必修1第三单元第一讲物质跨膜运输的实例

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1、第三单元第三单元 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出知识内容知识内容考纲要求考纲要求1物质出入细胞的方式物质出入细胞的方式2通过模拟实验探究膜的透性通过模拟实验探究膜的透性参见考试参见考试目标与要求目标与要求3观察植物细胞的质壁分离和复原观察植物细胞的质壁分离和复原 细胞膜的物质交换功能是细胞各种代谢的基础与前提。细胞膜的物质交换功能是细胞各种代谢的基础与前提。在复习中需关注以下几个方面：在复习中需关注以下几个方面：1.读图：读图：读懂教材中各种模式图、示意图、坐标图、表格读懂教材中各种模式图、示意图、坐标图、表格 等所含信息，抽象出等所含信息，抽象出(用语言表述用语言表述)其中所蕴含的

2、生物学知其中所蕴含的生物学知 识，以深化对知识的记忆和理解，形成合理的知识结构。识，以深化对知识的记忆和理解，形成合理的知识结构。2.建模：建模：将生命活动规律模型化，变抽象为直观。如将植物将生命活动规律模型化，变抽象为直观。如将植物 细胞吸水和失水与外界溶液浓度的关系及物质跨膜运输的细胞吸水和失水与外界溶液浓度的关系及物质跨膜运输的 方式与相关条件之间的关系用坐标或图表表示，可有利于方式与相关条件之间的关系用坐标或图表表示，可有利于 对生命本质及规律的理解和巩固，更利于探究能力的提高。对生命本质及规律的理解和巩固，更利于探究能力的提高。3.整合：整合：本单元知识与其他章节知识的联系十分密切。

3、复习本单元知识与其他章节知识的联系十分密切。复习 中要将相关知识按逻辑关系进行有机整合，使知识系统化。中要将相关知识按逻辑关系进行有机整合，使知识系统化。 与本单元知识有关的知识有：组成细胞的分子、细胞膜的与本单元知识有关的知识有：组成细胞的分子、细胞膜的 组成和功能、细胞的能量供应和利用、细胞增殖、人体的组成和功能、细胞的能量供应和利用、细胞增殖、人体的 内环境和稳态、细胞工程等。内环境和稳态、细胞工程等。4.探究：探究：将教材本身提供的探究内容进行拓展，挖掘相关的将教材本身提供的探究内容进行拓展，挖掘相关的 探究素材，培养良好的应用、探究、创新等能力。本单元探究素材，培养良好的应用、探究、

4、创新等能力。本单元 可探究素材很多，如植物细胞渗透压的测定、植物细胞活可探究素材很多，如植物细胞渗透压的测定、植物细胞活 性的鉴定、植物对无机盐离子吸收的选择性、作物需水和性的鉴定、植物对无机盐离子吸收的选择性、作物需水和 需肥规律的探究、外界条件对细胞吸收某种物质的影响等。需肥规律的探究、外界条件对细胞吸收某种物质的影响等。5.实践：实践：结合生产和生活实践，应用所学知识去理解和解结合生产和生活实践，应用所学知识去理解和解 决实践中存在的问题，或用实践经验验证所学原理的正决实践中存在的问题，或用实践经验验证所学原理的正 确性，达到理论和实践相互结合、相互促进的目的。确性，达到理论和实践相互结

5、合、相互促进的目的。渗透作用模型渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成渗透系统植物细胞与外界溶液形成渗透系统图图解解1.组成比较组成比较渗透作用模型渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成渗透植物细胞与外界溶液形成渗透系统系统基本基本组成组成或条件或条件半透膜半透膜浓度差浓度差原生质层原生质层选择透过性膜选择透过性膜浓度差浓度差细胞液与外界溶液细胞液与外界溶液之间之间原理原理水分子水分子(或其他溶或其他溶剂分子剂分子)以扩散以扩散作用通过半透膜作用通过半透膜细胞液通过原生质层与外界溶细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透液之间发生渗透水分子水分子扩散的扩散的方向方向低浓度溶液低浓度溶液高浓度溶液高浓度

6、溶液2.渗透作用原理的应用渗透作用原理的应用(1)比较不同溶液浓度大小比较不同溶液浓度大小漏斗内漏斗内烧杯内烧杯内溶液浓度溶液浓度M MN N现象及结论现象及结论若漏斗内液面上升，则若漏斗内液面上升，则M MN N若漏斗内液面不变，则若漏斗内液面不变，则M MN N若漏斗内液面下降，则若漏斗内液面下降，则M MN N(2)验证渗透作用发生的条件验证渗透作用发生的条件 具有半透膜：具有半透膜：具有浓度差：具有浓度差：(3)探究物质能否通过半透膜探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例以碘和淀粉为例)烧杯内盛烧杯内盛淀粉溶液淀粉溶液漏斗内漏斗内盛碘液盛碘液结论结论变蓝变蓝不变蓝不变蓝碘能通过半透膜，

