版生物高考大一轮复习细胞的结构与细胞内外的物质交换第讲细胞内外的物质交换北师大版

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[ 考纲要求 ] 　 1. 物质出入细胞的方式 ( Ⅱ ) 。 2. 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　 细胞膜的选择透过性 考点三　 探究细胞壁分离和复原与外界溶液浓度的关系 考点二　 物质出入细胞的方式及影响因素 矫正易错　强记长句 重温高考 演练模拟 内容索引 课时作业 细胞膜的选择透过性 考点一 1. 扩散 物质从 的地方向 的地方移动的过程，叫做扩散。 2. 半透膜 某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的 ，叫做半透膜。 3. 渗透作用 水分子 ( 或其他溶剂分子 ) 通过 的扩散，叫做渗透作用。 知识梳理 浓度高 浓度低 多孔性膜 半透膜 4. 渗透系统的组成 一个完整的渗透系统，由两个溶液体系以及两者之间的半透膜组成。 5. 发生渗透作用的条件 (1) 具有 。 (2) 膜两侧溶液具有 。 半透膜 浓度差 6. 动植物细胞的渗透吸水和失水 (1) 动物细胞 细胞膜：相当于 _______ ：有一定浓度，和外界溶液发生渗透作用， 当 ＜ 时，细胞吸水 膨胀，反之细胞失水皱缩 半透膜 细胞质 外界溶液浓度 细胞质溶液浓度 相关视频 知识延伸 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。 全透性 小 原生质层 细胞质 ① 当 ＞ 时，细胞失水，发生 现象。 ② 当 ＜ 时，细胞吸水，失水的细胞发生 _____ 现象。 (2) 成熟植物细胞的吸水和失水 外界溶液浓度 细胞液浓度 质壁分离 外界溶液浓度 细胞液浓度 质壁 分离复原 判断关于渗透作用的叙述 (1) 渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度 ( 　　 ) (2) 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 ( 　　 ) (3) 将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用 ( 　　 ) (4) 植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核 ( 　　 ) (5) 无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的 ( 　　 ) 常考基础诊断 × × × × × 教材热点拓展 如图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞，请分析： (1)b 的颜色和大小如何发生变化？ 提示　 颜色逐渐加深； b 逐渐变小。 提示 (2)c 处的浓度与细胞外的浓度 。 (3) 当停止质壁分离时， b 与 c 的浓度 。 相等 相等 1. 不同渗透装置中水分子运动情况及液面变化 重点剖析 (1) 溶质不能通过半透膜的情况 ① 若 S 1 溶液浓度大于 S 2 溶液浓度，则 单位时间内由 S 2 → S 1 的水分子数多于 由 S 1 → S 2 的，外观上表现为 S 1 溶液液 面上升；若 S 1 溶液浓度小于 S 2 溶液浓度，则情况相反，外观上表现为 S 1 溶液液面下降。 ② 在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差 Δ h ，则 S 1 溶液浓度仍大于 S 2 溶液浓度。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。 (2) 溶质能通过半透膜的情况 若 S 1 溶液浓度大于 S 2 溶液浓度，则最初单位时间内由 S 2 → S 1 的水分子数多于由 S 1 → S 2 的，随着溶质的扩散，最终 S 1 和 S 2 溶液浓度相等，外观上表现为 S 1 溶液液面先上升后下降，最终 S 1 和 S 2 溶液液面持平；若 S 1 溶液浓度小于 S 2 溶液浓度，则情况相反。 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 特别提醒 有关渗透作用的两个易错点 (1) 水的运输特点：无论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。 (2) 渗透平衡的实质：渗透平衡只意味着半透膜两侧的水分子移动到达平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。 命题点一　渗透作用现象的分析 1. 某同学设计的渗透装置实验如图所示 ( 开始时状态 ) ，烧杯中盛放有蒸馏水。图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液一段时间后再加入蔗糖酶 ( 微量 ) 。有关该实验描述正确的是 命题探究 答案 解析 A. 漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降 B. 漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降，最后保持内外液面基本 相平 C. 漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后保持一定的液面差不变 D. 加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖 √ 解析　 长颈漏斗中开始有蔗糖溶液，渗透压较高，液面上升，加酶后蔗糖在蔗糖酶的作用下分解为葡萄糖和果糖，溶质分子数目增多，渗透压更高，液面继续上升，但是单糖分子可以通过半透膜进入烧杯中，漏斗内液面下降，最终漏斗内外液面基本相平， B 项正确。 2. 成熟植物细胞的主要吸水方式是渗透吸水。某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验，该实验的简易渗透吸水装置如图甲所示，图甲漏斗内液面上升的高度与时间的关系如图乙所示，一成熟植物细胞被放在某外界溶液中处于的一种状态 ( 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，实验开始时 b 侧液体浓度大于 a 侧 B. 由图乙可知，图甲中漏斗内溶液的吸水速率在下降 C. 图丙中相当于图甲中 c 结构的是 ③④⑤ D. 把图丙所示状态的细胞放在清水中，会发生质壁分离 √ 答案 解析 解析　 图甲漏斗内液面上升，说明实验开始时 b 侧液体浓度高于 a 侧， A 项正确； 随漏斗内液面上升，半透膜 (c) 两侧的浓度差越来越小，故漏斗内溶液的吸水速率在下降， B 项正确； 图丙中细胞膜 ③ 、液泡膜 ⑤ 及两者之间的细胞质 ④ 相当于半透膜， C 项正确； 把图丙细胞放在清水中，会发生质壁分离复原， D 项错误。 方法归纳 比较不同溶液浓度的大小 比较项目 漏斗内 烧杯内 溶液浓度 M N 现象及结论 ① 若漏斗内液面上升，则 M > N ② 若漏斗内液面不变，则 M ＝ N ③ 若漏斗内液面下降，则 M < N 命题点二　细胞吸水与失水的分析 3. 将 a 、 b 、 c 三组红细胞分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行实验，浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。