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文檔簡介

(2022全國甲卷2)植物成熟葉肉細(xì)胞的細(xì)胞液濃度可以不同。現(xiàn)將a、b、c三種細(xì)胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細(xì)胞,分別放入三個(gè)裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中,當(dāng)水分交換達(dá)到平衡時(shí)觀察到:①細(xì)胞a未發(fā)生變化;②細(xì)胞b體積增大;③細(xì)胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離。若在水分交換期間細(xì)胞與蔗糖溶液沒有溶質(zhì)的交換,下列關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)的敘述,不合理的是(

A.水分交換前,細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度B.水分交換前,細(xì)胞液濃度大小關(guān)系為細(xì)胞b>細(xì)胞a>細(xì)胞cC.水分交換平衡時(shí),細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度大于細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度D.水分交換平衡時(shí),細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度高考真題(2022湖南)原生質(zhì)體(細(xì)胞除細(xì)胞壁以外的部分)表面積大小的變化可作為質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的檢測指標(biāo)。用葡萄糖基本培養(yǎng)基和NaCl溶液交替處理某假單孢菌,其原生質(zhì)體表面積的測定結(jié)果如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.甲組NaCl處理不能引起細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離,表明細(xì)胞中NaCl濃度≥0.3mol/LB.乙、丙組NaCl處理皆使細(xì)胞質(zhì)壁分離,處理解除后細(xì)胞即可發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原C.該菌的正常生長和吸水都可導(dǎo)致原生質(zhì)體表面積增加D.若將該菌先65℃水浴滅活后,再用NaCl溶液處理,原生質(zhì)體表面積無變化第6講細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出考點(diǎn)1水進(jìn)出細(xì)胞的原理

在一個(gè)長頸漏斗的漏斗口外密封上一層玻璃紙,往漏斗內(nèi)注入蔗糖溶液,然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中,使漏斗內(nèi)外的液面高度相等。過一段時(shí)間后,會(huì)出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象。玻璃紙是一種半透膜,水分子可以自由透過它,而蔗糖分子則不能。1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高?如果漏斗管足夠長,管內(nèi)的液面會(huì)無限升高嗎?為什么?2.如果用一層紗布代替玻璃紙,還會(huì)出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎?3.如果燒杯中不是清水,而是同樣濃度的蔗糖溶液,結(jié)果會(huì)怎樣?探究蔗糖溶液玻璃紙(半透膜)清水半透膜蔗糖分子水分子滲透作用中水分子的運(yùn)動(dòng)方向:相對含量高

相對含量低溶液濃度水的含量低濃度溶液高濃度溶液1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高?如果漏斗管足夠長,管內(nèi)的液面會(huì)無限升高嗎?為什么?

由于單位時(shí)間內(nèi)從燒杯透過玻璃紙進(jìn)入長頸漏斗的水分子數(shù)量多于從長頸漏斗進(jìn)入燒杯的水分子數(shù)量,使得管內(nèi)液面升高。

當(dāng)漏斗內(nèi)液面升到一定高度時(shí),漏斗內(nèi)的液面會(huì)對半透膜產(chǎn)生一定強(qiáng)度的靜水壓,這一強(qiáng)度的靜水壓使得單位時(shí)間內(nèi),透過半透膜滲入漏斗水分子的數(shù)量與滲出漏斗水分子的數(shù)量相等。

蔗糖分子不能透過半透膜,達(dá)到平衡時(shí),漏斗內(nèi)的滲透壓還是大于燒杯內(nèi)的滲透壓。B

不會(huì)0.6g/mL蔗糖溶液玻璃紙0.6g/mL蔗糖溶液0.6g/mL蔗糖溶液紗布清水0.6g/mL蔗糖溶液玻璃紙清水2.如果用一層紗布代替玻璃紙,還會(huì)出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎?3.如果燒杯中不是清水,而是同樣濃度的蔗糖溶液,結(jié)果會(huì)怎樣?

用紗布替代玻璃紙時(shí),因紗布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由通透,因而液面不會(huì)升高。漏斗中液面將保持不變。得出結(jié)論:水滲入漏斗內(nèi)使液面上升必須具備兩個(gè)條件:AC具有半透膜

半透膜兩側(cè)存在濃度差一、滲透作用

水分子(或其他溶劑分子)從相對含量高的地方向相對含量低的地方通過半透膜擴(kuò)散的過程。2.產(chǎn)生條件:具有半透膜

;半透膜兩側(cè)存在濃度差。3.滲透壓:

溶液中單位體積溶質(zhì)微粒對水的吸引力。單位體積溶質(zhì)微粒越多,對水的吸引力越大,溶液滲透壓越高;反之,溶液滲透壓越低。1.概念:滲透作用是擴(kuò)散作用的一種特殊形式。濃度是指:溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度,即單位體積中溶質(zhì)分子的微粒數(shù),微粒數(shù)多的溶液吸水力強(qiáng)。只比較單位體積內(nèi)微粒數(shù),與微粒的大小與種類無關(guān)。

