4.1 被动运输（精讲导学案）-【帮课堂】2024-2025学年高一生物同步学与练（2019人教版必修1）

第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/课前导学 梳理教材内容，掌握基础知识；延伸思考探究，深入理解知识；预习判断检测，及时效果验收 04/课堂探究 课堂知识探究，全面学会知识 05/分层训练 基础提升拓展，突破学习任务 1.阐明渗透作用的条件及原理。（重点） 2.结合探究实验，分析理解细胞吸水和失水的过程及应用。（重点） 3.阐明被动运输的原理和特点及影响因素。（难点） 4.转运蛋白的种类和作用。（重点） · 基础感知 1．渗透作用： 。 【答案】水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散 【详解】渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。 2．渗透作用的发生必须具备两个条件，一是具有 ；二是 。 【答案】 半透膜 半透膜两侧的溶液具有浓度差 【详解】渗透作用的发生必须具备两个条件；一是具有半透膜；二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。 3．植物细胞的细胞壁是 性的，水分子可以 通过，细胞壁的伸缩性 。成熟植物细胞内的液体环境是指 ，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为 ，相当于半透膜。细胞液、 和外界溶液共同构成一个渗透系统。当外界溶液的浓度 细胞液的浓度时，细胞就会吸水；当外界溶液的浓度 细胞液的浓度时，细胞就会失水。 【答案】 全透 自由 小 液泡里面的细胞液 原生质层 原生质层 低于 高于 4．动物细胞的吸水和失水 （1）动物细胞的细胞膜相当于 。 （2）条件及现象 过程 条件 现象 吸水 外界溶液的浓度 细胞质的浓度 失水 外界溶液的浓度 细胞质的浓度 平衡 外界溶液的浓度 细胞质的浓度 【答案】 半透膜 < > = 【详解】（1）动物细胞的细胞膜具有选择透过性，相当于半透膜。 （2）渗透的方向是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，故外界溶液的浓度＜细胞质的浓度时，即外界溶液的水分子相对含量高，细胞吸水；外界溶液的浓度＞细胞质的浓度时，即外界溶液的水分子相对含量低，细胞失水；外界溶液的浓度＝细胞质的浓度时，即细胞膜两侧水分子相对含量一致，细胞吸水和失水的速率相等，表现为平衡状态。 5．探究植物细胞的吸水和失水 常用的实验材料： 。 该实验的自变量 ，因变量 ，无关变量 。 实验过程 第一步： 。 第二步： 。 第三步：在盖玻片的另一侧滴加清水，低倍镜观察。 易错易考 原生质层： ；质壁分离的外因： ，内因： ；该实验 次使用 倍显微镜，属于 实验； 将成熟的植物细胞置于 溶液中可先发生质壁分离后自动复原。 【答案】 紫色洋葱鳞片叶外表皮、黑藻叶片 外界溶液浓度 液泡大小、原生质层的位置 植物细胞的成熟程度、加入外界溶液的量 制作洋葱鳞片叶外表皮细胞的临时装片，低倍镜观察 在盖玻片一侧滴加0.3g/mL蔗糖溶液，用引流法是细胞浸润在蔗糖溶液中，低倍镜观察 细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质 外界溶液浓度＞细胞液浓度 原生质层具有选择透过性，原生质层的伸缩性＞细胞壁 3 低 自身前后对照 硝酸钾、尿素、乙二醇、葡萄糖等 【分析】细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。由于细胞膜和液泡膜的选择透过性，使得原生质层相当于半透膜。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。 【详解】（1）探究植物细胞的吸水和失水”实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察现象，因此常用的实验材料为紫色洋葱鳞片叶外表皮、黑藻叶片。 （2）自变量：在一组变量中，能够影响其他变量发生变化，而又不受其他变量影响的变量。因变量：依赖于其他变量，而又不能影响其他变量的变量。无关变量，也称控制变量，指与自变量同时影响因变量的变化、但与研究目的无关的变量。探究植物细胞的吸水和失水实验中自变量为外界溶液浓度，因变量为液泡大小、原生质层的位置，无关变量为植物细胞的成熟程度、加入外界溶液的量。 （3）该实验的实验过程为： 第一步：制作洋葱鳞片叶外表皮细胞的临时装片，低倍镜观察。 第二步：在盖玻片一侧滴加0.3g/mL蔗糖溶液，用引流法是细胞浸润在蔗糖溶液中，低倍镜观察。 第三步：在盖玻片的另一侧滴加清水，低倍镜观察。 （4）原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。质壁分离的原因：外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度；内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层。该实验三次用显微镜低倍镜观察，第一次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蒸馏水中的正常状态，第二次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蔗糖溶液中的质壁分离状态，第三次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蒸馏水中的质壁分离复原状态。该实验遵循对照原则，属于自身前后对照。 （5）因为植物能主动吸收硝酸根离子、钾离子、尿素、乙二醇、和葡萄糖分子，因此将成熟的植物细胞置于硝酸钾、尿素、乙二醇、葡萄糖等溶液中可先发生质壁分离后自动复原。　 6．细胞对无机盐离子的吸收实例 （1）水稻吸收 较多，吸收 较少，番茄吸收 较多，吸收 较少。说明不同植物对不同 的吸收表现出较大差异。 （2）人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显 血液中碘的含量。 （3）不同微生物对 的吸收表现出较大的差异。 物质跨膜运输的特点 物质跨膜运输并不都是 的。 细胞对于物质的输入和输出有 。 结论 细胞膜和其他生物膜都是 膜，可以让 自由通过。一些 和 也可以通过，而其他的离子 、小分子和大分子则不能通过． 【答案】 Mg2+ Ca2+ Si4+ Si4+ Mg2+ Ca2+ 无机盐离子 高于 无机盐离子 顺浓度梯度 相对含量梯度 选择透过性 水分子 离子 小分子 【详解】（1）水稻吸收Mg2+ Ca2+较多，吸收Si4+较少，番茄正好相反，说明不同植物对不同无机盐离子的吸收表现出较大差异。 （2）人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显高于血液中碘的含量。 （3）不同微生物对无机盐离子的吸收表现出较大差异；物质跨膜运输并不都是顺浓度梯度的，细胞对于物质的输入和输出有相对含量梯度；细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，其他的离子、小分子和大分子则不能通过。 7．被动运输          （1）物质以 方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 （2）特点:① 。② 。 （3）类型： 方式 自由扩散 协助扩散 原理 物质通过简单的 进出细胞 进出细胞的物质借助 的扩散 进出细胞的物质借助 的扩散 实例 等 进入红细胞 、某些离子或分子 【答案】 扩散 顺浓度梯度跨膜运输物质 不消耗能量 扩散作用 载体蛋白 通道蛋白 水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯、性激素 葡萄糖 水 · 思考提升 1．对动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？并说明理由。 提示：不一定。对动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的浓度相等；但植物细胞的细胞壁有支持、保护作用，当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时，有可能细胞内溶液浓度大于细胞外溶液浓度。 2．如图甲、乙、丙分别表示细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题： (1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现哪幅图中的现象？并分析原因。 提示：会出现图甲所示的现象。将人的成熟红细胞放入清水中，由于发生渗透作用，从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水分子，因此细胞吸水。 (2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会出现哪幅图中的现象？达到平衡时，水分子进出细胞的状况又与哪幅相同？ 提示：将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞外界溶液浓度较大，细胞失水，如图丙所示；达到平衡状态时，水分子进出细胞的速率相等，与图乙所示相同。 (3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间内细胞体积增大，最终会不会涨破？ 提示：细胞不会涨破，因为植物细胞有细胞壁的保护。 3.下图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞，请分析并回答相关问题： (1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？为什么选此细胞？ 提示：不一定。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，便于观察。 (2)b的大小和颜色如何发生变化？ 提示：b逐渐变小，颜色逐渐加深。 (3)该实验无独立的对照组，为什么还叫对照实验？ 提示：该实验中，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照。 (4)c处的溶液是什么？ 提示：浓度降低的外界溶液。 · 预习检测 1．判断关于动物细胞和植物细胞吸水和失水的叙述 (1)洋葱鳞片叶细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成(　×　) (2)“海水稻”根细胞的细胞液浓度高于普通水稻根细胞的细胞液浓度(　√　) (3)质壁分离过程中，洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液的渗透压大于细胞质基质的渗透压(　×　) 2．判断关于质壁分离和复原探究实验的叙述 (1)“观察植物质壁分离与复原”实验中，至少需要对装片进行三次观察(　√　) (2)实验中吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染显微镜镜头(　×　) (3)利用洋葱根尖分生组织和添加胭脂红的蔗糖溶液进行实验，现象更加明显(　×　) (4)质壁分离过程中，原生质层先在角隅处脱离细胞壁(　√　) (5)选用黑藻成熟叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察(　×　) (6)质壁分离复原过程结束时，细胞内外溶液的浓度相同(　×　) 3．