课件63张PPT。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一、渗透作用具备的条件浓度差半透膜二、细胞的吸水和失水
1.动物细胞的吸水和失水(连线)：2.植物细胞的吸水和失水：
(1)成熟的细胞结构：细胞膜液泡膜细胞液半透膜(2)探究植物细胞的吸水和失水。
①实验过程：
制作装片：制作_________________的临时装片
↓
低倍镜观察：有一个紫色的中央大液泡，_________紧贴细胞壁
↓
滴加蔗糖溶液：在盖玻片的一侧滴加_________，在另一侧用吸
水纸吸引
↓洋葱鳞片叶外表皮原生质层蔗糖溶液低倍镜观察：观察_____大小和_________的位置
↓
滴加清水：在盖玻片的一侧滴加_____，在另一侧用吸水纸吸引
↓
低倍镜观察：观察_____大小和_________的位置液泡原生质层清水液泡原生质层②将观察的结果填入下表：变小与细胞壁分离基本不变与细胞壁紧贴三、物质跨膜运输的其他实例
1.特点：
(1)物质跨膜运输并不都是_________________。
(2)细胞对于物质的输入和输出有_______。
2.原因：细胞膜和其他生物膜都是_____________。顺相对含量梯度的选择性选择透过性膜1.思考辨析下列说法的正误。
(1)只要具有浓度差就能发生渗透作用。( )
(2)植物细胞中的细胞壁相当于渗透系统中的半透膜。( )
(3)选择洋葱鳞片叶外表皮细胞作为质壁分离实验材料的原因之一是细胞的液泡中含有色素，便于观察。( )
(4)小分子物质都能通过细胞膜，而大分子物质不一定能通过细胞膜。( )答案：(1)×。分析：发生渗透作用必须具有两个条件，分别是具有浓度差和半透膜。
(2)×。分析：植物细胞的原生质层相当于半透膜，而细胞壁是全透性的。
(3)√。
(4)×。分析：物质进出细胞是有选择性的，并不是所有的小分子物质都能进出细胞。2.下列有关发生渗透现象装置的叙述错误的是( )
A.装置中两溶液之间的膜为半透膜
B.装置中两溶液存在浓度差
C.装置中两溶液之间的膜可用纱布代替
D.装置中两溶液之间的水分子可以相互进出
【解析】选C。装置中两溶液之间的膜为半透膜，可允许小分子通过，不允许大分子通过；纱布不属于半透膜。3.将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是( )
A.红细胞具有水溶性
B.红细胞的液泡体积增大
C.蒸馏水大量进入红细胞
D.低温时红细胞膜流动性增大
【解析】选C。红细胞不具有液泡，红细胞通过渗透吸水后细胞膨胀导致破裂。4.一个成熟的植物细胞，它的原生质层主要包括( )
A.细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质
B.细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质
C.细胞膜和液泡膜之间的细胞质
D.细胞壁、液泡膜和它们之间的细胞质
【解析】选B。外界物质进入液泡要经过细胞膜、液泡膜以及它们之间的细胞质。5.观察紫色洋葱表皮细胞质壁分离和质壁分离复原实验中，能证明发生质壁分离现象的是( )
A.液泡由小变大，紫色变浅 B.液泡由小变大，紫色变深
C.液泡由大变小，紫色变浅 D.液泡由大变小，紫色变深
【解析】选D。植物细胞发生质壁分离是失水所致，液泡的体积变小，颜色加深。6.海带细胞中的碘离子浓度比海水中的碘离子浓度高许多倍，但仍可以从海水中吸收碘离子，而海带中铅离子的浓度很低。这说明海带细胞吸收碘离子具有( )
A.选择性 B.独立性 C.专一性 D.高效性
【解析】选A。海带细胞对碘离子的需求高，根据生命活动需求还能继续吸收，体现了细胞膜的选择透过性。 一、渗透现象的分析
1.渗透现象的分析。
(1)现象图示：(2)发生条件。
①具有半透膜。
②半透膜两侧的溶液之间具有浓度差。
(3)原理分析：(4)渗透系统平衡的原理：
当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因：
分析上图可知：H1产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压差达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换率相等时，液面不再升高。2.动植物细胞都是渗透系统：
(1)动物细胞：(2)植物细胞：【点拨】渗透作用中水的微观变化
(1)从微观水平分析，两溶液间的水分子进行双向流动，我们只是观察到水分子双向运动的差异所导致的液面变化。
(2)当液面高度不再变化时，半透膜两侧的水分子仍进出，且进出速度相同。【微思考】
(1)若渗透装置中的漏斗和烧杯中放入浓度不同的葡萄糖溶液，当漏斗中浓度大于烧杯中浓度时，你认为液面如何变化？
提示：开始时由于漏斗中的浓度高于烧杯中，水分子大量进入漏斗中使液面上升；由于葡萄糖分子能够透过半透膜，最后两侧的液面达到平衡。
(2)动物细胞也可与外界低渗溶液构成一个渗透系统，细胞吸水的速率是由哪个因素决定的？吸水过程中，速率如何变化？
