(共46张PPT)
第1节 被动运输
第1课时 细胞吸水和失水
第4章 细胞的物质输入和输出
课标内容要求
核心素养对接
必备知识·自主预习储备
01
半透膜
水的相对含量高
相对含量低
半透膜
浓度差
半透膜
＜
＞
＝
大于
质壁分离
小于
质壁分离复原
关键能力·重难探究达成
02
核心点一
核心点二
应用创新·问题情境探究
03
学习效果·随堂评估自测
04
点击右图进入…
课
时
分
层
作
业
谢谢观看 THANK YOU!
W
:特性一①
性，即水分子自由通过：
②伸缩性
细胞膜
原生质层：特性一①具有
细胞质
相当于
:液泡内的液体
②伸缩性
蔗糖分子
半透膜
水分子松
蔗糖
溶液
5
半透膜
一段时间后
清水
清水“
①
2
浅仰芹
△h
S1溶液
S2溶液
半透膜
我仰
h
团结守纪勤学春
渗透作用的
一是要有半透膜；
两个条件
二是要有浓度差
细胞的
吸水和
动物细胞
吸水会膨胀，甚至涨破；
失水
失水会皱缩
成熟植物
失水会发生质壁分离；
细胞
吸水会发生质壁分离复原
a
b
C(共43张PPT)
第1节 被动运输
第2课时 探究植物细胞的吸水和失水与被动运输
第4章 细胞的物质输入和输出
课标内容要求
核心素养对接
必备知识·自主预习储备
01
扩散
能量
扩散
转运蛋白
载体蛋白
通道蛋白
转运蛋白
能量
转运蛋白
高浓度
低浓度
关键能力·重难探究达成
02
核心点
应用创新·问题情境探究
03
学习效果·随堂评估自测
04
点击右图进入…
课
时
分
层
作
业
谢谢观看 THANK YOU!
W
a
一
一
b
0
被转运分子的浓度差
浅仰芹
探究植物细胞的吸水和失水
实例02、C02、乙醇等
实验材料：紫色洋葱
自由
鳞片叶外表皮细胞
护散
条件
浓度差
实验原理：植物细胞
的原生质层相当于一
实例：葡萄糖进入哺乳
层半透膜；细胞壁的
被动运输
动物成熟的红细胞，小分
伸缩性比原生质层小；
子或离子穿过通道蛋白
外界溶液浓度>细胞
图
转运蛋白
液浓度
条件
浓度差
我仰
h
团结守纪勤学春(共18张PPT)
第1节 被动运输
探究实践 探究植物细胞的吸水和失水
第4章 细胞的物质输入和输出
作出假设
进行实验
表达和交流
大
细胞壁
选择透过
失水
吸水
变小
与细胞壁分离
变深
基本不变
谢谢观看 THANK YOU!
制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片
∫①有一个
的中央大液泡
低倍显微镜下观察
②原生质层紧贴细胞壁
0.3 g/mL
吸水纸吸！
(临时装片)①中央液泡
低倍显微镜下观察
紫色
②原生质层与细胞壁
吸水纸
吸引
清水
(临时装片，①中央液泡
。
紫色
低倍显微镜下观察
②原生质层逐渐贴紧细胞壁
制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片
∫①有一个
的中央大液泡
低倍显微镜下观察
②原生质层紧贴细胞壁
0.3 g/mL
吸水纸吸！
(临时装片)①中央液泡
低倍显微镜下观察
紫色
②原生质层与细胞壁
吸水纸
吸引
清水
(临时装片，①中央液泡
。
紫色
低倍显微镜下观察
②原生质层逐渐贴紧细胞壁
原生质层具有选择透过性
内因
原生质层比细胞壁的伸缩
(1)原因
性大
→外因一外界溶液浓度>细胞液浓度
宏观上：植物由坚挺→萎蔫
液泡（大→小）
(2)表现微观上：
细胞液颜色（浅→深）
质壁分离
原生质层与细胞壁分离
浅仰芹第1节 被动运输
第1课时 细胞吸水和失水
1．阐明细胞膜具有选择透过性。2．实验：通过模拟实验探究膜的透性。 1．生命观念——运用结构与功能观的观念，解释细胞通过渗透作用吸水或失水与其结构相适应。2．科学思维——通过对渗透作用现象进行分析，理解渗透作用原理。3．社会责任——基于细胞渗透吸水和失水，能够指导农业生产合理施肥。
一、水进出细胞的原理
1．渗透作用
(1)含义：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。
(2)方向：从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
2．渗透作用具备的两个条件
(1)具有③半透膜。
(2)膜两侧①②具有浓度差。
二、细胞的吸水和失水
1．动物细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜。
(2)条件及现象
过程 条件 现象
吸水 外界溶液的浓度＜细胞质的浓度
失水 外界溶液的浓度＞细胞质的浓度
平衡 外界溶液的浓度＝细胞质的浓度
2．植物细胞的吸水和失水
(1)成熟植物细胞的结构
(2)原理和现象
①外界溶液浓度大于细胞液浓度时，发生质壁分离现象。
②外界溶液浓度小于细胞液浓度时，发生质壁分离复原现象。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．水分子通过细胞壁的扩散称为渗透作用。 ( )
2．渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。 ( )
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．植物细胞的细胞液是指细胞内的液体。 ( )
5．当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，可能会发生质壁分离，即细胞质与细胞壁分离。 ( )
提示：1．× 细胞壁是全透的，不能相当于半透膜，水分子通过细胞壁的扩散，不能称为渗透作用。
2．× 渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是物质的量浓度。
3．× 动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜，能发生渗透作用。
4．× 液泡中的液体才称为细胞液。
5．× 质壁分离是原生质层与细胞壁分离。
渗透现象原理及条件
1．渗透现象的分析
(1)图示
(2)原理分析
(3)分析上图②可知：Δh产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换速率相等时，液面不再升高。
2．半透膜、选择透过性膜以及生物膜的区别
概念范畴 特点
半透膜 物理学上的概念 物质能否通过半透膜取决于半透膜孔隙直径的大小
选择透过性膜 生物学上的概念 具有生物活性，即使是小分子，只要不是细胞选择吸收的，也不能通过。选择透过性膜可以看成是功能完善的一类半透膜
生物膜 活的生物膜属于选择透过性膜。当细胞死亡后，细胞膜等生物膜变为全透性
1．如果渗透实验中，烧杯内不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，漏斗管内液面还会升高吗？
提示：漏斗管内液面不会升高，因为半透膜两侧溶液没有浓度差。
2．渗透实验中，液面高度差H会不会一直升高，为什么？
提示：不会。漏斗管中的液面升高时，液体产生的静水压也随之变大，当静水压增大到和渗透压相等时(以半透膜为界，二者的方向相反，静水压向外、渗透压向内)，单位时间内透过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等。因此，液面高度差不会一直升高。
3．如果渗透实验中，半透膜的面积增大一倍，其他条件不变，液面高度差H会不会变化？达到H的时间会不会变化？
提示：半透膜两侧溶液的浓度差不变，液面高度差H不会变，但是由于半透膜面积增大，因此达到H的时间会变短。
1．如图是研究渗透作用的实验装置，漏斗内外有不同浓度的同一种溶液S1和S2，实验起始时漏斗内外液面相平。下列说法错误的是( )
A．实验开始时S1浓度大于S2浓度
B．渗透平衡时S1浓度大于S2浓度
C．渗透平衡时无物质透过半透膜
