1、第二部分 新陈代谢第10讲 植物对水的吸收的利用一、考点内容全解（一）本讲考什么1.植物细胞的吸水和失水与渗透作用2.水分的利用与丧失 植物体吸收的水分90%都以蒸腾作用的方式丧失到大气中，被植物体利用的水则主要用于光合作用和呼吸作用。（二）考点例析例1 右图是研究植物水分代谢的4个实验装置。 请判断实验开始后，玻璃管内的水是否流动及流动方向(无流动以表示。流动方向以、表示)。下面四个选项中的符号依次表示4个装置中用符号标示的玻璃管内的水分流动现象，其中正确的是 A B C D 解析渗透作用的进行需具备两个条件，一是具有半透膜二是膜两边的溶液具有浓度差。成熟的植牲细胞是一个渗透系统原生物层是其
2、选择透过性膜，当膜两侧溶液的浓度不同时。水分子表现出由低浓度一侧向高浓度一侧运动，分析各项可知：(1)玻璃管内的水分子不运动：(2)蒸腾作用和渗透作用使玻璃管内的水向上运动； （3）由于玻璃管两端的蔗糖溶液的浓度相同，故玻璃管内的水分子不运动：(4)玻璃管两端的液体浓度不同，浓度高的一侧吸入的水分子多，另一侧吸入的水分子少，玻璃管内出现水分由左向右运动。答案B同类变式一 向猪膀胱膜注入一半的30%蔗糖溶液，扎紧入口，然后将其侵入5%的蔗糖溶液中，每隔10分钟称一次重量（W），下列坐标图像中，能正确表示测定结果的是解析 猪的膀胱膜是一种半透膜，在膜两侧存在浓度差时，可发生渗透现象。但膜外浓度小于
3、膜内浓度时，水向膜内净流入，因此膜内液体量增加，直至达到膜两侧渗透压平衡为止。答案 B特别提示 在观察坐标图时不仅要注意曲线的发展趋势，也要注意当曲线达到一定程度后，它不会再沿原趋势发展的原因：膜两侧渗透压已达到平衡。 同类变式二 实验装置如右图所示，一段时间后，含液体3的半透膜袋萎缩，而含液体1的半透膜袋坚挺硬实，请推断实验开始时-3种液体的浓度是(下表中的“高”表示高浓度蔗糖溶液；“低”表示低浓度蔗糖溶液) 液体1 液体2 液体3 A高低水 B 水 高 低 C 低 水 高 D 水 低 高解析 本题考查渗透作用原理的具体应用。根据实验现象，液体2的浓度应介于液体1和3之间，再根据选择项分析，
4、液体2应为低浓度蔗糖，否则无法解释1、2、3浓度为什么会由高到低。答案A延伸拓展 通过实验结果分析实验材料的某些特性是实验中常常要达到的目的。但这种装置图与结果表示方法的结合则是实验中比较完整的类型，也给大家提供了实验设计的一种模式。例2 天平的两端托盘上的烧杯内各插有一根树枝，且两根树枝的树叶一多一少，开始时天平两边平衡。（见图）现将此装置移至阳光下照射，经过一段时间，天平 边将会下降，主要原因是 A.左、光合作用 B.右、杯内水分的蒸发C.左、树叶的蒸腾作用 D.右、树叶的呼吸作用解析 本题考查植物蒸腾作用，但在题中有意识混入了光合作用作用可能的影响。需要分清光合作用确实可制造有机物，使叶
5、片质量增加，但这种变化是在较长时间内有明显结果，而蒸腾作用却可在较短时间内迅速表现出差异，叶片面积的大小直接与该作用有关。随蒸腾作用的加强，水分的丧失，右侧质量减轻，天平偏向左。答案 C特别提示考虑问题时需要了解蒸腾作用和光合作用的过程，同时还需要知道各自反应时间的差异。同类变式 下图表示向日葵在24h内的水分吸收和蒸腾作用速率，据图推断下列哪一项是正确的 A.在光下，吸收速率总是大于蒸腾作用速率 B.在光下，蒸腾作用速率总是大于吸收速率 C.在暗处，蒸腾作用速率总是大于吸收速率 D.在暗处，吸收速率总是大于蒸腾作用速率 解析 本题考查对图象的识别能力，在暗处，蒸腾的速率总是低于吸收的速率，而
6、在光下，在两交点间是蒸腾速率高于吸收速率，两点外则反之。答案 C同类变式 右图装置用于测定枝条的失水速率(1)本实验研究的植物生理过程是 。(2)请指出并解释在实验和实验装置建立过程中的注意事项。(3)本实验的实验假设是 。(4)实验图中储水开关的作用是 。(5)若实验装置处于高温环境下，图中半月面将怎样移动，为什么? 解析本题是一道实验题，要明确实验装置的具体操作和应用原理。植物的失水是通过蒸腾作用实现的，因此为保证实验的准确性，必须尽可能减少实验过程中的误差，装置的密封性必须首要考虑，这如同在化学实验中检查实验装置的气密性一样。另外还必须注意根据实验条件的变化进行必要的调整，并坚持可重复性