滲透作用必須有選擇透過性膜(半透膜),擴(kuò)散則不一定需要;擴(kuò)散適用于各種物質(zhì),滲透僅指溶劑分子。思考:滲透作用與擴(kuò)散有何區(qū)別?4.滲透平衡①液面高度不發(fā)生變化,水分子雙向運(yùn)動(dòng)速率相等,即動(dòng)態(tài)平衡。②滲透平衡時(shí):溶液S1溶液S2S2>S1S表示溶液濃度,比較S2和S1濃度變化S2↓

S1↑S2>S1

平衡后S1與S2的濃度差產(chǎn)生的吸水力與高度差的重力相等,S1與S2的濃度差越大,高度差就越大。平衡前:平衡后:滲透過程:△h的液體重力=漏斗中溶液的吸水力

滲透平衡≠濃度相等。滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動(dòng)達(dá)到平衡狀態(tài),既不可看作沒有水分子移動(dòng),也不可看作兩側(cè)溶液濃度絕對相等。比較項(xiàng)目漏斗內(nèi)燒杯內(nèi)溶液濃度MN現(xiàn)象及結(jié)論①若漏斗內(nèi)液面上升,則

;

②若漏斗內(nèi)液面不變,則

;③若漏斗內(nèi)液面下降,則

。

NM5.比較不同溶液濃度的大小

總結(jié):滲透平衡時(shí),若半透膜兩側(cè)液面仍存在液面差,則液面高的一側(cè)溶液濃度高,吸水能力也強(qiáng),滲透壓也高。M>NM=NM<N例1.A、B分別表示滲透作用裝置,據(jù)圖回答下列問題:①A圖中滲透達(dá)到平衡,半透膜兩側(cè)

(填“有”或“沒有”)水分子的進(jìn)出。②A圖中Δh不變時(shí),S1、S2溶液濃度的大小關(guān)系為:S1

S2(填“>”“<”或“=”;S1、S2中溶質(zhì)不能通過半透膜)。有>例題2.如圖為平衡時(shí)的滲透裝置,燒杯的液面高度為a,漏斗的液面高度為b,液面差m=b-a,在此基礎(chǔ)上繼續(xù)實(shí)驗(yàn),以滲透平衡時(shí)的液面差為觀測指標(biāo),正確的是(

)A.若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液,則平衡時(shí)m將增大B.若向漏斗中滴入等濃度的蔗糖溶液,則平衡時(shí)m將不變C.若向漏斗中滴入清水,則平衡時(shí)m將減小D.若向燒杯中加入適量清水,則平衡時(shí)m將增大C例題3.將生雞蛋的大頭保持殼膜完好去掉蛋殼,小頭開個(gè)小孔讓蛋清和蛋黃流出。將蛋殼內(nèi)灌入15%的蔗糖溶液,然后放在裝有清水的燒杯中并用鉛筆標(biāo)上吃水線。下列分析錯(cuò)誤的是()A.卵殼膜相當(dāng)于滲透裝置中的半透膜B.半小時(shí)后吃水線低于燒杯的水面是由清水滲入蛋殼所致C.若將清水換為15%的NaCl溶液,則蛋殼先上浮后下沉D.若將正常的線粒體放入清水中,則線粒體內(nèi)膜先漲破D例題5.下圖表示滲透作用裝置圖,其中半透膜為膀胱膜,甲、丙裝置中A、B、a、b溶液濃度分別用MA、MB、Ma、Mb表示,乙、丁裝置分別表示一段時(shí)間后甲、丙裝置的狀態(tài),液面上升的高度分別為h1、h2。如果A、B、a、b均為蔗糖溶液,且MA>MB,Ma=Mb>MA,則達(dá)到平衡后()A.h1>h2、Ma>MbB.h1>h2、Ma<MbC.h1<h2、Ma<MbD.h1<h2、Ma>MbD例題4.如圖是平衡時(shí)的滲透裝置,二糖不能通過半透膜,在此基礎(chǔ)上繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。下列判斷正確的是()A.若向漏斗中滴入清水,平衡時(shí)m將不變B.若向漏斗中加入蔗糖分子,則平衡時(shí)m不變C.若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液,則平衡時(shí)m減小D.向燒杯中加入適量清水,平衡時(shí)m將增大C6.探究物質(zhì)能否通過半透膜的方法(以碘和淀粉為例)

淀粉碘液燒杯內(nèi)盛淀粉溶液漏斗內(nèi)盛碘液結(jié)論變藍(lán)不變藍(lán)碘能通過半透膜,而淀粉不能不變藍(lán)變藍(lán)淀粉能通過半透膜,而碘不能淀粉和碘都能通過半透膜變藍(lán)變藍(lán)不變藍(lán)不變藍(lán)淀粉和碘都不能通過半透膜(1)圖示:右側(cè)(2)分析:7.“U”形管分析2)發(fā)生滲透作用后,U形管產(chǎn)生液面差。原來濃度高的一側(cè),濃度還是較高。