D．如果将S2浓度适当降低，则渗透平衡时液面差更大
C [开始实验后出现了液面差，说明发生了渗透作用，漏斗内液面上升溶液量增多，说明实验开始时S1的浓度大于S2的浓度，A正确；渗透平衡时存在液面差，液面差产生的水分运输的阻力需要半透膜两侧的浓度差产生的水分运输的动力来抵消，所以渗透平衡时浓度不相等，且漏斗内液面高于漏斗外，说明渗透平衡时S1浓度大于S2浓度，B正确；渗透平衡时，S1溶液中水分子与S2溶液中水分子的移动只是处于动态平衡，仍然透过半透膜，C错误；如果将S2浓度适当降低，那么漏斗内外溶液浓度差将增大，水分子向漏斗内运输的速率将会更快，渗透平衡时的液面差也将会更大，D正确。]
2．如图为某同学制作的渗透装置及实验结果，开始时两个漏斗里面的液面都和外面水槽中的水面相平。下列有关分析正确的是( )
A．若a、b中均为蔗糖溶液，则两者起始浓度相同
B．若a、b中均为蔗糖溶液，则两者当前浓度相同
C．此时若将水槽中水换为b中溶液，则a液面将上升
D．此时若将水槽中水换为a中溶液，则b液面将下降
D [若a、b中均为蔗糖溶液，b中液面高于a，说明b的起始浓度大于a，A错误；若a、b中均为蔗糖溶液，b中液面高于a，说明b的当前浓度高于a，B错误；b中溶液浓度大，当水槽中水换为b中溶液时，a中的水将进入水槽使液面下降，C错误；a中溶液浓度大于清水，当水槽中换上它时，b中的水将进入水槽使液面下降，D正确。]
有关渗透现象的两点提醒
(1)两溶液间的水分子进行双向运动，实际观察到的只是水分子双向运动差异所导致的液面变化。
(2)当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。
动植物细胞的吸水和失水
1．动植物细胞都是渗透系统
2．细胞吸水和失水原理在生产生活中的应用
(1)对农作物的合理灌溉，既满足了作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于水分的吸收。
(2)盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是由土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水甚至失水造成的。
(3)糖渍、盐渍食品不易变质的原因是高浓度的溶液使微生物(如细菌)不能生存和繁殖，从而能较长时间保存食物。
(4)医用生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。
3．下表资料显示四组马铃薯条分别浸入Ⅰ～Ⅳ四种不同溶液，1 h后马铃薯条质量变化的百分率，假设溶质不被吸收，根据表中资料可得到的结论是( )
溶液 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
质量变化百分率 ＋5% －5% －3% 0%
A．溶液Ⅰ的浓度最小
B．溶液Ⅱ的浓度小于溶液Ⅲ
C．溶液Ⅳ的浓度最大
D．溶液Ⅳ是蒸馏水
A [马铃薯条在Ⅰ溶液中吸水，在Ⅱ溶液中失水较多，在Ⅲ溶液中失水较少，在Ⅳ溶液中吸水失水达到动态平衡，故外界四种溶液浓度大小为Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅰ。]
判断细胞能否发生质壁分离及复原的方法
(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不发生质壁分离。
②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离。
(2)从溶液角度分析
①在一定浓度、溶质不能穿膜的溶液中发生质壁分离。
②在一定浓度、溶质可穿膜的溶液中先发生质壁分离后自动复原。
③在过高浓度溶液中可发生质壁分离，但一般不会发生复原。
生活中经常出现下列情况：(1)吃较咸的食物，如连续嗑带盐的瓜子，口腔和唇的黏膜感觉干涩；(2)白菜剁碎做馅时常常要放一些盐，稍等一会儿可见有水分渗出；(3)卖菜的阿姨往青菜上喷水，使已经萎蔫的蔬菜变得硬挺、新鲜。
通过对情景材料的分析知，生活中好多现象与细胞的吸水和失水有关，那么这些生活现象为什么会出现，由此可形成科学思维的学科素养。
(1)为什么连续嗑带盐的瓜子，口腔和唇的黏膜感觉干涩？(科学思维)
提示：连续嗑带盐的瓜子使细胞外液浓度升高，导致口腔上皮细胞失水。
(2)卖菜的阿姨往菜上喷水，使已经萎蔫的蔬菜变得硬挺、新鲜的原因是什么？(科学思维)
提示：卖菜的阿姨往青菜上喷水，青菜细胞周围水溶液的浓度小于青菜细胞液的浓度，青菜细胞吸水。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 要 点 强 化 识 记
结论语句(1)渗透作用发生的两个条件：一是半透膜，二是浓度差。(2)原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。(3)植物细胞发生质壁分离的原因：①外界溶液浓度大于细胞液浓度。②原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。(4)只有活的成熟植物细胞才可发生质壁分离，动物细胞和根尖分生区细胞不能发生质壁分离。
1．疟原虫可以寄生在红细胞内，使人患疟疾，要判断一个人是否患疟疾，应取血样放在什么溶液中制片检查( )
A．0.9%的盐水 B．清水
C．浓盐水 D．0.1%葡萄糖溶液
B [疟原虫寄生在红细胞内不易检查，因此要判断一个人是否患疟疾，应取血样放在清水中，使红细胞吸水涨破，释放出疟原虫，B项正确，A、C、D三项均错误。]
2．右图为渗透装置示意图，a、b分别为不同浓度的蔗糖溶液。据图判断，下列叙述错误的是( )
A．若c为一层纱布，则不会发生此现象
B．实验开始时，c两侧的溶液浓度大小是a>b
C．实验过程中漏斗管内的液面先上升后保持稳定
D．当漏斗管内的液面停止上升时，水分子进出漏斗达到动态平衡
B [纱布不能作为半透膜，则漏斗内的蔗糖会扩散到外界溶液中，浓度差无法维持，液面不会上升，A项正确；由图知，b漏斗液面上升，故实验开始时溶液浓度大小是b>a，B项错误；实验过程中漏斗管内的溶液浓度较大，水分子进入漏斗内的多于从漏斗出来的，液面先上升，达到一定高度后液面不再上升，水分子进出漏斗达到动态平衡，C、D项正确。]
3．将人的红细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡半小时之后的结果如图所示，依照红细胞外形的变化判断蔗糖溶液的浓度，由高到低排列，正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A．甲>乙>丙>丁 B．丁>甲>乙>丙
C．丙>丁>甲>乙 D．丙>乙>丁>甲
D [水是从低浓度的一侧通过细胞膜到达高浓度的一侧。甲中的红细胞吸水破裂，说明其所处的蔗糖溶液的浓度最低；乙中的红细胞基本保持正常状态，说明水分子进出细胞处于动态平衡，其所处的蔗糖溶液的浓度与细胞质浓度相等；丙中红细胞失水而皱缩，说明其所处的蔗糖溶液的浓度最高；丁中的红细胞吸水膨胀但没有破裂，说明其所处的蔗糖溶液的浓度低于细胞质浓度，但高于甲的蔗糖溶液的浓度，即蔗糖溶液的浓度由高到低为丙>乙>丁>甲。综上所述，D正确。]
4．植物体内有三个相邻的细胞a、b、c，已知它们的细胞液浓度大小关系是a>b>c，那么它们之间水分渗透的方向表示正确的是( )
A B C D
C [a的细胞液浓度最大，所以b和c都失水，a吸水；b的细胞液浓度大于c，所以b又从c吸水，C正确。]
1/9第2课时 探究植物细胞的吸水和失水与被动运输
1．举例说明有哪些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量。2．实验：观察植物细胞的质壁分离和复原。 1．科学探究——利用给定实验条件，设计并实施探究实验方案，探究植物细胞的吸水与失水。2．科学思维——通过模型与建模的方法，归纳比较两种被动运输方式的异同。
