人教版（2019）生物必修1导学案：第4单元 细胞的物质输入和输出 第1课时 物质跨膜运输的实例（含答案）

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第4单元 细胞的物质输入和输出
第1课时　物质跨膜运输的实例
1.尝试探究实验中的“提出问题,作出假设”。
2.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计。
3.初步学会进行植物细胞质壁分离与复原实验的方法。
4.举例说出细胞膜是选择透过性膜。
课程重点:1.细胞吸水和失水的原理;2.举例说出细胞膜是选择透过性膜。
课程难点:尝试探究实验中的“提出问题,作出假设”。
教学建议:认真观察渗透作用现象,理解细胞吸水和失水的道理,即:渗透作用现象→渗透作用的概念→发生条件→动物细胞的吸水和失水→质壁分离及复原现象→总结跨膜运输的实例→细胞膜具有选择透过性。渗透作用是本课时的核心内容,注意区别半透膜与生物膜,两者都可用来完成渗透作用,但前者一般无选择透过性。
　　一、动物细胞的吸水和失水
1.渗透作用产生的条件
(1)有一层①　半透膜　。
(2)半透膜两侧的溶液具有②　浓度差　。
2.动物细胞吸水和失水的条件
(1)外界溶液浓度③　小于　细胞质浓度时,细胞吸水膨胀。
(2)外界溶液浓度大于细胞质浓度时,细胞④　失水皱缩　。
(3)外界溶液浓度等于细胞质浓度时,水分进出细胞处于⑤　动态平衡　。
二、植物细胞的吸水和失水
1.结构
(1)细胞壁:⑥　全透性　,即水分子和溶解在水里的物质都能自由通过。
(2)原生质层:⑦　细胞膜　、⑧　液泡膜　以及两层膜之间的⑨　细胞质　组成原生质层,相当于一层⑩　半透膜　。
(3)细胞内的液体环境:主要指液泡内的　细胞液　。
2.植物细胞自身条件:成熟植物细胞中具有中央大液泡。
3.验证
(1)质壁分离:当细胞液的浓度　小于　外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的　伸缩性大　,当细胞不断失水时,　原生质层　就会与　细胞壁　逐渐分离开。
(2)质壁分离复原:将已发生质壁分离的细胞放在外界溶液浓度比较低的环境中时,外界溶液中的水分就透过　原生质层　进入细胞液中,整个原生质层就会慢慢恢复成原来的状态。
三、物质跨膜运输的其他实例
1.对无机盐的吸收实例
(1)水稻和番茄对同一离子的吸收量　不同　。
(2)水稻和番茄对　不同离子　的吸收量不同。
2.细胞膜和其他生物膜都是　选择透过性　膜,可以让　水分子　自由通过,细胞选择吸收的一些　离子和小分子　也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
1.下列现象属于渗透作用的是(　　)。
A.水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.干大豆种子泡在清水中逐渐涨大
D.夏天新鲜蔬菜在空气中萎蔫
【解析】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A项不属于渗透作用;C项是吸胀吸水;D项中新鲜蔬菜在空气中萎蔫是由蒸发所致。
【答案】B
2.一个成熟植物细胞的原生质层包括(　　)。
A.细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质
B.细胞壁、液泡膜和这两层膜之间的细胞质
C.细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质
D.细胞膜和液泡膜之间的细胞质
【解析】原生质层是指细胞膜、液泡膜以及它们之间的细胞质。
【答案】A
3.能在30%蔗糖溶液中发生质壁分离的细胞是(　　)。
A.动物的上皮细胞　　　　　B.人的红细胞
C.根尖分生组织细胞 D.成熟的植物细胞
【解析】成熟的植物细胞才能发生质壁分离,A、B为动物细胞,C为新生细胞。
【答案】D
4.小刚以紫色洋葱的鳞茎表皮为材料,进行“植物细胞质壁分离”实验。在发生质壁分离的细胞中,他观察到(　　)。
A.紫色的中央液泡逐渐缩小
B.白色的中央液泡逐渐缩小
C.紫色的细胞明显膨胀
D.白色的细胞明显膨胀
【解析】质壁分离的细胞失去水分,使液泡体积减小,材料选择的是紫色洋葱鳞茎表皮,液泡呈紫色。
【答案】A
5.质壁分离和复原实验可以说明或证明(　　)。
①植物细胞的死活　②原生质层的伸缩性比细胞壁伸缩性大　③当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞渗透失水;反之,细胞则渗透吸水　④原生质层具有选择透过性　⑤细胞壁的主要成分是纤维素
A.①③④⑤ B.①②③④
C.②③④⑤ D.①④⑤
