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2019-2020年高考生物大一輪復習 第二單元 第8講 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗贪?
[考綱要求] 1.實驗：通過模擬實驗探究膜的透性。2.實驗：觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原。
一、細胞的吸水和失水
1．滲透作用
(1)概念：指水分子(或者其他溶劑分子)透過半透膜，從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散。
(2)滲透作用發(fā)生的條件
①具有半透膜；②半透膜兩側(cè)的溶液存在濃度差。
2．細胞的吸水和失水
(1)動物細胞的吸水和失水
①細胞膜相當于半透膜；濃度差由外界溶液濃度與細胞質(zhì)的濃度來體現(xiàn)。
②細胞吸水或失水的多少取決于細胞膜兩側(cè)溶液中水的相對含量的差值。
(2)植物細胞的吸水和失水
①原生質(zhì)層相當于半透膜；細胞液與外界溶液之間存在濃度差。
②植物細胞吸水和失水的原理如下：
[判一判]
1．K＋通過細胞膜屬于滲透作用 ( )
2．植物細胞的原生質(zhì)層由細胞膜和液泡膜組成，相當于半透膜 ( )
3．細胞液就是細胞內(nèi)的液體 ( )
4．當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，植物細胞就會發(fā)生質(zhì)壁分離 ( )
提示 有大液泡的活的植物細胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離。
5．動物細胞在任何情況下都不會發(fā)生質(zhì)壁分離 ( √ )
二、物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?
1．不同物質(zhì)的跨膜運輸特點
(1)水分子：順相對含量梯度(高→低)。
(2)離子和小分子：依據(jù)細胞生命活動需要進行選擇吸收。
2．水稻和番茄吸收不同離子的特點
(1)同種生物細胞對不同物質(zhì)的吸收具有選擇性，與其含有離子載體蛋白的種類和數(shù)量有關。
(2)不同種生物細胞對同種物質(zhì)吸收具有差異性。
3．生物膜的功能特性
(1)細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜，水分子、一些離子和小分子可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過。
(2)生物膜的選擇透過性是活細胞的一個重要特征。
考點 聚焦?jié)B透系統(tǒng)及其應用
1．對比分析成熟植物細胞是一個滲透系統(tǒng)
滲透作用模型
植物細胞與外界溶
液形成的滲透系統(tǒng)
圖解
原理
水分子通過半透膜的擴散作用
細胞液通過原生質(zhì)層與外界溶液之間發(fā)生滲透作用
水擴散
的方向
低濃度溶液→高濃度溶液
2.滲透作用原理的拓展應用
(1)比較不同溶液濃度大小
漏斗內(nèi)
燒杯內(nèi)
溶液濃度
M
N
現(xiàn)象及
結(jié)論
①若漏斗內(nèi)液面上升，則M>N
②若漏斗內(nèi)液面不變，則M＝N
③若漏斗內(nèi)液面下降，則M
外界溶液濃度時，吸水，質(zhì)壁分離復原。
2．實驗流程
易錯警示 與細胞質(zhì)壁分離及復原有關的5個總結(jié)
(1)實驗材料的選擇
①一般不選擇細菌細胞，它能發(fā)生質(zhì)壁分離，但現(xiàn)象不明顯。
②不能選擇動物細胞，它無細胞壁，不能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。
(2)實驗試劑使用
①使用濃度過高的蔗糖溶液(0.5 g/mL)，質(zhì)壁分離現(xiàn)象明顯，但不能復原，因為溶液濃度過高，細胞過度失水而死亡。
②使用質(zhì)量濃度為1 molL－1的KNO3溶液，因為K＋和NO可被細胞吸收，使細胞液濃度增大，所以細胞先發(fā)生質(zhì)壁分離后又自動復原。(尿素、甘油、乙二醇等現(xiàn)象同上)
