NC＞NA，其他條件相同的情況下，半透膜的表面積越大，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)出半透膜的水量越多，液面變化越明顯結(jié)果：vB＞vC，ΔhB＝ΔhC在其他條件相同的情況下，半透膜兩側(cè)的濃度差越大，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)出半透膜的水量越多，液面變化越明顯結(jié)果：vB＞vC，ΔhB＞ΔhC2.滲透作用實(shí)驗(yàn)裝置的拓展應(yīng)用（1）驗(yàn)證滲透作用發(fā)生的條件①具有半透膜②半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差（2）比較不同溶液濃度的大小漏斗內(nèi)溶液濃度為M，燒杯內(nèi)溶液濃度為N，以下為各種現(xiàn)象及對(duì)應(yīng)的結(jié)論： 圍繞滲透作用的原理及應(yīng)用分析，考查理解能力1.如圖1所示的甲、乙、丙三個(gè)滲透裝置中，三個(gè)漏斗頸的內(nèi)徑相等，漏斗內(nèi)盛有濃度相同的蔗糖溶液，且漏斗內(nèi)液面高度相同，漏斗底部均封以半透膜，置于同一個(gè)水槽的清水中。三個(gè)滲透裝置半透膜的面積和所盛蔗糖溶液的體積如下表所示。圖2中曲線①②③表示漏斗液面高度隨時(shí)間的變化情況。則曲線①②③與甲、乙、丙三個(gè)裝置的對(duì)應(yīng)關(guān)系是（）裝置編號(hào)甲乙丙半透膜面積SS/2S蔗糖溶液體積TT2TA.①—丙；②—甲；③—乙B.①—乙；②—甲；③—丙C.①—甲；②—乙；③—丙D.①—丙；②—乙；③—甲解析：A丙內(nèi)蔗糖溶液的體積最大，吸水的量最大，漏斗液面高度最高，相對(duì)應(yīng)的是圖2中曲線①；甲、乙的蔗糖溶液體積相等，但是甲漏斗口的半透膜面積比乙的大，吸水的速率快，故甲漏斗液面高度變化要比乙的快些，對(duì)應(yīng)圖2中曲線②，乙漏斗對(duì)應(yīng)圖2中曲線③。 圍繞動(dòng)植物細(xì)胞吸水與失水分析，考查實(shí)驗(yàn)探究能力2.（2021·湖北高考）紅細(xì)胞在高滲NaCl溶液（濃度高于生理鹽水）中體積縮小，在低滲NaCl溶液（濃度低于生理鹽水）中體積增大。下列有關(guān)該滲透作用機(jī)制的敘述，正確的是（）A.細(xì)胞膜對(duì)Na＋和Cl－的通透性遠(yuǎn)高于水分子，水分子從低滲溶液擴(kuò)散至高滲溶液B.細(xì)胞膜對(duì)水分子的通透性遠(yuǎn)高于Na＋和Cl－，水分子從低滲溶液擴(kuò)散至高滲溶液C.細(xì)胞膜對(duì)Na＋和Cl－的通透性遠(yuǎn)高于水分子，Na＋和Cl－從高滲溶液擴(kuò)散至低滲溶液D.細(xì)胞膜對(duì)水分子的通透性遠(yuǎn)高于Na＋和Cl－，Na＋和Cl－從高滲溶液擴(kuò)散至低滲溶液解析：B大多數(shù)水分子以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞，少數(shù)水分子以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞，而Na＋和Cl－以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)出紅細(xì)胞。自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散比主動(dòng)運(yùn)輸更容易，故細(xì)胞膜對(duì)水分子的通透性遠(yuǎn)高于Na＋和Cl－，A、C錯(cuò)誤。由于自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散都是順濃度梯度運(yùn)輸，主動(dòng)運(yùn)輸是逆濃度梯度運(yùn)輸，故水分子從低滲溶液擴(kuò)散至高滲溶液，Na＋和Cl－從低滲溶液擴(kuò)散至高滲溶液，B正確，D錯(cuò)誤。3.將若干細(xì)胞液濃度相同的蘿卜條放在不同濃度的蔗糖溶液中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在保持細(xì)胞活性的條件下，在相同實(shí)驗(yàn)時(shí)間后，測(cè)得在不同濃度蔗糖溶液中各組蘿卜條細(xì)胞內(nèi)含水量的情況如圖，其中N點(diǎn)代表實(shí)驗(yàn)前蘿卜條細(xì)胞內(nèi)含水量。下列有關(guān)敘述正確的是（）A.實(shí)驗(yàn)中水分子進(jìn)出細(xì)胞需要消耗ATPB.在濃度為c的蔗糖溶液中沒有水分子進(jìn)出細(xì)胞C.在濃度為d的蔗糖溶液中細(xì)胞發(fā)生滲透吸水D.