内容正文:
第1节 被动运输
[学习目标]
1.理解动物细胞吸水和失水的原理,分析细胞膜的结构与运输物质的功能的适应性。
2.探究植物细胞的质壁分离与复原实验,分析植物细胞吸水和失水的原理。
3.构建模型,深入理解自由扩散和协助扩散的机理,识记相关实例。
一、水进出细胞的原理
1.渗透作用
(1)概念
指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。
(2)渗透作用的实验装置、发生条件及现象
实验前:漏斗管内外液面高度相等;
实验后:漏斗管内液面升高。
(3)渗透作用的方向
若半透膜两侧存在浓度差,水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
(4)渗透作用的实质
单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子,导致蔗糖溶液液面升高。
2.动物细胞的吸水和失水
(1)原理
①动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜;当外界溶液与细胞质存在浓度差时,细胞会发生吸水或失水。
②水是通过渗透作用进出动物细胞的。
(2)现象及条件
过程
条件
现象
吸水
外界溶液溶质的浓度<细胞质的浓度
膨胀
失水
外界溶液溶质的浓度>细胞质的浓度
皱缩
渗透平衡
外界溶液溶质的浓度=细胞质的浓度
不变
3.植物细胞的吸水和失水
(1)成熟植物细胞的结构
(2)成熟植物细胞吸水和失水的方式
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
(3)植物细胞发生质壁分离与复原的原因
二、探究:植物细胞的吸水和失水
1.实验原理:
(1)原生质层与细胞壁的特点。
①原生质层的伸缩性比细胞壁大。
②细胞壁是全透性的,原生质层具有选择透过性。
(2)溶液浓度对细胞的影响。
①当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞将失水。
②当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞将吸水。
2.实验步骤:
3.实验结果:
外界溶液
中央液泡大小
原生质层
的位置
细胞大小
液泡颜色
蔗糖溶液
变小
与细胞壁分离
基本不变
变深
清水
恢复原状
与细胞壁紧贴
基本不变
变浅
4.实验结论:原生质层相当于一层半透膜。
三、自由扩散和协助扩散
1.被动运输
物质以扩散方式进出细胞。不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨膜运输方式包括:自由扩散和协助扩散。
2.自由扩散和协助扩散
自由扩散(也叫简单扩散)
协助扩散(也叫易化扩散)
条件
不需要转运蛋白,不消耗能量
需要转动蛋白,不消耗能量
运输方向
高浓度一侧→低浓度一侧
举例
O2和CO2
葡萄糖、氨基酸的顺浓度跨膜运输
3.转运蛋白:分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。
名称
载体蛋白
通道蛋白
图示
转运
对象
与自身结合部位相适应的分子或离子
与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子
特点
每次转运时都会发生自身构象的改变
转运分子不需要与通道蛋白结合
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
1.水分子通过半透膜的扩散属于渗透作用,细胞可以通过渗透作用吸水或失水。 (√)
2.在质量浓度大于0.9%的NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离。(×)
3.在质量浓度为0.9%的NaCl溶液中,红细胞形态未变,是因为此时没有水分子进出细胞。 (×)
4.红苋菜的叶肉细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。 (×)
5.在一定范围内,随着紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞失水的进行,细胞的吸水能力逐渐增强。 (√)
6.当细胞内外存在浓度差时,细胞就会发生质壁分离或复原。 (×)
知识点一 水进出细胞的原理
结合下图分析渗透现象的发生条件和原理。
实验现象分析:
(1)漏斗液面升高的原因是什么?
(2)浓度差
①烧杯与漏斗中的液面差ΔH会一直升高吗?分析其原因。
②如果增加蔗糖溶液的浓度,最终形成的液面高度差ΔH会 。
③渗透装置中,当漏斗内溶液液面不再上升时,半透膜两侧的溶液浓度相同吗?
④如果烧杯内不是清水,而是同浓度的蔗糖溶液,漏斗液面还会升高吗?
(3)如果用纱布代替半透膜(玻璃纸),漏斗内液面还会升高吗?