(3)發(fā)生質(zhì)壁分離時在細胞壁和細胞膜之間充滿的是外界溶液，原因是細胞壁具有全透性。
(4)質(zhì)壁分離與復原過程中水分移動是雙向的，總結(jié)果是單向的。
(5)本實驗用顯微鏡觀察了三次，第一次與第二次形成對照，第三次與第二次形成對照，該對照方法為自身對照。
3．把數(shù)條5 cm長的馬鈴薯條分別浸在蒸餾水和不同濃度的蔗糖溶液中，每隔一段時間測量馬鈴薯條的長度。如圖顯示馬鈴薯條在不同濃度溶液中長度改變的百分率。下列相關敘述錯誤的是 ( )
A．馬鈴薯條通過滲透吸(失)水改變其長度
B．在0.10M蔗糖溶液中馬鈴薯細胞質(zhì)壁分離
C．馬鈴薯細胞液濃度相當于0.30M的蔗糖溶液
D．在0.40M蔗糖溶液中馬鈴薯細胞失水皺縮
答案 B
解析 據(jù)圖分析，馬鈴薯條浸在0.30M的蔗糖溶液中其長度基本不變，說明馬鈴薯細胞液濃度相當于0.30M的蔗糖溶液。浸在低于0.30M的蔗糖溶液中，馬鈴薯細胞通過滲透作用吸水膨脹，其長度增加；浸在高于0.30M的蔗糖溶液中，馬鈴薯細胞通過滲透作用失水皺縮，質(zhì)壁分離，其長度縮短。
4．為探究植物A能否移植到甲地生長，某生物學研究性學習小組通過實驗測定了植物A細胞液的濃度，實驗結(jié)果如下表。為保證植物A移植后能正常生存，則甲地土壤溶液的濃度應 ( )
濃度(mol/L)
0.15
0.2
0.25
0.3
質(zhì)壁分離狀態(tài)
不分離
剛分離
顯著分離
顯著分離
A.≤0.15 mol/L B．≤0.2 mol/L
C．≥0.2 mol/L D．≥0.3 mol/L
答案 A
解析 當植物細胞液濃度小于周圍土壤溶液濃度時，細胞會失水發(fā)生質(zhì)壁分離，植物將不能正常生存。由表中信息可知，該植物細胞液的濃度介于0.15 mol/L和0.2 mol/L之間。因此，為保證植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液的濃度應≤0.15 mol/L。
質(zhì)壁分離實驗的拓展應用
1．判斷成熟植物細胞是否有生物活性
＋
?
鏡檢
2．測定細胞液濃度范圍
＋
鏡檢?
細胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的蔗糖溶液濃度之間
3．比較不同植物細胞的細胞液濃度
＋
鏡檢?
發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間越短，細胞液濃度越小，反之則細胞液濃度越大
4．鑒別不同種類的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
＋
?
鏡檢
5．比較未知濃度溶液的濃度大小
同一植物的成熟細胞＋未知濃度的溶液剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間→比較所用時間長短→判斷溶液濃度的大小(時間越短，未知溶液的濃度越大)
實驗單一變量：未知濃度的溶液。
6．驗證原生質(zhì)層和細胞壁伸縮性大小
成熟植物細胞＋分離劑
實驗單一變量：植物細胞原生質(zhì)層和細胞壁的伸縮性差異。
序號
錯因分析
正確答案
序號
錯因分析
正確答案
①
表述不完整，沒有答出檢測原理
活的成熟植物細胞原生質(zhì)層相當于一層半透膜，細胞液和外界溶液存在濃度差時，就會發(fā)生質(zhì)壁分離和復原現(xiàn)象，而死的植物細胞的原生質(zhì)層已失去選擇透過性變?yōu)槿感裕荒馨l(fā)生質(zhì)壁分離和復原現(xiàn)象
②
表述不具體，沒有指出觀察目標是什么
紫色的中央液泡
③
不能簡化答案
質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液
④
觀察目標不對
質(zhì)壁分離
⑤
沒有選擇正確的觀察目標
分別從兩載玻片的蓋玻片一側(cè)滴入清水，用吸水紙從另一側(cè)吸引，這樣重復幾次。在高倍鏡下觀察兩裝片中細胞的質(zhì)壁分離復原情況
⑥
該實驗為驗證性實驗，對實驗的結(jié)果和結(jié)論不需要分類討論