【解析】质壁分离和复原实验依据的原理是渗透作用,当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞渗透失水;反之,细胞则渗透吸水,同时由于原生质层的伸缩性比细胞壁伸缩性大,所以当其失水后,就会发生质壁分离。其中原生质层相当于半透膜,原生质层的选择透过性存在与否决定于细胞的死活,所以,只要细胞发生了质壁分离或复原,就能证明实验原理是正确的,同时也能证明细胞是活的。
【答案】B
知识点一:认识渗透作用
1.什么是半透膜 渗透作用的实质是什么
答案:半透膜是指只允许某些分子或离子透过而不允许其他分子或离子透过的膜;渗透作用的实质是水分子顺相对含量梯度的扩散。
2.请叙述动植物细胞发生渗透作用的条件。
答案:动物细胞发生渗透作用的条件:①细胞膜相当于半透膜;②细胞膜两侧溶液具有浓度差。植物细胞发生渗透作用的条件:①原生质层相当于半透膜;②原生质层两侧溶液具有浓度差。
3.请完成原生质层的构成图解。
答案:①细胞壁　②细胞膜　③细胞质　④液泡膜　⑤细胞液(具有一定浓度)
4.请利用长颈漏斗、半透膜、铁架台、具有浓度梯度的蔗糖溶液、清水等材料用具,绘制一个渗透作用装置图。若按照设计的装置进行实验,预计漏斗中的液面是上升了还是下降了 此时漏斗内溶液的渗透压变大了还是变小了
答案:如下图所示。液面上升。渗透压变小。
知识总结
渗透作用是本课时的重点和难点内容,理清渗透作用实验装置是理解细胞吸水和失水的关键,掌握半透膜与原生质层即选择透过性膜在功能上的异同;发生渗透作用的溶液浓度是指摩尔浓度而非质量浓度,也就是渗透压的高低与溶质颗粒的多少有关,与溶质分子的质量无关;当细胞吸水和失水达到平衡时,实际上是水分子进出单位面积半透膜双向运输达到动态平衡的结果。
例1　若将人类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下图,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.a>b>c>d　　　　　　B.d>a>b>c
C.a>d>b>c D.c>b>d>a
【解析】成熟的植物细胞置于高浓度的外界溶液中,会因渗透失水过度而失去活性,动物细胞过度吸水会因无细胞壁的支持作用而涨破。根据细胞形态的变化情况可判断外界溶液浓度的高低。
【答案】D
　 技巧归纳
解此题要明白活细胞存在于外界溶液中一般都可构成一个渗透系统的道理。动物细胞或成熟的植物细胞浸在某浓度的溶液中,由于动物细胞膜、植物细胞的原生质层都相当于半透膜,当半透膜两侧存在浓度差时,细胞会发生渗透失水或吸水。在此过程中,动物细胞无质壁分离及复原现象,但可根据细胞形态的变化情况判断外界溶液浓度的高低。当外界溶液浓度过高,会导致细胞过度失水而失活。根据渗透作用的原理,可设计实验找出等渗溶液来指导农业生产。
知识点二:植物细胞质壁分离与复原实验解读
1.请叙述实验原理。
答案:成熟的植物细胞与外界溶液接触时,就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用,从而吸水或失水。当细胞液浓度小于外界溶液浓度时,植物细胞渗透失水,发生质壁分离;反之,渗透吸水,发生质壁分离复原。
2.以下是简单的实验流程:
制作洋葱鳞片叶临时装片高倍镜下观察滴0.3 g/mL 的蔗糖溶液高倍镜下观察滴清水高倍镜下观察结论
其中②过程中可观察到细胞有两方面的变化,它们是什么 请绘出一个处于②过程中洋葱鳞片叶结构示意图。
答案:细胞有两方面的变化:(1)中央大液泡逐渐变小,颜色变深;(2)原生质层与细胞壁逐渐分离。如下图:
3.应选择怎样的实验材料 请举例说明。
答案:应选择活的、成熟的植物细胞,最好是液泡有颜色的,如选择紫色洋葱鳞片叶表皮细胞为实验材料。
知识总结
该实验成功的关键是实验材料的选择,必须选择有大液泡并有颜色的成熟植物细胞,溶质和溶剂分子都能透过网状结构的细胞壁。质壁分离和复原实验可应用于测定细胞液的浓度、判断细胞的死活、观察植物细胞的细胞膜、验证成熟植物细胞是一个渗透系统等,并且在农业生产上有很重要的指导意义。
例2　洋葱是常用的生物学实验材料,请结合下图回答相关问题:
实验名称 取材部位 观察方式 显微镜 细胞形态
一 观察植物细胞 鳞片叶外表皮 A 高倍镜 长方形
二 观察植物细胞的质壁分离与复原 B 原色观察 低倍镜 长方形
三 观察植物细胞有丝分裂 根尖分生区 染色观察 高倍镜 方形
　　(1)填写字母所代表的内容:A.　　　　;B.　　　　。
(2)实验一使用高倍显微镜观察的步骤和要点是:①先用低倍镜找到要观察的物像,将物像移到视野的　　　　　　;②转动转换器换上高倍物镜,调节　　　　准焦螺旋,直至看清楚物像为止。
(3)实验二中将临时装片用0.3 g/mL的蔗糖溶液处理5 min后,细胞发生质壁分离,此时可见细胞内　　　　处颜色变深,用清水处理5 min后,可见细胞发生　　　　　　　　现象。
