4.1物质跨膜运输的实例
【目标导航】
1、理解渗透作用发生的条件,说出动植物细胞吸水和失水的原理
2、观察植物细胞的质壁分离和复原,知道探究的一般流程。
3、通过分析物质跨膜运输实例，获得物质跨膜运输并不都是顺浓度梯度、细胞膜和其他膜具有选择透过性的知识。
知识回顾：
细胞膜的三个功能
【课前预习】
一、细胞的吸水和失水
1．渗透作用发生的条件：(1) ____________；(2)______________。
2．哺乳动物红细胞的吸水和失水：当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，细胞_____；当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，细胞__________；当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相当时，_____________。
3．植物细胞的吸水和失水
(1)成熟的植物细胞由于_________占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是_______。细胞膜、_______以及两层膜之间的__________，称为原生质层，相当于一层半透膜。
(2)当细胞液浓度____外界溶液浓度时，细胞液中的水分就透过______进入外界溶液中，使________和______都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性_____，当细胞不断失水时，也就发生了_____。当细胞液的浓度________外界溶液的浓度时，使植物细胞逐渐发生________现象。
二、物质跨膜运输的其他实例
细胞的吸水和失水是水分子______的梯度运输的过程。物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而且细胞对物质的输入和输出有________性。
【课堂探究】
探究点一 渗透作用
结合教材60页“问题探讨”的图文，讨论以下问题：
1．什么是渗透作用？它发生的条件是怎样的？
2．什么是半透膜？它有什么特点？
【典例1】 向猪膀胱注入一半30%的蔗糖溶液，扎紧入口，然后浸入5%的蔗糖溶液中，每隔半小时称一次重量，在坐标系中，能正确表示测定结果的是 ( )
探究点二 细胞的吸水和失水
1．观察教材60页图4—1的现象，总结红细胞失水和吸水的情况：
(1)红细胞膜相当于一层_____膜。 (2) 红细胞失水和吸水取决于______。
2．观察下图分析植物细胞的失水和吸水情况,分析质壁分离原因
(1)内因 ___ ______。 (2)外因 ____。 (3)前提_ _。
3．阅读教材植物细胞吸水和失水的探究实验，讨论下列问题：
(1)该实验的原理是什么？
(2)从下列的试验流程中，总结该实验的注意事项。
①材料的选择：必须选用含有____________的活的成熟植物细胞，洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液为____色，易于观察，是最佳的实验材料。
②使用蔗糖溶液的浓度要适宜；浓度过小，质壁分离现象________，影响观察；浓度过太，会使细胞在短时间内因失水过多而__________，无法观察质壁分离复原。
③质壁分离的时间不能太长，否则细胞可能会_____，导致无法______。
④尽量不要选择KNO3等类似溶液，因为会发生质壁分离后__________的现象，实验现象不明显。
【典例2】 在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态，a、b表示两处溶液的浓度，由此推测 ( )
A．此时a>b，细胞渗透吸水
B．此时a＝b，渗透系统保持动态平衡
C．此时aD．上述三种情况都可能存在
探究点三 物质跨膜运输的其他实例
阅读教材63页资料分析，讨论下列问题：
1．水稻和番茄对无机盐的吸收是否一样？说明了什么？
2．甲状腺细胞内的碘浓度比外界高很多，但甲状腺细胞仍能从外界吸收碘，这一事实说明了什么？
3．活细胞的细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，这种选择性表现在哪些方面？
【典例3】 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。在两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)。分析下表不能得出的结论是( )
K＋
Mg2＋
Ca2＋
SiO
水稻
17.0
105
117
19.5
番茄
19.1
85
59.6
118
A.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的需要量大，对Ca2＋的需要量小