結(jié)果：活的紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞在0.3 g/mL的蔗糖溶液中能發(fā)生質(zhì)壁分離，在清水中又能復原；死的紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞在0.3 g/mL的蔗糖溶液中不能發(fā)生質(zhì)壁分離，在清水中也不能復原。結(jié)論：活的植物細胞能發(fā)生質(zhì)壁分離和復原現(xiàn)象，而死的植物細胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離和復原現(xiàn)象
題組一 滲透作用與細胞的吸水和失水
1．(xx上海卷，22)相對細菌和植物細胞而言，動物細胞離體培養(yǎng)更需關注培養(yǎng)基的滲透壓，這是因為動物細胞 ( )
A．沒有細胞壁，對培養(yǎng)基的滲透壓更敏感
B．滲透壓遠高于細菌或植物細胞的滲透壓
C．沒有成熟大液泡，滲透壓調(diào)節(jié)能力差
D．生長緩慢，各生長階段對環(huán)境的滲透壓要求不同
答案 A
解析 動物細胞無細胞壁，培養(yǎng)液滲透壓較低，動物細胞會吸水漲破，而植物細胞和細菌細胞含有細胞壁，則不會出現(xiàn)漲破的情況，所以動物細胞培養(yǎng)基要特別關注滲透壓，選A。
2.(xx天津卷，2)將紫色洋蔥鱗片葉表皮浸潤在0.3 g/mL的
蔗糖溶液中，1分鐘后進行顯微觀察，結(jié)果如右圖。下列敘
述錯誤的是 ( )
A．圖中L是細胞壁，M是液泡，N是細胞質(zhì)
B．將視野中的細胞浸潤在清水中，原生質(zhì)體會逐漸復原
C．實驗說明細胞膜與細胞壁在物質(zhì)透過性上存在顯著差異
D．洋蔥根尖分生區(qū)細胞不宜作為該實驗的實驗材料
答案 A
解析 題干所示圖像為洋蔥鱗片葉表皮細胞發(fā)生質(zhì)壁分離后的圖像，L為細胞壁，M為液泡，N為細胞壁和細胞膜之間的物質(zhì)，不是細胞質(zhì)，A項錯誤。將該細胞浸潤在清水中，清水濃度小于細胞液濃度，則細胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象，B項正確。質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液可透過細胞壁進入細胞，但不透過細胞膜，說明二者在物質(zhì)透過性上存在顯著差異，C項正確。洋蔥根尖分生區(qū)細胞無大液泡，不能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，故不能作為該實驗的實驗材料，D項正確。
3．(xx新課標全國卷，4)撕取紫色洋蔥外表皮，分為兩份，假定兩份外表皮細胞的大小、數(shù)目和生理狀態(tài)一致，一份在完全營養(yǎng)液中浸泡一段時間，浸泡后的外表皮稱為甲組；另一份在蒸餾水中浸泡相同的時間，浸泡后的外表皮稱為乙組。然后，兩組外表皮都用濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液處理，一段時間后表皮細胞中的水分不再減少。此時甲、乙兩組細胞水分滲出量的大小，以及水分運出細胞的方式是( )
A．甲組細胞的水分滲出量與乙組細胞的相等，主動運輸
B．甲組細胞的水分滲出量比乙組細胞的高，主動運輸
C．甲組細胞的水分滲出量比乙組細胞的低，被動運輸
D．甲組細胞的水分滲出量與乙組細胞的相等，被動運輸
答案 C
解析 將兩份完全相同的紫色洋蔥外表皮細胞分別放入完全營養(yǎng)液和蒸餾水中浸泡相同時間，放入蒸餾水中的外表皮細胞因吸水較多，而使甲組細胞的細胞液濃度大于乙組細胞的細胞液濃度。由于甲組細胞的細胞液與0.3 g/mL蔗糖溶液的濃度差小于乙組細胞的細胞液與0.3 g/mL蔗糖溶液的濃度差，所以乙組細胞水分滲出量多；水分是通過滲透作用進出細胞的，不需要載體蛋白協(xié)助也不消耗能量，為被動運輸中的自由擴散。
4.(經(jīng)典高考題)在保持細胞存活的條件下，蔗糖溶液濃度與蘿卜
條質(zhì)量變化的關系如圖。若將處于b濃度溶液中的蘿卜條移
入a濃度溶液中，則該蘿卜條的質(zhì)量將 ( )
A．不變 B．增大
C．減小 D．先增后減
答案 B
解析 b濃度溶液中，蘿卜條質(zhì)量減小，說明蘿卜條在失水，重新放在濃度小于b的a濃度溶液中，蘿卜條會吸水，質(zhì)量將增大。
題組二 與滲透作用有關的實驗設計
5．(經(jīng)典高考題)某同學進行實驗，甲圖為實驗開始狀態(tài)，乙圖為實驗結(jié)束狀態(tài)。請在乙圖所示實驗結(jié)果的基礎上繼續(xù)實驗，探究蔗糖的水解產(chǎn)物能否通過半透膜。
