【生物】2020届一轮复习人教版物质跨膜运输的实例与方式学案

【生物】2020届一轮复习人教版物质跨膜运输的实例与方式学案

物质跨膜运输的实例与方式 ‎　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　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。‎ ‎[归纳整合]‎ ‎1．利用A、B渗透作用装置图示，归纳整合渗透作用 ‎(1)水分子的流动方向：‎ ‎①当溶液浓度S1＞S2时，水分子通过半透膜由S2流向S1多于由S1流向S2的，液面上升。‎ ‎②当溶液浓度S1＜S2时，水分子通过半透膜由S1流向S2多于由S2流向S1的，液面下降。当渗透平衡时，通过半透膜的水分子达到平衡，液面不再发生变化。‎ ‎(2)Δh不变时，S1、S2的大小关系为S1＞S2(S1、S2中溶质不能通过半透膜)。‎ ‎(3)在图B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。初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。‎ ‎①一段时间后，两管中液面的变化为：左管液面升高，右管液面降低。‎ ‎②如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：左管液面先升高，后下降，右管液面先下降，再升高，最后稳定在一定高度。‎ ‎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 ‎[思维探究]‎ 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)说出实验的结论及其获得该结论的原因。‎ 提示：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。‎ ‎[教材深挖]‎ ‎1．(教材必修1P60“问题探讨”)渗透现象发生的实质是什么？漏斗管内的液面会持续上升吗？为什么？‎ 提示：实质是单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面上升。液面不会持续上升，因为液面高出的一侧形成了静水压力。‎ ‎2．(教材必修1P61“思考与讨论”)血红蛋白为什么不能透过细胞膜？红细胞膜与半透膜的相同点是什么？决定红细胞吸水或失水的直接动力是什么？‎ 提示：血红蛋白是大分子，一般不能透过细胞膜，红细胞膜与半透膜相同点均是让一部分物质通过。决定红细胞吸水或失水的直接动力是浓度差。‎ 命题点一　渗透作用发生的条件、原理及其应用 ‎1．(2018·湖北孝感期末)如图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积如下表所示。图2中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则曲线1、2、3与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是(　　)‎ 装置编号 甲 乙 丙 半透膜面积 S S/2‎ S 蔗糖溶液体积 T T ‎2T A．1丙；2甲；3乙　　　　 B．1乙；2甲；3丙 C．1甲；2乙；3丙 D．1丙；2乙；3甲 A　[丙的体积最大，吸水体积最大，漏斗液面高度最高，相对应的是图2中曲线1；甲、乙的体积相等，但是甲漏斗口的半透膜面积比乙的大，吸水的速度快，故甲漏斗液面高度变化要比乙的快些，对应图2中曲线2。]‎ ‎2．(2019·河南郑州调研)下图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)起始液面一致。渗透平衡时的液面差为Δh。下列有关分析正确的是(　　)‎ A．若S1、S2分别是不同浓度的蔗糖溶液，渗透平衡时的液面差为Δh，S1浓度大于S2的浓度 B．若S1、S2分别是不同浓度的蔗糖溶液，渗透平衡时的液面差为Δh，S1浓度等于S2的浓度 C．若S1、S2分别是不同浓度的KNO3溶液，且S1浓度大于S2的浓度，渗透平衡时的液面差为Δh，大于0‎ D．若S1、S2分别是不同浓度的KNO3溶液，且S1浓度等于S2的浓度，渗透平衡时的液面差为Δh，小于0‎ A　[漏斗内液面上升，则漏斗内溶液(S1)浓度大于漏斗外溶液(S2)浓度，渗透平衡时的液面差为Δh，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故两者浓度关系仍是S1大于S2；半透膜允许K＋、NO通过，渗透平衡时液面差为0，S1的浓度等于S2的浓度。]‎ 命题点二　细胞失水与吸水的分析 ‎3．(2017·全国卷Ⅱ，T4)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 C　[A错：0～4 h内，开始一段时间内，原生质体的相对体积逐渐减小，说明细胞液浓度小于物质A溶液的浓度，当原生质体相对体积达到最小后又逐渐增大，说明部分物质A通过细胞膜进入细胞内，使细胞液浓度增大，从而使细胞吸水，表现为原生质体相对体积逐渐增大。B错：因细胞壁的伸缩性较小，而原生质体的伸缩性较大，故0～1 h内细胞体积的变化量小于原生质体体积的变化量。C对：据图可知，2～3 h内，原生质体的相对体积增大，表明细胞吸水，此时物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压。D错：0～1 h内，原生质体的相对体积减小，表明细胞失水，此时液泡中液体(细胞液)的渗透压小于细胞质基质的渗透压，细胞质基质的渗透压又小于物质A溶液的渗透压。]‎ ‎4．(2018·山西太原期末)下列关于渗透作用的应用，叙述正确的是(　　)‎ A．将红细胞、变形虫细胞放在清水中会出现破裂现象 B．