判断关于被动运输的叙述 (1)水分子大部分以协助扩散方式进出细胞，也可以通过自由扩散方式进出细胞(　√　) (2)离子通道的选择性与其大小、形状以及带电荷氨基酸的分布有关(　√　) (3)载体蛋白的选择性与其上特定的位点有关，其选择性比通道蛋白强(　√　) (4)大小相同的分子通过通道蛋白进出细胞时的速率相同(　×　) (5)Na＋借助通道蛋白进入神经细胞的动力是细胞内渗透压(　×　) 探究一 渗透作用发生的条件 根据教材P62“问题探讨”中的渗透现象示意图，回答下列问题： (1)漏斗管内的液面升高的原因：由于单位体积的清水中水分子数多于蔗糖溶液中的水分子数，因此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)漏斗管内的液面不会一直升高的原因：管内的水柱产生的压力会加快漏斗中的水分子向外扩散的速度，最终膜两侧水分子扩散的速度达到平衡，液面不再上升。 (3)渗透装置中，当漏斗内的溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度是否相同？为什么？ 提示：不相同。漏斗内溶液浓度仍然高，由于漏斗管内液面升高形成的静水压会阻止水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故半透膜两侧溶液浓度关系仍是漏斗内溶液浓度高于烧杯中清水的浓度。 (4)如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？ 提示：不会。原因是纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。 (5)如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？ 提示：不会。半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。 探究二 探究植物细胞的吸水和失水 1.现象：将放置一段时间的马铃薯切成如图所示形状，凹槽内倒入一定量清水，一段时间后液面下降；再将适量蔗糖加入凹槽清水中，一段时间后液面上升，试解释上述现象。 提示：凹槽内注入清水后，由于马铃薯细胞液浓度大于清水，马铃薯细胞吸水，导致清水液面下降；当向清水中加入适量蔗糖后，蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度，细胞失水，一段时间后导致液面升高。 2．探究植物细胞的吸水和失水 (1)提出问题：水分进出细胞是通过渗透作用吗？原生质层是否相当于一层半透膜？ (2)作出假设：原生质层相当于一层半透膜。 (3)实验设计思路 ①如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会失水，液泡体积就会缩小；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会吸水，液泡体积就会增大。所以可以通过液泡体积的大小变化反映水分进出细胞的情况。 ②如何使细胞外溶液的浓度升高或降低？ 提示：提供蔗糖溶液使细胞外溶液浓度升高，提供清水使细胞外溶液浓度降低。 ③如何看到细胞，需要借助到什么材料和用具？ 提示：利用显微镜观察临时装片。 ④对实验结果作出预测——细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化？ 提示：由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由透过，而蔗糖分子不能透过。因此，在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，发生质壁分离；加入清水后，当细胞液浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水就会透过原生质层进入细胞液，发生质壁分离的复原。 (4)实验结果分析 ①将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，一段时间后，该细胞的颜色如何变化？其吸水能力又如何变化？ 提示：颜色逐渐变深。吸水能力逐渐增强。 ②有位同学错取了质量浓度为3 g/mL的蔗糖溶液，发现细胞发生了质壁分离，给临时装片滴加清水并引流后几乎没有观察到质壁分离复原现象，分析原因可能是什么？ 提示：蔗糖溶液浓度太高，细胞因过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原。 ③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？ 提示：观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的细胞状态形成对照。 探究三 探究物质进出细胞的方式 任务一：探究气体和甘油等分子进出细胞的方式 资料1：科研人员对同种物质在人工膜(只含有磷脂双分子层)和生物膜中的通透性做了比较，结果如图所示。 1．请据图分析，气体和甘油是如何进出细胞的？ 提示：人工膜和生物膜对气体和甘油的通透性相同，因此它们是通过扩散作用进出细胞的。 2．甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞？ 提示：甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层进出细胞。 任务二：探究水分子进出细胞的方式 1．由“生物膜和人工膜对同种物质的通透性差异”的实验结果，推测水分子是如何通过细胞膜的？ 提示：水分子通过细胞膜时的速率高于自由扩散的速率，由此推断细胞膜上可能存在特殊的水的跨膜运输方式。 资料2：科学家阿格雷在红细胞膜上发现了一种疏水性跨膜蛋白AQP1。他将这种蛋白镶嵌在人工合成的脂质体上，并将镶嵌有AQP1的脂质体和普通脂质体同时放入蒸馏水中，每隔一段时间观察，结果如图所示。 2．由上述实验结果，你能得出什么推论？ 提示：疏水性跨膜蛋白AQP1能够加快水分子进入细胞的速率。 任务三：探究葡萄糖进出细胞的方式 资料3：人体血浆中的葡萄糖经肾小球滤过进入原尿后流经肾脏近曲小管，全部由位于管腔面的钠－葡萄糖共转运蛋白(SGLT)重吸收进入近曲小管上皮细胞，使得排出的尿液中不含葡萄糖。随后葡萄糖被位于肾脏近曲小管上皮细胞基底膜上的葡萄糖载体蛋白(GLUT)转运至组织液进而进入毛细血管，进入血浆的葡萄糖会被红细胞等吸收(注：ATP水解为ADP和Pi时放能)。 1．载体蛋白(GLUT)将葡萄糖运出肾脏近曲小管上皮细胞时的运输特点是什么？ 提示：顺浓度梯度运输、不消耗能量、需要载体蛋白的协助。 2．如图表示人体成熟红细胞的部分结构和功能，葡萄糖进入红细胞时的运输特点是什么？ 提示：顺浓度梯度运输、不消耗能量、需要载体蛋白的协助。 · 基础过关练 一、单选题 1．农业生产中适时、适量施肥是使作物增产的重要措施。根吸收K⁺的相对速率与土壤中O₂含量的关系如表所示，且与细胞膜上的转运蛋白的数量有关。根毛细胞吸收K⁺的运输方式是（    ） 土壤中O₂含量/% 细胞呼吸相对速率 K⁺吸收的相对速率 2.7 44 22 12.2 78 96 20.8 100 100 43.4 106 107 A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．胞吞 【答案】C 【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从低浓度到高浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。 【详解】据表格信息可知，该运输方式与土壤中的O2含量有关，说明根毛细胞吸收K+需要消耗能量，且与细胞膜上的转运蛋白的数量有关，说明需要转运蛋白协助，据此推测，根毛细胞吸收K+的运输方式是主动运输。 故选C。 2．将紫色洋葱外表皮细胞放于某种无机盐溶液中，其质壁分离程度随时间的变化情况如图所示。下列推测正确的是（　　） A．t1-t3时刻，洋葱外表皮细胞的失水能力先增加再减小 B．t2时刻，洋葱外表皮细胞开始吸收溶液中的无机盐离子 C．在实验过程中，洋葱外表皮细胞液泡的颜色先变深后变浅 D．t4时刻之后，洋葱外表皮细胞继续吸水直至细胞涨破 【答案】C 【分析】当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离，发生质壁分离现象。细胞质壁分离程度越大，细胞液浓度越高，细胞吸水力越大。 【详解】A、t1-t2，细胞发生质壁分离，t2-t3时刻，细胞发生质壁分离复原，故洋葱外表皮细胞的失水能力先减小再增加，A错误； B、t2时刻细胞开始发生复原，所以在这之前，洋葱外表皮细胞已经开始吸收溶液中的无机盐离子，B错误； C、该实验过程中，细胞先失水，然后吸水，所以洋葱外表皮细胞液泡的颜色先变深后变浅，C正确； D、洋葱细胞具有细胞壁，不会吸水涨破，D错误。 故选C。 3．图1是显微镜下观察到的某一时刻的细胞图像。图2表示一种渗透作用装置。图3是另一种渗透装置，一段时间后液面上升的高度为h。这两个装置所用的半透膜都不能让蔗糖分子通过，但可以让葡萄糖分子和水分子通过。下列叙述错误的是（    ） A．若图1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，则此时细胞液浓度一定大于外界溶液浓度 B．图2中，若A为0.3g/mL葡萄糖溶液，B为清水，则平衡后A 侧液面与B侧液面一样高 C．图3中，若每次平衡后都将产生的水柱h移走，那么随着时间的推移，h将会越来越小 D．图3中，如果A、a均为蔗糖溶液，则开始时浓度大小关系为Ma>MA，达到平衡后Ma>MA 【答案】A 【分析】题图分析：图1中为细胞处于质壁分离状态，但下一刻怎么变化无法确定；图2和3中半透膜可以让水分子自由通过，而蔗糖分子不能透过。 【详解】A、若图1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，由于不知道该细胞是正在继续发生质壁分离还是复原，还是达到了动态平衡，因此不能确定此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系，细胞液浓度大于、小于或等于外界溶液浓度都有可能，A错误； B、图2中，若A为0．3g/mL葡萄糖溶液，B为清水，由于葡萄糖分子能透过半透膜，则液面会出现左侧先升高，然后右侧液面升高，最后两侧液面相平，B正确； C、图3中，若每次平衡后都将产生的水柱h移走，则半透膜两侧的浓度差会逐渐减少，随着时间的推移，h将会越来越小，C正确； D、图3中开始时漏斗内液面上升，可推测Ma＞MA，但由于漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，由于浓度差和液柱压力的作用相等，水分进出平衡，因此Ma>MA，D正确。 故选A。 4．施肥过多时，玉米根部的细胞状态是（    ） A．①——吸水 B．②——失水 C．①——失水 D．②——吸水 【答案】B 【分析】植物细胞吸水和失水的原理是：细胞外部溶液的浓度大于细胞内部细胞液浓度时，细胞失水；细胞外部溶液的浓度小于细胞内部细胞液浓度时，细胞吸水。 【详解】ABCD、分析题图，①表示吸水，细胞外部溶液的浓度小于细胞内部细胞液浓度时，细胞吸水。②表示失水，给植物一次施肥过多，会使土壤溶液浓度过高，大于植物细胞细胞液浓度，植物细胞失水，导致植物因失水而萎蔫，即出现烧苗现象，B正确，ACD错误。 故选B。 5．细胞作为一个基本的生命系统， 它的边界是细胞膜， 细胞膜将细胞与外界环境分隔开。下列关于细胞膜的结构与功能的说法， 错误的是（    ） A．构成细胞膜的磷脂具有疏水的尾部， 水分子不能通过细胞膜 B．构成细胞膜的蛋白质均结合了糖类分子， 与细胞间信息传递功能密切相关 C．