增添的實驗材料：蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管、滴管、水浴鍋等。
(1)設計出繼續(xù)實驗的簡要步驟：
①______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________；
②______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)預測實驗現(xiàn)象并作出結(jié)論：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)①向a、b兩管分別加入等量蔗糖酶溶液，水浴加熱(或隔水加熱)U型管至適宜溫度，觀察a、b兩管內(nèi)液面的變化?、谖、b兩管內(nèi)適量液體，分別加入A、B兩試管中，并加入斐林試劑，60～65 ℃水浴加熱，觀察A、B試管內(nèi)有無磚紅色沉淀
(2)如果a、b兩管液面高度差縮小且A、B試管內(nèi)均有磚紅色沉淀，則蔗糖的水解產(chǎn)物能通過半透膜；如果a、b兩管液面高度差增大且A試管內(nèi)無磚紅色沉淀、B試管內(nèi)有磚紅色沉淀，則蔗糖的水解產(chǎn)物不能通過半透膜
解析 目前乙圖處于滲透平衡狀態(tài)，在此結(jié)果的基礎上繼續(xù)實驗，可能出現(xiàn)以下兩種情形：情形1，a管蒸餾水因得到溶質(zhì)而濃度升高，滲透平衡被打破，b管內(nèi)的溶劑(水)分子就會通過半透膜擴散到a管中，則a管液面上升；情形2，b管蔗糖溶液因得到溶質(zhì)而濃度升高，滲透平衡被打破，a管內(nèi)的溶劑(水)分子就會通過半透膜擴散到b管中，則b管液面上升。根據(jù)添加的實驗材料可知，本實驗要用蔗糖酶水解蔗糖，產(chǎn)生還原糖，還原糖可用斐林試劑進行檢測，由蔗糖(二糖)水解成還原糖(單糖)后，溶質(zhì)的量會增加。如果蔗糖的水解產(chǎn)物能夠通過半透膜，符合上述情形1，如果蔗糖的水解產(chǎn)物不能通過半透膜，符合上述情形2。
【組題說明】
考 點
題 號
錯題統(tǒng)計
錯因分析
滲透作用分析
1、2、3
質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復原
4、5、6、7、8、9、10、11、12、13
實驗與探究
14、15
1．某同學設計了如圖所示的滲透作用實驗裝置，實驗開始時長頸
漏斗內(nèi)外液面平齊，記為零液面。實驗開始后，長頸漏斗內(nèi)部
液面的變化趨勢為 ( )
答案 B
解析 掌握滲透作用發(fā)生的條件(半透膜和膜兩側(cè)存在濃度差)、水分子擴散的方向(順濃度梯度擴散)和擴散的速率是解題的關鍵。仔細觀察圖示，長頸漏斗內(nèi)為蔗糖溶液，實驗開始后長頸漏斗內(nèi)部液面將上升，由于實驗初始階段半透膜內(nèi)外溶液濃度差較大，液面上升速率較大。
2．如圖表示一中間隔以半透膜(只允許水分子通過)的水槽，兩側(cè)分別加入等質(zhì)量濃度的葡萄糖溶液和麥芽糖溶液。然后在半透膜兩側(cè)加入等質(zhì)量的麥芽糖酶，在加入麥芽糖酶前后A、B兩側(cè)液面的變化是 ( )
A．加酶前A側(cè)液面上升，加酶后B側(cè)液面上升并等于A側(cè)的
B．加酶前A側(cè)液面上升，加酶后B側(cè)液面上升并高于A側(cè)的
C．加酶前后A、B兩側(cè)液面不變
D．加酶前A、B兩側(cè)液面不變，加酶后B側(cè)液面上升并高于A側(cè)的
答案 B
解析 加酶前兩側(cè)溶液的質(zhì)量濃度相同，由于葡萄糖的相對分子質(zhì)量小于麥芽糖的，葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度大，即B側(cè)水分子的濃度大于A側(cè)，水分子由B側(cè)向A側(cè)移動(凈移動)，A側(cè)液面上升；加入麥芽糖酶后B側(cè)葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度大于A側(cè)的，水分子向B側(cè)移動(凈移動)，B側(cè)液面上升并高于A側(cè)的。
