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1、第5课时水进出细胞的原理【目标要求】实验：（1）通过模拟实验探究膜的透性。（2）观察植物细胞的质壁分离和复原。考点一动植物细胞的吸水和失水梳理归纳夯实必备知识1 .渗透作用概念：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。（2）渗透作用产生的条件条有一层半透膜O半透膜两侧的溶液具有浓度差渗透作用现象分析A、B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题：A图中渗透达到平衡，半透膜两侧苴（填“有”或“没有”）水分子的进出。A图中不变时，Si、S2溶液浓度的大小关系为：S6S2（填或“ = ；Si、S2 中溶质不能通过半透膜）。在B图所示的U形玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初
2、 始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。a. 一段时间后，两管中液面的变化为：左管液面升高,右管液面降低。（填“升高”“降低” 或“不变”）b.液面高度稳定后再同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为：左管液 面下降,右管液面上升,最后稳定在一定高度。总结提升 不同渗透装置中水分子运动情况及液面变化（1）溶质不能通过半透膜的情况若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则单位时间内由S2S1的水分子数多于由S1-S2的，表 现为S1溶液液面上升。（3）某同学用其他5种植物材料进行质壁分离实验。在相同的放大倍数下，记录视野中的细胞 数目，然后滴加蔗糖溶液，记录从滴加蔗糖溶液到发生“
3、初始质壁分离”的平均时间，绘制 成下图。据图分析可知，5种植物材料中 细胞体积最小，发生质壁分离的 速度最快。I050505054 3 3 2 2 11U细胞平均数/个 匚=1平均时间大山茶 茶梅紫玉兰诸葛菜红花檐木答案（1）不可行 紫色洋葱外表皮细胞中含有紫色色素，会干扰鉴定实验中的颜色反应 （2）（不加清水）能自动复原的一组所用溶液为葡萄糖溶液（或不能自动复原的一组所用溶液为 蔗糖溶液）（3）红花横木红花檐木重温高考真题演练1.（2021 ,湖南，3）质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透 调节过程。下列叙述错误的是（）A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
4、B.质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁C.质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低D. 1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等答案D解析 施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度 失水而死亡，引起“烧苗”现象，A正确；发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生 质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，质壁分离过程中， 细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B正确；植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不 断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C 正确；溶液渗透
5、压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1 mol/L的NaCl溶液和mol/L的蔗糖溶液的渗透压不相同，因NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，故其渗透压高于 蔗糖溶液，D错误。1 . （2021 广东，13）保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表 皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错 误的是（）用等渗溶液恢复用等渗溶液恢复用等渗溶液恢复用等渗溶液恢复保卫 赤T细胞 ?恸气孔滴加蔗糖溶液M涧标本初始状态后滴加初始状态后滴加一段时间后观察蔗糖溶液浸润标本一段时间后观察蔗糖溶液浸润标本一段时间后观察A.比较保卫细胞细胞液浓度，
6、处理后处理后B.质壁分离现象最可能出现在滴加后的观察视野中C.滴加后有较多水分子进入保卫细胞D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为答案A解析 通过题图分析可知，处细胞吸水量少于处细胞，说明保卫细胞细胞液浓度处理 后,处理后，A错误；处细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加后的观察视野 中，B正确；滴加后细胞大量吸水，故滴加后有较多水分子进入保卫细胞，C正确。2 .（2020全国H, 5）取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓 度（单位为g/mL）相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组（甲糖的相对分子质量 约为乙糖的2倍）。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度
7、，发现甲组中甲糖溶液 浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是（） A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高B.若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零C.若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离D.若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组答案D解析 在实验期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换，而甲组中甲糖溶液浓度升高，说明甲组 叶细胞吸收了甲糖溶液中的水分，A项正确；若测得乙糖溶液浓度不变，说明乙组叶细胞的 细胞液浓度与乙糖溶液浓度相同，乙组叶细胞表现为既不吸水也不失水，即乙组叶细胞的净 吸水量为零，B项正确；若
8、测得乙糖溶液浓度降低，说明乙组叶细胞失水，叶肉细胞可能发 生了质壁分离，C项正确；甲、乙两组溶液的质量浓度相同，甲糖的相对分子质量约为乙糖 的2倍，说明单位体积的甲糖溶液中溶质微粒数少，而单位体积的乙糖溶液中溶质微粒数多， 乙糖溶液中溶质微粒对水的吸引力大，甲糖溶液中溶质微粒对水的吸引力小，若测得乙糖溶 液浓度也升高，说明叶细胞吸水，并且叶细胞的净吸水量乙组小于甲组，D项错误。3 . （2017海南，9）为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的 甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是（） A.该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞B.
