专题31 渗透作用及原理.docx

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专题31渗透作用及原理

瑞思科教育南充学习中心

专题3物质进出细胞的方式

Part1渗透作用及原理

一．回顾旧知

1细胞器的结构功能

2生物膜系统

3细胞核的结构和功能

二．重难点

一细胞失水和吸水的原理

1概念：

水（或其他溶剂分子）通过半透膜的的过程。

2发生条件：

具有半透膜；半透膜两侧有浓度差。

3实例：

动物细胞的渗透作用

1）动物细胞的细胞膜相当于半透膜。

2）当外界溶液浓度高于细胞质浓度时动物细胞会失水；反之动物细胞会吸水，甚至破裂。

二探究植物细胞吸水和失水实验

1植物细胞可以看作一个渗透系统

①细胞壁：

具有全透性（水分子和溶解在水里的物质均能通过）

②细胞膜

③细胞质原生质层，可当做半透膜

④液泡膜

⑤细胞液：

含有糖类、无机盐、色素、氨基酸等物质，具有一定的浓度。

2实验器材:

常使用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为观察质壁分离和复原的理想材料。

3引流法：

从盖玻片一侧滴入蔗糖溶液，在玻片的另一侧哟个吸水纸吸引，并反复几次。

4实验现象：

滴加蔗糖溶液后，用显微镜可以看到细胞壁与原生质层分离，液泡颜色加深。

此时植物细胞液的浓度增大，细胞的吸水能力增强。

5植物细胞发生质壁分离的主要原因

1）外因：

外界溶液浓度大于细胞液浓度，导致细胞失水。

2）内因：

细胞壁的伸缩性小于原生质层。

6细胞发生质壁分离需具备的条件：

活的（前提条件）成熟的（具有大液泡）植物细胞（具有细胞壁）。

三生物膜的特点

1结构特点：

一定的流动性

2功能特点：

选择透过性

重点难点（一渗透系统的组成分析）

渗透作用模型

植物细胞渗透系统

图解

（S1）

外界溶液（S2）

渗透

作用

发生

S1

水分S1→S2；漏斗内液面下降

细胞失水，可发生质壁分离

S1>S2

水分S2→S1；漏斗内液面上升

细胞吸水，可发生质壁分离复原

水分进出平衡

S1=S2

细胞既不发生吸水，也不失水

组成

条件

半透膜

物理性过滤膜（如玻璃纸）

原生质层相当于半透膜

浓度差

半透膜两侧的溶液体系（S1,S2）

细胞液（S1）与外界溶液（S2）之间

二植物细胞质壁分离及复原实验

1实验原理

中央液泡大小

原生质层的位置

细胞大小

0.3g/ml蔗糖溶液

变小（细胞失水）

原生质层脱离细胞壁

变小

清水

逐渐恢复到原来大小（细胞吸水）

原生质层恢复原来位置

基本不变

2实验步骤及实验现象

①有一个紫色的中央大液泡

制作洋葱鳞片也表皮临时装片

↓

②原生质层紧贴细胞壁

低倍显微镜下观察

↓

①中央液泡逐渐变小（颜色加深）·

质量浓度为吸水纸吸引

②原生质层与细胞壁逐渐分离

显微镜下观察

0.3g/ml蔗糖溶液

↓

吸水纸吸引清水

①中央液泡逐渐变大（颜色变浅）

↓

②原生质层逐渐贴近细胞壁

低倍显微镜下观察

3质壁分离及复原实验的拓展应用

1）判断植物细胞的存活与否

将待测细胞放入高浓度的蔗糖溶液，若细胞发生质壁分离，说明细胞是活细胞；若不发生质壁分离，说明细胞是死细胞。

2）判断细胞液浓度范围

待测细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液（分别镜检），则细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖浓度之间。

3）鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）

将植物细胞放入待测溶液中，细胞能够发生质壁分离且可以自动复原的是KNO3；发生质壁分离但不能自动复原的是蔗糖溶液。

三．课堂练习

答案：

CDBBB

1．如图所示U型管中间被一种能允许水分子和单糖通过而二糖不能透过的半透膜隔开，现在两侧分别加入0.1mol/L的蔗糖溶液和麦芽糖溶液，一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的？

若向U型管右侧加入某种微量物质（不影响溶液浓度），右侧液面高度先上升后下降，那么加入的这种微量物质最可能是

A．右侧液面高度下降；胰岛素　　　　　

B．右侧液面高度下降；衣藻

C．两侧液面高度不变；麦芽糖酶　　　　

D．两侧液面高度不变；蒸馏水

2.如图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜（蔗糖分子不能通过，水分子可以自由通过）。

图中溶液A、B、a、b均为蔗糖溶液，其浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，且MA＞MB，Ma=Mb＞MA。

一段时间达到平衡后，甲装置、乙装置液面上升的高度分别为h1、h2，a、b的浓度分别为M1、M2，则

A.h1＞h2，M1＜M2

B.h1＜h2，M1=M2

C.h1＞h2，M1＞M2

D.h1＜h2，M1＞M2

3．在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如右图。

若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将

A.不变B.增大

C.减小D.先增后减

4.图为某种植物幼苗（大小、长势相同）均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况（其它条件相同且不变）。

