2024-2025學年新教材高中生物第4章細胞的物質輸入和輸出第1節(jié)第1課時細胞吸水和失水學案新人教版必修1

PAGE7-第1課時細胞吸水和失水課標內容要求核心素養(yǎng)對接1.闡明質膜具有選擇透過性。2．試驗：通過模擬試驗探究膜的透性。1.生命觀念——結構與功能相適應，細胞的結構確定細胞通過滲透作用吸水或失水。2．科學思維——分析與綜合，對滲透作用現(xiàn)象進行分析，理解滲透作用原理。一、滲透現(xiàn)象的原理及條件滲透作用(1)含義：水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴散。(2)方向：從水的相對含量高的一側向相對含量低的一側滲透。(3)滲透作用具備的兩個條件(ⅰ)具有③半透膜。(ⅱ)膜兩側①②具有濃度差。二、細胞的吸水和失水1．動物細胞的吸水和失水(1)動物細胞的細胞膜相當于半透膜。(2)條件及現(xiàn)象過程條件現(xiàn)象吸水外界溶液的濃度＜細胞質的濃度失水外界溶液的濃度＞細胞質的濃度平衡外界溶液的濃度＝細胞質的濃度2.植物細胞的吸水和失水(1)成熟植物細胞的結構(2)原理和現(xiàn)象①外界溶液濃度大于細胞液濃度時，發(fā)生質壁分別現(xiàn)象。②外界溶液濃度小于細胞液濃度時，發(fā)生質壁分別復原現(xiàn)象。推斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．植物細胞的細胞液是指細胞內的液體。 ()2．滲透作用中膜兩側溶液的濃度指的是質量百分比濃度。 ()3．將動物細胞放入肯定濃度的外界溶液中，不能發(fā)生滲透作用。 ()4．水分子通過細胞壁的擴散稱為滲透作用。 ()提示：1.×液泡中的液體才稱為細胞液。2．×滲透作用中膜兩側溶液的濃度指的是物質的量濃度。3．×動物細胞的細胞膜相當于一層半透膜，能發(fā)生滲透作用。4．×細胞壁是全透的，不能相當于半透膜，水分子通過細胞壁的擴散，不能稱為滲透作用。滲透現(xiàn)象的原理及條件1．滲透現(xiàn)象的分析(1)圖示(2)原理分析(3)分析上圖②可知：Δh產生的壓強與水和蔗糖溶液產生的滲透壓達到平衡，使半透膜兩側水分子的交換速率相等時，液面不再上升。2．半透膜、選擇透過性膜以及生物膜的區(qū)分概念范疇特點半透膜物理學上的概念物質能否通過半透膜取決于半透膜孔隙直徑的大小選擇透過性膜生物學上的概念具有生物活性，即使是小分子，只要不是細胞選擇汲取的，也不能通過。選擇透過性膜可以看成是功能完善的一類半透膜生物膜活的生物膜屬于選擇透過性膜。當細胞死亡后，細胞膜等生物膜變?yōu)槿感陨罨骄浚?.假如滲透試驗中，燒杯內不是清水，而是同濃度的蔗糖溶液，漏斗管內液面還會上升嗎？提示：漏斗管內液面不會上升，因為半透膜兩側溶液沒有濃度差。2．滲透試驗中，液面高度差H會不會始終上升，為什么？提示：不會。漏斗管中的液面上升時，液體產生的靜水壓也隨之變大，當靜水壓增大到和滲透壓相等時(以半透膜為界，二者的方向相反，靜水壓向外、滲透壓向內)，單位時間內透過半透膜進出長頸漏斗的水分子數(shù)相等。因此，液面高度差不會始終上升。3．假如滲透試驗中，半透膜的面積增大一倍，其他條件不變，液面高度差H會不會變更？達到H的時間會不會變更？提示：半透膜兩側溶液的濃度差不變，液面高度差H不會變，但是由于半透膜面積增大，因此達到H的時間會變短。