2018版高中生物浙科版必修一学案：3.2.1 扩散和渗透与动植物细胞的吸水和失水

第二节 物质出入细胞的方式

第1课时 扩散和渗透与动植物细胞的吸水和失水

一、扩散和渗透

1．扩散

2．渗透

(1)实质：________通过________的扩散。

(2)方向：________的一侧→溶液浓度高的一侧(或水分子由________的一侧→相对较少的一侧)。

(3)结果：________________。 (4)实例

①红细胞吸水________与失水____________。 ②植物细胞的________及________________。

分析渗透装置(如图)及现象，思考讨论下列问题：

1．液面高度差ΔH会不会一直升高，为什么？

2．当液面不再升高时，长颈漏斗内外液体的浓度相等吗？

3．如果增加蔗糖溶液的浓度，最终形成的液面高度差ΔH会如何变化？

4．如果半透膜的面积增大一倍，其他条件不变，液面高度差ΔH会不会变化？达到ΔH的时间会不会变化？

5．如果用纱布代替玻璃纸，漏斗液面还会升高吗？如果烧杯内不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，漏斗液面还会升高吗？说明渗透作用发生的条件是什么？

知识整合受到静水压的影响，在渗透系统中，浓度高的一侧液面不会持续上升，当液面静止时，浓度高的一侧的溶液浓度仍然高；半透膜两侧的溶液浓度差越大，形成的液面高度差也就越大；如果半透膜的面积增大，液面高度差不会变，但是达到平衡的时间会变短。渗透作用发生的条件是具有半透膜和膜两侧有浓度差。

1．把体积相同、质量百分比浓度均为10%的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜(允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)隔开(如图)，请分析一段时间后液面的情况是()

A．甲高于乙

B．乙高于甲

C．先甲高于乙，后乙高于甲

D．先甲低于乙，后乙低于甲

2．如图1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。三个渗透装置的半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同，如下表所示。

图2中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则曲线1、2、3与甲、乙、丙三个装置的对应关系是()

A．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

易错警示有关渗透作用的三个误区

(1)半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。

(2)当半透膜两侧的溶液达到平衡时，是指两侧的水分子运动达到平衡，而两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。

(3)水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度是指的物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是质量分数。

二、动植物细胞的吸水和失水

1．不同条件下动植物细胞的吸水和失水

2.观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原 制作临时装片????? 用镊子撕取 ↓

将材料放在载玻片的 中

↓展平材料后盖上盖玻片

↓

观察质壁分离????????? 观察：先用 观察，再用 观察

↓现象：洋葱表皮细胞中有紫色大液泡， 及其以内部分紧紧贴着 处理：从盖玻片一侧滴入质量浓度为 溶液，在盖玻片另一侧用吸水纸 吸水，重复几次

现象：洋葱表皮细胞发生

↓

观察质壁分离复原????? 处理：从盖玻片一侧滴水，在盖玻片的另 一侧用 吸水，重复几次 现象：洋葱细胞

特别提醒 (1)实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察。 (2)若用0.5 g/mL 蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡。 (3)若用适当浓度的尿素、乙二醇、KNO 3、NaCl 做实验，会出现自动复原现象，因为这些物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。

如图是将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞先放到0.3 g/mL 的蔗糖溶液中(甲)，再放到清水中(乙)的实验过程的图解，请分析：

1．该细胞的原生质层(质膜及其以内部分)包括图中的哪些部分？

2．甲过程中，5的颜色如何变化？其吸水能力又如何变化？

3．甲过程中，进入[1]和[4]的物质分别是什么液体？

4．有位同学错取了3 g/mL的蔗糖溶液，发现做完甲过程后，再做乙过程几乎没有观察到相关现象，分析原因可能是什么？

知识整合原生质层(质膜及其以内部分)不包括全透性的细胞壁；在质壁分离的过程中，洋葱鳞片叶的外表皮细胞的细胞液浓度逐渐升高，颜色加深，吸水能力增强；外界溶液浓度太高，会导致细胞过度失水死亡。

3．在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测()

A．a>b，细胞渗透吸水

B．a＝b，渗透系统保持动态平衡

C．a<b，细胞渗透失水

D．上述三种情况都有可能

4．用0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL蔗糖溶液、一定浓度的尿素溶液分别处理洋葱鳞片叶外表皮细胞10 min，三组细胞体积变化如图所示。下列有关分析不正确的是()

A．a曲线为0.5 g/mL蔗糖溶液处理组

B．a、b、c三组洋葱细胞失水的方式相同

C．若将细胞转移到蒸馏水中，有两组能够发生质壁分离复原

D．若实验持续，只有一组细胞能够发生质壁分离复原

知识拓展植物细胞质壁分离与复原实验的拓展应用

(1)判断细胞的死活

能发生质壁分离和复原→活细胞；

不能发生质壁分离→死细胞。

(2)测定细胞液浓度范围

待测细胞＋一系列浓度梯度的分离剂→细胞液浓度范围介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围之间。