C．不同植物根尖细胞膜上载体(蛋白质)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
[核心术语锁定]
渗透现象、半透膜、原生质层、质壁分离、选择透过性膜、跨膜运输
[知识网络构建]
【课堂练习】
1．所谓质壁分离中的“质壁”分别是指 ( )
A．细胞质、细胞壁 B．细胞质基质、细胞壁
C．原生质层、细胞壁 D．原生质、细胞壁
2．放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，不会发生质壁分离的一组细胞是 ( )
①洋葱根尖分生区细胞 ②人的口腔上皮细胞 ③洋葱鳞片叶表皮细胞 ④干种子细胞 ⑤蛔虫卵细胞 ⑥洋葱根尖的根冠细胞
A．①②④⑤ B．①④⑤⑥ C．①②④⑥ D．②③④⑤
3．利用高浓度的盐水杀菌的原理是 ( )
A．盐水中的氯离子有杀菌的作用
B．高浓度盐水中水分不足，不利于细菌生长
C．细菌由于脱水而死亡
D．钠离子有杀菌作用
4．若如图表示植物细胞渗透作用的图解，下列说法中错误的是 ( )
A．植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
B．一定条件下，活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水
C．当溶液浓度甲＞乙时，细胞发生渗透失水，当溶液浓度乙＞甲时，细胞发生渗透吸水
D．当溶液浓度甲＝乙时细胞处于动态平衡状态，不发生渗透作用
5．将新鲜的苔藓植物叶片放入有少量红墨水浓度为30%的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会看到细胞的状态如图所示，此时部位①②的颜色分别是 ( )
A．①无色 ②绿色 B．①红色 ②绿色
C．①红色 ②无色 D．①红色 ②红色
6．如图表示以洋葱表皮为材料，用0.3 g/mL蔗糖溶液、0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL尿素溶液及清水进行相关实验(时间m表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间n表示开始用清水处理洋葱表皮)，测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是( )
A．a B．b C．c D．d
13．用2摩尔/升的乙二醇溶液和2摩尔/升的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积的变化情况如下图所示，请据图回答：
(1)原生质体体积在A―→B段的变化说明：在该段时间内水分子从原生质体______，细胞液浓度________。
(2)在1分钟后，处于2摩尔/升蔗糖溶液中的细胞，其细胞液浓度将________，此时，在细胞壁与原生质层之间充满了______________，要使该细胞复原，应将其置于________________中。
(3)在1分钟后，处于2摩尔/升乙二醇溶液中的细胞，其原生质体体积的变化是由于__________逐渐进入细胞内，引起细胞液浓度__________。
4.1 物质跨膜运输的实例
教学目标
知识
与技能
学生能举例说出细胞膜是选择透过性膜；尝试提出问题，作出假设，进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
过程
与方法
由“问题探讨”入手，从“扩散”迁移到“渗透”，理解动物细胞的吸水和失水；通过探究实验了解植物细胞的吸水和失水；根据资料分析了解其他物质跨膜运输的情况而获得总体结论。
情感态度价值观
尝试提出问题，作出假设，感受科学的严谨性；设计植物细胞吸水和失水的实验，体验探索的乐趣。
重 点
举例说出细胞膜是选择透过性膜
难 点
尝试提出问题，作出假设
关 键
细胞失水和吸水的条件
教学方法
及课前准备
研讨式，多媒体课件，导学案
教学流程
多媒体辅助教学内容
（导入）前面我们学习了细胞的基本结构，知道细胞是一个开放的系统，每时每刻都与环境进行着物质的交换。物质的进入必须要经过细胞的边界——细胞膜，那么物质是怎么通过细胞膜而进出的呢？从这一节课开始我们就开学习第４章细胞的物质输入和输出。
首先我们这一节课先了解一下物质跨膜动输的现象和实例：第一节物质跨膜运输的实例（板书）
（新课）我们先来分析一个渗透现象的实验：（课件演示）
1.渗透装置：烧杯、长颈漏斗、玻璃纸（重点讲特点）；漏斗内是蔗糖、烧杯内是清水。
2.课件演示现象
3.根据课件显示，分析上升的原因：水总是由低浓度向高浓度流动，单位时间内，由烧杯进入漏斗内的水分子比由漏斗出来的水分子多，所以液面上升（强调水分子流动的情况）。
4.分析如果烧杯内是蔗糖浓液，漏斗内是清水，或者都是蔗糖溶液液面的变化。
5.分析把半透膜换成不透膜或换成全透膜液面的变化。
6.总结渗透作用的条件：必需具有半透膜；半透膜的两侧必需有浓度差。
