高中生物人教版高中必修分子與細胞細胞的物質輸入和輸出水微專題

水是生命之源，那么自然界中的一滴水是怎么進入植物物體內？以什么形式存在？有哪些生理作用呢？水對生物體的生命活動有調節(jié)作用嗎？具體到哪里發(fā)揮作用？回顧高中生物教材內容，你能想到那些與水相關的內容呢?什么是滲透作用？滲透作用的兩個條件?

什么是滲透壓？滲透作用概念：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散稱為滲透作用。1、半透膜（過濾膜、選擇透過性膜）2、半透膜兩側有濃度差(物質的量濃度)滲透作用條件:滲透壓：溶液中溶質微粒對水的吸引力原生質層（半透膜）AB細胞液思考：將一成熟的植物細胞放入0.3g/ml蔗糖溶液（該濃度大于細胞內液體濃度）中，該細胞能發(fā)生滲透作用嗎？若能，如何構成滲透系統(tǒng)？2、根據(jù)滲透作用的基本原理，請分析：1、水分子的擴散方向如何？水的跨膜運輸方式是怎樣的？3、一段時間后該細胞將會發(fā)生怎樣的變化？成分：纖維素和果膠特點：全透性由AB細胞失水，原生質層體積變小，導致原生質層與細胞壁分離，出現(xiàn)質壁分離現(xiàn)象。能。滲透系統(tǒng)：（1）半透膜：原生質層；（2）半透膜兩側的濃度差：細胞液和外界溶液的濃度差自由擴散思考：將一動物細胞放入0.3g/ml蔗糖溶液（該濃度大于細胞內液體濃度）中，是否能發(fā)生滲透作用？如果能發(fā)生，說一說該動物細胞如何構成滲透系統(tǒng)。半透膜兩者構成濃度差請分析：1、在該裝置中水分子的運輸方向？2、一段時間后，細胞形態(tài)會發(fā)生什么變化？這種變化說明了細胞膜具有什么特點？水分子由細胞內向蔗糖溶液中滲透細胞皺縮；說明細胞膜具有一定的流動性。高考鏈接（2017全國卷2.4）將某種植物的成熟細胞放入一定濃度的物質A溶液中，發(fā)現(xiàn)其原生質體（即植物細胞中細胞壁以內的部分）的體積變化趨勢如圖所示。下列敘述正確的是()A．0~4h內物質A沒有通過細胞膜進入細胞內B．0~1h內細胞體積與原生質體體積的變化量相等C．2~3h內物質A溶液的滲透壓小于細胞液的滲透壓D．0~1h內液泡中液體的滲透壓大于細胞質基質的滲透壓C高考鏈接（2018.4浙江卷。17）在觀察某值物細胞的質壁分離及質壁分離復原實驗中，依次觀察到的結果示意圖如圖，其中①、②指細胞結構。下列敘述正確的是（）

A.甲狀態(tài)時，細胞不存在水分子跨膜運輸進出細胞的現(xiàn)象B.甲→乙變化的原因之一是結構①的伸縮性比②的要大C.乙→丙的變化是由于外界溶液濃度小于細胞液濃度所致D.細胞發(fā)生滲透作用至丙狀態(tài)，一段時間后該細胞會破裂C什么是滲透吸水？這與自由擴散中的高濃度到低濃度運輸是否沖突？水想快速過膜怎么辦？2003年，美國科學家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農，分別因對細胞膜水通道，離子通道結構和機理研究而獲諾貝爾化學獎。PeterAgreRoderickMacKinnon