9、细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度C细胞液中的H2O可以经自由扩散进入甲物质溶液中D.甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁答案B解析 由于一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象，只能说明细胞外甲物质的浓 度大于细胞液浓度，B项错误。五分钟查落实一、易错辨析.渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度（X ）1 .在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜（X ）.虽然红细胞没有具膜细胞器，但将其放入一定浓度的外界溶液中，也能发生渗透作用（J ）.植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核（X ）2 .成熟的植物细胞在发生质壁分离的过程中，细胞吸水能
10、力逐渐减弱（X ）.在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可观察紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离（V ） 二、填空默写1 .（必修P6）原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。2 .（必修1 P63）当细胞不断失水时，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,原生质层就会与细胞 壁逐渐分离开来。课时精练一、选择题.如图是渗透装置图解，在长颈漏斗的开口端有一层半透膜，半透膜不允许蔗糖分子通过,下列说法不正确的是（下列说法不正确的是（A.渗透作用发生的条件是具有半透膜和浓度差，成熟的植物细胞可以看作一个渗透系统B.漏斗内是蔗糖溶液，液面上升的原因是水分子只能由单一方向进入漏斗C.图中漏斗液面升高达到稳定后，
11、半透膜两侧的溶液浓度不相等D.将植物细胞放入适宜浓度的KNCh溶液中，其渗透过程与上述装置的不完全相同答案B解析 漏斗内是蔗糖溶液，液面上升的原因是水分子进入漏斗的速度比出漏斗的速度快，B错误。1 .直饮机的核心部件是逆渗透膜，其原理是通过水压使水由较高浓度溶液的一侧渗透至较低 浓度溶液一侧，细菌及有害物质几乎不能透过逆渗透膜，如下图所示。下列相关叙述正确的 是（）高浓度溶液高浓度溶液逆渗透膜低浓度溶液A.利用了逆渗透膜具有的类似于细胞膜的识别功能B.逆渗透过程与渗透作用不同的是水由高浓度溶液向低浓度溶液流动C.逆渗透膜上有载体蛋白，可以选择性地控制有害物质的进出D.逆渗透膜去除有害物质的能力
12、胜过生物膜，通过逆渗透膜处理的水可放心饮用答案B解析逆渗透膜即为半透膜，没有生物活性，因此不具有细胞膜的识别功能，A错误；逆渗 透膜是通过膜上的小孔控制物质进出的，没有载体蛋白，C错误；逆渗透膜只能除去大分子 或大颗粒如细菌等，但是不能全部除去有毒有害的化学物质，D错误。3.图甲为简易渗透装置，a中为清水，b中为蔗糖溶液，c为半透膜（葡萄糖分子可以通过， 蔗糖分子不可以通过）；图甲中液面上升的高度与时间的关系如图乙所示，一成熟植物细胞放 在某外界溶液中发生的一种状态（此时细胞有活性）如图丙所示。下列相关叙述中错误的是 （ ）A.由图甲中漏斗内液面上升可知，实验结束时b液体的浓度大于a液体的浓度
13、B.向图甲的漏斗内加入少量蔗糖酶后（考虑酶分子），漏斗液面将先上升后下降，最终维持着 一定的液面高度差C.由图乙可知，图甲中漏斗里溶液的吸水速率在下降D.图丙所示状态的细胞正在发生质壁分离答案D解析 图丙细胞处于质壁分离或质壁分离的复原阶段，此时细胞可能正在发生失水，也可能 正在发生吸水，也可能处于动态平衡状态，D错误。4. （2022铁岭高三模拟）将小鼠红细胞放入一定浓度的KN03溶液中，红细胞体积随时间变化如图所示，下列有关叙述正确的是（）。时间A. KN03溶液的起始浓度小于红细胞内液的起始浓度B.与b点相比，a点对应时刻红细胞内液的渗透压较大C. ab段失水使红细胞内液的渗透压大于KN
