第四章 物质的输入和输出Word格式文档下载.docx
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都可以让水分子自由通过，都不允许大分子物质通过。
③不同点：
只要分子比半透膜的孔径小，就能通过半透膜；
而对选择透过性膜来说，即便是小分子，
只要不是细胞所要选择吸收的，也不能通过。
选择透过性膜是生理学上的概念，它具有生物活性；
半透膜是物理学上的概念，物质的透过与不透过，
取决于半透膜孔隙的直径大小。
三、扩散和渗透两组概念的比较：
1扩散：
物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散（扩散与过膜与否无关）。
如：
O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动。
渗透：
渗透作用专指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，是自由扩散的一种。
其他物质通过半透膜的扩散不能称为自由扩散。
原生质层：
存在于成熟的植物细胞中，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细胞核、细胞液。
四、质壁分离现象的分析
1．能够发生质壁分离的细胞需同时具备三个条件
（1）必须是植物细胞，植物细胞才具有细胞壁；
（2）必须具备中央液泡，细胞液与外界溶液形成浓度差；
（3）必须是活细胞，原生质层才具有选择透过性。
2．质壁分离现象的分析
3．质壁分离和复原证明的问题
（1）水分子是可以自由出入的物质。
（2）水分子进出细胞的方向取决于原生质层两边溶液的浓度，细胞吸水和失水是水分子顺相对浓度梯度进行跨膜运输的过程。
（3）由于蔗糖分子并未如水分子那样进出细胞，也证明了原生质层具有选择透过性，而细胞壁是全透性的。
（4）细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。
五、渗透原理的应用
①观察植物细胞的细胞膜：
由于植物细胞的细胞膜是紧贴着细胞壁的，所以在一般情况下是看不到细胞膜的。
但若植物细胞发生了质壁分离，则能清楚看到细胞壁分离开来的原生质层最外面的细胞膜。
②判断植物细胞的死活：
细胞死亡后，原生质层便失去了选择透过性，也就是说渗透作用的条件之一---半透膜不具备了。
我们可以通过质壁分离和复原实验去检验，只有活的植物细胞才能有此现象。
③测定植物细胞的细胞液浓度：
我们可以用不同浓度的某溶液处理植物细胞，根据发生质壁分离和复原现象判断细胞液浓度。
④食品防腐处理：
高浓度的盐、糖、醋等溶液能够是细胞脱水死亡，细胞膜、液泡膜通透性改变，盐、糖、醋进入细胞液，从而既保存了食品，又能腌制出各种味道，这也是烹调是随食品种类不同，把握放置盐、糖、醋等的时间，确保食品鲜脆味美的基本原理。
⑤田间水肥管理：
施肥的时机和用量要根据作物得种类的不同、作物不同的生长时期，以及土壤的状况进行综合考虑，如施肥过多会使植物细胞过度失水，植物萎焉，甚至死亡。
如农作物一旦发生萎焉，必须适时灌溉，防止农作物死亡
（5）植物的质壁分离：
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①渗透作用，从而吸水或失水。
当细胞浓度小于外界溶液时，渗透失水，发生②质壁分离；
反之，渗透吸水，发生③质壁分离复原，过程如下
例题分析
1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。
2．用相同的培养液培养水稻和番茄，一段时间后，测定培养液中各种离子的浓度，结果如图1所示。
图2表示番茄根细胞对离子的吸收速率与氧气供应量之间的关系。
据图回答问题：
（1）图1说明植物细胞对离子的吸收具有________性。
（2）番茄生长需求量最大的离子是________，水稻需求量最大的离子是________。
（3）水稻培养液里的Mg2＋和Ca2＋浓度高于初始浓度，原因是___________
________________________________________________________________________。
（4）根据图2可以判断，番茄细胞对Ca2＋的吸收方式是________。
在A点时，离子吸收速率很低主要是受__________的限制，在BC段吸收速率没有明显增加主要是受________的限制。
（5）简述如何用实验证明Mg是水稻的必需元素？
______________________________________________________________________________。
3．在利用质壁分离和质壁分离复原的方法测定紫色万年青叶表皮细胞的浓度实验中，将紫色万年青的叶表皮细胞分别浸入不同浓度（A～F）的硝酸钾溶液中。
5min后，观察各叶片表皮细胞的质壁分离及复原的实验结果如下：
叶片表皮细胞
A
B
C
D
E
F
硝酸钾溶液/（mol·
L－1）
0.11
0.12
0.125
0.13
0.14
0.50
质壁分离程度
未分离
开始分离
分离
显著分离
质壁分离复原
未复原
复原
自动复原
被诱导复原
不复原
根据实验结果分析并回答下列问题：
（1）质壁分离指的是____________________________。
分离后，在该实验中，质壁之间充满的是__________________________。
（2）在C和D的浓度下，叶片表皮细胞发生的质壁分离会自动复原的原因是______________________________________________________________________________。
（3）在F浓度下，当叶片细胞发生质壁分离后，用清水不能诱使其复原，原因是________________________________________________________________________