下列叙述错误的是 A. 图中所示细胞内液的渗透压， a 组的比 b 组的高 B. 浸泡过程中 a 组细胞失水量小于 c 组细胞失水量 C. 若向 a 组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能会皱缩后恢复原状 D. 上述实验中引起细胞形态的改变而消耗 ATP 的数量比较： c>b>a 答案 解析 √ 解析　 根据图中信息， a 组细胞基本可以维持原状， b 组细胞吸水膨胀， c 组细胞失水皱缩； 与 a 组相比， b 组细胞吸水，细胞内液渗透压降低； 向 a 组烧杯中加入少量葡萄糖后，刚开始外界溶液渗透压大于细胞内液渗透压，细胞失水皱缩，后来葡萄糖通过协助扩散方式进入细胞内，造成细胞内液渗透压大于外界溶液，细胞吸水恢复原状； 细胞形态的改变是细胞通过渗透作用失水或吸水造成的，不消耗 ATP 。 4.(2014· 新课标 Ⅱ ， 4) 将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为 a 、 b 、 c 、 d 、 e 和 f 组 ( 每组的细条数相等 ) ，取上述 6 组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如下图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则 答案 解析 A. 实验后， a 组液泡中的溶质浓度比 b 组的高 B. 浸泡导致 f 组细胞中液泡的失水量小于 b 组的 C.a 组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗 ATP 大于 b 组 D. 使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于 0.4 ～ 0.5 mol·L － 1 之间 √ 解析　 通过图示可以看出， a 组和 b 组实验前长度 / 实验后长度的值都小于 1 ，表明细胞吸水导致细条变长；由于 a 组实验前长度 / 实验后长度的值小于 b 组，说明 a 组吸水较多， b 组吸水较少，所以实验后 a 组液泡中的溶质浓度比 b 组的低， A 项错误； 分析柱状图可知， f 组细胞失水，而 b 组细胞吸水，因此浸泡导致 f 组细胞中液泡的失水量大于 b 组的， B 项错误； 水分进出细胞的方式是自由扩散，不消耗 ATP ， C 项错误； 根据柱状图可知，在浓度为 0.4 mol·L － 1 的蔗糖溶液中的 c 组细胞吸水，而在浓度为 0.5 mol·L － 1 的蔗糖溶液中的 d 组细胞失水，所以使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于 0.4 ～ 0.5 mol·L － 1 之间， D 项正确。 方法技巧 细胞吸水、失水的判断方法 (1) 通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断：当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水；当细胞外溶液与细胞液的浓度相等时，细胞失水量和吸水量相等，处于动态平衡。 (2) 根据重量或长度变化 ( 如萝卜条 ) 来判定：若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。 命题点三　与渗透作用有关的实验探究 5.(2017· 赣州模拟 ) 某同学进行如下图所示的实验，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。 答案 (1) 请完善继续实验的简要步骤： ① 向 a 、 b 两管中分别加入 ___________ 溶液，观察 a 、 b 两管内液面的变化； ② 吸取 a 、 b 两管内适量液体，分别加入 A 、 B 两试管中，并加入 _________ ， ____ 水浴加热，观察 A 、 B 试管内 _______________ 。 等量蔗糖酶 斐林试剂 沸 有无砖红色沉淀 答案 (2) 预测实验现象并做出结论：如果 a 、 b 两管液面高度差 ______ ，且 A 、 B 试管内 ________________ ，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 _____ ，且 A 试管内 ______________ 、 B 试管内 _________ ，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜。 缩小 均有砖红色沉淀 增大 无砖红色沉淀 有砖红色 沉淀 方法归纳 1. 验证渗透作用发生条件的方法 2. 探究物质能否通过半透膜的方法 ( 以碘和淀粉为例 ) 烧杯内盛淀粉溶液 漏斗内盛碘液 结论 变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜，而淀粉不能 不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜，而碘不能 变蓝 变蓝 淀粉和碘都能通过半透膜 不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜 物质出入细胞的方式及影响因素 考点二 1. 物质出入细胞的方式 ( 连线 ) 知识梳理 2. 影响物质跨膜运输因素的分析 (1) 浓度差对物质跨膜运输的影响 浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越 ，运输速率越 ；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受 的限制。 大 大 载体数量 相关视频 (2) 载体蛋白数量对跨膜运输的影响 载体蛋白主要影响 和 。其他条件适宜的情况下，载体蛋白数量越多，运输速率越大。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。 协助扩散 主动运输 (3) 氧气含量对跨膜运输的影响 通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。 ① P 点时： 为物质的吸收提供能量。 ② PQ 段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越 ，主动运输的速率越大。 ③ Q 点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。 无氧呼吸 多 (4) 温度 (1) 细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内 ( 　　 ) (2)Na ＋ 与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输 ( 　　 ) (3) 细胞外液中的 K ＋ 进入神经细胞属于自由扩散 ( 　　 ) (4) 液泡中积累了大量离子，故液泡膜不具有选择透过性 ( 　　 ) (5) 主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢 ( 　　 ) (6) 同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同 ( 　　 ) 常考基础诊断 × × × × √ √ 分析物质进出细胞的有关图像 教材热点拓展 (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。 