细胞膜的流动性与磷脂分子的侧向自由移动及大多蛋白质分子的运动有关 D．细胞膜可控制细胞内外物质的进出， 但仍有部分细胞不需要的物质进入细胞 【答案】AB 【分析】细胞膜的流动镶嵌模型的内容为磷脂双分子层构成膜的基本支架，蛋白质分子镶嵌或贯穿磷脂双分子层，磷脂分子和蛋白质分子大多数可以运动，所以细胞膜具有一定的流动性。细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被。 【详解】A、水分子除了通过通道蛋白进出细胞， 也可以通过自由扩散进出细胞， A错误； B、构成细胞膜的某些蛋白质结合了糖类分子形成糖蛋白， 与细胞间信息传递功能密切相关， B错误； C、细胞膜上的磷脂分子可以侧向自由移动， 而大多蛋白质分子也是运动的， 因此细胞膜具有一定的流动性， C正确； D、细胞膜能控制物质的进出， 既不让有害的物质进来， 也不让有用的物质轻易出去， 具有选择透过性， 也有保护作用，但细胞膜的控制作用也不是绝对的， 有时候某些细胞不需要的物质也能通过细胞膜， 而进入细胞， D正确。 故选AB。 6．下列有关生物体中元素和化合物的叙述，正确的是（　　） A．血红蛋白含有Mg2＋且参与O2运输，叶绿素含有Fe2＋且吸收可见光 B．通道蛋白通过自身构象的改变来完成物质的跨膜运输 C．性激素在核糖体上合成，经内质网加工再由高尔基体分泌 D．控制细菌性状的基因位于拟核的DNA分子上和质粒上 【答案】D 【分析】原核细胞与真核细胞的根本区别在于原核细胞无以核膜为界限的细胞核，真核细胞有以核膜为界限的细胞核。 【详解】A、血红蛋白含有Fe2＋且参与O2运输，叶绿素含有Mg2＋且吸收可见光，A错误； B、通道蛋白在运输过程中并不与被运输的分子或离子相结合，也不会移动，其自身构象不会发生改变，B错误； C、性激素的化学本质为脂质，核糖体合成的是蛋白质，C错误； D、细菌属于原核生物，没有成形的细胞核，控制细菌性状的基因位于拟核的DNA分子上和质粒上，D正确。 故选D。 7．在“探究植物细胞的吸水与失水”实验过程中，某同学显微观察到生活着的某洋葱表皮细胞正处于下图所示状态（a、b表示该部位的溶液浓度），下列有关说法中错误的是（    ）    A．该细胞能发生质壁分离的原因之一是细胞壁的伸缩性比原生质层的低 B．a中的细胞液浓度在此时可能小于、大于或等于b的浓度 C．若b所示的体积进一步增大，则b处的浓度将减小 D．该实验说明植物细胞的细胞膜相当于半透膜 【答案】D 【分析】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。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。当细胞不断失水时， 由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层就会与细 胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水就透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生质壁分离的复原。 【详解】A、质壁分离产生的原因:①原生质层的伸缩性大于细胞壁伸缩性；②细胞液与外界溶液之间具有浓度差，A正确； B、细胞可能处于质壁分离状态（外界容易浓度大），也可能处于质壁分离复原状态(外界溶液浓度小)、 还可能处于平衡状态(内外溶液浓度相等)，所以a中的细胞液浓度可能大于、小于或等于b的浓度，B正确； C、若b所示的体积进一步增大，说明细胞失水，正处于细胞质壁分离的过程中，b中液体的浓度将减小，C正确； D、该实验的结论是植物细胞的原生质层相当于半透膜，D错误。 故选D。 8．将人体成熟的红细胞分别放在0.9%生理盐水、蒸馏水、浓盐水的a、b、c三组溶液中，浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示，下列叙述正确的是（　　） A．三组实验中的红细胞都发生渗透作用 B．c组细胞因为渗透作用失水皱缩而发生质壁分离 C．三组实验中，只有c组的红细胞中有水分子的渗出 D．若向a组烧杯加入少量葡萄糖，细胞会先皱缩后恢复原状 【答案】D 【分析】由图可知：红细胞浸入a溶液中保持正常形态，说明a溶液浓度等于细胞内液的溶质浓度；红细胞浸入b溶液中吸水膨胀，说明b溶液浓度小于细胞内液的溶质浓度；红细胞浸入c溶液中失水皱缩，说明c溶液浓度大于细胞内液的溶质浓度。 【详解】A、图中a组红细胞的形态结构没有发生改变，说明0.9%的氯化钠溶液是红细胞的等渗溶液，细胞没有发生渗透作用，A错误； B、红细胞没有细胞壁不会发生质壁分离，B错误； C、三组实验的红细胞中都有水分子的渗出，只是不同组，水分子渗出的多少不同，C错误； D、若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，细胞外浓度增大，红细胞会失水皱缩，由于葡萄糖经过协助扩散进入细胞导致细胞内溶液浓度增大，细胞又吸水恢复原状，D正确。 故选D。 9．黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的多年生沉水植物，是生物学实验常用的材料。黑藻能够吸收重金属离子、降解某些农药等污染物，因此可以作为净化水质的先锋植物。下列相关叙述，错误的是（　　） A．黑藻适应水下的弱光环境，幼嫩的叶片可直接制成临时装片 B．观察细胞质流动前，将黑藻放在光照、温度适宜条件下培养 C．用黑藻叶片观察质壁分离现象时，叶绿体的存在会干扰观察 D．污染严重的水体中培育黑藻，定期移除处理可逐步改善水质 【答案】C 【分析】藻叶片细胞含有较多的叶绿体，可以用于观察植物细胞中的叶绿体，也可以用于叶绿体中色素的提取与分离实验。提取色素的原理：色素能溶解在乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素；同时，黑藻叶片细胞是成熟的植物细胞，含有大液泡，可用于观察质壁分离和复原。 【详解】A、黑藻是沉水植物，适应水下弱光环境，其叶片为单层细胞，可直接制成临时装片，A正确； B、在光照、温度适宜条件下细胞质流动速度快，所以观察细胞质流动前，将黑藻放在光照、温度适宜条件下培养 ，B正确； C、叶绿体呈绿色，用黑藻叶片观察质壁分离现象时，可以以叶绿体的位置作为标志物观察质壁分离现象，C错误； D、黑藻能够吸收重金属离子、降解某些农药等污染物，污染严重的水体中培育黑藻，定期移除处理，可以降低水中污染，改善水质，D正确。 故选C。 10．物质跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要，下图为物质①②的跨膜运输示意图，下列叙述错误的是（    ） A．物质①②的运输方式为协助扩散 B．载体蛋白运输物质①时自身构象会发生改变 C．物质②在运输过程中不需要与通道蛋白结合 D．物质①②的运输速率只受膜内外浓度梯度大小的影响 【答案】D 【分析】图示①物质通过载体蛋白，以顺浓度梯度的形式进入细胞，②物质通过通道蛋白，以顺浓度梯度的形式进入细胞，二者均属于协助扩散。 【详解】A、物质①通过载体蛋白、顺梯度进入细胞、②通过通道蛋白，顺梯度进入细胞的运输方式为协助扩散，A正确； BC、通过载体蛋白运输物质①时载体蛋白会发生自身构象的改变，通过通道蛋白运输物质②时，物质不与通道蛋白结合，BC正确； D、物质①②的运输速率除受膜内外浓度梯度大小的影响外，还受转运蛋白数量的影响，D错误。 故选D。 二、非选择题 11．下图是利用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料，观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。请据图回答下列问题： (1)你认为该实验有无对照实验？ (2)实验步骤B,D,F在 倍镜下观察。 (3)在D步骤观察到如图所示的情形，请回答： ①此细胞发生了质壁分离的现象，“质”指的是 ，由图中 构成（填图中序号）。 发生该现象，植物细胞本身的原因是 。 ②在滴加蔗糖溶液的过程中，显微镜下不可能观察到的现象是 A．液泡缩小    B．细胞壁与原生质层分离 C． 液泡颜色变浅    D．细胞核位于原生质层内 ③若蔗糖溶液含有伊红（植物细胞不吸收的红色染料），D步骤观察到的④⑥⑦处的颜色分别是 色 、 色 、 色 ④该学生在F步骤观察时，若发现质壁分离不能复原，可能的原因是 。 【答案】(1)有 (2)低 (3) 原生质层 ②④⑤ 细胞壁的伸缩性小于原生质层 C 无 紫 红 质壁分离时间过长或所用蔗糖溶液浓度过大，细胞失水过多而死亡 【分析】题中图表示观察植物细胞质壁分离及复原的操作过程和植物细胞结构图。在植物细胞质壁分离及复原实验中，第一次观察的是正常细胞，第二次观察的是质壁分离的细胞，第三次观察的是质壁分离复原的细胞。 【详解】（1）该实验用显微镜观察了3次，第一次滴加清水与第二次滴加蔗糖溶液形成对照，第二次滴加蔗糖与第三次滴加清水形成对照，对照方法为自身对照。 （2）观察植物细胞质壁分离和复原的实验都是在低倍镜下观察。 （3）①质壁分离的“质”指的是原生质层，包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，由图中②④⑤组成。发生质壁分离植物细胞本身的原因是植物细胞壁的伸缩性小于原生质层。 ②ABCD、在低价蔗糖溶液的过程中，细胞会渗透失水，可以观察到液泡缩小、颜色变深，细胞壁与原生质层逐渐分离，细胞核位于原生质层内，A、B、D都可以观察到，C观察不到。 故选C。 ③D步骤是滴加蔗糖后观察质壁分离的过程，紫色洋葱叶片液泡为紫色，细胞质无颜色，外界溶液含有伊红为红色，图中④为细胞质，⑥为液泡，⑦为外界溶液，因此，④无色，⑥紫色，⑦红色。④在F步骤观察时，若发现质壁分离不能复原，可能的原因是质壁分离时间过长或所用蔗糖溶液浓度过大， 导致细胞失水过多而死亡。 12．黑藻是一种常见的单子叶多年生沉水植物，其叶肉细胞内有大而清晰的叶绿体，液泡无色。某同学选择黑藻叶肉细胞观察质壁分离现象，实验步骤和观察结果如图。请回答下列问题：    (1)在制作黑藻叶片临时装片时，先在载玻片上滴加 ，把黑藻叶片放入并展平，然后加上盖玻片。操作时，先将盖玻片的一侧与水滴接触，然后轻轻放平的，这样可以避免产生 。 (2)实验过程中，通过步骤①观察正常细胞所处的状态，目的是 ，步骤②的具体操作过程是 。 (3)黑藻叶片的叶肉细胞能在0．3g/mL的蔗糖溶液中发生质壁分离。发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性 （填“>”“<”或“=”）细胞壁。 (4)若将步骤②中浸润在0．3g/mL蔗糖溶液中的黑藻叶片临时装片放在80℃条件下处理一段时间。在显微镜下观察到B处呈绿色，最可能的原因是高温使 失去选择透过性，叶绿素进入B处。 【答案】(1) 清水 气泡 (2) 起对照作用或与后续实验现象进行对照 在盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，并重复几次 (3)> (4)细胞膜、叶绿体膜 【分析】题图分析：①为观察正常的细胞，②为用引流法使叶肉细胞浸在0.3g/mL蔗糖溶液中，③观察叶肉细胞发生质壁分离。 【详解】（1）在制作黑藻叶片临时装片时，先在载玻片上滴加清水，以维持植物细胞形态。盖盖玻片时应先将盖玻片的一侧与水滴接触，然后轻轻放平的，这样可以避免产生气泡，以防止气泡干扰实验现象的观察。 （2）步骤①观察的是正常细胞所处的状态，此时细胞未发生质壁分离，目的是作为对照，以便与后面质壁分离现象进行对照。步骤②采用引流法，具体操作过程是在盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，并重复几次，使蔗糖溶液不断渗入装片中，使细胞发生质壁分离。 （3）植物细胞发生质壁分离的条件之一是具有选择透过性膜（原生质层），且原生质层的伸缩性>细胞壁，此为内因；条件之二为细胞液浓度<细胞外的蔗糖溶液浓度，此为外因。 （4）图中A含有叶绿体而呈绿色，B为细胞壁和原生质层之间的间隙，若将浸润在0.3g/mL蔗糖溶液中的黑藻叶片临时装片放在80℃条件下处理一段时间后发现B处呈绿色，最可能的原因是高温破坏细胞膜和叶绿体膜等生物膜的结构而使其失去选择透过性，本应位于叶绿体中的叶绿素扩散至B处使之呈绿色。 · 能力提升练 一、单选题 1．透析袋是一种半透膜，水、葡萄糖等小分子和离子可以通过，而蔗糖、淀粉、蛋白质等则无法通过。某实验小组搭建了如图所示的实验装置验证上述结论。A是袋内溶液，烧杯中B是蒸馏水。下列叙述错误的是（    ） A．若A是蛋白质溶液，B中加入苏丹Ⅲ试剂，则不会发生紫色反应 B．若A是淀粉溶液，B中加入碘-碘化钾溶液，则A会变蓝 C．若A是葡萄糖溶液，则透析袋的体积会先增大后减小 D．若A是质量分数为10%蔗糖溶液，B中加入质量分数为10%葡萄糖溶液，则透析袋体积不变 【答案】D 【分析】某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。糖类中的还原糖，如葡萄糖，与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。因此，可以根据有机物与某些化学试剂所产生的颜色反应，检测生物组织中糖类、脂肪或蛋白质的存在。 【详解】A、苏丹Ⅲ不能检测蛋白质，蛋白质和双缩脲试剂反应生成紫色，且苏丹Ⅲ为大分子不能透过半透膜，所以若A是蛋白质溶液，B中加入苏丹Ⅲ试剂，则不会发生紫色反应，A正确； B、若A是淀粉溶液，B中加入碘-碘化钾溶液，碘-碘化钾可透过半透膜，与淀粉发生反应，则A会变蓝，B正确； C、若A是葡萄溶液，B中为蒸馏水，刚开始时A浓度＞B浓度，因此水分子会进入A中，即透析袋的体积会增大，一段时间后A中浓度下降，葡萄糖会透过半透膜，B中浓度上升，水分子又会进入B中，即透析袋的体积会减小，C正确； D、若A是质量分数为10%蔗糖溶液，B中为蒸馏水，再加入质量分数为10%葡萄糖溶液，葡萄糖会通过半透膜，而蔗糖分子不能通过半透膜，最终渗透袋两侧出现浓度差，则透析袋体积会发生改变，D错误。 故选D。 2．龙胆花在低温（15℃）条件下花朵会闭合，而正常温度（22℃）、光照条件下花朵会重新开放，这与其花冠近轴表皮细胞的细胞膨压（原生质体对细胞壁的压力）有关，相关机理如图所示，其中GsCPK16是一种蛋白激酶。下列叙述错误的是（    ） A．正常温度下膜上有更多水通道蛋白协助水分子的运输 B．光刺激会使水通道蛋白磷酸化，增强其运输水的能力 C．龙胆花重新开放与花冠近轴表皮细胞发生质壁分离有关 D．低温、黑暗条件下，花冠近轴表皮细胞的细胞膨压会减小 【答案】C 【分析】磷酸化会造成蛋白质空间构象发生改变，故蛋白激酶GsCPK16使水通道蛋白磷酸化会引起水通道蛋白构象的改变。龙胆花由低温转正常温度、光照条件下，一方面温度升高促使囊泡上的水通道蛋白去磷酸化后转移至细胞膜，另一方面光照促进Ca2+运输至细胞内，激活蛋白激酶GsCPK16，使水通道蛋白磷酸化，运输水的活性增强。如果仅在常温条件下，水通道蛋白不发生磷酸化，运输水的功能不会增强，龙胆花开放速度会变慢。 【详解】A、分析题图可知，正常温度下可以促进囊泡发生去磷酸化，从而促进水分子通过水通道蛋白进入细胞，由此可知，正常温度下膜上有更多水通道蛋白协助水分子的运输，A正确； B、分析题图可知，光刺激会促进Ca2+进入细胞激活GsCPK16，从而促进水通道蛋白磷酸化，增强其运输水的能力，B正确； C、龙胆花由低温转移至正常温度、光照条件下，水分子通过自由扩散和协助扩散进入花冠近轴表皮细胞中，导致花冠近轴表皮细胞膨压逐渐增大，引起龙胆花重新开放，由此可知，龙胆花重新开放与花冠近轴表皮细胞发生质壁分离无关，C错误； D、分析题图，低温、黑暗条件下，水分子进入花冠近轴表皮细胞中的量减少，导致花冠近轴表皮细胞膨压逐渐减小，D正确。 故选C。 3．如图是在四种不同外界溶液中，洋葱鳞片叶外表皮细胞的多种理化性质随时间变化的曲线。下列关于甲、乙、丙、丁四图的叙述正确的是（    ） A．甲图中A点和B点洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度可能相等 B．乙图中B点到A点洋葱鳞片叶外表皮细胞的吸水能力表现为逐渐减弱 C．丙图中B点后细胞吸水能力减小的速率减慢的原因可能有细胞壁的限制 D．丁图中C点后细胞开始从外界溶液吸收溶质导致细胞液颜色深度减小 【答案】C 【分析】图甲AB段意味着细胞经过了失水和吸水过程；图乙AB段细胞仅仅发生了吸水过程；图丙AB段细胞吸水能力降低，说明细胞在吸水；图丁AB段细胞失水后又吸水，可能发生了质壁分离和自动复原现象。 【详解】A、甲图中A点到C点，细胞液泡变小，说明细胞失水而发生质壁分离，而C点到B点液泡变大，说明细胞吸水，说明在C点到B点的过程中洋葱鳞片叶外表皮细胞发生了质壁分离自动复原，外界溶质进入液泡，因此B点细胞液浓度应大于A点，A错误； B、乙图中B点到A点洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度逐渐增大，细胞液的渗透压逐渐增大，吸水能力表现为逐渐增强，B错误； C、丙图中B点后细胞吸水能力减小的速率减慢的原因可能有细胞壁的限制，细胞壁对原生质层起支持和保护作 用，C正确； D、图丁中，细胞液颜色先变深后变浅，表示细胞发生质壁分离后又自动复原的过程，因此在C点之前细胞就开始从外界溶液吸收溶质，D错误。 故选C。 4．下图表示青菜叶下表皮在不同浓度蔗糖溶液中，保卫细胞构成的气孔开闭情况（图中a、b、c分别表示用蔗糖溶液①、②、③浸润后的保卫细胞）。相关叙述错误的是（    ）    A．蔗糖溶液的浓度，②>①>③ B．保卫细胞的细胞液浓度，a>b C．保卫细胞吸水能力，b>c D．保卫细胞原生质层的颜色，a>c 【答案】B 【分析】分析题图，a细胞略微发生渗透吸水，说明保卫细胞细胞液浓度大于①溶液浓度；b细胞发生渗透失水，说明保卫细胞中细胞液浓度小于②溶液浓度；c细胞明显发生渗透吸水，说明保卫细胞中细胞液浓度大于③溶液。 【详解】A、保卫细胞壁因外侧较薄而内侧较厚，保卫细胞吸水时，细胞膨胀，据分析可知，①时细胞吸水，为保卫细胞的低渗溶液，②时细胞失水，为保卫细胞的高渗溶液，③时细胞吸水，为保卫细胞的低渗溶液，且c细胞吸水量大于a细胞，说明③溶液浓度低于①溶液，3种蔗糖溶液浓度高低为②＞①>③，A正确； B、据图可知，a细胞发生了渗透吸水，b细胞发生了渗透失水，因此b细胞细胞液浓度大于a细胞细胞液浓度，B错误； C、保卫细胞的吸水能力大小与其细胞液浓度呈正相关，b细胞发生渗透失水，细胞液浓度增大，c细胞发生渗透吸水，细胞液浓度减小，因此b细胞细胞液浓度＞c细胞细胞液浓度，因此b细胞的吸水能力＞c细胞的吸水能力，C正确； D、a细胞和c细胞液发生渗透吸水，但根据细胞大小可知，a细胞吸水量小于c细胞吸水量，因此a细胞原生质层面积＜c细胞细胞原生质层面积，a细胞细胞质中叶绿体分布相对c细胞来说更集中，因此a细胞中原生质层颜色＞c细胞原生质层颜色，D正确。 故选B。 5．哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述不正确的是（    ） A．在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩 B．在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂 C．在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时水分子进出细胞平衡 D．在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变，说明细胞内NaCl浓度也一定为0.9% 【答案】D 【分析】渗透作用是指水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的扩散。 【详解】AB、0.9%的生理盐水与人和哺乳动物血浆中无机盐的浓度相同，故在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞会因渗透作用而失水皱缩，在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞会吸水甚至导致涨破，AB正确； C、在0.9%NaCl溶液中，水分子会不断进出细胞，保持一个动态平衡的状态，因此红细胞能保持正常形态，C正确； D、在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变，说明细胞内外溶液渗透压相同，即细胞内液体浓度约为0.9%，D错误。 故选D。 6．萎蔫的叶片放在清水中会变得硬挺，糖拌西红柿会渗出好多水，施肥过多会出现“烧苗”现象，这些现象都说明植物细胞会发生吸水和失水，为验证上述问题；某兴趣活动小组的同学撕取洋葱的外表皮，做了“观察质壁分离和复原”实验，下列关于该实验的描述，正确的是（　　） A．质壁分离中壁指细胞壁，质指细胞质，动物细胞没有细胞壁不能作此实验的实验材料 B．在低倍镜下找到含有紫色大液泡的细胞，把物像移到视野中央，换高倍镜进一步观察 C．可用中央液泡的大小、原生质层的位置或液泡的颜色变化作为观察指标 D．显微镜下可清晰地观察到核孔 【答案】C 【分析】植物细胞吸水的原理是：当细胞液浓度大于周围水溶液浓度时，植物细胞吸水；当植物细胞液浓度小于周围水溶液浓度时，植物细胞失水。 【详解】A、质壁分离中壁指细胞壁，质指原生质层，动物细胞没有细胞壁不能作此实验的实验材料，A错误； B、观察质壁分离以及复原的实验中，可以只在低倍镜下观察，B错误； C、质壁分离实验可用中央液泡的大小、原生质层的位置或液泡的颜色变化作为观察指标，C正确； D、在普通显微镜下看不到细胞核上的核孔，D错误。 故选C。 7．将大小、生理状态相同的两个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别浸没在甲、乙两种溶液中，液泡体积的变化如图所示，下列有关叙述错误的是（    ） A．开始时，甲溶液中细胞的质壁分离速率比乙溶液中的快 B．甲溶液可以是一定浓度的KNO3溶液，细胞约在1分钟后才开始主动吸收K+ 和NO3- C．AC段，乙溶液中的细胞失水速率下降，细胞液浓度逐渐变大 D．乙溶液中，C点以后仍有水分子进出细胞 【答案】B 【分析】对于水分子来说，细胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通过细胞壁，细胞壁的作用主要是保护和支持细胞，伸缩性比较小。成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。 【详解】A、图中可以看出，开始时甲溶液对应的曲线下降的速率比乙的快，液泡直径减小的更快，说明甲溶液中细胞的质壁分离速率比乙溶液中的快，A正确； B、甲溶液可以是一定浓度的KNO3溶液，将细胞置于一定浓度的KNO3溶液中,细胞就开始以主动运输的方式吸收K+、NO3-,只不过由于外界溶液浓度大于细胞液浓度,细胞先发生质壁分离，B错误； C、AC段，乙溶液中的细胞不断失水，细胞液的浓度不断变大，由于原生质层两侧的浓度差不断减小，因此细胞失水速率不断减小，C正确； D、水分子进出细胞是一个动态平衡的过程，即使在达到渗透平衡后，水分子仍然可以通过细胞膜上的水通道蛋白进行交换，以维持细胞的正常功能和代谢需求，因此，即使在C点以后，水分子仍然可以进出细胞，保持细胞的正常生理活动‌，D正确。 故选B。 8．如图是细胞膜（质膜）结构模式图，相关叙述错误的是（    ） A．植物细胞以细胞膜外面的细胞壁作为系统边界 B．