在達(dá)到滲透平衡后,若存在如圖所示的液面差h,則SB溶液濃度仍大于SA溶液濃度。因?yàn)橐好娓叩囊粋?cè)形成的壓強(qiáng),會(huì)阻止溶劑由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴(kuò)散。SA+△h=SB1)滲透溶液濃度:該濃度是指摩爾濃度而非質(zhì)量濃度,如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的質(zhì)量濃度相同,但摩爾濃度是10%蔗糖溶液的小。A.溶質(zhì)不能通過半透膜的情況

a.若S1溶液濃度大于S2溶液濃度,則單位時(shí)間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于由S1→S2的,表現(xiàn)為S1溶液液面上升。b.若S1溶液濃度小于S2溶液濃度,則情況相反,表現(xiàn)為S1溶液液面下降。c.在達(dá)到滲透平衡后,若存在如圖所示的液面差Δh,則S1溶液濃度仍大于S2溶液濃度。3)液面變化情況分析:高濃度一側(cè)液面升高;滲透平衡時(shí),一般兩側(cè)溶液的濃度并不相等②①③液面不變10%葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度大,因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液移動(dòng),右側(cè)液面升高蔗糖被水解為兩分子單糖,導(dǎo)致左側(cè)濃度升高,水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液移動(dòng),則左側(cè)液面升高,最終高于右側(cè)B.溶質(zhì)能通過半透膜的情況a.S1和S2是兩種不同的溶質(zhì)且只有水和S1能透過半透膜S1溶液S2溶液半透膜

①S1的物質(zhì)的量濃度大于S2的物質(zhì)的量濃度,

液面先下降;當(dāng)S1中的溶質(zhì)透過半透膜進(jìn)入S2,

.②S1的物質(zhì)的量濃度小于S2的物質(zhì)的量濃度,.S2S2液面升高,最終高于S1S1液面始終低于S2液面b.S1和S2是同種溶質(zhì),且能透過半透膜,S1溶液濃度大于S2溶液濃度S1溶液S2溶液半透膜①由于半透膜兩側(cè)存在濃度差,由S2→S1的水分子數(shù)多于S1→S2的,導(dǎo)致

。②隨后S1中的溶質(zhì)透過半透膜進(jìn)入S2,濃度差逐漸減小,

。S1液面上升S1和S2的溶液濃度相等,液面持平例6.如圖中的滲透裝置,若每次停止上升后都將玻璃管中高出液面的部分吸出,則ab液面間的高度差與吸出蔗糖溶液的次數(shù)之間的關(guān)系是(

)B例7.如圖中的滲透裝置,若將U形管中的b由清水換成與蔗糖溶液等質(zhì)量濃度的葡萄糖溶液,開始時(shí)的液面高度為a,如果半透膜不允許葡萄糖通過不允許蔗糖通過,則玻璃管中a液面會(huì)發(fā)生怎樣的變化()

A、上升B、下降

C、上升后下降D、下降后上升E、不變(不上升也不下降)Bb側(cè):n=m?C6H12O6a側(cè):n=m?C12H22O11①c=n?V(mol?L)②n=m?M(mol)例8.如圖中的滲透裝置,若將U形管中的b由清水換成與蔗糖溶液等質(zhì)量濃度的葡萄糖溶液,開始時(shí)的液面高度為a,如果半透膜允許葡萄糖通過不允許蔗糖通過,則玻璃管中a液面會(huì)發(fā)生怎樣的變化(

)

A、上升B、下降

C、上升后下降D、下降后上升E、不變(不上升也不下降)D

葡萄糖分子由b移動(dòng)到a側(cè),降低了a和b之間的濃度差,水分子有回流的現(xiàn)象例9.

下圖裝置的b中是蒸餾水,半透膜允許單糖透過。a中先加入蔗糖溶液,一定時(shí)間后再加入蔗糖酶。最可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是()A.在b中會(huì)測出葡萄糖、果糖和蔗糖酶B.a中液面開始時(shí)上升,加酶后繼續(xù)上升C.a中液面開始時(shí)上升,加酶后,再上升后又下降D.a中液面開始時(shí)先上升,加酶后不上升直接下降E.a中物質(zhì)的總濃度一直在變小蔗糖酶是大分子,不能通過半透膜C例題10.下圖裝置中,甲、乙、丙中分別放置了相等物質(zhì)的量濃度的蔗糖溶液、麥芽糖溶液和乳糖溶液(溶液體積關(guān)系:V甲=V丙<V乙),a、b表示用半透膜(水分子和單糖可以自由通過,但二糖不能通過)將它們分隔開,對裝置進(jìn)行相關(guān)處理。下列說法正確的(

