高考生物二轮练习精品学案专项08生物膜的流动镶嵌模型生版.docx
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高考生物二轮练习精品学案专项08生物膜的流动镶嵌模型生版
2019高考生物二轮练习精品学案:
专项08生物膜的流动镶嵌模型(生版)
考纲浏览
1.物质出入细胞的方式(Ⅱ);
2.生物膜的结构(Ⅱ)。
课前预习
一、对生物膜结构的探索历程
1、生物膜的探索历程:
⑴19世纪末,欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞膜,提出膜是由__组成的。
⑵20世纪初,化学分析说明,膜的主要成分是_______。
⑶1925年,荷兰科学家得出结论:
细胞膜中的脂质分子排列为连续的__。
⑷20世纪40年代,科学家推测脂质两边各覆盖着___。
⑸1959年,罗伯特森认为生物膜由____________三层结构构成。
⑹1970年,人鼠细胞杂交实验说明,细胞膜具有___。
⑺1972年,桑格和尼克森提出的生物膜的_____模型为大多数人所接受。
【二】生物膜流动镶嵌模型:
1、基本内容:
⑴______构成膜的基本支架,其结构特点是具有___。
⑵蛋白质分子有的__________,有的部分或全部_______,有的_________;大多数蛋白质分子是可以__的。
⑶细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成___,也可以和脂质结合形成__。
2、组成成分及其在膜的分布〔见右图〕
3、结构特点:
流动性:
思考:
细胞膜的主动运输和被动运输对于细胞的生命活动而言是非常重要的,保证生命活动顺利进行的结构和功能基础分别是什么?
【三】物质跨膜运输的方式:
1、被动运输:
⑴____:
不需要载体和能量,如水、CO2、O2、甘油、乙醇等。
⑵协助扩散:
需要__,但不需要__,如红细胞吸收葡萄糖。
2、主动运输:
既需要__协助,又需要消耗__,如细胞吸收K+、Na+、Ca2+、氨基酸等。
3、物质跨膜运输的方式说明生物膜结构特征是___,功能特性是______。
4、大分子物质以__和__方式进出细胞,这与细胞膜的____有关,但不属于跨膜运输。
思考:
胞吞、胞吐是否属于跨膜运输?
消耗能量是否一定是主动运输?
课堂讲解
考点一生物膜的组成结构及功能间的关系
1、生物膜的流动镶嵌模型
⑴基本内容:
①磷脂双分子层构成了膜的基本支架。
亲水的头部排在膜外两侧、疏水的尾部排在中间。
②相对于磷脂双分子层,蛋白质分子有3种位置关系:
有的镶在膜表面;有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中;有的贯穿于整个磷脂双分子层。
2、生物膜的结构特点:
具有一定的流动性
⑴原因:
膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。
⑵表现:
变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐及载体对相应物质的转运等。
⑶影响因素:
主要受温度影响,适当温度范围内,随外界温度升高,膜的流动性增强,但温度高出一定范围,那么导致膜的破坏。
⑷实例:
①质壁分离和复原实验;②变形虫捕食和运动时伪足的形成;③白细胞吞噬细菌;④胞吞与胞吐;⑤受精时细胞的融合过程;⑥动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程;⑦细胞杂交时的细胞融合〔如人鼠细胞融合〕。
3、功能特点:
选择透过性:
⑴表现:
植物根对矿质元素的选择性吸收,神经细胞对K+的吸收和对Na+的排出,肾小管的重吸收和分泌,小肠的吸收等。
⑵原因:
遗传性决定载体的种类和数量,从而也决定了选择性。
4、生物膜的组成、结构、功能关系
流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述,但两者既有区别又有联系。
⑴区别:
流动性是细胞膜结构方面的特性,选择透过性表达了细胞膜功能方面的特性,主动运输能充分说明选择透过性。
⑵联系:
