【生物】2021届一轮复习人教版物质跨膜运输的实例和方式教案（湖北专用）

【生物】2021届一轮复习人教版物质跨膜运输的实例和方式教案（湖北专用）

第6讲　物质跨膜运输的实例和方式 课程内容 核心素养——提考能 ‎1.物质跨膜运输的方式 ‎2.观察植物细胞的质壁分离与复原 科学思维 构建渗透作用和物质跨膜运输的相关模型 科学探究 ‎“观察植物细胞的质壁分离与复原”的实验 社会责任 解决农业、食品问题，关注人体健康 考点一　物质跨膜运输的实例 ‎1.渗透作用 ‎2.动、植物细胞的吸水和失水 ‎(1)动物细胞的吸水和失水 ‎②现象 a.外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀。‎ b.外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩。‎ c.外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡。‎ ‎(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)‎ ‎①条件：成熟植物细胞具有中央大液泡。‎ ‎②原理 ‎③现象 a.当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。‎ b.当外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分离复原现象。‎ ‎3.物质跨膜运输的其他实例 ‎(1)植物对无机盐离子的吸收 ‎①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。‎ ‎②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。‎ ‎(2)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。‎ ‎(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。‎ ‎1.影响渗透作用液面变化因素的模型分析 半透膜表面积的大小 半透膜两侧的浓度差 在浓度B＝C>A，其他条件相同的情况下，半透膜的表面积越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显 在其他条件相同的情况下，半透膜两侧的浓度差越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显 ‎2.成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统 与渗透作用模型的比较 项目 渗透作用模型 植物细胞与外界溶液形成的渗透系统 图解 基本条件 半透膜、浓度差 原生质层——选择透过性膜；浓度差——细胞液与外界溶液之间的浓度差 原理 水分子通过半透膜的扩散作用 水分子通过原生质层在细胞液与外界溶液之间发生扩散 水扩散总趋势 低浓度溶液→高浓度溶液 ‎3.科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO的培养液中培养，结果如图所示，据图分析：‎ ‎(1)由实验结果可以看出：三种离子中，水稻主要吸收SiO，番茄主要吸收 Mg2＋、Ca2＋。‎ ‎(2)解释水稻培养液中Mg2＋、Ca2＋浓度升高的原因：水稻吸收水分的量多于吸收Mg2＋、Ca2＋的量。‎ ‎(3)实验结果说明植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性(特点)，这一特性与细胞膜上的载体蛋白直接相关。‎ ‎　围绕渗透作用的原理考查科学思维 ‎1.某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他采用如图1所示的装置(初始液面如图)‎ ‎，对甲、乙、丙、丁四种膜材料，进行渗透实验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如图2)。据图分析，下列说法正确的是(　　)‎ A.甲是一种半透膜，不能允许蔗糖通过 B.乙是一种半透膜，不能允许蔗糖通过 C.丙开始为半透膜，后来不再是半透膜 D.四种材料中最终丁的漏斗液面最低 解析　图1是渗透作用装置，漏斗内装的是蔗糖溶液，烧杯中是清水，则渗透计液面逐渐升高，图2中只有膜材料甲使得漏斗内液面上升， A正确。‎ 答案　A ‎　围绕细胞吸水与失水考查生命观念 ‎2.(2018·11月浙江选考)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①、②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.甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②要大 C.乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致 D.细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂 解析　本题考查的是植物细胞渗透作用及质壁分离的相关知识点。甲维持细胞正常形态，进入细胞的水分子和从细胞中出去的水分子一样多，处于动态平衡状态，A错误；甲→乙发生了渗透失水，细胞质壁分离，原因之一是结构①细胞壁的伸缩性比结构②细胞膜的伸缩性要小，B错误；乙→丙发生了渗透吸水，此时外界溶液浓度比细胞液浓度小，C正确；丙细胞可能发生渗透吸水，但植物细胞渗透吸水只会膨胀不会胀破，D错误。