（全国通用版）2018-2019版高中生物 第四章 细胞的物质输入和输出学案（打包4套）新人教版必修1.zip

1第四章 细胞的物质输入和输出章末总结1．只有活的成熟植物细胞才可以发生质壁分离，动物细胞和根尖分生区细胞不发生质壁分离。植物细胞发生质壁分离的原因：(1)外界溶液浓度大于细胞液浓度；(2)原生质层的伸缩性大于细胞壁。2．细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特点是具有选择透过性。3．有关细胞物质输入与输出的五个“不一定”(1)葡萄糖跨膜运输的方式不一定是主动运输：葡萄糖进入红细胞的运输方式属于协助扩散。2(2)水跨膜运输不一定是直接穿过磷脂双分子层：还可通过水通道蛋白进出细胞。(3)主动运输方向不一定是逆浓度梯度：有时也可以顺浓度梯度，如小肠绒毛上皮细胞吸收肠道内的葡萄糖。(4)消耗能量的物质进出细胞方式不一定是主动运输：胞吞和胞吐也消耗能量。(5)物质进出细胞不一定是跨膜运输：胞吞和胞吐不跨膜。一、细胞膜的结构与功能1．细胞膜结构示意图(1)脂质分子中最主要的是磷脂，此外还有胆固醇等。(2)膜上的蛋白质是功能行使者，决定了膜功能的复杂程度。(3)糖蛋白的位置只有一个——细胞膜的外侧，细胞膜内侧不存在，可用于确定膜内外位置。2．细胞膜成分、结构及功能网络图(1)流动性和选择透过性的关系①区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。②联系：流动性是选择透过性的基础，只有膜具有流动性，才能表现出选择透过性。(2)流动性原理：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的；选择透过性原理：膜上载体蛋白的种类和数量。(3)流动性的实例：细胞融合、变形虫变形运动、白细胞吞噬细菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、温度改变时膜的厚度改变、动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等。例 1 如图为物质出入细胞膜的示意图，据图回答下列问题：3(1)A 代表________分子；B 代表______________；C 代表______________。(2)细胞膜从功能上来说，它是一层______________膜。(3)在 a～e 的五种过程中，代表被动运输的是________。(4)可能代表氧气运输过程的是图中的____________(填字母)；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中的________(填字母)。(5)细胞融合的实验证明了细胞膜具有________的特点。(6)摄取膜成分中的磷脂，将其铺在空气—水界面上，测得磷脂占有面积为 S。请预测细胞表面积的值接近于________。答案 (1)蛋白质 磷脂双分子层 糖蛋白 (2)选择透过性 (3)b、c、d (4)b a (5)流动性 (6)S/2二、影响物质跨膜运输的因素1．物质浓度(在一定的浓度范围内)2．氧气浓度3．温度例 2 如图是测定了某种生物的细胞对甲、乙两种物质吸收速率与该物质浓度的关系绘制成的曲线，仔细分析后，你认为下列四种说法中正确的是( )4A．甲物质是主动运输，乙物质是自由扩散B．甲物质是自由扩散，乙物质可能是主动运输C．乙醇进入细胞的方式与乙物质相同D．K ＋ 进入细胞的方式与甲物质相同答案 B解析 题图中甲物质随着物质浓度的增大而吸收速率加快，说明其运输方式为自由扩散；乙物质的运输方式具有载体蛋白饱和效应，为协助扩散或主动运输；乙醇和 K＋ 进入细胞的方式分别为自由扩散和主动运输。5三、质壁分离和复原实验拓展应用1．判断成熟植物细胞的死活(1)实验思路待测成熟植物细胞＋分离剂 Error!― ― →镜 检 (2)实验单一变量：待测成熟植物细胞的生活状态。2．测定细胞液浓度范围(1)实验思路：待测成熟植物细胞＋一系列浓度梯度的分离剂 细胞液浓度范围介于― ― ― →分 别 镜 检 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之间。(2)实验单一变量：不同浓度的分离剂。3．比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度(1)实验思路：不同成熟植物细胞＋同一浓度的分离剂 刚发生质壁分离所需时间比较― ― →镜 检 →判断质壁分离速度或细胞液浓度(发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小)。(2)实验单一变量：不同成熟植物细胞。4．比较未知浓度溶液的浓度大小(1)实验思路：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→― ― →镜 检 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)。(2)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(1)实验思路：成熟植物细胞＋分离剂 ― ― →镜 检 Error!(2)实验单一变量：植物细胞原生质层和细胞壁的伸缩性差异。6．鉴别不同种类的溶液(如 KNO3溶液和蔗糖溶液)(1)实验思路：成熟植物细胞＋不同种类的溶液(适宜浓度)→镜检Error!(2)实验单一变量：不同种类的溶液。6例 3 为探究植物 A 能否移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A 细胞液的浓度，实验结果如下表。为保证植物 A 移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应( )浓度(mol/L) 0.15 0.2 0.25 0.3质壁分离状态 不分离 刚分离 显著分离 显著分离A.