一、被动运输
被动运输：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的跨膜运输方式，包括自由扩散和协助扩散。
二、自由扩散和协助扩散
1．自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。
2．协助扩散：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。
3．转运蛋白：包括载体蛋白和通道蛋白两种类型。
4．图示及比较
自由扩散(也叫简单扩散) 协助扩散(也叫易化扩散)
条件 不需要转运蛋白，不消耗能量 需要转运蛋白，不消耗能量
运输方向 高浓度一侧→低浓度一侧
举例 O2和CO2 葡萄糖、氨基酸的顺浓度跨膜运输
问题：协助扩散需要借助载体蛋白或通道蛋白，其运输与磷脂双分子层还有关系吗？
提示：有，磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，协助扩散是跨膜运输的一种，其运输必然与磷脂双分子层有关。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．物质跨膜运输都是顺相对含量梯度进行的。 ( )
2．细胞对于物质的输入和输出具有选择性。 ( )
3．相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内。 ( )
4．葡萄糖进入红细胞的过程不需要载体蛋白的协助。 ( )
提示：1．× 物质运输可以逆相对含量梯度进行。
2．√
3．× 一些离子进入细胞的方式是主动运输。
4．× 葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助。
自由扩散和协助扩散
1．膜上的两种转运蛋白
名称 转运对象 特点
载体蛋白 与自身结合部位相适应的分子或离子 每次转运时都会发生自身构象的改变
通道蛋白 与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子 转运分子不需要与通道蛋白结合
2．影响自由扩散和协助扩散的因素
方式 影响因素 影响趋势 曲线
自由扩散 膜两侧物质的浓度差 与浓度差呈正相关
协助扩散 ①膜两侧物质的浓度差；②膜上转运蛋白的种类和数量 当转运蛋白达到饱和时，物质浓度增加，物质的运输速率也不再增加
水分子进出细胞的方式
(1)通过自由扩散方式进出细胞。
(2)借助于水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。
1．如图是在停止能量供应的条件下得出的曲线，图中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，下列叙述正确的是( )
A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输
B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面
C．方式b的最大转运速率与转运蛋白数量有关
D．方式a和b的转运速率均与物质的浓度差成正比
C [分析坐标曲线可知，a为自由扩散，b为协助扩散。脂溶性小分子物质通过自由扩散(即方式a)运输，A错误；方式a与载体蛋白无关，只与物质浓度有关，B错误；方式b的最大转运速率与转运蛋白的种类和数量有关，C正确；自由扩散(即方式a)与膜两侧物质的浓度差成正比，当协助扩散(即方式b)转运蛋白达到饱和时，物质浓度再增加，物质的运输速率也不再增加，D错误。]
2．下图表示葡萄糖跨膜运输的过程，据图分析正确的是( )
A．该膜中的转运蛋白也能运输氨基酸
B．该方式发生在被转运物质从低浓度到高浓度时
C．该膜可能是哺乳动物的红细胞膜
D．与该过程有关的细胞器是线粒体和核糖体
C [细胞膜上的转运蛋白具有专一性，运输葡萄糖的转运蛋白不能运输氨基酸；需要转运蛋白协助而不消耗能量的运输方式为协助扩散，它是被动运输的一种，其运输方向为顺浓度梯度；哺乳动物红细胞吸收葡萄糖的方式就是协助扩散；协助扩散不消耗能量，与协助扩散有关的细胞器不包括线粒体。]
解答有关被动运输的题目应掌握以下三点
(1)被动运输是物质顺浓度梯度的扩散，不耗能。
(2)自由扩散不需转运蛋白的协助，协助扩散则需转运蛋白的协助。转运蛋白具有特异性，不同细胞膜上转运蛋白的种类和数目也不同。
(3)小分子脂溶性物质如甘油、苯、乙醇等以自由扩散的方式进出细胞，水分子则主要通过通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。
葡萄糖转运蛋白家族包括GLUT1～GLUT14，均参与葡萄糖的运输。GLUT2是肝细胞的葡萄糖转运蛋白，其作用过程如图所示：
由材料分析知，葡萄糖转运蛋白均参与葡萄糖的运输，这与结构与功能观相关联，同时又会有运输方式的相关问题，由此会形成生命观念和科学思维的学科素养。
(1)与葡萄糖转运蛋白的合成和运输有关的细胞器有哪些？(生命观念)
提示：转运蛋白的化学本质是蛋白质，与其合成和运输有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
(2)上述葡萄糖进入肝细胞的方式是什么？影响葡萄糖进入肝细胞速率的因素有哪些？(科学思维)
提示：由于葡萄糖的运输方向是顺浓度梯度且需要转运蛋白，故葡萄糖进入细胞的方式是协助扩散。影响协助扩散的因素有细胞内外葡萄糖的浓度差和GLUT2转运蛋白的数量。
(3)上述转运蛋白转运葡萄糖的过程中，其空间结构发生了变化，能否继续转运葡萄糖？其与通道蛋白有什么异同点？(科学思维)
提示：①转运蛋白可以反复利用，在行使功能过程中不被“消耗”，此转运蛋白为载体蛋白。
②二者的相同点：均起运输作用。
不同点：a．每种载体蛋白能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象改变介导溶质分子的跨膜转运，具有饱和性。
b．通道蛋白介导被动运输时不需要与溶质分子结合，只有直径和形状与其相适配、大小和电荷适宜的分子或离子才能通过，没有饱和值。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 要 点 强 化 识 记
结论语句(1)原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。(2)植物细胞发生质壁分离的原因：①外界溶液浓度大于细胞液浓度。②原生质层相当于一层半透膜；原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。(3)只有活的成熟植物细胞才可发生质壁分离，动物细胞和根尖分生区细胞不能发生质壁分离。(4)被动运输包括自由扩散和协助扩散，二者都是顺浓度梯度进行跨膜运输的。(5)自由扩散既不需要转运蛋白，也不需要能量，气体及脂溶性物质以自由扩散方式运输，水以自由扩散和协助扩散方式运输。(6)协助扩散需要转运蛋白，但不需要能量，实例是红细胞吸收葡萄糖。
1．以紫色洋葱鳞茎表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误的是( )
A．在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小
B．滴加30%的蔗糖溶液比10%的蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短
C．发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，说明细胞保持活性
