强化课1 物质进出细胞的方式及相关实验
一、物质进出细胞的方式及一般判定方法
1.物质进出细胞的方式及判定方法
注意:大分子物质进出细胞的方式一般是胞吞和胞吐,但通过胞吐出细胞的物质未必是大分子物质,如神经细胞释放的神经递质。
2.探究某种跨膜运输方式是主动运输还是被动运输
【情境设置】柽柳的叶子和嫩枝可以将吸收到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的方式是主动运输还是被动运输 请设计实验加以证明。
(1)实验原理:主动运输和被动运输的区别之一是是否需要能量,而能量来自细胞呼吸,故可 通过控制细胞呼吸来观察无机盐离子的吸收速率是否受影响来判断其吸收过程属于主动运输还是被动运输 。
(2)实验步骤
①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。
②甲组给予正常的细胞呼吸,乙组抑制细胞呼吸。
③一段时间后测定 两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率 。
(3)实验结论
①若两组植株对Ca2+、K+的吸收速率相同,说明 柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输 ;
②若甲组对Ca2+、K+的吸收速率明显大于乙组吸收速率,说明 柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输 。
二、探究植物细胞的吸水和失水及质壁分离在探究
实验中的应用
1.判断植物细胞的生物活性
实验操作 实验现象 实验结果
待测细胞+一定浓度的溶液,镜检 发生质壁分离和复原 该细胞为活细胞
不发生质壁分离 该细胞为死细胞
实验单一变量:待测细胞的生活状态。
2.测定细胞液的浓度范围
待测细胞+一系列浓度梯度的溶液细胞液的浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。
实验单一变量:不同浓度的溶液。
3.比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
不同植物细胞+同一浓度的溶液记录细胞刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断细胞液浓度大小(时间越短,细胞液浓度越小)。
实验单一变量:不同植物细胞。
4.比较未知溶液的浓度大小
同一植物的相同成熟细胞+未知浓度的溶液记录刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度大小(时间越短,未知溶液的浓度越大)。
实验单一变量:未知浓度的溶液。
对点练1 植物细胞的细胞膜、液泡膜上含有一种H+-ATP酶,可以转运H+,有利于细胞对细胞外溶质分子的吸收和维持液泡内的酸性环境。下图是植物细胞对H+运输示意图,下列相关说法错误的是( )。
A.在细胞质基质、细胞液、细胞外环境中,细胞质基质的pH最大
B.H+进出植物细胞的跨膜运输方式都是主动运输
C.H+-ATP酶是一种膜蛋白,能催化ATP水解和将H+运出细胞
D.植物细胞呼吸受到抑制,会影响细胞对细胞外某些溶质分子的吸收
【答案】 B
【解析】 分析题图,H+运出细胞和运进液泡都需要载体蛋白H+-ATP酶的协助,同时需要ATP水解提供能量,表明H+运出细胞和运进液泡的方式是主动运输,则细胞质基质中的H+浓度小于胞外的H+浓度和细胞液中的H+浓度,H+浓度越小,液体的pH越大,故细胞质基质的pH最大,A正确;H+运出细胞的方式是主动运输,而细胞外的H+进入细胞需要转运蛋白的协助,但不消耗能量,说明细胞外的H+进入细胞的方式是协助扩散,B错误;据题图可知,H+-ATP酶是一种膜蛋白,能催化ATP水解并通过主动运输的方式将H+运出细胞,C正确;植物细胞呼吸受到抑制,细胞呼吸产生的ATP减少,会影响H+的运输,从而影响细胞对某些溶质分子的吸收,D正确。
对点练2 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,下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是( )。
A.比较保卫细胞的细胞液浓度,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
【答案】 A
