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1、课时3植物对水分的吸收和利用,一、渗透作用的原理1概念：水分子或其他溶剂分子透过，从 溶液向溶液的扩散。2发生渗透作用的两个条件：(1)有一层。(2)半透膜两侧的溶液具有。,半透膜,低浓度,高浓度,半透膜,浓度差,3成熟植物细胞是一个渗透系统：原生质层主要包括、和这两层膜之间的，可以看做一层；与外界溶液相接触时，细胞液与外界溶液可形成浓度差。,细胞膜,液泡膜,细胞质,半透膜,1用半透膜封住的长颈漏斗内盛有蔗糖溶液放到清水中，漏斗内的液面能否无限上升？漏斗内液面上升后，再加入适量的蔗糖酶，液面如何变化？,二、植物对水分的吸收和利用1吸水方式(1)吸胀吸水细胞特点：植物细胞没有形成。原理：细胞的亲
2、水性物质、淀粉、纤维素吸收水分。(2)渗透吸水细胞特点：成熟的植物细胞，细胞内有。,大的液泡,蛋白质,大的液泡,2水分运输：根毛细胞根部导管茎的导管叶脉叶肉细胞等。3水分利用：1%5%保留在植物体内，参与光合作用和其他代谢过程。,4水分的散失5合理灌溉：不同植物的需水量不同，同一种植物在不同的需水量不同。,生长发育时期,2将成熟植物细胞放到KNO3溶液中发生什么变化？有哪些细胞器参与？,思考探讨提示：1不能。加入蔗糖酶后，液面继续上升一段，而后又下降。2质壁分离而后又复原。参与细胞器有线粒体，液泡。,一、细胞的吸水方式及渗透作用1比较渗透吸水与吸胀吸水,2.渗透作用的概念：渗透作用是指水分子或
3、其他溶剂分子通过半透膜的扩散。3渗透系统必备的条件如图所示，作为一个渗透系统，须同时具备如下两个条件：,(2)半透膜两侧为溶液体系(S1、S2)，且两侧溶液具浓度差(S1S2或S2S1),(1)半透膜与选择透过性膜的区别,联系：都允许水分子自由通过，大分子物质不能透过。选择透过性膜是功能完善的一类半透膜。(2)达到渗透平衡时，两种溶液体系的浓度未必相等，如上述渗透装置中S1为蔗糖溶液，S2为清水，二者浓度不可能相等(S1S2)。达到渗透平衡时，溶剂分子出入两种溶液体系的量一定相等。,1如下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
4、为蔗糖溶液，其浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，且MAMB，MaMbMA。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(),Ah1h2，M1h2，M1M2 Dh1M2【解析】测试渗透原理的知识。膀胱膜内装的是高浓度的蔗糖溶液，且乙装置中膜内外溶液的浓度差较大，故乙中液面会上升得更高。因乙中吸水更多，故一段时间后M2M1。【答案】D,二、植物细胞的吸水和失水1成熟的植物细胞是一个渗透系统,2.植物细胞的吸水和失水3植物细胞吸水和失水的证据：质壁分离和复原实验,(1)动物细胞能发生渗透作用，但因无细胞壁故动物细胞不会发生质壁分离现象。(2)植
5、物细胞发生质壁分离的内因是，原生质层是一种选择透过性膜，原生质层比细胞壁的伸缩性大，外因是外界溶液的浓度大于细胞液浓度。,2(2009年哈尔滨)“人造细胞”是用玻璃纸等半透性膜材料做成的一个密闭的囊，囊里面装了等量的不同浓度的蔗糖溶液。假设有三个这样的“人造细胞”，分别用A、B、C表示，他们的蔗糖溶液浓度分别是10%、20%和30%。其中A、B细胞的外面套一金属网笼，C细胞的外面没有套金属网笼，如下图。把三个“人造细胞”同时放在蔗糖溶液浓度为15%的玻璃槽中，经过一段时间后，三个“人造细胞”的变化分别是(),AA变大，B稍微变小，C不变BA变小，B稍微变大，C不变CA变小，B稍微变大，C变大D
6、A变大，B稍微变小，C变大【解析】根据渗透作用原理和A、B、C中蔗糖溶液浓度及玻璃槽中蔗糖溶液浓度的对比易得A变小，B稍微变大，C变大。【答案】C,3(2008年上海)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,【解析】b点溶液浓度高于a点，保持细胞存活的条件下，当萝卜条从b移入a时，细胞吸水，质量增大。【答案】B,(2009年海南生物)已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%的蔗糖溶液，排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表
7、示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是(),【解析】鱼鳔内盛有20%的蔗糖溶液，而鱼鳔外是10%的蔗糖溶液，依据渗透作用原理，水分子总的渗透方向表现为从鳔外浓度低向鳔内浓度高，故导致鳔外浓度升高，一段时间后，达到平衡。【答案】B,(2008年海南)在观察洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原现象时发现，蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败。请据此拟定一个相关研究的课题，要求写出课题名称及相关研究中的自变量和因变量。,【解析】通过分析题中信息，洋葱质壁分离与复原实验中，唯一的变量是发生质壁分离和复原时蔗糖溶液的浓度不同。蔗糖溶液浓度低时，质壁分离不明显或不分离；浓度过高时洋葱细胞会失水过多死亡，使质
8、壁分离复原不能进行，由此可以确定研究的课题：探究不同蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原的影响。【答案】探究蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原的影响。自变量：蔗糖溶液浓度；因变量：细胞质壁分离和复原。,植物细胞质壁分离与复原实验的拓展应用(1)判断细胞的死活实验单一变量：待测细胞的生活状态。,(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分别镜检,细胞液浓度范围等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。实验单一变量：不同浓度的分离剂。(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 刚发生质壁分离时所需时间比较判断质壁分离速度(或细胞