提示 提示 (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。 命题点一　物质跨膜运输方式的判断 1. 右 图表示物质进入细胞的四种方式， 有关说法错误的是 A. 温度只影响图中 ② 和 ③ 过程的速率 B. 巨噬细胞通过 ④ 过程吞噬病原体 C. 小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是 ① D. 生长素极性运输进入细胞的方式是 ③ 命题探究 答案 解析 √ 解析　 图中的 ① ～ ④ 过程分别表示自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞作用。温度影响分子的运动速率，影响膜的流动性，图中 ①②③④ 四种运输方式都会受到影响， A 项错误； ④ 过程属于胞吞作用，巨噬细胞通过 ④ 过程吞噬病原体， B 项正确； 乙醇进入细胞的方式是自由扩散，小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是 ① ， C 项正确； 生长素极性运输进入细胞的方式是主动运输，是 ③ 的运输方式， D 项正确。 2.(2017· 合肥检测 ) 主动运输消耗的能量可来自 ATP 或离子电化学梯度等。如图为 Na ＋ 、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。下列关于图中物质跨膜运输过程的分析错误的是 A. 葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是不需耗能的主动运输 B.Na ＋ 从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗 ATP 的主动运输 C. 葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与 Na ＋ 从肠腔进入小肠上皮细胞相伴随 D.Na ＋ 从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为 被动运输 √ 答案 解析 解析　 由图可知，葡萄糖从肠腔逆浓度梯度进入小肠上皮细胞，属于主动运输，需消耗能量， A 项错误； Na ＋ 从小肠上皮细胞进入组织液是逆浓度梯度进行的，且需要载体蛋白协助并需要消耗 ATP ，属于主动运输， B 项正确； 从图示可看出，葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与 Na ＋ 从肠腔进入小肠上皮细胞共用一个载体， C 项正确； Na ＋ 从肠腔进入小肠上皮细胞的方式是协助扩散，葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液的方式也是协助扩散，均为被动运输， D 项正确。 方法链接 “ 三看法 ” 快速判定物质出入细胞的方式 命题点二　影响物质跨膜运输的因素分析 3. 如图表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度变化与该物质进入细胞膜内速率的关系，据图分析，下列说法正确的是 答案 解析 A. 该物质进入细胞的方式是自由扩散 B. 该物质通过膜时必须与载体蛋白结合 C. 该物质可能是水或甘油 D. 该物质只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动 √ 解析　 据图分析，在一定范围内随着物质浓度增加该物质运输速率增加，当物质浓度达到一定值时，物质运输速率不再增加，说明受到载体数量的限制，故该物质运输方式为协助扩散或主动运输， A 项错误； 协助扩散的特点是需要载体，不需要能量，主动运输的特点是需要载体和能量， B 项正确； 水和甘油通过自由扩散进入细胞膜， C 项错误； 协助扩散是从高浓度向低浓度运输，主动运输是从低浓度向高浓度运输， D 项错误。 4. 用呼吸抑制剂处理人体红细胞，下列物质吸收量显著减少的一组是 答案 解析 √ 解析　 氨基酸进入红细胞是主动运输，其吸收需要细胞呼吸提供的能量和载体蛋白，葡萄糖进入红细胞是协助扩散，与能量无关， A 项错误； 氨基酸和 K ＋ 的运输方式都是主动运输，能量降低会使其吸收速率下降， B 项正确； O 2 、 H 2 O 、甘油和脂肪酸的运输方式都是自由扩散，抑制细胞呼吸对它们的吸收没有影响， C 、 D 项错误。 命题点三　物质跨膜运输的有关探究实验分析 5.(2017· 海南， 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 答案 解析 √ 解析　 由题目给出的信息 “ 甲组的根对 a 离子的吸收速率远大于乙组的 ” ，说明根对 a 离子的吸收过程属于主动运输，主动运输需要能量和载体， B 项错误、 C 项正确； 给营养液通入的空气中含有氧气，根细胞获得氧气，有氧呼吸能正常进行，有利于根对 a 离子的吸收，有利于该植物的生长， A 、 D 项正确。 6. 柽柳是泌盐植物，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。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明。 (1) 实验步骤： ① 取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有 Ca 2 ＋ 、 K ＋ 的溶液中。 ② 甲组给予正常的呼吸条件，乙组 。 ③ 。 答案 完全抑制细胞呼吸 一段时间后测定两组植株根系对 Ca 2 ＋ 、 K ＋ 的吸收速率 (2) 实验结论： ① 若两组植株对 Ca 2 ＋ 、 K ＋ 的吸收速率相同，说明 __________________ ； ② ___________________________________________________________ 。 答案 柽柳从土壤中吸收 无机盐的方式是被动运输 若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输 规律方法 探究物质跨膜运输方式的实验设计 (2) 探究是自由扩散还是协助扩散 (1) 探究是主动运输还是被动运输 探究细胞壁分离和复原与外界溶液浓度的关系 考点三 1. 实验原理 (1) 成熟的植物细胞的原生质层相当于一层 。 (2) 具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。 (3) 原生质层比细胞壁的伸缩性 。 实验解读 半透膜 细胞液 大得多 2. 探究细胞质壁分离和复原与外界溶液浓度的关系的相关实验 实验一 　细胞质壁分离实验 将一定量的 的 蔗糖溶液分别加入不同的培 养皿中 ( 如图所示 ) 不同浓度梯度 洋葱鳞片叶表皮 洋葱鳞片叶表皮的临时装片 实验二　 细胞质壁分离复原实验 将实验一中发生质壁分离的细胞做如下处理 (1) 假设所用的洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液浓度在 0.15 ～ 0.18 g/mL 之间，推测不同浓度蔗糖溶液中细胞的变化，填入下表： 蔗糖溶液浓度 0.1 g/mL 0.2 g/mL 0.3 g/mL 0.4 g/mL 细胞吸水、失水 _____ _____ _____ _____ 质壁分离程度 _______ _____ _____ _______ (2) 要进一步探究细胞开始质壁分离的准确浓度，应该怎样做？ 