果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果 C．腌制的蔬菜之所以不容易变质是因为蔬菜脱水后含水量少，从而代谢缓慢 D．质壁分离的过程中植物细胞吸收水分的能力逐渐增强 D　[将红细胞放在清水中，红细胞会因吸水而出现破裂现象；而变形虫细胞放在清水中不会出现破裂现象，A错误；果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞失水过多而死亡，糖分进入细胞的结果，B错误；腌制的蔬菜之所以不容易变质是因为蔬菜表面的微生物因失水过多而死亡，从而使蔬菜变质速度缓慢，C错误；质壁分离的过程中植物细胞失水越来越多，细胞液浓度逐渐增大，导致细胞吸收水分的能力逐渐增强，D正确。]‎ 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。‎ ‎[归纳整合]‎ ‎1．“三看法”快速判定物质出入细胞的方式 ‎2．明辨物质运输的三个“不一定”‎ ‎(1)小分子物质的运输方式不一定都是跨膜运输，如神经递质的释放是胞吐作用。‎ ‎(2)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。‎ ‎(3)消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。‎ ‎3．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。‎ ‎[思维探究]‎ ‎1．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。‎ ‎2．探究物质运输方式的方法 ‎(1)探究是主动运输还是被动运输的方法：‎ ‎(2)探究是自由扩散还是协助扩散的方法：‎ ‎[教材深挖]‎ ‎1．(教材必修1 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．(教材必修1P76“思维拓展”)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。‎ 命题点一　物质跨膜运输方式的判断 ‎1．(2018·全国卷Ⅱ，T2)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 C　[A错：巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞。B错：固醇类激素如性激素以自由扩散的方式进入靶细胞。C对：静息状态时，神经细胞膜外的Na＋浓度高于膜内，受到刺激时产生的Na＋‎ 内流是由通道蛋白协助的被动运输。D错：护肤品中的甘油属于小分子脂溶性物质，以自由扩散的方式进入皮肤细胞。]‎ ‎2．(2019·山东潍坊模拟)图示小肠上皮细胞部分物质的转运。下列关于葡萄糖运输方式的说法正确的是(　　)‎ A．依据需要载体协助就可确定从肠腔进入小肠上皮细胞是协助扩散 B．依据逆浓度梯度运输就可确定从肠腔进入小肠上皮细胞是主动运输 C．依据需要载体协助就可确定从小肠上皮细胞进入细胞外液是主动运输 D．依据顺浓度梯度运输就可确定从小肠上皮细胞进入细胞外液是协助扩散 B　[图中显示，肠腔中的葡萄糖进入小肠上皮细胞是从低浓度的一侧通过细胞膜到达高浓度一侧，即逆浓度梯度运输，属于主动运输，A错误，B正确；葡萄糖从小肠上皮细胞中进入细胞外液为顺浓度梯度的运输、且需要载体的协助，为协助扩散，C、D错误。]‎ ‎3．(2019·山东烟台模拟)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 C　[胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有流动性。]‎ 同一物质的不同运输方式的归纳 物质 相应过程 运输方式 葡萄糖 进入红细胞 协助扩散 进入小肠绒毛上皮细胞 肾小管重吸收葡萄糖 主动运输 Na＋‎ 进入神经细胞 协助扩散(靠离子通道)‎ 运出神经细胞 主动运输(Na＋－K＋泵)‎ K＋‎ 进入神经细胞 主动运输(Na＋－K＋泵)‎ 运出神经细胞 协助扩散(靠离子通道)‎ 命题点二　物质跨膜运输方式的科学探究 ‎4．(2017·海南卷，T6)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 B　[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。]‎ ‎5．(2019·河南八市测评)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 ‎(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。‎ ‎(2)细胞液具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。‎ ‎(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大。‎ ‎2．实验流程 ‎3．实验结论 成熟植物细胞能与外界溶液构成渗透系统并发生渗透作用：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。‎ ‎[延伸思考]‎ ‎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颜色，能形成明显对比。‎ ‎2．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，也可能正在水分进出平衡。‎ ‎[归纳提炼]‎ ‎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)：‎ 命题点一　实验基础 ‎1．