【解析】 ①处理后细胞吸水量少于③处理后细胞吸水量,说明保卫细胞的细胞液浓度①处理后>③处理后,A错误;②处理后细胞失水,故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中,B正确;滴加③后细胞大量吸水,故滴加③后有较多的水分子进入保卫细胞,C正确;①处理后保卫细胞少量吸水,②处理后大量失水,③处理后大量吸水,推测3种蔗糖溶液的浓度高低为②>①>③,D正确。
对点练3 某学校科技小组的同学进行了一系列探究实验,并绘出如下图示。请据图回答问题:
(1)用相同培养液分别培养水稻和番茄幼苗,一段时间后培养液中离子浓度如图1所示。一段时间后水稻培养液中Mg2+浓度升高的原因是 。
(2)将新鲜的苔藓叶片放入有少量红墨水的质量浓度为30%的蔗糖溶液中,在显微镜下观察到的细胞状态如图2所示,此时部位①的颜色为 ,部位②的颜色为 。
(3)将某植物花瓣切成大小和形状相同的细条,分为a、b、c、d和e组(每组的细条数量相等),取上述5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瓣细条的长度,结果如图3所示(只考虑水分交换)。使细条浸泡前后长度保持不变的蔗糖溶液的浓度范围为 ;实验后细胞液浓度最高的一组为 。
(4)上述实验结果的产生与细胞膜具有一定的流动性的结构特点 (填“有关”或“无关”)。
【答案】 (1)水稻吸水的相对速率大于吸收Mg2+的相对速率 (2)红色 绿色 (3)0.4~0.5 mol/L e (4)有关
【解析】 (1)一段时间后水稻培养液的Mg2+浓度升高,说明水稻吸水的相对速率大于吸收Mg2+的相对速率。(2)新鲜的苔藓叶片放入有少量红墨水的质量浓度为30%的蔗糖溶液中,细胞失水发生质壁分离,由于细胞壁是全透性的,细胞膜具有选择透过性,红墨水中的溶质能穿过细胞壁而不能穿过细胞膜,故①处为红色,②中含有叶绿体,故为绿色。(3)根据实验结果分析,该植物花瓣细胞在蔗糖溶液浓度为0.4 mol/L时吸水,在0.5 mol/L时失水,说明使细条浸泡前后长度保持不变的蔗糖溶液的浓度范围为0.4~0.5 mol/L;因e组失水最多,故其细胞液浓度最高。(4)物质进出细胞依赖于细胞膜的流动性,故上述实验结果的产生与细胞膜具有一定的流动性的结构特点有关。
2(共15张PPT)
第4章 细胞的物质输入和输出
强化课1 物质进出细胞的方式及相关实验
一、物质进出细胞的方式及一般判定方法
1.物质进出细胞的方式及判定方法
注意：大分子物质进出细胞的方式一般是胞吞和胞吐，但通过胞吐出细胞的物质未必是大分子物质，如神经细胞释放的神经递质。
2.探究某种跨膜运输方式是主动运输还是被动运输
【情境设置】柽柳的叶子和嫩枝可以将吸收到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的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明。
（1）实验原理：主动运输和被动运输的区别之一是是否需要能量，而能量来自细胞呼
吸，故可___________________________________________________________________
___________________________。
通过控制细胞呼吸来观察无机盐离子的吸收速率是否受影响来判断其吸收过程属于主动运输还是被动运输
（2）实验步骤
①取甲、乙两组______________的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有 、 的溶液中。
②甲组给予正常的细胞呼吸，乙组抑制细胞呼吸。
③一段时间后测定____________________________________。
生长发育相同
两组植株根系对 、 的吸收速率
（3）实验结论
①若两组植株对 、 的吸收速率相同，说明_______________________________
_________；
②若甲组对 、 的吸收速率明显大于乙组吸收速率，说明___________________
_____________________。
柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输
柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输
二、探究植物细胞的吸水和失水及质壁分离在探究实验中的应用
1.判断植物细胞的生物活性
实验操作 实验现象 实验结果
待测细胞 一定浓度的溶 液，镜检 发生质壁分离和复原 该细胞为活细胞
不发生质壁分离 该细胞为死细胞
实验单一变量：待测细胞的生活状态。
2.测定细胞液的浓度范围
待测细胞 一系列浓度梯度的溶液 细胞液的浓度范围等于未发生质壁分离