3．如圖所示，圖乙是圖甲發(fā)生滲透作用之后的示意圖，圖丙是根毛細胞示意圖，圖丁表示細胞體積隨時間變化的曲線。下列敘述錯誤的是 ( )
A．圖甲中①處溶液濃度小于②處溶液濃度
B．圖甲和圖丙中都有半透膜，兩者的本質(zhì)區(qū)別是圖丙細胞膜上有載體蛋白，使其具有選擇透過性
C．若把圖丙所示細胞放在質(zhì)量分數(shù)為5%的NaCl溶液中，在顯微鏡下連續(xù)觀察一段時間發(fā)現(xiàn)其發(fā)生了質(zhì)壁分離
D．若把圖丙所示細胞放在質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中，則圖丁表示細胞體積隨時間推移而變化的曲線
答案 C
解析 由圖乙可知，圖甲的滲透裝置內(nèi)部溶液濃度高于外部溶液濃度，即①處溶液濃度小于②處的。載體蛋白的存在使得細胞膜具有選擇透過性。植物細胞可以吸收Na＋、Cl－，使細胞液濃度升高，所以根毛細胞處于質(zhì)量分數(shù)為5%的NaCl溶液中時會先發(fā)生質(zhì)壁分離，后發(fā)生質(zhì)壁分離復原。將圖丙所示根毛細胞放在質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中時，細胞滲透失水，體積逐漸縮小，但由于細胞壁的伸縮性有限，體積不會無限收縮，則圖丁表示細胞體積隨時間推移而變化的曲線。
4.將新鮮的紫色洋蔥鱗片葉外表皮放入含少量紅墨水且質(zhì)量分數(shù)為30%
的蔗糖溶液中，在顯微鏡下觀察，你會看到細胞的狀態(tài)如圖所示，此
時部位①②的顏色分別是 ( )
A．①無色、②紫色 B．①紅色、②無色
C．①紅色、②紫色 D．①無色、②紅色
答案 B
解析 新鮮紫色洋蔥表皮細胞的細胞壁具有全透性，含有紅墨水的蔗糖進入①，①呈現(xiàn)紅色；原生質(zhì)層具有選擇透過性，含有紅墨水的蔗糖不能進入到原生質(zhì)層，②呈現(xiàn)無色。
5．用洋蔥鱗片葉外表皮做質(zhì)壁分離實驗，下列圖示符合實驗結(jié)果的是 ( )
答案 D
解析 用洋蔥鱗片葉外表皮做質(zhì)壁分離實驗時，細胞的體積略微減小，細胞液濃度逐漸升高，液泡體積逐漸減小，細胞液色素濃度逐漸升高。
6．(xx西城區(qū)期末)把蠶豆植株放在濕潤的空氣中照光一段時間后，取蠶豆葉下表皮制作臨時裝片，先在清水中觀察，然后用質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液取代清水，繼續(xù)觀察，結(jié)果如圖所示。對此現(xiàn)象的推斷最合理的是 ( )
A．清水中的保衛(wèi)細胞失水導致氣孔開放
B．蔗糖進入保衛(wèi)細胞后，細胞吸水導致氣孔關閉
C．清水中的保衛(wèi)細胞很快出現(xiàn)質(zhì)壁分離并自動復原
D．蔗糖溶液中的保衛(wèi)細胞失水導致氣孔關閉
答案 D
解析 由圖可以看出，在清水中氣孔開放，在蔗糖溶液中氣孔關閉，推測可能是蔗糖溶液中的保衛(wèi)細胞失水導致氣孔關閉。
7．將洋蔥鱗片葉放在濃度為0.45 mol/L蔗糖溶液中，細胞發(fā)生質(zhì)壁分離；放在濃度為 0.35 mol/L蔗糖溶液中，細胞有脹大趨勢；放在濃度為0.4 mol/L蔗糖溶液中，細胞
似乎不發(fā)生什么變化。這表明 ( )
A．洋蔥鱗片葉細胞已經(jīng)死亡
B．細胞膜不允許水分子自由通過
C．蔗糖分子進入細胞導致滲透平衡
D．細胞液濃度為0.4 mol/L左右
答案 D
解析 成熟植物細胞的細胞液通過原生質(zhì)層與外界溶液構(gòu)成了滲透系統(tǒng)。當細胞液濃度大于外界溶液濃度時，細胞吸水，反之細胞失水；當二者濃度接近時，水分子進出達到平衡。
8．將從同一新鮮馬鈴薯塊莖上取得的形狀、質(zhì)量相同的馬鈴薯條分為數(shù)量相等的4組，分別浸入Ⅰ～Ⅳ4種不同濃度的蔗糖溶液中，1 h后，溶液的質(zhì)量變化百分率如表1所示。從4個不同的新鮮馬鈴薯塊莖上，取得形狀相同，質(zhì)量、數(shù)量相等的馬鈴薯條，分成①～④組，分別浸入相同濃度的蔗糖溶液中，1 h后，馬鈴薯條的質(zhì)量變化百分率如表2所示。則表1所列的4種不同濃度的蔗糖溶液中開始時濃度最低的，以及表2所列的4組不同馬鈴薯條中開始時細胞液濃度最低的分別是 ( )
表1
溶液
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