D．用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离
D [植物细胞发生质壁分离的外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，液泡变小，颜色加深，A正确；浓度差越大，细胞失水速度越快，B正确；发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，说明是活细胞，C正确；用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液一样可以引起细胞质壁分离，还可能发生质壁分离的自动复原，D错误。]
2．细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以自由扩散方式通过细胞膜的是( )
A．Na＋ B．二氧化碳
C．RNA D．胰岛素
B [一般Na＋内流时属于协助扩散，Na＋外流时属于主动运输，A项错误；二氧化碳的运输属于自由扩散，B项正确；RNA不通过细胞膜，C项错误；胰岛素是通过胞吐的方式被分泌出细胞的，D项错误。]
3．有些物质的运输需要转运蛋白协助。下列关于转运蛋白的叙述不正确的是( )
A．载体蛋白在转运物质时，自身构象会发生变化
B．通道蛋白可分为水通道蛋白和离子通道蛋白
C．载体蛋白能运输与其适应的分子和离子，所以不具特异性
D．肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用都与水通道蛋白的结构和功能直接相关
C [载体蛋白在转运物质时，自身构象会发生变化，A正确；通道蛋白可分为水通道蛋白和离子通道蛋白，B正确；载体蛋白具有特异性，C错误；水分子更多的是借助水通道蛋白进入细胞，所以肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用都与水通道蛋白的结构和功能直接相关，D正确。]
4．甲、乙两种物质分别依赖自由扩散和协助扩散进入细胞，若以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则( )
A．甲运输被促进 B．乙运输被促进
C．甲运输被抑制 D．乙运输被抑制
D [协助扩散必须有转运蛋白参与才能进行，否则将被抑制。]
5．某同学进行“植物细胞质壁分离和复原”实验。所用材料为紫色的洋葱鳞片叶，试剂是蔗糖溶液和清水。请回答下列问题：
(1)该实验的自变量是__________________。观察的对象是洋葱鳞片叶表皮细胞中________大小，以及________的位置。
(2)如图是某同学进行该实验时拍下的显微照片，照片是否属于物理模型？________(填“是”或“否”)。此时细胞液浓度与外界溶液浓度的大小关系是__________________。
(3)若质壁分离后不能复原，则导致细胞失水过度而死亡的原因可能有：①________，②________。若改用相同质量浓度的葡萄糖溶液则会使细胞开始发生质壁分离时所用时间更________(填“长”或“短”)。
[解析] (1)由分析可知，植物细胞质壁分离和复原实验的自变量是清水和蔗糖溶液。该实验的观察对象是洋葱鳞片叶表皮细胞中液泡的大小、颜色的深浅及原生质层的位置。
(2)拍摄的显微照片没有模型构建的过程，不属于构建物理模型。在观察植物细胞质壁分离与复原的实验中，当细胞处于质壁分离状态时，此时细胞可能正在发生质壁分离；也可能完成质壁分离，细胞与外界溶液处于相对平衡状态；还可能处于质壁分离的复原过程中。因此，此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是细胞液浓度大于、等于或小于外界溶液浓度。
(3)若质壁分离后不能复原，则导致细胞失水过度而死亡的原因可能是蔗糖溶液浓度过大，也可能是质壁分离时间过长。由于葡萄糖的相对分子质量小于蔗糖，因此相同质量浓度的葡萄糖溶液物质的量浓度高于蔗糖，所以开始发生质壁分离时所用时间更短。
[答案] (1)清水和蔗糖溶液(或不同浓度的外界溶液) 液泡 原生质层
(2)否 细胞液浓度大于、等于或小于外界溶液浓度(不能确定)
(3)蔗糖溶液浓度过大 质壁分离时间过长 短
2/8[实验基础·自主学习]
1．探究过程
提出问题→作出假设→实验设计思路→进行实验→记录结果→分析结果，得出结论→表达和交流→进一步探究。
2．实验原理
(1)原生质层与细胞壁的特点：
①原生质层的伸缩性比细胞壁大。
②细胞壁是全透性的，原生质层具有选择透过性。
(2)溶液浓度对细胞的影响：
①当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞将失水。
②当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞将吸水。
3．实验步骤及现象
4．实验结果
外界溶液 中央液泡大小 原生质层的位置 细胞大小 液泡颜色
蔗糖溶液 变小 与细胞壁分离 基本不变 变深
清水 恢复原状 与细胞壁紧贴 基本不变 变浅
5．实验结论：原生质层相当于一层半透膜。
[实验关键·探究学习]
1．质壁分离的原因及表现分析
2．实验需要注意的问题
(1)实验成功的关键之一是实验材料的选择。要选取成熟的、活的且液泡带有一定颜色的植物组织进行实验，便于观察实验现象。
(2)滴加蔗糖溶液或清水时，应在载物台上操作。
(3)选用的蔗糖溶液浓度要适宜。过低，不足以引起质壁分离或质壁分离所需时间过长；过高，可能造成植物细胞失水过多、过快而死亡。
(4)当以可吸收的物质作溶质时(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)，可出现质壁分离及自动复原现象。
3．本实验中的对照设置
本实验存在两组对照实验，均为自身对照。自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。
4．质壁分离实验的拓展应用
(1)判断细胞的生活情况：只有活的植物细胞才能发生质壁分离。
(2)比较不同植物细胞的细胞液浓度
＋发生质壁分离
所需时间越短，细胞液浓度越小，反之细胞液浓度越大。
(3)测定细胞液浓度范围
＋细胞液浓度
介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间。
[实验应用·对点练习]
1．在“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如图所示)。下列有关叙述错误的是( )
A．第二次吸水纸的作用是引导蒸馏水在盖玻片下流动，使植物细胞完全浸润在蒸馏水中
B．若第一次滴加的液体是适宜浓度的乙二醇，不用滴加清水也能观察到质壁分离的复原
C．第一次显微镜观察，主要是观察紫色液泡的大小以及原生质层的位置
D．用质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液完成该实验效果更好
D [第二次吸水纸的主要作用是吸引蒸馏水在盖玻片下流动，使植物细胞完全浸润在蒸馏水中，使细胞发生质壁分离复原，A正确；乙二醇可以通过自由扩散的方式进入细胞，若第一次滴加适宜浓度的乙二醇，则细胞发生质壁分离后可自动复原，B正确；第一次显微镜观察植物细胞的正常形态，主要是观察紫色液泡的大小以及原生质层的位置，C正确；质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液会使细胞失水过多而死亡，D错误。]
2．与植物细胞的吸水和失水的探究实验材料及外界溶液有关的正确叙述分别是( )
①实验材料必须是成熟的植物活组织细胞
②细胞液最好有颜色，便于观察和判断细胞质壁分离和复原的程度
③细胞液必须有颜色，否则不能发生质壁分离和复原
④外界溶液的浓度应适中，不能过低或过高
⑤外界溶液必须对细胞无毒害
⑥外界溶液的浓度无特殊要求，任何浓度均可以