‎ 答案　C ‎3.如图曲线表示完全相同的两个植物细胞分别放置在a、b溶液中，细胞失水量的变化情况。相关叙述错误的是(　　)‎ A.该细胞可以是根尖成熟区的细胞 B.若b溶液的浓度稍减小，则曲线中B点左移 C.用一定浓度的KNO3溶液代替b溶液，可得到类似的结果 D.AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大 解析　据图中曲线变化可知，在a、b溶液中细胞发生了渗透作用，该细胞应该是具有大液泡的成熟细胞，可以是根尖成熟区细胞，A正确；若b溶液的浓度减小，则浓度差减小，相同时间内失水的程度变小，复原时所需要的时间变短，即A点下移，B点左移，B正确；据图可知，植物细胞在b溶液发生了质壁分离及自动复原，如果用一定浓度的KNO3溶液代替b溶液，可得到类似的结果，C正确；据图可知，曲线AB段的变化是由于细胞主动吸收b溶液中的离子而使细胞液浓度增大，细胞从外界吸水所致，所以AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐减小，D错误。‎ 答案　D ‎　围绕膜的透性研究考查科学探究的能力 ‎4.渗透作用是水等溶剂分子通过半透膜的一种扩散。某生物兴趣小组做了有关渗透作用的探究实验。下图为他们设置的研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：‎ ‎(1)漏斗内溶液(S1)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。渗透平衡时液面差为Δh，此时S1和S2浓度的大小关系为　　　　　。‎ ‎(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的　　　　　 ，两者在物质透过功能上的差异是　　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(3)为进一步探究两种膜的特性，生物兴趣小组做了以下实验。‎ 实验材料：紫色洋葱。‎ 实验器具：如图所示的渗透装置(不含溶液)，光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。‎ 实验试剂：蒸馏水，0.3 g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。‎ 部分实验步骤和结果如下：‎ ‎①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馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3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)‎ ‎②选两片洁净的载玻片，　　　　　，在载玻片中央分别滴加　　　　，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。‎ ‎③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是　　　　。‎ ‎(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是　　　　　　　　　　 。‎ 解析　(1)渗透作用的发生需要有半透膜及半透膜两侧溶液有浓度差，如果漏斗内液面上升，说明S1>S2。‎ ‎(2)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，生物膜具有选择透过性而半透膜没有这种功能。‎ ‎(3)①出现液面差的应是X，因为其含的是蔗糖溶液，蔗糖不能透过半透膜。‎ ‎②选取载玻片后应先标号，应在载玻片中央滴加清水。‎ ‎③临时装片在两种溶液中都能发生质壁分离现象。‎ ‎(4)因为细胞能主动吸收钾离子和硝酸根离子，能进行细胞的质壁分离后的自动复原。‎ 答案　(1)S1>S2‎ ‎(2)原生质层　原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能(‎ 或原生质层具有选择透过性而半透膜没有)‎ ‎(3)①X　②标号　清水　③质壁分离 ‎(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原 半透膜与选择透过性膜的比较 ‎①区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小；选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。‎ ‎②共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过。　　‎ 考点二　物质出入细胞的方式及影响因素 ‎1.被动运输 ‎(1)概念：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散。‎ ‎(2)两种类型 项目 自由扩散 协助扩散 物质运输方向 高浓度一侧→低浓度一侧 高浓度一侧→低浓度一侧 特点 是否耗能 否 否 是否需载体蛋白协助 否 是 ‎2.主动运输 ‎(1)方向：一般情况下物质分子从低浓度一侧运输到高浓度一侧。‎ ‎(2)特点：需要载体蛋白协助，还需要消耗能量。‎ ‎(3)生理意义：保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。‎ ‎(4)不同跨膜运输方式的实例[连线]：‎ ‎3.胞吞和胞吐 ‎(1)胞吞：‎ ‎①概念：大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部。