在濃度為g、h的蔗糖溶液中細(xì)胞失去活性解析：C實(shí)驗(yàn)中水分進(jìn)出細(xì)胞的方式是被動(dòng)運(yùn)輸，不需要消耗能量（ATP），A錯(cuò)誤；蔗糖溶液濃度為c時(shí)，蘿卜條細(xì)胞內(nèi)的含水量基本不變，說明蘿卜條細(xì)胞細(xì)胞液濃度與蔗糖溶液濃度c相當(dāng)，此時(shí)水分子進(jìn)出細(xì)胞達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，B錯(cuò)誤；在濃度為d的蔗糖溶液中細(xì)胞含水量增高，細(xì)胞發(fā)生滲透吸水，C正確；在濃度為g、h的蔗糖溶液中受細(xì)胞壁限制，細(xì)胞水分子進(jìn)出細(xì)胞達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，但沒有失去活性，D錯(cuò)誤。判斷細(xì)胞的吸水、失水的兩種方法（1）通過比較細(xì)胞外溶液和細(xì)胞液的濃度大小來判斷：當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水；當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水；當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度與細(xì)胞液的濃度相等時(shí)，細(xì)胞失水量和吸水量相等，水分進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡。（2）根據(jù)重量或長(zhǎng)度變化（如蘿卜條）來判斷：若重量增加或長(zhǎng)度變長(zhǎng)，則吸水；反之則失水。考點(diǎn)二探究植物細(xì)胞的吸水和失水1.實(shí)驗(yàn)原理2.實(shí)驗(yàn)步驟3.現(xiàn)象與結(jié)論4.質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用（1）判斷成熟植物細(xì)胞的死活（2）測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍（3）比較不同成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度（4）比較未知濃度溶液的濃度大?。?）鑒別不同種類的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）1.將0.3g/mL的蔗糖溶液換成一定濃度的KNO3溶液，細(xì)胞為什么發(fā)生質(zhì)壁分離后能自動(dòng)復(fù)原？提示：K＋、NO3-都可轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞液濃度升高，細(xì)胞滲透吸水而發(fā)生自動(dòng)復(fù)原2.將成熟的植物細(xì)胞依次浸于蒸餾水、物質(zhì)的量濃度為0.3mol/L的蔗糖溶液和0.5mol/L的尿素溶液中，原生質(zhì)體（即植物細(xì)胞中細(xì)胞壁以內(nèi)的部分）的體積隨時(shí)間的變化如圖，請(qǐng)分析各曲線變化的原因。提示：曲線A表示細(xì)胞在蒸餾水中：細(xì)胞略膨脹，但是由于細(xì)胞壁的存在，原生質(zhì)體的體積不能無限膨脹。曲線B表示細(xì)胞在0.5mol/L的尿素溶液中：細(xì)胞先因滲透失水而發(fā)生質(zhì)壁分離，后由于尿素能進(jìn)入細(xì)胞，使得質(zhì)壁分離后的細(xì)胞因吸水而自動(dòng)復(fù)原。曲線C表示細(xì)胞在0.3mol/L的蔗糖溶液中：蔗糖不能進(jìn)入細(xì)胞，因此質(zhì)壁分離后細(xì)胞不能發(fā)生自動(dòng)復(fù)原。 圍繞實(shí)驗(yàn)原理、步驟和結(jié)果觀察，考查科學(xué)探究能力1.（2022·浙江6月選考）觀察洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)中，用顯微鏡觀察到的結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是（）A.由實(shí)驗(yàn)結(jié)果推知，甲圖細(xì)胞是有活性的B.與甲圖細(xì)胞相比，乙圖細(xì)胞的細(xì)胞液濃度較低C.丙圖細(xì)胞的體積將持續(xù)增大，最終漲破D.若選用根尖分生區(qū)細(xì)胞為材料，質(zhì)壁分離現(xiàn)象更明顯解析：A根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，該細(xì)胞能夠發(fā)生質(zhì)壁分離，說明甲圖細(xì)胞具有活性，A正確；甲圖細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，細(xì)胞失水，細(xì)胞液濃度增大，即乙圖細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大于甲圖細(xì)胞的，B錯(cuò)誤；由于有細(xì)胞壁的支持和保護(hù)，丙圖細(xì)胞的體積不會(huì)持續(xù)增大，也不會(huì)漲破，C錯(cuò)誤；由于根尖分生區(qū)細(xì)胞不具有大液泡，不能發(fā)生質(zhì)壁分離，故不能作為觀察質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原的實(shí)驗(yàn)材料，D錯(cuò)誤。