A．①②、⑤⑥ B．①②、④⑤
C．①③、④⑤ D．①③、⑤⑥
B [质壁分离的前提条件是实验材料必须是成熟的植物活组织细胞，①正确；所选细胞的细胞液最好有颜色，这样便于观察和判断细胞质壁分离及其复原的程度，②正确；细胞液是否有颜色不能决定质壁分离及其复原是否可以发生，③错误；外界溶液的浓度应适中，不能过低或过高，否则会使实验现象不明显或使细胞失水过多死亡，④正确；外界溶液必须对细胞无毒害，因为该实验需要细胞保持活性，⑤正确；外界溶液的浓度要适中，不能是任何浓度，⑥错误。]
1/4课时分层作业(12) 细胞吸水和失水
题组一 渗透现象的原理及条件
1．下列现象不属于渗透作用的是( )
A．水分子或蔗糖分子通过植物细胞的细胞壁
B．水分子或其他溶剂分子通过细胞膜
C．水分子或其他溶剂分子通过液泡膜
D．水分子或其他溶剂分子通过原生质层
A [水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散叫渗透作用。]
2．透析袋通常是由半透膜制成的袋状容器。现将质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液装入透析袋，再放于清水中，实验装置如图所示。30 min后，会发现( )
A．试管中的液体浓度减小
B．试管中的液体浓度增大
C．透析袋胀大
D．透析袋缩小
C [蔗糖不能透过半透膜，试管内液体为清水，浓度不变，A、B错误；根据渗透发生的条件，由于透析袋内为蔗糖，使得透析袋内外两侧具有浓度差，所以水分子从低浓度流向高浓度，因此水分子进入透析袋内的速率大于水分子从透析袋内流出的速率，导致透析袋胀大，C正确，D错误。]
3．设计渗透装置如图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有蒸馏水，图中牛膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶(该酶能将蔗糖催化分解为葡萄糖和果糖)。该实验过程中最可能出现的是( )
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
C．加酶前后，在烧杯中都可以检测出蔗糖
D．加酶后可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶
B [加酶前，漏斗内溶液浓度高于漏斗外，水分子向漏斗内部扩散得较多，漏斗内液面上升；加酶后，蔗糖水解为单糖，物质的量浓度增大，使液面继续上升，后随着单糖逐渐进入烧杯，而使漏斗内外溶液浓度差减小，漏斗中液面下降。]
4．把体积与质量浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜(允许水分子和葡萄糖分子通过，不允许蔗糖分子通过)隔开(如图所示)，一段时间后液面情况是( )
A．甲侧高于乙侧
B．乙侧高于甲侧
C．先甲侧高于乙侧，后乙侧高于甲侧
D．先甲侧低于乙侧，后乙侧低于甲侧
C [因为蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，所以体积与质量浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液，葡萄糖分子数目多于蔗糖分子数目，水分子整体表现为由乙侧向甲侧流动，导致甲侧液面升高；由于葡萄糖可以穿过半透膜而蔗糖不能，因此乙侧溶液浓度逐渐升高，水分子整体表现为由甲侧流向乙侧，最终表现为乙侧液面高于甲侧。]
5．图1表示两种物质扩散的图解，图2为甲、乙两个实验装置，则实验结果应是( )
图1 图2
A．图2的甲中水柱a将持续上升
B．图2的甲中水柱a将先上升后下降
C．图2的乙中水柱b上升到一定高度后维持不变
D．图2的乙中水柱b将先上升后下降
D [由于图2中的甲中的淀粉不能透过半透膜，所以图2中的甲中的液面高度先上升，达到一定高度后保持不变；图2中的乙装置漏斗中葡萄糖溶液浓度大，导致液面上升，由于葡萄糖分子能够通过半透膜，导致半透膜两侧浓度差降低，所以漏斗中液面又会降低，最后液面平衡。]
6．现有两瓶质量分数均是30%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液。已知水分子可以透过半透膜，葡萄糖、蔗糖分子均不能透过。请回答以下问题：
图1 图2
(1)A同学把体积相同的葡萄糖溶液与蔗糖溶液用半透膜隔开(如图1所示)，在一段时间内，甲液面的变化情况是________(填“升高”或“降低”)，渗透平衡状态时水分子扩散速率________(填“相等”或“不相等”)，甲溶液浓度________(填“>”“<”或“＝”)乙溶液浓度。现分别往甲、乙溶液中加入等量的蔗糖酶，最后甲液面________(填“高于”“低于”或“等于”)乙液面。
(2)B同学采用紫色洋葱鳞片叶的外表皮为材料，利用细胞质壁分离原理进行了鉴定葡萄糖和蔗糖溶液的实验。请在图2中绘出可能的实验结果。
[解析] (1)由题意可知，甲、乙两侧分别是葡萄糖溶液与蔗糖溶液，且质量浓度相同，由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此甲的物质的量浓度大于乙，甲渗透压大于乙，因此甲液面升高，渗透平衡状态时水分子扩散速率是相等的，此时甲溶液浓度>乙溶液浓度。如果向蔗糖溶液中加入适量的蔗糖酶，蔗糖将水解为葡萄糖和果糖，相同质量的蔗糖水解后产生的葡萄糖和果糖分子数大于相同质量的葡萄糖的分子数，因此形成的乙侧溶液浓度大于左侧的溶液浓度，导致甲侧液面低于乙侧。(2)以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料，利用细胞质壁分离原理进行鉴定蔗糖溶液和葡萄糖溶液的实验时，由于蔗糖分子不能透过原生质层，故细胞失水后，液泡体积不断减小，最后保持稳定。而由于葡萄糖分子能透过原生质层，故细胞先发生质壁分离后自动复原，故液泡体积先减小后增大，最后保持稳定。具体曲线图见答案。
[答案] (1)升高 相等 > 低于
(2)如图
题组二 细胞的吸水和失水
7．下列有关红细胞吸水和失水的分析，正确的是( )
A．当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，红细胞一定会吸水涨破
B．当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，红细胞可能会失水皱缩
C．当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，没有水分子进出红细胞
D．该实验表明红细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜的选择透过性
B [当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，红细胞一定会吸水，但是不一定会涨破，A错误；当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，红细胞可能会失水皱缩，B正确；当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，水分子进出红细胞处于动态平衡，C错误；该实验表明红细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜内外的浓度差，D错误。]
8．将家兔的三个红细胞甲、乙、丙分别置于三种不同浓度(a、b、c)的溶液中，水分子的跨膜运输示意图如下图所示(箭头方向表示水分子的进出方向，箭头粗细表示水分子出入的多少，已知实验前甲、乙、丙细胞内部溶液浓度相等)。下列叙述正确的是( )
甲 乙 丙
A．据图可知，三种溶液浓度的大小关系为aB．当甲细胞水分子的进出达到动态平衡后，细胞内部液体浓度甲>乙
