1、- 1 -第 2 课时 探究植物细胞的吸水和失水1.渗透作用的发生需具有半透膜和浓度差。2渗透平衡意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态。3只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。4质壁分离的“质”是指原生质层，其由细胞膜、液泡膜和两者之间的细胞质组成。5原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。6质壁分离过程中，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强。一、基本概念1扩散(1)方向：从高浓度区域向低浓度区域迁移。(2)类型：自由扩散和协助扩散。2渗透(1)方向：水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散。(2)条件：具有半透膜，其两侧具有浓度差。二、质壁分离和质壁分离复原1含
2、义及细胞类型(1)含义：是指原生质层与细胞壁的分离和复原。(2)细胞类型：成熟的具有大液泡的植物细胞。2发生条件(1)细胞中由细胞膜、液泡膜和两者之间的细胞质构成的原生质层，相当于一层半透膜。(2)细胞壁是全透膜，且伸缩性小于原生质层。(3)外界溶液与细胞液之间具有浓度差。- 2 -3结果预测连线1判断下列说法的正误(1)水分子的扩散特称渗透()(2)在发生质壁分离的细胞中，细胞膜相当于半透膜()(3)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞一定会发生质壁分离()(4)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成，相当于半透膜()2下列现象属于渗透作用的是( )A水通过细胞壁 B蔗糖通过细胞壁 C水
3、通过细胞膜解析：选 C 渗透作用指的是水分子等溶剂分子通过细胞膜的自由扩散。3组成洋葱表皮细胞的原生质层的生物膜包括( )细胞膜 细胞质 溶酶体膜 液泡膜A B C解析：选 B 原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。因此组成洋葱表皮细胞的原生质层的生物膜包括细胞膜和液泡膜。4紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜下观察到( )解析：选 C 色素存在于液泡中，随着失水增多，细胞液浓度增大，紫色变深。核心要点Error!渗透及渗透作用的验证1渗透实验的典型装置- 3 -(1)条件：具有半透膜，且半透膜两侧溶液具有浓度差。对于漏斗型而言，漏斗内的溶液浓度大于外界溶液，即 S1溶液浓度S
4、 2溶液的浓度。(2)结果(实验现象)：S 1溶液液面上升，S 2溶液液面下降，漏斗内外的高度差是 h。(3)结果分析：因 S1溶液浓度S 2溶液的浓度，即单位体积的 S1溶液中水分子数少于 S2溶液中的水分子数，导致水分子从 S2溶液进入 S1溶液中的较多，产生 h，但最终进出半透膜的水分子会达到动态平衡。当通过半透膜的水分子达到动态平衡时，因为存在液面差，所以半透膜两侧溶液浓度并不相等。2细胞渗透系统的组成项目 动物细胞 成熟植物细胞半透膜 细胞膜 原生质层浓度差 外界溶液与细胞质浓度比较 外界溶液与细胞液浓度比较高渗溶液 细胞失水皱缩 细胞质壁分离等渗溶液 细胞状态不变 细胞状态不变结果
5、低渗溶液 细胞吸水膨胀 细胞质壁分离复原名师点拨(1)使用长颈漏斗或 U 形管的优点是管径小，液体量的变化能够显示明显，易于观察。(2)一般是长颈漏斗内装高渗溶液且溶质分子不能通过半透膜。(3)操作开始时半透膜两侧的溶液要保持液面相平。3质壁分离与质壁分离复原(1)发生的结构基础原生质层相当于半透膜，与半透膜不同的是原生质层具有选择透过性。外界溶液与细胞液之间浓度大小的比较有三种情况，分别是大于、等于和小于，对应的- 4 -外界溶液依次称为高渗、等渗和低渗溶液。(2)原因及观察指标分析项目 质壁分离 质壁分离复原内因 原生质层的伸缩性大，细胞壁的伸缩性小外因外界溶液的浓度大于细胞液的浓度外界溶
