2022年高中生物 第4章 第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)例典例精析 新人教版必修1 滲透作用【例1】將紅色水蘿卜的塊根切成小塊放入清水中，水的顏色無(wú)明顯變化，若進(jìn)行加熱，隨著水溫的升高，水的顏色逐漸變紅，其原因是()A細(xì)胞壁在加溫中受到破壞B水溫升高，花青素的溶解度加大C加溫使細(xì)胞膜等生物膜失去了選擇透過(guò)性D加溫使水中化學(xué)物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)解析：紅色水蘿卜的色素分子存在于液泡中，在膜具有活性的情況下，色素分子不能通過(guò)液泡膜和細(xì)胞膜。因此，將紅色水蘿卜的塊根切成小塊放入清水中，水的顏色無(wú)明顯變化。若進(jìn)行加溫，隨著水溫的升高，細(xì)胞膜、液泡膜將失去選擇透過(guò)性，色素分子通過(guò)液泡膜、細(xì)胞膜進(jìn)入水中，使水的顏色變紅。答案：C點(diǎn)撥：滲透作用的進(jìn)行需要兩個(gè)基本條件半透膜及膜兩側(cè)的濃度差，本題中活的生物膜具有選擇透過(guò)性，大分子物質(zhì)不能通過(guò)，但加熱會(huì)導(dǎo)致生物膜失去選擇性，滲透系統(tǒng)失去半透膜，大分子物質(zhì)滲出細(xì)胞外。變式拓展1一個(gè)U形管中裝有兩種不同的溶液R和S，并被半透膜(X)隔開。與S相比，R溶液濃度較低，如圖4­1­7中所示陰影的深、淺分別代表濃度的高、低。當(dāng)U形管內(nèi)達(dá)到平衡時(shí)，溶液表面與濃度的關(guān)系是()A右側(cè)較高，兩溶液濃度相等B右側(cè)較高，且右側(cè)濃度較高C左側(cè)較高，且右側(cè)濃度較低D兩側(cè)高度相等，濃度相等變式拓展2小明用玻璃槽、飽和蔗糖溶液和清水做成如圖4­1­8所示的實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行生物膜透性的模擬實(shí)驗(yàn)。甲、乙兩槽間的隔板的中央圓圈為玻璃紙，玻璃紙是一種半透膜，蔗糖分子不能透過(guò)，而水分子能自由通過(guò)。幾小時(shí)后發(fā)現(xiàn)()A甲槽內(nèi)水的體積減小B乙槽內(nèi)溶液的體積減小C甲槽內(nèi)水的體積無(wú)變化D乙槽內(nèi)溶液的體積無(wú)變化 質(zhì)壁分離及其應(yīng)用【例2】將新鮮的苔蘚植物葉片放入加有少量紅墨水的質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中，在顯微鏡下觀察，會(huì)看到細(xì)胞狀態(tài)如圖4­1­9所示。此時(shí)，部位和的顏色分別是()A無(wú)色、綠色 B紅色、綠色C紅色、無(wú)色 D紅色、紅色解析：為原生質(zhì)層和細(xì)胞壁之間的空隙，因細(xì)胞壁具有全透性，因此充滿的是外界溶液，即紅墨水，顏色為紅色。為原生質(zhì)層，具有選擇透過(guò)性，紅墨水不能透過(guò)；原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、液泡膜和兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)中有葉綠體，因此為綠色。答案：B點(diǎn)撥：植物細(xì)胞的原生質(zhì)層是半透膜，紅墨水不能透過(guò)，葉片的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含有很多葉綠體，因此呈現(xiàn)的顏色是綠色。變式拓展3在用洋蔥鱗片葉表皮制備“觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)”的臨時(shí)裝片時(shí)，觀察細(xì)胞的變化。下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)果的敘述中，正確的是()A將裝片在酒精燈上加熱后，再觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象B在蓋玻片一側(cè)滴入清水，細(xì)胞吸水膨脹但不會(huì)破裂C用不同濃度的硝酸鉀溶液處理細(xì)胞后，均能觀察到質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象D當(dāng)質(zhì)壁分離不能復(fù)原時(shí)，細(xì)胞仍具正常的生理功能變式拓展4假設(shè)三個(gè)細(xì)胞液濃度不同的細(xì)胞，放在某濃度的蔗糖溶液中出現(xiàn)如圖4­1­10所示狀態(tài)，你認(rèn)為這三個(gè)細(xì)胞在未發(fā)生上述情況之前，其細(xì)胞液濃度的大小關(guān)系是()AabcBabcCbacDbac 植物細(xì)胞吸水與吸收礦質(zhì)元素的關(guān)系【例3】用相同的培養(yǎng)液分別培養(yǎng)植物甲和植物乙幼苗，一段時(shí)間后分別測(cè)定培養(yǎng)液中各種成分的百分含量，并與原培養(yǎng)液(各成分相對(duì)含量為100%)中相應(yīng)成分作比較，結(jié)果如圖4­1­11所示。