≤0.15 mol/L B．≤0.2 mol/LC．≥0.2 mol/L D．≥0.3 mol/L答案 A解析 当植物细胞液浓度小于土壤溶液浓度时，细胞会失水发生质壁分离，植物不能正常生存。由表中信息可知，该植物细胞液的浓度介于 0.15 mol/L 至 0.2 mol/L 之间。因此，为保证植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应≤0.15 mol/L。1．如图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后 a、b 两侧液面的变化是( )A．加酶前 a 侧液面上升，加酶后 b 侧液面上升并高于 a 侧液面B．加酶前 a 侧液面上升，加酶后 b 侧液面上升并等于 a 侧液面C．加酶前后 a、b 两侧液面不变D．加酶前 a、b 两侧液面不变，加酶后 b 侧液面上升并高于 a 侧液面答案 D解析 溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相等，但加入麦芽糖酶后，麦芽糖分解，使得 b 侧溶液的渗透压增大，水分子由 a 侧向 b 侧转移。2．(2018·河北石家庄第一中学高一上学期期中)下图为同一细胞在不同溶液中的最终状态，下列说法正确的是( )7A．a 所处的溶液浓度最大B．图 c 中 1 处的溶液浓度大于外界溶液浓度C．图 c 细胞放入清水中就一定能复原D．图中细胞液浓度大小为 abc答案 D解析 图为同一细胞在不同外界溶液下的最终状态，因 a 没有失水或失水最少，则 a 细胞所处的溶液浓度最小，A 错误；图 c 细胞不知是处于质壁分离状态还是质壁分离复原状态，因此无法判断出 1 处的溶液浓度与外界溶液浓度的大小，B 错误；植物细胞发生图 c 的状态后，如果失水过多或失水时间过长，会导致细胞死亡，因此放在清水中细胞也不一定能自动复原，C 错误。3．(2018·山西大学附属中学高一上学期期中)将完全相同的两个植物细胞分别放置在 a、b溶液中，分别对两个细胞失水量进行统计后绘制出相对应的甲、乙曲线。以下叙述正确的是( )A．选取植物根尖分生区的细胞作为实验材料较为适宜B．若 b 溶液的浓度稍增大，则曲线的变化可能为 A 点上升，B 点左移C．图中放入 a、b 溶液中的细胞发生质壁分离后放入清水中有可能都复原D．在 0～4 min 内，两条曲线的差异不可能是细胞内外物质浓度差导致的答案 C解析 根尖分生区细胞中无大液泡，不能用来作为观察质壁分离的实验材料，A 错误；若 b溶液的浓度增大，则浓度差增大，相同时间内失水的程度变大，复原时所需要的时间变长，即 A 点上移，B 点右移，B 错误；在 0～4 min 内，两种曲线的失水程度不同，有可能是由于浓度差不同引起，D 错误。4．如图是真核细胞细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示物质。下列有关说法错误的是( )8A．①②③在细胞膜上大多不是静止的B．细胞识别与①有关C．②在细胞膜上的分布是不均匀的D．③的单分子层面积等于该细胞所有膜面积的两倍答案 D解析 该图是细胞膜的结构模式图，③的单分子层面积等于该细胞的细胞膜面积的两倍，但细胞中除细胞膜外，还有核膜、线粒体膜、内质网膜等。5．细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。它在细胞的生命活动中具有重要的功能。下列各种生理功能的完成，与其有密切关系的是( )①胃黏膜上皮细胞的保护作用 ②呼吸道上皮细胞的润滑作用 ③红细胞膜上的血型决定 ④卵细胞膜表面对同物种精子的识别 ⑤人体免疫细胞识别外来侵入物 ⑥对 O2的运输 ⑦使细胞与周围环境分开A．④⑤⑥⑦ B．①②③④⑤C．①④⑤⑥ D．①②④⑤⑦答案 B6．钾离子在植物体中可以由浓度低的部位运向浓度高的部位，但是在缺氧的条件下，其运输的速度减慢。这说明钾离子的运输属于( )A．自由扩散 B．协助扩散C．主动运输 D．渗透作用答案 C解析 题目中钾离子可以逆浓度梯度运输，且受氧气的影响，说明其运输方式是主动运输。7．科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用图中四条曲线表示，在研究具体的物质 X 时，发现与曲线②和④相符。细胞膜运输物质 X 的方式是( )A．主动运输 B．协助扩散C．自由扩散 D．被动运输答案 A解析 曲线②在一定浓度范围内，随物质浓度升高运输速率加快，当达到一定程度后，由于9受到载体蛋白数量的限制，运输速率不再增加，而保持稳定，说明这种运输方式需要载体蛋白；曲线④运输速率与氧气浓度有关，说明这个过程需要能量，综合②④可知，物质 X 的运输方式只能是主动运输。108．下图表示一个动物细胞内外不同离子的相对浓度，由图分析可知维持细胞内外浓度依靠( )A．自由扩散 B．主动运输C．协助扩散 D．渗透作用答案 B解析 由图可知，K ＋ 、Mg 2＋ 的细胞内的浓度大于细胞外的，只有主动运输的特点是从低浓度向高浓度运输，因此判断维持细胞内外浓度依靠主动运输。9．(2018·广东省广雅学校高一上学期期中)下图为物质出入细胞膜的示意图，A～E 代表物质，a～d 代表跨膜运输方式。据图回答下列问题：(1)A 代表____________分子，B 代表____________分子。构成细胞膜基本支架的结构是________________。图中具有细胞识别作用的是[ ]________。(2)细胞膜从功能上来说，它是一层______________膜。(3)图中 a 表示__________方式，b 表示__________方式，c 表示__________方式，与 c 方式相比，a 方式的不同之处是需要__________。在 a～d 的四种过程中，代表被动运输的是____________(填字母)。