A.若向甲、丙中分別加入等體積相同物質(zhì)的量濃度的

蔗糖酶和乳糖酶,穩(wěn)定后液面高度:乙>甲>丙B.若向乙中加入一定量麥芽糖酶溶液,穩(wěn)定后液面高

度:乙<甲=丙C.若向丙中加入一定量的半乳糖后,穩(wěn)定后液面高度:甲=乙=丙,并且甲、乙、丙中半乳糖含量相同D.本實(shí)驗(yàn)中半乳糖等單糖分子從濃度高的一側(cè)向濃度低的一側(cè)通過半透膜的擴(kuò)散稱為滲透作用BC.溶液的體積溶液體積大,吸收水多,液面高度大D.半透膜的面積

A、B兩個(gè)漏斗中液體體積和濃度相同,所以最終液面高度相同,但是A漏斗的半透膜面積大,吸水快。例題11.如圖A所示的甲、乙、丙三個(gè)滲透裝置中,三個(gè)漏斗頸的內(nèi)徑相等,漏斗內(nèi)盛有濃度相同的蔗糖溶液,且漏斗內(nèi)液面高度相同,漏斗口均封以半透膜,置于同一個(gè)水槽的清水中。三個(gè)滲透裝置半透膜的面積和所盛蔗糖溶液的體積不同,如下表所示。圖B中曲線1、2、3表示漏斗液面高度隨時(shí)間的變化情況。曲線1、2、3與甲、乙、丙三個(gè)裝置的對應(yīng)關(guān)系應(yīng)是(

裝置編號(hào)甲乙丙半透膜面積SS/2S蔗糖溶液體積TT2TA.1—乙;2—甲;3—丙B.1—丙;2—甲;3—乙C.1—甲;2—乙;3—丙D.1—丙;2—乙;3—甲B具有半透膜——細(xì)胞膜

;半透膜兩側(cè)存在濃度差——細(xì)胞質(zhì)濃度和外界溶液濃度。水分子可以跨過細(xì)胞膜從低濃度進(jìn)入高濃度溶液將哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞放入不同濃度的NaCl溶液中,一段時(shí)間后,觀察細(xì)胞形態(tài)變化實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水動(dòng)物細(xì)胞也是滲透系統(tǒng)清水中高濃度NaCl生理鹽水二、細(xì)胞的吸水與失水一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞能否構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)?實(shí)驗(yàn)結(jié)論滲透作用產(chǎn)生的條件提出假說實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路半透膜2.水進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的原理外界溶液蔗糖溶液相當(dāng)于相當(dāng)于(1)紅細(xì)胞的

相當(dāng)于一層半透膜;(2)水分通過

進(jìn)出紅細(xì)胞。細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)血漿濃度與生理鹽水濃度基本一致,為0.9%細(xì)胞膜滲透作用清水10%NaCl溶液0.9%NaCl溶液①外界溶液溶質(zhì)的濃度<細(xì)胞質(zhì)濃度,細(xì)胞

;現(xiàn)象:②外界溶液溶質(zhì)的濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度,細(xì)胞

;

③外界溶液溶質(zhì)的濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度,細(xì)胞

。吸水膨脹失水皺縮形態(tài)不變半透膜選擇透過性膜實(shí)例玻璃紙細(xì)胞膜透過原理聯(lián)系半透膜的孔隙的大小,比孔隙小的離子和小分子可以自由通過,比孔隙大的分子不能通過主要是膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和數(shù)量,能與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白特定部位結(jié)合的離子和分子可以通過選擇透過性膜一定是半透膜半透膜不一定是具有生物活性的選擇透過性膜比較:

半透膜和選擇透過性膜源于必修1P63“思考·討論”:紅細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜。習(xí)慣上說的半透膜是

薄膜,物質(zhì)能否通過取決于

;選擇透過性膜是

的生物膜,其對不同物質(zhì)的通過性不僅取決于

,還與

有關(guān)。因此細(xì)胞膜和半透膜類似,又有所不同。無生命的物理性微粒的大小具有活性分子大小細(xì)胞的需求例題12.科研人員將人的成熟紅細(xì)胞分別置于蒸餾水和幾種等滲溶液中,測定紅細(xì)胞溶血(溶血是指紅細(xì)胞破裂后血紅蛋白滲出的現(xiàn)象)所需時(shí)間,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。以下敘述錯(cuò)誤的是()

A.紅細(xì)胞膜主要由磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成B.處于等滲溶液中的紅細(xì)胞吸水漲破是由于

溶質(zhì)分子進(jìn)入細(xì)胞導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)濃度升高C.氯化銨、甘油、乙醇、丙酮進(jìn)入紅細(xì)胞的

速度依次減小D.上述實(shí)驗(yàn)可以證明脂溶性物質(zhì)更易通過細(xì)胞膜C例題13.圖甲是人的紅細(xì)胞長時(shí)間處在不同濃度的NaCl溶液中,紅細(xì)胞的體積(V)與初始體積(V0)之比的變化曲線;圖乙是某植物細(xì)胞在一定濃度的NaCl溶液中細(xì)胞失水量的變化情況。下列分析正確的是(