下列有關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是(注：離子運(yùn)輸需要細(xì)胞膜上的載體蛋白)()A不同種植物對(duì)同種離子的吸收量不同B同一種植物對(duì)不同離子的吸收量不同C植物甲對(duì)水分和Mg2的吸收量不成比例，吸收水的量大于吸收Mg2的量D植物乙根細(xì)胞膜上SiO的載體比植物甲根細(xì)胞膜上Mg2的載體多錯(cuò)解C錯(cuò)誤的原因是將離子成分變化柱形圖認(rèn)為是兩種植物對(duì)不同離子的不同吸收量，認(rèn)為甲植物吸收的Mg2比乙植物多，SiO的吸收量比乙少，認(rèn)為吸收的成分越多，則相應(yīng)的蛋白載體越多，從而作出錯(cuò)誤的判斷。正解D用培養(yǎng)液培養(yǎng)植物一段時(shí)間后，培養(yǎng)液與原培養(yǎng)液相應(yīng)成分百分含量的變化，甲植物培養(yǎng)液中Mg2大于100%，說(shuō)明甲植物細(xì)胞對(duì)培養(yǎng)液中水的吸收量大于對(duì)Mg2的吸收量。悟區(qū)：植物吸收水分和吸收礦質(zhì)元素是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程，雖然離子溶解在水中被吸收，但二者吸收的原理、過(guò)程、動(dòng)力等都是不相同的。變式拓展5下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)例的說(shuō)法中，不正確的是()A細(xì)胞膜、核膜等生物膜都是選擇透過(guò)性膜B水分子進(jìn)出細(xì)胞，取決于細(xì)胞內(nèi)外液體的濃度差C小分子物質(zhì)都能通過(guò)細(xì)胞膜，大分子物質(zhì)則不能D細(xì)胞的吸水和失水是水分子順相對(duì)含量的梯度跨膜運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程【變式拓展】1B解析：“與S相比，R溶液濃度較低”，則可導(dǎo)致水分子更多地由R側(cè)經(jīng)半透膜滲透進(jìn)入S側(cè)，從而造成S側(cè)液面升高，但達(dá)到滲透平衡時(shí)，濃度原本較高的S側(cè)，其濃度仍舊高于R側(cè)，故B項(xiàng)符合題意。2A解析：水分子可以通過(guò)半透膜，而蔗糖分子不能透過(guò)，通過(guò)滲透作用，甲槽內(nèi)水的體積減小。故選A項(xiàng)。3B解析：觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，植物細(xì)胞始終處于生活狀態(tài)，若將裝片在酒精燈上加熱后，細(xì)胞會(huì)死亡，細(xì)胞原生質(zhì)層因此而喪失選擇透過(guò)性功能，將無(wú)法觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象；用不同濃度的硝酸鉀溶液處理細(xì)胞后，只有大于細(xì)胞液濃度的溶液才有可能使細(xì)胞失水，出現(xiàn)質(zhì)壁分離及自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象，而等于或小于細(xì)胞液濃度的溶液則不能使其發(fā)生質(zhì)壁分離；若細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離不能復(fù)原時(shí)，說(shuō)明細(xì)胞過(guò)度失水已死亡，細(xì)胞的正常生理功能已完全喪失。A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。由于植物細(xì)胞外面有細(xì)胞壁的保護(hù)，所以當(dāng)植物細(xì)胞浸在清水中時(shí)，不會(huì)像動(dòng)物細(xì)胞一樣由于吸水過(guò)多而膨脹破裂。故選B項(xiàng)。4A解析：當(dāng)細(xì)胞液濃度等于外界溶液濃度時(shí)，通過(guò)滲透作用進(jìn)出細(xì)胞的水分達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，細(xì)胞形態(tài)基本不變(題圖a)；當(dāng)細(xì)胞液濃度低于外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞通過(guò)滲透作用失水，液泡和原生質(zhì)層逐漸縮小，出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象(題圖b、c)。細(xì)胞失水越多，液泡和原生質(zhì)層的體積越小，其實(shí)驗(yàn)前細(xì)胞液濃度越小。所以實(shí)驗(yàn)前細(xì)胞液濃度的大小關(guān)系為abc。5C解析：生物膜都主要由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)構(gòu)成，都具有選擇透過(guò)性。水分子可以自由通過(guò)，被選擇的一些離子、小分子也可以通過(guò)，其他離子、小分子和大分子則不能通過(guò)。對(duì)于細(xì)胞需要吸收和排出的大分子物質(zhì)則是依靠胞吞和胞吐的方式進(jìn)出細(xì)胞。細(xì)胞的吸水和失水是水分子順相對(duì)含量的梯度跨膜運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程，水分子進(jìn)出細(xì)胞，主要取決于細(xì)胞內(nèi)外液體的濃度差。