(2018·海南卷，T5)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 C　‎ ‎[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。]‎ ‎2．(2019·河北石家庄一模)如图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料，观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A．第二次观察(d)和第一次观察(b)形成对照，第三次观察(f)和第二次观察(d)形成对照 B．该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞壁的位置、液泡的颜色和大小等 C．如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液，则可以省略e过程 D．增大蔗糖溶液的浓度实验效果会更明显且不影响细胞的活性 D　[“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，一般需要进行三次显微观察，第一次是正常细胞的观察，第二次是质壁分离细胞的观察，第三次是质壁分离复原细胞的观察，三次观察形成先后对照；在质壁分离过程中，原生质层与细胞壁逐渐分开，液泡的体积逐渐变小，液泡的颜色逐渐变深，因此该实验可以通过观察原生质层和细胞壁的位置、液泡的颜色和大小作为判断的依据；适宜浓度的KNO3溶液能让细胞发生质壁分离后自动复原，可省略人为滴加清水的操作；如果蔗糖溶液浓度过高，则会导致细胞因失水过多而死亡，再滴加清水时细胞不会发生质壁分离复原现象。]‎ 命题点二　实验拓展 ‎3．(2014·全国卷Ⅱ，T4)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，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则(　　)‎ 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0.4～0.5mol·L－1之间 D　[纵坐标是实验前的长度/实验后的长度，比值为1时，细胞既不吸水也不失水，比值小于1时，细胞吸水越多，比值越小，比值大于1时，细胞失水越多，比值越大，所以a、b、c三组吸水且吸水程度a>b>c，d、e、f三组失水且失水程度f＝e>d。由分析可知，a组细胞吸水比b组多，所以实验后a组液泡中的溶质浓度低于b组，A错误；f组细胞失水，b组细胞吸水，B错误；水进出细胞的方式是自由扩散，不消耗能量，C错误；c、d两组之间存在比值为1的数值，此时浓度为0.4～0.5mol·L－1之间，D正确。]‎ ‎4．(2019·安徽宣城调研)现提供以下实验材料、试剂与用具：新制备的数条5 cm长的萝卜条、蒸馏水、蔗糖、三角尺、烧杯等，请你设计一个实验方案，探究植物细胞在不同浓度的蔗糖溶液中的渗透现象。‎ ‎(1)实验思路：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎(2)预期结果：建立一个坐标系，用曲线图预测萝卜条长度的变化情况(至少画出四种蔗糖浓度的变化曲线)‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎(3)分析与讨论 ‎①通过本实验的探究，如何估测萝卜的细胞液浓度？请说明其依据？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎②实验说明成熟的植物细胞产生渗透现象的条件是：‎ ‎_______________________________________________________________________。‎ 解析　(1)实验思路：a.用蒸馏水与蔗糖配制成具有一定梯度的不同浓度的蔗糖溶液；b.将数条5 cm长的萝卜条分别浸泡在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中，每隔一段时间用三角尺测量萝卜条的长度，记录。‎ ‎(2)预期结果：‎ 萝卜条在蔗糖溶液中可能体积不变，可能体积增大，也可能体积变小。‎ ‎(3)①萝卜条长度基本不变时的蔗糖浓度即为萝卜的细胞液浓度；此时植物细胞与外界溶液之间水分子进出相等，萝卜条既不吸水也不失水。‎ ‎②成熟的植物细胞产生渗透现象的条件是：外界溶液与细胞液之间有浓度差。‎ 答案　(1)a.用蒸馏水与蔗糖配制成具有一定梯度的不同浓度的蔗糖溶液；‎ b．将数条5 cm长的萝卜条分别浸泡在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中，每隔一段时间用三角尺测量萝卜条的长度，记录；‎ c．对所得数据进行处理和分析。‎ ‎(2)预期结果 ‎(3)①萝卜条长度基本不变时的蔗糖浓度即为萝卜的细胞液浓度；此时植物细胞与外界溶液之间水分子进出相等，萝卜条既不吸水也不失水。　②外界溶液与细胞液之间有浓度差 ‎◎‎ ‎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(×)‎ ‎6．细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内(×)‎ ‎7．Na＋与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输(√)‎ ‎8．细胞外液中的K＋进入神经细胞属于自由扩散(×)‎ ‎9．液泡中积累了大量离子，故液泡膜不具有选择透过性(×)‎ ‎10．