)A.從圖甲可見250mmol·L-1NaCl溶液不影響人紅細(xì)胞的代謝B.圖乙中植物細(xì)胞在5min和11min體積大小明顯不同C.圖乙中A點(diǎn)細(xì)胞失水量最大,此時(shí)細(xì)胞吸水能力最小D.人紅細(xì)胞長時(shí)間處在300mmol·L-1NaCl溶液中可能死亡,圖乙中的處理時(shí)間內(nèi)細(xì)胞一直有生物活性D

清水泡過的青菜鹽腌制過的黃瓜生活中我們會(huì)觀察到:鹽腌制過的黃瓜皺皺巴巴,還會(huì)出很多水;而用清水泡過的青菜卻很硬挺,這是為什么呢?水又是怎樣進(jìn)出植物細(xì)胞呢?

這些現(xiàn)象都說明,植物細(xì)胞也像動(dòng)物細(xì)胞一樣,會(huì)發(fā)生吸水或者失水現(xiàn)象,吸水和失水同樣和外界濃度有關(guān)。3.成熟植物細(xì)胞的吸水和失水對農(nóng)作物施肥過多,會(huì)造成“燒苗”現(xiàn)象細(xì)胞壁(全透性)細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜細(xì)胞液

(具有一定的濃度)原生質(zhì)層液泡外界溶液濃度差成熟植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖:

水分進(jìn)出植物細(xì)胞經(jīng)過細(xì)胞壁、_________(細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、液泡膜)進(jìn)出細(xì)胞,主要是指水經(jīng)過_________進(jìn)出液泡。原生質(zhì)層原生質(zhì)層

1)當(dāng)外界溶液的濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí),植物細(xì)胞就通過___________失水,發(fā)生___________現(xiàn)象。2)將已發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞放入清水中,此時(shí)細(xì)胞液的濃度_______外界清水的濃度,植物細(xì)胞吸水,發(fā)生_______________現(xiàn)象。大于質(zhì)壁分離復(fù)原滲透作用質(zhì)壁分離

根據(jù)前面的實(shí)例,分析植物細(xì)胞在什么情況下會(huì)吸水和失水?原生質(zhì)層是半透膜例題14.為研究成熟植物細(xì)胞的滲透吸水,設(shè)計(jì)簡易滲透吸水裝置如下圖甲所示,圖甲中液面上升的高度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。一成熟植物細(xì)胞放在某外界溶液中發(fā)生的一種狀態(tài)(此時(shí)細(xì)胞有活性)如圖丙所示。下列相關(guān)敘述中錯(cuò)誤的是(

A.由圖甲中漏斗液面上升可知,

實(shí)驗(yàn)開始時(shí)b液體的濃度大于a

液體的濃度B.由圖乙可知,圖甲中漏斗里溶液的吸水速率在一定范圍內(nèi)會(huì)一直下降C.圖丙中相當(dāng)于圖甲中c結(jié)構(gòu)的是③④⑤D.圖丙所示狀態(tài)的細(xì)胞正在發(fā)生滲透吸水D例15.(2022北京海淀區(qū)高三)在無任何相反壓力時(shí),滲透吸水會(huì)使細(xì)胞膨脹甚至破裂,不同的細(xì)胞用不同的機(jī)制解決這種危機(jī)。下圖表示高等動(dòng)物、高等植物與原生生物細(xì)胞以三種不同的機(jī)制避免滲透膨脹,據(jù)此推斷下列說法正確的是(

)A.動(dòng)物細(xì)胞避免滲透膨脹需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助B.植物細(xì)胞吸水達(dá)到滲透平衡時(shí),細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度相等C.若將原生生物置于高于其細(xì)胞質(zhì)濃度的溶液中,其收縮泡的伸縮頻率會(huì)增加D.三種細(xì)胞發(fā)生滲透吸水的原理均為細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜A如何驗(yàn)證原生質(zhì)層是半透膜?考點(diǎn)2探究實(shí)踐——探究植物細(xì)胞的吸水和失水一.實(shí)驗(yàn)原理a.植物細(xì)胞的細(xì)胞壁是全透性的,水分子可以自由通過b.成熟植物細(xì)胞與外界溶液組成一個(gè)滲透系統(tǒng)提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論原生質(zhì)層是不是相當(dāng)于一層半透膜?原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜①制作臨時(shí)裝片,觀察植物細(xì)胞正常形態(tài)

;②將植物細(xì)胞浸潤在

較高濃度的蔗糖溶液中,觀察;③再將植物細(xì)胞浸潤在

清水中,觀察。①細(xì)胞的正常形態(tài)②高濃度蔗糖溶液中③在清水中2.實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)方案預(yù)期結(jié)果①在蔗糖溶液中植物細(xì)胞的中央液泡會(huì)變小,細(xì)胞皺縮;②在清水中植物細(xì)胞的中央液泡會(huì)變大,細(xì)胞膨脹。質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原1.材料選擇活細(xì)胞,有細(xì)胞壁,有大液泡,細(xì)胞液帶有一定顏色。紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞注意:(1)紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮,液泡無色,直接觀察現(xiàn)象不明顯(2)黑藻是高等植物細(xì)胞,含有大液泡和大而清晰的葉綠