若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，________(填字母)方式将会受到较大影响。(4)K＋ 、O 2和葡萄糖三种物质中，通过 b 方式进入组织细胞的是__________。(5)胰岛 B 细胞分泌胰岛素是通过__________方式进行的，该种运输方式体现出细胞膜____________________的特点。答案 (1)载体蛋白 磷脂 磷脂双分子层 D 糖蛋白(2)选择透过性 (3)主动运输 自由扩散 协助扩散 能量 b、c a、d (4)O 2 (5)胞吐 具有一定的流动性(结构)解析 (1)A 代表载体蛋白分子，B 代表磷脂分子，D 代表糖蛋白。磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架。图中的[D]糖蛋白具有细胞识别作用。(2)细胞膜从功能上来说是一层选择透过性膜。(3)图中 a、d 过程所示的物质，均是从低浓度一侧运输到高浓度一侧，都需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量，因此代表的运输方式是主动运输；b 过程所示的物质，是从高浓11度一侧运输到低浓度一侧，不需要载体蛋白的协助，不需要消耗能量，所以代表的运输方式是自由扩散；c 过程所示的物质，是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要载体蛋白的协助，不需要消耗能量，所以代表的运输方式是协助扩散。综上分析，与 c 方式相比，a 方式的不同之处是需要能量。被动运输包括自由扩散和协助扩散，因此在 a～d 的四种过程中，代表被动运输的是 b、c。若在细胞中注入某种呼吸抑制剂，会使细胞产生能量的细胞呼吸过程受阻，a、d 方式将会受到较大影响。(4)K＋ 、O 2和葡萄糖三种物质中，通过自由扩散方式进入组织细胞的是 O2。(5)胰岛 B 细胞分泌胰岛素属于分泌蛋白，分泌蛋白是通过胞吐方式分泌到细胞外的，体现出细胞膜具有一定的流动性的特点。10．引起 50%左右细胞发生初始质壁分离的浓度称之为细胞的等渗浓度。为了测定洋葱外表皮细胞的等渗浓度，有人把剪成小块的洋葱外表皮分别等量地依次放入下面各组溶液中，并记录实验结果如下表：培养皿 1 2 3 4 5 6 7蔗糖溶液浓度(mol·L－1 ) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8发生初始质壁分离的细胞占观察细胞数目的百分比无 无 15% 40% 80% 99% 100%(1)该洋葱外表皮细胞的等渗浓度为______________________________________________。(2)如果再给你四组实验材料，请设计可以更精确地测定出细胞等渗浓度的方案。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)0.5～0.6 mol·L－1 之间 (2)可配制物质的量浓度为 0.52 mol·L－1 、0.54 mol·L－1 、0.56 mol·L－1 、0.58 mol·L－1 的蔗糖溶液，将等量小块的洋葱外表皮依次放入上述蔗糖溶液中，分别制作上述浓度溶液中的洋葱表皮细胞的临时装片，放在显微镜下观察并记录实验结果解析 据题意可知，洋葱外表皮细胞的等渗浓度为可引起 50%左右的洋葱外表皮细胞发生初始质壁分离的浓度，即为 0.5～0.6 mol·L－1 。要设计一个更精确的测定细胞等渗浓度的方案，从题中设计思路可知，可采用通过配制一系列具有较小浓度梯度的蔗糖溶液，并将等量小块的洋葱外表皮分别放入此系列的蔗糖溶液中，分别制作上述浓度溶液中的洋葱外表皮细胞的临时装片，放在显微镜下观察并记录实验结果。1第 1 节 物质跨膜运输的实例[学习目标] 1.举例说出细胞膜是选择透过性膜。2.尝试提出问题，作出假设，对探究活动进行设计。3.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。一、渗透作用1．概念：是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜(或选择透过性膜)进行的扩散。2．渗透作用发生的条件Error!条 件3．渗透作用发生的原理(1)以半透膜为界面，单位体积清水中的水分子数多于蔗糖溶液中的水分子数，所以在单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水的水分子数。因此，一段时间后，漏斗管内的液面会上升。(2)水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。例 1 如图 1 所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置的半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同，如下表所示。装置编号 甲 乙 丙半透膜面积 S S/2 S蔗糖溶液体积 T T 2T2图 2 中曲线 1、2、3 表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则曲线 1、2、3 与甲、乙、丙三个装置的对应关系是( )A．1—丙；2—甲；3—乙B．1—乙；2—甲；3—丙C．1—甲；2—乙；3—丙D．1—丙；2—乙；3—甲答案 A解析 甲、乙漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液且体积相同，置于同一个水槽的清水中，故甲、乙漏斗液面高度最终一样高，甲的半透膜面积是乙的两倍，达到同一高度所需时间更短，因此甲对应曲线 2，乙对应曲线 3，则丙对应曲线 1。例 2 如图，甲、乙为两个渗透装置。甲图是发生渗透作用时的初始状态，乙图是较长时间之后，漏斗内外的水分子达到动态平衡时的状态。