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1、植物对水分的吸收和利用【学习目标标】1识记植植物细胞吸吸水和失水水的原理。2识记水水分在植物物体内的运运输、利用用和散失。3知道合合理灌溉在在生产和生生活实践中中的应用。【学习障障碍】1理解障障碍(1)如何何理解原生生质与原生生质层、扩扩散与渗透透、半透膜膜与选择透透过性膜等等概念？(2)如何何理解渗透透作用的原原理以及植植物细胞吸吸水和失水水的条件？2解题障障碍(1)用渗渗透作用等等概念分析析解释某些些现象。(2)用植植物吸水和和失水的原原理解决生生产实际问问题。【学习策策略】1理解障障碍的突破破(1)用“并列比较较法”理解半透透膜与选择择透过性膜膜、原生质质与原生质质层、扩散散与渗透的的区
2、别。半透膜与与选择透过过性膜的区区别异中求同：二者都是是限制性的的透过膜。同同中求异：半透膜是是指某些物物质可以透透过，而另另一些物质质不能透过过的多孔性性薄膜(如动物的的膀胱膜、肠肠衣、鸡蛋蛋的卵壳膜膜、花生种种皮等)。而选择择透过性膜膜主要是由由于膜上具具有一些运运载物质的的载体，因因为不同细细胞膜上含含有载体的的种类和数数量不同，即即使同一细细胞膜上含含有的运载载不同物质质载体的数数量也不同同，因而表表现出细胞胞膜对物质质透过的高高度选择性性。当细胞胞死亡时，膜膜便失去选选择透过性性成为全透透性。因此此，半透性性与选择透透过性是两两个明显不不同的概念念。原生质与与原生质层层的区别异中求同
3、：二者都是是构成细胞胞的有生命命的物质或或结构。同同中求异：原生质是是细胞内的的生命物质质，可分化化为细胞膜膜、细胞质质和细胞核核等部分，细细胞壁不属属于原生质质。一个动动物细胞可可以看成是是一团原生生质。成熟熟的植物细细胞的细胞胞膜、液泡泡膜以及两两层膜之间间的细胞质质称为原生生质层，可可以看作是是一层选择择透过性膜膜，它不包包括细胞液液这部分。自由扩散散与渗透的的区别异中求同：二者都是是物质经过过膜扩散的的方式。物物质从高浓浓度区域向向低浓度区区域的运动动称为扩散散，如O2由细胞外外通过细胞胞膜进入细细胞内的过过程，在细细胞内O2仍可进一一步扩散，与与过膜与否否无关。同同中求异：自由扩散散
4、是小分子子物质过膜膜的一种方方式。渗透透是水等溶溶剂分子从从低浓度溶溶液一方通通过半透膜膜(或选择透透过性膜)进入高浓浓度溶液一一方的过程程，是扩散散的一种特特殊方式，进进行扩散的的物质仅限限于“溶剂分子子”，还必须须通过半透透膜(或选择透透过性膜或或原生质层层)。(2)用“实验分析析法”理解渗透透作用的原原理以及植植物细胞吸吸水和失水水的条件。通过人工渗渗透作用的的实验装置置可以看出出：渗透作作用发生的的两个条件件，一是具具有半透膜膜；二是半半透膜两侧侧溶液具有有浓度差。通通过实验我我们不难发发现一个成成熟的植物物细胞具备备发生渗透透作用的条条件，由此此可以说一一个成熟的的植物细胞胞就是一个
5、个活的渗透透系统。植植物细胞的的吸水和失失水遵循渗渗透作用的的原理。半透膜只只允许水或或其他溶剂剂分子通过过，而溶质质分子难以以通过；渗渗透是水分分子或其他他溶剂分子子通过半透透膜的扩散散，因此半半透膜两边边的浓度差差是渗透作作用的前提提，它决定定了水分子子的渗透方方向和数量量。渗透作用用为什么能能使水分子子从低浓度度向高浓度度转移呢?一般讲的的浓度是溶溶质的浓度度，而渗透透的物质是是溶剂分子子。溶质的的浓度越高高(实验装置置的漏斗内内的溶质)，相对地地说单位体体积内溶剂剂分子数越越少；反之之溶液浓度度越低(实验装置置的烧杯内内的溶液)，相对地地说单位体体积内溶剂剂分子数越越多。溶剂剂分子在渗