C．若丙换成洋葱表皮细胞，则其会涨破
D．光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出
B [细胞失水越多，说明细胞外溶液浓度越大。甲细胞失水，乙细胞水分子的进出处于动态平衡状态，丙细胞吸水，因此三种溶液浓度的大小关系为c＜b＜a，A项错误。当甲细胞失水达到平衡后，细胞质浓度增大，细胞内部液体浓度甲＞乙，B项正确。若丙换成洋葱表皮细胞，则不会涨破，因为植物细胞膜外有细胞壁，对细胞起支持和保护作用，C项错误。光学显微镜下可观察到细胞体积的变化，不能观察到水分子的进出，D项错误。]
9．下列有关原生质层的叙述，不正确的是( )
A．植物细胞去掉细胞壁后的部分是原生质层
B．植物细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质
C．植物细胞原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大
D．植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
A [植物细胞去掉细胞壁后的部分是原生质体，A错误；植物细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质，B正确；原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大，C正确；植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，D正确。]
10．将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分成a、b、c、d、e、f 6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组细胞的细胞液浓度比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能量多于b组
D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度在0.4～0.5 mol·L－1范围内
D [实验前长度/实验后长度的值为1时，水分进出细胞达到平衡；该值小于1表明细胞吸水，且该值越小，花冠细胞吸水越多，则吸水量a>b>c；该值大于1表明细胞失水，且该值越大，花冠细胞失水越多，则失水量d＜e＜f。据图可推知，a组吸水多于b组，因此实验后a组细胞的细胞液浓度低于b组，A项错误；浸泡导致f组细胞中液泡的失水量大于b组，B项错误；水分子通过渗透作用进出细胞的方式是扩散，不消耗能量，C项错误；由c组吸水、d组失水可知，花冠细胞的细胞液浓度在0.4～0.5 mol·L－1范围内，D项正确。]
11．有一道凉菜叫“酸甜瓜”，其做法是把黄瓜切成条状或片状，然后加糖和醋并搅拌，放置一段时间后，黄瓜除了有酸甜味外，还变软了，口感特别好。下列是对黄瓜变软原因的分析，正确的是( )
A．蔗糖分子进入黄瓜细胞，使其细胞液浓度增大，细胞吸水
B．醋酸分子进入黄瓜细胞，使其细胞液浓度增大，细胞吸水
C．外界溶液的浓度小于黄瓜细胞的细胞液浓度，细胞失水
D．外界溶液的浓度大于黄瓜细胞的细胞液浓度，细胞失水
D [黄瓜变软是由于细胞失水而不再坚挺，失水的原因是糖和醋形成的外界溶液浓度高于细胞液的浓度。]
12．将五个大小相同的马铃薯幼根与物种A的幼根分别放入甲～戊五种不同浓度的蔗糖溶液中，数小时后，取出称重，重量变化如图所示。以下关于该实验结果的说法不正确的是( )
A．马铃薯比物种A更耐旱
B．物种A在与马铃薯幼根细胞液等渗的完全培养液中不能正常生长
C．在甲溶液中加入适量的蔗糖酶，在最初一段时间，其中的马铃薯幼根细胞液浓度将减小
D．在这五种蔗糖溶液中，浓度最大的是乙溶液
C [由图可知，马铃薯幼根细胞的吸水能力要比物种A的强，所以马铃薯更耐干旱，A正确；在甲溶液中，马铃薯幼根细胞的重量不变，说明马铃薯幼根细胞的吸水和失水处于动态平衡，甲溶液是马铃薯幼根细胞液的等渗溶液，在甲溶液中物种A的幼根细胞会失去水分，故不能正常生长，B正确；蔗糖酶会将蔗糖分解成葡萄糖和果糖，使甲溶液浓度增大，故马铃薯幼根细胞将失水，细胞液浓度变大，C错误；在这五种蔗糖溶液中，乙溶液中的马铃薯幼根细胞的重量减少最大，说明乙溶液的浓度最大，D正确。]
13．下图表示为研究渗透作用所做的两组实验，玻璃槽中是相同体积的蒸馏水。倒置的长颈漏斗中先装入体积和浓度均相同的蔗糖溶液，一段时间后向乙组的漏斗中再加入微量的蔗糖酶(不考虑自身对渗透作用的影响)。实验起始，漏斗内外的液面持平，已知单糖能透过半透膜，二糖不能透过。下列分析错误的是( )
甲 乙
A．实验的原理是半透膜两侧的溶液存在浓度差，水分子发生了渗透作用
B．在加入蔗糖酶之前，两支漏斗内外的液面差相同
C．乙组漏斗内液面先升高，加入蔗糖酶后再上升后又下降
D．实验结束时，甲组玻璃槽内溶液的浓度不变，乙组玻璃槽内溶液的浓度变小
D [渗透装置中液面变化的实验原理是半透膜两侧的溶液存在浓度差，水分子发生了渗透作用，A正确；在加入蔗糖酶之前，由于蔗糖溶液的浓度大于蒸馏水的浓度，所以两装置内均会发生渗透吸水而导致长颈漏斗的玻璃管内液面升高，且两支漏斗内外的液面差相同，B正确；根据B项分析可知，乙组漏斗内液面先升高，当加入蔗糖酶后，由于一分子的蔗糖水解成一分子的葡萄糖和一分子的果糖，使漏斗内的浓度增加，吸水能力增强，所以液面会继续上升，随着葡萄糖和果糖向玻璃槽内的扩散，一段时间后，液面又下降，C正确；由于蔗糖不能透过半透膜，所以实验结束时，甲组玻璃槽内仍为蒸馏水，浓度不变，而乙组由于蔗糖分解形成的葡萄糖和果糖进入玻璃槽内，所以玻璃槽内溶液的浓度会增加，D错误。]
14．如图为渗透装置示意图，请据图回答问题：
(1)在甲、乙两侧分别加入相同体积的质量浓度为0.3 g/mL的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液(假设葡萄糖和麦芽糖分子均不能通过该半透膜)，一段时间后两侧液面变化是________。随后在膜两侧加入等量的麦芽糖酶，当液面不再变化时，甲侧溶液浓度________(填“大于”“小于”或“等于”)乙侧溶液浓度。
(2)加入某种物质重构半透膜后重复(1)过程，发现当加入等量的麦芽糖酶后甲、乙两侧液面等高，据此推断加入的物质很可能是________。
(3)人们设计出一种膜结构，能将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属离子对水的污染，这是模拟生物膜的________性。
[解析] (1)由题意可知，加入麦芽糖酶前，由于麦芽糖是二糖，相对分子质量大于葡萄糖，因此甲侧溶液的物质的量浓度高于乙侧，故一段时间后甲侧液面上升，乙侧液面下降。在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶后，一分子麦芽糖水解产生两分子葡萄糖，乙侧浓度升高且高于甲侧，由于半透膜只允许水分子通过，所以当液面不再变化时，甲侧溶液浓度小于乙侧溶液浓度。(2)加入某种物质重构半透膜后重复(1)过程，发现当加入等量的麦芽糖酶后甲、乙两侧液面等高，据此推断加入的物质很可能是葡萄糖载体，致使甲、乙两侧葡萄糖溶液的浓度相当、液面等高。(3)人工膜有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，降低有毒重金属离子对水的污染，模拟细胞膜控制物质进出细胞的功能，体现了生物膜的选择透过性。
[答案] (1)甲侧液面上升，乙侧液面下降 小于 (2)葡萄糖载体 (3)选择透过
8/8课时分层作业(13) 探究植物细胞的吸水和失水与被动运输
题组一 探究植物细胞的吸水和失水
