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细胞的吸水和失水1．渗透作用(1)概念：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。(2)发生条件：①有一层半透膜；②半透膜两侧的溶液具有浓度差。2．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，两侧具有浓度差，构成渗透系统，故可发生渗透作用，但不能发生质壁分离。(2)当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。(3)当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水皱缩。(4)当外界溶液浓度＝细胞质浓度时，水分进出平衡。植物细胞结构细胞壁：全透性原生质层细胞膜细胞质液泡膜具有选择透过性，相当于半透膜条件：成熟的植物细胞中央具有大液泡，其内液体叫细胞液验证失水：当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离现象吸水：将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度大于外界清水，植物细胞就吸水，发生质壁分离复原现象3．植物细胞的吸水和失水4．质壁分离的原因外因：浓度差；内因：细胞壁的伸缩性小于原生质层。问题探究1：植物细胞为什么不能吸水涨破？提示：因为植物细胞具有细胞壁。问题探究2：细胞吸水和失水过程中，吸水力如何变化？提示：细胞吸水时，吸水力逐渐下降；细胞失水时，吸水力逐渐上升。一、判断题1．渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。()【答案】√2．植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。()【答案】×3．细胞液就是细胞内的液体。()【答案】×4．当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞就会发生质壁分离。()【答案】×二、选择题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()【答案】C6．用洋葱鳞叶外表皮做质壁分离实验，下图中符合实验结果的图是()【解析】洋葱鳞叶外表皮做质壁分离时，细胞的体积基本不变，细胞液浓度增大。【答案】D7.在一个新鲜萝卜上挖一凹槽，凹槽中放入浓盐水，过一段时间，结果是()A．萝卜变软，凹槽中液体增多B．萝卜变软，凹槽中液体减少C．萝卜变硬，凹槽中液体增多D．萝卜变硬，凹槽中液体减少【解析】萝卜细胞失水变软，凹槽中液体增加。【答案】A8．如图表示番茄随环境中氧浓度的变化，从培养液中吸收Ca2＋和Si4＋的曲线。影响A、B两点与B、C两点吸收量的主要因素分别是()A．离子浓度、载体数量B．离子浓度、呼吸作用强度C．载体数量、离子浓度D．载体数量、呼吸作用强度【解析】根对无机盐离子的吸收是一个主动运输过程，需要载体和ATP。A、B点是在同等氧浓度下得到的，ATP相同，其差异只能是因为相应载体数量的不同。B、C点的差别则是由于氧浓度不同造成的，因而影响因素是呼吸作用强度。【答案】D9.小明用玻璃槽、饱和蔗糖溶液和清水做成如图所示的实验装置，进行生物膜透性的模拟实验。甲、乙两槽间的隔板中央圆圈为玻璃纸，玻璃纸是一种半透膜，蔗糖分子不能透过，而水分子能自由通过。几小时后，发现()A．甲槽内水的体积减小B．乙槽内溶液的体积减小C．甲槽内水的体积无变化D．乙槽内溶液的体积无变化【解析】半透膜具有一定的选择透过性，水分子可以通过，而蔗糖分子不能透过，通过渗透作用，甲槽内水的体积减小。【答案】A三、非选择题10．如图表示某洋葱鳞片叶表皮细胞处于三个不同生理状态，请回答：(1)图中细胞的细胞液浓度依次是________________________。(2)如图所示三个细胞是由于处于不同浓度的溶液中所致，则A图与B图细胞所处的外界溶液浓度是________________。(3)假设将洋葱鳞片叶表皮细胞制成装片，并使之处于高渗溶液中而发生质壁分离，用显微镜观察一个细胞的质壁分离发生过程，发现该细胞形态的顺序将如上图所示的________→________→________。【答案】(1)CAB(2)AB(3)BAC考点1渗透作用的原理与细胞的渗透吸水与失水1.渗透系统的组成(如图)及条件(1)半透膜可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。(2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差，即物质的量浓度之差，即摩尔浓度而不是质量浓度。2．动物细胞构成渗透系统可发生渗透作用动物细胞膜相当于一层半透膜。外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；反之，则细胞失水皱缩；当外界溶液浓度＝细胞质浓度时，水分进出平衡。3．成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用当细胞液浓度外界溶液浓度时，失水，质壁分离。当细胞液浓度外界溶液浓度时，吸水，质壁分离复原。典例1(2011·绍兴模拟)某实验小组要对“低温是否会影响物质的跨膜运输”进行实验探究，设计了如下低温会影响物质的跨膜运输且运输速率减慢的实验。实验步骤：①组装渗透装置两套，分别编号为1、2。②在两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓度的蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等。③对两组装置进行不同处理：1组用水浴锅加热至37℃，2组的烧杯外加冰块降温。④两组装置同时开始实验，几分钟后观察记录漏斗内的液面高度变化。请分析回答下列问题：(1)本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即________作用速率来进行探究的。(2)此实验的自变量是________；为了直观地表示相对速率，用________作为因变量。(3)该实验可能的结果与结论：①若1组漏斗液面比2组高，则说明_________________。②__________________________________。③__________________________________。