综上所述,渗透作用发生的条件是具有 和 。
提示:(1)单位体积的清水中水分子数大于蔗糖溶液中的水分子数。单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水的水分子数。
(2)①不会。阻止渗透作用发生的施加于溶液液面的最小压强叫渗透压。烧杯中与漏斗中的液体具有一定的浓度差,会导致漏斗中水分子增多、液面上升,但液面差ΔH会产生相应的压强,当ΔH产生的压强与渗透压相等时,半透膜两侧水分子的交换率相同,液面将不再升高。②增大 ③不同。渗透作用停止时,漏斗内液面不再上升,水分子通过半透膜的双向扩散速率相等,但漏斗内溶液浓度仍高于烧杯中溶液浓度。漏斗内液面升高产生的作用力加大,阻止烧杯中水分子向漏斗内扩散。④液面不会升高,因为半透膜两侧溶液没有浓度差。
(3)不会。因为纱布是全透的,水分子和蔗糖分子都能通过。 半透膜 浓度差
1.不同渗透装置中水分子的运动情况及液面变化
(1)溶质不能通过半透膜的情况
①若S1溶液浓度大于S2溶液浓度,则单位时间内由S2到S1的水分子数多于由S1到S2的,外观上表现为S1溶液液面上升;若S1溶液浓度小于S2溶液浓度,则情况相反,外观上表现为S1溶液液面下降。
②在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差Δh,则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度。因为液面高的一侧形成的压强会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
(2)溶质能通过半透膜的情况
若S1溶液浓度大于S2溶液浓度,则最初单位时间内由S2到S1的水分子数多于由S1到S2的,随着溶质的扩散,最终S1和S2溶液浓度相等,外观上表现为S1溶液液面先上升后下降,最终S1和S2溶液液面持平;若S1溶液浓度小于S2溶液浓度,则情况相反。
2.渗透作用与扩散作用的辨析
渗透作用
扩散作用
区别
概念
水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散
物质(溶质或溶剂分子)从相对含量多的一侧到相对含量少的一侧的扩散运动
条件
具有一层半透膜;半透膜两侧溶液存在浓度差
两侧物质相对含量不等
结果
透过半透膜的溶剂分子达到动态平衡
两侧物质相对含量相等
联系
渗透是扩散的一种特殊形式
1.如图是研究渗透作用的实验装置,漏斗内外有不同浓度的同一种溶液S1和S2,实验起始时漏斗内外液面相平。下列说法错误的是 ( )
A.实验开始时S1浓度大于S2浓度
B.渗透平衡时S1浓度大于S2浓度
C.渗透平衡时无物质透过半透膜
D.如果将S2浓度适当降低,则渗透平衡时液面差更大
解析 开始实验后出现了液面差,说明发生了渗透作用,漏斗内溶液量增多,液面上升,说明实验开始时S1的浓度大于S2的浓度,A正确;渗透平衡时存在液面差,液面差产生的水分运输的阻力需要半透膜两侧的浓度差产生的水分运输的动力来抵消,所以渗透平衡时浓度不相等,且漏斗内液面高于漏斗外,说明渗透平衡时S1浓度大于S2浓度,B正确;渗透平衡时,S1溶液中水分子与S2溶液中水分子的移动处于动态平衡,物质会透过半透膜,C错误;如果将S2浓度适当降低,那么漏斗内外溶液浓度差将增大,水分子向漏斗内运输的速率将会更快,渗透平衡时的液面差也将会更大,D正确。
答案 C
2.如图所示U形管中间被一种能允许水分子和单糖分子通过,而二糖不能通过的半透膜隔开,两侧分别加入等体积、等物质的量浓度的蔗糖溶液和麦芽糖溶液,一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的?若向U形管左右两侧分别加入等物质的量的微量麦芽糖酶,一段时间后左右两侧液面高度变化情况是 ( )
A.右侧下降;右侧升高
B.右侧下降;右侧下降
C.两侧等高;右侧先升高后下降
D.两侧等高;右侧先下降后升高
解析 蔗糖和麦芽糖都是二糖,相同物质的量浓度、相同体积的两种溶液加入被半透膜隔开的U形管中,水分子通过半透膜的扩散处于动态平衡,故一段时间后U形管左右两侧液面高度相等。若向U形管左右两侧分别加入等物质的量的微量麦芽糖酶,麦芽糖酶使1分子麦芽糖分解成2分子葡萄糖,导致右侧物质的量浓度增大;葡萄糖能透过半透膜,因此右侧液面先升高后下降,故选C。
答案 C
知识点二 实验:探究植物细胞的吸水和失水
结合教材64至65页“探究·实践”,回答下面与“植物细胞吸水和失水”相关的问题:
(1)实验中共涉及三次显微镜观察,其中第一次观察的目的是什么?