判断下列有关叙述错误的是( )A．图甲中③为半透膜，水分子能自由通过B．图甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度C．图乙中溶液①的浓度与溶液②的浓度相等D．图甲中溶液①和②浓度差越大，则图乙中的水柱越高答案 C解析 在图乙中，高出液面的水柱所产生的压力与渗透压达到平衡，此时即漏斗内液体②的浓度应比溶液①的浓度高。易错提醒 有关渗透作用的三个误区(1)半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。(2)当半透膜两侧的溶液达到平衡时，是指两侧的水分子运动达到平衡，而两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。(3)水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度是指物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是质量分数。二、细胞的吸水和失水1．动物细胞的吸水和失水半透膜 浓度差 细胞状态细胞膜相当于 外界溶液浓度 ＞ 细胞质的浓度 皱缩3＜ 膨胀一层半透膜＝ 不变2.植物细胞的渗透系统(1)半透膜：植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，称为原生质层，具有选择透过性，相当于一层半透膜。(2)浓度差：细胞内的液体环境主要是指植物液泡内部的细胞液，当它和外界溶液有浓度差时，发生吸水或失水。(3)原理和现象①外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。②外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。例 3 若如图表示植物细胞渗透作用的图解，下列说法中错误的是( )A．植物细胞的原生质层相当于一层半透膜B．一定条件下，活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水C．当溶液浓度甲乙时，细胞发生渗透失水，当溶液浓度乙甲时，细胞发生渗透吸水D．当溶液浓度甲＝乙时，细胞处于动态平衡状态，不发生渗透作用答案 D解析 植物的原生质层相当于半透膜；当溶液浓度甲乙时，细胞发生渗透失水，当溶液浓度乙甲时，细胞发生渗透吸水；活细胞处于外界溶液中，渗透作用就会发生，即当溶液浓度甲＝乙时，也发生渗透作用，此时处于动态平衡状态。三、探究植物细胞的吸水和失水1．实验原理(1)植物细胞的原生质层相当于半透膜，细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性，原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。(2)外界溶液浓度细胞液浓度→细胞失水，原生质层皱缩→发生质壁分离。4(3)外界溶液浓度b，细胞渗透吸水B．a＝b，渗透系统保持动态平衡C．ab，细胞渗透失水D．上述三种情况都有可能答案 D解析 该细胞可能正处于质壁分离过程中(如 C 项)，也可能处于质壁分离后的动态平衡过程中(如 B 项)，也可能正处在发生质壁分离复原的过程中(如 A 项)。例 5 用 0.5 g/mL 蔗糖溶液、0.3 g/mL 蔗糖溶液、一定浓度的尿素溶液分别处理洋葱鳞片叶外表皮细胞 10 min，三组细胞体积变化如图所示。下列有关分析不正确的是( )A．a 曲线为 0.5 g/mL 蔗糖溶液处理组B．a、b、c 三组洋葱细胞失水的方式相同6C．若将细胞转移到蒸馏水中，有两组能够发生质壁分离复原D．若实验继续进行，只有一组细胞能够发生质壁分离复原答案 A解析 分析图示可知，a、b、c 的细胞体积依次减小，说明失水量依次增大，0.5 g/mL 蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞比 0.3 g/mL 中的失水多，故 a 曲线不是 0.5 g/mL 蔗糖溶液处理组；在较高浓度的外界溶液中，洋葱细胞失水的方式都是渗透失水；将细胞转移到蒸馏水中，0.3 g/mL 蔗糖溶液、一定浓度的尿素溶液处理的细胞，能够吸收外界的水分发生质壁分离复原，而 0.5 g/mL 蔗糖溶液浓度过高，细胞失水过多而死亡；尿素是小分子，可进入细胞，从而发生质壁分离后自动复原，蔗糖不能被吸收进入细胞液，细胞不会自动复原。思维启迪 从溶液角度分析质壁分离及复原(1)在一定浓度的溶液(溶质不能穿膜)中只发生质壁分离现象。(2)在一定浓度的溶液(溶质可穿膜)中发生质壁分离后可自动复原，如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。(3)在高浓度溶液中质壁分离现象明显，但溶液浓度过高时不能发生质壁分离复原，因为溶液浓度过高，细胞会因过度失水而死亡。(4)盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离实验的溶液。四、物质跨膜运输的其他实例1．番茄和水稻吸收离子的比较科学家将番茄和水稻分别放在含 Mg2＋ 、Ca 2＋ 和 SiO 的培养液中培养，结果如图所示，据4－4图回答相关问题：(1)图示反映同一植物对不同离子的吸收量不同，不同植物对同一离子的吸收量不同。即植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性。(2)水稻培养液中 Mg2＋ 、Ca 2＋ 浓度和番茄培养液中 SiO 浓度超过初始浓度的原因是什么？4－4水稻吸收水的相对速率比吸收 Ca2＋ 、Mg 2＋ 的大，造成培养液中 Ca2＋ 、Mg 2＋ 浓度上升；番茄吸收水的相对速率比吸收 SiO 的大，造成培养液中 SiO 浓度上升。4－4 4－42．