14、Ch溶液，从而出现be段的变化b点对应的时刻，KNCh溶液与红细胞内液的渗透压相等答案D解析 据图分析，ab段细胞体积变小，说明KN03溶液的起始渗透压大于红细胞内液的起始 渗透压，细胞失水，A错误；ab段细胞体积变小，细胞失水，则b点红细胞内液的渗透压大 于a点，B错误；硝酸根离子和钾离子以主动运输的方式进入细胞，使得细胞内液的渗透压 高于外界溶液，细胞吸水，才出现be段，C错误。5 .某同学在“观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原”实验后，根据观察到的实验 现象绘制出如下的细胞图像。下列相关分析正确的是（）A.在显微镜下可观察到紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞中的大液泡和叶绿体B.在不同蔗糖
15、溶液中，均能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞发生X-Y的变化C.水分子以被动运输方式进出该表皮细胞，此时细胞Y的吸水能力大于细胞XD.当该表皮细胞Y经b过程复原后，此时细胞液浓度等于外界溶液浓度答案c解析 洋葱鳞片叶内表皮细胞没有叶绿体，A错误；在小于细胞液浓度的蔗糖溶液中，细胞 吸水，观察不到洋葱鳞片叶外表皮细胞发生X-Y的变化，B错误；水分子通过细胞膜的方 式是自由扩散或协助扩散，细胞失水后，细胞Y的细胞液浓度增大，吸水能力增强，C正确; 当洋葱鳞片叶外表皮细胞经b过程复原后，此时细胞液浓度可能等于外界溶液浓度，也可能 大于外界溶液浓度，D错误。6 .用同一打孔器在一白萝卜上打出若干萝卜条，切成
16、相同长度，均分为三组，分别置于等体 积的I、n、m三种溶液中一段时间，b点时将三组实验的萝卜条同时放回相应溶液的低浓 度溶液中一段时间。实验期间持续观察萝卜条体积的变化，并计算相对体积，实验结果如图 所示。下列相关叙述错误的是（）相对体积尸一初始体积V 溶液/n溶液ni 溶液!1时间ab放向低浓度溶液A.实验的自变量包括溶液的种类和浓度，观测指标是萝卜条的体积变化B.随着萝卜条体积减小的同时，萝卜细胞的原生质层逐渐与细胞壁分离c.初始I溶液浓度小于n溶液，I溶液和n溶液中的溶质都能进入细胞d. b点时n溶液的渗透压等于细胞液的渗透压，in溶液中的细胞已死亡答案c解析 由图可知，初始I溶液的浓度
17、与II溶液的浓度相同，I溶液中细胞还没有放回低渗溶 液内即发生质壁分离复原，说明溶质能进入细胞，但n溶液中细胞需要放回低渗溶液内细胞 才能发生质壁分离复原，说明其溶质不能进入细胞，c错误。7 .把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后，取蚕豆叶下表皮制作临时装片，先在清水 中观察，然后用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液取代清水，继续观察，结果如图所示。对此 现象的推断最合理的是（ ）M3清水中气孔开放 0.3 g/mL蔗糖溶 液中气孔关闭A.清水中的保卫细胞失水导致气孔开放8 .蔗糖进入保卫细胞后，细胞吸水后导致气孔关闭C.清水中的保卫细胞很快出现质壁分离并自动复原D.蔗糖溶液的保卫细胞失
18、水导致气孔关闭答案D解析 由图可以看出，清水中的保卫细胞吸水，气孔开放，A错误；蔗糖溶液中，细胞失水, 导致气孔关闭，但原生质层具有选择透过性，蔗糖不能进入细胞，B错误；清水中的保卫细 胞吸水，没有发生质壁分离，也不会出现质壁分离自动复原，C错误。8 .某校生物兴趣小组的同学为了探究校园植物细胞的吸水和失水情况，选取大小相同、生理 状态相似的红色月季花花瓣均分2组，将它们分别放置在甲、乙两种溶液中，测得细胞失水 量的变化如图1,液泡直径的变化如图2。下列叙述错误的是（ ）处理时间（min）处理时间（min）图1处理时间（min）图2A.图1乙曲线的形成过程中可能发生了物质的主动运输 b.图2中