答案　 在 0.1 g/mL 和 0.2 g/mL 浓度之间设置更小的浓度梯度，进行相同的实验。 吸水 失水 失水 失水 不发生 轻微 明显 很明显 3. 现象与结论 (1) 本实验存在两组对照实验 (2) 质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的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。 特别提醒 关键点拨 1. 不同外界溶液中植物细胞的变化分析 将植物的细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为 0.3 mol/L 的蔗糖溶液和 0.5 mol/L 的尿素溶液中，原生质体 ( 即植物细胞中细胞壁以内的部分 ) 的体积随时间变化如图，分析如下： (1)A 曲线表示细胞在蒸馏水中：细胞略膨胀，但是由于细胞壁的存在，原生质体的体积不能无限膨胀。 (2)B 曲线表示细胞在 0.5 mol/L 的尿素溶液中：细胞先因渗透失水而发生质壁分离，后由于尿素能进入细胞，使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原； KNO 3 、甘油、乙二醇等溶液中也可发生质壁分离后自动复原现象。 (3)C 表示细胞在 0.3 mol/L 的蔗糖溶液中：蔗糖不能进入细胞，因此质壁分离后细胞不能发生自动复原。 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 (2) 测定细胞液浓度范围 (3) 比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 (4) 鉴别不同种类的溶液 ( 如 KNO 3 溶液和蔗糖溶液 ) 提示 问题探究 (1) 实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？ 提示　 不一定。但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，更有利于观察。 (2) 该实验无独立的对照组，为什么还叫对照实验？ 提示　 该实验中，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照。 命题点一　实验基础 1. 用洋葱鳞片叶表皮制备 “ 观察细胞质壁分离实验 ” 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 A. 将装片放在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象 B. 在盖玻片一侧滴加清水，细胞吸水膨胀但不会破裂 C. 用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞，均能观察到质壁分离现象 D. 当质壁分离不能复原时，细胞仍具有正常生理功能 命题探究 答案 √ 解析 解析　 观察细胞质壁分离实验中用的是活细胞，因此不能放在酒精灯上加热； 在盖玻片一侧滴加清水，细胞吸水膨胀，但由于植物细胞有细胞壁，所以 不会破裂； 用蔗糖溶液处理细胞时，如果浓度过低不发生质壁分离，如果浓度过高，细胞会失水过多而死亡； 当质壁分离不能复原时，细胞已经死亡，不具有正常生理功能。 2. 某学生将 2.5% 的尿液滴加在载玻片上的蚕豆表皮上，观察到植物细胞的质壁 分离。 2 h 后打算再次观察时却发现理想的视野找不到了。原因是 A. 错拿了对照样品 B. 时间过长，细胞壁也收缩了 C. 溶质颗粒被缓慢吸收，使水分再度进入细胞 D.2 h 前观察到的现象是假象 解析　 将 2.5% 的尿液滴加在载玻片上的蚕豆表皮上，植物细胞发生质壁分离，原因是尿液浓度大于细胞液浓度。 2 h 后视野中找不到质壁分离的细胞了，是因为尿液中尿素等溶质颗粒缓慢被细胞吸收，导致细胞液浓度逐渐增大，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，水分再度进入细胞，使细胞自动发生了质壁分离复原。 答案 解析 √ 命题点二　实验拓展 3.(2017· 长沙长郡中学第二次周测 ) 探究植物细胞的吸水和失水选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞而不选择内表皮细胞进行实验，其主要原因是 A. 外表皮细胞中有中央大液泡，而内表皮细胞中没有 B. 外表皮细胞能发生渗透作用，而内表皮细胞不能 C. 外表皮细胞的细胞液中含有紫色的色素，而内表皮细胞中没有 D. 外表皮细胞比内表皮细胞更容易发生质壁分离 解析　 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，呈紫色，有利于实验现象的观察，而内表皮细胞中没有， C 项正确。 √ 答案 解析 4.(2014· 新课标 Ⅰ ， 4) 下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是 A. 与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察 B. 用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察 C. 用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同 D. 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察 答案 解析 √ 解析　 红色花瓣与白色花瓣相比，其细胞液中因含花青素而呈现红色，有利于实验现象的观察， A 项正确； 用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在使原生质层呈现绿色，有利于实验现象的观察， B 项错误； 紫色洋葱鳞片叶外表皮不同细胞的细胞液浓度可能不同，因此，放在同一浓度蔗糖溶液中发生质壁分离的程度可能不同， C 项正确； 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素，有利于实验现象的观察， D 项正确。 矫正易错　强记长句 1. 水分子由低浓度溶液流向高浓度溶液是个综合效果，实际上水分子是双向移动的，只是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。 2. 物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是 RNA 和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道；小分子物质进出细胞核是通过跨膜运输实现的，都具有选择性。 3.Na ＋ 、 K ＋ 等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可通过协助扩散 ( 或离子通道 ) 进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的 K ＋ 外流和形成动作电位时的 Na ＋ 内流。 易错警示突破选择题 4. 植物吸收水分的方式是自由扩散，而吸收无机盐离子的方式是主动运输，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。 5. 