‎ ‎②实例：白细胞吞噬细菌、变形虫吞噬有机颗粒。‎ ‎(2)胞吐：‎ ‎①概念：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。‎ ‎②实例：胰岛B细胞分泌胰岛素。‎ ‎1.“三看法”快速判定物质出入细胞的方式 ‎2.影响物质跨膜运输因素的模型解读 ‎(1)图1、2表示物质浓度对跨膜运输速率的影响，其中图1表示的运输方式为自由扩散，图2表示的运输方式是协助扩散或主动运输。图2中P点之后运输速率不变的原因是膜上载体蛋白的数量有限。‎ ‎(2)图3、4表示O2浓度对跨膜运输速率的影响，其中图3表示的运输方式为自由扩散或协助扩散，图4表示的运输方式为主动运输。图4中P点之后运输速率不变的限制因素是载体蛋白的数量。‎ ‎(3)若图3表示哺乳动物成熟红细胞的物质运输，还可表示主动运输。‎ 下面是物质进出细胞的有关模型，回答相关问题：‎ ‎(1)甲、乙的物质进出细胞方式一样吗？为什么？‎ 提示　不一样。图甲中A点以后物质是逆浓度梯度运输，为主动运输；图乙中物质顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，但不消耗能量，为协助扩散。‎ ‎(2)图乙的物质运输方式也可以逆浓度梯度进行吗？‎ 提示　不能，逆浓度梯度运输一定消耗能量。‎ ‎(3)只要是消耗能量的运输方式就是主动运输吗？‎ 提示　不是，需要消耗能量的运输方式除了主动运输，还有胞吞和胞吐。‎ 教材高考 ‎1.真题重组　判断正误 ‎(1)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜(2014·全国Ⅰ，T1C)(　　)‎ ‎(2)细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的(2016·全国Ⅲ，T1A)(　　)‎ ‎(3)物质通过磷脂双分子层的扩散速率与其脂溶性有关(2016·海南，T1D)(　　)‎ ‎(4)叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子(2013·全国Ⅰ，T3D)(　　)‎ 提示　(1)×　甘油以自由扩散方式通过细胞膜。‎ ‎(2)×　细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的。‎ ‎(3)√‎ ‎(4)×　叶肉细胞吸收矿质元素离子是主动运输的方式。‎ ‎2.深挖教材 ‎(1)结合教材 P74“科学前沿”：细胞吸收水的途径和神经细胞吸收钾和排出钾的方式分别是什么？‎ 提示　水分子的吸收可以直接穿过磷脂双分子层，也可以通过水通道蛋白；神经细胞吸收钾是主动运输，而排出K＋是通过离子通道的被动运输。‎ ‎(2)结合教材P76“思维拓展”说出葡萄糖、氨基酸可能进入细胞的方式。‎ 提示　协助扩散或主动运输。‎ ‎　围绕物质跨膜运输方式考查生命观念与科学思维 ‎1.(2018·全国卷Ⅱ，2)下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是(　　)‎ A.巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散 B.固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输 C.神经细胞受到刺激时产生的Na＋内流属于被动运输 D.护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输 解析　巨噬细胞依赖细胞膜的流动性以胞吞的方式摄入病原体，A错误；固醇类激素属于脂质，以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；神经细胞受到刺激时，Na＋顺浓度梯度内流，属于被动运输，C正确；甘油以自由扩散的方式进入细胞，D错误。‎ 答案　C ‎2.(2018·11月浙江选考)下列关于物质出入细胞方式的叙述，错误的是(　　)‎ A.O2和酒精以自由扩散方式进入细胞 B.胰蛋白酶以胞吐方式分泌到细胞外 C.细菌和病毒被吞噬细胞吞噬时须穿过细胞膜 D.红细胞在蒸馏水中会因渗透作用吸水而破裂 解析　细菌和病毒被巨噬细胞吞噬时是通过胞吞的方式进入细胞，未穿过细胞膜，C错误。‎ 答案　C ‎　围绕影响物质跨膜运输的因素考查科学思维 ‎3.将某活组织放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下培养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期测定细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。下列叙述正确的是(　　)‎ A.该组织细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散和主动运输 B.该组织细胞运输离子甲的载体蛋白数量比运输离子乙的载体蛋白数量多 C.两种离子均只能从高浓度的一侧运输到低浓度的一侧 D.曲线MN段和AB段说明细胞呼吸产生的能量不足，抑制了细胞的吸收 解析　根据虚线上方的曲线分析可知，当细胞内浓度大于细胞外浓度时，甲、乙均可逆浓度梯度进行，所以均为主动运输；MN段和AB段不再上升，说明离子的吸收速率与消耗速率平衡。‎ 答案　B ‎4.下图甲中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，图乙表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A.