提示：吸水速率是由细胞质的浓度和外界溶液浓度差决定的，随着吸水的进行浓度差变小，吸水速率逐渐减小。1.(发生渗透作用所具备的条件)某同学设计的渗透实验：用鸡蛋膜将漏斗口封住，再装上清水，把漏斗浸入盛有10%的NaCl溶液的烧杯中，使漏斗管内的液面与烧杯中的液面一样高，但他始终没有观察到渗透现象。他应该怎样改进此装置才能达到实验目的( )
A.把10%的NaCl溶液换成30%的NaCl溶液
B.把10%的NaCl溶液装在漏斗里，清水装在烧杯中
C.把鸡蛋膜换成其他半透膜
D.把10%的NaCl溶液换成30%的蔗糖溶液【解题关键】解答本题的关键是明确发生渗透作用的条件：
(1)鸡蛋膜为半透膜。
(2)漏斗和烧杯中的溶液应存在浓度差。
【解析】选D。由于NaCl能够透过半透膜，所以最终会使半透膜两侧的浓度相同，液面高度也会相同而观察不到渗透现象，所以要想发生明显的渗透现象就必须换为不能透过半透膜的溶质蔗糖。2.(渗透实验的过程分析)图1表示物质扩散的图解，图2是设计证明图1物质扩散成立的实验装置，下列有关叙述中正确的是
( )A.图甲中水柱a将持续上升
B.图甲中水柱a将先上升后下降
C.图乙中水柱b上升到一定高度后维持不变
D.图乙中水柱b将先上升后下降【解题关键】解答本题的思路：
(1)通过图1明确葡萄糖分子能够通过半透膜，而淀粉分子不能通过半透膜。
(2)然后对图2中的甲、乙两图两侧浓度变化和水分子的移动方向进行相应的分析。
【解析】选D。由于图甲中的淀粉不能透过半透膜，所以图甲中的液面高度先上升到一定高度后保持不变；图乙装置漏斗中葡萄糖浓度大，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，所以漏斗中液面会降低。3.(U形管中的渗透作用)如图，在U形管中部c处装有半透膜，在a侧加入红色的细胞色素(相对分子质量为13 000的蛋白质)的水溶液，b侧加入清水，并使a、b两侧液面高度一致。经过一段时间后，实验结果将是( )
A.a、b两液面高度一致，b侧为无色
B.a、b两液面高度一致，b侧为红色
C.a液面低于b液面，b侧为红色
D.a液面高于b液面，b侧为无色【解析】选D。由于色素分子不能透过半透膜，b侧仍为无色，a侧浓度高，单位体积内水分子少，导致b侧的水分子进入a侧较多，所以a侧液面升高。4.(渗透实验的液面变化)如图中的渗透装置，开
始时的液面高度为a，停止上升时的高度为b，若
每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部
分吸出，则a、b液面间的高度差与吸出蔗糖溶液
的次数之间的关系是( )【解析】选B。由于蔗糖溶液的单位体积中水分子的数量要少于清水中单位体积内水分子的数量，所以导致蔗糖溶液中的液面上升。当用吸管吸走了蔗糖溶液从而使蔗糖分子数量减少，造成蔗糖溶液浓度下降，则蔗糖溶液和清水之间浓度差逐渐变小，ab段产生的压强，即a、b液面间的高度差随着吸出蔗糖溶液次数的增加而减小。【延伸探究】
(1)题1烧杯中换作蔗糖溶液后，漏斗中液面会上升吗？为什么？
提示：不会。因为漏斗中装的是清水，液面会下降。
(2)题2的图2甲中若烧杯中换成与淀粉溶液相同质量分数的蔗糖溶液，液面该怎么变化？为什么？
提示：下降。因为相同质量分数的溶液中单位体积中蔗糖分子的数量要远大于淀粉分子的数量，所以水分子是由淀粉溶液流向蔗糖溶液的多。【方法规律】判断渗透作用液体变化的方法
(1)液面变化的判断。
①若半透膜两侧，A侧溶质为可以通过半透膜的(如葡萄糖等)，B侧溶质为不能通过半透膜的，则B侧液面升高。
②若半透膜两侧，A侧和B侧溶质是同种均不能通过半透膜的，则浓度高的一侧液面升高。
③若半透膜两侧的溶质均能通过半透膜，则不存在高度差。
(2)高度差的大小决定于浓度差的大小，浓度差越大，高度差越大。
(3)浓度变化：渗透系统中，溶质不能通过半透膜时，实验刚开始浓度大的一侧达到平衡后的浓度仍大于另一侧。二、植物细胞的吸水和失水的实验分析
1.植物细胞发生质壁分离的原因和表现：
(1)原因：
外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度
作用于
内因
导致
质壁分离细胞壁伸缩性小，具有全透性
原生质层伸缩性大，且具有选择透过性(2)表现液泡(大→小)
细胞液颜色(浅→深)
原生质层与细胞壁分离宏观上： 植物由坚挺→萎蔫
微观上：质壁分离2.实验操作中注意的问题：
(1)实验材料——紫色的洋葱鳞片叶。
①选择材料必须是活细胞，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，否则将不会出现质壁分离及其复原现象。
②要用含有大型液泡的植物细胞。
③洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液为紫色，易于观察，是最佳的实验材料。(2)实验试剂——蔗糖溶液。
①若蔗糖溶液浓度过低，不足以引起质壁分离。
②若蔗糖溶液浓度过高，可能造成植物细胞因失水过多、过快而死亡。