(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度

不同植物细胞＋同一浓度的分离剂→刚发生质壁分离所需时间比较判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。

1．下列关于扩散的叙述，不正确的是()

A．扩散使分子分布均匀，直到平衡

B．分子扩散均匀后就不再运动

C．分子从高浓度处向低浓度处扩散

D．扩散是一个缓慢的过程

2．在一个新鲜萝卜中挖一凹槽，在凹槽中放入浓盐水。一段时间后，萝卜变软，凹槽中水分增多。下列图示的实验与此实验原理差异最大的是()

3．用浓度为0.075 g/mL的红色胭脂红染液代替蔗糖溶液，滴加至无色的洋葱内表皮细胞周围，也会发生质壁分离现象。此时呈红色的部位是()

A．整个细胞B．质膜和细胞壁之间

C．质膜以内D．质膜和液泡膜之间

4．当根尖成熟区表皮细胞的浓度大于土壤溶液的浓度时，水分子的运动情况是() A．水分子只进不出

B．水分子只出不进

C．单位时间内进入细胞的水分子数多于从细胞中出来的水分子数

D．单位时间内从细胞内出来的水分子数多于进入细胞的水分子数

5．某校研究性学习小组利用如下实验材料做相关实验，请分析回答下列问题：

(1)用上述材料进行质壁分离实验，应选择的最佳实验材料是________(填序号)。

(2)在观察质壁分离实验中，将取自同一材料同一区域的三个细胞分别放在A、B、C三种不同浓度的蔗糖溶液中，实验结果分别如下图1、2、3所示，这三种蔗糖溶液的浓度由大到小依次是________＞________＞________。(用字母表示)

(3)将图3细胞放入________中，细胞能由图3状态恢复成图1的状态，此过程称为

________________。

答案精析

一、基础梳理

1．分子或离子分布均匀低浓度

2．(1)水分子膜(2)溶液浓度低相对较多(3)水分子进出平衡(4)①胀破皱缩②质壁分离质壁分离复原

问题探究

1．不会。长颈漏斗中的液面升高时，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(二者的方向相反，静水压向外、渗透压向内)，通过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等，因此，液面就不再升高了。

2．不相等。当水分子进出达到动态平衡时，长颈漏斗中的溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度。

3．高度差ΔH会增大。

4．内外溶液的浓度差不变，液面高度差ΔH不会变；但是由于半透膜面积增大，达到ΔH 的时间会变短。

5．因为纱布是全透性的，水分子和蔗糖溶液都能通过，液面不会升高；半透膜两侧溶液没有浓度差，液面也不会升高。说明渗透作用发生的条件是具有半透膜和膜两侧有浓度差。拓展应用

1．C

2．A[甲、乙漏斗内盛有的是浓度相同的蔗糖溶液且体积相同，置于同一个水槽的清水中，故甲、乙漏斗液面高度最终一样高，甲的半透膜面积是乙的两倍，达到同一高度所需时间更短，甲对应曲线2，乙对应曲线3，则丙对应曲线1。]

二、基础梳理

1．没有变化没有变化吸水胀破吸水膨胀，不破裂失水皱缩

质壁分离

2．紫色洋葱外表皮水滴低倍物镜高倍物镜质膜细胞壁

0．3 g/mL的蔗糖质壁分离吸水纸质壁分离复原

问题探究

1．包括2、3、4。

2．颜色变深，吸水能力逐渐增强。

3．细胞壁是全透的，进入[1]的有水和蔗糖，而进入[4]细胞质的只有水。

4．溶液浓度太高，细胞过度失水死亡，不能再发生质壁分离复原了。

拓展应用

3．D[该细胞可能正处于质壁分离过程中，也可能处于质壁分离后的动态平衡过程中，也可能正处在发生质壁分离复原的过程中。此状态下一步可以是液泡继续增大，也可以是液泡继续变小，也可以是液泡不发生变化。]

4．A

课堂小结半透膜浓度差膨胀胀破皱缩质壁分离质壁分离复原细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质细胞壁

当堂检测

1．B[分子的运动是时刻不停地进行着的，扩散达到平衡时，分子仍在继续运动着。] 2．B[选项A、C、D都是渗透吸水或失水的实例，而选项B为显色反应。]

3．B[原生质层是选择透性膜，细胞壁是全透性的，胭脂红染液不能通过质膜，能通过细胞壁，因此质膜和细胞壁之间呈红色。]

4．C

5．(1)①(2)C B A(3)清水质壁分离复原

解析(1)紫色洋葱鳞片叶的表皮细胞具有大液泡，在较高浓度的外界溶液中可以发生质壁分离，紫色液泡便于观察。(2)当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞渗透失水，会导致质壁分离，而且蔗糖溶液浓度越高，细胞失水越多，质壁分离越明显；当蔗糖溶液浓度小于或等于细胞液浓度时，细胞不会发生质壁分离。据图可知，蔗糖溶液浓度的大小关系是C ＞B＞A。(3)发生质壁分离的活细胞放入清水中后，细胞会发生渗透吸水，最终完成质壁分离复原。

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