甲图中a表示自由扩散，b表示协助扩散或主动运输 B.甲图中b曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白的数量 C.乙图中的胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有选择透过性 D.乙图中的胞吐和胞吞过程都需要消耗ATP 解析　胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有一定的流动性。‎ 答案　C 物质出入细胞曲线题的解题关键 ‎(1)分析此类曲线题时，要注意区分横坐标表示的意义，曲线横坐标不同，表示的物质运输方式不完全相同。‎ ‎(2)解答此类问题时，要明确自由扩散、协助扩散和主动运输三种跨膜运输方式的区别和联系，主要从是否需要能量和载体蛋白两个方面考虑。　　　‎ ‎　围绕物质跨膜运输的方式考查科学探究的能力 ‎5.(2017·海南卷，6)将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是(　　)‎ A.给营养液通入空气有利于该植物的生长 B.根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散 C.根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗 D.根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收 解析　由题意可知，通入空气有利于根对a离子的吸收，其原因是：通入空气有利于根部细胞进行有氧呼吸，为细胞提供充足的能量，进而利于根通过主动运输吸收所需的各种无机盐离子，其中包括a离子，最终有利于植物生长。据分析可判断，A、C、D正确，B错误。‎ 答案　B ‎6.红树林分布于热带亚热带海岸潮间带，通常受到盐胁迫。红树林植物为抵抗盐胁迫，通过叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出，是强耐盐植物。那么红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输，设计以下实验进行探究。‎ ‎(1)实验步骤：‎ ‎①取生长发育相同的红树林植物，分成A、B两组，放入适宜浓度的含有K＋、Ca2＋的溶液中；‎ ‎②A组给予正常的呼吸条件，B组_________________________________________‎ ‎③___________________________________________________________________。‎ ‎(2)实验结论：‎ ‎①若两组植株对K＋、Ca2＋的吸收速率相同，说明___________________________‎ ‎_____________________________________________________________________；‎ ‎②___________________________________________________________________，‎ 说明红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。‎ 解析　主动运输和被动运输最主要的区别在于是否需要能量，而能量主要是通过细胞的有氧呼吸提供的，因此实验组和对照组的自变量应为是否进行有氧呼吸，因变量是无机盐离子的吸收速率。‎ 答案　(1)②完全抑制有氧呼吸　③一段时间后测定两组植株根系对K＋、Ca2＋等无机盐的吸收速率 ‎(2)①红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是被动运输　②若B组吸收速率明显小于A组吸收速率 考点三　(实验)观察植物细胞的质壁分离和复原 ‎1.实验原理 ‎2.实验步骤 ‎(1)黑藻叶片叶肉细胞的液泡是无色的，为什么可以作为质壁分离的材料？‎ 提示　因为原生质层中有叶绿体等带有颜色的结构，能形成明显对比。‎ ‎(2)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间是什么样溶液？判断的依据是什么？‎ 提示　是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁是全透性的且有水分子通过原生质层渗出来。‎ ‎(3)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，为什么？‎ 提示　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。‎ ‎(4)若视野中发现某细胞的细胞壁与原生质层处于分离状态，此时细胞真的正在进行质壁发离吗？‎ 提示　不一定，也可能正在进行质壁分离的复原，也可能正在处于水分进出平衡的状态。‎ ‎1.本实验存在两组对照实验 ‎2.质壁分离发生的条件 ‎(1)从细胞角度分析：‎ ‎①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。　　　‎ ‎②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。‎ ‎(2)从溶液角度分析：‎ ‎①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，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。