質(zhì)量變化(%)
＋4
0
－2
－3
表2
馬鈴薯條
①
②
③
④
質(zhì)量變化(%)
＋4
0
－2
－3
A.Ⅰ、① B．Ⅰ、④ C．Ⅳ、① D．Ⅳ、④
答案 D
解析 表1中數(shù)據(jù)的含義：正值為溶液量增加、馬鈴薯條失水，負值為溶液量減少、馬鈴薯條吸水，故Ⅳ的溶液濃度最低。表2中數(shù)據(jù)的含義：正值為馬鈴薯條吸水、質(zhì)量增加，負值為馬鈴薯條失水、質(zhì)量減少，故④的細胞液濃度最低。
9．在一定氣候條件下，運用植物細胞質(zhì)壁分離的實驗原理，測試田間作物的細胞液濃度，以此法獲得作物代謝情況的必要數(shù)據(jù)。在此項測試中，自變量是 ( )
A．制備的系列濃度梯度的檢測液
B．作物的細胞液濃度
C．作物細胞質(zhì)壁分離狀態(tài)
D．一定的環(huán)境溫度或其他氣候數(shù)據(jù)
答案 A
解析 變量是實驗過程中可以變化的因素，其中由實驗者操縱或給定的量稱做自變量，選項中制備的系列濃度梯度的檢測液屬于自變量。植物細胞質(zhì)壁分離的狀態(tài)屬于因變量。一定的環(huán)境溫度或其他氣候數(shù)據(jù)屬于無關變量。
10．將一新鮮馬鈴薯塊莖切成4根粗細相同且長為5.0 cm的小條，再將這4根馬鈴薯小條分別放在不同濃度的KNO3溶液中，分兩次(浸入30分鐘和4小時)測量每一根的長度，結(jié)果如圖所示，下列結(jié)論錯誤的是 ( )
A．a(chǎn)中馬鈴薯細胞通過滲透作用吸水
B．b中馬鈴薯細胞質(zhì)壁分離后逐漸復原
C．c中馬鈴薯細胞質(zhì)壁分離
D．d中馬鈴薯細胞外KNO3溶液的濃度增加
答案 D
解析 由圖示可以看出，馬鈴薯小條a的長度增加，說明細胞通過滲透作用吸水，A正確；馬鈴薯小條b的長度先縮短后復原，說明細胞失水后又吸水，即發(fā)生質(zhì)壁分離后逐漸復原，B正確；馬鈴薯小條c的長度變短，說明細胞失水，細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，C正確；馬鈴薯小條d的長度變短，說明細胞失水，細胞外KNO3溶液的濃度降低，D錯誤。
11．將不同植物的三個未發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞置于同一蔗糖溶液中，形態(tài)不再變化后的細胞圖像如圖所示。則有關各細胞液濃度的判斷正確的是 ( )
①實驗前BA>C?、蹖嶒灪驜≥A＝C?、軐嶒灪驜>A>C
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
答案 D
解析 細胞A和C發(fā)生質(zhì)壁分離，細胞B未發(fā)生質(zhì)壁分離，說明實驗前細胞液B的濃度大于或等于外界蔗糖溶液的濃度。細胞液A和C的濃度均小于外界蔗糖溶液的濃度，又因細胞C失水較多，所以質(zhì)壁分離前細胞液A的濃度大于細胞液C的濃度，故實驗前細胞液濃度大小為B>A>C。實驗后，細胞液A和C的濃度均等于外界蔗糖溶液的濃度，但由于細胞失水使外界蔗糖溶液濃度下降，且細胞失水越多，平衡時外界蔗糖溶液濃度越低，故A>C。又因?qū)嶒灪蠹毎築的濃度大于或等于原蔗糖溶液濃度，所以實驗后B>A>C。
12．取一段長5 cm的蔥莖，將其縱切到4 cm處，由于縱切的蔥莖使薄壁的皮層細胞擺脫了厚壁的表皮細胞的束縛，皮層細胞擴張得更快，從而使蔥莖向表皮外彎曲，切后的形狀如圖甲所示，將它作為對照。再取另外四段蔥莖做同樣的處理，將它們分別置于a～d不同濃度的蔗糖溶液中，30分鐘后，蔥莖形狀記錄如圖乙。據(jù)此判斷蔗糖溶液濃度的大小為 ( )
甲
蔗糖溶液
a
b
c
d
蔥莖形態(tài)
乙
A．a(chǎn)>b>c>d B．a(chǎn)>c>d>b
C．b>d>c>a D．b>a>c>d
答案 B
解析 由題意可知，細胞吸水后皮層細胞擴張得更快，從而向表皮外彎曲；失水后皮層細胞收縮得更快，從而向表皮內(nèi)彎曲。a、c中蔥莖在滲透失水，其中a中失水程度超過c；b中蔥莖在滲透吸水；d中基本未變。
13．成熟的植物細胞具有中央大液泡，可與外界溶液構(gòu)成滲透系統(tǒng)進行滲透吸水或滲透失水。圖甲表示滲透裝置吸水示意圖，圖乙表示圖甲中液面上升的高度與時間的關系，圖丙表示成熟植物細胞在某外界溶液中的一種狀態(tài)(此時細胞有活性)。請據(jù)圖回答下列問題：