②既有脂溶性部分又有水溶性部分 C．④是相对疏水的环境，水分子主要通过协助扩散方式穿过膜结构 D．膜的选择透过性与①和②的种类和数量有关，与磷脂分子性质也有关系 【答案】A 【分析】据图分析，①表示糖蛋白，②表示蛋白质。磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架。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。糖蛋白的功能为细胞识别，还有保护和润滑作用。 【详解】A、无论是植物细胞还是动物细胞，均以细胞膜作为系统的边界，A错误； B、②贯穿整个膜结构，在磷脂内部的部分具有脂溶性，在外部的部分具有水溶性，所以②既有脂溶性部分又有水溶性部分，B正确； C、④是磷脂的尾端，具有疏水性，④是相对疏水的环境，水分子主要是在水通道蛋白的参与下以协助扩散的方式穿过膜结构，C正确； D、膜的选择透过性不只与①②蛋白质有关，还与磷脂双分子的性质有关，脂溶性的小分子可通过磷脂双分子层进出细胞膜，D正确。 故选A。 9．某兴趣小组用浓度分别为0、 0.1、 0.2、 0.3、 0.4、 0.5、 0.6mol·L-1的1~7组蔗糖溶液，浸泡处理一批新鲜的南瓜条。一段时间后，测定南瓜条的质量变化百分比：质量变化百分比（%）=质量变化值/初始质量×100%；结果如下图，下列相关叙述，错误的是（　　）    A．南瓜条由于渗透作用吸水或失水而发生质量变化 B．第6、7组发生质壁分离的内因是原生质层与细胞壁伸缩性不同 C．南瓜条细胞液浓度应介于0.4mol。L-1-0.5 mol。L-1的蔗糖溶液之间 D．蔗糖溶液处理结束时，第1组~第7组南瓜条渗透压依次减小 【答案】D 【分析】植物细胞液的浓度介于未发生和刚发生质壁分离的两个外界溶液浓度之间。细胞发生质壁分离，细胞失水，质壁分离达到最大限度，吸水能力最大。 【详解】A、南瓜条的质量变化是由于渗透作用吸水或失水而造成的，A正确； B、第6、7组南瓜条的质量变小，发生了渗透失水，由于原生质层的伸缩性大，细胞壁的伸缩性小，所以发生了质壁分离，B正确； C、据图可知，在第5、6组之间南瓜条的质量变化为0，则南瓜条细胞液浓度应介于0.4mol。L-1-0.5 mol。L-1的蔗糖溶液之间，C正确； D、由于第1组~第7组蔗糖的浓度依次增大，所以蔗糖溶液处理结束时，第1组~第7组南瓜条渗透压依次变大，D错误。 故选D。 10．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的快1000倍。下列叙述正确的是（    ） A．通道蛋白和载体蛋白均具有一定的特异性 B．水分子更多的是通过自由扩散方式进出细胞 C．协助扩散不消耗能量，载体蛋白不会发生自身构象的改变 D．影响协助扩散的因素只有细胞内外的浓度差 【答案】A 【分析】题图分析：甲、乙两图物质跨膜运输特点是由高浓度运输到低浓度，需要转运蛋白，不需要能量，都属于易化（协助）扩散。 【详解】A、载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，通道蛋白只容许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通过，二者均具有一定的特异性，A正确； B、水分子进出细胞的方式是自由扩散和协助扩散，更多的是通过协助扩散方式进出细胞，B错误； C、协助扩散为顺浓度梯度运输，不消耗能量，由图甲可知，载体蛋白转运时会发生自身构象的改变，C错误； D、协助扩散的特点是顺浓度梯度运输，需要转运蛋白参与，不需要消耗能量，因此影响协助扩散的因素有细胞内外的浓度差和转运蛋白的数量，D错误。 故选A。 二、多选题 11．用浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如下图。下列相关叙述正确的有（    ） A．用较低倍的显微镜镜检乙二醇溶液中的细胞会发生质壁分离后自动复原 B．60s后蔗糖溶液中细胞的细胞液浓度缓慢增大，120S趋于与此时的蔗糖浓度相同 C．120s后乙二醇分子开始进入细胞内使细胞液浓度逐渐增大 D．细胞失水导致原生质体相对体积发生A→B的变化，B→D水分进出基本平衡 【答案】ABD 【分析】1、由图可知，某种植物细胞处于乙二醇溶液中，外界溶液浓度高于细胞液浓度，发生质壁分离，原生质体体积变小，细胞液浓度增大；随后乙二醇溶液以自由扩散的方式进入细胞细胞液浓度增加，细胞吸水，发生质壁分离复原。 2、某种植物细胞处于蔗糖溶液中，外界溶液浓度高于细胞液浓度，发生质壁分离，质生质体体积变小；又由于蔗糖溶液浓度较大，细胞会失水过多而死亡。 【详解】A、据图所示，在浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液中，原生质体的体积先变小后变大，说明发生了质壁分离后自动复原，该过程可以用较低倍的显微镜镜观察到，A正确； B、60s后原生质体体积缓慢减小，此时细胞的细胞液浓度缓慢增大，120s时原生质体体积基本不变，此时细胞水分子进出相对平衡，说明120S趋于与此时的蔗糖浓度相同，B正确； C、在植物细胞放入浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液时，乙二醇分子就已经开始进入细胞内使细胞液浓度逐渐增大，而不是在120s后，C错误； D、据图所示，A→B原生质体体积变小，是由于外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，B→D原生质体体积基本不变，此时水分进出基本平衡，D正确。 故选ABD。 12．将四组相同的洋葱鳞片叶外表皮细胞分别置于四种不同溶液中处理，实验记录如下表(每次观察现象均与上一次观察现象做对照)。据表分析，相关叙述正确的是（    ） 实验组 不同溶液处理 5分钟 10分钟 滴加清水5分钟 1 0.3g/mL蔗糖溶液 质壁分离 无变化 质壁分离复原 2 0.5g/mL蔗糖溶液 质壁分离 无变化 无变化 3 0.3g/mL硝酸钾溶液 质壁分离 质壁分离复原 无变化 4 0.3g/mL盐酸溶液 无变化 无变化 无变化 A．第1、2、3三组细胞出现质壁分离现象的起始时间相同 B．第2组细胞滴加清水后无变化的原因是细胞失水过多而死亡 C．第3组细胞质壁分离复原后细胞液浓度和外界溶液浓度不一定相等 D．第4组细胞无变化的原因是原生质层失去选择透过性 【答案】BCD 【分析】植物细胞的吸水和失水原理和现象：外界溶液浓度＞细胞液浓度→细胞失水→质壁分离外界溶液浓度＜细胞液浓度→细胞吸水→质壁分离的复原外界溶液浓度=细胞液浓度→细胞形态不变（处于动态平衡）。 【详解】A、第1、2、3三组所用溶液不同，三者出现质壁分离的起始时间不同，A错误； B、第2组滴加0.5g/mL蔗糖溶液，浓度较高，滴加清水后无变化的原因是细胞失水过多而死亡，B正确； C、第3组滴加0.3g/mL硝酸钾溶液，由于有细胞壁的限制，细胞质壁分离复原后细胞液浓度和外界溶液浓度不一定相等，C正确； D、第4组细胞无变化的原因是在0.3g/mL盐酸溶液中细胞死亡，原生质层失去选择透过性，D正确。 故选BCD。 13．为探究植物细胞的质壁分离与复原情况，某研究小组用不同浓度的蔗糖溶液与清水交替处理紫色洋葱外表皮细胞进行了实验探究，实验结果如表所示。下列相关叙述正确的是（    ） 步骤 加入的溶液 分离/复原所需时间(s) 1 0.10g/mL蔗糖溶液 100 2 清水 110 3 0.15g/mL蔗糖溶液 70 4 清水 80 5 0.20g/mL蔗糖溶液 40 6 清水 60 A．该实验材料置于0.15g/mL蔗糖溶液后，细胞的吸水能力逐渐减弱 B．该实验中的蔗糖溶液浓度越高，细胞发生质壁分离所需的时间越短 C．在一定范围内，细胞质壁分离所需的时间与在清水中复原所需的时间呈正相关 D．若继续增大实验中蔗糖溶液浓度，则细胞发生质壁分离后可能不再复原 【答案】BCD 【分析】把成熟的植物细胞放置在某些对细胞无毒害的物质溶液中，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分子就透过原生质层进入到外界溶液中，使原生质层和细胞壁都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分子就通过原生质层进入到细胞液中，发生质壁分离的细胞的整个原生质层会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。 【详解】A、该实验材料置于0.15g/mL蔗糖溶液后，细胞发生了质壁分离，说明细胞失水，细胞液浓度变大，细胞吸水能力之间增强，A错误； BC、从表格数据看出，随着蔗糖溶液浓度增大，细胞发生质壁分裂所需的时间越短，而加入清水后发生质壁分离后复原的时间也越短，说明在一定范围内，细胞质壁分离所需的时间与在清水中复原所需的时间呈正相关 ，BC正确； D、若继续增大实验中蔗糖溶液浓度，则细胞发生质壁分离后由于失水过多导致细胞死亡，可能不再复原，D正确。 故选BCD。 14．为观察植物细胞的质壁分离及复原，某实验小组用物质的量浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，得到其原生质体相对体积变化情况，如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．该实验不能选用植物根尖分生区的细胞 B．a~b段，细胞的失水量逐渐增多，渗透压逐渐增大 C．a~e段，细胞的吸水能力逐渐增强，细胞在e点开始吸收乙二醇 D．e~c段，细胞保有生理活性，细胞逐渐恢复到原状 【答案】ABD 【分析】由图可知，某种植物细胞处于乙二醇溶液中，外界溶液浓度高于细胞液浓度，发生质壁分离，原生质体体积变小，细胞液浓度增大；同时乙二醇溶液以自由扩散的方式进入细胞，细胞液浓度增加，细胞吸水，一段时间后发生质壁分离复原。 【详解】A、根尖分生区细胞不具有中心大液泡，故观察植物细胞的质壁分离及复原，不应选用植物根尖分生区的细胞，A正确； B、ab段时间内原生质体相对体积减小，说明细胞的失水量逐渐增多，渗透压逐渐增大，B正确； C、a~e段，随着细胞失水量的增多，细胞液的渗透压逐渐增大，细胞的吸水能力逐渐增强，但是，细胞开始吸收乙二醇是从a点开始的，C错误； D、e~c段，细胞原生质体相对体积逐渐增大，说明细胞保有生理活性，发生了质壁分离的主动复原，D正确。 故选ABD。 15．用物质的量浓度为2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种成熟的叶肉细胞，观察其质壁分离现象，得到其原生质体体积的变化情况如图所示。下列分析错误的是（    ） A．60s时，乙二醇溶液中的叶肉细胞失水量小于蔗糖溶液中的叶肉细胞 B．120s时，蔗糖溶液中的叶肉细胞的细胞液浓度小于外界溶液浓度 C．180s时，乙二醇溶液浓度与叶肉细胞细胞液浓度大小相同 D．240s时，将蔗糖溶液中的叶肉细胞置于清水中一定会发生复原现象 【答案】CD 【分析】分析题图可知，在0-120s的时间内，两种溶液中的原生质体相对体积均减小，说明2 mol/L的乙二醇溶液和2 mol/L的蔗糖溶液溶度均大于叶肉细胞的细胞液浓度，引起细胞失水，发生质壁分离，原生质体的相对体积减小，叶肉细胞的细胞液浓度增大。在180 s后，处于2 mol/L的蔗糖溶液中的细胞的原生质体相对体积趋于稳定，在120 s后，在2 mol/L的乙二醇溶液中细胞的原生质体相对体积逐渐增大恢复原状，说明在2 mol/L的乙二醇溶液中，叶肉细胞发生了质壁分离自动复原的过程。 