19、曲线n和图1中甲溶液中细胞失水量曲线对应 C.第4分钟前甲溶液中花瓣细胞的失水速率小于乙溶液 D.曲线走势不同的主要原因是甲、乙两种溶液的溶质不同答案c 解析 据图细胞失水的斜率可知，第4分钟前甲溶液中花瓣细胞的失水速率大于乙溶液，C 错误。9 . （2022.河南开封一模）科学家将番茄和水稻幼苗分别放在完全营养液中培养，在二者的吸水 速率几乎相同的情况下，实验前后的培养液中离子浓度之比如图，下列分析错误的是（）口水稻 口番茄Mg2+ Ca2+ SiO广 离子A.两种植物对同一离子的吸收方式都是主动运输B.实验结束时，培养水稻的培养液中Ca2+的数量减少C.两种植物吸收离子的选择性只取决于细胞
20、膜上载体种类D.番茄幼苗吸收培养液中的Mg2+比水稻幼苗吸收的多答案C解析 两种植物选择性吸收离子是由细胞膜上载体的种类和数量决定的，C错误。10.利用FDA（荧光素双醋酸酯）染色法可测定动物细胞的活力，其基本原理是FDA本身无荧 光，可自由通过细胞膜，经细胞内酯酶分解后产生荧光素并积累在细胞内，使活细胞发出绿 色荧光，而细胞外则无绿色荧光。下列相关叙述正确的是（）A.实验中配制的FDA溶液应是一种动物细胞的低渗溶液B. FDA通过胞吞作用进入细胞，需要消耗能量C.荧光素分子以自由扩散的方式通过细胞膜D. 一定范围内，荧光强度与细胞活力呈正相关 答案D解析 根据题意分析，FDA进入细胞的方式是
21、自由扩散，而自由扩散是从高浓度一侧运输到 低浓度一侧，故实验中配制的FDA溶液是一种高渗溶液，A错误；FDA通过自由扩散方式 进入细胞，不需要消耗能量，B错误；荧光素分子是在细胞内产生的，在细胞内积累，不能 排出细胞，C错误；一定范围内，细胞活力越大，FDA通过细胞膜就越多，经细胞内酯酶分 解产生的荧光素就越多，即荧光强度与细胞活力呈正相关，D正确。11.确定植物组织的水势（细胞液浓度）有利于农肥的合理使用。小液流法是测定植物组织水 势的常用方法，其原理是把高浓度溶液的一小液滴放到低浓度溶液中时，液滴下沉；反之则 上升。甲与乙两组试管相同且依次编号为16号，相同的试管编号中加入相同浓度的蔗糖溶
22、 液。在甲试管中放入待测的植物材料一段时间后，从中取小液滴滴入乙试管（如图所示），结 果如下表（注：甲试管内加入适量的甲烯蓝，甲烯蓝可使蔗糖溶液变蓝，忽略甲烯蓝对蔗糖浓 度的影响）。下列相关叙述正确的是（）乙组试管编号1234561 mol/L的蔗糖溶液（mL）0.511.522.53蒸储水（mL）9.598.587.57蓝色小滴升降情况111tttA.由上表推知植物材料的细胞液浓度介于0.20.25 mol L-1之间B.甲组13号试管中，植物材料水势变化最小的是3号C.甲组46号试管中，植物材料的水势大于蔗糖溶液的水势，细胞吸水D.甲组试管内植物材料水势达到稳定时，与小液滴的水势相同答案B
23、解析 据表格数据推知，植物材料的细胞液浓度介于0.150.2 molL-i之间，A错误；乙组 13号试管中，蓝色小液滴下降，说明甲组13号试管中，植物细胞吸水。甲组13号试 管中，蔗糖溶液的浓度逐渐升高，与细胞液浓度差逐渐降低，植物细胞吸水量逐渐减少，植 物材料水势变化最小的是3号，B正确；乙组46号试管中，蓝色小液滴上升，说明甲组4 6号试管中，植物材料的水势小于蔗糖溶液的水势，细胞失水，C错误；由于细胞壁的限制 作用，在低浓度外界溶液中，植物细胞不再吸水时，细胞液浓度仍然大于外界溶液的浓度。 故甲组试管内植物材料水势达到稳定时，不一定与小液滴的水势相同，D错误。二、非选择题. （2022天
24、津市滨海新区高三质检）如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：漏斗内溶液(SD和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致，渗 透平衡时的液面差为此时Si和S2浓度大小关系为 o图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的，此结构是由组成。为进一步探究两种膜的特性，某小组做了以下实验。选两套渗透装置，标上代号X和Y,在两个烧杯里均加入一定量的蒸储水，分别在装置X 和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KN03溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡 时出现液面差的装置有(填代号)。给两个紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片分别滴加0.3 g/mL的蔗糖溶液、等渗的KNO3溶液, 再观察临