7、而淀粉不能碘能通过半透膜，而淀粉不能不变蓝不变蓝变蓝变蓝淀粉能通过半透膜，而碘不能淀粉能通过半透膜，而碘不能变蓝变蓝变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透膜淀粉和碘都能通过半透膜不变蓝不变蓝不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半透膜淀粉和碘都不能通过半透膜渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的 大小。大小。两溶液中的水分子进行双向运动，我们只是观测出由水两溶液中的水分子进行双向运动，我们只是观测出由水 分子双向运动的差异所导致的液面改变。分子双向运动的差异所导致的液面改变。溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度，如溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖

8、溶液和葡萄糖溶液和 10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但蔗糖溶液的质量浓度相同，但10%蔗糖溶液的摩尔浓蔗糖溶液的摩尔浓 度小，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。度小，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。在渗透装置达到渗透平衡后，只要存在液面差在渗透装置达到渗透平衡后，只要存在液面差h，则原，则原 高浓度溶液的浓度仍大于原低浓度溶液的浓度。高浓度溶液的浓度仍大于原低浓度溶液的浓度。1.如图为渗透作用实验，开始时如图如图为渗透作用实验，开始时如图(一一)，A代表清水，代表清水，B、C 代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图(二二)，漏斗管内液，漏斗管内液 面不再变化，面不再变

9、化，H1、H2表示漏斗管内液面与清水的液面差。表示漏斗管内液面与清水的液面差。 下列说法错误的是下列说法错误的是 ()A.图图(二二)中中B的浓度等于的浓度等于C的浓度的浓度B.图图(一一)中中B的浓度大于的浓度大于C的浓度的浓度C.图图(一一)A中水分子扩散到中水分子扩散到B的速度大于的速度大于A中水分子扩散到中水分子扩散到C的的 速度速度D.图图(二二)A中水分子扩散到中水分子扩散到B的速度等于的速度等于B中水分子扩散到中水分子扩散到A的的 速度速度解析：解析：图图(二二)漏斗中的液面不再变化，处于平衡状态，漏斗中的液面不再变化，处于平衡状态，H1高高于于H2，所以，所以B的浓度大于的浓度

10、大于C的浓度，而图的浓度，而图(一一)B、C溶液体积相溶液体积相同，而从图同，而从图(二二)可知，可知，B吸收水比吸收水比C多，但浓度依然比多，但浓度依然比C大，所大，所以推知图以推知图(一一)中中B的浓度大于的浓度大于C的浓度。的浓度。答案：答案：A2. 在观察植物细胞的质壁分离和复在观察植物细胞的质壁分离和复 原的过程中，某同学在视野中看原的过程中，某同学在视野中看 到生活着的洋葱表皮细胞正处于到生活着的洋葱表皮细胞正处于 如图所示状态，如图所示状态，a、b表示该部位表示该部位 溶液的浓度，由此可以推测溶液的浓度，由此可以推测 () A.可能可能ab，细胞渗透吸水，细胞渗透吸水 B.ab，

11、渗透系统保持动态平衡，渗透系统保持动态平衡 C.ab，细胞渗透失水，细胞渗透失水 D.上述三种情况都可能存在上述三种情况都可能存在 解析：解析：从图及题干中可推知此细胞可能吸水、失水或二者从图及题干中可推知此细胞可能吸水、失水或二者保持动态平衡，所以选保持动态平衡，所以选D。答案：答案：D1.选择性吸收的原因分析选择性吸收的原因分析 (1)内因内因遗传因素遗传因素 不同生物不同生物DNA不同不同载体载体 选择性吸收选择性吸收种类差异性种类差异性数目差异性数目差异性植物吸收的离子的种类和数量与溶植物吸收的离子的种类和数量与溶 液中离子的种类和数量不成比例液中离子的种类和数量不成比例植物对同一种盐

12、的阴阳离子的吸收植物对同一种盐的阴阳离子的吸收存在差异存在差异(2)外因外因影响呼吸的生态因素影响呼吸的生态因素 呼吸作用呼吸作用 ATP的生成的生成主动运输主动运输土壤中的土壤中的O2含量含量温度温度呼吸酶的活性呼吸酶的活性2.根对离子吸收的曲线模型根对离子吸收的曲线模型(1)氧分压与根吸收离子速率的关系氧分压与根吸收离子速率的关系 AB段表示在一定范围内，根吸段表示在一定范围内，根吸 收离子的速率随氧分压的升高而收离子的速率随氧分压的升高而 加快。加快。 BC段表示当氧分压增大到一定值时，根吸收离子的速段表示当氧分压增大到一定值时，根吸收离子的速 率不再随氧分压升高而加快，这是由于根吸收离

13、子还与率不再随氧分压升高而加快，这是由于根吸收离子还与 根细胞膜上载体的数量有关。根细胞膜上载体的数量有关。(2)根吸收离子与溶液中离子浓度的关系根吸收离子与溶液中离子浓度的关系 曲线曲线AB段表示在一定离子浓度范围段表示在一定离子浓度范围 内，根吸收离子的速率随离子浓度的内，根吸收离子的速率随离子浓度的 增大而加快。增大而加快。 曲线曲线BC段表示当离子浓度增大到一定数值时，根的吸段表示当离子浓度增大到一定数值时，根的吸 收速率不再增加，这是由根细胞膜上载体的数量决定的。收速率不再增加，这是由根细胞膜上载体的数量决定的。 曲线曲线CD段表示当离子浓度过高时，将会使根细胞失水，段表示当离子浓度

