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1、 细胞的吸水和失水 1 渗透作用 1 概念 水分子 或其他溶剂分子 通过半透膜 从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散 2 发生条件 有一层半透膜 半透膜两侧 的溶液具有浓度差 2 动物细胞的吸水和失水 1 动物细胞的细胞膜相当于半透膜 两侧具有浓度 差 构成渗透系统 故可发生渗透作用 但不能发生质 壁分离 2 当外界溶液浓度细胞质浓度时 细胞失水皱 缩 4 当外界溶液浓度 细胞质浓度时 水分进出平 衡 3 植物细胞的吸水和失水 4 质壁分离的原因 外因 浓度差 内因 细胞壁的伸缩性小于原生质层 问题探究1 植物细胞为什么不能吸水涨破 提示 因为植物细胞具有细胞壁 问题探究2 细胞吸水和失水过程中 吸
2、水力如何变化 提示 细胞吸水时 吸水力逐渐下降 细胞失水时 吸水 力逐渐上升 一 判断题 1 渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度 差 答案 2 植物细胞的原生质层 由细胞膜和液泡膜组成 答案 3 细胞液就是细胞内的液体 答案 4 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时 植物细胞就会 发生质壁分离 答案 二 选择题 5 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离后 在显 微镜下观察到的正确图示是 答案 C 6 用洋葱鳞叶外表皮做质壁分离实验 下图中符 合实验结 果的图是 解析 洋葱鳞叶外表皮做质壁分离时 细胞的 体积基本不变 细胞液浓度增大 答案 D 7 在一个新鲜萝 卜上挖一凹槽 凹槽中放入浓盐 水
3、 过一段时间 结果是 A 萝卜变软 凹槽中液体增多 B 萝卜变软 凹槽中液体减少 C 萝卜变硬 凹槽中液体增多 D 萝卜变硬 凹槽中液体减少 解析 萝卜细胞失水变软 凹槽中液体增加 答案 A 8 如图表示番茄随环境中氧浓度的变化 从培养液中吸收 Ca2 和Si4 的曲线 影响A B两点与B C两点吸收量的主要因 素分别是 A 离子浓度 载体数量 B 离子浓度 呼吸作用强度 C 载体数量 离子浓度 D 载体数量 呼吸作用强度 解析 根对无机盐离子的吸收是一个主动运输过程 需要载体和ATP A B点是在同等氧浓度下得到的 ATP相同 其差异只能是因为相应载体数量的不同 B C 点的差别则是由于氧浓
4、度不同造成的 因而影响因素是呼吸作用强度 答案 D 9 小明用玻璃槽 饱和蔗糖溶液和清水做成如图所 示的实验装置 进行生物膜透性的模拟实验 甲 乙两 槽间的隔板中央圆圈为玻璃纸 玻璃纸是一种半透膜 蔗糖分子不能透过 而水分子能自由通过 几小时后 发现 A 甲槽内水的体积减小 B 乙槽内溶液的体积减小 C 甲槽内水的体积无变化 D 乙槽内溶液的体积无变化 解析 半透膜具有一定的选择透过性 水分子 可以通过 而蔗糖分子不能透过 通过渗透作用 甲槽 内水的体积减小 答案 A 三 非选择题 10 如图表示某洋葱鳞片叶表皮细胞处于三个不同生理 状态 请回答 1 图中细胞的细胞液浓度依次是 2 如图所示三
5、个细胞是由于处于不同浓度的溶液中所致 则A图与B图细胞所处的外界溶液浓度是 3 假设将洋葱鳞片叶表皮细胞制成装片 并使之处于高 渗溶液中而发生质壁分离 用显微镜观察一个细胞的质壁分 离发生过程 发现该细胞形态的顺序将如上图所示的 答案 1 C A B 2 A B 3 B A C 考点1 渗透作用的原理与细胞的渗透吸水与失水 1 渗透系统的组成 如图 及条件 1 半透膜可以是生物性的选择透过性膜 如细胞 膜 也可以是物理性的过滤膜 如玻璃纸 2 半透膜两侧的溶液具有浓度差 浓度差的实质 是单位体积溶液中溶质分子数的差 即物质的量浓度之 差 即摩尔浓度而不是质量浓度 2 动物细胞构成渗透系统可发生