（过渡）下面我们就来分析水是怎样进出细胞的。
一、细胞的吸水和失水
1.动物细胞的吸水和失水（以哺乳动物的红细胞为例）
外界溶液浓度＜细胞质的浓度时 细胞吸水 细胞膨胀甚至破裂
外界溶液浓度＞细胞质的浓度时 细胞失水 细胞皱缩
外界溶液浓度＝细胞质的浓度时 水分进出细胞处于动态平衡 细胞形态不变
结论：动物细胞也可以发生渗透作用吸水或失水。
2.植物细胞的吸水和失水（可以以根毛细胞为例）
首先区别动植细胞的结构区别，并指出植物细胞的原生质层结构（课件显示）
（过渡）植物的原生质层是不是相当于半透膜，植物细胞能不能透过原生质层进行渗透作用呢？下面我研究植物细胞的吸水和失水。
指出探究实验步骤。引导学生提出探究的问题并对问题作出假设，可参考案例进行设计实验。
指导学生做学生实验，并对实验结果进行分析。
中央液泡大小
原生质层的位置
细胞大小
蔗糖溶液
变小
原生质层脱离原业位置
基本不变
清水
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置
基本不变
现象：
正常细胞 质壁分离（失水时） 质壁分离的复原（吸水时）。
结论：植物细胞也可以渗透作用吸水或失水，原生质层相当于一层半透膜。
知识点分析：
⑴质壁分离和复原的原因：内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性；外因是细胞液与外界溶液具有浓度差。
⑵分析图中质壁分离的细胞中细胞壁与细胞膜之间的空隙中的液体是什么？
⑶细胞发生质壁分离或复原的条件：必须是有大液泡（成熟）的植物细胞；必需是活细胞。
⑷分析某些物质的质壁分离自动复原现象（如硝酸钾溶液、尿素溶液、乙二醇溶液等）原因是溶质分子可以通过主动运输或自由扩散方式进入细胞液。
二、物质跨膜运输的其他实例
细胞的吸水和失水是水分子顺着相对含量的梯度跨膜运输的过程。其他物质的跨膜运输是怎样的呢？
学生自学Ｐ63资料分析并讨论思考题。
由资料分析可以看出：同一种生物对不同离子的吸收量是不同的；不同生物对同一种离子的吸收量也有差别；有的物质是顺着含量梯度运输，还有的可以逆着浓度梯度运输。即动植物对离子的吸收具有选择性，这是由细胞膜的特性来决定的。
提出细胞膜是一层选择透过性膜，强调含义及意义。
区别选择透过性膜与半透膜：相同点是都可以使小分子通过而大分子不能通过，不同的是选择透过性膜对小分子有选择性，必须是选择通过的小分子才能通过。打个比方：半透膜相当于一个筛子，而细胞膜相当于在筛子的每个网眼上安放一个控制器。
（总结）这节课我们了解了物质跨膜运输的一些实例，首先我们学习了水分进出细胞的实例，动植物细胞具备进行渗透作用条件即半透膜和浓度差，因而可以通过渗透作用失水或吸水，成熟的植物细胞在吸水或失水时还会出现质壁分离及复原现象，又通过其他物质跨膜动输的实例使我们知道细胞对物质的动输具有选择性，即细胞膜是一种选择透过性膜，这是细胞膜的功能特性，正是因为细胞膜的选择透过性，才使得细胞可以主动地选择吸收或排出营养物质或废物，满足细胞对物质代谢的需要。
课件演示现象
板书设计
物质跨膜运输的实例
一、渗透作用的条件：1、半透膜 2、半透膜两侧具有浓度差
二、细胞的吸水和失水：1、细胞膜是半透膜 2、细胞质与外界溶液存在浓度差
3、植物细胞吸水和失水的实验探究-质壁分离和质壁分离的复原
当外界溶液浓度大于细胞液浓度 细胞失水 质壁分离
当外界溶液浓度小于细胞液浓度 细胞吸水 质壁分离复原
原生质层具有选择透过性 细胞液与外界溶液存在浓度差
三、物质跨膜运输的其他实例
细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜
水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而一些离子、小分子和大分子不能通过
课堂作业
优化设计课堂训练
课下作业
训练与测评
反思
4.1物质跨膜运输的实例
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题6分，共60分)
1．(2014·山东滨州一模)为探究植物A能不能移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液浓度，实验结果如下表。为保证植物A移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应( )
浓度(mol/L)
0.15
0.2
0.25
0.3
质壁分离状态
不分离
刚分离
显著分离
显著分离
A.≤0.15mol/L B．≤0.2mol/L
C．≥0.2mol/L D．≥0.3mol/L
解析：当细胞液浓度小于周围土壤溶液浓度时，细胞会失水发生质壁分离，植物将不能正常生存。因此，为保证植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液浓度应≤0.15mol/L。
答案：A