7、原则，保证数据的准确。由于热胀冷缩，温度的变化对实验也可以造成影响。答案 (1)蒸腾作用 (2)所有(管道)联接处均涂以凡士林以保持装置密闭；当植物生存环境改变时，应使植物对新环境有一段时间的适应；测量应重复进行几次，并取其平均值，这在统计学上才是更可靠的 (3)植物吸水速率等于失水速率 (4)水阀打开，储水使得半月面移回起始点，这样可进行重复实验测量 (5)半月面向左移动，与起始位置的距离加大，因高温促进叶表面的水分蒸发，因此蒸腾作用加强。延伸拓展 通过本题掌握可影响实验误差的相关因素。单一变量原则仍是实验过程中的基本原则。二、能力提升技巧（一）考试技巧在哪里 1. 引入水势的概念帮助解决有
8、关渗透作用方向的问题。水势定义为纯水的水势为0，若溶液中物质的微粒数越多，则水势越低，水由水势高的区域向水势低的区域流动。植物本身有一个渗透系统，它就是介于液泡膜和细胞膜之间的原生质层。在理解问题时可将溶液的浓度问题转化为水势问题处理，可起到异曲同工的效果。2. 如何鉴定植物细胞的死活. 活细胞在存在细胞内外溶液浓度差时，可发生质壁分离或复原的现象，死细胞没有上述现象。3. 植物细胞液浓度测量的方法在本节要能设计实验检测植物的细胞液浓度，比如用系列浓度的溶液来测量植物细胞液的浓度，但要掌握逐渐缩小范围的方法：先使浓度差异大，而后在缩小的范围内将浓度差异缩小，可经济地迅速地测定其浓度。由此进一步
9、衍生出在实际生活中应如何利用该知识来指导农业生产等。例3 请根据下述条件设计一实验，鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，写出实验步骤并分析实验结果。一瓶10%的蔗糖溶液。一瓶30的蔗糖溶液，250ml烧杯1个，半透膜制成的透析袋一个，刻度玻璃管一支。细线一根，支架一个。 (1)实验步骤：_ (2)实验分析：_解析本题实际上是给出实验的目的和材料用具，让学生自己设计一个渗透装置，通过刻度玻璃管内液面的升降(渗透作用的结果)来鉴别出这两种不同浓度的蔗糖溶液。根据在课本上学过的渗透装置，就可进行设计。答案（1）实验步骤：将一瓶中的溶液倒人烧杯中；将另一瓶中的溶液装满透析袋，刻度玻璃管插人袋内溶液中，用线将袋
10、口和玻璃管扎紧。将插有刻度玻璃管的透析袋放人有溶液的烧杯中垂直固定于支架上，记录玻璃管液面刻度。一段时间后，观察玻璃管液面刻度，确定液面是升还是降。 (2)结果分析：如液面升高，则透析袋中的溶液是30蔗糖溶液，烧杯中的溶液为10的蔗糖溶液；反之，可推知透析袋中是10蔗糖溶液，烧杯中的溶液为30蔗糖溶液。例4 将同一植物细胞依次浸于蒸馏水、0.3 molL蔗糖和0.5 molL尿素溶液中，观察原生质体的体积随时间的变化，结果如下图所示：(1) A、B、C中，表示细胞在蒸馏水中的是 ，表示在0.3 molL蔗糖溶液中的是 。 (2) ef段的细胞液浓度变化为 。(3) 试简要分析B、C曲线差异的原
11、因： 解析 植物细胞在发生质壁分离时，细胞液的浓度会逐渐上升，以使其渗透压和外界溶液渗透压平衡，此时细胞体积缩小。但有些小分子的物质如尿素等开始时会使植物细胞发生质壁分离现象，但随着它逐渐进入细胞内部，细胞内的渗透压会逐渐升高，细胞又会吸水而开始复原的过程。答案 （1）A C （2）细胞液浓度逐渐升高，最后与外界溶液浓度持平而进入相对稳定状态 （3）B曲线是处于尿素溶液中的植物细胞，C曲线是蔗糖溶液曲线。尿素分子可缓缓进入细胞液，提高细胞液浓度，当其等于尿素溶液浓度时，细胞开始由失水变为吸水，直至平衡 蔗糖分子不能进入细胞，在蔗糖溶液中细胞失水，原生质层收缩，使细胞液浓度升高，失水减慢，直至平
12、衡 解题警示 虽然外界溶液大于细胞内溶液时可发生质壁分离现象，但不同物质最后因能否进入细胞内而对后续结果有不同的影响。三、基础能力测试1.把体积相同的10%的葡萄糖溶液和10%的蔗糖溶液用半透膜隔开，其水分子运动的特点是 A.因浓度相同，水分子移动处于平衡状态B.水分子由葡萄糖溶液向蔗糖溶液中移动比由蔗糖溶液向葡萄糖溶液中移动的多C.水分子总的移动趋势是由蔗糖溶液向葡萄糖溶液中移动D.水分子不移动2.右图表示在有风和无风的两种条件下，蒸腾速率与气孔大小之间的关系，在图中哪一点蒸腾作用速率与气孔大小无关3. 若用30%的蔗糖溶液来处理细胞，细胞没有出现质壁分离现象。下列解释中不可能的是A实验材料