體,能觀察到質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象2.實(shí)驗(yàn)步驟蓋上蓋玻片,制成洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片1234滴清水撕取洋蔥鱗片葉外表皮低倍鏡觀察撕取洋蔥鱗片葉時(shí)要不帶葉肉且不宜過大,避免制作裝片時(shí)出現(xiàn)重疊和氣泡,撕取后要放入載玻片上的清水中56低倍鏡觀察在蓋玻片的一側(cè)滴加0.3g/mL的蔗糖溶液,在另一側(cè)用吸水紙吸引,重復(fù)幾次中央液泡逐漸變小,顏色變深,原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分離;細(xì)胞大小基本不變。鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細(xì)胞,不宜作為本實(shí)驗(yàn)的外界溶液78在蓋玻片的一側(cè)滴加清水,在另一側(cè)用吸水紙吸引,重復(fù)幾次低倍鏡觀察中央液泡逐漸變大,顏色變淺,原生質(zhì)層逐漸恢復(fù)到貼近細(xì)胞壁;細(xì)胞大小基本不變。提醒

本實(shí)驗(yàn)是已學(xué)的“用顯微鏡觀察”的實(shí)驗(yàn)中唯一“只在低倍鏡下”觀察的實(shí)驗(yàn)。外界溶液濃度<細(xì)胞液的濃度,細(xì)胞

而出現(xiàn)

;外界溶液濃度>細(xì)胞液的濃度,細(xì)胞

而出現(xiàn)

;失水吸水液泡大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小蔗糖溶液清水變小逐漸恢復(fù)原來大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來位置原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離基本不變基本不變①在清水中:細(xì)胞的正常形態(tài)③在清水中:質(zhì)壁分離復(fù)原②高濃度蔗糖溶液中:

質(zhì)壁分離3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果①是對照組

②是實(shí)驗(yàn)組②是對照組

③是實(shí)驗(yàn)組自身對照自身對照質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原解釋4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:

.原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜

細(xì)胞液濃度越大,細(xì)胞吸水能力越強(qiáng)(細(xì)胞隨著質(zhì)壁分離的進(jìn)行,吸水能力不斷增強(qiáng))。部分植物為了抵抗外界高濃度的不良環(huán)境,細(xì)胞會(huì)通過增加細(xì)胞液濃度,從而增加吸水能力。5.植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因和表現(xiàn)A.原因B.表現(xiàn)a.原生質(zhì)層具有選擇通過性b.細(xì)胞壁伸縮性小于原生質(zhì)層伸縮性宏觀上:植物由堅(jiān)挺→萎蔫微觀上:質(zhì)壁分離液泡(大→?。┘?xì)胞液顏色(淺→深)原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離內(nèi)因外因:外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度質(zhì)壁分離的細(xì)胞中“質(zhì)”和“壁”分別指什么?質(zhì)指原生質(zhì)層,壁指細(xì)胞壁A.實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要選擇紫色洋蔥外表皮細(xì)胞嗎?三、實(shí)驗(yàn)討論B.本實(shí)驗(yàn)選用0.3g/mL的蔗糖溶液作試劑,若濃度過高或過低對實(shí)驗(yàn)有何影響?

不一定。但紫色洋蔥外表皮細(xì)胞含有_色素_,使液泡呈現(xiàn)一定的顏色,更有利于觀察。

選用0.3g/mL的蔗糖溶液作試劑,既明顯出現(xiàn)質(zhì)壁分離,又不會(huì)殺死細(xì)胞。若濃度過高,質(zhì)壁分離速度快,細(xì)胞會(huì)因失水過多而死亡,不能再進(jìn)行質(zhì)壁分離復(fù)原;若濃度過低,不能引起質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離速度太慢。C.只要外界溶液的濃度大于細(xì)胞液的濃度,細(xì)胞就會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離嗎?請簡述原因。D.發(fā)生質(zhì)壁分離的洋蔥表皮細(xì)胞的原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間是何物質(zhì)?