物质跨膜运输 ( 自由扩散、协助扩散、主动运输 ) 体现了生物膜的选择透过性；大分子物质和颗粒性物质的胞吞、胞吐体现了生物膜的流动性。 请回答与物质进出细胞有关的问题： 1. 植物细胞原生质层的组成是 细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质 。 2. 成熟植物细胞发生质壁分离的原因是 外界溶液的浓度大于细胞液浓度， 且原生质层比细胞壁伸缩性大 。 3. 与主动运输有关的细胞器主要是哪两种，并说明其作用： 核糖体合成载体蛋白，线粒体为主动运输提供能量 。 4. 温度对被动运输和主动运输都有影响，其原因是 温度影响磷脂分子和蛋白质分子的运动速率，影响膜的流动性 。 5. 从细胞膜组成和结构的角度推测，水分子进入细胞的两条途径分别是 通过磷脂双分子层的自由扩散和通过水通道蛋白的协助扩散 。 长句应答突破简答题 重温高考 演练模拟 1 2 3 4 5 答案 解析 1.(2017· 全国 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胞质溶胶的渗透压 √ 1 2 3 4 5 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 项错误； 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 项错误； 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 项正确； 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胞质溶胶的渗透压， D 项错误。 答案 解析 2.(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. 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 H 2 O 可以经自由扩散进入甲物质溶液中 D. 甲物质和 H 2 O 能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁 √ 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 解析　 具有大的液泡的活细胞才能发生质壁分离， A 项正确； 质壁分离过程中，细胞在失水，此时，细胞外甲物质的浓度高于细胞内甲物质的浓度， B 项错误； 水分子跨膜运输的方式是自由扩散， C 项正确； 细胞壁是全透性的，甲物质和 H 2 O 能自由通过， D 项正确。 答案 3.(2016· 全国乙， 2) 离子泵是一种具有 ATP 水解酶活性的载体蛋白，能利用水解 ATP 释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是 A. 离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散 B. 离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的 C. 动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率 D. 加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率 √ 1 2 3 4 5 解析 1 2 3 4 5 解析　 离子泵通过消耗 ATP 进行离子的跨膜运输，属于主动运输， A 项错误； 主动运输一般为逆浓度梯度运输， B 项错误； 主动运输速率受 ATP 供能和具有活性的载体蛋白数量的限制，一氧化碳中毒会导致供氧不足，进而导致细胞呼吸速率下降， ATP 供能减少，使离子泵跨膜运输离子的速率降低， C 项正确； 蛋白质变性剂会降低具有活性的载体蛋白的数量，使离子泵跨膜运输离子的速率降低， D 项错误。 4.(2015· 全国 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： 1 2 3 4 5 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 答案 解析 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 √ 1 2 3 4 5 解析　 温度为 17 ℃ 条件下，氮气 ( 缺氧 ) 环境中该植物幼根对离子的吸收量比氧气环境中低，说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明幼根吸收该离子为主动运输， A 项正确、 D 项错误； 氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子仍需要消耗 ATP ，此时幼根消耗的 ATP 是无氧呼吸产生的， C 项错误； 空气中培养，温度为 17 ℃ ，离子吸收量明显高于 3 ℃ 时，可知该植物幼根对该离子的吸收与温度有关， B 项错误。 1 2 3 4 5 5.(2017· 烟台质检 ) 以紫色洋葱鳞片叶为材料进行 细胞质壁分离和复原的实验，原生质体长度和细 胞长度分别用 X 和 Y 表示 ( 如图 ) ，在处理时间相同 的前提下 A. 同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理， X/Y 值越小，则紫色越浅 B. 同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理， X/Y 值越大，则所用蔗糖溶液浓度 越高 C. 不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理， X/Y 值越小，则越易复原 D. 不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理， X/Y 值越大，则细胞的正常细胞液 浓度越高 √ 1 2 3 4 5 答案 解析 解析　 同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理， X/Y 值越小，说明质壁分离程度越大，失水越多，则紫色越深， A 项错误； 同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理， X/Y 值越大，说明质壁分离程度越小，失水越少，则所用蔗糖溶液浓度越低， B 项错误； 不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理， X/Y 值越小，说明质壁分离程度越大，则越难以复原， C 项错误； 不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理， X/Y 值越大，说明质壁分离程度越小，失水越少，则细胞的正常细胞液浓度越高， D 项正确。 1 2 3 4 5 课时作业 1 2 3 4 5 答案 解析 1. (2018· 北京质检 ) 如图所示，容器甲中含 0.02 mol ·L － 1 蔗糖， 0.03 mol ·L － 1 尿素； 容器乙中含 0.01 mol ·L － 1 蔗糖， 0.05 mol ·L － 1 尿素。甲、乙间隔一层半透膜。第一种情况：半透膜只允许水分子通过；第二种情况：半透膜允许水分子和尿素分子通过。当达到动态平衡时，这两种情况下的液面高度情况是 A. 一样高，甲高于乙 B. 乙高于甲，不能确定 C. 乙高于甲，甲高于乙 D. 