1、高考资源网（） 您身边的高考专家第4章 细胞的物质输入和输出第1节 物质跨膜运输的实例【高考目标导航】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【基础知识梳理】一、细胞的吸水和失水：1、原理：发生了渗透作用。渗透作用必须具备两个条件：（1）具有半透膜；（2）膜两侧溶液具有浓度差。2、动物细胞的吸水和失水（以红细胞为例：红细胞膜相当于一层半透膜）细胞质：有一定浓度和组织液发生渗透。（1）当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水涨破。（2）当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水皱缩。（3）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（1）在成熟的植物细胞中，细胞壁
2、：全透性；原生质层（包括细胞膜液泡膜二者之间的细胞质）相当于一层半透膜；细胞液：具有一定浓度，和外界溶液发生渗透（2）成熟植物细胞发生质壁分离的条件是：外界溶液浓度细胞液浓度，发生质壁分离复原的条件是外界溶液浓度细胞液浓度。（3）原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。4、验证细胞吸水、失水的实验：动物细胞：红细胞的涨破和皱缩实验 植物细胞：质壁分离和质壁复原实验二、物质跨膜运输的其他实例1、物质跨膜运输的特点（1）水分子是顺相对含量的梯度跨膜运输的。（2）无机盐的跨膜运输水稻和番茄对同一离子的吸收量不同，具有选择性。人体甲状腺滤泡上皮细胞可以逆相对含量梯度从血液中吸收钾。不同微生物对不同矿物质的
3、吸收表现出较大的差异。2、生物膜的功能特性（1）细胞膜和其他生物膜都具有选择透过性膜，水分子、一些离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和打分则不能通过。（2）选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。【要点名师透析】一、渗透作用的组成分析及应用：1、如图，作为一个渗透系统，须同时具备两个条件：（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。特性，允许水分子及小分子通过，不允许蔗糖等大分子通过（2）半透膜两侧的溶液具有浓度差。渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成渗透系统图解基本组成或条件半透膜、浓度差
4、原生质层具有选择透过性、细胞液与外界溶液之间具有浓度差原理水分子通过半透膜的扩散作用细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透水扩散的方向低浓度溶液高浓度溶液2、渗透作用的发生：（1）当S1浓度S2浓度时，单位时间内由S2S1的水分子数多于S1S2的水分子数，外观上表现为S1液面上升；（2）当S1浓度IIIII BIIIIII CIIIIII DIIIIII【答案】B8.某种植物的抗盐类型在盐碱地可正常生长，但普通类型在盐碱地生长不良，下列有关说法正确的是()A在盐碱地抗盐类型可以吸收水分，普通类型不可以吸收水分B抗盐类型的细胞液渗透压要高于普通类型的细胞液渗透压C抗盐类型细胞呼吸旺盛，可以提供
5、充足的能量吸收无机盐D抗盐类型与普通类型的根本差异在于细胞质内mRNA与普通类型不同【解析】盐碱地土壤溶液浓度高于普通土壤溶液浓度。抗盐植物的根细胞液浓度高于盐碱地土壤溶液浓度而能正常地从盐碱地土壤溶液中吸水；普通类型在盐碱地中吸收水分相对少，因而出现生长不良，抗盐类型与普通类型根本差异在于遗传物质有差异。【答案】B9.显微镜下观察可测量黑藻细胞，测量其A、B值(如图A为细胞的长度，B为原生质体长度)，并计算B/A(%)值。如果将该细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，B/A(%)值变化的趋势是()【解析】由题干信息可知，A是细胞长度，B是原生质体(即除去细胞壁的部分)的长度。正常细胞的B/A1，处于
6、质壁分离状态下B/A1，质壁分离程度越大，B/A的值越小。故B/A的值随着溶液浓度增大而逐渐减小。【答案】A10.(2011潍坊模拟)将已发生质壁分离的细胞再置于较低浓度的蔗糖溶液中，观察到质壁分离复原，直到细胞体积稳定下来，这时对恢复原状的细胞来说，可以肯定的情况是()A细胞液和外界溶液浓度相同B细胞液浓度高于外界溶液浓度C水分子不再出入细胞D水分子出入细胞处于动态平衡【解析】质壁分离复原，细胞体积稳定后，有可能细胞液浓度大于外界溶液浓度，也有可能细胞液和外界溶液浓度相同。此时，水分子出入细胞处于动态平衡，所以，细胞体积稳定。【答案】D11.新鲜的叶类蔬菜表面常残留水溶性有机农药。现取同一新
7、鲜蔬菜若干，浸入一定量纯水中，每隔一段时间，取出一小片菜叶，测定其细胞液浓度，将结果绘制成如右图所示的曲线，有关叙述正确的是()AAB段细胞吸水，细胞体积明显增大BB点细胞液浓度与外界溶液浓度相等CBC段细胞质壁分离复原，原生质层恢复到原来位置D此曲线说明有机农药溶于水中容易被植物细胞吸收【解析】A错误：AB段细胞液浓度降低，细胞吸水速率大于吸收农药的速率，但因细胞壁的限制，细胞体积不会明显增大。B错误：B点时因细胞壁的限制，细胞吸水的速率逐渐降低到与吸收农药的速率相等。C错误：未发生过质壁分离，也就谈不上质壁分离复原，BC段时细胞吸收水分的速率远远低于吸收农药的速率，导致细胞液浓度增加。【答
8、案】D12.图1中E、F、G为三个用半透膜制成的小袋，可盛有溶液甲或乙，上端分别接上口径相同的小玻璃管，E和F体积相同，G体积较大，三者都置于盛有溶液丙的大容器内，最初三个小玻璃管内液面高度相同，已知三种溶液的浓度高低顺序为溶液丙溶液乙溶液甲。请思考，回答下列问题： 图1（）小时后，管e和管f的液面升降变化是 （ ） A.管e下降，管f上升B.管e上升，管f下降C.管e下降，管f下降D.管e上升，管f下降（）图2（实线表示管f，虚线表示管g）中能显示管f和管g内的液面可能变化的是（ ）图2【解析】因为溶液丙浓度小于溶液甲和溶液乙的浓度，根据渗透作用原理，E、F吸水，e、f液面上升。【答案】（1