不一定。因?yàn)橘|(zhì)壁分離是_成熟_的活的植物細(xì)胞具有的生理現(xiàn)象,未成熟的植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。

因?yàn)榧?xì)胞壁是_全透_性的,所以洋蔥表皮細(xì)胞原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間是外界溶液(濃度會(huì)降低)E.若用適宜濃度的KNO3溶液進(jìn)行該實(shí)驗(yàn),結(jié)果會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原嗎?請簡述原因。

F.動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞吸水和失水后的狀態(tài)相同嗎?試分析原因。

會(huì)。開始外界溶液濃度較大,細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離;細(xì)胞主動(dòng)運(yùn)輸形式吸收K+和NO3-后,隨著細(xì)胞液濃度增大,質(zhì)壁分離又會(huì)自動(dòng)復(fù)原。

不同。動(dòng)物細(xì)胞吸水較多時(shí)可漲破,植物細(xì)胞則不會(huì)漲破,因?yàn)橹参锛?xì)胞壁具有保護(hù)作用。失水后的植物細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離,而動(dòng)物細(xì)胞則是皺縮。G.氣孔是保衛(wèi)細(xì)胞之間形成的凸透鏡狀的小孔

氣孔在光合、呼吸、蒸騰作用等氣體代謝中,成為空氣和水蒸汽的通路,其通過量是由保衛(wèi)細(xì)胞的開閉作用來調(diào)節(jié),保衛(wèi)細(xì)胞吸水時(shí),氣孔張開;保衛(wèi)細(xì)胞失水時(shí),氣孔閉合.所以控制氣孔的開閉的結(jié)構(gòu)是保衛(wèi)細(xì)胞.例題1.質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)可以說明或證明下列中的()①植物細(xì)胞的死活②原生質(zhì)層的伸縮性比細(xì)胞壁的伸縮性大③當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞滲透失水;反之,細(xì)胞則滲透吸水④原生質(zhì)層具有選擇透過性⑤細(xì)胞壁的主要成分是纖維素BA.①③④⑤ B.①②③④C.②③④⑤ D.①④⑤具有活性的細(xì)胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原例題2.下列有關(guān)質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)的敘述,不正確的是(

)A.紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的液泡中有色素,有利于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察B.觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)時(shí),必須始終保持細(xì)胞的活體狀態(tài)C.用紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位觀察到的質(zhì)壁分離程度可能不同D.以洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮為材料不能觀察到質(zhì)壁分離E.用黑藻葉片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),葉綠體的存在會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察F.植物細(xì)胞的原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、和細(xì)胞核G.成熟植物細(xì)胞在發(fā)生質(zhì)壁分離過程中,細(xì)胞的吸水能力逐漸減弱H.需要高倍顯微鏡下才能觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離不明顯DEFGH(2)材料用具:顯微鏡,鑷子,刀片,吸管,載玻片,蓋玻片,吸水紙,蒸餾水,質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液,蠶豆葉片。(3)實(shí)驗(yàn)步驟:①取載玻片2片,分別在中央滴加蒸餾水和蔗糖溶液各一滴。②

。③

。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測及結(jié)論:①

。②

。例3.植物葉片表皮上分布有大量氣孔,如圖為氣孔結(jié)構(gòu)示意圖,氣孔兩側(cè)的細(xì)胞稱為保衛(wèi)細(xì)胞,決定著氣孔的開閉。有人提出氣孔的開閉與保衛(wèi)細(xì)胞的吸水和失水有關(guān)。請你根據(jù)所給的材料和用具設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),探究保衛(wèi)細(xì)胞吸水和失水與氣孔開閉之間的關(guān)系,并得出相應(yīng)的結(jié)論。

(1)實(shí)驗(yàn)原理:

?;罴?xì)胞在不同濃度的溶液中會(huì)發(fā)生滲透失水或吸水用鑷子撕取蠶豆葉片下表皮兩塊,分別置于載玻片中央的液滴中,蓋上蓋玻片將裝片分別置于顯微鏡下觀察如果蒸餾水中氣孔開放,蔗糖溶液中氣孔關(guān)閉,說明失水使氣孔關(guān)閉,吸水使氣孔開放如果蒸餾水中氣孔關(guān)閉,蔗糖溶液中氣孔開放,說明失水使氣孔開放,吸水使氣孔關(guān)閉例4(2019全國1,12分.將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進(jìn)行干旱處理,該植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大,葉片中的脫落酸(ABA)含量增高,葉片氣孔開度減小,回答下列問題。(1)經(jīng)干旱處理后,該植物根細(xì)胞的吸水能力

。(2)與干旱處理前相比,干旱處理后該植物的光合速率會(huì)

,出現(xiàn)這種變化的主要原因是

。增強(qiáng)降低氣孔開度減小使供應(yīng)給光合作用所需的CO2減少(3)有研究表明:干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。請以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這一結(jié)論。要求簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。

取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度,經(jīng)干旱處理后,再測定氣孔開度,預(yù)期結(jié)果:是干旱處理前后氣孔開度不變。將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組,在干旱條件下,一組進(jìn)行ABA處理,另一組作為對照組,一段時(shí)間后,分別測定兩組的氣孔開度,預(yù)期結(jié)果:是ABA處理組氣孔開度減小,對照組氣孔開度不變。(1)判斷植物細(xì)胞的生活狀況判斷細(xì)胞死、活的方法:染色排除法、細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)、質(zhì)壁分離和復(fù)原例題5.持續(xù)觀察在0.3g/mL蔗糖溶液中的洋蔥表皮細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)中央液泡逐漸變小,說明(