【详解】A、原生质体相对体积减小是因为外界溶液大于叶肉细胞的细胞液浓度，导致细胞失水，60 s时，乙二醇溶液中的叶肉细胞的原生质体相对体积大于蔗糖溶液中的，因为最开始两种溶液中叶肉细胞的原生质体相对体积相同，可以判断乙二醇溶液中的叶肉细胞失水量小于蔗糖溶液中的叶肉细胞，A正确； B、120 s时，蔗糖溶液的叶肉细胞正在发生质壁分离，因此叶肉细胞的细胞液浓度小于蔗糖溶液溶度，B正确； C、180 s时，乙二醇溶液中的原生质体相对体积逐渐增大，说明此时叶肉细胞的细胞液浓度大于乙二醇溶液浓度，细胞吸水，原生质体相对体积增大，C错误； D、240 s时细胞发生质壁分离太长时间，细胞失水过多可能会导致细胞死亡，再放入清水中不一定会发生复原现象，D错误。 故选CD。 三、非选择题 16．如图所示，图乙细胞是将图甲细胞放置于一定浓度的蔗糖溶液中的结果，图丙是将另外一种植物的细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3mol/L的蔗糖溶液和0.5mol/L的尿素溶液中，原生质的体积随时间变化的曲线图，请据图回答： (1)图甲细胞中，全透性的结构是 （填编号），图乙细胞中半透性的原生质层由 构成（填编号）。 (2)图乙细胞在质壁分离结束时，⑧处充满了 。 (3)图丙的A、B、C三曲线中，表示在0.5mol/L的尿素溶液中的是 。 (4)bc段的细胞液浓度变化为 （填“增大”“减小”“不变”）。 (5)取形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜B幼根各5段，分别放在不同浓度的蔗糖溶液（甲~戊）中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，结果如图所示，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 。 (6)哺乳动物成熟的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破，有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验，验证这个推测是正确的 （要求：写出实验思路、预期实验结果）。 【答案】(1) ② ⑨⑪⑫ (2)蔗糖溶液 (3)B (4)减小 (5) 高 降低 (6)实验思路：将哺乳动物成熟的红细胞分成等量的两份，编号为甲组、乙组，将甲组红细胞膜中的蛋白质破坏，乙组红细胞不作处理，然后将两组细胞同时置于蒸馏水中，测定两组细胞吸水涨破所需的时间。预期实验结果：乙组吸水涨破所需时间短，说明推测正确 【分析】甲图中，①到⑥分别是细胞液、细胞壁、细胞核、液泡膜、细胞膜、细胞质。 【详解】（1）图甲细胞中，②细胞壁具有全透性。图乙细胞中⑨⑪⑫分别表示细胞膜、液泡膜、细胞质，这三者共同构成原生质层。 （2） 图乙细胞在质壁分离结束时，⑧处充满了细胞外液，即蔗糖溶液。 （3）图丙中，A曲线表示细胞发生了渗透吸水，说明所处的环境是蒸馏水；B曲线表示细胞体积先变小后又恢复原状，说明细胞开始时发生质壁分离，后自动复原，所以周围的环境是0.5mol/L的尿素溶液；C曲线表示细胞发生了质壁分离，并保持一定的状态，此时细胞内外渗透压达到平衡，说明细胞周围环境为0.3mol/L的蔗糖溶液。 （4） bc段细胞吸水，质壁分离自动复原，细胞液浓度变化为减小。 （5）①由于戊中红心萝卜B的重量变化为零，而红心萝卜A重量吸水而增加，所以红心萝卜A细胞液浓度高于红心萝卜B细胞液浓度。②在甲蔗糖溶液中，红心萝卜A的重量变化为零说明其细胞液浓度和蔗糖浓度相等，再加入适量的清水后，蔗糖溶液浓度低于红心萝卜A的细胞液浓度，一段时间后红心萝卜A吸水，导致其细胞液浓度降低。 （6）水分子可通过水通道蛋白进出细胞，哺乳动物成熟的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破，有人推测这可能与水通道蛋白有关，则实验的自变量为水通道蛋白的有无，可将哺乳动物成熟的红细胞分成等量的两份，编号为甲组、乙组，将甲组红细胞膜中的蛋白质破坏，乙组红细胞不作处理，然后将两组细胞同时置于蒸馏水中，测定两组细胞吸水涨破所需的时间。因为哺乳动物成熟的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破与水通道蛋白有关，故预期实验结果为：乙组吸水涨破所需时间短，说明推测正确。 17．某课外学习社团为巩固“植物细胞的质壁分离与复原”相关知识，分别进行了如下实验： (1)甲组：同学们将紫色洋葱鳞片叶表皮剪成大小相等的若干小块，分别置于不同浓度的 溶液中，制成临时装片，在显微镜下观察到的实验结果如下表所示（“一”表示未发生）： 叶表皮小块编号 A B C D E F KNO₃溶液浓度（ mol/L） 0.11 0.12 0.125 0.13 0.14 0.50 质壁分离程度 — — 初始分离 分离 显著分离 显著分离 质壁分离复原状况 — — 自动复原 自动复原 诱发复原 不能复原 参照表中提供的数据，可推知该洋葱鳞片叶表皮的细胞液浓度大约在 之间，细胞发生质壁分离的结构基础是 .C和D均发生质壁分离后自动复原，你对这种现象作出的合理解释是 。 (2)乙组：同学们发现洋葱鳞片叶内表皮容易撕取，但内表皮无色透明；实验效果不理想。已知伊红是植物细胞不吸收的红色染料，而中性红能被植物活细胞吸收并进入液泡，死细胞用中性红染色后，不产生液泡着色现象，但可使细胞核染色。下图1、图2和图3是该组观察到的实验现象。请回答下列问题：    用添加少量伊红的蔗糖溶液进行洋葱内表皮细胞质壁分离实验，观察到的实验现象最可能的是图 （填数字），若用添加少量中性红的蔗糖溶液对内表皮进行染色，观察到的实验现象如图2所示，其中Ⅰ所指空白处的物质是 ，Ⅱ所指的细胞核被着色，而其他结构没有着色，可能的原因是 。 (3)丙组同学通过将完全相同的植物细胞分别放置在蔗糖溶液、 溶液中进行实验，对细胞失水量进行统计后绘制出图4曲线。若适当增大乙曲线代表溶液的初始浓度，则曲线中a点 （填“上升”或“下降”），b点 （填“左移”或“右移”）。    【答案】(1) 0.12~0.125mol/L 原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性 K⁺和NO₃⁻进入液泡，使细胞液浓度增大而吸水 (2) 1 蔗糖溶液 （或“添加中性红的蔗糖溶液”） 该细胞已死亡 (3) 上升 右移 【分析】1、植物成熟的细胞具有大液泡可以通过渗透作用失水或吸水，当细胞液浓度小于环境溶液浓度时，细胞通过渗透作用失水，由于原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，进而出现质壁分离现象，细胞失水越多，质壁分离的效果越明显； 2、发生质壁分离的细胞放在清水中，由于细胞液浓度大于环境溶液浓度，细胞会通过渗透作用吸水，原生质层体积增大，原生质层向细胞壁靠拢，发生质壁分离复原现象； 3、若细胞失水过度，细胞会死亡，不再发生质壁分离复原；利用细胞质壁分离实验可以判细胞是死细胞还是活细胞，也可以估测细胞液的浓度，细胞液的浓度介于未发生质壁分离和开始发是质壁分离的溶液浓度之间。 【详解】（1）依据表格中的实验结果可知，紫色洋葱叶表皮细胞在0.125mol/L的溶液中发生质壁分离的初始分离，在0.12mol/L的溶液中未发生质壁分离，因此万年青叶表皮细胞的细胞液浓度在0.12～0.125mol/L之间。质壁分离中的“质”是指原生质层，“壁”是指细胞壁，细胞发生质壁分离的结构基础是原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性。K+、NO3-是植物细胞需要的无机盐，细胞会主动吸收这些无机盐，K+、NO3-进入细胞液使细胞液浓度增大，使细胞由失水转为吸水，使得C组和D组均发生质壁分离的自动复原。 （2）由题意知伊红是植物细胞不吸收的红色染料，故不能通过原生质层，但可以通过具有全透性的细胞壁，故观察到的实验现象最可能的是图1，该图中红色区域的边缘紧挨着原生质层中的细胞膜。 图2中Ⅰ表示质壁分离后细胞壁与原生质层之间部分，由于细胞壁具有全透性，因此此部分充满了外界溶液，由题意知中性红能被植物活细胞吸收并进入液泡，清水漂洗后细胞壁与原生质层间隙中的物质是蔗糖溶液，即Ⅰ所指空白处的物质是蔗糖溶液。若细胞的细胞核被着色，而其他结构没有着色，可能的原因是该细胞已经死亡。 （3）将植物细胞置于蔗糖溶液中，植物细胞会发生质壁分离，将植物细胞置于KNO3溶液中，先发生质壁分离，后发生质壁分离复原。故图甲表示蔗糖溶液，图乙表示KNO3溶液，若适当增大乙曲线代表溶液的初始浓度，则导致细胞液与外界溶液（KNO3溶液）的浓度差增大，所以失水量增加，即a点上升，质壁分离复原所需要的时间会延长，即b点右移。 · 思维拓展练 知识拓展——我国盐碱地总面积约为15亿亩，对其进行开发利用能提高农业产能。过去的思路主要是治理盐碱地使其适应作物，如今科研人员提出要向选育更多适应盐碱地的耐盐碱作物的方向转变。请思考以下问题： 1．盐碱地上大多数作物很难生长，主要原因是什么？ 提示：土壤盐分过多，土壤溶液浓度大于植物根部细胞的细胞液浓度，大多数作物因无法从土壤中获取充足的水分而难以生长。 2．在植物细胞发生质壁分离的过程中，请比较外界溶液、细胞质基质、细胞液的浓度大小。 提示：外界溶液浓度＞细胞质基质浓度＞细胞液浓度。 3．现有普通植物和耐盐碱植物若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3 g·mL－1的KNO3溶液分别处理两组植物细胞，结果如图1所示。请回答下列有关问题： (1)应选择根尖的成熟区(填“成熟区”“伸长区”“分生区”或“根冠”)细胞进行上述实验。图1中A→B段，Ⅰ组植物的吸水能力逐渐升高，此时，在细胞壁和原生质体之间充满了KNO3溶液。A→C段Ⅰ组植物细胞发生了什么现象？在这个过程中细胞大小如何变化？ 提示：Ⅰ组植物细胞发生了质壁分离与质壁分离的复原。在这个过程中细胞大小基本不变。 (2)实验过程中并未添加清水，Ⅱ组植物原生质体体积逐渐增大的原因可能是什么？ 提示：Ⅱ组植物细胞液浓度大于外界溶液浓度，水分子透过原生质层进入细胞液，细胞发生渗透吸水。 (3)请比较大小：质壁分离结束且达到渗透平衡时，细胞液浓度＝外界溶液浓度；质壁分离复原结束且达到渗透平衡时，细胞液浓度≥外界溶液浓度。 (4)该兴趣小组继续探究了该耐盐碱植物的细胞液浓度，实验结果如图2，请你根据实验结果尝试写出他们的实验思路。 提示：配制一系列浓度范围在0.3～0.6 g·mL－1的蔗糖溶液，将Ⅱ组植物细胞进行合理分组，分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其他条件相同且适宜，培养一段时间后观察现象并记录。 思维训练 一、单选题 1．海水稻是一种在海边滩涂等地生长的、耐盐碱的水稻品种。研究发现，海水稻根部细胞的细胞液浓度比生长在普通土壤中的水稻（淡水稻）根部细胞的高。某兴趣小组欲验证上述结论，利用不同浓度的NaCl溶液分别处理海水稻和淡水稻的根部细胞，实验结果如下图所示。假设实验开始时两种水稻根部细胞原生质体体积大小相同，其他条件均相同且适宜。下列说法错误的是（    ） A．该实验的自变量是水稻类型和NaCl溶液的浓度 B．A、B两组分别为海水稻、淡水稻的根部细胞 C．海水稻根部细胞的细胞液浓度介于6～8 g/L NaCl溶液浓度之间 D．经不同浓度的NaCl溶液处理，海水稻根部细胞都会发生质壁分离现象 【答案】D 【分析】成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，质壁分离指原生质层与细胞壁分离的现象。 【详解】A、本实验目的是验证海水稻根部细胞的细胞液浓度比生长在普通土壤中的水稻（淡水稻）根部细胞的高，则实验的自变量是水稻类型和NaCl浓度，A正确； B、实验的自变量是水稻类型和NaCl浓度，横坐标是NaCl浓度，则不同组别是不同水稻类型，据图可知，A组的原生质体体积较大，故推测A、B两组分别为海水稻、淡水稻的根部细胞，B正确； C、据图可知，虚线表示细胞液浓度与外界溶液浓度相等时的浓度，则海水稻的细胞液浓度应在其两侧，故介于6～8 g/L NaCl溶液浓度之间，C正确； D、只有当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，海水稻根部细胞才会发生质壁分离现象，图示4 g/L NaCl浓度不会让海水稻根部细胞发生质壁分离现象，D错误。 