(3)实验操作过程。
①滴加蔗糖溶液或清水时，应在载物台上操作，滴加液体不要太多，避免污染物镜镜头。
②观察质壁分离的时间不宜过长，以免细胞因长时间处于失水状态而死亡，影响对复原现象的观察。【点拨】质壁分离与渗透系统的关系
(1)植物根尖分生区细胞，无大液泡，不能发生质壁分离，但可看成是一个渗透系统，细胞膜相当于半透膜。
(2)动物细胞无细胞壁，不能发生质壁分离，但也可看成是一个渗透系统，细胞膜相当于半透膜。
(3)细胞壁具有全透性，所以在原生质层与细胞壁之间的液体与外界溶液相同。【拓展深化】实验中出现的几种异常实验结果及分析
(1)细胞能发生质壁分离，但不能发生质壁分离复原。
原因是外界溶液浓度过大，细胞被杀死，死细胞无法进行质壁分离复原。
(2)细胞发生了微小质壁分离，很快质壁分离复原。
原因是当溶质分子为葡萄糖、KNO3、乙二醇等时，细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液的浓度增加，从而使细胞发生质壁分离后能够自动复原。【微思考】
(1)如图所示的植物细胞处于质壁分离的状态，此时
细胞中水分子是如何变化的呢？
提示：①若是发生在质壁分离的过程中，此时细胞
在失水。
②若是发生在质壁分离复原的过程中，则此时细胞正在吸水。
③若是质壁分离刚好达到最大程度，则细胞既不失水也不吸水。(2)若外界的蔗糖溶液换为葡萄糖溶液，会出现什么样的现象？为什么？
提示：首先发生质壁分离，然后会自动复原；因为细胞主动吸收葡萄糖而使细胞液的浓度增加，进而吸收水分自动复原。1.(植物吸水和失水的实验过程及注意事项)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KNO3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，细胞仍具有正常生理功能【解题关键】明确质壁分离与复原实验中材料的生存状态，各种操作与结果的关系，如滴加蔗糖溶液后细胞会失水而发生质壁分离现象等。
【解析】选B。实验过程中不能对装片加热，A错。当KNO3溶液浓度过高时，导致洋葱鳞片叶表皮细胞过度失水而死亡，死亡细胞不能发生质壁分离复原，失去一切正常生理功能，C、D错。由于细胞壁的保护作用，植物细胞不会因吸水而涨破。2.(质壁分离及复原的图像识别)如图所示
是某同学用紫色洋葱鳞片叶的外表皮做
“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中
所观察到的细胞图。下列叙述正确的是
( )
A.图中1、2、6组成了细胞的原生质层
B.图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的浓度一定大于7处的浓度
C.图中1是细胞壁，6中充满了外界溶液
D.图中7是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅【解题关键】明确质壁分离的“质”即原生质层的组成。原生质层与细胞壁分离，细胞不一定正处于失水状态，也可能正在发生质壁分离的复原。
【解析】选C。图中1为细胞壁，2与4以及两者之间的5共同组成了原生质层。由于1细胞壁是全透性的，所以6处充满了外界溶液。细胞处于质壁分离状态时不一定正在失水，所以7处的浓度不一定小于6处的浓度。在质壁分离的过程中7是失水的，所以7的颜色应该是逐渐加深。【延伸探究】
(1)题1中的实验材料用的是洋葱鳞片叶的内表皮还是外表皮？为什么？
提示：外表皮，外表皮有色素便于观察。
(2)题2中3位于细胞膜与液泡膜之间，它属于原生质层吗？为什么？
提示：不是，因为原生质层包含有细胞膜与液泡膜之间的细胞质，而3是细胞核。【变式训练】一学生做质壁分离和复原实验时，显微镜下只有一个细胞没有发生质壁分离，其他细胞都出现了明显的质壁分离现象，这可能是因为( )
A.该细胞是正在发育过程中的细胞 B.该细胞是死细胞
C.蔗糖溶液浓度太小 D.实验操作不正确
【解析】选B。在同一个组织处细胞的成熟程度基本是相同的，其他细胞发生了质壁分离，若此细胞是活的细胞也应该发生相同的反应，若不发生反应则证明该细胞已经死亡。【拓展深化】
一、几组容易混淆的概念
1.渗透作用与扩散作用：2.吸胀吸水与渗透吸水：二、细胞吸水和失水原理在实践中的应用
1.农业生产中的应用：
(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，有利于作物对水分的吸收。
(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，都是由于土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水甚至失水。2.食品制作中的应用：糖渍、盐渍食品不易变质的原因是在食品外面和内部形成浓度很高的溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能保存较长时间。