(1)由圖甲漏斗液面上升可知，實驗初始時c兩側(cè)濃度大小是a________b(大于、小于、等于)。由圖乙可知漏斗中溶液吸水速率在________，最終液面不再上升。當液面不再上升時，c兩側(cè)濃度大小是a________b。
(2)圖丙中相當于圖甲中c結(jié)構(gòu)的是________(填序號)，結(jié)構(gòu)②當中充滿的液體是________。此時細胞液的濃度與外界溶液的濃度大小關系是________。
A．細胞液>外界溶液 B．細胞液<外界溶液
C．細胞液＝外界溶液 D．都有可能
(3)把一個已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞浸入清水當中，發(fā)現(xiàn)細胞液泡體積增大，說明細胞在滲透吸水，細胞能否無限吸水？________，原因是______________________。
(4)把一個已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞浸入低濃度的蔗糖溶液中，發(fā)現(xiàn)細胞液泡體積在增大。當液泡體積不再增大時，細胞液濃度是否一定和外界溶液濃度相等？______________________________________________________________________。
答案 (1)小于 下降 小于 (2)③④⑤ 外界溶液 D
(3)不能 細胞壁對原生質(zhì)層有支持和保護的作用
(4)不一定
解析 (1)漏斗內(nèi)液面的上升是由細胞吸水引起的，水從溶液濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)移動，因此，由圖甲中漏斗內(nèi)液面上升可知，a側(cè)液體的濃度小于b側(cè)；圖乙反映的是隨吸水時間的延長，漏斗內(nèi)液面升高的速率逐漸下降，這是由濃度差縮小造成的。考慮到漏斗內(nèi)液柱壓力的作用，當液面不再上升時，a側(cè)的濃度小于b側(cè)。(2)圖甲中c為半透膜，在圖丙中可將細胞膜③、液泡膜⑤和兩層膜之間的細胞質(zhì)④視作一層半透膜，結(jié)構(gòu)②當中充滿的液體是外界溶液；由于無法判斷圖丙的細胞是在吸水還是失水，因此，無法確定此時細胞液的濃度與外界溶液的濃度大小關系。(3)對于植物細胞而言，由于細胞壁的存在，且細胞壁的彈性有限，因此，細胞不可能無限吸水，當細胞因吸水體積增大到細胞壁所能膨大的最大限度時，細胞將不再吸水。(4)液泡體積不再增大時，細胞液濃度不一定和外界溶液的濃度相等，原因與(3)小題相同。
14．如圖為某同學進行某實驗的基本操作步驟，請回答以下問題：
(1)你認為他做該實驗的目的是__________________________________________。
(2)B步驟主要觀察紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞中紫色________的大小及__________________的位置。
(3)該實驗在B、D、F三者之間形成了自身對照，其中B、D之間屬于實驗組的是________組，在D、F之間屬于對照組的是________組。
(4)該同學通過多次做實驗，得出的體會是在兩次低倍鏡觀察之間不宜停留過長時間，否則會導致實驗失敗，你認為最合理的解釋是________________________。
(5)若改用小麥的根毛細胞進行上述實驗，由于觀察的細胞無色透明，為了取得更好的觀察效果，調(diào)節(jié)顯微鏡的措施是_____________________________________。
(6)通過實驗發(fā)現(xiàn)，蔗糖溶液濃度不適宜會造成實驗失敗。請據(jù)此擬定一個相關的研究課題：________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案 (1)觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原(或探究植物細胞在什么情況下會失水和吸水，或證明原生質(zhì)層相當于一層半透膜等) (2)(中央)液泡 原生質(zhì)層 (3)D D (4)細胞長時間處于高滲溶液中導致死亡 (5)縮小光圈或換平面反光鏡 (6)探究蔗糖溶液濃度對洋蔥表皮細胞質(zhì)壁分離和復原的影響