（4）根据该实验结果，万年青叶片表皮细胞的浓度约在____________之间。
物质跨膜运输的方式
1、跨膜运输：
自由扩散协助扩散主动运输
（1）能进行自由扩散的物质有三类：
水、气体分子、脂溶性物质如甘油、乙醇等
（2）进行协助扩散的例子高中阶段主要记住葡糖糖进入血液中的红细胞
（3）进行主动运输的物质可以归纳为两类：
细胞需要的小分子物质如葡糖糖、氨基酸等；
细胞需要的离子
2、泡膜运输：
（1）类型：
①包吞:
大分子物质附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部的现象。
②胞吐：
细胞需要外排的大分子，现在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞的现象。
（2）泡膜运输的原理和条件：
①原理：
细胞膜的流动性。
2条件：
需要消耗能量。
（３）生物膜对大分子的转运
①大分子物质，如蛋白质、多核苷酸、多肽、胆固醇与脂蛋白形成的颗粒等，很难直接穿过细胞膜，这些物质主要通过胞吞、胞吐作用进入细胞。
胞吞、胞吐与主动运输一样都需要能量供应
②大分子物质进出细胞核，不是通过胞吞、胞吐作用，而是直接通过核膜上的核孔进出
3．物质运输曲线分析
（1）在一定浓度范围内物质吸收速率曲线
A图所示物质进入细胞速率完全取决于细胞内外溶液浓度差，表示自由扩散曲线；
B图所示当浓度差达到一定范围后，运输速率不再增加，这是受膜上载体数量限制的缘故，同时也没有表示可以逆浓度梯度运输这一主动运输的显著特点，可以表示协助扩散；
C图显示一段时间后，细胞内溶液浓度可以超过细胞外溶液浓度，提示该物质可逆浓度梯度进行运输，故应该为主动运输。
（2）影响主动运输的曲线分析：
影响主动运输的因素有内部和外部因素两种。
生物膜上载体的种类和数量是影响主动运输的内部因素。
由于主动运输消耗呼吸作用的因素都影响主动运输方式吸收离子，如氧气、温度和pH等
（3）影响被动运输的因素分析：
自由扩散和协助扩散都是从高浓度到低浓度的运输。
自由扩散的速度快慢取决于半透膜两侧物质的浓度差，差值越大，扩散越快，协助扩散在一定浓度范围内与半透膜两侧的浓度差有关，但外界溶液浓度增加到一定程度，由于载体数量的限制，物质转运的速度不再增加，适当提高温度会提高物质通过半透膜的速率。
1.如图为物质进出细胞的两种方式，对该图的正确理解是
A．Ⅰ和Ⅱ分别表示协助扩散和主动运输
B．Ⅰ和Ⅱ分别表示胞吞和胞吐
C．氧、性激素是以Ⅱ方式进入细胞的
D．水、二氧化碳、氧气是以Ⅰ方式进入细胞的
2.用磷脂双分子层将某种不容易进入细胞的药物包裹成小球，通过小球膜与细胞膜的融合将药物送入细胞，从而达到治疗疾病的目的。
该药物的化学成分和进入细胞的方式最可能是（ ）
A．固醇，自由扩散B．性激素，协助扩散C．蛋白质，主动运输D．蛋白质，胞吞
3.有一位科学家分离到一种动物细胞的细胞膜，他将膜放在特制的仪器中，分隔两边装蒸馏水的槽。
当他将稀释的乙酸放入一侧时，发现另一侧槽中的pH没有变化。
于是他将动物细胞匀浆磨碎，过滤出细胞器和膜的碎片，然后再将滤液加到加过乙酸的一侧，这时发现另外一侧的pH下降了。
造成这种变化的最合理的解释是（ ）
A．质子通过主动运输跨膜运输B．质子通过自由扩散跨膜运输
C．质子通过协助扩散跨膜运输D．细胞滤液能溶解膜中的脂
对应训练
1.将新鲜的苔藓植物叶片放入有少量红墨水、含量为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
2.如图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜（蔗糖分子不能通过，水分子可以自由通过）。
图中溶液A、B、a、b均为蔗糖溶液，其浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，且MA＞MB，Ma=Mb＞MA。
一段时间达到平衡后，甲装置、乙装置液面上升的高度分别为h1、h2，a、b的浓度分别为M1、M2，则（）
A.h1＞h2，M1＜M2B.h1＜h2，M1=M2
C.h1＞h2，M1＞M2D.h1＜h2，M1＞M2
3.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.①②③B.③④⑤C.②④⑤D.①③⑤
4.将人的红细胞置于盛有下列液体的离心管中，10分钟后离心，得到沉淀物和上清液，则上清液中K+含量最高的离心管内盛有（）
A.10%氯化钠溶液B.0.9%氯化钠溶液C.20%蔗糖溶液D.蒸馏水
5.紫色洋葱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（）
6.将等量的、微量的NH+4、PO3-4、K+、Ca2+共同置于100mL蒸馏水中，再放入一些新鲜的水稻根尖，一段时间后，测定溶液中上述四种离子和水的含量变化（见下表）。
实验结果可以说明（）
项目
H2O
NH+4
K+
Ca2+
PO3-4
减少量
0%
23%
12%
37%
14%
①根对水的吸收和对矿质离子的吸收是两个相对独立的过程②根对矿质离子的吸收不是等比例进行的③根细胞吸收矿质离子的方式是主动运输④根吸收矿质离子的过程不受温度的影响
A.只有①②B.只有①③C.只有①②③D.都正确
7.水溶性染色剂（PI）能与核酸结合而使细胞核着色，可将其应用于细胞死活的鉴别。
细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被染色，活细胞则不着色，但将PI注射到活细胞中，则细胞核会着色。
利用PI鉴别细胞的基本原理是（）
A.死细胞与活细胞的核酸结构不同B.死细胞与活细胞的核酸含量不同
C.活细胞能分解染色剂PID.活细胞的细胞膜阻止PI的进入
8.如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。
倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。
最可能的实验现象是（）
A.漏斗中液面开始时先上升，加酶后又下降B.在玻璃槽中会测到蔗糖和蔗糖酶
C.漏斗中液面开始时先下降，加酶后一直上升D.在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶
9.下表资料显示四组马铃薯条分别浸入Ⅰ~Ⅳ四种不同溶液1h后质量转变百分率，根据表中资料可得到
溶液
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
质量转变百分率
+5%
-5%
-3%
A.溶液Ⅰ的浓度最小B.溶液Ⅱ的浓度小于溶液Ⅲ
C.溶液Ⅳ的浓度最大D.溶液Ⅳ是蒸馏水
10.某种植物的抗盐类型在盐碱地可以正常生长，但是普通类型在盐碱地生长不良。
下列有关说法正确的是（）
A.在盐碱地抗盐类型可以吸收水分，普通类型不可以吸收水分
B.抗盐类型的细胞液渗透压要高于普通类型的细胞液渗透压
C.抗盐类型呼吸作用功能强大，可以提供充足的能量吸收无机盐
D.抗盐类型与普通类型的根本差异在于细胞质内mRNA与普通类型不同
11.在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如右图。
若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将（）
A.不变B.增大
C.减小D.先增后减
12.观察在30%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.细胞壁相当于一层半透膜B.洋葱表皮细胞是活的
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
13.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，再观察细胞质壁分离现象
B.在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂
C.用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象
D.当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能
14.将一植物细胞放入KNO3溶液中，一段时间后发生了质壁分离，下列说法不正确的是（）
A.此细胞是活细胞
B.原生质层具有选择透过性
C.发生质壁分离的细胞一段时间后可自动质壁分离复原
D.原生质层两侧溶液存在浓度差，KNO3溶液浓度低于细胞液浓度
15.以紫色洋葱鳞茎表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误的是（）
A.在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小
B.滴加30%的蔗糖溶液比10%蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短
C.发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，说明细胞保持活性
D.用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离
16.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，与试验开始时各种离子浓度之比如图所示
该试验的结果不能说明（ ）
A．植物根对水分子的吸收和对矿质元素的吸收是两个相对独立的过程
B．植物对离子的吸收有选择性
C．植物对离子的吸收与溶液中离子的浓度有关
D．水稻吸收Si的载体多
17.将发芽率相同的甲、乙两种植物的种子，分别种在含有不同浓度（质量分数）钠盐的全营养液中，并用珍珠砂通气、吸水和固定种子。
种子萌发一段时间后，测定幼苗平均重量，结果如下图。
请据图回答问题：
（1）甲、乙两种植物相比，更适宜在盐碱地种植的是
（2）导致甲种植物的种子不能萌发的最低钠盐浓度为%。
（3）在钠盐浓度为0.2%的全营养液中，甲、乙两种植物根尖细胞吸收矿质元素的方式均为
（4）将钠盐浓度为0.1%的全营养液中的甲种植物幼苗，移栽到钠盐浓度为0.8%的全营养液中，其根尖成熟区表皮细胞逐渐表现出质壁分离现象，原因是
（5）取若干生长状况相同并能够进行光合作用的乙种植物的幼苗，平均分成A、B两组。
A组移栽到钠盐浓度为0.8%的全营养液中，B组移栽到钠盐浓度为1.0%的全营养液中，在相同条件下，给予适宜的光照。
培养一段时间后，A组幼苗长势将B组。
其原因是
18．美国科学家阿格雷的研究成果是发现了细胞膜上专门供水分子进出的通道。
完成水通道科学研究的过程如下：
（1）观察：
科学家发现水分子能通过细胞膜。
（2）问题：
水究竟怎样通过细胞膜。
（3）假设：
20世纪80年代，美国科学家阿格雷认为细胞膜上的某种蛋白质就是水通道。
（4）实验：
要想证明细胞膜上的水通道是否是蛋白质，一般情况下，最好用同位素____________________（填“15N”“35S”“32P或”“18O”）进行标记研究，这种蛋白质是在____________上合成的。
如图是阿格雷水通道验证实验：
将含有水通道和不含水通道的细胞放在同一种水溶液中进行对照实验，图中表示两种不同细胞状态的变化，那么其中作为对照实验的是___________（填“A”或“B”组），你作出这一判断的依据是________________________________________________________________________
（5）结论：
（6）根据人体不同部位细胞功能推测，下列哪些部位细胞中含水通道蛋白最多（ ）