细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。
因为只有细胞膜具有流动性,细胞才能完成其各项生理功能,才能表现出选择透过性。
相反,如果细胞膜失去了选择透过性,细胞可能已经死亡了。
总之,膜的组成、结构和功能可表示为下图:
例1、在电子显微镜下观察细胞膜,可以看到的是两条暗带中间夹一条明带,那么关于对这两条暗带和一条明带的化学成分的说法比较准确的是()
A、两条暗带的主要成分是蛋白质;明带的主要成分是磷脂,无蛋白质
B、明带的主要成分是蛋白质;两条暗带的主要成分是磷脂,无蛋白质
C、两条暗带的主要成分是蛋白质;明带的主要成分是磷脂,也有蛋白质
D、明带的主要成分是蛋白质;两条暗带的主要成分是磷脂,也有蛋白质
答案:
C
解析:
1959年,罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构,结合其他科学家的工作提出蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型。
流动镶嵌模型指出,蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。
变式训练1、(2017年济宁质检)以下关于物质跨膜运输实例的说法中,不正确的选项是()
A、细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜
B、水分子进出细胞,取决于细胞内外液体的浓度差
C、小分子物质都能通过细胞膜,大分子物质那么不能
D、细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程
考点二物质运输的方式及影响因素
1、物质出入细胞方式的图例比较
2、主动运输的意义:
在细胞的生命活动过程中,主动运输起到了重要作用,它使细胞能主动地从外界吸收被选择的物质,供生命活动利用。
同样,细胞也能利用主动运输把新陈代谢产物排出细胞外。
总之,细胞通过主动运输,摄取、积累物质以及不断排出代谢废物,从而维持细胞组成成分的动态稳定,保证生命活动的正常进行。
3、影响跨膜运输的因素
⑴影响自由扩散的因素:
细胞膜内外物质的浓度差。
⑵影响协助扩散的因素:
①细胞膜内外物质的浓度差。
②细胞膜上运载物质的载体数量。
⑶影响主动运输的因素:
①载体:
是细胞膜上的一类蛋白质。
a、载体具有特异性,不同物质的载体不同,不同生物细胞膜上载体的种类和数目也不同。
b、载体具有饱和现象,当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时,细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。
②能量:
凡能影响细胞内产生能量的因素,都能影响主动运输,如氧气浓度、温度等。
4、影响物质运输速度的曲线分析
⑴物质浓度〔在一定浓度范围内〕对运输速率的影响曲线:
①自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧,其动力是两侧溶液的浓度差,在一定浓度范围内,随物质浓度的增大,其运输速率与物质浓度成正比。
②协助扩散或主动运输的共同点是都需要载体协助,在物质浓度较低时,随物质浓度的增大,运输速率也逐渐增大,到达一定物质浓度时,由于受膜上载体数量的限制,运输速率不再随浓度增大而增大。
⑵氧气浓度对物质运输速率的影响曲线:
①自由扩散和协助扩散统称为被动运输,其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧,其运输的动力都是浓度差,不需要能量,因此与氧气浓度无关,运输速率不随氧气浓度增大而改变。
②主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量。
在氧气浓度为零时,通过细胞无氧呼吸供能,但无氧呼吸产生能量较少所以运输速率较低,在一定范围内随氧气浓度升高,有氧呼吸加强,产生的能量逐渐增多,所以运输速率不断加快,当氧气浓度足够高时,能量供应充足,但由于受到载体数量的限制,运输速率不再随氧气浓度增大而加快。
⑶图像如下
思考:
要确定某种物质的运输方式,关键应该抓住那些方面?