14、过高时，将会使根细胞失水， 从而影响根细胞正常的代谢活动，使离子吸收速率下降。从而影响根细胞正常的代谢活动，使离子吸收速率下降。3.植物对水分和离子吸收的关系相对独立植物对水分和离子吸收的关系相对独立(1)区别区别比较比较项目项目水分的吸收与运输水分的吸收与运输离子的吸收离子的吸收过程过程主要通过渗透作用完成主要通过渗透作用完成通过主动运输完成通过主动运输完成动力动力浓度差，蒸腾作用，不消耗浓度差，蒸腾作用，不消耗ATP根细胞呼吸产生的根细胞呼吸产生的ATP条件条件必须具有渗透系统必须具有渗透系统(半透半透膜两侧溶液存在浓度差膜两侧溶液存在浓度差)以蒸腾作用为动力以蒸腾作用为动力由根细胞提供运

15、输由根细胞提供运输的动力的动力具备载体具备载体比较比较项目项目水分的吸收与运输水分的吸收与运输离子的吸收离子的吸收方向方向水分从溶液浓度低的水分从溶液浓度低的一侧向高的一侧渗透一侧向高的一侧渗透离子从土壤吸收进入离子从土壤吸收进入植物体植物体影响因影响因素素细胞液与外界溶液细胞液与外界溶液的浓度差的浓度差蒸腾作用的强度蒸腾作用的强度土壤含氧量土壤含氧量土壤温度土壤温度细胞膜上载体的种细胞膜上载体的种类和数量类和数量选择性选择性无无有有(2)联系联系矿质元素必须溶解在水中呈离子状态，才能被细胞吸收。矿质元素必须溶解在水中呈离子状态，才能被细胞吸收。吸收矿质元素离子的多少可以调节细胞液的浓度，影响

16、对吸收矿质元素离子的多少可以调节细胞液的浓度，影响对水分的吸收。水分的吸收。矿质元素离子被吸收后随水分在导管中运输，蒸腾作用在矿质元素离子被吸收后随水分在导管中运输，蒸腾作用在促进水分运输的同时也促进矿质元素离子的运输。故它们的促进水分运输的同时也促进矿质元素离子的运输。故它们的运输途径相同，都是从根毛运输途径相同，都是从根毛导管导管胞间连丝胞间连丝各细胞，并各细胞，并且吸收的主要部位都是根的成熟区。且吸收的主要部位都是根的成熟区。3.(2010成都质检成都质检)用相同的完全培养液，在相同条件下分别用相同的完全培养液，在相同条件下分别 培养水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下，培养水

17、稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下， 72小时后原培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化小时后原培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化(表表 中数据为中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百小时后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百 分比分比)。分析下表不能得出的结论是。分析下表不能得出的结论是 ().KMg2Ca2SiO水稻水稻17.010511719.5番茄番茄19.18559.6118A.不同植物对离子的需要量是不同的不同植物对离子的需要量是不同的B.与番茄相比，水稻对与番茄相比，水稻对SiO 需要量大，对需要量大，对Ca2需要量小需要量小C.不同植物根尖细胞膜上载体

18、的种类和数量是不同的不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的D.植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关2424解析：解析：植物因其根细胞膜上载体的种类和数量不同，而表植物因其根细胞膜上载体的种类和数量不同，而表现出对矿质离子吸收的选择性，这种吸收的方式是主动运现出对矿质离子吸收的选择性，这种吸收的方式是主动运输，对离子吸收速率与溶液中相应离子的浓度无关。输，对离子吸收速率与溶液中相应离子的浓度无关。答案：答案：D已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎

19、紧开口，将其浸没在盛有液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是间变化趋势的示意图是 ()解析解析鱼鳔内盛有鱼鳔内盛有20%的蔗糖溶液，而鱼鳔外是的蔗糖溶液，而鱼鳔外是10%的的蔗糖溶液，依据渗透作用原理，水分子总的渗透方向表蔗糖溶液，依据渗透作用原理，水分子总的渗透方向表现为从鳔外低浓度溶液向鳔内高浓度溶液，故导致鳔外现为从鳔外低浓度溶液向鳔内高浓度溶液，故导致鳔外浓度升高，一段时间后，达到平衡。浓度升高，一段时间后，达到平衡。答案答案B植物细胞吸水和失水

20、原理的应用植物细胞吸水和失水原理的应用(1)对农作物合理灌溉，既满足作物对水分的需要，又降低了对农作物合理灌溉，既满足作物对水分的需要，又降低了 土壤溶液的浓度，促进作物对水分的吸收。土壤溶液的浓度，促进作物对水分的吸收。(2)盐碱地中植物更易缺水或不易存活；一次施肥过多，会造盐碱地中植物更易缺水或不易存活；一次施肥过多，会造 成成“烧苗烧苗”现象。这是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过现象。这是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过 根细胞液浓度，导致根不易吸水或因失水而造成根细胞液浓度，导致根不易吸水或因失水而造成“烧苗烧苗” ” 现象。现象。(3)农民在移栽白菜时往往去掉一些大叶片，是因为刚栽的白农