‎ ‎②在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3‎ ‎、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。‎ ‎③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。‎ ‎3.植物细胞质壁分离及复原的拓展应用 ‎(1)判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞：‎ ‎(2)测定细胞液浓度范围：‎ ‎(3)比较不同植物成熟细胞的细胞液浓度：‎ ‎(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)：‎ ‎　围绕植物细胞的质壁分离与复原的拓展实验考查科学探究的能力 ‎1.(2018·海南卷，5)在不染色的条件下，下列实验材料中，最适合观察细胞质壁分离现象的是(　　)‎ A.紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞 B.紫色洋葱根尖分生区细胞 C.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞 D.紫色洋葱根尖伸长区细胞 解析　紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞会因细胞重叠而难以观察到质壁分离现象，A错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色的大液泡，不用染色即可清楚观察到紫色中央液泡的变化现象，最适合作为观察材料，C正确；紫色洋葱根尖分生区细胞和伸长区细胞没有大的液泡，所以不会出现细胞质壁分离现象，B、D错误。‎ 答案　C ‎2.请利用观察植物细胞质壁分离的方法，设计实验探究紫色洋葱鳞片叶细胞是否会吸收物质M。简要写出 ‎(1)实验思路： ________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎(2)实验结果及结论：___________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ 解析　(1)根据题意可知，可以通过观察质壁分离后的细胞是否自动复原来判断细胞是否可以吸收物质M，根据实验的单一变量原则和对照性原则进行实验设计：‎ ‎①将紫色洋葱鳞片叶细胞浸润在清水中，制成临时装片，放在低倍显微镜下观察液泡大小及原生质层位置；‎ ‎②在盖玻片一侧滴加一定浓度的物质M溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次(或使用引流法)，使洋葱鳞片叶细胞浸润在物质M的溶液中；‎ ‎③低倍显微镜下观察紫色洋葱鳞片叶细胞是否发生质壁分离及自动复原。‎ ‎(2)该探究性实验有两种可能的结果及结论：‎ ‎①若浸润在清水的细胞原生质层紧贴细胞壁，浸润在物质M溶液的细胞发生质壁分离但不会自动复原，说明紫色洋葱鳞片叶细胞不会吸收物质M；‎ ‎②若浸润在清水的细胞原生质层紧贴细胞壁，浸润在物质M溶液的细胞发生质壁分离且自动复原，说明紫色洋葱鳞片叶细胞会吸收物质M。‎ 答案　(1)①将紫色洋葱鳞片叶细胞浸润在清水中，制成临时装片，放在低倍显微镜下观察液泡大小及原生质层位置。②在盖玻片一侧滴加一定浓度的物质M溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次(或使用引流法)，使洋葱鳞片叶细胞浸润在物质M的溶液中。③‎ 低倍显微镜下观察紫色洋葱鳞片叶细胞是否发生质壁分离及自动复原 ‎(2)①若浸润在清水的细胞原生质层紧贴细胞壁，浸润在物质M溶液的细胞发生质壁分离但不会自动复原，说明紫色洋葱鳞片叶细胞不会吸收物质M。②若浸润在清水的细胞原生质层紧贴细胞壁，浸润在物质M溶液的细胞发生质壁分离且自动复原，说明紫色洋葱鳞片叶细胞会吸收物质M 澄清易错易混·强化科学思维 ‎[易错易混]‎ 易错点1　对渗透作用的条件及渗透物质的方向分辨不清 点拨　(1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如质量分数为10%葡萄糖溶液和质量分数为10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%蔗糖溶液的渗透压小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 ‎ ‎(2)水分子的移动方向是双向移动，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。‎ ‎(3)只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。‎ 易错点2　对物质出入细胞方式的原理与条件分辨不清 点拨　 (1)小分子物质和离子并非都通过被动运输和主动运输进行转运，例如神经递质是通过胞吐运出的。 ‎ ‎(2)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外，不要漏掉协助扩散。‎ ‎(3)消耗能量的运输方式除主动运输外，不要漏掉胞吞和胞吐。‎ ‎(4)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。‎ ‎(5)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外，不要漏掉浓度差。‎ ‎(6)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。