1 第二单元 生物的新陈代谢 第7讲 植物对水分的吸收和利用 2 考纲搜索 1 渗透作用的原理 2 植物细胞的吸水和失水 3 植物体水分的运输 利用和散失 4 合理灌溉 3 分析预测 渗透作用的原理和概念是高考的重点 常作为实验探究的核心进行考查 植物对水分的吸收 运输 利用和散失过程是高考的常考点 尤其是结合农业生产考查渗透吸水和蒸腾作用的意义 是高考的热点 考查的题型多样 常以选择 分析说明 图文转换 数据处理等形式出现 非选择题多以学科内综合为主 注重考查图解分析 信息获取和实验设计能力 4 一 知识概述渗透作用的原理 渗透作用实验装置 由学生介绍实验装置现象 漏斗内液面 解释 蔗糖分子通过半透膜 水分子通过半透膜 单位时间内 水分子由烧杯进入漏斗的数量由漏斗进入烧杯的数量 逐渐上升 不能 能 多于 5 渗透作用的概念 水分子 或其他溶剂分子 通过的扩散发生渗透作用的两个条件 一是具有 二是半透膜两侧的溶液具有浓度差成熟的 有大液泡的植物细胞与外界溶液共同组成一个渗透装置 半透膜 半透膜 6 植物细胞的吸水和失水吸胀吸水细胞特点 没有 原理 细胞的亲水性物质 和吸收水分举例 如细胞 细胞等 液泡 蛋白质 淀粉 纤维素 干种子 根尖分生区 7 渗透吸 失 水细胞特点 成熟的植物细胞 细胞内有大液泡原理 成熟的植物细胞与外界溶液共同组成一个 当外界溶液浓度细胞液浓度时 细胞通过渗透作用吸水 反之 失水举例 细胞 渗透装置 小于 根成熟区的表皮 8 水分的运输 利用和散失 运输 通过由根部运输到茎 再由茎运输到叶利用 1 5 参与和等生命活动 散失 散失量 占植物体吸水的 方式 意义 植物体和水分在植物体的动力 促进在植物体内的运输 降低植物体特别是叶片的温度 免遭灼伤 导管 光合作用 呼吸作用 95 99 蒸腾作用 吸水 运输 矿质元素 9 合理灌溉原理 不同植物的需水量 同一植物在不同生长发育时期 需水量也不同概念 根据植物的适时地 适量地灌溉意义 使植物体茁壮生长 并且用最少的水获得最大的效益 不同 需水规律 10 二 要点归纳植物细胞吸水方式的比较1 吸胀吸水和渗透吸水的比较 11 2 渗透作用和扩散作用 12 3 半透膜与选择透过性膜 1 区别 半透膜是无生命的 是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜 物质是否能通过取决于分子的大小 选择透过性膜是有生命的生物膜 由于载体的存在 决定了对不同物质是否吸收的选择性 细胞死亡后 其选择透过性丧失 2 共同点 都允许水分子自由通过 都不允许大分子物质通过 13 4 原生质层与原生质体原生质层仅存在于成熟的有大液泡的植物细胞中 它包括细胞膜 液泡膜及两膜之间的细胞质 由于细胞膜和液泡膜有选择透过性 所以原生质层有选择透过性 原生质体是除去细胞壁而剩下的有生物活性的植物细胞结构 它包括细胞膜 细胞质和细胞核 常用作植物细胞融合的材料 14 植物细胞的吸水与失水1 成熟的植物细胞是一个渗透系统成熟植物细胞具备发生渗透作用的两个条件 1 原生质层相当于半透膜 2 一般情况下 膜两侧具有一定浓度差 因为液泡内细胞液具有一定的浓度 能与外界溶液形成一定的浓度差 15 2 植物细胞吸水或失水原理当细胞液浓度 外界溶液浓度时 吸水 当细胞液浓度 外界溶液浓度时 失水 3 植物细胞吸水 失水的证据 质壁分离和复原实验 质壁分离的原因 外界溶液浓度大于细胞液浓度 细胞失水 细胞壁伸缩性小 原生质层伸缩性大 注意 动物细胞能发生渗透作用 但因无细胞壁故不会发生质壁分离现象 16 水分代谢及其在生产 生活中的应用1 水分代谢过程 17 2 水分代谢在生产 生活中的应用 对农作物合理灌溉 既能满足作物对水分的需要 同时也降低了土壤溶液浓度 促进水分的吸收 盐碱地中植物因易缺水而不易存活 一次性施肥过多 会造成 烧苗 现象 夏季中午时的气孔关闭 是为了减少蒸腾作用散失的过多水分 18 植物移栽时往往去掉一些叶片 是因为刚移栽的植物的根还不能很快从土壤中吸水 去掉些叶片可减少水分散失 避免造成刚栽的植物因失水过多而死亡 从而提高成活率 糖渍 盐渍食品不变质的原因是在食品的外面形成了很高浓度的溶液 使微生物不能在上面生存 繁殖 19 用高浓度的糖或盐溶液腌制食品 细胞大量失水死亡 细胞膜失去选择透过性 糖或Na 大量进入死细胞 使腌制食品具甜味或咸味 医用生理盐水的浓度为0 9 是为了维持组织细胞正常的形态 20 2010 上海 下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 D 21 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 22 本题考查了植物细胞质壁分离的原理 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时 植物细胞失水 细胞壁与原生质层发生分离 B表示的是原生质体的长度 而不是液泡的长度 解析 23 2011 天津 将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0 3g mL的蔗糖溶液中 1分钟后进行显微观察 结果见下图 下列叙述错误的是 A 图中L是细胞壁 M是液泡 N是细胞质B 将视野中的细胞浸润在清水中 原生质体会逐渐复原C 实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异D 洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料 24 本题所涉及的知识点为质壁分离 质壁分离复原及原因 主要考查考生对这些知识点的掌握及识图能力 洋葱紫色的鳞片叶表皮细胞中有一个大而且呈紫色的液泡 当发生质壁分离时 液泡体积缩小 原生质层与细胞壁发生分离 M表示液泡 所以图示中的N表示的应是原生质层与细胞壁之间的部分 此处为外界溶液 发生质壁分离的细胞若处于清水中 外界水分将通过原生质层向液泡中渗透 原生质层 或原生质体 逐渐恢复原来的状态 成熟植物细胞的细胞壁是全透性的 而细胞膜是选择透过性的 由于洋葱根尖分生区细胞没有形成大液泡 同时颜色较浅 故不适合作为质壁分离及复原的实验材料 答案 A 解析 25 2008 江苏 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 26 1 设计出继续实验的简要步骤 解析 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 60 65 水浴加热 观察A B试管内有无砖红色沉淀 27 2 预测实验现象并作出结论 完 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 28 半透膜允许水分子通过 而蔗糖分子不能通过 因而在单位时间内水分子从a管进入b管比从b管进入a管的多 故一段时间后b管的液面上升 现在要求在上述实验的基础上继续探究 蔗糖的水解产物能否通过半透膜 首先让蔗糖酶作用于蔗糖溶液 但最好维持a b管开始的浓度差 故a b管都应加等量的蔗糖酶 解析 29 蔗糖水解为葡萄糖后 会改变原有浓度 导致a b管液面发生新的改变 葡萄糖能否通过半透膜 既可观察a与b的液面差改变情况 又可用斐林试剂检验 然后观察颜色变化 故此实验的因变量有两个 即颜色变化和液面高度变化 实验预测时不要遗漏 解析