【解析】(1)洋葱鳞片叶表皮有颜色,因此不需要染色即可观察细胞形态;观察植物细胞质壁分离和复原时,取洋葱鳞片叶外表皮作实验材料;根尖分生区细胞的特点是细胞排列紧密,细胞呈方形。(2)高倍镜的使用方法是先用低倍镜找到物像,将物像移至视野中央,转动转换器,换成高倍物镜,同时调节细准焦螺旋,使物像清晰。(3)在质壁分离过程中,水从液泡中出来,使细胞液浓度变深;当将质壁分离后的活细胞置于清水中,细胞吸水,发生质壁分离复原。
【答案】(1)A.原色观察　B.鳞片叶外表皮　(2)中央　细
(3)液泡　质壁分离复原
　 技巧归纳
本题主要考查教材中的实验,意在考查考生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验,包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作技能,并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用的能力。
1.下图为某学生在做一定浓度的蔗糖溶液对细胞影响的实验中所观察到的细胞图,下列有关叙述中正确的是(　　)。
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中充满了蔗糖溶液
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
【解析】考查对质壁分离实验的理解与应用。图中结构1为细胞壁,2为细胞膜,3为细胞核,4为液泡膜,5为细胞质,6充满蔗糖溶液,7为细胞液。其中2、4和5组成原生质层;细胞在质壁分离的过程中细胞液颜色由浅变深;此时的细胞可能正在发生质壁分离。
【答案】C
2.关于植物根系吸收营养物质的叙述,正确的是(　　)。
A.不同生长阶段植物根系吸收水分的速率相同
B.土壤温度不影响植物根系对无机盐离子的吸收
C.植物根尖细胞吸收水分主要依靠渗透作用
D.植物根细胞能逆浓度梯度吸收土壤中的无机盐离子
【解析】不同生长阶段植物根系吸收水分的速率不同,A错;温度影响酶的活性和能量供应,进而影响植物根系对无机盐离子的吸收,B错;植物根尖成熟区细胞吸收水分主要依靠渗透作用,C错;植物根细胞可以逆浓度梯度吸收无机盐离子,D正确。
【答案】D
3.半透膜类似于细胞膜等选择透过性膜。为了了解细胞膜内、外溶液浓度的差异对水分扩散的影响,设计了如下实验:在一长方体密封箱内(如图所示),正中的P为一个可以左右无摩擦滑动的半透膜,A室与B室空间相同,A室内充满2 mol/L蔗糖溶液,B室内充满1 mol/L的蔗糖溶液。实验开始后,P将移动的方向是(　　)。
　　A.不移动　　B.向右　　C.向左　　D.不能确定
【解析】水分子可以自由通过P,蔗糖分子不能通过半透膜。由于A室内溶液浓度高于B室,依据渗透作用原理,A室内水分子向B室的扩散速度比B室向A室的扩散速度慢,又由于P能左右滑动,所以P应由A室向B室移动。
【答案】B
4.如右图所示,在U形管中部c处装有半透膜,在a侧加入细胞色素d分子(分子量为1.3万道尔顿的蛋白质)水溶液(红色),b侧加入蒸馏水,并使a、b两侧液面高度一致,经一段时间后,实验结果将是(　　)。
A.a、b液面一致,b侧无色
B.a、b液面一致,b侧红色
C.a液面低于b,b侧红色
D.a液面高于b,b侧无色
【解析】此题以简单的实验情景模拟现实,全面考查了渗透作用原理。图中已知条件有:c处为半透膜,半透膜两侧溶液具有浓度差,且a侧浓度>b侧浓度,依据渗透作用原理,水分子总的渗透方向表现为b侧→a侧,故一段时间后,结果将是a侧液面高于b侧液面。另外,根据半透膜的性质,水分子能通过,但大分子的细胞色素d分子不能通过,故b侧仍为无色。
【答案】D
5.下图表示处于不同生理状态的同一个洋葱鳞茎中的三个洋葱鳞片叶表皮细胞,请回答:
(1)如图所示,A、B、C三细胞处于不同浓度的溶液中,则A图与B图细胞所处的外界溶液的浓度是　 　>　 　。
(2)图中细胞的细胞液浓度依次是　 　>　 　>　 　。
(3)C图中标号①指的物质是　　　　　　。
【解析】根据图示可知,三个图中细胞的细胞液浓度为C>A>B。
【答案】(1)A　B　(2)C　A　B　(3)外界溶液
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.植物细胞通过渗透作用吸水时,水分子依次通过的结构是(　　)。
A.细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡膜
B.液泡膜、细胞膜、细胞质
C.液泡膜、细胞质、细胞膜、细胞壁
D.细胞膜、液泡膜、细胞质
【解析】植物细胞通过渗透作用吸水时,水分子首先通过细胞壁,然后通过原生质层扩散进入液泡内,使细胞液浓度降低。原生质层由正常状态下紧贴细胞壁的细胞膜和液泡膜及两膜之间的细胞质组成。
【答案】A
2.将马铃薯块切成两半,各在其上挖个凹穴,穴内外分别放两种溶液,一种是清水,另一种是0.3 g/mL的蔗糖溶液,液面一样高。一段时间后液面变化如图所示,下列说法正确的是(　　)。