人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点人体甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中高 20～25 倍，说明碘进入甲状腺滤泡上皮细胞时从低浓度向高浓度运输。73．结论细胞对物质的输入和输出具有选择性，这种特性是通过细胞膜实现的，细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。例 6 将等量的、微量的 NH 、PO 、K ＋ 、Ca 2＋ 共同置于 100 mL 蒸馏水中，再放入一些＋ 4 3－4新鲜的水稻根尖，一段时间后，测定溶液中上述四种离子和水的含量变化(见下表)。实验结果可以说明( )项目 H2O NH＋ 4 K＋ Ca2＋ PO3－4减少量 0% 23% 12% 37% 14%①根对水的吸收和对矿质离子的吸收是两个相对独立的过程 ②根对矿质离子的吸收不是等比例进行的 ③根吸收矿质离子的过程不受温度的影响A．只有①② B．只有①③C．只有②③ D．都正确答案 A解析 从表中可以看出，水没有减少，而矿质离子不同程度的减少，所以根吸收水和吸收矿质离子是两个相对独立的过程，且不同矿质离子的吸收不是等比例进行的；表中不能看出根尖对矿质离子的吸收是否受温度的影响。1．下列叙述，正确的打“√” ，错误的打“×” 。(1)发生渗透作用的两个条件是存在半透膜、膜两侧存在浓度差( )(2)达到渗透平衡时，半透膜两侧的水分子进行的是双向运动( )8(3)成熟红细胞在低浓度溶液中一定会吸水涨破( )(4)原生质层是指细胞膜和液泡膜( )(5)外界溶液浓度大于细胞液浓度时，洋葱表皮细胞质壁分离，细胞液颜色变浅( )(6)物质通过细胞膜的跨膜运输都必须是顺相对含量梯度进行的( )(7)同一细胞对不同离子的吸收量不同，体现了细胞膜的选择透过性( )(8)用培养液培养植物，一段时间后培养液中离子的浓度都比初始浓度低( )(9)动植物细胞都能吸水涨破( )(10)水分子、离子、小分子物质都能通过细胞膜( )答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)× (10)×2．如图甲烧杯中是 5%的淀粉液，图乙烧杯中是 5%的葡萄糖液，将装有蒸馏水的透析袋分别放入图甲、乙烧杯中(水和葡萄糖分子能通过透析袋的膜)放置一小时后( )A．图甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度不变B．图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低C．图甲烧杯中透析袋内的液体加入碘液后呈蓝色D．图乙烧杯中透析袋内的液体加入斐林试剂后呈砖红色答案 B解析 图甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度大于透析袋内蒸馏水的浓度，由于淀粉不可以通过透析袋，所以水分子从透析袋出来进入烧杯，导致透析袋外的淀粉液浓度降低，A 错误；图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖可以进入透析袋，而透析袋内的水分子可以出来进入烧杯，所以烧杯中水分子增多，葡萄糖分子减少，则图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低，B 正确；由于淀粉不可以通过透析袋，所以图甲烧杯中透析袋内没有淀粉，加入碘液后不会出现蓝色，C 错误；图乙烧杯中葡萄糖可以进入透析袋，葡萄糖是还原糖，所以图乙烧杯加入斐林试剂后需水浴加热才可以变成砖红色，D 错误。3．(2018·成都模拟)五个大小相同的马铃薯幼根与物种 A 的幼根分别放入甲～戊五种不同浓度的蔗糖溶液中，数小时后，取出称重，重量变化如图所示。以下关于该实验结果的说法不正确的是( )9A．与马铃薯幼根细胞液等渗的溶液是甲溶液B．马铃薯比物种 A 更耐旱C．物种 A 幼根的细胞在甲浓度溶液中一定会发生明显的质壁分离D．在这五种蔗糖溶液中，浓度最大的是乙溶液答案 C解析 在甲溶液中，马铃薯幼根细胞的重量不变，说明马铃薯吸水和失水处于动态平衡，甲溶液是马铃薯幼根细胞液的等渗溶液，A 正确；由图可知，马铃薯吸水能力比物种 A 强，所以马铃薯更耐干旱，B 正确；幼根细胞的发育程度不同，因此物种 A 幼根的细胞在甲浓度溶液中不一定会发生明显的质壁分离，C 错误；在这五种蔗糖溶液中，乙溶液中的马铃薯幼根细胞的重量减少最大，说明乙溶液的浓度最大，D 正确。4．当你连续吃咸菜时，你的口腔黏膜会有干涩的感觉。其原因是( )A．口腔黏膜细胞质浓度大于外界溶液浓度，细胞失水B．口腔黏膜细胞质浓度小于外界溶液浓度，细胞失水C．口腔黏膜细胞质浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水D．口腔黏膜细胞质浓度小于外界溶液浓度，细胞吸水答案 B解析 连续吃咸菜，口腔黏膜细胞质的浓度小于外界溶液的浓度，导致细胞失水，使口腔黏膜出现干涩感觉。5．某校研究性学习小组利用如下实验材料做相关实验，请分析回答下列问题：(1)用上述材料进行质壁分离实验，应选择的最佳实验材料是________(填序号)。(2)在观察质壁分离实验中，将取自同一材料同一区域的三个细胞分别放在 A、B、C 三种不同浓度的蔗糖溶液中，实验结果分别如下图 1、2、3 所示，这三种蔗糖溶液的浓度由大到小依次是________＞________＞________(用字母表示)。10(3)将图 3 细胞放入______中，细胞能由图 3 恢复成图 1 的状态，此过程称为________________。答案 (1)① (2)C B A (3)清水 质壁分离复原解析 (1)紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞具有大液泡，在较高浓度的外界溶液中可以发生质壁分离，其紫色液泡便于观察。