9、液浓度)。实验单一变量：不同植物细胞。,(4)比较未知浓度溶液的浓度大小同一植物的成熟细胞未知浓度的溶液 刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。实验单一变量：未知浓度的溶液。(5)验证原生质层和细胞壁伸缩性大小实验单一变量：植物细胞结构伸缩性,1如右图表示的是洋葱表皮细胞在不同溶液中，细胞吸水力和原生质体相对体积(正常状况为B)的相互关系图解，据图回答问题：,(注：试题中涉及到要用的试剂应从所给的试剂中选择)材料和用具：紫色洋葱、显微镜、载玻片、吸水纸、滴管、盖玻片等。供选择试剂：清水、质量浓度为0.1 g/mL的KNO3的溶液、质量浓度为
10、0.3 g/mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液。(1)由BC的过程中，细胞应处于哪种试剂中？_。细胞液的浓度变化是_。,(2)若BA过程发生后可自动发生AB过程，则实验中应选择的试剂是_。说明选择该试剂的原理：_。(3)若选择一种试剂在完成BA过程中，无论再用哪种试剂，AB过程都不能发生，则所选择的试剂是_。,【答案】(1)清水逐渐变小(2)0.1 g/mL的KNO3溶液细胞在KNO3溶液中发生质壁分离的同时，K和NO也会通过主动运输逐渐进入细胞内，导致细胞液浓度升高，从而使发生质壁分离的细胞自动复原(3)0.5 g/mL的蔗糖溶液,2某同学进行实验，图甲为实验开始状态，图乙
11、为实验结束状态。请在图乙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：_；_。(2)预测实验现象并作出结论。,【解析】本实验的设计思路是首先要考虑将蔗糖用蔗糖酶分解，得到水解产物；其次是检测a管内有没有水解产物，蔗糖分解为葡萄糖和果糖，可用斐林试剂加以确定；三是注意遵循实验设计的基本要求和原则。,【答案】(1)向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热(或隔水加热)U型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂，(606
12、5)水浴加热，观察A、B试管内有无砖红色沉淀(2)如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜。,1(2008年广东)观察在0.3 g/mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，发现中央液泡逐渐变小，说明()A细胞壁相当于一层半透膜B洋葱表皮细胞是活的C此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D细胞壁收缩导致中央液泡失水,【解析】本题考查植物细胞吸水和失水的探究实验内容。A错误：细胞壁为全透性，不是半透膜；B正确：水分子可以通过，而蔗糖分子却不能通过，说明洋葱表皮细胞是
13、活的，只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，死细胞的原生质层为全透性；C错误：中央液泡逐渐变小，说明此时外界溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞失水；D错误：细胞壁的伸缩性较小，中央液泡失水是因为外界溶液的浓度大于细胞液浓度，水分的渗出大于渗入。【答案】B,2(2010年江西省玉山一中月考)水稻是我国主要的粮食作物之一。下列关于水稻生命活动的叙述，正确的是()A对水稻进行根瘤菌拌种，有利于水稻对N2的利用B水稻叶片的维管束鞘细胞中含有叶绿体，能固定二氧化碳并形成淀粉C硅元素能在水稻体内大量积累，该事实说明硅是水稻必需的大量元素D尽管水稻生长在水生环境中，其吸水的主要动力仍是蒸腾拉力【答案】D,3(
14、2010年湖南长江市一中月考)研究发现，冬小麦在秋冬受低温袭击时，呼吸速率先升高后降低，持续的冷害使根生长迟缓，吸收能力下降，但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列推断合理的是(),冷害初期呼吸作用增强，放出的热量有利于抵御寒冷持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，影响可溶性糖合成淀粉低温使细胞内结合水含量降低，自由水含量增加，以适应低温环境低温使根细胞呼吸减弱，限制根细胞吸收矿质营养，导致吸收能力下降A BC D【答案】A,4(2009年江苏生物)回答下列与细胞有关的实验问题。(1)下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有_(填序号)。观察叶绿体和原生质的流动观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分
15、布探究酵母菌的呼吸方式红细胞中血红蛋白的提取和分离(2)按下面步骤进行质壁分离实验。步骤一：在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。,步骤二：从盖玻片一侧滴入0.3 g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中。步骤三：在显微镜下观察。结果如下图所示。右图中A、B处的颜色分别是_。如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3 g/mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是_。,如果将步骤二中浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在80
16、 条件下处理一段时间(装片中的藓类小叶保持在0.3 g/mL的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确地判断A处颜色，对显微镜的操作方法是_、_。如果A处呈绿色，可能的原因是_。,【解析】(1)该题主要涉及实验中材料是否仍需要保持活性，而中只需观察DNA的分布与血红蛋白的提取与分离，而对细胞是否有活性无关。(2)该题主要涉及实验结果的考查，从图中分析可知A属于细胞外溶液，主要溶液为蔗糖溶液，因此无色，而B属于叶绿体，因此显绿色。由题意可知植物细胞不吸收伊红，结合细胞壁的全透性，可知A为红色而B为绿色。在高温80 条件下处理，细胞许多结构与功能将丧失，而对于显微镜使用的考查涉及调节光源。,【答案】(1)(2)无色、绿色红色、绿色改变光圈大小调节反光镜(电光源亮度)高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处,