故选D。 2．耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。现采集到普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3g·mL-1的KNO3溶液处理两组水稻根毛区细胞，结果如下图，下列叙述错误的是（　　） A．Ⅰ组水稻在BC段发生了质壁分离的自动复原 B．Ⅰ组水稻原生质体体积先减后增，AB段细胞吸水能力逐渐增强 C．Ⅱ组水稻的原生质体体积不再增加时外界溶液与细胞液浓度相等 D．实验结果表明，Ⅰ组水稻为普通水稻，Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻 【答案】C 【分析】分析题图：用0.3g·mL-1的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，Ⅱ组水稻原生质体的体积增加，说明细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水，而I组水稻原生质体的体积先减小后增加，说明细胞先发生质壁分离后复原。 【详解】A、Ⅰ组水稻BC段由于外界离子进入细胞引起细胞液浓度增加，细胞吸水发生质壁分离的自动复原，A正确； B、Ⅰ组水稻原生质体体积先减后增，在AB段失水，细胞液浓度逐渐增大，吸水能力逐渐增强，B正确； C、Ⅱ组水稻的原生质体体积不再增加，可能是因为细胞内外的溶液浓度相等，也可能是因为受到细胞壁的限制不能再吸水增大，但细胞内的浓度仍然大于细胞外，C错误； D、Ⅰ组水稻原生质体体积先下降后上升，说明先失水发生质壁分离，后复原，细胞液浓度较小，是普通水稻，而Ⅱ组水稻发生了渗透吸水，是耐盐碱水稻，D正确。 故选C。 3．科学家发现某植物根毛细胞液泡的pH显著低于细胞溶胶，且液泡膜上存在Na+/H+反向转运蛋白，能够将H+转运出液泡的同时将细胞溶胶中的Na+转运到液泡内。下列叙述错误的是（    ） A．H+运出液泡是协助扩散，Na+进入液泡是主动转运 B．提高该转运蛋白基因的表达能提高植物的耐盐碱能力 C．推测液泡膜上存在一种将H+主动转运进液泡的蛋白质 D．该转运蛋白将Na+积累在液泡中降低了植物细胞的吸水能力 【答案】D 【分析】由题干信息可知，根毛细胞液泡的pH显著低于细胞溶胶，则液泡内的细胞液中H+浓度大于细胞溶胶，说明H+运出液泡是顺浓度梯度，因此方式是易化扩散；液泡膜上的Na+/H+反向转运蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞溶胶中的Na+转运到液泡内，说明Na+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度，因此该过程Na+的转运方式为主动转运。 【详解】A、由以上分析可知，Na+/H+反向转运蛋白将H+运出液泡是高浓度想低浓度的协助扩散，Na+运进液泡是低浓度向高浓度的主动转运（主动运输），A正确； B、由于该转运蛋白的作用，能使液泡内Na+浓度增大，有利于根毛细胞吸水，因此提高该转运蛋白基因的表达能提高植物的耐盐碱能力，B正确； C、液泡膜上可能存在一种将H+主动转运进液泡的蛋白质，以维持细胞液与细胞溶胶之间的H+浓度差，利于Na+转运进液泡，C正确； D、该转运蛋白将Na+积累在液泡中会使细胞液渗透压增大，提高了植物细胞的吸水能力，D错误。 故选D。 4．某生物兴趣小组为探究不同植物的吸水能力进行如下实验：取大小与生长状况相同的马铃薯幼根与物种A的幼根分别放入不同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后取出称重实验结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．蔗糖溶液浓度从小到大依次为丙、戊、甲、丁、乙 B．当幼根质量不再发生变化时细胞液浓度等于外界蔗糖溶液浓度 C．正常情况下，马铃薯可能比物种A更适应干旱环境 D．物种A在与马铃薯根细胞液等渗的完全培养液中不能正常生长 【答案】B 【分析】据图分析，马铃薯幼根与物种a的幼根分别放入甲～戊五种不同浓度的蔗糖溶液中，重量不变，细胞吸水和失水处于动态平衡；重量减小，则外界溶液浓度高，细胞失水；重量增加，外界溶液浓度低，细胞吸水。马铃薯比物种a吸水能力强。 【详解】A、重量减小，则外界溶液浓度高，细胞失水；重量增加，外界溶液浓度低，细胞吸水，因此五种蔗糖溶液浓度由低到高依次是丙、戊、甲、丁、乙，A正确； B、当幼根质量不再发生变化时，可能受细胞壁限制不再继续吸水，此时细胞液浓度大于外界蔗糖溶液浓度，B错误； C、由图可知，马铃薯吸水能力要比物种A强，所以马铃薯更耐干旱，C正确； D、在甲溶液中，马铃薯吸水和失水处于动态平衡，则甲溶液属于马铃薯的等渗溶液，物种A会失去水分，所以不能正常生长，D正确。 故选B。 二、非选择题 5．盐碱地中所含的盐分影响作物的正常生长，对其开发利用是提高农业产能的途径，但也是个世界性难题。过去的思路主要是治理盐碱地、让盐碱地适应作物，如今科研人员提出要向选育更多耐盐碱作物、让作物向适应盐碱地的方向转变。比如，在某些地区可以发展具有较强耐盐碱能力的海水稻。请回答下列问题： (1)盐碱地上大多数作物很难生长，主要原因是 ，植物无法从土壤中获取充足的水分。在植物细胞发生质壁分离过程中，外界溶液、细胞质基质、细胞液的浓度从大到小依次是 。 (2)将普通水稻放在适宜浓度的NaNO3溶液中培养，根细胞吸收一个Na+时会排出一个H+，吸收一个时会排出一个。一段时间后培养液中的浓度下降、Na+浓度上升，说明根细胞吸收 的速率更大，培养液中Na+浓度上升的原因是 。 (3)现欲进一步判断海水稻从土壤中吸收Na+的方式是主动转运还是被动转运；某生物兴趣小组选用生长发育状况相同的海水稻，设计实验如下，请完善实验思路和实验结论。 ①实验思路： a．取甲、乙两组生长发育状况相同的海水稻，放入适宜浓度的完全培养液中。 b．甲组加入一定量的呼吸酶抑制剂（抑制ATP的合成），乙组 。 c．一段时间后，测定 。 ②实验结论： a．若 ，说明海水稻吸收Na+的方式是主动转运。 b．若 ，说明海水稻吸收Na+的方式是被动转运。 【答案】(1) 盐碱地中土壤溶液浓度过高 外界溶液＞细胞质基质＞细胞液的浓度 (2) NO3- 根细胞吸收Na+较少，同时在吸收更多的水分 (3) 不需要加入呼吸酶抑制剂 并比较两组溶液中钠离子的浓度变化 甲组溶液中钠离子的浓度变化不大，且高于乙组 若甲乙两组溶液中的钠离子浓度变化相同，且含量也基本相同 【分析】细胞中的无机盐： （1）存在形式：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，叶绿素中的Mg、血红蛋白中的Fe等以化合态。 （2）无机盐的生物功能：复杂化合物的组成成分；维持正常的生命活动：如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐；维持酸碱平衡和渗透压平衡。 【详解】（1）盐碱地中土壤溶液浓度较高，因而植物根部细胞可能会因为细胞液浓度低于或稍高于土壤溶液浓度而导致吸水困难，因而无法从土壤中获取充足的水分，导致大多数作物很难生长；在植物细胞发生质壁分离过程中，外界溶液＞细胞质基质＞细胞液的浓度，因而导致细胞液中的水分渗出，再加上原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，因而表现为质壁分离现象。 （2）将普通水稻放在适宜浓度的NaNO3溶液中培养，根细胞吸收一个Na+时会排出一个H+，吸收一个 NO3-时会排出一个 HCO3- 。一段时间后培养液中 NO3-的浓度下降、Na+浓度上升，说明根细胞吸收NO3-的速率更大，而吸收Na+较少，同时在吸收无机离子的同时还会吸收更多的水分，因而导致培养液中Na+浓度上升。 （3）现欲进一步判断海水稻从土壤中吸收Na+的方式是主动转运还是被动转运；某生物兴趣小组选用生长发育状况相同的海水稻，设计实验如下，实验中由于要分析钠离子的吸收是主动运输还是被动运输，两种运输方式的区别在于是否消耗能量，因此可据此设计实验，即设置细胞呼吸是否被抑制的处理，从而设计探究的自变量为是否缺乏能量供应，而后检测钠离子的吸收速率，因此实验设计如下。 ①实验思路： a．取甲、乙两组生长发育状况相同的海水稻（无关变量相同且适宜），放入适宜浓度的完全培养液中。 b．给与不同的处理：甲组加入一定量的呼吸酶抑制剂（抑制ATP的合成），乙组不需要加入呼吸抑制剂，同时给与正常的生长条件。 c．一段时间后，测定两组溶液中钠离子的浓度变化。 ②实验结论：a．若甲组溶液中钠离子的浓度高于乙组，说明甲组中钠离子的转运受到了能量的限制，说明海水稻吸收Na+的方式是主动转运。 b．若甲乙两组溶液中的钠离子浓度基本相同，说明钠离子的转运与能量供应无关，说明海水稻吸收Na+的方式是被动转运。 6．我国盐碱地总面积约为15亿亩，农作物难以生长，“杂交水稻之父”袁隆平科研团队培育出了的“海水稻”，可以用一定浓度的海水直接灌溉。提高盐碱地农作物的产量。请分析并回答： (1)普通水稻在盐碱地里枯死的原因是 。 (2)通常氨基酸在细胞中作用是 。海水稻的氨基酸比普通水稻高出4.71倍， 更能适应海水环境，是因为氨基酸还有 的特殊作用。 (3)为探究“海水稻”的生长是否需要氮肥，进行如下实验：现将生长状况一致的若干“海水稻”幼苗随机均分为甲、乙两组，进行水培法培养，甲组用 培养，乙组用等量的 培养。在相同且适宜的条件下观察幼苗生长状况。若甲组“海水稻”比乙组的生长状态好，说明 。 (4)科研人员发现在盐碱地生活的某种植物，其细胞的液泡膜上有一种蛋白质能将细胞质中的Na+逆浓度梯度运进液泡，这可以减轻Na+对细胞质中酶的伤害。据此分析Na+进入液泡 （是或否）需要能量，该蛋白质是哪种转运蛋白？ 判断的依据是： 。 【答案】(1)细胞液的浓度小于土壤溶液浓度，细胞失水而死 (2) 参与有关蛋白质合成（蛋白质的基本单位） 调节细胞的渗透压（“提高细胞液浓度”） (3) 海水加适量氮肥 海水（或适合海水稻的完全培养液；不含氮肥的完全培养液） “海水稻”的生长需要氮肥 (4) 是 载体蛋白 该过程是逆浓度梯度，是主动运输，所以需要载体蛋白（或通道蛋白参与的运输不需要消耗能量） 【分析】渗透现象发生的条件：半透膜、细胞内外浓度差。 植物细胞的液泡充满水溶液，将液泡膜、细胞膜以及二者中间的细胞质称为原生质层，视为半透膜，则细胞与细胞之间，或细胞浸于溶液或水中，都会发生渗透作用。实际上，生物膜并非理想半透膜，它是选择透性膜，既允许水分子通过也允许某些溶质通过。植物细胞由于细胞壁的存在，细胞壁有保护和支持作用，可以产生压力而逐渐使细胞内外水势相等，细胞停止渗透吸水。所以植物细胞放在水中一般不会破裂。动物细胞如红细胞放入水中即会因吸水而破裂。 （1）植物细胞液泡内的液体称为细胞液，普通水稻在盐碱地里枯死的原因是细胞液的浓度小于土壤溶液浓度，细胞失水而死。 （2）氨基酸在细胞中是合成蛋白质的原料，海水稻的氨基酸比普通水稻高出4.71倍， 更能适应海水环境，是因为氨基酸还有调节细胞的渗透压（“提高细胞液浓度”）的特殊作用，正因为如此，海水稻才能适应海水环境。 （3）为探究“海水稻”的生长是否需要氮肥，进行如下实验： 将生长状况一致（无关变量保证一致）的若干“海水稻”幼苗随机均分为甲、乙两组，进行水培法培养： 甲组是实验组，用海水加适量氮肥培养，乙组是对照组，用等量的海水（或适合海水稻的完全培养液；不含氮肥的完全培养液）培养。 在相同且适宜的条件下观察幼苗生长状况。 