2.用2mol·L－1的乙二醇溶液和2mol·L－1的蔗糖溶液分別浸泡取自同一部位的植物表皮。每隔相同時(shí)間在顯微鏡下測(cè)量視野中若干個(gè)細(xì)胞的長(zhǎng)度x和原生質(zhì)體長(zhǎng)度y（如圖1），并計(jì)算x/y的平均值，得到圖2所示結(jié)果。對(duì)結(jié)果曲線分析中正確的是（）A.2mol·L－1的乙二醇溶液和2mol·L－1的蔗糖溶液的滲透壓相等B.a點(diǎn)之前比值不變說明表皮細(xì)胞水分子進(jìn)出平衡C.b點(diǎn)前表皮細(xì)胞的吸水能力逐漸減小D.c點(diǎn)時(shí)乙二醇開始進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞開始發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原解析：A滲透壓由單位體積內(nèi)溶質(zhì)微粒的含量決定，2mol·L－1的乙二醇溶液和2mol·L－1的蔗糖溶液的滲透壓相等，A正確；a點(diǎn)之前比值不變是因?yàn)槭^少，外界溶液濃度比細(xì)胞液高，水分子進(jìn)出不平衡，B錯(cuò)誤；b點(diǎn)前表皮細(xì)胞失水增加，滲透壓增大，吸水能力逐漸增大，C錯(cuò)誤；c點(diǎn)前乙二醇開始進(jìn)入細(xì)胞，D錯(cuò)誤。質(zhì)壁分離及復(fù)原發(fā)生的條件（1）從細(xì)胞角度分析①死細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞（如根尖分生區(qū)細(xì)胞）不發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。②具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。（2）從溶液角度分析①在一定濃度（溶質(zhì)不能透過半透膜）的溶液中只會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，不能發(fā)生自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象（只有用清水或低滲溶液處理，才可復(fù)原）。②在一定濃度（溶質(zhì)可透過半透膜）的溶液（如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等）中可發(fā)生質(zhì)壁分離，并能自動(dòng)復(fù)原，因?yàn)镵＋、NO3-、尿素、乙二醇等可轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞液濃度升高，③在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。④鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細(xì)胞，不適合做質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的溶液。 借助實(shí)驗(yàn)拓展應(yīng)用，考查創(chuàng)新應(yīng)用能力3.（2022·湖南高考）原生質(zhì)體（細(xì)胞除細(xì)胞壁以外的部分）表面積大小的變化可作為質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)指標(biāo)。用葡萄糖基本培養(yǎng)基和NaCl溶液交替處理某假單孢菌，其原生質(zhì)體表面積的測(cè)定結(jié)果如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.甲組NaCl處理不能引起細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，表明細(xì)胞中NaCl濃度≥0.3mol/LB.乙、丙組NaCl處理皆使細(xì)胞質(zhì)壁分離，處理解除后細(xì)胞即可發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原C.該菌的正常生長(zhǎng)和吸水都可導(dǎo)致原生質(zhì)體表面積增加D.若將該菌先65℃水浴滅活后，再用NaCl溶液處理，原生