A．肺泡上皮细胞
B．红细胞
C．肾小管细胞
课后作业
１、撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；
另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。
然后，两组外表皮都用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。
此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小（ ）
A．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等
B．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高
C．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低
D．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞无法比较
2、将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果见右图。
下列叙述错误的是（ ）
A．图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质
B．将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原
C．实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异
D．洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料
3．把数条5cm长的马铃薯条分别浸在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中，每隔一段时间测量马铃薯条的长度。
下图显示马铃薯条在不同浓度溶液中长度改变的百分率。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．马铃薯条通过渗透吸（失）水改变其长度 B．在0.10M蔗糖溶液中马铃薯细胞质壁分离
C．马铃薯细胞液浓度相当于0.30M的蔗糖溶液 D．在0.40M蔗糖溶液中马铃薯细胞失水皱缩
４、将洋葱鳞片叶放在0.45mol/L蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；
放在0.35mol/L蔗糖溶液中，细胞有胀大趋势；
放在0.4mol/L蔗糖溶液中，细胞似乎不发生什么变化。
这表明（ ）
A．洋葱表皮细胞已经死亡 B．细胞膜不允许水分子自由通过
C．蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡 D．细胞液浓度为0.4mol/L左右
５．质壁分离和复原实验可以说明或证明下列中的（ ）
①植物细胞的死活 ②原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大 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．①③④⑤B．①②③④ C．②③④⑤D．①④⑤
６．假设将标号为甲、乙、丙的同一个植物细胞分别放在a、b、c三种不同的蔗糖溶液中一段时间后得到如下图所示状态（原生质层不再变化）。
据图分析推理不正确的是（ ）
A．实验前蔗糖溶液浓度为：
c＞b＞a B．实验后蔗糖溶液浓度为：
c＝b≥a
C．实验后细胞的吸水能力：
丙＞乙＞甲 D．实验后细胞液浓度：
丙＞乙＞甲
７．将六个大小相同的马铃薯去皮之后，分别置入不同浓度的蔗糖溶液中，数小时后取出称其重量。
增减的重量与蔗糖溶液的浓度关系如右图。
根据图示判断，马铃薯细胞液浓度与下列哪项最为接近（ ）
A．0.4 B．0.8 C．1.0D．1.6
８.某同学设计了如右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，记作零界面。
实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为（ ）
９．成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。
图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态（此时细胞有活性）。
请回答下列问题：
（1）由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a________b。
由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在________，最终液面不再上升，当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a________b。
（2）图丙中相当于图甲中c结构的是________（填序号），结构②当中充满的液体是________。
此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是________。
A．细胞液＞外界溶液B．细胞液＜外界溶液
C．细胞液＝外界溶液D．都有可能
（3）把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，发现细胞液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？
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