9、）B （2）C13.(2011潍坊检测)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在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂C用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象D当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能【解析】质壁分离及复原实验中需要的细胞是活细胞，因此不能加热；硝酸钾浓度过高会使细胞快速失水而死亡，不再发生复原；不再发生复原的细胞说明是死细胞，不具有正常的生理功能。将细胞置于清水中，由于细胞壁的作用，细胞吸水胀大但不破裂。【答案】B14.甜菜
10、块根细胞的液泡中含有花青素，使块根为红色。将块根切成小块放在蒸馏水中，水无明显的颜色变化，但用盐酸处理这些块根后，则能使溶液变红。这是因为()A盐酸破坏了细胞壁B盐酸破坏了细胞膜的选择透过性C盐酸破坏了原生质层的选择透过性D花青素不溶于水而溶于盐酸【解析】题目中明确指出“液泡中含有花青素”，因此，花青素从块根细胞中出来要穿过原生质层(液泡膜、细胞膜以及这两层膜之间的细胞质)。【答案】C15.用相同的完全培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下，72 h后原培养液中部分离子浓度发生了如下表所示的变化(表中数据为72 h后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百分比)。
11、分析下表不能得出的结论是()KMg2Ca2SiO水稻17.010511719.5番茄19.18559.6118A不同植物对同一离子的需要量是不同的B与番茄相比，水稻对SiO需要量大，对Ca2需要量小C不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的D植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关【解析】由表中每一列数据分析可知，不同植物对同种离子的需要量及同一植物对不同离子的需要量不同，水稻吸收的SiO多，对Ca2、Mg2吸收少，而番茄吸收的Ca2和Mg2较多，对SiO吸收量少。这体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性，其原因在于不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的。选项D所表述的内容不能
12、从表中数据得出。【答案】D二、非选择题16回答下列与细胞有关的实验问题。(1)下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有_(填序号)。观察叶绿体和线粒体观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布探究酵母菌的呼吸方式红细胞中血红蛋白的提取和分离(2)按下面步骤进行质壁分离实验。步骤一：在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。步骤二：从盖玻片一侧滴入0.3 g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中。步骤三：在显微镜下观察，结果如图所示。图中A、B处的颜色分别是_ _。如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是
13、加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3 g/mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处的颜色分别是_。如果将步骤二中浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在80条件下处理一段时间(装片中的藓类小叶保持在0.3 g/mL的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确地判断A处颜色，对显微镜的操作方法是_、_。如果A处呈绿色，可能的原因是_ _。【解析】(1)中盐酸处理后细胞死亡，中红细胞吸水破裂血红蛋白才能释放出来。(2)滴加含有伊红的蔗糖溶液后，A处为红色，B处仍为绿色，因为伊红为植物细胞不吸收的红色染料。(3)要观察清楚无色的部分，需使视野稍暗些，可改变光圈
14、大小和调节反光镜(或调节电光源亮度)。在高温下如果A处为绿色，则可能是高温使细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入了A处。【答案】(1)(2)无色、绿色红色、绿色改变光圈大小调节反光镜(电光源亮度)高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处17.(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
15、，2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_。_。_。【解析】渗透装置中水由低浓度溶液流向高浓度溶液，导致液面升高或降低。(1)渗透装置是通过测定水分子通过膜的扩散即渗透作用速率来验证或探究渗透作用发生条件的。(2)本实验的自变量是温度，因变量是物质跨膜运输的速率，渗透装置中可以用漏斗内液面高度的变化直观表示。(3)探究实验的结果和结论有多组，要考虑全面。【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- 18 - 版权所有高考资源网