3.医疗中的应用：医用生理盐水的浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可使人体细胞保持正常的形态和功能。课题：对照实验类型——自身对照
【示范案例一】图一为某种成熟的植物细胞在显微镜下的图像，用高于该细胞液浓度的蔗糖溶液处理此植物细胞5分钟，再用显微镜观察此细胞。(1)完成高浓度溶液处理前后显微镜观察到的细胞结构不同的比较。
(2)在图二处画出观察到的细胞图像。
(3)实验前和实验后 (“是”或“不是”)同一实验对象。【解析】(1)高浓度蔗糖溶液处理后，细胞失水，液泡体积变小，同时会发生原生质层与细胞壁分离。
(2)画出质壁分离的图像，细胞壁、细胞膜、液泡膜要清晰。
(3)处理前后仍是同一实验材料，为同一实验对象。
答案：(1)①体积比较大 ②较为充盈、体积变小
③紧贴细胞壁 ④与细胞壁分离
(2)如图： (3)是【示范案例二】为了验证植物光合作用产物中有淀粉产生，取某绿色植物叶片先在暗处处理几个小时，待叶片中养料耗尽后，让叶片一半遮光，一半曝光，一段时间后用碘液处理观察实验现象，实验过程如图所示：(1)遮光部位 (“能”或“不能”)进行光合作用，在本实验中遮光处理的目的是 。
(2)写出碘液处理后遮光区和曝光区的实验现象及实验结论。
(3)遮光区与曝光区对照，说明 。【解析】(1)遮光后该部位不能进行光合作用，遮光处理的目的是为了设置对照组。
(2)遮光区不能进行光合作用，而曝光区可以进行光合作用，光合作用可生成淀粉，淀粉遇碘变蓝色。
(3)通过遮光区与曝光区的比较，说明植物光合作用的产物中有淀粉。
答案：(1)不能 设置对照 (2)①颜色为棕色
②颜色变为蓝色 ③没有淀粉产生 ④产物中有淀粉
(3)光合作用的产物中有淀粉【素养升华】
自身对照的概念解读和判断关键
1.概念解读：
(1)对照组和实验组都在同一研究对象上进行。(如示范案例一“同一成熟的植物细胞”，示范案例二“同一叶片”)
(2)根据实验方法不同包括两种类型。
①同一研究对象实验前后进行对照。(示范案例一)
②同一研究对象的不同部位分别进行不同处理进行对照。(示范案例二)
2.判断关键：同一研究对象。【拓展应用】图一为某种植物细胞，将同一植物的2个相同的细胞分别置于a、b两种不同浓度的蔗糖溶液中，出现图二所示变化。
(1)在a和b两种不同浓度的蔗糖溶液中，细胞分别发生的变化是? 。
(2)a和b之间 (“能”或“不能”)体现自身对照，理由是 。【解析】(1)对比处理前后，可知a溶液中细胞相比实验前，液泡变大，说明细胞吸水；b溶液中细胞的液泡相比实验前变小，且原生质层与细胞壁发生分离，说明细胞失水，出现质壁分离。(2)因为a和b分别是两组实验，不符合自身对照中“同一研究对象实验前后进行对照”或“同一研究对象的不同部位分别进行不同处理进行对照”。
答案：(1)a液泡变大，细胞吸水；b发生质壁分离
(2)不能 a和b分别是两组实验课件27张PPT。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请同学们观察渗透现象，分析原因。半透膜：可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。1.漏斗管中的液面为什么会升高？
因为水分子能透过半透膜而蔗糖分子不能。烧杯中清水的水分子含量比蔗糖溶液中的水分子含量高，水透过半透膜进入漏斗内的速度比从漏斗中出来的速度快。
2.若用纱布或滤纸代替玻璃纸，液面还会升高吗？
不会，因为水和蔗糖都能通过且两者速率相等。
3.若内外都是清水或都是同样的蔗糖溶液，液面还会升高吗？
不会，因为水进出的速率相等。【思考与讨论】渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散。条件：
①具有半透膜
②半透膜两侧的溶液要有浓度差溶液A浓度大于溶液B浓度，水分子从B A移动。溶液A浓度小于溶液B浓度，水分子从A B移动。原理:【警示】渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散。可见，渗透是扩散的一种特殊形式，一般是相对溶剂物质而言的。扩散可以跨膜运动也可以不跨膜运动，而渗透过程必须跨膜。
扩散作用是指物质从相对含量高的地方到相对含量低的地方的运动，习惯上大多指非溶剂物质。1.举例说出细胞膜是选择透过性膜（重点）
2.描述质壁分离与复原的过程。（难点）
3.说出渗透作用发生的条件。 当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，细胞一般会因持续吸水而涨破。 当外界溶液浓度比细胞质的浓度高时，细胞失水皱缩。 当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时,水分进出细胞就处于动态平衡。一、细胞的失水和吸水（一）动物细胞的失水和吸水1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？
2.红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