13、是根尖分生区细胞 B实验材料是动物细胞C实验材料是死细胞 D实验材料是原生质体4.U型管中装有两种不同的溶液R及S，并为一半透性膜(X)隔开(如下图)。与S相比，R为低渗溶液(即浓度较低)。图a中黑色的深浅即代表浓度高低。当图a中的U形管内已达到平衡时，溶液表面是一样高还是不一样高？渗透压是相等还是不相等？(参看图b) A右侧较高，两溶液等渗 B右侧较高，且右侧为高渗，即浓度较高 C左侧较高，且右侧为低渗，即浓度较低 D两侧高度相等，且为等渗5.根毛细胞的细胞液浓度最大的植物，分布在A热带雨林 B荒漠 C草原 D森林6.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
14、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7给开花植物施肥过多，花会萎蔫。造成这种现象的原因是A根细胞不能吸水，植株失水 B根细胞吸收的水不能向上运输C根细胞吸收的化肥过多 D化肥堵塞导管，使植株缺水8. 一株玉米一生中通过根系吸水约200kg，而散失的水分约A190198kg B160178kg C140158kg D100128kg四潜能挑战测试 9. 将人类的红血球置于不同浓度蔗糖液中，浸泡半小时之后的结果如下图。依照血球外形的变化判断蔗糖液的浓度，由高到低排列，正
15、确的是A.甲乙丙丁 B.丁甲乙丙C.丙丁甲乙 D.丙乙丁甲10. 新鲜叶类蔬菜常残留有水溶性有机农药。人们一般认为：把蔬菜浸入清水中一段时间，即可大大减少蔬菜的农药残留量。对此，某研究机构做了以下实验：实验一 取同一新鲜蔬菜样本各1000g，用不同方法处理，结果如下：处理方法未作处理仅用纯净水冲洗1分钟后浸入纯净水30分钟后农药残留量0.196mg0.083mg0.123mg实验二 取同一新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，所得数据可绘出如右图曲线：据上述实验结果分析回答：(1) 对实验一结果的解释是：用纯净水冲洗1分钟后，蔬菜农药残留量比未作处理减少
16、一半以上，这是因为 _；而浸入纯水30分钟后，蔬菜残留农药量反倒比仅用纯水冲洗1分钟的蔬菜农药残留量多，这说明_ 。(2) 从对实验二曲线的分析中可知：从AB点，植物细胞液浓度变化的原因是： 。而从BC点，细胞液浓度变化的原因则是： 综合上述分析，可以说明：植物细胞吸收水分和可溶性有机农药的关系是： 。(3) 农业上常采用根外追肥(即向植物叶片喷洒有机肥料和微量元素)的方法，补充植物所需的养分。根据有关原理，根外追肥选择在什么样的环境条件下进行效果最好?为什么?11下列曲线分别是植物蒸腾作用散失水分和吸收水分的速率图解据图回答：（1）图中阴影A表示的生物学含义是 （2）图中阴影B表示的生物学含
17、义是 。（3）用SA表示阴影A的面积，SB表示阴影B的面积，则正常生长状态下的植物 SA SB （填“大于”或“小于”或“等于”）。五.标答与点拨1.C（利用水势的定义解题，蔗糖分子量大，微粒少）2.C （此时曲线走平）3.A （动物细胞无细胞壁、死细胞无质壁分离现象）4.A （等渗后水分子的运动处于平衡状态）5.B （荒漠中水含量少，外界溶液浓度大）6.D （内外溶液浓度只能说相对平衡，渗透压相等，因细胞壁对细胞继续涨大造成阻力）7.A （细胞液浓度低于外界溶液浓度）8.A （植物吸水的90%以上都通过蒸腾作用丧失了）9.D. （细胞吸水过多会破裂，吸水条件是细胞外浓度低于细胞内溶液浓度）10.考虑水的作用，结合离子吸收分析。答案：（1）农药主要在叶片表面，大部分可被纯水冲掉 农药分子溶于水中才能被植物细胞吸收 （2）刚进入纯水时细胞对水的吸收速度大于对农药的吸收 受细胞壁限制细胞吸水达到一定量后即饱和，此细胞仍可吸收农药分子 两个相对独立的过程（3）无风或少风的傍晚或空气湿度大的阴天，使叶片表面的液体保留时间较长，以利植物细胞充分吸收溶于水中的养分11.理解曲线图含义在于曲线所围成的面积为失水量或吸水量。答案：（1）16时前植物的净失水量 （2）16时后植物的净吸水量 （3）小于