21、民在移栽白菜时往往去掉一些大叶片，是因为刚栽的白 菜的根不能很快地从土壤中吸水，去掉几片大叶片可以减菜的根不能很快地从土壤中吸水，去掉几片大叶片可以减 少因叶的蒸腾作用而造成的水分散失，避免造成刚栽的白少因叶的蒸腾作用而造成的水分散失，避免造成刚栽的白 菜体内失水过多死亡，从而提高成活率。菜体内失水过多死亡，从而提高成活率。(4)糖渍、盐渍食品糖渍、盐渍食品(如盐渍新鲜鱼、肉如盐渍新鲜鱼、肉)不变质是因为在食品不变质是因为在食品 的外面形成很高浓度的溶液，使微生物的外面形成很高浓度的溶液，使微生物(如细菌如细菌)不能在上不能在上 面生存、繁殖，所以能较长时间地保存。面生存、繁殖，所以能较长时间

22、地保存。(5)用浓度较高的糖或盐溶液腌制食品，细胞大量失水死亡，用浓度较高的糖或盐溶液腌制食品，细胞大量失水死亡， 细胞膜失去选择透过性，糖或细胞膜失去选择透过性，糖或Na、Cl大量进入死细胞，大量进入死细胞， 使腌制食品具有甜味或咸味。使腌制食品具有甜味或咸味。下图中正确表示水稻呼吸强度与下图中正确表示水稻呼吸强度与K吸收量关系的是吸收量关系的是() 解析解析水稻吸收水稻吸收K的方式为主动运输，在此过程中，的方式为主动运输，在此过程中，要消耗能量要消耗能量(由呼吸作用提供由呼吸作用提供)，还需要水稻根细胞膜上载体，还需要水稻根细胞膜上载体的协助。因此在一定范围内的协助。因此在一定范围内K吸收

23、量随呼吸强度的增加而增吸收量随呼吸强度的增加而增加，但加，但K吸收量达到一定值后就不再随呼吸强度的增加而变吸收量达到一定值后就不再随呼吸强度的增加而变化了，这时的限制因素是膜上载体的数量，当运载化了，这时的限制因素是膜上载体的数量，当运载K的载体的载体饱和时，饱和时，K的吸收量便不再增加了。的吸收量便不再增加了。答案答案C 某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量发生了明显变化素含量，发现它们的含量发生了明显变化(

24、如下图如下图)。请回答。请回答问题。问题。 (1)由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量基酸含量，尿素含量，尿素含量。由于在。由于在原培养液中没有尿素，推测其是原培养液中没有尿素，推测其是的产物。的产物。 (2)培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是；被吸收的葡萄糖主要通过；被吸收的葡萄糖主要通过作用，为细胞提供作用，为细胞提供。 (3)转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测正常情况下这类酶不

25、会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是到该类酶，可能的原因是 。 (4)由由(1)和和(3)可初步判断，细胞膜对物质的转运具有可初步判断，细胞膜对物质的转运具有的特性。的特性。 解析解析(1)由题干和图示知：培养液中葡萄糖和氨基酸由题干和图示知：培养液中葡萄糖和氨基酸的含量随培养时间的延长而减少，而尿素含量则增加，因原的含量随培养时间的延长而减少，而尿素含量则增加，因原培养液中无尿素，根据葡萄糖、氨基酸和尿素的化学元素组培养液中无尿素，根据葡萄糖、氨基酸和尿素的化学元素组成特点可知，尿素为氨基酸的代谢产物。成特点可知，尿素为氨基酸的代谢产物。(2)氨基酸在细胞内氨基酸在细胞内主

26、要用于合成蛋白质，葡萄糖则主要作为能源物质，通过氧主要用于合成蛋白质，葡萄糖则主要作为能源物质，通过氧化分解为细胞提供能量。化分解为细胞提供能量。(3)正常情况下，因肝细胞膜通透性正常情况下，因肝细胞膜通透性功能正常，所以转氨酶不会排出胞外，若肝细胞发生病变，功能正常，所以转氨酶不会排出胞外，若肝细胞发生病变，其细胞膜通透功能异常时，转氨酶就会排出胞外。其细胞膜通透功能异常时，转氨酶就会排出胞外。答案答案(1)降低增加细胞代谢降低增加细胞代谢(代谢代谢)(2)作为蛋白质合成的原料呼吸作为蛋白质合成的原料呼吸(分解分解)能量能量(ATP)(3)肝细胞膜受损肝细胞膜受损(或细胞裂解或细胞裂解)(4

27、)选择透过选择透过(选择通透选择通透)本讲实验本讲实验植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水质壁分离与质壁分离复原质壁分离与质壁分离复原(1)成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，细胞壁和原成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，细胞壁和原 生质层具有一定伸缩性，但原生质层的伸缩性大于细胞壁。生质层具有一定伸缩性，但原生质层的伸缩性大于细胞壁。(2)细胞液浓度外界溶液浓度细胞液浓度外界溶液浓度细胞液中水分经原生质层进细胞液中水分经原生质层进 入外界溶液入外界溶液质壁分离。质壁分离。(3)质壁分离细胞的细胞液浓度外界溶液浓度质壁分离细胞的细胞液浓度外界溶液浓度外界溶液中外界溶液中 的水分经原生质