6、渗透过程中中由单位体体积分子数数多的地方方向分子数数少的地方方扩散。因因此，就一一般所讲的的浓度而言言，渗透作作用中的溶溶剂分子(例如水分分子)从低浓度度向高浓度度渗透。成熟的植植物细胞从从结构上看看，细胞壁壁是全透性性的，细胞胞膜、液泡泡膜是选择择透过性膜膜，加上两两膜之间的的细胞质所所构成的原原生质层，可可以看成是是一层选择择透过性膜膜，而液泡泡中含有有有机酸、生生物碱、糖糖类、无机机盐、色素素和蛋白质质等物质，因因此细胞液液具有一定定的浓度。由由此可以看看出植物细细胞具备发发生渗透作作用的条件件，所以植植物细胞是是一个渗透透系统。当当外界溶液液浓度小于于细胞液浓浓度时，即即表现为渗渗透吸
7、水，这这是植物细细胞吸水的的主要方式式。根据渗渗透吸水原原理，我们们可以用不不同浓度的的溶液处理理植物细胞胞，判断其其吸水或是是失水，可可以通过质质壁分离和和复原实验验进行验证证和探索，并并以此来进进一步测定定细胞的渗渗透压或细细胞液的浓浓度，判断断细胞的生生活状况是是死是活等等。(3)理论论联系实际际理解在移移栽树木时时应注意的的问题。在学习完水水分的吸收收和利用知知识后，要要应用所学学的知识来来解决常见见的生产实实践问题。在在移栽树木木时，由于于要损伤一一些根，影影响了对水水分的吸收收，因此，要要采取措施施尽量减少少水分散失失，以保持持体内水分分平衡。这这样在移栽栽时要去掉掉部分枝叶叶，或
8、在傍傍晚、阴雨雨天进行，以以降低蒸腾腾作用；此此外为了增增加水分的的吸收，要要尽可能带带土移栽；以免损伤伤更多的幼幼根，促进进水分的吸吸收。2解题障障碍(1)用“对号入座座法”解有关渗渗透现象的的题。例1下下列现象属属于渗透作作用的是A水分子子通过细胞胞壁B氨基酸酸分子通过过细胞膜CK通通过原生质质层D水分子子通过原生生质层解析：用“对号入座座法”解。渗透透作用是指指水分子(或其他溶溶剂分子)通过半透透膜的扩散散，在供选选答案中，水水是溶剂分分子，原生生质层可当当半透膜看看待。K和氨基酸酸通过膜为为主动运输输，细胞壁壁具有全透透性，显然然也不是渗渗透作用。答案：D(2)用“类比分析析法”解植物
9、吸吸水和失水水的原理及及生产实际际的问题。例2如如下图所示示，在U型管中部部C处装有半半透膜，在在 a侧加入入细胞色素素C分子 (分子量量为1.33万道尔顿顿的蛋白质质)水溶液(红色)，b侧加入清清水，并使使a、b两侧液面面高度一致致，经一段段时间后，实实验结果将将是Aa、bb液面一致致，b侧无色Ba、bb液面一致致，b侧红色Ca液面面低于b，b侧红色Da液面面高于b，b侧无色解析：用“类比分析析法”解。此题题是以上述述简单的实实验情境模模拟现实，全全面考查了了渗透作用用原理。图图中已知条条件有：cc处为半透透膜，半透透膜两侧溶溶液具有浓浓度差，且且a侧浓度bb侧浓度，依依据渗透作作用原理，水
10、水分子总的的渗透方向向表现为bb侧至a侧，故一一段时间后后，结果将将是a侧液面高高于b侧液面。另另外，根据据半透膜的的性质，水水分子能通通过，但大大分子的细细胞色素CC分子不能能通过，故故b侧仍为无无色。所以以，本题答答案选D。答案：D点评：(11)对上题题可以作这这样变形：a侧细胞色色素C分子溶液液浓度为110%，b侧不加入入清水而是是加入浓度度为10的蔗蔗糖溶液，则则一段时间间后结果将将是Aa、bb液面一致致Ba液面面低于b液面Ca液面面高于b液面D无法确确定此题很容易易误选A，或选择择D答案。表表面上看aa、b两侧溶液液浓度是相相等的，但但是由于两两侧溶液溶溶质分子大大小不同，同同质量的
11、两两种物质的的分子数就就不同。水水分子的渗渗透方向取取决于半透透膜两侧的的溶液浓度度，其本质质是取决于于两侧水分分子密度。选选A错误在于于机械地理理解了溶液液的浓度。由由于细胞色色素C分子远大大于蔗糖分分子，因此此，相同体体积溶液中中的水分子子在相同时时间内从aa侧向b侧通过的的水分子数数多于b侧向a侧通过的的水分子数数，总之，水水分子从密密度高的一一侧向密度度低一侧扩扩散是总的的趋势，故故应选答案案B。(2)对上上题又可作作这样变形形：a侧不加细细胞色素CC分子溶液液而加入浓浓度为100%葡萄糖糖溶液，bb侧仍然加加入浓度为为10%的蔗蔗糖溶液，(半透膜c允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过