(2)当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞渗透失水，会导致质壁分离，而且蔗糖溶液浓度越高，细胞失水越多，质壁分离越明显；当蔗糖溶液浓度小于或等于细胞液浓度时，细胞不会发生质壁分离。据图可知，蔗糖溶液浓度的大小关系是C＞B＞A。(3)将发生质壁分离的活细胞放入清水中后，细胞会发生渗透吸水，最终完成质壁分离复原。[对点训练]题组一 渗透现象及其解释1．如下图中的渗透装置，开始时的液面高度为 a，停止上升时的高度为 b，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出，则 a、b 液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是下图中的( )答案 B解析 由于单位体积的蔗糖溶液中水分子的数量要少于单位体积的清水中水分子的数量，所以由清水进入蔗糖溶液中的水分子数较多，导致蔗糖溶液中的液面上升。当用吸管吸走了蔗11糖溶液后，蔗糖分子数量减少，造成蔗糖溶液浓度下降，则蔗糖溶液和清水之间的浓度差逐渐变小，ab 段液柱产生的压强(即 a、b 液面间的高度差)随着吸出蔗糖溶液次数的增加而减小。2．(2017·辽宁营口期末)如图所示，容器甲中含 0.02 mol·L－1 蔗糖，0.03 mol·L－1 尿素；容器乙中含 0.01 mol·L－1 蔗糖，0.05 mol·L－1 尿素。甲、乙间隔一层半透膜。第一种情况：半透膜只允许水分子通过；第二种情况：半透膜允许水分子和尿素分子通过。当达到动态平衡时，这两种情况下的液面高度情况是( )A．一样高；甲高于乙 B．乙高于甲；不能确定C．乙高于甲；甲高于乙 D．一样高；不能确定答案 C解析 第一种情况：半透膜只允许水分子通过，则 甲 溶 液 中 总 的 物 质 的 量 浓 度 为 0.05 mol·L－1 ，乙溶液中总的物质的量浓度为 0.06 mol·L－1 ，乙溶液的渗透压高于甲的，故最终乙液面高于甲。第二种情况：半透膜允许水分子和尿素分子通过，那么最终半透膜两侧的尿素浓度相等，但是甲溶液中的蔗糖浓度大于乙的，故最终甲液面高于乙。3．(2018·安徽芜湖一中调研)某同学为探究膜的通透性而设计了如图所示的渗透装置，开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平。在长颈漏斗内液面上升的过程中( )A．液面上升的速率先加快后减慢最终维持稳定B．水分子通过半透膜从蔗糖溶液向清水扩散的速率逐渐减慢C．当半透膜两侧液体浓度相等时，水分子不再通过半透膜扩散D．当半透膜两侧水分子进出速率相等时，长颈漏斗内液面最高答案 D解析 实验开始时，由于单位体积清水中水分子数量多于蔗糖溶液，因此，水分子通过半透膜扩散进入蔗糖溶液的速率大于由蔗糖溶液扩散进入清水中的速率；随着水分子进入漏斗内量的增多，蔗糖溶液浓度下降，同时由于漏斗液面升高与烧杯中液体形成的压力差增加，水12分子扩散进入漏斗内的速率下降，而反方向水分子扩散速率升高，当水分子在半透膜两侧进出速率相等时，漏斗内液面达到最高并停止上升，即最终液面上升的速率变为 0。题组二 细胞的吸水和失水4．将人体血液置于质量分数为 9%的食盐溶液中制成装片后，用显微镜观察，可以发现血细胞呈现( )A．质壁分离 B．正常状态C．细胞膜破裂 D．细胞皱缩答案 D解析 血细胞所处的环境相当于浓度为 0.9%的生理盐水，现将其放入质量分数为 9%的食盐溶液中，红细胞会失水皱缩。5．将六个大小相同的马铃薯去皮之后，分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，数小时后取出称其重量。增减的重量与蔗糖溶液的浓度关系如图，根据图示判断，马铃薯细胞液浓度与下列哪项最为接近( )A．0.4 B．0.8C．1.0 D．1.6答案 C解析 在马铃薯的重量变化为 0 时，水分的进出达到平衡，细胞内外溶液的浓度相等，此时对应的蔗糖溶液浓度即马铃薯细胞液的浓度。6．将人体口腔上皮细胞转移至不同浓度(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)的三种盐溶液中，结果如图所示，这三种溶液的浓度大小关系是( )A．Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ B．Ⅰ＜Ⅲ＜ⅡC．Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ D．Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ答案 D解析 分析图解可知，在Ⅰ中口腔上皮细胞形态不变，说明Ⅰ浓度与细胞内液浓度相当；在13Ⅱ中口腔上皮细胞皱缩，说明Ⅱ溶液浓度大于细胞内液浓度，细胞失水；在溶液Ⅲ中口腔上皮细胞吸水变大甚至涨破，说明Ⅲ溶液浓度小于细胞内液浓度，细胞吸水。因此，三种盐溶液的浓度大小关系是Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ。7．如图为两个大小相同的萝卜，分别在上面挖一个大小相同的洞，并在洞内各插入一支口径与洞口相同的玻璃管，甲玻璃管内注入 3 mL 清水，乙玻璃管内注入 3 mL 浓盐水，一段时间后，两玻璃管中液面变动情况是( )A．甲中升高，乙中降低B．甲中降低，乙中先升高后降低C．甲、乙中均降低D．甲、乙中均升高答案 B解析 依据细胞渗透作用原理，甲管下部细胞吸水，使液面下降；乙管下部细胞失水，使液面升高。细胞可以吸收钠离子和氯离子，乙玻璃管下部细胞可发生质壁分离复原，细胞吸水，液面又下降，B 正确。题组三 实验：观察植物细胞的质壁分离及其复原8．下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是( )A．