【答案】(1)渗透(2)渗透系统所处的不同环境温度漏斗液面高度的变化(3)①低温会影响物质的跨膜运输且运输速率减慢②若2组漏斗的液面比1组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率加快③若1、2组漏斗的液面高度相同，则说明温度高低并不影响物质的跨膜运输渗透系统的应用1．比较不同溶液浓度大小漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论①若漏斗内液面上升，则MN②若漏斗内液面不变，则M＝N③若漏斗内液面下降，则MN(1)发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。(2)溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%蔗糖溶液的物质的量浓度小，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。举一反三1．(2011·广州质检)若右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．当溶液甲的浓度细胞液乙的浓度时，细胞发生渗透失水，当细胞液乙的浓度溶液甲的浓度时，细胞发生渗透吸水D．当溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度时，细胞处于动态平衡状态，不发生水分子的移动【解析】渗透作用是水分子通过半透膜的扩散，当溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度时，水分子仍进行扩散，只是水分处于进出平衡状态。【答案】D2．(2011·盐城模拟)如图所示，溶液X中含有绿色染料，溶液Y中含有红色染料，溶液Z中含有蓝色染料。实验开始时，两支漏斗中溶液液面的高度一样。10min后观察的结果是：溶液X液面上升，溶液Y液面下降；溶液X中只有绿色染料，溶液Y中含有红色和蓝色染料，溶液Z中含有绿色和蓝色染料。下列有关叙述中，正确的是()A．溶液Z的浓度最高B．溶液Y的浓度最低C．溶液Y中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液X中D．溶液X中的溶质分子不能够通过半透膜进入溶液Z中【解析】溶液X液面上升，且只有绿色染料，表明Z中的溶剂进入了X，溶质没有进入X，溶液X的浓度较高；溶液Y液面下降，且Y中含有红色和蓝色染料，表明Z中的蓝色染料进入了Y，溶液Y的浓度较低，则溶液Y的浓度最低。【答案】B3．某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。(1)设计出继续实验的简要步骤：①____________；②_________________________________________。(2)预测实验现象并作出结论。________________。【解析】(1)蔗糖的水解产物是还原糖，与斐林试剂在加热条件下生成砖红色沉淀。(2)若蔗糖的水解产物能通过半透膜⇒①加入斐林试剂，a管和b管都会生成砖红色沉淀②水解产物由b→a扩散，导致b管水位下降，a管水位上升，即a、b两管水位差减小(3)若蔗糖的水解产物不能通过半透膜⇒①加入斐林试剂，a管不会出现砖红色沉淀②b管浓度增大，导致b管液面上升，即a、b两管水位差增大【答案】(1)①向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热(或隔水加热)U型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化②吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂，(60～65℃)水浴加热，观察A、B试管内有无砖红色沉淀(2)如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜考点2植物对离子的选择性吸收1.选择性吸收的原因分析(1)内因——遗传因素不同生物DNA不同―→载体种类差异性数目差异性―→选择性吸收――→表现①植物吸收的离子的种类和数量与溶液中离子的种类和数量不成比例②植物对同一种盐的阴阳离子的吸收存在差异(2)外因——影响呼吸的外界因素O2含量温度―→呼吸酶的活性―→呼吸作用―→ATP的生成―→主动运输2．植物对水分和离子吸收的关系相对独立(1)区别比较项目水分的吸收与运输离子的吸收过程主要通过渗透作用完成通过主动运输完成动力浓度差，蒸腾作用，不消耗ATP根细胞呼吸产生的ATP条件①必须具有渗透系统②半透膜两侧溶液存在浓度差①由根细胞提供运输的动力②具备载体方向水分从溶液浓度低的一侧向高的一侧渗透离子从土壤吸收进入植物体影响因素细胞液与外界溶液的浓度差①含氧量②温度③细胞膜上载体的种类和数量选择性无有(2)联系①无机盐离子必须溶解在水中呈离子状态，才能被细胞吸收。②吸收离子的多少可以调节细胞液的浓度，影响对水分的吸收。③无机盐离子被吸收后随水分在导管中运输，蒸腾作用在促进水分运输的同时也促进矿质元素离子的运输。典例2(2010·南通)用完全相同的培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者吸水速率几乎相同的情况下，72小时后培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化(表中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占开始时的百分比)。分析下表能得出的结论是(多选)()离子品种K＋Mg2＋Ca2＋SiO2－3水稻17.00105.00117.0019.50番茄19.1086.0059.60118.00A.不同植物对矿质元素的吸收量是不同的B．不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的C．与番茄相比，水稻对SiO2－3吸收量大，对Ca2＋吸收量小D．植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度呈正相关【解析】不同植物用完全相同的培养液培养72小时后培养液中某种离子浓度不相同，说明不同植物对同种离子的吸收具有选择性；植物对离子吸收的选择性与细胞膜上载体的种类和数量多少有关，与溶液中离子的浓度并不呈正相关；培养过水稻的培养液中Ca2＋浓度高、SiO浓度低，而培养过番茄的培养液中Ca2＋浓度低、SiO浓度高，故C项正确【答案】ABC举一反三1．(2010·临沂质检)下图中正确表示水稻呼吸强度与K＋吸收量关系的是()【解析】水稻吸收K＋的方式为主动运输，在此过程中，要消耗能量(由呼吸作用提供)，还需要水稻根细胞膜上载体的协助。因此在一定范围内K＋吸收量随呼吸强度的增加而增加，但K＋吸收量达到一定值后就不再随呼吸强度的增加