12、)，则开始和一段时间后液面的情况是A先a液液面高于bb液面，后后a液面高于于b液面 B先b液液面高于aa液面，后后b液面高于于a液面C先a液液面高于bb液面，后后b液面高于于a液面D先b液液面高于aa液面，后后a液面高于于b液面此题包括两两种分子的的扩散，一一是水分子子的扩散，二二是葡萄糖糖分子的扩扩散。由于于蔗糖分子子大于葡萄萄糖分子，因因此，相同同体积溶液液中的水分分子在相同同时间内从从b侧向a侧通过的的水分子数数多于a侧向b侧通过的的水分子数数，实际上上，a侧的葡萄萄糖分子同同时也向bb侧扩散，但但由于葡萄萄糖分子比比水分子大大，其扩散散速度就稍稍慢一些，所所以先a液面高于于b液面，后后
13、b液面高于于a液面，故故应选答案案C。可见，对渗渗透作用原原理的理解解，应抓住住其两个基基本条件作作必要的延延伸和拓展展。【同步达达纲练习】1能够称称之为渗透透作用的是是A钾通过过原生质层层B氧气通通过细胞壁壁C水通过过原生质层层D水分子子通过细胞胞壁2下图表表示某植物物相邻的33个细胞，其其细胞液浓浓度依次为为ABC，正确确表示它们们之间水分分子渗透方方向的是3下图中中E、F、G为三个用用半透膜制制成的小袋袋，E、F体积相同同，G体积较大大。开始时时3个小玻璃璃管内的液液面高度相相同，且三三种溶液的的浓度关系系为溶液甲甲溶液乙溶液丙，则则：(1)1小小时后，管管e和管f的液面升升降变化是是A
14、管e下下降，管ff下降B管e下下降，管ff上升C管e上上升，管ff上升D管e上上升，管ff下降(2)下图图中曲线能能表示管ff和管g内液面可可能变化的的是4用2 molL的乙二醇醇溶液和22 mollL的蔗糖溶溶液分别浸浸浴某种植植物细胞，观观察质壁分分离现象，得得到原生质质体体积的的变化情况况如下图所所示。请回回答：(1)原生生质体体积积在AB段的变化化说明：在在该段时间间内水分从从原生质体体_，细胞胞液浓度_。(2)在11 minn后，处于于2 moolL的蔗糖溶溶液中的细细胞，其细细胞液浓度度将_。此此时，在细细胞壁与原原生质层之之间充满了了_。要使其其复原，可可将其置于于_。(3)在1
15、1 minn后，处于于2 moolL的乙二醇醇溶液中的的细胞，其其原生质体体体积的变变化是由于于_逐渐进入入细胞，引引起细胞液液浓度_。参考答案【同步达纲纲练习】1解析：用“对号入座座法”来解。答案：C2解析：用“直接判断断法”来解。答案：C3解析：用“图文转换换法”和“类比分析析法”来解。首首先要读懂懂图中的信信息。依据据渗透作用用原理，不不难得出题题答案应为为A。而题条件是袋袋F和袋G内外溶液液浓度差相相等，并且且都是溶液液乙和丙。首首先应判断断两者液面面上升还是是下降，根根据浓度关关系，显然然都是下降降，即为AA或B曲线。而而此题的难难点在于两两者下降速速率的快慢慢比较，由由于G半透膜面
16、面积明显大大于F，因此在在单位时间间内G失水的总总量应大于于F，再则玻玻璃管f和g相同，所所以g内液面下下降比f快，应选选答案B。答案：(11)A (2)BB4解析：用“图文转换换法”和“类比分析析法”来解。首首先要读懂懂图中的信信息。此题题通过坐标标曲线描述述了原生质质体体积的的变化，显显然这种体体积的变化化是由于细细胞渗透作作用吸水或或失水造成成的。两条条曲线的区区别说明分分离后能否否自动复原原，因此该该题的主要要知识障碍碍应是蔗糖糖分子或乙乙二醇分子子能否通过过半透膜(原生质层层)而进入细细胞，从曲曲线可知乙乙二醇能进进入细胞，而而蔗糖分子子则不能。答案：(11)外渗 变大 (2)不变变 蔗糖溶溶液 清水中中 (33)乙二醇醇分子 变大点评：我们们还可进一一步思考应应用渗透作作用原理解解释解决实实际问题，如如用质壁分分离实验测测定细胞液液的浓度，应应用渗透作作用判断两两种溶液浓浓度大小，应应怎样设计计实验等5