(2)为什么用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料?
(3)如果没有细胞壁,细胞会发生质壁分离现象吗?
(4)动物细胞会不会出现质壁分离?
(5)你认为什么细胞可以发生质壁分离?
(6)本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂,若浓度过高或过低会有何影响?
(7)若用适宜浓度的KNO3溶液进行该实验,会发生质壁分离与复原吗?
(8)发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质?
提示:(1)观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态,以便与处理后的状态进行对照。(2)紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含花青素,使细胞液呈紫色,有利于观察。(3)不会发生质壁分离现象,只发生渗透吸水或失水。(4)不会,因为动物细胞没有细胞壁。(5)具有中央大液泡的成熟植物细胞。(6)选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作为试剂,既能出现明显质壁分离现象,又不会杀死细胞。若浓度过高,细胞会因失水过多而死亡,不能再进行质壁分离复原;若浓度过低,不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。(7)会,开始外界溶液浓度较大,细胞发生质壁分离;细胞主动吸收K+和N后,随着细胞液浓度增大,细胞发生质壁分离复原。(8)因为细胞壁是全透性的,所以发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。
1.质壁分离及复原现象发生的条件
(1)从细胞角度分析
①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。
②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。
(2)从溶液角度分析
①在一定浓度的溶液(溶质不能透过膜)中只发生质壁分离现象,不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理,方可复原)。
②在一定浓度的溶液(溶质可透过膜)中发生质壁分离后可自动复原,如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。
③在高浓度溶液中质壁分离现象明显,但溶液浓度过高时不能发生质壁分离复原,因为溶液浓度过高,细胞会因过度失水而死亡。
④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞,不适于做质壁分离实验的溶液。
2.质壁分离及复原实验的应用
(1)判断细胞的死活
待测细胞+蔗糖溶液
(2)测定细胞液浓度的范围
待测细胞+系列浓度梯度的蔗糖溶液细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的两种外界溶液的浓度之间。
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液比较刚发生质壁分离时所需时间的长短→判断细胞液浓度的大小(时间越短,细胞液浓度越小)。
1.(不定项)如图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离的实验结果图,图2为质壁分离及其复原实验流程图。下列说法正确的是( )
A.图1细胞若继续发生质壁分离,则该细胞的吸水能力增强
B.图1所示结果只能在图2中C处观察到
C.增大蔗糖溶液的浓度会使第二次观察(D)和第三次观察(F)实验效果更明显
D.该实验用显微镜主要观察原生质层的位置、液泡的颜色和大小等
解析 图1细胞若继续发生质壁分离,细胞失水,则该细胞的吸水能力不断增强,A正确;图1所示结果可能处于质壁分离过程中或者平衡状态,也可能处于质壁分离复原过程中,因此可能在图2的C处或E处观察到,B错误;适当增大蔗糖溶液的浓度,使蔗糖溶液与细胞液的浓度差变大,质壁分离的速度加快,但如果蔗糖浓度过高,会导致细胞因失水过多而死亡,不会发生质壁分离复原现象,C错误。