必修一74頁---科學前沿通過水通道的了解，那么自然界中的一滴水進入植物體內的跨膜運輸方式有哪些？水進入細胞以什么形式存在？有什么生理作用？二、水分的存在狀態(tài)和作用水分結合水：自由水存在形式：游離態(tài)作用：細胞內的良好溶劑；參與生物化學反應；運輸營養(yǎng)物質和代謝廢物；為細胞提供液體環(huán)境。細胞的結構成分注：自由水含量與細胞新陳代謝、抗旱、抗寒，抗熱有什么關系？癌細胞含水多還是少？為什么？高考鏈接（2018年全國卷2.4）.有些作物的種子入庫前需要經(jīng)過風干處理，與風干前相比，下列說法錯誤的是()A.風干種子中有機物的消耗減慢B.風干種子上微生物不易生長繁殖C.風干種子中細胞呼吸作用的強度高D.風干種子中結合水與自由水的比值大C高考鏈接自由水結合水小于大于磷脂雙分子層水通道小于階段一種子的吸水量增加，而階段二種子的吸水量基本不變無氧呼吸階段二胚根未突破種皮，種子供氧不足二、水在植物內的代謝與調節(jié)自然界中旅行的一滴水進入植物物體內作為反應物參與了哪些反應？哪些物質的水解？作為生成物在光合和呼吸的第幾階段？哪些物質的合成？在植物體內水作為溶劑在哪里涉及到？有氧呼吸過程圖解：1、每個數(shù)字分別代表什么？2、水作反應物和生成物分別在哪個階段？3、你會寫總反應和每個階段的反應式嗎？你清楚每一個過程嗎？光合作用的過程說說你知道哪些每個數(shù)字分別代表什么？水作反應物和生成物分別在哪個階段？1、水與光合作用的關系水是光合作用的原料（光反應）、也是產物（暗反應）水是光合作用的介質，整個作用都在水中進行葉肉細胞缺水后氣孔關閉，將如何影響光合作用？2、水與呼吸作用的關系水是呼吸作用進行的反應介質種子的呼吸會隨水的增加而加強，潮濕的種子因呼吸消耗有機物而不利于貯存。葉肉細胞缺水為什么會導致呼吸作用下降?思考：1、為什么干燥的種子利于貯存，潮濕的不利于貯存？3、水與蒸騰作用的關系1、自然界中的一滴水進入植物體根之后在什么的作用到達葉肉細胞的呢？蒸騰拉力的作用是什么？2、什么是“午休現(xiàn)象”？3、氣孔的開閉會影響植物哪些生理過程？3、水與蒸騰作用的關系自然界中的一滴水進入植物體根之后在什么的作用到達葉肉細胞的呢？蒸騰拉力的作用是什么？什么是“午休現(xiàn)象”？氣孔的開閉會影響植物哪些生理過程？蒸騰拉力。蒸騰作用產生的拉力是水分吸收的動力；是水分和無機鹽在植物體內運輸?shù)膭恿?；還能降低葉片表面的溫度。夏季晴朗的中午溫度過高，植物蒸騰作用劇烈，葉片失水導致氣孔部分關閉，二氧化碳吸收不足，導致凈光合作用速率下降。氣孔是植物進行體內外氣體交換的重要門戶。H2O、CO?、O2都要共用氣孔這個通道，氣孔的開閉會影響植物的蒸騰、光合、呼吸等生理過程。高考鏈接（2019全國卷1.29）.將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小，回答下列問題。（1）經(jīng)干旱處理后，該植物根細胞的吸水能力____________。（2）與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會_________，出現(xiàn)這種變化的主要原因是_________________。（3）有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起，而是由ABA引起的，請以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設計實驗來驗證這一結論，要求簡要寫出實驗思路和預期結果。_____________________________________________________________________________________________________________________。增強降低氣孔開度減小使供應給光合作用所需的CO2減少增強4、水與礦質代謝的關系水分吸收和礦質吸收的是兩個獨立的過程嗎？它們之間存在怎樣的關系？體現(xiàn)了水的什么作用？4、水與礦質代謝的關系礦質元素必溶在水中呈離子態(tài)才能被植物吸收礦質吸收和水分吸收的關系兩個相對獨立的過程，既區(qū)別、又聯(lián)系區(qū)別于：水分吸收為滲透作用，不需ATP；礦質元素吸收為主動運輸，需ATP聯(lián)系為：1、都發(fā)生在根毛區(qū)；2、礦質元素需溶于水中才能進行；3、礦質元素的吸收增加細胞液濃度，從而促水的吸收；4、水分能及時將吸收的礦質元素運走，在一定程度上也促進了礦質元素的吸收。聯(lián)系生產、生活實際

▲根據(jù)蒸騰作用原理，植物移栽時剪去部分枝葉有利于移栽的成活率。▲根據(jù)滲透吸水原理，給植物施肥時不能施濃肥?！鶕?jù)礦質元素吸收的原理，多雨季節(jié)要給旱地作物進行開溝排水。▲根據(jù)呼吸作用原理，曬干的種子有利于長期儲存。

三、水在動物體內的生理和調節(jié)什么是內環(huán)境？什么是滲透壓？人體是如何維持細胞外液滲透壓的？自然界中旅行的一滴水通過哪些途徑進入動物物體內？水作為溶劑在哪里涉及到？提示：內環(huán)境是細胞生活的液體環(huán)境；滲透壓是溶液中溶劑微粒對水的吸引力；通過下丘腦進行調節(jié)的。什么是內環(huán)境？什么是滲透壓？人體是如何維持細胞外液滲透壓的？自然界中旅行的一滴水通過哪些途徑進入動物物體內？水作為溶劑在哪里涉及到？單細胞動物：直接吸收；滲透作用1、水分進入動物細胞的途徑方式：多細胞動物：必須通過內環(huán)境，哺乳動物為例水——消化道——消化道上皮細胞（滲透作用）——血漿——組織液——組織細胞滲透原理：隨著葡萄糖、氨基酸、Na+進入上皮細胞，濃度增加，而小腸內濃度降低，滲透作用發(fā)生，水就被吸收進入小腸上皮細胞，并進一步進入血液——組織液——組織細胞三、水在動物體內的生理和調節(jié)圖示為A、B、C、D四種液體之間的關系，請進行分析推斷。細胞內液組織液血漿淋巴內環(huán)境2、水分與內環(huán)境的關系