28、层进入细胞液的水分经原生质层进入细胞液质壁复原。质壁复原。(1)选材选材 最常用的实验材料是紫色洋葱鳞片叶，它的外表皮细胞最常用的实验材料是紫色洋葱鳞片叶，它的外表皮细胞 的液泡较大，细胞液中有紫色的花青素，在显微镜下，紫的液泡较大，细胞液中有紫色的花青素，在显微镜下，紫 色大液泡十分明显，能方便地观察到质壁分离及其复原的色大液泡十分明显，能方便地观察到质壁分离及其复原的 过程。若无紫色洋葱，可用葫芦藓或其他藓类植物的叶片过程。若无紫色洋葱，可用葫芦藓或其他藓类植物的叶片 代替。藓类植物的叶片仅一层细胞且每个叶细胞内含多个代替。藓类植物的叶片仅一层细胞且每个叶细胞内含多个 叶绿体。叶绿体。选择

29、材料必须都是活细胞，否则将不会出现质壁分离及其选择材料必须都是活细胞，否则将不会出现质壁分离及其复原现象，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性。复原现象，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性。(2)试剂选择试剂选择 使细胞发生质壁分离的试剂不只一种，只要不伤害细胞使细胞发生质壁分离的试剂不只一种，只要不伤害细胞 即可。常用的试剂有质量分数为即可。常用的试剂有质量分数为5%的食盐溶液和质量分的食盐溶液和质量分 数为数为0.3 g/mL的蔗糖溶液。用质量分数为的蔗糖溶液。用质量分数为5%的食盐溶液做的食盐溶液做 分离试剂，细胞质壁分离和复原的速度较快，用质量分数分离试剂，细胞质壁分离和复原

30、的速度较快，用质量分数 为为0.3 g/mL 的蔗糖溶液做分离试剂，细胞发生质壁分离和的蔗糖溶液做分离试剂，细胞发生质壁分离和 复原的速度较缓慢，但便于观察变化过程。复原的速度较缓慢，但便于观察变化过程。使用质量分数为使用质量分数为7%的尿素溶液或甘油或质量浓度为的尿素溶液或甘油或质量浓度为0.1 g/mL的硝酸钾溶液可使细胞发生质壁分离，但之后会自动复的硝酸钾溶液可使细胞发生质壁分离，但之后会自动复原。原因是这些溶液中的溶质也能通过细胞膜，只是比水的原。原因是这些溶液中的溶质也能通过细胞膜，只是比水的速度慢。速度慢。试剂浓度影响细胞发生质壁分离的速度，试剂浓度越高，试剂浓度影响细胞发生质壁分

31、离的速度，试剂浓度越高，发生质壁分离的速度越快。但试剂浓度过高，细胞会因过度发生质壁分离的速度越快。但试剂浓度过高，细胞会因过度失水而死亡，无法复原。失水而死亡，无法复原。(3)观察观察 本实验要求用低倍镜观察，在显微镜载物台上进行引流换本实验要求用低倍镜观察，在显微镜载物台上进行引流换 液操作时，除按显微镜操作注意事项进行操作外，还要细液操作时，除按显微镜操作注意事项进行操作外，还要细 心，不要一次滴液太多，避免糖液溢至盖玻片上，污染物心，不要一次滴液太多，避免糖液溢至盖玻片上，污染物 镜镜头。在观察质壁分离现象时，要在显微镜下找到处于镜镜头。在观察质壁分离现象时，要在显微镜下找到处于 鳞片

32、叶外表皮边缘的细胞，因为这里的细胞最先接触蔗糖鳞片叶外表皮边缘的细胞，因为这里的细胞最先接触蔗糖 溶液，因而也会先出现质壁分离。同理，观察质壁分离复溶液，因而也会先出现质壁分离。同理，观察质壁分离复 原时，也应如此。原时，也应如此。在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长， 以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原 现象的观察。现象的观察。不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会 在失水时发生质壁分离现象。在失水时发生

33、质壁分离现象。本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照(前测和后前测和后 测测)。当以可吸收的物质做溶质时当以可吸收的物质做溶质时(如甘油、尿素、如甘油、尿素、KNO3、聚乙、聚乙 二醇等二醇等)，可出现质壁分离及自动复原现象。，可出现质壁分离及自动复原现象。分离时，原生质层的外界面是细胞膜。分离时，原生质层的外界面是细胞膜。 (2009江苏高考江苏高考)回答下列与细胞有关的实验问题。回答下列与细胞有关的实验问题。(1)下列下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有项实验中，需保持细胞生理活性的有(填序填序 号号)。 观察叶绿体和原生质的流动观察叶绿体和原生

34、质的流动 观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布的分布 探究酵母菌的呼吸方式探究酵母菌的呼吸方式 红细胞中血红蛋白的提取和分离红细胞中血红蛋白的提取和分离(2)按下面步骤进行质壁分离实验。按下面步骤进行质壁分离实验。 步骤一：在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类步骤一：在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类 小叶，盖上盖玻片。小叶，盖上盖玻片。 步骤二：从盖玻片一侧滴入步骤二：从盖玻片一侧滴入0.3 g/mL的蔗糖溶液，在盖的蔗糖溶液，在盖 玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，使盖玻片玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，使盖玻片 下面的藓类小叶浸润在下面