答案 AD
2.(辽宁丹东高一检测)用物质的量浓度为2 mol·L-1的乙二醇溶液和同物质的量浓度的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体(植物细胞除去细胞壁后剩余的部分)体积变化情况,如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.在蔗糖溶液中,植物细胞体积明显逐渐减小
B.在d点时,蔗糖溶液中仍有水分子进出植物细胞
C.在0~240 s内,乙二醇没有通过细胞膜进入细胞内
D.在c点与a点代表体积相等时,推测植物细胞液浓度相同
解析 在蔗糖溶液中,由于细胞失水,原生质体的体积明显缩小,但细胞壁伸缩性较小,细胞体积没有明显变化,A错误;水分子进出细胞的行为任何时刻都可发生,d点进出达到平衡,B正确;0~240 s内,乙二醇通过细胞膜进入细胞内,导致细胞液浓度增大,细胞吸水导致质壁分离自动复原,C错误;c点相比a点,有部分乙二醇进入了细胞,c点的原生质体体积和a点的体积相等,但由于细胞壁的限制,二者的细胞液浓度未必相等,D错误。
答案 B
知识点三 自由扩散和协助扩散
如图表示细胞膜结构,图中a、b、c表示物质跨膜运输方式。请据图回答问题:
(1)A代表 分子;B代表 ,它构成了膜的基本支架。
(2)在a~c的三种跨膜运输过程中,代表协助扩散的是 (填字母),这二者的区别是 通过通道蛋白运输物质, 通过载体蛋白运输物质。
(3)由图示分析,自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗?为什么?
(4)试从物质运输动力角度分析,为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输?
提示:(1)转运蛋白 磷脂双分子层
(2)b、c b c
(3)都不需要消耗能量,因为二者都是顺浓度梯度进行的。
(4)自由扩散和协助扩散的运输动力部是膜两侧物质的浓度差,即都是顺浓度梯度进行的,不需要消耗能量,所以二者被统称为被动运输。
被动运输的影响因素
(1)自由扩散的影响因素:物质运输速率主要取决于膜内外物质浓度梯度的大小,也与物质分子大小和脂溶性有关。(如图A)
(2)协助扩散的影响因素:除了膜内外物质浓度梯度的大小外,还与膜上转运蛋白的数量有关。当转运蛋白达到饱和时,物质浓度再增加,物质运输速率也不再增加。(如图B)
(3)被动运输不消耗能量,所以物质运输速率和细胞能量供应无关。(如图C)
1.协助扩散需要细胞膜上转运蛋白的协助。图甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种协助扩散方式,其中通道介导的扩散比载体介导快1 000倍。下列有关叙述正确的是 ( )
A.载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的
B.载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性
C.图甲、乙两种方式均属于跨膜运输,故属于主动运输
D.物质主要以通道介导的方式进出细胞
解析 载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是可以运动的,A错误;载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性,B正确;图甲、乙两种方式均属于跨膜运输,需要转运蛋白并且是顺浓度梯度,所以属于被动运输,C错误;题中信息无法得出物质进出细胞的主要方式,D错误。
答案 B
2.下面A、B是两种被动运输方式的转运速率和细胞外浓度之间的关系曲线。据图回答下列问题:
(1)图A表示的转运方式是 ,其转运速率主要取决于 。
(2)图B表示的方式若是协助扩散,那么ab段的限制因素是 ,bc段的限制因素是 。
(3)请在C图中画出被动运输的转运速率和细胞能量供应的关系曲线。
(4)下列物质中,以方式A进行转运的有 ;以方式B进行转运的有 。
①O2和CO2进出肺泡
②甘油和乙醇被小肠上皮细胞吸收
③红细胞吸收血液中的葡萄糖
④胆固醇进入肝细胞