6、渗透作用 动物细胞膜相当于一层半透膜 外界溶液浓度 细胞质 浓度时 细胞吸水膨胀 反之 则细 胞失水皱缩 当外界 溶液浓度 细胞质浓 度时 水分进出平衡 3 成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用 当细胞液浓度外界溶液浓度时 吸水 质壁分离复 原 典例1 2011 绍兴模拟 某实验小组要对 低温是否 会影响物质的跨膜运输 进行实验探究 设计了如下低 温会影响物质的跨膜运输且运输速率减慢的实验 实验步骤 组装渗透装置两套 分别编号为1 2 在两组烧杯中分别加入等量的水 在长颈漏斗中 分别加入等量的同一浓度的蔗糖溶液 保持管内外液面 高度相等 对两组装置进行不同处理 1组用水浴锅加热至 37 2
7、组的烧杯外加冰块降温 两组装置同时开始实验 几分钟后观察记录漏斗 内的液面高度变化 请分析回答下列问题 1 本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即 作用速率来进行探究的 2 此实验的自变量是 为了直观地表示 相对速率 用 作为因变量 3 该实验 可能的结果与结论 若1组漏斗液面比2组高 则说明 答案 1 渗透 2 渗透系统所处的不同环境温度 漏斗液面高度的变化 3 低温会影响物质的跨膜运输且运输速率减慢 若2组漏斗的液面比1组高 则说明低温会影响物 质的跨膜运输且运输速率加快 若1 2组漏斗的液面高度相同 则说明温度高低 并不影响物质的跨膜运输 渗透系统的应用 1 比较不同溶液浓度大小 漏斗内烧
8、杯内 溶液浓度MN 现象及结论 若漏斗内液面上升 则M N 若漏斗内液面不变 则M N 若漏斗内液面下降 则M细胞液乙的浓度时 细胞发生渗透失 水 当细胞液乙的浓度 溶液甲的浓度时 细胞发生渗透吸水 D 当溶液甲的浓度 细胞液乙的浓度时 细胞处于动态 平衡状态 不发生水分子的移动 解析 渗透作用是水分子通过半透膜的扩散 当溶液甲的浓度 细胞液乙的浓度时 水分子仍进行扩 散 只是水分处于进出平衡状态 答案 D 2 2011 盐城模拟 如图所示 溶液X中含有绿色染料 溶液Y中含有红色染料 溶液Z中含有蓝色染料 实验 开 始时 两支漏斗中溶液液面的高度一样 10 min后观察的结 果是 溶液X液面上
9、升 溶液Y液面下降 溶液X中只有绿色 染料 溶液Y中含有红色和蓝色染料 溶液Z中含有绿色和 蓝色染料 下列有关叙述中 正确的是 A 溶液Z的浓度最高 B 溶液Y的浓度最低 C 溶液Y中的溶质分 子能够通过半透膜进入溶液X中 D 溶液X中的溶质分子不能够 通过半透膜进入溶液Z中 解析 溶液X液面上升 且只有绿色染料 表 明Z中的溶剂进入了X 溶质没有进入X 溶液X的浓度较 高 溶液Y液面下降 且Y中含有红色和蓝色染料 表明 Z中的蓝色染料进入了Y 溶液Y的浓度较低 则溶液Y的 浓度最低 答案 B 3 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 果的基础上继
10、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 水浴锅等 1 设计出继续实验 的简要步骤 2 预测实验现 象并作出结论 答案 1 向a b两管分别加入等量蔗糖酶溶 液 水浴加热 或隔水加热 U型管至适宜温度 观察a b 两管内液面的变化 吸取a b两管内适量液体 分别 加入A B两试管中 并加入斐林试剂 60 65 水浴 加热 观察A B试管内有无砖红色沉淀 2 如果a b两管液面高度差缩小且A B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a b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀 B试 管内有砖红色沉淀 则蔗糖的水解产物不能通过
11、半透膜 2 植物对水分和离子吸收的关系相对独立 1 区别 比较项目水分的吸收与运输离子的吸收 过程主要通过渗透作用完成通过主动运输完成 动力浓度差 蒸腾作用 不消耗ATP根细胞呼吸产生的ATP 条件 必须具有渗透系统 半透膜两侧溶液存在浓度差 由根细胞提供运输的动力 具备载体 方向 水分从溶液浓度低的一侧向高的 一侧渗透 离子从土壤吸收进入植物体 影响因素细胞液与外界溶液的浓度差 含氧量 温度 细胞膜上载体的种类和数量 选择性无有 2 联系 无机盐离子必须溶解在水中呈离子状态 才能被细胞吸 收 吸收离子的多少可以调节细 胞液的浓度 影响对水分的 吸收 无机盐离子被吸收后随水分在导管中运输 蒸腾