一样高，不能确定 √ 6 7 8 9 10 11 12 13 基础巩固练 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　 第一种情况：半透膜只允许水分子通过，则甲溶液中总的物质的量浓度为 0.05 mol ·L － 1 ，乙溶液中总的物质的量浓度为 0.06 mol ·L － 1 ，乙溶液的渗透压高于甲的，故最终乙液面高于甲液面。 第二种情况：半透膜允许水分子和尿素分子通过，那么最终半透膜两侧的尿素浓度相等，但是甲溶液中的蔗糖浓度大于乙的，故最终甲液面高于乙液面。 14 答案 解析 2. 下列有关细胞吸水和失水的叙述，正确的是 A. 水分子进出细胞，取决于细胞内外溶液的浓度差 B. 当外界溶液的浓度比细胞液的浓度低时，哺乳动物红细胞失水皱缩 C. 当外界溶液的浓度比细胞液的浓度低时，洋葱鳞片叶的表皮细胞吸 水涨破 D. 用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度相同 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　 水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差，当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞失水，当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞吸水； 当外界溶液的浓度低时，哺乳动物红细胞一般会因持续吸水而涨破； 植物细胞有细胞壁，不会吸水涨破； 紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定都相同，用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同。 14 答案 解析 3.(2017· 黑龙江实验中学开学考 ) 浸泡在一定浓度 KNO 3 溶液中的洋葱表皮细胞，发生质壁分离后又复原，直接参与此生理过程的细胞器是 A. 叶绿体、内质网 B. 液泡、线粒体 C. 核糖体、高尔基体 D. 细胞膜、液泡膜 解析　 洋葱表皮细胞先质壁分离是因为 KNO 3 溶液浓度大于细胞液浓度，故细胞失水，与此相关的细胞器主要是液泡；之后又发生质壁分离复原，是因为细胞通过主动运输吸收 K ＋ 和 使细胞液浓度增大，细胞吸水，主动运输的进行需要载体和能量，能量由线粒体提供。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析 4. 下图为细胞吸水力随质壁分离程度变化曲线，下列相关叙述正确的是 A. 在质壁分离复原过程中，细胞吸水力应逐渐升高 B. 细胞吸水力与质壁分离程度呈负相关 C. 细胞不发生质壁分离就没有吸水力 D. 如果增大外界溶液的浓度，则细胞的质壁分离程度可能更高 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　 据图可知，细胞吸水力与质壁分离程度呈正相关； 而质壁分离复原过程与质壁分离相反，因此在质壁分离复原过程中细胞吸水力应逐渐降低； 细胞的吸水能力取决于其细胞液浓度高低，即便不发生质壁分离，细胞液也是有一定浓度的； 如果增大外界溶液的浓度，则细胞的失水程度增大，质壁分离程度可能更高。 14 答案 解析 5. 下列有关物质输入或输出细胞的叙述，正确的是 A. 新生儿的小肠上皮细胞可通过胞吞的方式吸收母乳中的抗体，该方式 跨膜层数为 0 B. 果脯在腌制过程中慢慢变甜，是细胞主动吸收蔗糖的结果 C. 葡萄糖进入人体不同细胞的方式有差异，并不是都需要载体蛋白的协助 D. 人成熟红细胞中的 Na ＋ 浓度只有血浆的六分之一，是主动运输的结果， 这一过程与线粒体有关 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析　 胞吞或胞吐过程中物质跨膜层数为 0 ， A 项正确； 果脯在腌制过程中细胞因外界溶液浓度过高脱水死亡，细胞膜失去选择透过性，糖分进入细胞， B 项错误； 葡萄糖通过协助扩散或主动运输进入细胞，两种方式都需要载体蛋白的协助， C 项错误； 人成熟红细胞内无线粒体， D 项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 6.(2017· 荆州中学摸底考 ) 下列关于物质出入细胞方式的叙述，正确的是 A. 被细胞胞吐的一定是像胰岛素一样的大分子物质 B. 血浆中的氧进入红细胞需穿过两层生物膜 C. 胞吐过程一定会有分泌泡与细胞膜的融合过程 D.mRNA 从细胞核到细胞质的过程属于胞吐作用 解析　 小分子物质神经递质也是通过胞吐分泌的， A 项错误； 血浆中的氧进入红细胞只需穿过红细胞膜一层生物膜， B 项错误； mRNA 通过核孔从细胞核到细胞质，不属于胞吐过程， D 项错误。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 14 答案 解析 7. 比较生物膜和人工膜 ( 双层磷脂 ) 对多种物质的通透性，结果如图，据此不能得出的推论是 A. 生物膜上存在着协助 H 2 O 通过的物质 B. 生物膜对 K ＋ 、 Na ＋ 、 Cl － 的通透具有 选择性 C. 离子以协助扩散方式通过人工膜 D. 分子的大小影响其通过人工膜的扩散 速率 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析　 由图示可知，生物膜和人工膜对甘油、 CO 2 、 O 2 的通透性相同，而生物膜对 H 2 O 的通透性大于人工膜的，说明生物膜上存在着协助 H 2 O 通过的物质， A 项正确； 生物膜对 K ＋ 、 Na ＋ 、 Cl － 的通透性不同，说明生物膜对这些离子的通透具有选择性， B 项正确； 从图中可以看出，人工膜对 K ＋ 、 Na ＋ 、 Cl － 的通透性相同，说明人工膜对离子的吸收无选择性，生物膜对离子的通透性不同，且大于人工膜的通透性，说明生物膜上有协助离子通过的物质，而人工膜上无协助离子通过的物质，故离子不是以协助扩散方式通过人工膜， C 项错误； 甘油、 CO 2 、 O 2 、 H 2 O 等不同物质的分子大小不同，其通过人工膜的扩散速率也不同，说明分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析 8.(2018· 彭水质检 ) 右 图中曲线 a 、 b 表示分子跨膜运输 速率与 O 2 浓度的关系，下列分析错误的是 A. 曲线 a 代表被动运输，曲线 b 代表主动运输 B. 曲线 a 代表的分子跨膜运输一定不需要载体蛋白 C. 曲线 b 运输速率达到饱和的主要原因是细胞膜上 载体蛋白的数量有限 D. 温度可影响生物膜的流动性，从而对曲线 a 、 b 代表的运输速率产生影响 解析　 由图判断曲线 a 代表被动运输，曲线 b 代表主动运输。被动运输包括自由扩散和协助扩散，协助扩散需要载体蛋白。物质跨膜运输与膜的流动性有关，膜的流动性的速率与温度有关。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9. 取某植物的少量根尖组织，滴加清水制成临时装片如下图 A ，以此研究植物细胞的一些生命活动，整个实验过程保证细胞始终为生活状态。据图回答： (1) 用一定浓度的 X 溶液处理临时装片 A ，得到如图 C 所示的结果，据图判断物质 X 进入细胞的方式应该为 __________ 。 