A.a是蔗糖溶液,b是清水　　B.a是清水,b是蔗糖溶液
C.甲中c处细胞吸水 D.乙中c处细胞失水
【解析】甲图b处液面下降,根据渗透作用原理,a处浓度>c、d处>b处,根据题干提供的信息可知,a是蔗糖溶液,b是清水。
【答案】A
3.(2015届山西吕梁高一月考)下列叙述正确的是(　　)。
A.细胞膜和液泡膜都是选择透过性膜
B.小分子物质都能通过细胞膜,而大分子物质则不能
C.原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核
D.动物细胞一般不会吸水涨破,是因为细胞最外层有细胞壁
【解析】细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,这种膜可以让水分子自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过,故A正确,B错;原生质层包括细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质,C错;动物细胞没有细胞壁,吸水后会涨破,D错。
【答案】A
4.下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述,错误的是(　　)。
A.与白色花瓣相比,采用红色花瓣有利于实验现象的观察
B.用植物根尖进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
C.用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
D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,有利于实验现象的观察
【解析】红色花瓣的液泡中含有色素,便于实验观察,A正确。植物的根部没有叶绿体,B错误。紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位的细胞中细胞液大小可能不同,质壁分离的程度就可能不同,C正确。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,便于观察,D正确。
【答案】B
5.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(　　)。
【解析】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错误,C正确。而选项B、D中图示结构是错误的。
【答案】C
6.甜菜块根细胞中有花青素,使块根呈红色。将块根切成小块放在蒸馏水中,水无明显的颜色变化。但用盐酸处理这些块根后,则能使水变红,这是因为(　　)。
A.细胞壁被盐酸破坏
B.花青素不溶于水而溶于盐酸
C.盐酸破坏了细胞膜的选择透过性
D.盐酸破坏了原生质层的选择透过性
【解析】花青素存在于液泡的细胞液中,单纯破坏细胞膜、细胞壁,只要液泡膜未被破坏,花青素就不会出来,液泡膜与细胞膜以及两膜之间的细胞质合称原生质层,具有选择透过性。
【答案】D
7.将新鲜的苔藓植物叶片放入加有少量红墨水、质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,在显微镜下观察,你会看到细胞的状态如右图所示,此时,部位①和部位②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
【解析】细胞壁是全透性的,细胞膜是选择透过性膜,红墨水中的大分子物质能透过细胞壁而不能透过细胞膜。
【答案】B
8.家庭养花,一次施肥过浓,引起花卉萎蔫,可采取的措施是(　　)。
①加强光照　②改善空气流通　③适当浇灌清水　④更换盆中泥土
A.①③　　　B.②④　　　C.①②　　　D.③④
【解析】③④两项措施均能降低根细胞外溶液的浓度。
【答案】D
9.(2015届山西吕梁高一月考)图中甲、乙两图是渗透装置示意图,丙图是根毛细胞示意图,请根据甲、乙、丙三图回答下列问题:(甲图是发生渗透作用的初始状态,乙图是发生了较长时间的渗透作用之后通过漏斗内外水分子达到平衡时的状态。甲图中:①为清水,②为30%的蔗糖溶液)。
(1)典型的渗透装置必须具备2个条件:
①　　　　(指明甲图中相应部位);
②　。
(2)比较甲图中①和②处溶液浓度的大小:　　　　。
(3)丙图中④的名称为　　　　。甲图中的③相当于丙图中的　　　　。
(4)若把根毛细胞放在30%的蔗糖溶液中,它将出现　　　,再放入清水中,它又出现　。
(5)盐碱地中的植物常出现萎蔫现象,其原因是
　。
【答案】(1)有半透膜③　膜两侧有浓度差　(2)①<②　(3)原生质层　④　(4)质壁分离　质壁分离复原　(5)外界溶液浓度高于细胞液浓度,细胞失水萎蔫