1、血漿中水的來源？

2、組織細胞中水分的來源？3、組織水腫的原因？引起組織水腫的情況有哪些？請舉例。1、消化道吸收而來；組織液的回滲；淋巴循環(huán)三條途徑2、組織液提供和自身代謝過程產生3、組織水腫的原因：組織液的水分增多。①毛細血管血壓增高由于毛細血管血壓增高，使液體從毛細血管濾出到組

織間隙增多，而又阻礙液體回流入毛細血管，這樣就造成組織液積聚過多，當其超過淋巴的代償回流時，就出現(xiàn)水腫。如心力衰竭時引起的全身性水腫；肝硬化時引起的腹水。②血漿膠體滲透壓降低血漿膠體滲透壓是使組織液回流到毛細血管的一種力量，因此，當血漿膠體滲透壓降低時，組織液生成增多，回流減少，組織間隙液體積聚過多，形成水腫。這種水腫常為全身性的。

③毛細血管通透性增加正常毛細血管壁僅允許水分、晶體物質(如Na+、葡萄糖等)和少量白蛋白通過。但在病理情況下，通透性增加，會使大量蛋白質漏出到組織液中。結果，一方面血管內液體滲透壓降低，另一方面組織液膠體滲透壓升高，發(fā)生水腫。炎癥引起的水腫，就是因毛細血管通透性增加所致。④淋巴回流受阻組織液除了大部分從毛細血管靜脈端回流外，少部分還從淋巴管回流入血。當淋巴管阻塞，淋巴回流受阻時，就可使含蛋白質的淋巴液在組織間隙中積聚而引起水腫，稱為淋巴水腫。如惡性腫瘤細胞侵入并堵塞淋巴管；或臨床進行廣泛摘除淋巴結；絲蟲病時，主要淋巴管道被成蟲阻塞，引起下肢和陰囊的慢性水腫等。引起組織水腫的三種情況3、水鹽平衡調節(jié)自然界中旅行的一滴水在動物體內周游一圈之后，目睹動物體內盛世美景，腎臟便是旅行的完美收關，那接下來它在腎臟將參與什么調節(jié)呢？腎小球腎小囊腎小管腎小管周圍毛細血管網(wǎng)集合管腎臟的過濾作用思考：人體內水鹽平衡通過哪兩種調節(jié)來完成？如何調節(jié)？下丘腦滲透壓感受器垂體后葉抗利尿激素腎小管、集合管重吸收水尿量細胞外液滲透壓升高細胞外液滲透壓下降下丘腦滲透壓感受器（+）（-）釋放（+）（-）產生興奮神經(jīng)傳導大腦皮層渴覺負反饋調節(jié)體液調節(jié)神經(jīng)調節(jié)（2019全國卷2.4）.當人體失水過多時，不會發(fā)生的生理變化是（）A.血漿滲透壓升高B.產生渴感C.血液中的抗利尿激素含量升高D.腎小管對水的重吸收降低高考鏈接D（2015江蘇卷。28節(jié)選）如圖表示下丘腦參與人體體溫、水鹽和血糖平衡的部分調節(jié)過程。請回答下列問題：（2）人體劇烈運動大量出汗后，下丘腦增加___激素的合成，并由垂體釋放進入血液，促進___對水分的重吸收。（3）當血糖濃度上升時，下丘腦中的葡萄糖感受器接受刺激產生興奮，使胰島B細胞分泌活動增強，血糖濃度下降，此過程屬于___調節(jié)。Ⅰ型糖尿病由胰島B細胞損傷引起，患者血液中含有抗胰島B細胞的抗體和效應T細胞。據(jù)此推測：Ⅰ型糖尿病實質上是一種針對胰島B細胞的___??；胰島B細胞的損傷是機體通過___免疫導致的。糖尿病患者的尿液為什么多？4、水分的利用和排出水分進入組織細胞后，除為新陳代謝提供水環(huán)境外，還參與各種代謝活動，如呼吸作用、糖類、蛋白質的水解等。單細胞動物：通過細胞膜直接排出；多細胞動物:高等多細胞生物不能直接排出，必須通過內環(huán)境，主要途徑有三條（1）呼吸系統(tǒng)呼出少量的水；（2）皮膚的汗腺汗液；（3）由腎臟分泌尿液排出（主要途徑）1、水是生命之源，那么自然界中的一滴水是怎么進入植物物體內？以什么形式存在？自由水含量與細胞新陳代謝、抗旱、抗寒有什么關系？有什么生理作用？2、水對生物體的生命活動有調節(jié)作用嗎？具體到哪里發(fā)揮作用？3、你能想到那些與水相關的內容呢?什么是滲透作用？滲透作用的兩個條件?什么是滲透壓？動植物細胞如何構成滲透系統(tǒng)？問題總結4、滲透吸水是什么？這與自由擴散中的高濃度到低濃度運輸是否沖突？水想快速過膜怎么辦？通過水通道的