6、液的浓度小于细胞液的浓度个体 坚挺萎蔫 萎蔫坚挺观察指标 细胞原生质层与细胞壁分离液泡由大变小液泡颜色由浅变深原生质层与细胞壁分离复原，相互贴近液泡由小变大液泡颜色由深变浅(3)实验操作流程(4)数学模型的建构曲线 A 表示质壁分离后又复原：ab 表示质壁分离，bc 表示质壁分离复原，如放在一定浓度的乙二醇或 KNO3溶液中就会发生该变化。曲线 B 表示质壁分离：如紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞放入 0.3 g/mL 的蔗糖溶液中的细胞变化。名师点拨 本实验中的对照设置- 5 -本实验中的对照属于自身对照。显微镜观察了三次，第二次(质壁分离)与第一次(正常植物细胞)形成对照，第三次(质壁分离复原)
7、与第二次形成对照。思考探究(1)质壁分离与质壁分离复原的实验原理是什么？提示：原生质层相当于半透膜。细胞液与外界溶液之间存在浓度差。原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。(2)为什么选用紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞？提示：因为其液泡是紫色而且大，便于观察。(3)为什么选用 0.3 g/mL 的蔗糖溶液进行实验？能不能使用更高浓度的蔗糖溶液进行实验？提示：用 0.3 g/mL 的蔗糖溶液作试剂，既明显出现质壁分离，又不会杀死细胞；质壁分离后放入清水或蒸馏水中能够发生质壁分离复原。若浓度过高，质壁分离速度快，细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原。题组冲关1下图一中 a、b、c 为不同浓度的同
8、种溶液，图二是一段时间后装置 1 与装置 2 的液面高度变化曲线，a、b 起始液面高度均为 h。则图一中 a、b、c 浓度的关系是( )Aabc BcbaCbac Dcab解析：选 D 图二中 a、b 液面高度都下降，说明装置 1、2 中的水分渗出，c 浓度最高；b下降比 a 下降更快更多，说明 b 与 c 的浓度差更大，b 浓度最低。2下图为某学生所进行实验的基本操作步骤，下列相关叙述错误的是( )A步骤是观察细胞质的大小及细胞壁的位置 B步骤滴加的是清水 C该实验是观察植物细胞的质壁分离与复原D实验前后的处理形成了自身对照解析：选 A 步骤是在显微镜下观察液泡的大小和原生质层的位置；步骤是
9、进行质壁分离处理的实验操作；步骤是进行质壁分离复原处理的实验操作，一侧滴加的是清水，另外一侧用吸水纸引流，使得细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质- 6 -层进入到细胞液中，液泡逐渐变大，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，既发生了质壁分离复原；步骤、分别是观察质壁分离和质壁分离复原的现象，与步骤观察的现象形成前后对照。 植物细胞质壁分离和复原实验的拓展应用项目 细胞 外界溶液 结果 结论发生质壁分离 活细胞应用 1判定成熟植物细胞是否有活性待测成熟植物细胞较高浓度的蔗糖溶液 不发生质壁分离 死细胞应用 2测定细胞液浓度范围待测细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液未发生质
10、壁分离与刚发生质壁分离细胞液的浓度处于两者浓度之间应用 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蔗糖溶液发生质壁分离时间的长短时间越短细胞液浓度越小A 溶液 只发生质壁分离 A 是蔗糖溶液应用 4鉴别蔗糖溶液和硝酸钾溶液成熟植物细胞 B 溶液 质壁分离后复原 B 是硝酸钾溶液应用 5比较未知溶液浓度大小同一植物的细胞未知浓度的溶液刚发生质壁分离所需时间的长短时间越短，未知溶液的浓度越大发生质壁分离细胞壁的伸缩性小于原生质层的应用 6验证原生质层和细胞壁的伸缩性大小成熟的植物细胞一定浓度的溶液不发生质壁分离细胞壁伸缩性等于或大于原生质层的题组冲关1某植物体三个相邻细胞，细胞液浓度为 abc，则三个细胞之间水分渗透的方向表现是( )- 7 -解析：选 C 渗透作用过程中水分子表现为由低浓度溶液到高浓度溶液，所以ba，cb，ca。2质壁分离和复原实验可以说明或证明( )植物细胞的死活；原生质层的伸缩性比细胞壁伸缩性大；当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞渗透失水，反之，细胞则渗透吸水；原生质层具有选择透过性；细胞壁的主要成分是纤维素A BC . D 解析：选 B 质壁分离和复原实验可以证明、，说明原生质层具有选择透过性，从而可以判断细胞的死活；质壁分离与复原实验与细胞壁有关，但不能说明细胞壁的组成成分。