35、的藓类小叶浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中。的蔗糖溶液中。 步骤三：在显微镜下观察，结果如图所示。步骤三：在显微镜下观察，结果如图所示。 图中图中A、B处的颜色分别是处的颜色分别是 。 如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料植物细胞不吸收的红色染料)的的0.3 g/mL的蔗的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是处颜色分别是 。 如果将步骤二中浸润在如果将步骤二中浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中的藓类的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在小叶的装片，放在80条件下处理一段时

36、间条件下处理一段时间(装片中的藓类小装片中的藓类小叶保持在叶保持在0.3 g/mL的蔗糖溶液中的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确地判断细胞结构后，为更准确地判断A处颜色，对显微镜的操作方处颜色，对显微镜的操作方法是法是、。如果。如果A处呈绿色，可能的原因是处呈绿色，可能的原因是 。 解析解析(1)需保持细胞生理活性的有观察叶绿体和原需保持细胞生理活性的有观察叶绿体和原生质的流动及探究酵母菌的呼吸方式，而只需观察生质的流动及探究酵母菌的呼吸方式，而只需观察DNA的分布，只需对血红蛋白进行提取与分离，而与细胞是否的分布，只需对血红蛋白进行提取与分离，

37、而与细胞是否有活性无关。有活性无关。(2)该题主要涉及实验结果的考查，从图中分该题主要涉及实验结果的考查，从图中分析可知析可知A处属于细胞膜外，主要溶液为蔗糖溶液，因此无色，处属于细胞膜外，主要溶液为蔗糖溶液，因此无色，而而B为叶绿体，因此为绿色。由题意可知植物细胞不吸收为叶绿体，因此为绿色。由题意可知植物细胞不吸收伊红，结合细胞壁的全透性，可知伊红，结合细胞壁的全透性，可知A为红色而为红色而B为绿色。在为绿色。在高温高温80条件下处理，细胞许多结构与功能将丧失，而对于条件下处理，细胞许多结构与功能将丧失，而对于显微镜使用的考查涉及调节光源。显微镜使用的考查涉及调节光源。答案答案(1)(2)无

38、色、绿色无色、绿色红色、绿色红色、绿色改变光圈大小调节改变光圈大小调节反光镜反光镜(电光源亮度电光源亮度)高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入过性，叶绿素等色素进入A处处植物细胞质壁分离与复原实验的应用植物细胞质壁分离与复原实验的应用(1)判断细胞的死活判断细胞的死活 待测细胞待测细胞 实验单一变量：待测细胞的生活状态。实验单一变量：待测细胞的生活状态。(2)测定细胞液浓度范围测定细胞液浓度范围 待测细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液待测细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液 细胞液细胞液 浓度范围是未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶浓度范围是未发生质壁

39、分离和刚刚发生质壁分离的外界溶 液的浓度范围。液的浓度范围。 实验单一变量：不同浓度的蔗糖溶液。实验单一变量：不同浓度的蔗糖溶液。较高浓度较高浓度蔗糖溶液蔗糖溶液镜检镜检发生质壁分离发生质壁分离活细胞活细胞不发生质壁分离不发生质壁分离死细胞死细胞(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度比较不同植物细胞的细胞液浓度 不同植物细胞同一浓度的蔗糖溶液不同植物细胞同一浓度的蔗糖溶液 刚发生质壁刚发生质壁 分离时所需时间比较分离时所需时间比较判断质壁分离速度判断质壁分离速度(或细胞液浓度或细胞液浓度)。 实验单一变量：不同植物细胞。实验单一变量：不同植物细胞。(4)比较未知浓度溶液的浓度大小比较未知浓度溶液的

40、浓度大小 同一植物的成熟细胞未知浓度的溶液同一植物的成熟细胞未知浓度的溶液 刚刚发生质刚刚发生质 壁分离所需时间壁分离所需时间比较所用时间长短比较所用时间长短判断溶液浓度的判断溶液浓度的 大小大小 (时间越短，未知溶液的浓度越大时间越短，未知溶液的浓度越大)。 实验单一变量：未知浓度的溶液。实验单一变量：未知浓度的溶液。镜检镜检镜检镜检(5)验证原生质层和细胞壁伸缩性大小验证原生质层和细胞壁伸缩性大小 成熟植物细胞蔗糖溶液成熟植物细胞蔗糖溶液镜检镜检发生质壁分离现象发生质壁分离现象细胞壁伸缩性小于细胞壁伸缩性小于 原生质层伸缩性原生质层伸缩性不发生质壁分离不发生质壁分离细胞壁伸缩性大于或细胞壁

41、伸缩性大于或 等于原生质层的伸缩性等于原生质层的伸缩性随堂高考随堂高考1.(2008江苏高考江苏高考)下列对有关实验的描述中，错误的是下列对有关实验的描述中，错误的是 () A.分离叶绿体中的色素时，不同色素随层析液在滤纸上的分离叶绿体中的色素时，不同色素随层析液在滤纸上的 扩散速度不同扩散速度不同 B.用低倍镜观察不到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分用低倍镜观察不到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分 离和复原过程离和复原过程 C.观察叶片细胞的叶绿体时，先在低倍镜下找到叶片细胞观察叶片细胞的叶绿体时，先在低倍镜下找到叶片细胞 再换高倍镜观察再换高倍镜观察 D.甲基绿染色可使人口腔上皮细胞的细胞