下列有关叙述，错误的是

A．3h时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用和根细胞失水

B．6h时，甲组幼苗因根系开始吸收K+、NO—3，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高

C．12h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗将死亡

D．实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程

5．将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中，形态不再变化后的细胞图像如下图。

则有关各细胞液浓度的判断，正确的是

①实验前BA>C

③实验后B≥A=C④实验后B

A.①③B.②③

C.①④D.②④

答案：

BABDA

6．将新鲜的苔藓植物叶片放入有少量红墨水、含量为30%的蔗糖溶液中，

在显微镜下观察，你会看到细胞的状态如图所示，此时部位①②的颜色分别是

A．①无色②绿色B．①红色②绿色

C．①红色②无色D．①红色②红色

7.如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。

倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。

最可能的实验现象是

A.漏斗中液面开始时先上升，加酶后又下降B.在玻璃槽中会测到蔗糖和蔗糖酶

C.漏斗中液面开始时先下降，加酶后一直上升D.在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶

8.下列能够表示洋葱表皮细胞在质壁分离及复原过程中液泡体积变化的图形是

9.下图表示以洋葱表皮为材料，0.3g/mL蔗糖溶液．0.5g/mL蔗糖溶液．0.3g/mL尿素溶液及清水进行相关实验（时间m表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间n表示都用清水处理洋葱表皮），测得该细胞原生质体体积变化，按照a．b．c．d的顺序分析正确的是 

A．0.3g/mL蔗糖溶液．0.5g/mL蔗糖溶液．0.3g/mL尿素溶液．清水   

B．清水．0.3g/mL蔗糖溶液．0.3g/mL尿素溶液．0.5g/mL蔗糖溶液

C．清水．0.3g/mL尿素溶液．0.5g/mL蔗糖溶液．0.3g/mL蔗糖溶液

D．清水．0.3g/mL尿素溶液．0.3g/mL蔗糖溶液．0.5g/mL蔗糖溶液

10．如下图为渗透作用实验，开始时如图

（一），A代表清水，B．C代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图

（二），漏斗管内液面不再变化，H1．H2表示漏斗管内液面与清水的液面差。

下列说法错误的是

A．图

（二）中B的浓度等于C的浓度

B．图

（一）中B的浓度大于C的浓度

C．图

（一）A中水分子扩散到B的速度大于A中水分子扩散到C的速度

D．图

（二）A中水分子扩散到B的速度等于B中水分子扩散到A的速度

答案：

DBBAA

11．如图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图。

下列叙述中错误的是

A．若将细胞置于清水中，A仍保持不变

B．若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小

C．B/A值能表示细胞失水的程度

D．A．B分别表示细胞和液泡的长度

12．现有如下两个装置，如图所示，装置①中，倒置的长颈漏斗内是50%的蔗糖溶液，水

槽内是20%的蔗糖溶液，一定时间后在漏斗内加入蔗糖酶，观察现象；装置②中半透膜

两侧是体积和物质的量浓度相同的蔗糖溶液和葡萄糖溶液（半透膜允许葡萄糖通过，

不允许蔗糖通过），一段时间后观察液面，则下列说法中正确的有

（1）装置①漏斗液面先上升，加酶后继续上升，之后下降

（2）装置①漏斗内液面稳定后，漏斗内蔗糖溶液的浓度与水槽中蔗糖溶液的浓度相同

（3）装置②液面先是甲高于乙，后乙高于甲

A．0个B．1个C．2个D．3个

13．如图所示，溶液X中含有绿色染料，溶液Y中含有红

色染料，溶液Z中含有蓝色染料。

实验开始时，两支漏

斗中溶液液面的高度一样。

10min后观察的结果是：

溶

液X液面上升，溶液Y液面下降；溶液X中只有绿色染

料，溶液Y中含有红色和蓝色染料，溶液Z中含有绿色

和蓝色染料。

下列有关叙述中，正确的是

A．溶液Z的浓度最高

B．溶液Y的浓度最低

C．溶液Y中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液X中

D．溶液X中的溶质分子不能够通过半透膜进入溶液Z中

14.下图中甲、乙、丙表示某植物体相邻的3个细胞，它们的细胞液浓度依次为甲>乙>丙，正确表示它们之间水分子渗透方向的是

装置编号

甲

乙

丙

半透膜面积

S

S/2

S

蔗糖溶液体积

T

T

2T

15.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。

三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同，如下表：

如图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应是

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

15．下图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜（大分子、蔗糖分子不能通过，单糖和水分子可以自由通过）。

（1）若A和B分别加入等体积等密度的10%的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，那么左右两侧液面的变化情况是。

（2）若A和B分别加入等体积的30%和10%的蔗糖溶液，当液面不再发生变化时，左侧溶液浓度（大于、等于、小于）右侧溶液浓度。

（3）题

（2）中若该半透膜面积为S1，若把其面积改为S2，且S1＜S2，其他条件不变，若当液面不再上升时所消耗的时间分别t1、t2，那么t1t2（大于、等于、小于）。

（4）若A和B分别加入等体积的30%的蔗糖溶液和蒸馏水，当液面不再变化以后，向A中加入蔗糖酶后，再向两侧加入斐林试剂，水浴加热（不影响半透膜的通透性），那么能观察到的结果是。

（1）先右侧高再左侧高

（2）大于（3）大于

（4）两侧的液体都可以与斐林试剂反应产生砖红色沉淀（2分）液面高度差减小（2分）

16.某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。

请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。

增添的实验材料：

蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。

（1）设计出继续实验的简要步骤：

①向a、b两管分别加入等量溶液，水浴加热（或隔水加热）U型管至适宜温

度，观察a、b两管内的变化

②吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入，并，

观察A、B试管内有无。

（2）预测实验现象并作出结论。

①如果a、b两管液面高度差且A、B试管内均砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物通过半透膜；

②如果a、b两管液面高度差且A试管内砖红色沉淀、B试管内砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物通过半透膜。

（1）①蔗糖酶液面②斐林试剂水浴加热砖红色沉淀

（2）①缩小有能②增大无有不能