与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察B．用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C．用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察答案 B解析 红色花瓣与白色花瓣相比，其细胞液中因含花青素而呈现红色，有利于实验现象的观察，A 正确；用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在使原生质层呈现绿色，与无色的细胞液形成鲜明的对比，有利于实验现象的观察，B 错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同细胞的细胞液浓度可能不同，因此，放在同一浓度蔗糖溶液中发生质壁分离的程度可能不同，C 正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素，有利于实验现象的观察，D 正确。9．(2018·桂林期中)将小鼠红细胞放入一定浓度的 KNO3溶液中，红细胞体积随时间变化如图，下列有关叙述正确的是( )14A．KNO 3溶液的起始渗透压小于红细胞内液的起始渗透压B．B 点对应的时刻，KNO 3溶液与红细胞内液的渗透压相等C．与 B 点相比，A 点对应时刻红细胞内液的渗透压较大D．AB 段失水使红细胞内液的渗透压大于 KNO3溶液，从而出现 BC 段的变化答案 B解析 B 点细胞体积不变，说明 KNO3溶液与红细胞内液的渗透压相等，细胞吸水和失水处于动态平衡，B 正确。10．(2018·烟台质检)以紫色洋葱鳞片叶为材料进行细胞质壁分离和复原的实验，原生质层长度和细胞长度分别用 X 和 Y 表示(如图)，在处理时间相同的前提下( )A．同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y 值越小，则紫色越浅B．同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y 值越大，则所用蔗糖溶液浓度越高C．不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y 值越小，则越易复原D．不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y 值越大，则细胞的正常细胞液浓度越高答案 D解析 同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y 值越小，说明质壁分离程度越大，失水越多，则紫色越深，A 错误；同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y 值越大，说明质壁分离程度越小，失水越少，则所用蔗糖溶液浓度越低，B 错误；不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y 值越小，说明质壁分离程度越大，则越难以复原，C 错误；不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y 值越大，说明质壁分离程度越小，失水越少，则细胞的正常细胞液浓度越高，D 正确。11．在质壁分离和复原过程中，洋葱鳞片叶外表皮细胞的吸水能力变化示意图正确的是( )答案 A解析 在植物细胞质壁分离过程中，细胞不断失水，细胞液浓度不断升高，则细胞吸水能力逐渐增强；而在质壁分离复原过程中，细胞不断吸水，细胞液浓度逐渐降低，细胞的吸水能15力减弱。12．(2018·马鞍山三校联考)在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理。下列有关叙述正确的是( )A．第一次观察为低倍镜观察，后两次为高倍镜观察B．第一次处理滴加的液体为清水，第二次滴加的液体为质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液C．若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中不属于原生质层的有细胞壁、细胞核和细胞液答案 D解析 “观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，一般需要进行三次观察，第一次是正常细胞的观察，第二次是质壁分离细胞的观察，第三次是质壁分离复原细胞的观察，三次观察均为低倍镜观察，A 错误；第一次处理滴加的液体为质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液，观察质壁分离现象，第二次滴加的液体为清水，观察质壁分离复原现象，B 错误；紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞也会发生质壁分离，但不含色素，现象不便于观察，C 错误。[综合强化]13．成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。请回答下列问题：(1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时 c 两侧溶液浓度大小是 a________b。由图乙可知，漏斗中溶液吸水速率会________，最终液面不再上升，当液面不再上升时，c 两侧溶液浓度大小是 a________b。(2)图丙中相当于图甲中 c 结构的是______(填序号)，结构②中充满的液体是______________。(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，发现细胞中液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？