1.右圖為滲透裝置示意圖，a、b分別為不同濃度的蔗糖溶液。據圖推斷，下列敘述錯誤的是()A．若c為一層紗布，則不會發(fā)生此現(xiàn)象B．試驗起先時，c兩側的溶液濃度大小是a>bC．試驗過程中漏斗管內的液面先上升后保持穩(wěn)定D．當漏斗管內的液面停止上升時，水分子進出漏斗達到動態(tài)平衡B[紗布不能作為半透膜，則漏斗內的蔗糖會擴散到外界溶液中，濃度差無法維持，液面不會上升，A項正確；由圖知，b漏斗液面上升，故試驗起先時溶液濃度大小是b>a，B項錯誤；試驗過程中漏斗管內的溶液濃度較大，水分子進入漏斗內的多于從漏斗出來的，液面先上升，達到肯定高度后液面不再上升，水分子進出漏斗達到動態(tài)平衡，C、D項正確。]2．某同學設計了如圖所示的滲透作用試驗裝置，試驗起先時長頸漏斗內外液面平齊，記為零液面。試驗起先后，長頸漏斗內部液面的變更趨勢為()B[細致視察題圖，長頸漏斗內為蔗糖溶液，試驗起先后長頸漏斗內部液面將上升，由于試驗初始階段半透膜內外溶液濃度差較大，所以液面上升速率較大。隨著液面高度的增大，液柱抑制水分滲入的作用力漸漸增大，當與濃度差促進水分滲入的作用力達到平衡時，液面不再上升。此時，水分子通過半透膜的滲入與滲出達到平衡。]有關滲透現(xiàn)象的兩點提示(1)兩溶液間的水分子進行雙向運動，實際視察到的只是水分子雙向運動差異所導致的液面變更。(2)當液面高度不再變更時，水分子仍進出半透膜，但進出達到平衡。細胞的吸水和失水1．動植物細胞都是滲透系統(tǒng)2．滲透作用的應用(1)比較不同溶液濃度的大小漏斗內燒杯內溶液濃度MN現(xiàn)象及結論①若漏斗內液面上升，則M>N②若漏斗內液面不變，則M＝N③若漏斗內液面下降，則M<N(2)推斷細胞質濃度或者細胞液濃度將動植物細胞放在不同濃度的溶液中，視察細胞的吸水和失水狀態(tài)，可以依據細胞的形態(tài)推斷細胞液或細胞質濃度的大小。3．細胞吸水和失水原理在生產生活中的應用(1)對農作物的合理澆灌，既滿意了作物對水分的須要，同時也降低了土壤溶液的濃度，有利于水分的汲取。(2)鹽堿地中的植物不易存活或一次施肥過多造成“燒苗”現(xiàn)象，都是由土壤溶液濃度過高，甚至超過了根細胞液濃度，導致根細胞不易吸水甚至失水造成的。(3)糖漬、鹽漬食品不易變質的緣由是高濃度的溶液使微生物(如細菌)不能生存和繁殖，從而能較長時間保存食物。(4)醫(yī)用生理鹽水濃度為0.9%，其滲透壓與人體細胞外液的滲透壓相當，可以使人體細胞保持正常的形態(tài)和功能。1．貓的紅細胞置于質量分數(shù)為0.9%的NaCl溶液中，能維持細胞的正常形態(tài)，緣由是()A．細胞被固定B．細胞膜的選擇透過性被變更C．水分不再出入細胞D．水分進出細胞達到平衡D[紅細胞置于生理鹽水中，因細胞質的濃度等于外界溶液的濃度，水分進出細胞達到平衡，細胞形態(tài)維持正常。]2．下列有關原生質層的敘述，不正確的是()A．植物細胞去掉細胞壁后的部分是原生質層B．植物細胞的原生質層包括細胞膜、液泡膜及兩者之間的細胞質C．植物細胞原生質層的伸縮性比細胞壁的伸縮性大D．植物細胞的原生質層相當于一層半透膜A[植物細胞去掉細胞壁后的部分是原生質體，A錯誤；植物細胞的原生質層包括細胞膜、液泡膜及兩者之間的細胞質，B正確；原生質層的伸縮性比細胞壁的伸縮性大，C正確；植物細胞的原生質層相當于一層半透膜，D正確。][課堂小結]知識網絡構建核心語句歸納1.