例2以下说法不正确的选项是()
A、咸肉在腌制时慢慢变咸,是细胞主动吸收无机盐离子的结果
B、水分进出细胞的方式是自由扩散
C、葡萄糖进入红细胞不需要消耗细胞产生的能量,其方式不属于主动运输
D、大肠杆菌吸收K+需要载体蛋白和能量,其方式属于主动运输
答案:
A
解析:
A项咸肉腌制过程中,肉变咸是盐进入了肉的细胞内,但并不是细胞主动吸收无机盐离子的结果,而是外界溶液浓度过高,细胞失水过多而死亡,细胞膜变为全透性,结果无机盐大量进入肉内。
变式训练2(2017·新课标卷)撕去紫色洋葱外表皮,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的蔗糖溶液里处理,一段时间后外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,以及水分运出细胞的方式是()。
A、甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,主动运输
B、甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高,主动运输
C、甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低,被动运输
D、甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,被动运输
课堂练习
1、(2018·菏泽统考)图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。
通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是()。
A、Na+B、K+C、胰岛素D、CO2
2、(2017·南通模拟)以下最能正确表示细胞膜结构的是()
3、(2017·连云港模拟)如图表示细胞膜的结构示意图。
以下有关表达正确的选项是()
A、A是蛋白质,B为磷脂分子
B、二氧化碳和氧气通过膜需要A的协助
C、构成细胞膜的A与B大多数可以运动
D、适当提高温度,能使A和B的相对运动加快,透性增加,有利于生命活动的进行
4、如图是细胞膜的亚显微结构模式图,①~③表示构成细胞膜的物质,以下有关说法不正确的选项是()
A、①所表示的成分在细胞膜上能执行多种功能
B、由②参加的物质跨膜运输不一定为主动运输
C、细胞膜的流动性与②有关而与③无关
D、细胞膜的功能特性与②③都有关系
5、〔2018豫北六校高三第三精英联考2〕下图表示某种离子跨膜运输的过程,以下表达不确切的是
A、图中膜结构表示细胞膜
B、该离子跨膜运输方式为主动运输
C、该离子与膜上的载体蛋白结合具有专一性
D、膜上载体蛋白结合离子后其空间结构发生改变
6、〔2018·石家庄一质检5〕以下关于物质跨膜运输的表达,错误的选项是〔〕
A.植物细胞积累K+需消耗能量
B.细胞对离子的吸收具有选择性
C.海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离
D.液泡中积累大量离子,故液泡膜不具有选择透过性
7、〔2018·金华十校期末3〕RNA聚合酶参与细胞核内DNA的转录,其进入方式是〔〕
A、扩散B、易化扩散C、主动转运D、非跨膜运输
8、图中的哪一条曲线能说明红细胞运输葡萄糖的速率与血浆中葡萄糖的浓度之间的关系()
9、(2018·大连双基测试)下面是物质进出细胞方式的概念图,对图示分析正确的选项是()
A、据图可确定①为既耗能又需载体蛋白的主动运输
B、⑤和⑥两种方式的共同特点是逆浓度梯度运输物质
C、母乳中的免疫球蛋白可通过①和③两种方式被吸收
D、果脯腌制时蔗糖进入细胞与③胞吞作用有关
10、〔2018·石家庄一质检41〕右图为物质跨膜运输方式的概念图,①②③分别表示物质跨膜运输的某种方式。
以下有关表达正确的选项是〔〕
A.通过①所示过程进入细胞需要载体蛋白的协助
B.②所示过程能逆浓度梯度跨膜运输物质
C.抗体等大分子可以通过②所示过程进入细胞
D.通过③所示过程进入细胞需要消耗能量
11、〔2018浙江1〕人体肝细胞内CO2分压和K+浓度高于细胞外,而O2分压和Na+浓度低于细胞外,上述四种物质中通过主动转运进入该细胞的是
A.CO2B.O2C.K+D.Na+
12、(2018·合肥模拟)科学家预计在不久的将来,能研制出“瘦素穿肠蛋白”来治疗肥胖,通过口服能进入人体血液,可以减轻肥胖症患者通过肌肉注射的痛苦,你推测这种药品穿过小肠上皮细胞最可能的方式为()
A、渗透作用B、主动运输
C、被动运输D、胞吞
13、(2018·太原模拟)科学研究说明,哺乳动物肌肉细胞膜外Na+浓度是膜内的15倍,K+浓度膜内是膜外的35倍,这种浓度差与膜上的Na+-K+泵有关,其作用原理如右图所示,以下说法正确的选项是()
A、温度的改变不影响Na+和K+的运输
B、呼吸抑制剂不影响Na+和K+的运输
C、该运输过程能表达细胞膜的功能特征
D、该运输过程的持续会导致大量ADP的积累
14、.(2017·淮安质检)如图甲表示某生物膜结构,图中A、B、C表示某些物质,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。
图乙和图丙表示物质运输曲线,请据图回答:
(1)假设图甲是癌细胞的细胞膜,那么膜上含量较正常细胞减少的物质是[]________。
(2)假设图甲是线粒体膜,b和c过程运输的气体分别是______________。
b、c运输方式符合图____所表示的物质运输曲线。
(3)假设图甲表示人体红细胞膜,那么表示Na+、K+运输的分别是图中______。