和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。
实验单一变量：不同浓度的溶液。
3.比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
不同植物细胞 同一浓度的溶液 记录细胞刚刚发生质壁分离所需时间 比
较所用时间长短 判断细胞液浓度大小（时间越短，细胞液浓度越小）。
实验单一变量：不同植物细胞。
4.比较未知溶液的浓度大小
同一植物的相同成熟细胞 未知浓度的溶液 记录刚刚发生质壁分离所需时
间 比较所用时间长短 判断溶液浓度大小（时间越短，未知溶液的浓度越大）。
实验单一变量：未知浓度的溶液。
对点练1 植物细胞的细胞膜、液泡膜上含有一种
酶，可以转运 ，有利于细胞对细胞外溶质分子的吸收和
维持液泡内的酸性环境。下图是植物细胞对 运输示意图，
下列相关说法错误的是( )。
B
A.在细胞质基质、细胞液、细胞外环境中，细胞质基质的 最大
B. 进出植物细胞的跨膜运输方式都是主动运输
C. 酶是一种膜蛋白，能催化 水解和将 运出细胞
D.植物细胞呼吸受到抑制，会影响细胞对细胞外某些溶质分子的吸收
[解析] 分析题图， 运出细胞和运进液泡都需要载体蛋白 酶的协助，同时
需要 水解提供能量，表明 运出细胞和运进液泡的方式是主动运输，则细胞质
基质中的 浓度小于胞外的 浓度和细胞液中的 浓度， 浓度越小，液体的
越大，故细胞质基质的 最大，A正确； 运出细胞的方式是主动运输，而细胞
外的 进入细胞需要转运蛋白的协助，但不消耗能量，说明细胞外的 进入细胞的
方式是协助扩散，B错误；据题图可知， 酶是一种膜蛋白，能催化 水解
并通过主动运输的方式将 运出细胞，C正确；植物细胞呼吸受到抑制，细胞呼吸产
生的 减少，会影响 的运输，从而影响细胞对某些溶质分子的吸收，D正确。
对点练2 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，下图为操作及观察结果示意图。下
列叙述错误的是( )。
A
A.比较保卫细胞的细胞液浓度，③处理后 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
[解析] ①处理后细胞吸水量少于③处理后细胞吸水量，说明保卫细胞的细胞液浓度①处理后 处理后，A错误；②处理后细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确；滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多的水分子进入保卫细胞，C正确；①处理后保卫细胞少量吸水，②处理后大量失水，③处理后大量吸水，推测3种蔗糖溶液的浓度高低为 ③，D正确。
对点练3 某学校科技小组的同学进行了一系列探究实验，并绘出如下图示。请据图回答问题：
（1）用相同培养液分别培养水稻和番茄幼
苗，一段时间后培养液中离子浓度如图1所
水稻吸水的相对速率大于吸收 的相对速率
[解析] 一段时间后水稻培养液的 浓度升高，说明水稻吸水的相对速率大于吸收
的相对速率。
示。一段时间后水稻培养液中 浓度升高的原因是__________________________
________________。
（2）将新鲜的苔藓叶片放入有少量红墨水的质量浓度为 的蔗糖溶液中，在显微
镜下观察到的细胞状态如图2所示，此时部位①的颜色为______，部位②的颜色为____
___。
红色
绿色
[解析] 新鲜的苔藓叶片放入有少量红墨水的质量浓度为 的蔗糖溶液中，细胞失水发生质壁分离，由于细胞壁是全透性的，细胞膜具有选择透过性，红墨水中的溶质能穿过细胞壁而不能穿过细胞膜，故①处为红色，②中含有叶绿体，故为绿色。
（3）将某植物花瓣切成大小和形状相同的细条，分为 、 、 、 和 组（每组的
细条数量相等），取上述5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
量各组花瓣细条的长度，结果如图3所示（只考虑水分交换）。使细条浸泡前后长度保
持不变的蔗糖溶液的浓度范围为_______________；实验后细胞液浓度最高的一组为__。
[解析] 根据实验结果分析，该植物花瓣细胞在蔗糖溶液浓度为 时吸水，在
时失水，说明使细条浸泡前后长度保持不变的蔗糖溶液的浓度范围为
；因 组失水最多，故其细胞液浓度最高。
（4）上述实验结果的产生与细胞膜具有一定的流动性的结构特点______（填“有关”或
“无关”）。
有关
[解析] 物质进出细胞依赖于细胞膜的流动性，故上述实验结果的产生与细胞膜具有一定的流动性的结构特点有关。