解析　 由图 C 可知，实验之初细胞内物质 X 的浓度小于细胞外，随着时间的延长，细胞内物质 X 的浓度大于细胞外，由低浓度到高浓度的运输方式为主动运输。 主动运输 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 14 (2) 据图 C 推测在整个实验过程中，图 B 所示细胞发生的形态变化是 ______ ，发生这些变化的条件为： ① 植物细胞的 _________ 相当于一层半透膜； ② _____________________ 之间存在浓度差。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 壁分离，然后质壁分离自动复原 先质 原生质层 细胞液与细胞外界溶液 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　 据图 C 推测在整个实验过程中，图 B 所示细胞先是由于细胞内物质 X 的浓度小于细胞外，细胞发生渗透失水出现质壁分离，随着时间的延长，由于主动运输使细胞内物质 X 的浓度大于细胞外，导致细胞发生渗透吸水出现质壁分离自动复原。细胞发生质壁分离和质壁分离自动复 原的条件有两个：一是有半透膜，植物细胞的原生质层相当于一层半透膜； 二是细胞液与细胞外界溶液之间存在浓度差。 14 (3) 为了更好地观察植物细胞失水和吸水过程，通常选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料，原因是 ______________________________ 。 解析　 由于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色的大液泡，便于观察，故通常选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫 色的大液泡，便于观察 14 答案 解析 10.(2017· 江西十三校联考 ) 右 图表示动物某组织细胞膜转运部分物 质示意图，与图中信息不相符的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 能力提升练 A. 甲侧为细胞外，乙侧为细胞内 B.Na ＋ 既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输 C. 图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是 ATP D. 图示中葡萄糖跨膜运输的方式与细胞吸收甘油的方式相同 √ 14 解析　 根据图示分析，甲侧 Na ＋ 浓度高于乙侧，所以甲侧为细胞外，乙侧为细胞内； 从图中可以看出， Na ＋ 可以顺浓度梯度进行被动运输，也可以逆浓度梯度进行主动运输； 图示中葡萄糖的运输没有 ATP 参与，由钠离子驱动； 细胞吸收甘油的方式是自由扩散，图示中葡萄糖跨膜运输的方式为主动运输。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11. 一定浓度的酒精对细胞有毒害作用。某生物兴趣小组分别用不同浓度 的酒精对生长状况相同的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行 1 个单位时间、 2 个 单位时间、 3 个单位时间的处理，并计算出发生质壁分离细胞的百分率。结果如下图所示。下列相关叙述不正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 解析 A. 本实验的实验原理是一定浓度的酒精对细胞有毒害作用，根据是否发 生质壁分离判断细胞的死活 B. 浸泡 3 个单位时间导致紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞全部死亡的最低酒精 浓度为 15% C. 发生质壁分离的外因是细胞壁的伸缩性小于细胞膜的伸缩性 D. 本实验表明紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞对酒精的耐受能力不同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 14 解析　 一定浓度的酒精对植物细胞有毒害作用，可以通过观察细胞是否发生质壁分离来判断植物细胞的死活； 酒精浓度为 15% 时，浸泡 3 个单位时间的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞无质壁分离发生，说明此时细胞已全部死亡； 质壁分离发生的内因是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，外因是细胞液与外界溶液间具有浓度差； 相同处理时间，随着酒精浓度的增大，发生质壁分离的细胞逐渐减少，逐渐减少的过程说明有的细胞耐受酒精的能力强，有的耐受能力差。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12. 成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象，图 a 是发生质壁分离的植物细胞，图 b 是显微镜下观察到的某一时刻的图像。请据图回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 答案 (1) 图 a 中细胞的质壁分离指的是细胞壁和 _________ 的分离，后者的结构包括 [ 　　 ] 和 [ 　　 ] 以及二者之间的细胞质 ([ 　　 ] 内填图中序号 ) 。 原生质层 ② ④ 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　 质壁分离是原生质层和细胞壁的分离，原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 14 (2) 植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是 ，植物细胞自身应具备的结构特点是 ___________________________________ 。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析　 发生质壁分离的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，而植物细胞自身具备的结构特点是原生质层具有选择透过性、原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 外界溶液浓度高于细胞液浓度 原生质层具有选择透过性、原生质层的 伸缩性大于细胞壁的伸缩性 14 (3) 图 b 是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时 细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是 ________________________________ 。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析　 在观察植物细胞质壁分离与复原实验中，处于质壁分离状态的细胞可能正在发生质壁分离，也可能正在发生质壁分离复原，还可能处于相对静止状态，因此，不能判断细胞液浓度和外界溶液浓度的大小，细胞液浓度可以大于、小于或等于外界溶液浓度。 