‎ ‎(7)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。‎ 易错点3　质壁分离实验的3个“并非”‎ 点拨　(1)并非所有细胞都可发生质壁分离。具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。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。‎ ‎(2)并非所有溶液都使植物细胞发生质壁分离及复原 ‎①一定浓度的溶质不能透膜的溶液中只会发生质壁分离现象，不能自动复原，如0.3 g/mL蔗糖溶液。‎ ‎②一定浓度的溶质可透膜的溶液中可发生质壁分离后自动复原现象，如KNO3溶液、甘油、尿素、乙二醇等。‎ ‎③在高浓度溶液(如0.5 g/mL蔗糖溶液)中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。‎ ‎(3)并非一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作实验材料。只是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞液中含有色素，使液泡呈现一定的颜色，更有利于观察。‎ ‎[深度纠错]‎ ‎1.(针对易错点1)下图为研究渗透作用的实验装置(各溶质分子都不能通过半透膜)示意图，下列有关叙述正确的是(　　)‎ A.若甲溶液为清水，乙溶液是质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，则水分子只进不出，导致漏斗内液面上升 B.若甲溶液是质量浓度为10%的蔗糖溶液，乙溶液是质量浓度为10%的葡萄糖溶液，则漏斗内液面髙度不变 C.若漏斗内液面上升，则渗透平衡时，漏斗内的液柱会阻止液面继续上升 D.若甲、乙溶液分别是质量浓度为0.1 g/mL、0.2 g/mL的蔗糖溶液，则平衡时半透膜两侧溶液的浓度相等 解析　若甲溶液为清水，乙溶液是质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，则单位时间内由甲进入乙中的水分子多于由乙进入甲中的水分子，导致漏斗内液面上升，A错误；若甲溶液是质量浓度为10%的蔗糖溶液，乙溶液是质量浓度为10%的葡萄糖溶液，由于葡萄糖的相对分子质量小于蔗糖，葡萄糖溶液的物质的量浓度大，即乙中的水分子数少于甲中的水分子数，所以水分子由甲透过半透膜进入乙，导致漏斗内液面上升，B错误；若漏斗内液面上升，则渗透平衡时，因漏斗内的液柱的静水压的作用，会阻止液面继续上升，‎ C正确；若甲、乙溶液分别是质量浓度为0.1 g/mL、0.2 g/mL的蔗糖溶液，则单位时间内由甲进入乙中的水分子多于由乙进入甲中的水分子，导致漏斗内液面上升，因漏斗内的液柱的静水压的作用，所以渗透平衡时半透膜两侧溶液的浓度不等，D错误。‎ 答案　C ‎2.(针对易错点2)下列关于物质运输的叙述，正确的是(　　)‎ A.小分子物质和离子都通过自由扩散进入细胞内 B.物质可通过主动运输进入和排出细胞 C.葡萄糖进入红细胞的驱动动力是ATP D.细胞间的信息交流与胞吐作用没有联系 解析　离子进入细胞一般通过主动运输，A错误；有些物质可以通过主动运输进入和排出细胞，如葡萄糖被小肠上皮细胞吸收，B正确；葡萄糖进入红细胞是属于协助扩散，不需要ATP功能，驱动动力是浓度差，C错误；细胞间的信息交流与胞吐作用有关联，如神经元间进行细胞交流需要通过胞吐分泌神经递质，D错误。‎ 答案　B ‎3.(针对易错点3)以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为观察植物细胞质壁分离和复原实验的材料，下列有关说法正确的是(　　)‎ A.正在发生质壁分离的细胞，其吸水能力逐渐减弱 B.正在发生质壁分离的细胞，其紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深 C.发生质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同 D.该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料，是由于该类细胞不能发生质壁分离 解析　正在发生质壁分离的细胞，因不断失水导致细胞液的浓度逐渐增大，紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深，其吸水能力逐渐增强，A错误，B正确；因具有支持和保护作用的细胞壁也有一定程度的伸缩性，实验发生质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同或大于外界溶液浓度，C错误；该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料，是由于该类细胞的细胞液无色，不易观察质壁分离及其复原现象，D错误。‎ 答案　B 随堂·真题&预测 ‎1.(2018·全国卷Ⅰ，3)下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是(　　)‎ A.在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2和NO B.农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收 C.土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收 D.