1．在紫色洋葱外表皮细胞发生质壁分离后，为了进一步观察其质壁分离的复原现象，可从盖玻片的一侧滴入( )
A．质量分数为15%的盐酸
B．清水
C．体积分数为50%的酒精溶液
D．质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液
B [质量分数为15%的盐酸会使细胞死亡，A不符合题意；紫色洋葱外表皮细胞发生质壁分离后，滴加清水，细胞会发生渗透吸水，最终会发生质壁分离的复原现象，B符合题意；酒精能使细胞死亡，C不符合题意；质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液可以使正常紫色洋葱外表皮细胞发生质壁分离，D不符合题意。]
2．在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中，显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述不正确的是( )
A．乙细胞处于质壁分离状态
B．液泡颜色：甲紫色最深
C．实验过程中利用了引流法
D．细胞液浓度：丙最小
B [甲→乙为质壁分离过程，乙→丙为质壁分离复原过程，失水时细胞液浓度增大，颜色加深。]
3．洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验过程中，液泡的体积会随外界溶液浓度的变化而改变，如图所示。图中①、②两处滴加的溶液分别是( )
A．清水、清水
B．清水、0.3 g/mL蔗糖溶液
C．0.3 g/mL蔗糖溶液、清水
D．0.3 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL蔗糖溶液
C [液泡体积变小，说明细胞发生质壁分离，此时滴加的液体浓度应大于细胞液的浓度，一般滴加高浓度的蔗糖溶液。液泡体积变大，说明细胞正在发生质壁分离后的复原，此时滴加的液体浓度应小于细胞液的浓度，一般滴加清水。]
4．以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误的是( )
A．实验时要观察细胞的大小、中央液泡的大小和原生质层的位置
B．从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在盖玻片另一侧用吸水纸吸引
C．用高浓度的乙醇代替蔗糖溶液，细胞质壁分离后会发生自动复原
D．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
C [质壁分离指的是原生质层与细胞壁的分离，实验过程中需要观察细胞的大小、中央液泡的大小和原生质层的位置，A正确；从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在盖玻片另一侧用吸水纸吸引，重复几次后植物细胞浸润在蔗糖溶液中，进而失水发生质壁分离，B正确；高浓度的乙醇对植物细胞有毒害作用，会杀死植物细胞，因此用高浓度的乙醇代替蔗糖溶液不能观察到质壁分离及复原现象，C错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞液的浓度可能不同，因此观察到的质壁分离程度可能不同，D正确。]
5．紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜下可观察到( )
C [解此题的关键是观察图中细胞核的位置及液泡颜色深浅。紫色洋葱表皮细胞色素分布在液泡中，细胞质无色；洋葱表皮细胞的细胞核在细胞质中，不在液泡内；发生质壁分离的细胞，液泡紫色变深，故C正确。]
6．取洋葱的少量组织细胞制成图A的临时装片，再用清水和0.3 g/mL的蔗糖溶液按照如图所示流程研究植物细胞的吸水和失水，整个实验过程保证细胞始终为生活状态。据图回答：
(1)实验室一般选用洋葱鳞片叶________(填“内”或“外”)表皮细胞作为实验材料。
(2)与B过程相比，D过程观察到的植物细胞的体积变化是________；D过程中植物细胞所处外界溶液的浓度变化是________。
(3)E过程是在盖玻片一侧滴加________，在另一侧用吸水纸吸引，使溶液浸润整个标本。
(4)F过程中细胞吸水能力逐渐________(填“增强”或“减弱”)，液泡体积________(填“变大”或“变小”)。
(5)若将蔗糖溶液换为一定浓度的KNO3溶液，则D过程观察到的现象是细胞_______________________________________________________________。
[解析] (1)紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞带有颜色，便于观察，因此实验室一般选用洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料。(2)B过程观察的是正常的细胞，D过程观察的是发生质壁分离的细胞，由于植物细胞最外面是细胞壁，且其伸缩性很小，因此发生质壁分离时整个植物细胞体积基本不变；细胞质壁分离过程中水从细胞液进入外界溶液中，导致外界溶液浓度减小。(3)E过程是在盖玻片一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引，使溶液浸润整个标本。(4)加清水后，植物细胞发生质壁分离复原，在此过程中，细胞内的渗透压变小，导致植物细胞的吸水能力减弱，水由外界溶液进入液泡中，导致液泡体积变大。(5)把洋葱鳞片叶外表皮细胞放在一定浓度的KNO3溶液中，细胞先失水，发生质壁分离。当钾离子和硝酸根离子进入细胞后，导致细胞液浓度升高，细胞吸水，发生质壁分离的复原。因此若将蔗糖溶液换为一定浓度的KNO3溶液，则D过程观察到的现象是细胞先质壁分离，然后质壁分离自动复原。
[答案] (1)外 (2)基本不变(或略微变小) 减小 (3)清水 (4)减弱 变大 (5)先质壁分离，然后质壁分离自动复原
题组二 自由扩散和协助扩散
7．研究发现，水分子进出细胞膜需要一种称为“水通道”的蛋白质。若设法专一性地关闭离体肾小管管壁细胞的水通道蛋白，则将导致细胞( )
A．在浓溶液中皱缩
B．在蒸馏水中涨破
C．形态基本不变
D．在生理盐水中迅速死亡
C [由题意可知，水通道蛋白能够专一性地控制水分子进出细胞。因此，若设法专一性地关闭离体肾小管管壁细胞的水通道蛋白，则水分子不能进出细胞，故细胞形态基本不变。]
8．如图表示物质跨膜转运的一种方式。据图分析错误的是( )
A．图中的物质可代表甘油分子
B．这种转运方式不可逆浓度梯度进行
C．细胞产生的能量不影响该物质的转运速率
D．该转运蛋白只能搬运这种物质
A [甘油分子进入细胞的方式是自由扩散，而图示过程为协助扩散，A错误；图中物质顺浓度梯度运输，需要转运蛋白，不消耗能量，不可逆浓度梯度运输，B正确；协助扩散的运输动力是浓度差，不需要能量，因此细胞产生的能量不会影响该物质的转运速率，C正确；转运蛋白运输物质具有特异性，所以一般情况下，图中转运蛋白只能运输该物质，D正确。]
9．图中甲、乙分别表示载体蛋白介导和通道蛋白介导的两种跨膜运输方式，其中通道蛋白介导的物质运输速率比载体蛋白介导的快。下列叙述正确的是( )
甲 乙
A．载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的
B．载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性
C．甲、乙两种方式中只有甲属于被动运输
D．甲、乙中载体蛋白和通道蛋白转运溶质分子的作用机制相同