解析 (1)分析可知,图A表示的转运方式为自由扩散,其转运速率主要取决于细胞内外物质的浓度差。(2)图B表示的转运方式若是协助扩散,那么ab段的限制因素是细胞内外物质的浓度差,bc段转运速率不再增加,说明限制因素不再是浓度差,而是转运蛋白的数量。(3)被动运输不需要消耗能量,因此,物质转运速率不会随能量的增加而改变,图见答案。(4)①O2和CO2进出肺泡为自由扩散。②甘油和乙醇被小肠上皮细胞吸收为自由扩散。③红细胞吸收血液中的葡萄糖为协助扩散。④胆固醇进入肝细胞为自由扩散。故以方式A(自由扩散)进而转运的有①②④;以方式B(协助扩散)进而转运的有③。
答案 (1)自由扩散 浓度差
(2)浓度差 转运蛋白的数量
(3)如图
(4)①②④ ③
素养发展 探究应用
[情境]
反渗透
海鸥嗉囊中有一层薄膜,海鸥正是利用了这层薄膜把海水过滤为可饮用的淡水,而含有杂质及高浓缩盐分的海水则吐出嘴外。这就是反渗透法的基本理论架构。
反渗透原理最早使用于美国航天员将尿液回收为纯水使用,医学界也出现过用反渗透法的技术进行血液透析的临床案例。反渗透膜可以将重金属、农药、细菌、病毒、杂质等彻底分离。整个工作原理均采用物理法,不添加任何杀菌剂和化学物质,所以不会发生化学变化。下图为反渗透装置的原理图。
[探究]
(1)海鸥嗉囊中的薄膜相当于渗透装置中的 。
(2)反渗透装置中水分子扩散的方向是 ,该过程 (填“需要”或“不需要”)消耗能量。
(3)利用该原理生产的反渗透净水机可以获得较为纯净的水,使用过程中为什么要经常更换反渗透膜? 。
(4)结合水分进出细胞的方式提出一种设计方案使水分子更容易通过反渗透膜,减少过滤过程中废水的产生量。
。
。
解析 (1)海鸥嗉囊中的薄膜具有过滤作用,相当于渗透装置中的半透膜。(2)反渗透装置中水分子从浓溶液向
稀溶液的方向扩散,该过程需要外界压力,因此需要消耗能量。(3)反渗透净水机利用压力使水分子逆浓度运输,所以水分子能通过半透膜而反渗透膜而其他物质不能通过,使用过程中不能通过半透膜的物质会影响半透膜的过滤效果,使产生的水不再纯净。(4)在常规的反渗透膜上增加水通道蛋白,可以增大水分子的通过速率,提高过滤效率;也可增加压力,让水分子在压力的作用下更快地通过反渗透膜。
答案 (1)半透膜
(2)浓溶液向稀溶液(水的相对含量低的溶液向水的相对含量高的溶液) 需要
(3)水分子能通过半透膜即反渗透膜而其他物质不能通过,使用过程中不能通过半透膜的物质会影响半透膜的过滤效果,使产生的水不再纯净
(4)方案一:在常规的反渗透膜上增加水通道蛋白,可以增大水分子的通过速率,提高过滤效率;方案二:增加压力,让水分子在压力的作用下更快地通过反渗透膜(其他答案合理即可)。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)发生渗透作用的两个条件是存在半透膜、膜两侧存在浓度差。 (√)
(2)达到渗透平衡时,半透膜两侧的水分子进行的是双向运动。 (√)
(3)原生质层是指细胞膜和液泡膜。 (×)
(4)外界溶液浓度大于细胞液浓度时,洋葱表皮细胞质壁分离,细胞液颜色变浅。 (×)
(5)载体蛋白和通道蛋白在转运物质时都需要与转运的物质相结合。 (×)
2.在物质进出细胞的方式中,自由扩散区别于协助扩散的是 ( )
A.由高浓度向低浓度扩散
B.需要转运蛋白
C.由低浓度向高浓度扩散
D.不需要转运蛋白
解析 自由扩散与协助扩散的相同之处是物质顺浓度梯度(高浓度→低浓度)跨膜运输,同时均不消耗能量;不同之处表现在自由扩散不需要转运蛋白,而协助扩散需要转运蛋白。
答案 D
3.将同一植物的相同细胞分别浸在蒸馏水、0.3 g/mL的蔗糖溶液和0.4 g/mL的KNO3溶液中,测得细胞的体积随时间的变化曲线如下图所示,则曲线a、b、c分别代表细胞所处的溶液是 ( )
A.蒸馏水、蔗糖溶液、KNO3溶液
B.KNO3溶液、蒸馏水、蔗糖溶液
C.蒸馏水、KNO3溶液、蔗糖溶液
D.蔗糖溶液、KNO3溶液、蒸馏水
解析 题中所述几种溶液中,蒸馏水的浓度最低,远小于细胞液的浓度,细胞吸水有膨胀的趋势,对应曲线a。在0.3 g/mL的蔗糖溶液,由于蔗糖是大分子,不能进入细胞液,蔗糖溶液浓度大于细胞液的浓度,细胞失水发生质壁分离,对应曲线c。在0.4 g/mL的KNO3溶液中,开始时发生质壁分离,然后由于细胞吸收K+和N,使细胞液浓度增大,细胞吸水,发生质壁分离复原,对应曲线b。
答案 C
4.下表为甲同学用某浓度KNO3溶液进行质壁分离实验时所测得的数据,下图为乙同学用另一浓度的KNO3溶液进行质壁分离实验时所绘制的曲线图,下列分析正确的是 ( )