K+的运输方式符合图____所示曲线。
(4)红细胞吸收葡萄糖是协助扩散,而有人认为小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖,请设计实验加以确定。
①实验步骤:
第一步:
取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞,放入适宜浓度的含有葡萄糖的培养液中。
第二步:
甲组细胞给予正常的呼吸条件,________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
第三步:
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②预测实验结果并分析:
A、假设甲、乙两组细胞对葡萄糖的吸收速率基本相同,那么
________________________________________________________________________。
B、________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
15、〔2018北京31〕科学家为了研究蛋白A的功能,选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验,处理及结果见下表。
实验组号
在等渗溶液中进行的处理
在低渗溶液中测定卵细胞的水通透速率〔cm/s*10-4〕
I
向卵母细胞注入微量水〔对照〕
27.9
II
向卵母细胞注入蛋白A的mRNA
210.0
III
将部分II细胞放入含HgCl2的等渗溶液中
80.7
IV
将部分III组细胞放入含试剂M的等渗溶液中
188.0
1将I组卵母细胞放入低渗溶液后,水分子经自由扩散(渗透)穿过膜的______进入卵母细胞。
2将蛋白A的mRNA注入卵母细胞一定时间后,该mRNA______的蛋白质进入细胞膜.使细胞在低渗溶液中体积______。
3与II组细胞相比,III组细胞对水的通透性______,说明HgC12对蛋白A的功能有____作用。
比较III、IV组的结果,说明试剂M能够使蛋白A的功能______.推测HgC12没有改变蛋白A的氨基酸序列,而是破坏了蛋白A的______。
4抗利尿激素通过与细胞膜上的______结合.可促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜中,从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的______。
综合上述结果,可以得出______的推论。
16、(2017·海南单科,27)原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。
原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。
正常情况下尿液中不含葡萄糖。
肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。
下图为肾小管壁及相关结构示意图。
回答以下问题。
(1)肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度________(高于、低于、等于)组织液中的。
(2)原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是________,需要________的参与。
(3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是________,原尿中葡萄糖未能被完全重吸收从而导致尿量增加的原因是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
课后练习
1、〔2018海南1〕在动物细胞的物质运输中,属于自由扩散的是
A.红细胞中的Na+进入血浆
B.细胞外液中的O2进入肌细胞
C.细胞外液中的K+进入神经细胞
D.血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞
2、〔2018·苏北四市一模21〕下图表示某生物膜结构,图中A、B、C、D、E、F表示某些物质,a、b、c、d表示物质跨膜的运输方式。
有关说法正确的选项是
A、假设是根毛细胞的细胞膜,通过中耕松土可促进A物质的吸收
B、假设是人体心肌细胞膜,b和c过程运输的气体分别是O2、CO2
C、假设是突触前膜,可通过d方式释放神经递质
D、动物细胞吸水膨胀时B组成的结构厚度变小,说明其具有选择透过性
3、〔2018·郑州一质检6〕右图表示细胞膜对不同物质的转运过程及相关的结构。
以下哪一项表达是正确的〔〕
A、a表示发生质壁分离时水分子的主要移动方向
B、b表示神经细胞在受到刺激后Na+的透性变化特点
C、c过程一定消耗能量
D、浆细胞能够依靠d识别相应的抗原
4、(2018·济南一模)有一种物质能顺浓度梯度进出细胞,但却不能顺浓度梯度进出无蛋白质的磷脂双分子层膜。
这种物质出入细胞膜的方式是()
A、自由扩散B、协助扩散
C、主动运输D、内吞和外排
5、(2018·淮南模拟)如图表示葡萄糖跨膜运输的过程,据图分析正确的选项是()
A.该膜中的载体也能运输氨基酸
B.该膜可能是红细胞膜
C.该方式发生在被转运物质从低浓度到高浓度时
D.与该过程有关的细胞器是线粒体和核糖体
6、(2018年太原模拟)浸入1mol/LKNO3溶液中的洋葱表皮细胞,会产生质壁分离和质壁分离复原的现象。