12、作用在 促进水分运输的同时也促进矿质 元素离子的运输 典例2 2010 南通 用完全相同的培养液 在相同条件下分 别培养水稻和番茄幼苗 在二者吸水速率几乎相同的情况下 72 小时后培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化 表中数据为72 小时后溶液中部分离子浓度占开始时的百分比 分析下表能得出 的结论是 多选 解析 不同植物用完全相同的培养液培养72小时后 培养液中某种离子浓度不相同 说明不同植物对同种离子的 吸收具有选择性 植物对离子吸收的选择性与细胞膜上载体 的种类和数量多少有关 与溶液中离子的浓度并不呈正相关 培养过水稻的培养液中Ca2 浓度高 SiO浓度低 而培养 过番茄的培养液中Ca2
13、 浓度低 SiO浓度高 故C项正确 答案 ABC 举一反三 1 2010 临沂质检 下图中正确表示水稻呼吸强度与K 吸收量关系的是 解析 水稻吸收K 的方式为主动运输 在此过程中 要消耗能量 由呼吸作用提供 还需要水稻根细胞膜上载 体的协助 因此在一定范围内K 吸收量随呼吸强度的增加而 增加 但K 吸收量达到一定值后就不再随呼吸强度的增加而 变化了 这时的限制因素是膜上的载体的数量 当运载K 的 载体饱和时 K 的吸收量便不再增加了 答案 C 3 2011 南京模拟 用打孔器取同一萝卜5厘米长的萝 卜条 分成4组 其中3组分别置于20 60和80 g L的KNO3 溶液中 测量结果如图 预计
14、在40 g L的KNO3溶液中的测 量结果最可能是图中的 答案 C 典例3 2011 课标 撕取紫色洋葱外表皮 分为两份 假定两 份外表皮细胞的大小 数目和生理状态一致 一份在完全营养液中浸泡 一段时间 浸泡后的外表皮称为甲组 另一份在蒸馏水中浸泡相同的 时间 浸泡后的外表皮称为乙组 然后 两组外表皮都用浓度为0 3 g mL的蔗糖溶液处理 一段时间 后表皮细胞中的水分不再减少 此时 甲 乙两组细 胞水分渗出量的大小 以及水分运出细胞的方式是 A 甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等 主动运输 B 甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高 主动运输 C 甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低 被动运输
15、D 甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等 被动运输 解析 本题考查了植物细胞的吸水与失水及水 分进出细胞的运输方式 将洋葱表皮细胞分别放入完全 营养液和蒸馏水中时 细胞的吸水量不同 放入蒸馏水 中的细胞由于细胞液的浓度与蒸馏水相差较大 吸水较 多 当再将其放为0 3 g mL的蔗糖溶液中时 失水也 多 水分进出细胞的方式是被动运输 答案 C 1 实验基本技术要求 1 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
16、片仅一层细胞且每个叶肉细胞内含多个叶 绿体 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 2 试剂选择 使细胞发生质壁分离的试剂不只一种 只要不伤害细胞即 可 常用的试剂有质量分数为5 的食盐溶液和质量分数为 0 3g mL的蔗糖溶液 用质量分数为5 的食盐溶液做分离试剂 细胞质壁分离和复原的速度较快 用质量分数为0 3 g mL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 使用质量分数为7 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 但之后会自动复原 原因是这些溶液中的溶质也能通过原生质层 只是比水的速度 慢 试剂浓度影响细胞发生质壁分离的速度 试剂浓度越高 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 3 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叶外表