细胞液的浓度大于、等于或小于外界 溶液的浓度 14 (4) 取形状、大小相同的红心萝卜 A 和红心萝卜 B 的幼根各 5 段，分别放在不同浓度的蔗糖溶液 ( 甲～戊 ) 中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，结果如图 c 所示，据图分析： ① 红心萝卜 A 比红心萝卜 B 的幼根细胞液浓度 。 ② 在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后红心萝卜 A 的幼根细胞液浓度会 。 高 降低 解析 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析　 由图中两种红心萝卜幼根的质量变化结果可知，甲为红心萝卜幼根 A 的等渗溶液，因此红心萝卜 A 比红心萝卜 B 的幼根细胞液浓度高。在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，溶液浓度降低，红心萝卜 A 的幼根吸水一段时间后，细胞液浓度降低。 14 13. 现有 A 、 B 、 C 三瓶外观一样但没有标签的溶液，已知三种溶液是质量浓度为 0.1 g/mL 的蔗糖溶液、 0.3 g/mL 的蔗糖溶液和 0.1 g/mL 的葡萄糖溶液。某同学利用如图所示的装置设计了两组实验。 ( 注：图中半透膜允许溶剂和葡萄糖分子通过，不允许蔗糖分子通过 ) 实验 Ⅰ ：同时将等量的 A 液和 B 液分别放入 U 形管的 左、右两侧，一段时间后，左侧的液面升高； 实验 Ⅱ ：将等量的 B 液和 C 液分别放入 U 形管的左、 右两侧，一段时间后，液面发生了下列变化：右侧 先升高后降低。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (1) 本实验应用的原理是 ，判断的依据是 ___________________ 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 答案 解析　 图中实验装置具有半透膜，膜两侧溶液具有浓度差，能够发生渗透作用，即应用了渗透作用原理。 渗透作用 图中装置具有半透膜， 且膜两侧溶液具有浓度差 14 (2) 根据实验现象得出结论： A 液是 ， B 液是 ________ 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 答案 解析　 图中左侧液面升高，说明左侧液体的渗透压大于右侧液体的。由于半透膜允许溶剂和葡萄糖分子通过，不允许蔗糖分子通过，所以左侧液面不可能是 0.1 g/mL 的葡萄糖溶液 ( 若左侧液体是 0.1 g/mL 的葡萄糖溶液，则左侧液面应该是先升高后降低 ) ， A 液只可能是 0.3 g/mL 的蔗糖溶液， B 液只可能是 0.1 g/mL 的蔗糖溶液。 0.3 g/mL 的蔗糖溶液 0.1 g/mL 的蔗糖溶液 14 (3) 用紫色洋葱鳞片叶探究植物细胞吸水和失水方式的实验中，常选用 _______________ 溶液，观察指标主要有 _______________ 、 ___________ _____ 及细胞大小。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 答案 解析　 0.3 g/mL 的蔗糖溶液是观察植物细胞质壁分离现象的最佳溶液浓度，通过观察中央液泡的大小和原生质层的位置可以判断是否发生质壁分离。 0.3 g/mL 的蔗糖 中央液泡的大小 原生质层的 位置 14 (4) 为了清晰地观察细胞质壁分离和复原现象，若用不含色素的洋葱内表皮作实验材料，可采用的方法是 。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 答案 解析　 若用不含色素的洋葱内表皮作实验材料，为了看清楚原生质层的位置，可以在外界溶液中加入色素。 在蔗糖溶液中加入红墨水 14 (5) 为探究洋葱表皮细胞的细胞液浓度，需要设计相关实验，请写出设计思路。 _____________________________________________________________________________________ 。 解析　 探究洋葱表皮细胞的细胞液浓度时，应当将外界溶液 ( 蔗糖溶液 ) 的浓度作为自变量，质壁分离的状态作为因变量。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 答案 配制一系列具有浓度梯度的蔗糖溶液 ， 并利用系列溶液分别重复上述实验，观察细胞质壁分离的状态 14 14. 正常细胞内 K ＋ 浓度约为细胞外的 30 倍，细胞外 Na ＋ 浓度约为细胞内的 12 倍。当细胞内外的 Na ＋ 浓度差、 K ＋ 浓度差减小时，细胞膜上的 Na ＋ /K ＋ － ATP 酶发挥作用，这种酶可以通过水解 ATP ，将细胞内的 Na ＋ 移出膜外，将细胞外的 K ＋ 移入膜内。如图甲所示： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (1) 膜内外 Na ＋ 具有浓度差，与膜的 _________ 性有关。 Na ＋ /K ＋ － ATP 酶将细胞内的 Na ＋ 移出膜外的跨膜运输方式是 __________ 。 解析 答案 解析　 由于生物膜具有选择透过性，使得膜内外的物质 ( 如 Na ＋ ) 存在浓度差。根据题干中信息可知， Na ＋ 运出细胞是逆浓度梯度进行的，而且需要消耗能量，故为主动运输。 选择透过 主动运输 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2) 在运输 Na ＋ 和 K ＋ 的过程中， Na ＋ /K ＋ － ATP 酶的 __________ 发生改变，有利于其与离子的结合与分离。 解析 答案 解析　 由图示可知，在运输 Na ＋ 和 K ＋ 的过程中， Na ＋ /K ＋ － ATP 酶的空间结构发生改变，这种改变有利于其与离子的结合与分离。 空间结构 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (3) 比较图乙和图丙，当 Na ＋ 和 K ＋ ____ 浓度差流过 Na ＋ /K ＋ － ATP 酶时，将 ADP 合成 ATP ，说明进行 ATP 合成或分解的反应条件取决于 _____________ ________________ 。 解析 答案 解析　 由题图乙可知， Na ＋ 和 K ＋ 顺浓度差流过 Na ＋ /K ＋ － ATP 酶时，将 ADP 合成 ATP ，由题图丙可知，当 Na ＋ 和 K ＋ 逆浓度差流过 Na ＋ /K ＋ － ATP 酶时，生成 ADP ；根据以上分析可知，离子的流动方向决定了是将 ADP 合成 ATP 还是将 ATP 水解生成 ADP 。 顺 离子浓度差 ( 或离子流动方向 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (4) 生物膜系统的 _____ 作用及能量是维系细胞有序性的基础，线粒体内膜上主要完成类似图 ____ 的过程。 解析　 生物膜系统的分隔作用及能量可以维系细胞有序高效地进行各项生命活动，线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体内膜上进行的是有氧呼吸第三阶段的反应，有大量 ATP 的合成，故其内膜上主要完成类似图乙的过程。 解析 答案 分隔 乙 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14