滲透作用發(fā)生的兩個條件：一是半透膜，二是濃度差。2.原生質層包括細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質。3.植物細胞發(fā)生質壁分別的緣由：(1)外界溶液濃度大于細胞液濃度。(2)原生質層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性。4.只有活的成熟植物細胞才可發(fā)生質壁分別，動物細胞和根尖分生區(qū)細胞不能發(fā)生質壁分別。1．瘧原蟲可以寄生在紅細胞內，使人患瘧疾，要推斷一個人是否患瘧疾，應取血樣放在什么溶液中制片檢查()A．0.9%的鹽水 B．清水C．濃鹽水 D．0.1%葡萄糖溶液B[瘧原蟲寄生在紅細胞內不易檢查，因此要推斷一個人是否患瘧疾，應取血樣放在清水中，使紅細胞吸水漲破，釋放出瘧原蟲，B項正確，A、C、D三項均錯誤。]2．圖1表示兩種物質擴散的圖解，圖2為甲、乙兩個試驗裝置，則試驗結果應是()圖1圖2A．圖2的甲中水柱a將持續(xù)上升B．圖2的甲中水柱a將先上升后下降C．圖2的乙中水柱b上升到肯定高度后維持不變D．圖2的乙中水柱b將先上升后下降D[由于圖2中的甲中的淀粉不能透過半透膜，所以圖2中的甲中的液面高度先上升，達到肯定高度后保持不變；圖2中的乙裝置漏斗中葡萄糖溶液濃度大，導致液面上升，由于葡萄糖分子能夠通過半透膜，導致半透膜兩側濃度差降低，所以漏斗中液面又會降低，最終液面平衡。]3．將人的紅細胞置于不同濃度的蔗糖溶液中，浸泡半小時之后的結果如圖所示，依照紅細胞外形的變更推斷蔗糖溶液的濃度，由高到低排列，正確的是()A．甲>乙>丙>丁 B．丁>甲>乙>丙C．丙>丁>甲>乙 D．丙>乙>丁>甲D[水是從低濃度的一側通過細胞膜到達高濃度的一側。甲中的紅細胞吸水裂開，說明其所處的蔗糖溶液的濃度最低；乙中的紅細胞基本保持正常狀態(tài)，說明水分子進出細胞處于動態(tài)平衡，其所處的蔗糖溶液的濃度與細胞質濃度相等；丙中紅細胞失水而皺縮，說明其所處的蔗糖溶液的濃度最高；丁中的紅細胞吸水膨脹但沒有裂開，說明其所處的蔗糖溶液的濃度低于細胞質濃度，但高于甲的蔗糖溶液的濃度，即蔗糖溶液的濃度由高到低為丙>乙>丁>甲。綜上所述，D正確。]4．(2024·天津薊州馬伸橋中學高一上月考)植物體內有三個相鄰的細胞a、b、c，已知它們的細胞液濃度大小關系是a>b>c，那么它們之間水分滲透的方向表示正確的是()C[a的細胞液濃度最大，所以b和c都失水，a吸水；b的細胞液濃度大于c，所以b又從c吸水，C正確。]5．如圖為一試驗裝置，各試管中裝有一長度與體積均相同的簇新馬鈴薯條，處理如下，約1小時后取出各馬鈴薯條，并視察它們的長度變更，試驗室的溫度和濕度在試驗過程中保持不變。試分析：(1)甲試管中馬鈴薯條長度的變更是________，緣由是________。乙試管中馬鈴薯條長度的變更是________，緣由是________。丙試管中馬鈴薯條長度的變更是__________，緣由是________。(2)丙試管中的馬鈴薯條，在試驗中的作用是________。(3)此試驗的原理是______________________________。[解析]成熟的植物細胞相當于一個滲透系統(tǒng)。當