_______。原因是______________________________________16_______________________________________________________________________________。答案 (1)小于 下降 小于 (2)③④⑤ 外界溶液 D (3)不能 细胞壁的弹性有限，当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将不再吸水解析 (1)由图甲中漏斗内液面上升可知，b 溶液的浓度大于 a 溶液；图乙反映的是随吸水时间的延长，漏斗内液面升高的速度逐渐下降，这是由浓度差缩小造成的。考虑到漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，a 溶液的浓度小于 b 溶液。(2)图甲中 c 为半透膜，在图丙中可将细胞膜③、液泡膜⑤和两层膜之间的细胞质④视作一层半透膜，结构②中充满的液体是外界溶液。(3)对植物细胞而言，由于细胞壁的存在，且细胞壁的弹性有限，因此，细胞不可能无限吸水，当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将不再吸水。14．(2018·山东师范大学附属中学高一上学期期中)将浸润在 0.3 g/mL 蔗糖溶液中的紫色洋葱外表皮制成装片，放在显微镜下观察，结果如图甲所示。请据图回答下列问题：(1)洋葱表皮细胞通过渗透作用失水，导致细胞发生质壁分离，原生质层在该过程中充当了__________________。(2)以下结构或物质属于原生质层的是______________(填字母)。A．液泡膜 B．细胞壁C．液泡色素 D．细胞核(3)请在图乙坐标系中绘出细胞吸水力随质壁分离程度变化曲线。(4)若在短时间内，在装片一侧滴加清水，另一侧用吸水纸吸引，将观察到的现象是__________________________________。(5)洋葱内表皮不适合作为该实验的理想实验材料，为什么？_____________________________________________________。答案 (1)半透膜 (2)A 17(3) (4)细胞发生质壁分离复原 (5)洋葱内表皮细胞没有深色液泡，不便于观察解析 (1)洋葱表皮细胞通过渗透作用失水，导致细胞发生质壁分离，原生质层在该过程中充当了半透膜。(2)原生质层包括细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质。(3)随着细胞质壁分离程度越来越大，细胞液的浓度越来越大，细胞的吸水能力在逐渐增强。(4)若在短时间内，在装片一侧滴加清水，另一侧用吸水纸吸引，细胞吸水，将发生质壁分离复原。(5)洋葱内表皮细胞没有颜色，不便于观察，因此不适合作为观察质壁分离的理想实验材料。1815．(2018·六安联考)成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象，图a 是发生质壁分离的植物细胞，图 b 是显微镜下观察到的某一时刻的图像。请据图回答下列问题：(1)图 a 中细胞的质壁分离指的是细胞壁和________的分离，后者的结构包括[ ]和[ ]以及二者之间的细胞质([ ]内填图中序号)。(2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是______________________，植物细胞自身应具备的结构特点是___________________________________________________________________。(3)图 b 是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是___________________________________________。(4)取形状、大小相同的红心萝卜 A 和红心萝卜 B 的幼根各 5 段，分别放在不同浓度的蔗糖溶液(甲～戊)中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，结果如图 c 所示，据图分析：①红心萝卜 A 比红心萝卜 B 的幼根细胞液浓度________。②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后红心萝卜 A 的幼根细胞液浓度会________。答案 (1)原生质层 ② ④ (2)外界溶液浓度高于细胞液浓度 原生质层具有选择透过性、原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性 (3)细胞液的浓度大于、等于或小于外界溶液的浓度 (4)①高 ②降低解析 (1)质壁分离是原生质层和细胞壁的分离，原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。(2)发生质壁分离的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，而植物细胞自身具备的结构特点是原生质层具有选择透过性、原生质层的伸缩性大于细胞壁的。(3)在观察植物细胞质壁分离与复原实验中，处于质壁分离状态的细胞可能正在发生质壁分离，也可能正在发生质壁分离复原，还可能处于相对静止状态，因此，不能判断细胞液浓度和外界溶液浓度的大小，细胞液可能小于、大于或等于外界溶液浓度。(4)由图中两种红心萝卜幼根的质量变化结果可知，甲为红心萝卜幼根 A 的等渗溶液，因此红心萝卜 A 比红心萝卜 B 的幼根细胞液浓度高。在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，溶液浓度降低，红心萝卜 A 的幼根吸19水一段时间后，细胞液浓度降低。