时间(min)
2
4
6
8
10
原生质体相对大小
90%
60%
30%
30%
30%
A.乙同学的实验进行到T2时观察不到质壁分离现象,此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度
B.乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离现象,此时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度
C.甲同学实验进行到8 min时质壁分离达到平衡,滴加清水后发生质壁分离复原
D.甲同学所用溶液浓度要大于乙同学所用溶液浓度
解析 乙同学在实验进行到T2时观察不到质壁分离现象,但此时细胞液浓度等于或大于外界溶液浓度;乙同学在实验进行到T1时,观察到细胞质壁分离正在复原,所以细胞液浓度大于外界溶液浓度;甲同学实验进行到4~6 min时,质壁分离达到平衡,但由于KNO3溶液浓度过高,甲同学所做实验结果是细胞死亡,不能发生质壁分离复原,而乙同学所做实验结果是发生了质壁分离复原,所以甲同学所用溶液浓度要大于乙同学所用溶液浓度。
答案 D
5.成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中,会发生质壁分离现象,图a是发生质壁分离的植物细胞,图b是显微镜下观察到的某一时刻的图像。请据图回答下列问题:
(1)图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和 的分离,后者的结构包括[ ]和[ ]以及二者之间的细胞质。
(2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是 ,植物细胞自身应具备的结构特点是
。
(3)图b是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片,此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是
。
(4)将形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜B切条各5段,分别放在不同浓度的蔗糖溶液(甲~戊)中,一段时间后,取出红心萝卜的切条称重,结果如图c所示,据图分析:
①红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度 。
②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水,一段时间后红心萝卜A的细胞液浓度会 。
解析 (1)原生质层包括[②]细胞膜和[④]液泡膜以及二者之间的[⑤]细胞质。(2)植物细胞发生质壁分离的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度,而植物自身具备的结构特点是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,并具有大液泡。(3)在观察植物细胞质壁分离与复原实验中,当细胞处于质壁分离状态时,细胞可能正在发生质壁分离过程,也可能质壁分离完成,细胞原生质层大小处于相对静止状态,还可能处于质壁分离的复原过程中,因此,细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是细胞液浓度大于、等于或小于外界溶液浓度。(4)由图中两种红心萝卜的质量变化结果可知,甲~戊五种蔗糖溶液的浓度大小关系为丙<戊<甲<丁<乙,甲为红心萝卜A的等渗溶液,戊为红心萝卜B的等渗溶液,因此红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度高。在甲蔗糖溶液中加入适量的清水,溶液浓度降低,红心萝卜A吸水,一段时间后,细胞液浓度降低。
答案 (1)原生质层 ② ④
(2)外界溶液浓度高于细胞液浓度 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,具有大液泡
(3)细胞液的浓度可能大于、等于或小于外界溶液的浓度
(4)①高 ②降低
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