2．(2014·西城区期末)将洋葱表皮细胞置于一定浓度的KNO3溶液中，一段时间后用显微镜观察，未观察到质壁分离现象。以下推测不合理的是( )
A．所取洋葱表皮细胞可能是死细胞
B．KNO3溶液浓度可能低于细胞液浓度
C．细胞在盐溶液中不发生质壁分离
D．细胞可能发生质壁分离后又自动复原
解析：死细胞不会发生质壁分离现象。只有KNO3溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞液中的水分才能向外渗透，出现质壁分离现象。KNO3溶液中的钾离子和硝酸根离子都可以通过主动运输的方式进入细胞，故在一定浓度的KNO3溶液中细胞可能发生质壁分离后又自动复原了。当盐溶液的浓度大于细胞液浓度时，活的成熟植物细胞就会发生质壁分离现象。
答案：C
3．(2014·江西重点中学联考)以下有关植物对水分吸收和对矿质元素吸收的叙述中正确的是( )
A．将洋葱根尖的分生区细胞和大肠杆菌细胞放在30%的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象
B．用质壁分离和复原可以判断原生质体有无活性
C．缺镁和缺铁都会使植物失绿即叶片发黄，缺镁，老的部位先失绿，缺铁，嫩的部位先失绿
D．植物吸收水分和吸收矿质元素离子的动力都是蒸腾作用
解析：洋葱根尖的分生区细胞和大肠杆菌细胞没有大的液泡，在30%的蔗糖溶液中不会发生质壁分离现象，故A错误。只有活的具有细胞壁的细胞，才能发生质壁分离和复原现象，原生质体无细胞壁，故B错误。镁是可再利用元素，不会在老的部位堆积，新的部位较多；铁是不可再利用元素，在老的部位堆积，新的部位较少，所以缺镁，老的部位先失绿，缺铁，嫩的部位先失绿，故C正确。植物吸收水分的动力是蒸腾作用，而吸收矿质元素离子的动力来自呼吸作用产生的能量，故D错误。
答案：C
4．食醋中的醋酸分子是活细胞所选择的小分子物质，蔗糖是不被选择的大分子物质。用食醋和蔗糖可将新鲜蒜头腌制成糖醋蒜头，这是因为( )
A．醋酸和蔗糖分子均存在于活细胞的间隙中
B．醋酸和蔗糖分解后被细胞吸收
C．腌制时间长，两种物质缓慢地渗入细胞内部
D．醋酸杀死细胞，使细胞膜失去选择透过性
解析：依题意，用食醋和蔗糖将新鲜蒜头腌制成糖醋蒜头，说明食醋分子和蔗糖分子均已进入大蒜的细胞中；细胞膜有选择透过性，细胞所要选择的离子、小分子可以通过，其他离子、小分子、大分子不能通过。依题中条件，蔗糖分子不是大蒜细胞要选择通过的，这说明，能使蔗糖分子通过的大蒜细胞已失去了选择透过性，细胞已经死了。细胞一旦死亡，选择透过性不复存在，变成全透性。通常情况下，不被细胞选择的离子、小分子等是对细胞有害的物质，这些物质如果浓度高，或较长时间地包围细胞，会造成细胞质壁分离、过分失水，导致活细胞死亡，从而改变细胞膜的通透性，使原来细胞不需要的分子都可通过扩散作用进入细胞内。解此题要注意避免以下两个误区：①对选择透过性理解不准确，认为时间长自然可“渗透”进去；②把腌制当成存在于细胞间隙中。
答案：D
5．(2014·淮安调研)用物质的量浓度为2 mol·L－1的乙二醇溶液和2 mol·L－1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列表述中正确的是( )
A．该细胞可能是某种植物根尖分生区的细胞
B．AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大
C．BC段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡
D．用一定浓度的KNO3溶液，可得到类似蔗糖溶液的结果
解析：原生质体是指植物细胞除去细胞壁之外的部分。A错误：根尖分生区细胞无大液泡，不能发生质壁分离；B正确：AB段原生质体体积变小，液泡内失去水分，故细胞液浓度在逐渐增大；C错误：只有活细胞才会发生质壁分离复原，BC段因细胞吸水使原生质体体积增大；D错误：用一定浓度的KNO3溶液，可得到类似乙二醇溶液的结果。
答案：B
6．(2014·宜昌模拟)将某植物细胞分为两组，分别浸于浓度为0.3 g/mL的(Ⅰ)蔗糖溶液与(Ⅱ)尿素溶液中，然后每5分钟用显微镜观察一次，并测量原生质体(即仅由细胞膜包住细胞质的细胞部分，不含细胞壁)的相对表面积，其结果如下图所示。则下列叙述错误的是( )
A．实验开始后20分钟，(Ⅰ)和(Ⅱ)两组的细胞均发生质壁分离
B．实验开始后30分钟，(Ⅰ)的细胞中必含蔗糖
C．实验开始后30分钟，(Ⅱ)的细胞中必含尿素
D．此图显示尿素可通过细胞膜，而蔗糖却不能通过细胞膜
解析：蔗糖溶液和尿素溶液均使细胞发生了质壁分离，使细胞原生质体的相对表面积缩小；20分钟后放入蔗糖溶液的细胞相对表面积不再发生变化，说明失水达到了最大程度，此时细胞不一定死亡，蔗糖溶液不一定能进入细胞；20分钟后放入尿素溶液中的细胞开始吸水，处于复原过程是由于细胞能吸收尿素，使细胞液浓度上升所致。
答案：B
7．设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为( )