在此过程中,物质进出细胞的方式先后有()
A、主动运输和自由扩散
B、自由扩散和主动运输
C、自由扩散、协助扩散、主动运输
D、自由扩散、主动运输、自由扩散
7、(2018年滨州质检)某一细胞能通过细胞膜从环境中吸收M物质,进行实验得到如下结果:
①当细胞中M物质浓度高于溶液中M物质浓度时,也会发生M物质的吸收②只有在氧气存在的条件下才会发生M物质的吸收③M物质的吸收存在最大值,且吸收结束时膜两侧存在M物质的浓度差④M物质的吸收随着温度而变化,且有一定的最适温度
M物质的吸收为主动运输的判断依据是()
A、①②B、①②③
C、①③D、①③④
8、分析以下资料回答以下问题:
①K+和Na+均不能通过磷脂双分子层的人工膜;②缬氨霉素是一种脂溶性抗生素;③在人工膜上加入少量缬氨霉素,K+可以透过人工膜。
以下表达不正确的选项是()
A、缬氨霉素的作用类似于载体蛋白
B、缬氨霉素与离子的结合具有特异性
C、本实验在于研究细胞膜的选择透过性
D、K+透过人工膜的方式属于主动运输
9、下图表示动物肌肉细胞细胞膜转运部分物质示意图,与图中信息不相符的是()
A、甲侧为细胞外,乙侧为细胞内
B、Na+既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输
C、图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP
D、图示中葡萄糖跨膜运输方式与细胞吸收甘油相同
10、如图表示以洋葱表皮为材料,用0.3g/mL的蔗糖溶液、0.5g/mL的蔗糖溶液、0.3g/mL的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表示都用清水处理洋葱表皮),测得该细胞原生质体的体积变化,图中代表尿素溶液的处理结果的是()
A、aB、b
C、cD、d
11、(2018年临沂模拟)以下关于物质跨膜运输的描述,正确的选项是()
A、白细胞通过跨膜运输的方式吞噬衰老的红细胞
B、大分子有机物要通过载体蛋白的转运才能进入细胞内,并且要消耗能量
C、当主动运输发生在细胞逆浓度梯度吸收物质时,既需要消耗能量,也需要细胞膜上的载体蛋白
D、协助扩散和自由扩散都是顺浓度梯度进行的,既不需要消耗能量,也不需要载体蛋白
12、图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。
其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是()
A、Na+B、K+
C、胰岛素D、CO2
13、以下有关生物膜系统的表达中,正确的选项是()
A、生物膜主要由脂肪和蛋白质组成
B、用蛋白酶处理生物膜会改变其组成,不改变其通透性
C、在生长激素的合成和分泌过程中,具膜细胞器之间只有结构上的联系
D、核糖体、中心体不属于生物膜系统的组成成分
14、(2018年长春一调)下图有关概念的分析,正确的选项是()
A、①和②所示的过程都需要消耗细胞内ATP水解释放的能量
B、只有①所示的过程能逆浓度梯度运输物质
C、大分子只有通过①所示的过程才能进入细胞
D、腌制蜜饯时蔗糖进入细胞与过程①和②有直接关系
15、
如下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、葡萄糖、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
16、(2018年茂名模拟)如下图为细胞膜的亚显微结构,其中a和b为物质的两种运输方式,以下对细胞膜结构和功能的表达错误的选项是()
A、如下图为肝细胞膜,那么尿素的运输方向是Ⅱ→Ⅰ
B、细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与②有密切的关系
C、大多数②可以运动
D、b过程不需要ATP,a过程能表达膜的选择透过性这一生理特性
17、如图表示植物根细胞在一定时间内吸收K+与某些条件之间的关系,纵坐标表示吸收速率,横坐标表示某个条件,假定其他条件均为理想状态,那么甲、乙、丙三图的横坐标表示的条件与吸收速率相对应的一组是(提示:
在一定范围内,ATP的数量随氧气浓度的增大而增多)()
A、载体蛋白数量、温度变化、氧气浓度
B、氧气浓度、温度变化、载体蛋白数量
C、载体蛋白数量、氧气浓度、温度变化
D、温度变化、载体蛋白数量、氧气浓度
18、如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,允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。
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途径排出的,那么其跨膜运输的方式是________。
(3)蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+、C6H12O6方式不同,假设对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+吸收明显减少,但K+、C6H12O6的吸收不受影响,最可能的原因是该毒素抑制了转运Ca2+的[]________的活动。
(4)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。
柽柳从土壤中吸收盐是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植株,放入适宜浓度的含有C