10.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,切后的形状如下图所示,将它作为对照。再取另外四节葱茎做同样的处理,将它们分别置于a~d的不同浓度的蔗糖溶液中,30 min后,葱茎形状记录如下图。据此判断蔗糖溶液浓度的大小为(　　)。
A.a>b>c>d B.a>c>d>b
C.b>d>c>a D.b>a>c>d
【解析】纵切的葱茎往内弯,说明细胞渗透失水,外界溶液溶度大于细胞液浓度,程度越大,与外界溶液形成的浓度差越大;纵切的葱茎往外弯,说明细胞渗透吸水,外界溶液的浓度小于细胞液浓度,程度越大,与外界溶液形成的浓度差也越大。所以,与切后的茎的形状图解对照,可判断a、b、c、d蔗糖溶液的浓度大小为:a>c>d>b。
【答案】B
11.为探究茉莉酸(植物生长调节剂)对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响,将细胞分别移至不同的培养液中继续培养3天,结果如下表。下列叙述错误的是(　　)。
组别 培养液中另添加的成分 结果
NaCl 茉莉酸
① + - 部分细胞质壁分离
② + + 细胞正常,无质壁分离
③ - - 细胞正常,无质壁分离
注:“+”表示添加,添加后NaCl浓度为100 mmol/L,
茉莉酸浓度为10-3 mg/L;“-”表示无添加
　　A.胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水
B.质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小
C.NaCl为自变量,茉莉酸为因变量
D.茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用
【解析】③组为空白对照组;①组为对照组以验证NaCl的作用;②组为实验组,其中茉莉酸是自变量,细胞有无质壁分离是因变量。由①②组实验可知,茉莉酸可抑制由NaCl引起的胡杨细胞发生质壁分离。
【答案】C
12.右图为研究渗透作用的实验装置,请回答下列问题:
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为Δh,此时S1和S2浓度大小关系为　　　　　　。
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的　　　　　　,两者在物质透过功能上的差异是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
实验材料:紫色洋葱。
实验器具:如上图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等。
实验试剂:蒸馏水,0.3 g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。
部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节至漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有　　　　　　(填代号)。
②选两片洁净的载玻片,　　　　　　,在载玻片中央分别滴加　　　　　　,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,两者都能出现的现象是　　　　　　。
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【解析】半透膜两侧的渗透压是相等的,但由于高度差的存在会产生压力,S1的浓度要大于S2的浓度才能抵消由于高度差产生的压力,因此,到渗透平衡时S1大于S2。原生质层包括细胞膜、液泡膜及两膜之间的细胞质,相当于半透膜,但是原生质层具有选择透过性,大分子物质不能通过,细胞要选择吸收的离子、小分子才能通过;半透膜大分子物质不能通过,许多小分子、离子都可以通过。将蔗糖溶液及与其等渗的KNO3溶液放在用半透膜做成的漏斗里,蔗糖不能通过半透膜,而KNO3能够通过,因此出现液面差的为放蔗糖溶液的装置X。把洋葱鳞片叶的外表皮放在0.3 g/mL的蔗糖溶液及与其等渗的KNO3溶液中,由于外表皮细胞具有原生质层,具有选择透过性,外界溶液的浓度大于细胞液浓度,导致细胞失水而出现质壁分离,又由于KNO3溶液中的离子可以被选择吸收进入细胞而蔗糖溶液不能,因此,放在KNO3溶液中的洋葱细胞会发生质壁分离后自动复原。
【答案】(1)S1>S2　(2)原生质层　原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能　(3)①X　②标号　蒸馏水　③质壁分离　(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原
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