解析：掌握渗透作用发生的条件(半透膜和膜两侧存在浓度差)、水分子扩散的方向(顺浓度梯度扩散)和扩散的速率是解题的关键。仔细观察图示，长颈漏斗内为蔗糖溶液，实验开始后长颈漏斗内部液面将上升，由于实验初始阶段半透膜内外溶液浓度差较大，液面上升速率较大。
答案：B
8．下表是人体成熟红细胞与血浆中的K＋和Mg2＋在不同条件下的含量比较，据表分析不确切的是( )
处理前
用鱼滕酮处理后
用乌本苷处理后
细胞内
血浆中
细胞内
血浆中
细胞内
血浆中
K＋
145 mmol
5 mmol
11 mmol
5 mmol
13 mmol
5 mmol
Mg2＋
35 mmol
1.4 mmol
1.8 mmol
1.4 mmol
35 mmol
1.4 mmol
A．鱼滕酮对K＋的载体的生理功能有抑制作用，而不影响Mg2＋的载体的生理功能
B．乌本苷抑制K＋的载体的生理功能而不影响Mg2＋的载体的生理功能
C．鱼滕酮抑制ATP的合成从而影响K＋和Mg2＋的运输
D．正常情况下血浆中K＋和Mg2＋均通过主动运输进入红细胞
解析：K＋和Mg2＋由血浆进入红细胞内是逆浓度运输，即为主动运输。经鱼滕酮处理后，红细胞内两种离子的量均有变化，说明鱼滕酮主要是作用于呼吸作用某过程而抑制ATP的合成，从而抑制不同离子的运输。
答案：A
9．取一段长5 cm的葱茎，将其纵切到4 cm处，由于纵切的葱茎使薄壁的皮层细胞摆脱了厚壁的表皮细胞的束缚，皮层细胞扩张得更快，从而使葱茎向表皮外弯曲，切后的形状如图甲所示，将它作为对照。再取另外四段相同葱茎做同样的处理，将它们分别置于a～d不同浓度的蔗糖溶液中，30分钟后，葱茎形状记录如表乙。据此判断蔗糖溶液浓度的大小为( )
蔗糖溶液
a
b
c
d
葱茎形态
乙
A．a>b>c>d B．a>c>d>b
C．b>d>c>a D．b>a>c>d
解析：由题意可知，细胞吸水后皮层细胞扩张得更快，从而向表皮外弯曲；失水后表层细胞收缩得更快，从而向表皮内弯曲。a、c中葱茎在渗透失水，其中a中失水程度超过c；b中葱茎在渗透吸水；d中基本未变。
答案：B
10．用完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率相同，一段时间后，测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如图所示
该实验的结果不能说明( )
A．不同植物对各种离子的需要量是不同的
B．与番茄相比，水稻对Si4＋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：由题干获取的主要信息有：①培养水稻和番茄的完全培养液相同；②两植物对水的吸收速率相同；③图中数据是培养液中各种离子浓度与实验前之比的百分数，比值越大说明对该离子的吸收量越小，反之越大。解答本题时，首先理解图解含义，再对应选项作答即可。
由图例分析可知，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Si4＋多，对Ca2＋、Mg2＋吸收少，而番茄吸收的Ca2＋和Mg2＋较多，对Si4＋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。图中并不能看出植物体对各种离子的吸收速率与溶液中的离子浓度有关。
答案：D
二、非选择题(共40分)
11．(10分)紫色洋葱是生物学中常用的实验材料。它的叶分两种：管状叶伸展于空中，进行光合作用；鳞片叶层层包裹形成鳞茎，富含营养物质。下面以洋葱为材料进行有关实验，请回答：
(1)若分离叶绿体中的色素，所用的实验材料是________。将色素分离的实验的原理是____________。
(2)观察质壁分离与复原所用的最佳材料是________，该实验的自变量是________。
(3)若观察DNA、RNA在细胞中的分布状况，常用的理想材料为________，该材料优于其他部位的原因是________。
(4)若观察有丝分裂，所用的理想材料为________，简要地写出操作流程：____________。
解析：紫色洋葱的叶片分两种：一种是管状叶，绿色，可进行光合作用；另一种是鳞片叶，其内外表皮都由一层细胞构成，适于显微镜观察。紫色洋葱鳞片叶外表皮为紫色，适于观察植物细胞的质壁分离与复原；内表皮的颜色较浅，适于观察DNA、RNA在细胞中的分布状况。观察有丝分裂的最佳材料是根尖分生区，原因是此处的细胞的颜色较浅，并且此处的细胞处于细胞周期中。
答案：(1)管状叶 不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度也不同
(2)(紫色)洋葱鳞片叶外表皮 不同浓度的细胞外溶液(或清水和蔗糖溶液)
(3)鳞片叶内表皮 颜色浅、由单层细胞构成
(4)根尖(分生区细胞) 取材→解离→漂洗→染色→制片→观察