4.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？【思考与讨论】白菜长时间放置在空气中会慢慢地萎蔫，但是将萎蔫的白菜放进清水中，它又会恢复硬挺的形态。
思考：
1.白菜细胞的失水和吸水与红细胞相同吗？
2.如果不同，不同在哪里呢？讨论：植物细胞与动物细胞的区别？（二）植物细胞的吸水和失水实验1.植物细胞有细胞壁，且是全透性的。
2.成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液。
3.细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。讨论：
1.原生质层是不是相当于一层半透膜呢？
2.植物细胞的细胞壁对细胞的吸水和失水有无影响呢？ 细胞膜、液泡膜以及它们之间的细胞质称为原生质层。原生质层相当于半透膜，能让水分子通过而不能让蔗糖分子通过。 细胞壁的伸缩性比原生质层小得多。原生质层失水缩小时细胞壁不能同步缩小,两者就发生了分离。当原生质层重新吸水胀大时,细胞就复原了。实验：植物细胞的吸水和失水植物细胞的质壁分离与复原实验只有成熟的植物细胞原生质层和细胞壁才可以分离。该细胞为什么不发生质壁分离?细胞发生质壁分离的条件1.细胞是活的(死细胞的细胞膜为全透性)
2.细胞有大液泡
3.细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度【警示】 ①只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。动物细胞和没有液泡的植物细胞不能发生质壁分离。死的植物细胞的细胞膜因为失去了选择透过性，所以也不能发生质壁分离。已发生质壁分离的细胞死亡后，也无法复原。
②实验材料中的细胞要有较深的颜色，以便于观察。
③ 使用的溶液浓度不能过大（防止细胞失水过多而死亡）。
④不要让溶液流到显微镜上（防止污染显微镜）。
⑤原核生物不会发生质壁分离。原因在于相当多的“原核生物”虽然有细胞壁，但通常无大液泡。【例1】将一洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中，制成装片，放在显微镜下观察，有三种状态的
细胞，如图所示。你认为这三个细胞在未发生上述
情况之前，其细胞液的浓度是 ( )【解析】在外界溶液浓度相同的情况下，细胞液浓度越小，细胞越易失水而发生质壁分离。根据三个细胞失水程度的大小，可以判断出其细胞液浓度的大小。A.A＞B＞C B.A＜B＜C C.B＞A＞C D.B＜A＜C【解题关键】明确外界溶液浓度与细胞液浓度的关系。A 水稻吸收SiO44-比水多得多，因此溶液中的SiO44-
离子浓度明显比初始浓度低；它吸收Mg2+和Ca2+比水
少，因此离子的浓度比初始浓度高。番茄的情况也与
此类似，不过它吸收Mg2+和Ca2+比水多，而吸收SiO44-
比水少。二、物质跨膜运输的其他实例与社会联系:
1.饮料浓度高低问题。
2.注射时所用的生理盐水的问题。这些实例说明： 1.物质通过细胞膜并非都是顺浓度梯度的。 2.其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于细胞生命活动的需要。 3.细胞对物质的吸收是有选择的。【例2】下列关于物质跨膜运输实例的说法中，不
正确的是 ( )
A.细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜
B.水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差
C.小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能
D.细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程【解析】细胞需要的小分子、离子可以通过细胞膜，而细胞不需要的小分子、离子和大分子则不能通过细胞膜。【解题关键】明确细胞膜等生物膜具有选择透过性。C细胞的吸水
和失水动物细胞实例植物细胞实例选择透过性原理：渗
透作用1.浓盐水有杀菌防腐的作用，其原因是（ ）
A.浓盐水中含有较多的氯离子，使细菌毒素失效
B.浓盐水中没有细菌所需要的酶，细菌不能产生毒素
C.由于渗透作用，使细菌失水死亡
D.浓盐水中含养料少，细菌迅速死亡C2．将人体口腔上皮细胞转移至不同浓度(Ⅰ、Ⅱ、
Ⅲ)的三种盐溶液中，结果如图所示。这三种溶液
的浓度是( )
A．Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ
B．Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ
C．Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ
D．Ⅰ<Ⅲ<Ⅱ【解析】由题图可知，Ⅰ中细胞形态没有变化，Ⅱ中细胞皱缩，Ⅲ中细胞涨大。所以三者的浓度依次是Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。B3.一学生做质壁分离和复原实验时，显微镜下只有
一个细胞没有发生质壁分离，其他细胞都出现了明
显的质壁分离现象，这可能是因为( )
A．该细胞是正在发育过程中的细胞
B．该细胞是死细胞
C．蔗糖溶液浓度太小
D．实验操作不正确【解析】因为是同一个学生在同一次实验时的结果，所以C、D两项可以排除；而正发育中的细胞也可能与其他细胞一样发生质壁分离；只有原生质层已破坏的死细胞，不具有选择透过性，不会发生渗透失水，因此也就观察不到质壁分离的现象。B4.下图为一实验装置，各种试管中装有一长度与体积均相同的新鲜马铃薯条，处理如下。约1小时后取出各马铃薯条，并观察它的长度变化，实验室的温度和湿度在实验过程中保持不变，试分析：（1）甲试管中马铃薯条长度的变化是_________，原因是_____________。
乙试管中马铃薯条长度的变化是_________，原因是_____________。丙试管中马铃薯条长度的变化是_____________，原因是_____________。
（2）丙试管中的马铃薯，在实验中的作用是_____________。
（3）此实验的原理是__________________。【解析】成熟的植物细胞相当于一个渗透系统。当细胞液浓度与外界溶液之间存在浓度差时，水分就会通过原生质层向浓度高的一侧渗透，造成细胞吸水或失水。甲试管中蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞将失水，使马铃薯条变短；乙试管中，由于蒸馏水的浓度小于细胞液的浓度，造成细胞吸水，使马铃薯条变长；丙试管中的马铃薯条的长度则基本保持不变，因为细胞既不吸水也不失水，这块马铃薯在实验中起对照作用。答案：（1）变短 细胞失水 变长 细胞吸水
不变 细胞中的水分基本不变 （2）对照作用
（3）渗透作用的原理 一个心胸开阔的人，能够正确地看待自身与他人的差别；他既不会自轻自贱，崇拜英雄和偶像；也不会盲目自信，一味地贬低他人。他不会计较在每件事情上是否公平，只愿自己的内心快乐与充实。温馨提示：
此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。
课时提升作业(十二)
物质跨膜运输的实例
(20分钟 50分)
一、选择题(共7小题，每小题5分，共35分)
1.将人体口腔上皮细胞转移至不同浓度(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)的三种盐溶液中，结果如图所示。这三种溶液的浓度是( )
A.Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ B.Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ
C.Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ D.Ⅰ<Ⅲ<Ⅱ
【解析】选B。将口腔上皮细胞转移至不同浓度的三种盐溶液中，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ溶液中口腔上皮细胞的形态分别为正常、皱缩和膨胀三种，所以判断出溶液浓度分别是等于、大于和小于细胞中液体的浓度。
【变式训练】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，依照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
( )
A.甲>乙>丙>丁 B.丁>甲>乙>丙
C.丙>丁>甲>乙 D.丙>乙>丁>甲
【解析】选D。丙图中细胞失水皱缩，说明外界溶液浓度高；乙图中红细胞的结构形态正常，说明与外界溶液浓度相同；丁图中红细胞吸水膨胀，说明外界溶液浓度低；甲图中红细胞吸水涨破，说明外界溶液浓度低，且浓度差较大。
2.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞发生质壁分离现象。质壁分离是指( )
A.细胞膜与细胞质之间发生分离
B.细胞壁与细胞质之间发生分离
C.细胞壁与原生质层之间发生分离
D.细胞壁与原生质之间发生分离
【解析】选C。当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞会失水收缩，由于原生质层的伸缩性比细胞壁大，因此它们会分开发生质壁分离现象。“质壁分离”中“质”是指原生质层，“壁”是指细胞壁。
3.将紫色萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。若对其进行加温，随着水温的升高，水的颜色会逐渐变红。其原因是( )
A.细胞壁在升温的过程中受到破坏
B.水温升高，花青素的溶解度加大
C.升温使原生质层被破坏而丧失功能
D.升温使水中的化学物质发生了反应