B [载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上不是静止不动的，二者都具有流动性，A错误；载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性，B正确；甲、乙两种方式都是将溶质分子从高浓度一侧运输到低浓度一侧，且需要转运蛋白的协助，都属于被动运输中的协助扩散，C错误；载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变，而分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，D错误。]
10．下面A、B是两种被动运输方式的转运速率和细胞外浓度之间的关系曲线：
A B C
(1)图A表示的转运方式是________，其转运速率主要取决于________。
(2)图B表示的方式若是协助扩散，那么ab段的限制因素是________，bc段的限制因素是________。
(3)请在图C中画出被动运输的转运速率和细胞能量供应的关系曲线。
[解析] (1)分析可知图A表示的转运方式为自由扩散，其转运速率主要取决于细胞内外物质的浓度差。
(2)图B表示的转运方式若是协助扩散，那么ab段的限制因素是细胞内外物质的浓度差，bc段转运速率不再增加，说明限制因素不再是浓度差，而是转运蛋白的数量。
(3)被动转运不需要消耗能量，因此，物质转运速率不会随能量的增加而改变，故绘图如下：
C
[答案] (1)自由扩散 浓度差 (2)浓度差 转运蛋白的数量
(3)
C
11．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，原生质层长度和细胞长度分别用b和a表示(如下图)，下列叙述正确的是( )
A．a、b分别表示细胞和液泡的长度
B．若将图中所示状态的细胞放入清水中，a基本保持不变
C．同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，b/a的值越小，则紫色越浅
D．图中b/a的值越大，则所用蔗糖溶液浓度越高
B [图中a是从细胞的两端测量的，代表的是细胞的长度，b是细胞内缩小的原生质层，代表的是原生质层的长度，A项错误。将图中所示状态的细胞放入清水中，细胞壁的伸缩性很小，细胞长度基本保持不变，B项正确。同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，b/a的值越小，由于a一般是不变的，则b越小，原生质层与细胞壁之间的距离越大，质壁分离程度越大，细胞失水越多，紫色越深，C项错误。图中b/a的值越大，由于a一般是不变的，则b越大，原生质层与细胞壁之间的距离减小，质壁分离程度越小，所用蔗糖溶液浓度越低，D项错误。]
12．研究发现，水分子进入植物细胞的两种方式如图所示。下列叙述错误的是( )
A．根毛细胞吸水能力与其细胞液中水的相对含量有关
B．土壤溶液浓度过高时，植物细胞失水需要消耗能量
C．水分子通过水通道蛋白是顺相对含量梯度运输的
D．水分子不通过水通道蛋白的跨膜运输方式为自由扩散
B [根毛细胞吸水能力与其细胞液中水的相对含量有关，例如细胞液中水的相对含量少，根毛细胞吸水能力强，A正确；土壤溶液浓度过高时，细胞失水，可通过自由扩散或协助扩散失水，都不需要消耗能量，B错误；据题图分析，水分子通过水通道蛋白是顺相对含量梯度进行的，C正确；水分子不通过水通道蛋白的跨膜运输方式为自由扩散，D正确。]
13．质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是( )
A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低
D．1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
D [施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A正确；发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B正确；植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确；溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1 mol/L的NaCl溶液和1 mol/L的葡萄糖溶液的渗透压不相同，因NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，故其渗透压高于葡萄糖溶液，D错误。]
14．保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是( )
A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后
B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
A [蔗糖分子属于二糖，不能进入保卫细胞，在清水中，保卫细胞因渗透吸水导致气孔开放，据题图可知，滴加蔗糖溶液①，保卫细胞气孔张开程度几乎与初始状态一样，推测蔗糖溶液①的浓度近乎等于保卫细胞细胞液浓度，滴加蔗糖溶液②，保卫细胞气孔关闭，推测蔗糖溶液②的浓度高于保卫细胞细胞液浓度，故质壁分离最可能出现在滴加蔗糖溶液②后观察的视野中，B叙述正确；滴加蔗糖溶液③，保卫细胞气孔张开比初始状态更大，推测蔗糖溶液③的浓度低于保卫细胞的细胞液浓度，滴加蔗糖溶液③后有更多的水分子进入保卫细胞，故蔗糖溶液③处理后的保卫细胞细胞液浓度<蔗糖溶液①处理后的保卫细胞细胞液浓度，A叙述错误，C叙述正确；由以上分析可知，3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D叙述正确。]
15．某学习小组的同学取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度(单位为mol·L－1)相同的甲、乙两种溶液中，定时测量溶液浓度，得到的甲、乙两个实验组的曲线如下图所示。请分析回答：
(1)实验过程中，能够观察到细胞发生的变化是：甲组：________；乙组：________________________。
(2)请分析0～5 min内，与甲组相比，乙组溶液浓度变化不同的原因最可能是_________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)乙组曲线在5～10 min内上升的原因是________________；b点时，原生质体的体积与实验前相比________(填“不变”“略微减小”或“略微增大”)。
(4)有同学认为，甲组细胞10 min 后已死亡。请你设计最简单的实验进行鉴定(仅要求写明实验思路)：__________________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)根据溶液浓度的变化判断甲组细胞发生了质壁分离，乙组细胞发生质壁分离后，又发生了质壁分离复原。
(2)两种溶液浓度变化不同的原因是乙组溶液的溶质分子能够被细胞吸收，甲组溶液的溶质分子不能被细胞吸收，但乙组溶液的浓度仍大于植物细胞的细胞液浓度，细胞失水，但相对于甲组失水较少。
(3)乙组曲线在5～10 min内上升，说明细胞开始吸水；b点时溶液的浓度与实验开始时相同，但在之前的过程中细胞吸收了溶质分子，因此细胞吸收了一定量的水，细胞体积略微增大。
(4)进一步利用质壁分离复原实验鉴定。
[答案] (1)质壁分离 先质壁分离，后质壁分离自动复原
(2)溶液中的溶质被细胞吸收(进入细胞液)，但溶液浓度仍大于细胞液浓度，细胞失水
(3)细胞吸水 略微增大
(4)将该组细胞置于清水(蒸馏水)中，观察是否能够发生质壁分离复原现象
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