42、核呈绿色甲基绿染色可使人口腔上皮细胞的细胞核呈绿色解析：解析：调整外界溶液的浓度，在低倍镜下可以观察到紫色调整外界溶液的浓度，在低倍镜下可以观察到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原的过程。洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原的过程。答案：答案：B2.(2007广东高考广东高考)用洋葱鳞片叶表皮制备用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分观察细胞质壁分 离实验离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操 作和结果的叙述，正确的是作和结果的叙述，正确的是 () A.将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁

43、分离现象 B.在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂 C.用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁 分离复原现象分离复原现象 D.当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能解析：解析：质壁分离实验中不需要酒精灯加热，若加热会使细胞质壁分离实验中不需要酒精灯加热，若加热会使细胞死亡，细胞不会出现质壁分离现象；若用较高浓度的死亡，细胞不会出现质壁分离现象；若用较高浓度的KNO3溶溶液处理植物细胞，可导致细胞在短时间内失水过多而死亡，液处理植物细胞，可导

44、致细胞在短时间内失水过多而死亡，看不到质壁分离复原现象；当质壁分离不能复原时，说明原看不到质壁分离复原现象；当质壁分离不能复原时，说明原生质层选择透过性丧失，细胞死亡；植物细胞的膜外有细胞生质层选择透过性丧失，细胞死亡；植物细胞的膜外有细胞壁包围，当细胞吸水量达到一定程度后，细胞壁限制其吸水，壁包围，当细胞吸水量达到一定程度后，细胞壁限制其吸水，不会让其吸水过多涨破，故答案为不会让其吸水过多涨破，故答案为B。答案：答案：B3.(2006江苏高考江苏高考)将一植物细胞放入将一植物细胞放入KNO3溶液中，一段时间溶液中，一段时间 后发生了质壁分离，下列说法不正确的是后发生了质壁分离，下列说法不正确

45、的是 () A.此细胞是活细胞此细胞是活细胞 B.原生质层具有选择透过性原生质层具有选择透过性 C.发生质壁分离的细胞一段时间后可自动质壁分离复原发生质壁分离的细胞一段时间后可自动质壁分离复原 D.原生质层两侧溶液存在浓度差，原生质层两侧溶液存在浓度差，KNO3溶液浓度低于细胞溶液浓度低于细胞 液浓度液浓度.解析：解析：据题干信息可知：一段时间后发生质壁分离，说明据题干信息可知：一段时间后发生质壁分离，说明在该时段内在该时段内KNO3溶液浓度大于细胞液浓度，细胞是活的，溶液浓度大于细胞液浓度，细胞是活的，原生质层才具有选择透过性，才会导致植物细胞发生渗透原生质层才具有选择透过性，才会导致植物细

46、胞发生渗透失水，出现质壁分离现象。后来由于植物细胞通过主动运失水，出现质壁分离现象。后来由于植物细胞通过主动运输吸收输吸收K、NO ，使细胞液浓度增大，使细胞液浓度增大，KNO3溶液浓度下降，溶液浓度下降，当细胞液浓度大于当细胞液浓度大于KNO3溶液浓度时，植物细胞发生渗透吸溶液浓度时，植物细胞发生渗透吸水，出现质壁自动分离复原现象。水，出现质壁自动分离复原现象。答案：答案：D- -34.(2008江苏高考江苏高考)某同学进行实验，甲图为实验开始状态，某同学进行实验，甲图为实验开始状态， 乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上 继续实验

47、，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。浴锅等。(1)设计出继续实验的简要步骤：设计出继续实验的简要步骤： ； 。(2)预测实验现象并作出结论。预测实验现象并作出结论。 。解析：解析：实验目的是探究蔗糖的水解产物是否能透过半透膜，实验目的是探究蔗糖的水解产物是否能透过半透膜，由提供的实验材料可推知实验原理：蔗糖的水解产物如果能由提供的实验材料可推知实验原理：蔗糖的水解产物如果能透过半透膜，由于渗透作用，两边的液面差会缩小，用斐林透过半透膜，由于

48、渗透作用，两边的液面差会缩小，用斐林试剂检验，水浴条件下试剂检验，水浴条件下a、b两管内的液体会出现砖红色沉淀；两管内的液体会出现砖红色沉淀；否则，两边的液面会因为蔗糖的水解使否则，两边的液面会因为蔗糖的水解使b管内溶质分子数增管内溶质分子数增加而使液面差加大，且检验时加而使液面差加大，且检验时a管内的液体无砖红色沉淀。管内的液体无砖红色沉淀。实验设计步骤时注意无关变量的控制，如两侧加入等量的蔗实验设计步骤时注意无关变量的控制，如两侧加入等量的蔗糖酶，水浴控制酶活性的最适温度等。糖酶，水浴控制酶活性的最适温度等。答案：答案：(1)向向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加两管分别加入等量蔗糖