【解析】选C。细胞壁是全透性的，而细胞膜是具有选择透过性的，正常情况下花青素存在于液泡中，升温后破坏了原生质层，使花青素从液泡中释放出来。
4.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜下观察到的正确图示是( )
【解题关键】解答本题的关键是分清楚图中三个“大圈”代表的结构由外及里依次为细胞壁、细胞膜和液泡膜，然后再判断细胞核位置及紫色区域。
【解析】选C。由于洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色，其色素是存在于液泡中的，所以选项A是错误的，C是正确的。而选项B、D图示结构是错误的。
5.观察在0.3 g/mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，发现中央液泡逐渐变小，说明
( )
A.洋葱表皮细胞是活的
B.细胞壁相当于一层半透膜
C.此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度
D.细胞壁收缩导致中央液泡失水
【解析】选A。只有活细胞才能发生质壁分离，蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓度，使液泡失水导致细胞收缩；细胞壁是全透性的，原生质层相当于半透膜。
6.下列细胞能成功用于做质壁分离实验的材料的是( )
A.人的口腔上皮细胞
B.洋葱根尖分生区细胞
C.叶的下表皮细胞
D.用开水煮过的洋葱鳞片叶紫色外表皮细胞
【解析】选C。适于做质壁分离与复原实验的是具有中央大液泡的、活的植物细胞，口腔上皮细胞没有细胞壁和大液泡，洋葱根尖细胞没有大液泡，开水煮过的洋葱鳞片叶细胞已死亡。
7.在做“植物细胞的吸水和失水”的探究实验时，将复原后的细胞继续置于清水中，植物细胞也不会再吸水了；可当把因失水而皱缩的红细胞置于清水中时，红细胞恢复原状后会因继续吸水而破裂。产生这种差别的原因是( )
A.植物细胞的细胞膜比红细胞的细胞膜坚韧
B.植物细胞有细胞壁，红细胞没有
C.植物细胞有液泡，红细胞没有
D.植物细胞能对吸水进行调节，红细胞不能
【解析】选B。植物细胞由于细胞壁的伸缩性较小限制了液泡的继续吸水；动物细胞没有细胞壁的保护，而导致细胞吸水过多而涨破。
二、非选择题(共15分)
8.图示是洋葱鳞片叶表皮细胞的示意图。请据图回答：
(1)原生质层是由 (填号码)组成的。
(2)图中①主要由纤维素和果胶组成，具有全透性；原生质层可看做是一层
膜。水分子通过原生质层的现象属于 。
(3)将紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片置于显微镜下观察，可看到表皮细胞中紫色的 。
(4)把此细胞放入0.3 g/mL的蔗糖溶液中，将会出现 和
分离的现象，这种现象叫做质壁分离。要想使质壁分离复原，只要将这个植物细胞放在 中就可以了。
【解析】(1)原生质层是由细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质构成的。
(2)细胞壁是全透性的，而原生质层是选择透过性的，相当于半透膜，水分子通过原生质层的现象属于渗透作用。
(3)紫色洋葱的外表皮细胞中含有紫色的大液泡。
(4)细胞的质壁分离指的是原生质层和细胞壁的分离，若想使质壁分离的细胞复原，最简单的方法是将这个植物细胞放在清水中。
答案：(1)②③⑥ (2)半透 渗透作用
(3)液泡 (4)细胞壁 原生质层 清水
(30分钟 50分)
一、选择题(共5小题，每小题5分，共25分)
1.把一个已发生质壁分离的植物细胞投入清水中，细胞的吸水能力将( )
A.逐渐增强 B.逐渐降低
C.保持不变 D.先升高后降低
【解析】选B。细胞吸水能力的大小取决于原生质层两侧的浓度差的大小。已发生质壁分离的植物细胞的原生质层两侧的浓度差较大，把该细胞放入清水中，随着水分子不断进入细胞内，原生质层两侧的浓度差逐渐减小，细胞的吸水能力逐渐降低。
【变式训练】下列现象属于渗透作用的是( )
①水分子通过植物细胞的细胞壁
②水分子或其他溶剂分子通过细胞膜
③蔗糖分子通过细胞壁
④水分子或其他溶剂分子通过液泡膜
⑤水分子或其他溶剂分子通过原生质层
⑥干大豆种子泡在清水中逐渐胀大
⑦暑天新鲜蔬菜在空气中萎蔫
A.②④⑥ B.②⑤⑦
C.②④⑤ D.①③⑤
【解析】选C。发生渗透作用所具备的条件是具有半透膜和浓度差。由于细胞壁是全透性的，所以①③不属于渗透作用；⑥干种子是吸胀吸水；⑦新鲜蔬菜在空气中萎蔫是由于蒸发所致。
2.(2014·杭州高一检测)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，使其细胞液浓度加大，细胞吸水
B.醋酸分子进入黄瓜细胞，使其细胞液浓度加大，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
【解析】选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内液的浓度。