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(×)‎ ‎◎‎ ‎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．渗透平衡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，只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡状态。‎ ‎3．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。‎ ‎4．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。‎ ‎5．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。‎ ‎6．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。‎ ‎1．(2018·全国卷Ⅰ，T3)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 A　[A错：小麦不能直接吸收土壤中的N2，N2必须被固定后才能被植物吸收利用。B对：农田松土可增强农作物根的有氧呼吸，为矿质元素的吸收供能，有利于对矿质元素的吸收。C对：土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可溶解在土壤溶液中，从而被根系吸收利用。D对：施肥过多会使土壤溶液浓度大于根细胞液浓度，从而使根细胞因失水过多死亡，造成“烧苗”现象。]‎ ‎2．(2018·海南卷，T7)小麦种子萌发过程中， α 淀粉酶在糊粉层的细胞中合成，在胚乳中分解淀粉。该酶从糊粉层细胞排到细胞外的方式是(　　)‎ A．顺浓度梯度经自由扩散排出 B．逆浓度梯度经协助扩散排出 C．通过离子通道排出 D．含该酶的囊泡与质膜融合排出 D　[α淀粉酶的化学本质是大分子蛋白质，从糊粉层细胞排到细胞外的方式是胞吐，D正确。]‎ ‎3．(2016·全国卷Ⅰ，T2)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 C　[由题意可知，离子通过离子泵进行跨膜运输需要消耗能量，而协助扩散不需要消耗能量，故A项错误。消耗能量的物质跨膜运输一般是逆浓度梯度进行的，故B项错误。动物一氧化碳中毒会影响红细胞运输氧，进而影响有氧呼吸，影响ATP的合成，从而降低离子泵跨膜运输离子的速率，故C项正确。离子泵是一种蛋白质，因此加入蛋白质变性剂会破坏离子泵的结构，进而降低离子泵跨膜运输离子的速率，故D项错误。]‎ ‎4．(2015·全国卷Ⅱ，T1)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 A　[由表格信息可知同样温度条件下，空气瓶中离子相对吸收量大，说明有氧条件有利于根对离子的吸收，A正确。同样的空气，不同温度条件下离子的相对吸收量不同，说明温度变化影响根对离子的吸收，B错误。同样的温度条件下，氮气环境中根对离子的相对吸收量少，说明根对离子的吸收需要消耗能量(ATP)，且氮气环境中不利于根对该离子的吸收，C、D错误。]‎ ‎5．(新题速递)已知肌细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输，红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散。某生物兴趣小组为了验证肌细胞和红细胞吸收葡萄糖的方式进行了相关实验。请完善该实验并回答下列问题：‎ 实验目的：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 实验器材：5%的葡萄糖溶液、葡萄糖载体抑制剂、呼吸抑制剂、葡萄糖浓度测定仪、洁净培养瓶若干、肌细胞和红细胞等。‎ 实验步骤：‎ 第一步：取6支洁净的培养瓶，分别编号为肌1、肌2和肌3，红1、红2和红3。‎ 第二步：向6支培养瓶中分别添加等量的____________________，然后向肌1和红1培养瓶中分别添加适量且等量的________________________，向肌2和红2培养瓶中分别添加相应量的________________，向肌3和红3培养瓶中分别添加相应量的生理盐水。‎ 第三步：向肌1、肌2和肌3培养瓶中分别加入等量且适量的肌细胞，向红1、红2和红3培养瓶中分别加入等量且适量的红细胞。‎ 第四步：培养相同且适宜的时间后，用葡萄糖浓度测定仪检测各培养瓶中葡萄糖的浓度。‎ 实验结果：肌1、肌2和肌3培养瓶中葡萄糖的浓度依次为5%、4.8%、2.3%，红1、红2和红3培养瓶中葡萄糖的浓度依次为________、3.5%、________。‎ ‎(1)肌2和肌3两组比较，可得出的结论是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________。‎ ‎(2)根据肌1和红1，肌3和红3的结果可得出的结论是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________。‎ 解析　实验目的：从题干信息可知，该实验的目的是验证肌细胞和红细胞吸收葡萄糖的方式。‎ 实验步骤：本题的自变量是葡萄糖载体抑制剂、呼吸抑制剂和生理盐水，其余均为无关变量。因此第二步为：向6支培养瓶中分别添加等量的5%的葡萄糖溶液；根据实验结果肌1组中葡萄糖浓度依然是5%，可推知肌1和红1培养瓶中添加的是葡萄糖载体抑制剂，进而推导出肌2和红2培养瓶中添加的是呼吸抑制剂。‎ 答案　验证肌细胞和红细胞吸收葡萄糖的方式　5%的葡萄糖溶液　葡萄糖载体抑制剂　呼吸抑制剂　5%　3.5%　(1)肌细胞吸收葡萄糖时消耗能量　(2)肌细胞和红细胞吸收葡萄糖都需要载体蛋白的协助