给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象 解析　小麦不能吸收利用土壤中的N2，A错误；农田适时松土可以增加土壤中的氧气，增强农作物根系的有氧呼吸，有利于农作物根细胞通过主动运输的方式对矿质元素进行吸收，B正确；土壤微生物可以将秸秆中的有机物分解成无机离子等，植物的根系能吸收这些无机离子用于生命活动，C正确；给玉米施肥过多时，土壤渗透压升高，当其高于玉米根的细胞液渗透压时，玉米会因根系水分外流而出现“烧苗”现象，D正确。‎ 答案　A ‎2.(2017·全国卷Ⅱ，4)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示，下列叙述正确的是(　　)‎ A.0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内 B.0～1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等 C.2～3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压 D.0～1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压 解析　由图可知，该细胞中原生质体的相对体积先减小后增大，这说明该细胞先发生质壁分离后复原，由此可推知物质A可通过细胞膜进入细胞，A错误；0～‎ ‎1 h内，原生质体的体积不断缩小，由于原生质体的伸缩性要远大于细胞壁，因此该时间段内细胞体积与原生质体体积的变化量不相等，B错误；2～3‎ ‎ h内原生质体的相对体积逐渐增大，这说明细胞正在吸水，由此可推知该时间段内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压，C正确；0～1 h内发生质壁分离，细胞失水，液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压，D错误。‎ 答案　C ‎3.(2015·全国卷Ⅱ，1)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：‎ 培养瓶中气体 温度/℃‎ 离子相对吸收量/%‎ 空气 ‎17‎ ‎100‎ 氮气 ‎17‎ ‎10‎ 空气 ‎3‎ ‎28‎ 下列分析正确的是(　　)‎ A.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收 B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关 C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP D.与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收 解析　17 ℃条件下氮气(缺氧)环境中该植物幼根对离子的吸收量比空气条件下低，说明幼根吸收离子需要消耗ATP，与空气环境相比氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收，A正确，D错误；氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子仍需消耗ATP，C错误；空气中培养，温度为17 ℃，离子吸收量明显高于3 ℃，可知该植物幼根对该离子的吸收与温度有关，B错误。‎ 答案　A ‎4.(2020·选考预测)Hg2＋能抑制ATP水解。科研人员为探究不同浓度的Hg2＋对洋葱根尖成熟区细胞和分生区细胞吸收K＋的影响进行了相关实验，结果如下表所示。‎ 实验材料 组别 Hg2＋浓度/‎ ‎(mg·L－1)‎ 实验后细胞内K＋浓度/(mg·L－1)‎ 成熟区细胞和适宜浓度的K＋溶液 A1‎ ‎0‎ ‎10‎ A2‎ ‎10‎ ‎7‎ A3‎ ‎20‎ ‎4‎ 分生区细胞和上述浓度的K＋溶液 B1‎ ‎0‎ ‎5‎ B2‎ ‎10‎ ‎2‎ B5‎ ‎20‎ ‎1‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)对成熟区细胞设置A1组作为对照组的目的是____________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎(2)分析上表中数据可知，随着Hg2＋浓度的升高，细胞吸收K＋的量　　　　(填“增多”“不变”或“减少”)，可能的原因是____________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎(3)对比A1组和B1组，可得出的结论是__________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ 解析　(1) 分析表中信息可知：A1组和B1组均为对照组，设置对照组的目的是排除无关变量的干扰，确保实验结果是由不同浓度的Hg2＋引起的。　 ‎ ‎(2)分析表中信息可知：随着Hg2＋浓度的升高，细胞吸收K＋的量减少，其原因可能是：细胞吸收K＋的方式属于主动运输，需要ATP供能，而Hg2＋通过抑制ATP水解而影响K＋的吸收。‎ ‎(3)表中信息显示：A1组和B1组实验后细胞内K＋浓度依次是10 mg·L－1和5 mg·‎ L－1，说明与分生区细胞相比，成熟区细胞对K＋的吸收量更大(或：与成熟区细胞相比，分生区细胞对K＋的吸收量更小)。‎ 答案　(1)排除无关变量的干扰，确保实验结果是由不同浓度的Hg2＋引起的 ‎(2)减少　细胞吸收K＋属于主动运输需要ATP供能，而Hg2＋通过抑制ATP水解影响K＋的吸收 ‎(3)与分生区细胞相比，成熟区细胞对K＋的吸收量更大(或：与成熟区细胞相比，分生区细胞对K＋的吸收量小)‎