25、时装片中洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两种都能出现的现象是 o答案(1)S1S2 (2)原生质层 细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质(3)X 质壁 分离12 .如图是哺乳动物成熟的红细胞在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞体积和初始体积之比 的变化曲线，P点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度。回答下列问题：NaCl溶液浓度(mmohlJ)哺乳动物成熟的红细胞是提取细胞膜的良好材料，原因是 o在低渗溶液中，红细胞吸水涨破释放内容物后，剩余的部分称为“血影”，则“血影”的主要成 分是 o根据图示可知，该红细胞在浓度为 mmolL的NaCl溶液中能保持正常形态。(2)将相同的红细胞甲、乙分
26、别放置在A点和B点对应的NaCl溶液中，一段时间后，红细胞 乙的吸水能力(填“大于”“小于”或“等于)红细胞甲，原因是 研究者进一步实验发现，红细胞在清水中很容易涨破，而水生动物的卵母细胞在清水中不 易涨破，红细胞快速吸水与细胞膜上的水通道蛋白CHIP28有关。为了验证这一结论，科研 人员将水通道蛋白CHIP28插入不含有水通道蛋白的水生动物的卵母细胞的细胞膜上，再将 卵母细胞放清水中。预期实验结果是 O(4)为了进一步研究水通道蛋白CHIP28的功能，科研人员将水通道蛋白CHIP28插入人工制 作的脂质体并置于某一溶液中，记录脂质体涨破的时间。对照组则需要制作答案(1)哺乳动物成熟的红细胞中
27、无细胞核和众多细胞器蛋白质和脂质150 (2)大于 红细胞乙失水量多，细胞液浓度较高，吸水能力较强(3)卵母细胞迅速吸水膨胀后涨破 (4)不含水通道蛋白CHIP28的等体积脂质体解析(1)根据图示可知，猪的红细胞在浓度为150 mmol/L的NaCl溶液中能保持正常形态。(2)图中显示，B点的NaCl溶液浓度高于A点，红细胞在B点所对应的NaCl溶液中会失水 较多，因此红细胞乙失水量多，而红细胞甲置于A点所对应的NaCl溶液浓度中失水较少， 故红细胞乙的细胞液浓度高，渗透压高，因此吸水能力较强。若S溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反，表现为S1溶液液面下降。在达到渗透平衡后，若存在如图所示的
28、液面差A/Z,则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度。(2)溶质能通过半透膜的情况若Si溶液浓度大于S2溶液浓度，则最初单位时间内由S2-S的水分子数多于由S1-S2的, 随着溶质的扩散，最终Si和S2溶液浓度相等，表现为Si溶液液面先上升后下降，最终Si和 S2溶液液面持平。若S溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反。2 .细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水原理,透膜细胞膜遮度叁细胞质与外界溶液间具有浓度差现象当外界溶液浓 度小于细胞质 浓度时，细胞 吸水膨胀当外界溶液浓 度小于细胞质 浓度时，细胞 吸水膨胀当外界溶液浓 度大于细胞质 浓度时，细胞 失水皱缩当外界溶液浓 度等于细胞质 浓度时
29、，细胞 形态不变(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)原理细胞液覆厅金胞膜 :生细胞质 1质i L液泡膜 【尾细胞壁-外界溶液现象当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水膨 胀，由于存在细 胞壁，细胞不会 涨破当外界溶液浓 度等于细胞液 浓度时，细胞 维持正常形态初始浓度当外界溶液 浓度大于细 胞液浓度时 细胞发生质 壁分离现象提醒 当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时，细胞可能正在失水，可能正在吸水, 可能处于平衡状态，也可能已死亡。教材隐性知识-源于必修1 P61 思考与讨论”：红细胞的细胞膜相当于半透膜。习惯上说的半透膜是工 生命的物理性薄膜,物质能否通过取决于微粒的大小;