49、酶溶液，水浴加热热(或隔水加热或隔水加热)U型管至适宜温度，观察型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的两管内液面的变化变化吸取吸取a、b两管内适量液体，分别加入两管内适量液体，分别加入A、B两试管两试管中，并加入斐林试剂，中，并加入斐林试剂，(6065)水浴加热，观察水浴加热，观察A、B试管试管内有无砖红色沉淀内有无砖红色沉淀(2)如果如果a、b两管液面高度差缩小且两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液两管液面高度差增大且面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、试管内无砖红色沉淀、B试管

50、内有砖红色试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜5.(2006上海高考上海高考)请回答下列有关矿质元素吸收的问题。请回答下列有关矿质元素吸收的问题。 取四株大小与长势一致的番茄幼苗，分别培养在盛有等量取四株大小与长势一致的番茄幼苗，分别培养在盛有等量 完全培养液的培养瓶中，然后将其中两株番茄幼苗的地上完全培养液的培养瓶中，然后将其中两株番茄幼苗的地上 部分同时剪去。装置如下图。部分同时剪去。装置如下图。(1)实验中，向甲、丙两瓶持续充入空气，测量四只培养瓶实验中，向甲、丙两瓶持续充入空气，测量四只培养瓶内溶液中的内溶液中的K含量，结果如下图。含量

51、，结果如下图。表示甲瓶溶液中表示甲瓶溶液中K含量变化的曲线图是含量变化的曲线图是 。表示丁瓶溶液中表示丁瓶溶液中K含量变化的曲线图是含量变化的曲线图是 。(2)植物吸收矿质元素的主要方式是植物吸收矿质元素的主要方式是，这一观点可通，这一观点可通过过两装置的实验加以验证。两装置的实验加以验证。(3)植物的地上部分为根提供植物的地上部分为根提供，这一观点可通过，这一观点可通过两装置的实验加以验证。两装置的实验加以验证。(4)经过一定时间后，如果甲瓶中的番茄幼苗出现了萎蔫现象，经过一定时间后，如果甲瓶中的番茄幼苗出现了萎蔫现象，其原因可能是其原因可能是 。解析：解析：(1)根吸收矿质元素所需能量主要

52、由根细胞有氧呼吸根吸收矿质元素所需能量主要由根细胞有氧呼吸提供，而其有氧呼吸所需糖类等有机物由植物地上部分提供，提供，而其有氧呼吸所需糖类等有机物由植物地上部分提供，且地上部分的蒸腾作用能促进矿质元素的运输。甲瓶中既有且地上部分的蒸腾作用能促进矿质元素的运输。甲瓶中既有O2，又有地上部分，因此根对矿质元素的吸收最旺盛，溶液，又有地上部分，因此根对矿质元素的吸收最旺盛，溶液中中K逐渐下降，对应图逐渐下降，对应图D；丁瓶中既无；丁瓶中既无O2，又无地上部分，又无地上部分，根对矿质元素的吸收最弱，植株存活时间最短，对应图根对矿质元素的吸收最弱，植株存活时间最短，对应图B。(2)植物吸收矿质元素的方式

53、是主动运输，需呼吸作用提供植物吸收矿质元素的方式是主动运输，需呼吸作用提供能量，图中甲瓶和乙瓶的单一变量为能量，图中甲瓶和乙瓶的单一变量为O2，丙瓶和丁瓶的单一，丙瓶和丁瓶的单一变量为变量为O2，因此可通过甲、乙或丙、丁来验证。，因此可通过甲、乙或丙、丁来验证。(3)植物地上部分通过光合作用产生的糖类等能源物质，可经植物地上部分通过光合作用产生的糖类等能源物质，可经筛管运输到根部，为根部的细胞呼吸提供能源物质筛管运输到根部，为根部的细胞呼吸提供能源物质(糖类等糖类等)，图中甲瓶和丙瓶或乙瓶和丁瓶中的单一变量都是地上部分的图中甲瓶和丙瓶或乙瓶和丁瓶中的单一变量都是地上部分的有无，因此可通过比较甲

54、、丙或乙、丁的现象得出结论。有无，因此可通过比较甲、丙或乙、丁的现象得出结论。(4)甲瓶中植物进行正常生命活动，蒸腾作用旺盛，随着蒸腾甲瓶中植物进行正常生命活动，蒸腾作用旺盛，随着蒸腾作用进行，瓶中水分大量减少，且根对矿质元素和水的吸收作用进行，瓶中水分大量减少，且根对矿质元素和水的吸收是两个相对独立的过程，根吸水和吸收矿质元素不成比例，是两个相对独立的过程，根吸水和吸收矿质元素不成比例，导致溶液浓度增大，当大于根毛细胞的细胞液浓度后，幼苗导致溶液浓度增大，当大于根毛细胞的细胞液浓度后，幼苗会出现萎蔫现象。会出现萎蔫现象。答案：答案：(1)DB(2)主动运输甲、乙主动运输甲、乙(或丙、丁或丙、丁)(3)能源物质能源物质(糖类等有机物糖类等有机物)甲、丙甲、丙(或乙、丁或乙、丁)(4)因蒸腾作用失水，培养液浓度增高，大于根毛细胞的因蒸腾作用失水，培养液浓度增高，大于根毛细胞的细胞液浓度，导致根毛细胞不能吸水细胞液浓度，导致根毛细胞不能吸水