解析 該實驗的目的是觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原。B步驟主要是觀察紫色液泡的大小及原生質(zhì)層與細胞壁的位置。在蔗糖溶液中，成熟植物細胞發(fā)生滲透失水，導致其發(fā)生質(zhì)壁分離；若停留過久，細胞會因過度失水而使原生質(zhì)層脫水變性失去活性，導致細胞死亡，無法再做細胞質(zhì)壁分離復原實驗。該實驗屬于自身對照實驗(即實驗在同一研究對象上進行，是實驗前后之間的對照)。滴加蔗糖溶液的對象組(步驟D)，在質(zhì)壁分離實驗(B、D之間)中屬于實驗組，在質(zhì)壁分離復原(D、F之間)實驗中屬于對照組。由于要觀察的細胞無色透明，若視野太明亮，則不易看清楚，所以要將視野調(diào)得暗一些，即縮小光圈或換平面反光鏡。
15．某校生物實驗小組要對動物細胞是否也能通過滲透作用吸水和失水進行實驗探究，假如你是其中的一員，請分析回答下列問題：
(1)若作出的實驗假設是動物細胞能通過滲透作用吸水或失水，請你說出作出該假設的理論依據(jù)：_________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)把下面的實驗方案補充完整。
實驗儀器、試劑：顯微鏡、載玻片、取材工具、食鹽等。
實驗材料：為了便于取材和觀察，最好選用人的________(填細胞名稱)作為實驗材料。
實驗步驟：
①配制并選用生理鹽水、蒸餾水、9%的食鹽溶液。
②在載玻片的中央滴加一滴________，放入所選細胞，蓋上蓋玻片，制成臨時裝片。制備同樣裝片若干個，分別放在顯微鏡下觀察。
③取一張臨時裝片，在蓋玻片的一側(cè)滴加蒸餾水，另一側(cè)____________________；另取一張臨時裝片，在蓋玻片的一側(cè)滴加9%的食鹽溶液，另一側(cè)操作同上。
④用顯微鏡觀察。觀察指標是____________________________________________。
(3)預期結(jié)果及結(jié)論：如果你的假設成立，則實驗的預期結(jié)果是在滴加蒸餾水的實驗中，__________________；在滴加9%食鹽溶液的實驗中，____________________。
答案 (1)動物細胞的細胞膜有選擇透過性，當細胞與外界溶液接觸時，膜兩側(cè)溶液可能具有濃度差 (2)紅細胞(或口腔上皮細胞) ②生理鹽水?、塾梦埼?，并重復幾次 ④細胞的體積(或形態(tài))變化 (3)細胞體積變大甚至破裂 細胞體積變小皺縮
解析 (1)動物細胞的細胞膜是一種選擇透過性膜，相當于一層半透膜，當細胞與外界溶液接觸時，膜兩側(cè)溶液可能具有濃度差，所以能利用動物細胞來探究滲透作用。(2)在制備人的紅細胞(或口腔上皮細胞)裝片時，需在載玻片的中央滴一滴生理鹽水，以便觀察細胞正常的形態(tài)。取一張臨時裝片，在蓋玻片的一側(cè)滴加蒸餾水，另一側(cè)用吸水紙吸引，并重復幾次，目的是使蓋玻片下的細胞能浸在蒸餾水中，以便觀察細胞的滲透吸水。動物細胞在吸水時，細胞體積會增大甚至破裂，失水時，細胞體積會縮小，所以可以以細胞的體積(或形態(tài))變化作為觀察細胞吸水和失水的指標。(3)在滴加蒸餾水的實驗中，由于外界溶液的濃度小于細胞內(nèi)液的濃度，細胞吸水，導致細胞體積變大甚至破裂。在滴加9%食鹽溶液的實驗中，由于外界溶液的濃度大于細胞內(nèi)液的濃度，細胞失水，細胞體積變小皺縮。
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1．滲透系統(tǒng)的組成條件
如圖所示，作為一個滲透系統(tǒng)，須同時具備以下兩個條件：
(1)具有半透膜
(2)半透膜兩側(cè)為溶液體系(S1、S2)，且兩側(cè)溶液具有濃度差。
2．滲透作用的發(fā)生
(1)若S1濃度>S2濃度，單位時間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于S1→S2，外觀上表現(xiàn)為S1液面上升。
(2)若S1濃度
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