30、选择透过性膜是具有活性的生物膜, 其对不同物质的通过性不仅取决于分子大小,还与细胞的需求有关。因此细胞膜和半透膜类 似，又有所不同。3 .物质跨膜运输的其他实例植物对无机盐离子的吸收不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。教材隐性知识-(1)源于必修1 P63“资料分析”：科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+和SiOr的 培养液中培养，结果及分析如下：培养液中的离子浓度口水稻 口番茄 Mg2+Ca2+SiOf 离子水稻培养液中
31、Mg2+、Ca2+浓度升高的原因是水稻吸收水分子的量多于吸收Mg2+、Ca2+的量。(2)源于必修1 P64 与社会的联系”：浓度低的饮料可以用来补充体内水分，而浓度高的饮料 不能很好地起到补充体内水分的作用，是因为过高浓度的饮料反而会导致细胞失水。(3)源于必修1 P64 “练习拓展题”：轮作的意义是防止长期在同一块田里种植同种作物导致土壤肥力下降。考向突破强化关键能力考向一渗透作用的原理及应用分析.如图是平衡时的渗透装置，二糖不能通过半透膜，在此基础上继续实验。下列判断正确的 是（）A.若向漏斗中滴入清水，平衡时m将不变B.若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m不变C.若吸出漏斗中高出烧杯液面
32、的溶液，则平衡时m减小D.向烧杯中加入适量清水，平衡时m将增大答案c解析 向漏斗内滴入清水，漏斗内溶液浓度降低，平衡时m将减小，A错误；若向漏斗中加 入蔗糖分子，漏斗内溶液浓度升高，水分子进入漏斗更多，平衡时m增大，B错误；若吸出 漏斗中高出烧杯液面的溶液，则其中溶质也被吸出，其漏斗中溶质减少，渗透压降低，吸水 能力也减弱，则平衡时m将减小，C正确；向烧杯中加入适量清水，a增大，b也增大，但 小于a的增加值，m将减小，D错误。1 .如图为一个渗透装置，假设溶质分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和b平 齐。下列判断不正确的是（）A.如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则液面a会下降
33、，液面b会上升B.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，则液面a会上升，液 面b会下降C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度不一定相等D.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压一定相等答案D解析 如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则水分子主要向乙侧扩散，液面a会下 降，液面b会上升，A项正确；如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数 相同，由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此甲的物质的量浓度大于乙，则液面a会上升，液面b会下降，B项正确；当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，由于两侧的液面高度差可 能不同，因此甲、乙溶液的浓度不一定
34、相等，甲、乙溶液的渗透压也不一定相等，C项正确、 D项错误。考向二 动植物细胞吸水与失水的分析.（2022.成都高三模拟预测）科研人员将人的成熟红细胞分别置于蒸储水和几种等渗溶液中， 测定红细胞溶血（溶血是指红细胞破裂后血红蛋白渗出的现象）所需时间，实验结果如图所示。 以下叙述错误的是（）9.67不同物质的等渗溶液造成人的红细胞溶血所需的时间A.红细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成B.处于等渗溶液中的红细胞吸水涨破是由于溶质分子进入细胞导致细胞质浓度升高C.氯化镂、甘油、乙醇、丙酮进入红细胞的速度依次减小D.上述实验可以证明脂溶性物质更易通过细胞膜答案C解析 分析题图可知，氯化镁、甘油、乙醇、丙酮扩