12．(14分)(2014·安徽百校一次联考)下图是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道，具有离子选择性。请仔细观察图示回答有关问题。
(1)很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实。这证明组成细胞膜的主要成分中有[ ]________。
(2)鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外，经研究鲨鱼体内多余盐分是经②途径排出被转运物质的，那么其跨膜运输的方式是________。
(3)柽柳是泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收于植物体内的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐是通过主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明。
①实验步骤：
a．取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有Ca2＋、K＋的溶液中。
b．甲组给予正常的呼吸条件，乙组________________________。
c．____________________________________________________。
②实验结论：
a．若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，说明____________；
b．___________________________________________________。
解析：(1)“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实证明细胞膜组成成分中有脂质分子，结合图示分析该物质应为[甲]磷脂分子。(2)②途径是一个离子通道，鲨鱼体内多余盐分可通过这种通道蛋白的协助由高浓度的细胞膜内一侧运输到低浓度细胞膜外的一侧，因此其跨膜运输的方式应为协助扩散(或被动运输)。(3)主动运输和被动运输相比，前者需要消耗能量，后者不需消耗能量。本实验可通过控制供能的多少来确定柽柳吸收无机盐的方式。若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，说明无机盐的吸收不需消耗能量，应为被动运输；若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，则说明柽柳从土壤中吸收无机盐需要消耗能量，应为主动运输。
答案：(1)甲 磷脂分子 (2)协助扩散(或被动运输)
(3)①b.完全抑制细胞呼吸 c．一段时间后测定两组植株根系对Ca2＋、K＋的吸收速率 ②a.柽柳从土壤中吸收无机盐是通过被动运输 b．若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从土壤中吸收无机盐是通过主动运输
13．(16分)(江苏高考试题改编)将浸润在质量浓度为0.3 g/L蔗糖溶液中的紫色洋葱表皮制成装片，放在显微镜下观察，结果如图所示。请据图回答下列问题。
(1)洋葱表皮细胞通过渗透作用失水，导致细胞发生质壁分离，原生质层在该过程中充当了________。以下结构或物质属于原生质层的是________。
A．液泡膜 B．线粒体
C．液泡色素 D．细胞核
E．细胞壁
(2)请在坐标系中绘出细胞吸水力随质壁分离程度变化曲线。
(3)若将装片放在80℃的条件下处理一段时间(装片中的溶液仍保持0.3 g/L)后，放在显微镜下观察，在清晰看到细胞结构后为了更准确判断A处颜色，应该如何操作显微镜？
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(4)藓类小叶是否是观察线粒体的理想实验材料？
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为什么？______________________________________________。
解析：(1)成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质部分组成原生质层，充当了半透膜。 细胞核、液泡内的成分不属于原生质层。(2)细胞随着质壁分离程度加大，细胞液浓度增加，细胞吸水力也增加。因细胞有最大分离程度，故吸水力也有最大值。 (3)调节显微镜粗、细准焦螺旋可以使图像清晰，调节光圈、反光镜可以改变视野亮度。“在清晰看到细胞结构后为了更准确判断”，不需要调节粗、细准焦螺旋。 (4)藓类叶肉细胞中有叶绿体，影响对被染成蓝绿色的线粒体的观察。
答案：(1)半透膜 AB
(2)如图
(3)调节光圈、反光镜以改变视野亮度
(4)不是 细胞中有叶绿体，影响染色后对线粒体的观察
课件79张PPT。第1节 物质跨膜运输的实例