3.(2014·苏州高一检测)将生活状态相同的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放在不同浓度的蔗糖溶液中得到了下图所示的实验结果，相关叙述中不正确的是
( )
A.实验的主要原理是细胞壁和原生质层的伸缩性是不同的
B.实验中需要使用显微镜、载玻片等仪器以及蔗糖溶液，而不需要染色
C.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蒸馏水中时，细胞会略微膨胀
D.结果表明大多数细胞的细胞液浓度介于0.25～0.3 mmol/L之间
【解析】选D。实验中出现质壁分离的主要原因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性；由于洋葱外表皮细胞呈紫色，所以实验材料不用染色；细胞壁的伸缩性小，所以放在蒸馏水中吸水后略微膨胀；在蔗糖溶液浓度为0.2～
0.25 mmol/L之间，质壁分离细胞比例的变化是最大的，所以大多数细胞的细胞液浓度在此区间。
【变式训练】为研究植物a能不能移植到b地生长，某生物学研究学习小组设计了一个测定植物a细胞液浓度的实验方案，实验结果如下表：
浓度(mol/L)
0.15
0.2
0.25
0.3
质壁分离
不分离
刚分离
显著
显著
他们又测定了b地土壤溶液浓度。为保证植物a移植后能正常生存，该地土壤溶液的浓度应( )
A.≥0.2 B.≤0.2 C.≥0.3 D.<0.2
【解析】选D。正常生长的植物要从周围的土壤中吸水，所以土壤的浓度要小于细胞液的浓度，从表中读出细胞液的浓度略小于0.2 mol/L。
4.(2014·衡水高一检测)下表是对植物细胞的吸水和失水实验的记录，正确的是( )
在装片上滴加
中央液泡大小
细胞液颜色
细胞大小
蔗糖溶液
1
2
3
清水
4
5
6
A.1、4表示的过程相同
B.2、5表示的结果相同
C.3、6表示的结果基本相同
D.蔗糖浓度常用0.5 g/mL
【解析】选C。在蔗糖溶液浓度大于细胞液的情况下，1过程液泡变小，4过程液泡变大；2表示颜色加深，5过程颜色逐渐变浅；3、6表示细胞大小基本相同，是因为细胞壁伸缩性较小；蔗糖溶液浓度常用0.3 g/mL。
【误区警示】此题易误解细胞大小的定义而不能选出C项。细胞的大小不是只包括细胞膜内有生命的部分，也将细胞壁包含在内。
5.下列关于物质跨膜运输实例的叙述中，错误的是(多选)( )
A.细胞吸水和失水是水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程
B.水分子跨膜运输的方向是由高浓度溶液向低浓度溶液运输
C.无机盐离子可以逆相对含量梯度进行跨膜运输
D.生物膜是选择透过性膜，小分子物质能通过，而大分子物质不能通过
【解析】选B、D。生物膜是选择透过性膜，细胞需要的离子、小分子物质都可以通过，而细胞不需要的物质则不能通过。水分子跨膜运输的方式是自由扩散，溶液浓度的高低是针对溶质而言的，水分子是由低浓度向高浓度运输的。
二、非选择题(共25分)
6.(2014·海淀区高一检测)请回答下列问题：
(1)将同一植物细胞依次浸在蒸馏水、0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.4 mol/L的KNO3溶液中，测得细胞的体积随时间的变化曲线如图所示：
①曲线A、B、C分别代表细胞所处的溶液是 。
②达到平衡后， 溶液中细胞的细胞液浓度最大。
(2)下图是某生物课外小组在观察植物细胞质壁分离和复原实验时所观察到的几幅照片，请结合所学的知识，分析下图并回答问题：
①发生质壁分离后， 处理，可以使已经质壁分离的植物细胞发生质壁分离复原；发生复原的顺序是 (用上图中的数字表示)。
②上述几幅图中所示的是同一组织的细胞，此时细胞液的浓度最大的是______
(用上图中的数字表示)中的细胞。
【解析】(1)在题目所给的几种溶液中，只有处于蒸馏水中时细胞会吸水胀大，故A是蒸馏水；在0.3 mol/L的蔗糖溶液中，由于蔗糖是大分子，不会透过原生质层进入细胞中，又比细胞液的浓度大，因此细胞失水发生质壁分离，所以C是蔗糖溶液；在0.4 mol/L的KNO3溶液中开始发生质壁分离，后由于细胞吸收钾离子和硝酸根离子，使细胞液的浓度增大，细胞会发生渗透吸水，发生质壁分离复原，所以B是KNO3溶液；当达到平衡后，三种情况下，处于蔗糖溶液中的细胞，因失水过多而导致细胞液浓度最大。
(2)本小题是关于质壁分离与复原现象的考查，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞因液泡内含有色素而易于观察；通过识图可以回答其他各问。
答案：(1)①蒸馏水、KNO3溶液、蔗糖溶液 ②蔗糖
(2)①加入蒸馏水 2→3→1 ②2
【延伸探究】若上题(2)中的1、2、3放在同一浓度的外界溶液中，一段时间后细胞状态如图中所示，比较三者初始的细胞液浓度关系？
提示：1>3>2。
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