35、散进入红细胞的速度大小关系为丙酮 乙醇,甘油氯化馁，C错误。2 .五个大小相同的白萝卜幼根与植物甲的幼根分别放入AE五种不同浓度的蔗糖溶液中，30分钟后，取出称重，重量变化如下图所示。以下关于该实验结果的说法，正确的是（）图例o。白萝卜 植物甲OA B C D E不同浓度的蔗糖溶液A.植物甲比白萝卜更耐干旱B.植物甲在与白萝卜幼根细胞液等渗的完全培养液中不能正常生长C.五种蔗糖溶液浓度由低到高依次是B、D、A、E、CD.白萝卜与植物甲的幼根细胞在C溶液中水分子不会通过细胞膜向外转移答案B解析 在高浓度蔗糖溶液（B）中，白萝卜幼根的失水量小于植物甲幼根，因此白萝卜比植物甲 更耐干旱，故A错误；在
36、A溶液中，白萝卜幼根吸水和失水处于动态平衡，则A溶液属于 白萝卜幼根的等渗溶液，而植物甲幼根会失去水分，所以植物甲在与白萝卜幼根细胞液等渗 的完全培养液中不能正常生长，故B正确；外界溶液浓度高，细胞失水，重量减小；外界溶 液浓度低，细胞吸水，重量增加，因此五种蔗糖溶液浓度由低到高依次是C、E、A、D、B, 故C错误；白萝卜与植物甲的幼根细胞在C溶液中水分子能通过细胞膜向外转移，但进入的 多于向外转移的，故D错误。考点二 观察植物细胞的质壁分离和复原基础提炼通读实验内容1.实验原理2.实验步骤2.实验步骤3.现象与结论现象制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片有一个紫色的中央大 用低倍显微镜观察液泡
37、盖玻片原生质层紧贴细胞壁质量浓度为、 0.3 g/mL的蔗吸水纸吸引糖溶液用低倍显微镜观察用低倍显微镜观察中央液泡逐渐变小, 颜色变深原生质层与细胞壁逐 渐分离中央液泡逐渐变大, 颜色变浅原生质层逐渐贴近细胞壁质壁分离（质量浓度为 0.3 g/mL的蔗糖溶液） 质壁分离复原（清水）结论：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞是通过渗透作用吸水和失水的。核心诠释剖析实验要点1 .质壁分离和复原实验分析(1)质壁分离发生的条件从细胞角度分析a.死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。b.具有中央大液泡的成熟的植物活细胞可发生质壁分离及复原现象,且细胞液
38、最好带有一定 的颜色，便于观察，以活的紫色洋葱鳞片叶外表皮最佳。c.细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。从溶液角度分析a.在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象。b.在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KN03、乙二醇、甘油等)中可发生质壁分离后自动 复原现象;盐酸、酒精、醋酸等溶液会杀死细胞,不适于做质壁分离实验的溶液。c.本实验选用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高，质壁分离速度虽快，但 会使细胞在短时间内因失水过多而死亡,质壁分离后不能复原。(2)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度隆低的外界溶液。本实验无对立的对照组，为什么还叫对照实验？提示
39、本实验中，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照。2 .质壁分离和复原实验的拓展应用(1)判断成熟植物细胞的死活待测成熟植L、物细胞 镜发生质壁分离一适细胞一定浓度的)一越不发生质壁分离一死细胞蔗糖溶液/(2)测定细胞液浓度范围待测成熟植物、细胞 口仔出胞液浓度介于未发生质-一 壁分离和刚发生质壁分离 一系列浓度梯|义的两蔗糖溶液浓度之间 度的蔗糖溶液V /(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度.发生质壁分离所需 时间越短，细胞液浓 度越小,反之则细、胞液浓度越大,发生质壁分离所需时 间越短，未知溶液的 浓度越大，反之，未、知溶液的浓度越小（5）鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗
40、糖溶液）成熟植物细胞不同种、类溶液只发生质壁 分离整一检质壁分离后、自动复原溶质不能透过 一半透膜（如蔗糖溶液）溶质能透过半 一透膜（如KN。：, 溶液）考向突破考向突破强化关键能力考向一实验原理和基本步骤分析5.在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下，其 中、指细胞结构。下列叙述正确的是（）A.甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象B.乙状态时和之间为水，的伸缩性比的要大C.乙一丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致D.丙状态时细胞液浓度与外界溶液浓度相等答案C解析 甲状态时，水分子仍然以跨膜运输的形式进出细胞，A错误；乙状态时和之间应 为蔗糖溶
41、液，B错误；乙一丙的变化表示细胞在发生质壁分离复原，其变化的原因是外界溶 液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水所致，C正确；丙状态时，由于细胞壁的保护作用，细胞 液浓度可能仍大于外界溶液的浓度，D错误。6. （2022.河南郑州一模）在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮 临时装片进行了两次处理，下列叙述错误的是（）A.观察细胞的正常形态和变化的形态使用的都是低倍镜B.第一次处理滴加的液体为0.3 g/mL的蔗糖溶液，第二次滴加的液体为清水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.洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层相当于一层半透膜答案c解析 若将紫色洋葱鳞片叶
42、的外表皮改为内表皮，则观察效果不明显，并非不会发生质壁分 离，C错误。考向二实验的拓展和应用7.植物液泡中的花青素是天然的酸碱指示剂，在酸性环境中偏红色，而在碱性环境中偏蓝色。 通常情况下，紫色洋葱外表皮细胞pH偏酸性，从而使液泡呈现紫红色。某实验小组的同学 用蔗糖、NazMoOM铝酸钠）以及新鲜的紫色洋葱做了如图所示拓展实验（已知Na2MoO4是一种 无色的强碱弱酸盐，水解后会使溶液呈碱性）。据此推测下列说法错误的是（）0.3 g/mL 蔗糖 0.01 mol/L Na2MoO4 吸水纸/制片-显微镜一a_显微镜_ 3-显微镜 市功观察 丁7 观察 言7 观察A.经甲过程处理后，显微镜下可见
43、有的液泡紫红色变深，细胞发生质壁分离B.经乙过程处理后，发生质壁分离的细胞其液泡由紫红色到浅蓝色再到深蓝色，最后质壁 分离复原C.若甲过程改用0.9 g/mL的蔗糖，重复上述实验，则看不到质壁分离复原现象D.乙过程处理后发生质壁分离复原的原因是大量元素铝进入液泡提高了细胞液的渗透压 答案D解析 经甲过程0.3 g/mL蔗糖溶液处理后，细胞发生质壁分离，显微镜下可见有的液泡紫红 色变深，A正确；经乙过程0.01 mol/L Na2Moe）4溶液处理后，发生质壁分离的细胞细胞液呈 碱性，其液泡由紫红色到浅蓝色再到深蓝色，最后质壁分离复原，B正确；若甲过程改用0.9 g/mL的蔗糖溶液，则细胞因失水过多死亡，重复上述实验，则看不到质壁分离复原现象，C 正确；乙过程处理后发生质壁分离复原的原因是微量元素锢进入液泡提高了细胞液的渗透压， D错误。8.某生物兴趣小组用紫色洋葱等为材料进行植物细胞质壁分离与复原的相关实验。用紫色洋葱的外表皮细胞材料做还原糖的鉴定实验，你认为可行吗？ （填“可行” 或“不可行”），理由是某同学以紫色洋葱外表皮为材料，想通过质壁分离与复原实验方法来设计实验，区分渗透 压几乎相同的质量分数为15%的葡萄糖溶液和30%的蔗糖溶液。该实验中能作为区分不同溶 液的现象是 o