)

A.細(xì)胞壁是一層半透膜

B.洋蔥表皮細(xì)胞已經(jīng)死亡

C.蔗糖溶液濃度小于細(xì)胞液濃度

D.細(xì)胞液的濃度逐漸增大D四.拓展應(yīng)用(2)測定植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度范圍細(xì)胞液的濃度介于二者之間(介于未分離和剛要分離之間)例題6.將洋蔥鱗片葉放在0.45mol/L蔗糖溶液中,細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離;放在0.35mol/L的蔗糖溶液中,細(xì)胞有脹大趨勢,放在0.4mol/L的蔗糖溶液中,細(xì)胞幾乎不發(fā)生變化,這表明(

)

A.洋蔥表皮細(xì)胞已經(jīng)死亡

B.細(xì)胞膜不允許水分子自由通過

C.蔗糖分子進(jìn)入細(xì)胞導(dǎo)致滲透平衡

D.細(xì)胞液濃度為0.4mol/L左右D(3)比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度例題7.將不同植物的三個(gè)未發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞置于同一蔗糖溶液中,形態(tài)不再變化后的細(xì)胞圖像如下圖。則有關(guān)各細(xì)胞實(shí)驗(yàn)前細(xì)胞液濃度的判斷,正確的是(

)

A.甲>乙>丙

B.乙>甲>丙

C.乙>丙>甲

D.丙>甲>乙B例題8.下圖表示以洋蔥表皮為材料及清水、0.3g/mL蔗糖溶液、0.5g/mL蔗糖溶液、0.3g/mL尿素溶液進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)(時(shí)間1表示開始用四種溶液分別處理洋蔥表皮;時(shí)間2表示開始用清水處理洋蔥表皮),測得該細(xì)胞原生質(zhì)體體積變化,圖中代表尿素溶液處理結(jié)果的是()

A.aB.bC.cD.dB(4)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)(5)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的水肥管理合理施肥:施肥要適度合理灌溉(6)生活中殺菌、防腐、腌制食品過高濃度殺死細(xì)胞例題9.將新鮮的蘿卜切成長度為6cm、粗細(xì)相同的蘿卜條,再將它們分別放入四組不同濃度的蔗糖溶液以及一組硝酸鉀溶液中,一段時(shí)間后測得蘿卜條長度如表所示。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()組別蔗糖溶液a蔗糖溶液b蔗糖溶液c蔗糖溶液d硝酸鉀溶液長度6.1

cm5.8

cm5.5

cm5.5

cm5.8

cmA.該蘿卜細(xì)胞液的滲透壓處于a與b之間B.溶液c中蘿卜細(xì)胞的細(xì)胞液濃度增大,吸水能力增強(qiáng)C.溶液d中蘿卜細(xì)胞可能因失水過多而死亡D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),硝酸鉀溶液與溶液b中蘿卜細(xì)胞液的滲透壓相同D例10.(2021·廣東,13)保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹使植物氣孔張開。適宜條件下,制作紫鴨跖草葉片下表皮臨時(shí)裝片,觀察蔗糖溶液對氣孔開閉的影響,如圖為操作及觀察結(jié)果示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是(

A.比較保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞液濃度,③處理后>①處理后B.質(zhì)壁分離現(xiàn)象最可能出現(xiàn)在滴加②后的觀察視野中C.滴加③后有較多水分子進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞D.推測3種蔗糖溶液濃度高低為②>①>③AA.從細(xì)胞角度分析

a.具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞才可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。

b.死細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞(如根尖分生區(qū)細(xì)胞)不發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。B從溶液角度分析

a.在溶質(zhì)可穿膜的溶液中(如KNO3溶液等)細(xì)胞會(huì)發(fā)生先質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象。

b.在溶質(zhì)不能穿膜的溶液中細(xì)胞只會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,不能自動(dòng)復(fù)原。

c.在高濃度溶液中細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,但會(huì)因過度失水而死亡,不再復(fù)原。五.【方法技巧】有關(guān)細(xì)胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原的分析細(xì)胞略膨脹,但是由于細(xì)胞壁的存在,原生質(zhì)體的體積不能無限增大

細(xì)胞先因滲透失水而發(fā)生質(zhì)壁分離,后由于尿素能進(jìn)入細(xì)胞,使得質(zhì)壁分離后的細(xì)胞因吸水而自動(dòng)復(fù)原。

蒸餾水

蔗糖不能進(jìn)入細(xì)胞,因此質(zhì)壁分離后細(xì)胞不能發(fā)生自動(dòng)復(fù)原

例11.(2021·鄭州十校改編)圖甲是人的紅細(xì)胞長時(shí)間處在不同濃度的NaCl溶液中,紅細(xì)胞的體積(V)與初始體積(V0)之比的變化曲線;圖乙是某植物細(xì)胞在一定濃度的NaCl溶液中細(xì)胞失水量的變化情況。下列分析正確的是

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