结果预测：若甲组“海水稻”比乙组的生长状态好，说明“海水稻”的生长需要氮肥。 （4）科研人员发现在盐碱地生活的某种植物，其细胞的液泡膜上有一种蛋白质能将细胞质中的Na+逆浓度梯度运进液泡，这可以减轻Na+对细胞质中酶的伤害。据此分析Na+进入液泡是需要能量，该蛋白质是载体蛋白，这属于主动运输方式。判断的依据是该过程逆浓度梯度，主动运输，所以需要载体蛋白（或通道蛋白参与的运输不需要消耗能量）。 7．我国盐碱地总面积约为15亿亩：盐碱地的开发利用备受关注：盐碱地的改良或培育耐盐碱作物均可提高盐碱地农作物的产量。（1亩《666．7平方米） Ⅰ．近年我国科学家培育出不施肥、抗病、耐盐碱的新型水稻（6‰〜8‰盐度条件下的海水灌溉）“海稻86”。回答下列问题： (1)普通水稻不能在盐碱地生长的原因是 。 (2)为研究“海稻86”的生长是否需要氮肥：现将生长状况一致的若干“海稻86”幼苗随机均分为甲、乙两组：用水培法在相同且适宜的条件下观察生长状况。甲组溶液可用 ：乙组溶液可用等量的 。 Ⅱ．科技人员发现在盐碱地生活的某种植物：其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白能将细胞质中的Na+逆浓度梯度运进液泡：这可以减轻Na+对细胞质中酶的伤害：回答下列问题： (3)Na+进入液泡的方式属于 ；这个过程体现的生物膜的功能特性是 。 (4)这种载体蛋白作用的结果有利于提高细胞的 能力：有助于提高植物的耐盐性。 【答案】 (1) 土壤溶液浓度大于细胞液的浓度 (2) 6‰〜8‰盐度的海水 6‰〜8‰盐度的海水加适量氮肥 (3) 主动运输 选择透过性 (4) 吸水 【分析】当外界溶液的浓度高于细胞液浓度时，细胞失水；当外界溶液的浓度低于细胞液浓度时，细胞吸水。 自由扩散、协助扩散和主动运输三种运输方式的比较 类型 项目 自由扩散 协助扩功 主动运输 运输方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 是否需要载体蛋白 不需要 需要 需要 是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗 (1)普通水稻不能在盐碱地生长，是因为土壤溶液浓度大于细胞液的浓度，导致水稻细胞不能吸水，甚至失水。 (2)根据题意分析，该实验的自变量是氮肥的有无，根据实验的对照性原则和单一变量原则，甲组溶液可用6‰〜8‰盐度的海水，乙组溶液可用等量的6‰〜8‰盐度的海水加适量氮肥。 (3)根据题意分析，钠离子进入液泡需要载体蛋白的协助，且可以逆浓度差运输，因此钠离子进入液泡的方式为主动运输；生物膜的功能特点是选择透过性。 (4)这种载体蛋白可以将钠离子逆浓度差运进液泡，使得细胞液浓度增加，提高了细胞的吸水能力，有助于提高植物的耐盐型。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/课前导学 梳理教材内容，掌握基础知识；延伸思考探究，深入理解知识；预习判断检测，及时效果验收 04/课堂探究 课堂知识探究，全面学会知识 05/分层训练 基础提升拓展，突破学习任务 1.阐明渗透作用的条件及原理。（重点） 2.结合探究实验，分析理解细胞吸水和失水的过程及应用。（重点） 3.阐明被动运输的原理和特点及影响因素。（难点） 4.转运蛋白的种类和作用。（重点） · 基础感知 1．渗透作用： 。 2．渗透作用的发生必须具备两个条件，一是具有 ；二是 。 3．植物细胞的细胞壁是 性的，水分子可以 通过，细胞壁的伸缩性 。成熟植物细胞内的液体环境是指 ，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为 ，相当于半透膜。细胞液、 和外界溶液共同构成一个渗透系统。当外界溶液的浓度 细胞液的浓度时，细胞就会吸水；当外界溶液的浓度 细胞液的浓度时，细胞就会失水。 4．动物细胞的吸水和失水 （1）动物细胞的细胞膜相当于 。 （2）条件及现象 过程 条件 现象 吸水 外界溶液的浓度 细胞质的浓度 失水 外界溶液的浓度 细胞质的浓度 平衡 外界溶液的浓度 细胞质的浓度 5．探究植物细胞的吸水和失水 常用的实验材料： 。 该实验的自变量 ，因变量 ，无关变量 。 实验过程 第一步： 。 第二步： 。 第三步：在盖玻片的另一侧滴加清水，低倍镜观察。 易错易考 原生质层： ；质壁分离的外因： ，内因： ；该实验 次使用 倍显微镜，属于 实验； 将成熟的植物细胞置于 溶液中可先发生质壁分离后自动复原。 6．细胞对无机盐离子的吸收实例 （1）水稻吸收 较多，吸收 较少，番茄吸收 较多，吸收 较少。说明不同植物对不同 的吸收表现出较大差异。 （2）人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显 血液中碘的含量。 （3）不同微生物对 的吸收表现出较大的差异。 物质跨膜运输的特点 物质跨膜运输并不都是 的。 细胞对于物质的输入和输出有 。 结论 细胞膜和其他生物膜都是 膜，可以让 自由通过。一些 和 也可以通过，而其他的离子 、小分子和大分子则不能通过． 7．被动运输          （1）物质以 方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 （2）特点:① 。② 。 （3）类型： 方式 自由扩散 协助扩散 原理 物质通过简单的 进出细胞 进出细胞的物质借助 的扩散 进出细胞的物质借助 的扩散 实例 等 进入红细胞 、某些离子或分子 · 思考提升 1．对动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？并说明理由。 2．如图甲、乙、丙分别表示细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题： (1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现哪幅图中的现象？并分析原因。 (2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会出现哪幅图中的现象？达到平衡时，水分子进出细胞的状况又与哪幅相同？ (3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间内细胞体积增大，最终会不会涨破？ 3.下图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞，请分析并回答相关问题： (1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？为什么选此细胞？ (2)b的大小和颜色如何发生变化？ (3)该实验无独立的对照组，为什么还叫对照实验？ (4)c处的溶液是什么？ · 预习检测 1．判断关于动物细胞和植物细胞吸水和失水的叙述 (1)洋葱鳞片叶细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成(　 　) (2)“海水稻”根细胞的细胞液浓度高于普通水稻根细胞的细胞液浓度(　 　) (3)质壁分离过程中，洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液的渗透压大于细胞质基质的渗透压(　 　) 2．判断关于质壁分离和复原探究实验的叙述 (1)“观察植物质壁分离与复原”实验中，至少需要对装片进行三次观察(　 　) (2)实验中吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染显微镜镜头(　 　) (3)利用洋葱根尖分生组织和添加胭脂红的蔗糖溶液进行实验，现象更加明显(　 　) (4)质壁分离过程中，原生质层先在角隅处脱离细胞壁(　 　) (5)选用黑藻成熟叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察(　 　) (6)质壁分离复原过程结束时，细胞内外溶液的浓度相同(　 　) 3．判断关于被动运输的叙述 (1)水分子大部分以协助扩散方式进出细胞，也可以通过自由扩散方式进出细胞(　 　) (2)离子通道的选择性与其大小、形状以及带电荷氨基酸的分布有关(　 　) (3)载体蛋白的选择性与其上特定的位点有关，其选择性比通道蛋白强(　 　) (4)大小相同的分子通过通道蛋白进出细胞时的速率相同(　 　) (5)Na＋借助通道蛋白进入神经细胞的动力是细胞内渗透压(　 　) 探究一 渗透作用发生的条件 根据教材P62“问题探讨”中的渗透现象示意图，回答下列问题： (1)漏斗管内的液面升高的原因：由于单位体积的清水中水分子数多于蔗糖溶液中的水分子数，因此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)漏斗管内的液面不会一直升高的原因：管内的水柱产生的压力会加快漏斗中的水分子向外扩散的速度，最终膜两侧水分子扩散的速度达到平衡，液面不再上升。 (3)渗透装置中，当漏斗内的溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度是否相同？为什么？ (4)如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？ (5)如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？ 探究二 探究植物细胞的吸水和失水 1.现象：将放置一段时间的马铃薯切成如图所示形状，凹槽内倒入一定量清水，一段时间后液面下降；再将适量蔗糖加入凹槽清水中，一段时间后液面上升，试解释上述现象。 2．探究植物细胞的吸水和失水 (1)提出问题：水分进出细胞是通过渗透作用吗？原生质层是否相当于一层半透膜？ (2)作出假设：原生质层相当于一层半透膜。 (3)实验设计思路 ①如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会失水，液泡体积就会缩小；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会吸水，液泡体积就会增大。所以可以通过液泡体积的大小变化反映水分进出细胞的情况。 ②如何使细胞外溶液的浓度升高或降低？ ③如何看到细胞，需要借助到什么材料和用具？ ④对实验结果作出预测——细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化？ (4)实验结果分析 ①将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，一段时间后，该细胞的颜色如何变化？其吸水能力又如何变化？ ②有位同学错取了质量浓度为3 g/mL的蔗糖溶液，发现细胞发生了质壁分离，给临时装片滴加清水并引流后几乎没有观察到质壁分离复原现象，分析原因可能是什么？ ③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？ 探究三 探究物质进出细胞的方式 任务一：探究气体和甘油等分子进出细胞的方式 资料1：科研人员对同种物质在人工膜(只含有磷脂双分子层)和生物膜中的通透性做了比较，结果如图所示。 1．请据图分析，气体和甘油是如何进出细胞的？ 2．甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞？ 任务二：探究水分子进出细胞的方式 1．由“生物膜和人工膜对同种物质的通透性差异”的实验结果，推测水分子是如何通过细胞膜的？ 资料2：科学家阿格雷在红细胞膜上发现了一种疏水性跨膜蛋白AQP1。他将这种蛋白镶嵌在人工合成的脂质体上，并将镶嵌有AQP1的脂质体和普通脂质体同时放入蒸馏水中，每隔一段时间观察，结果如图所示。 2．由上述实验结果，你能得出什么推论？ 任务三：探究葡萄糖进出细胞的方式 资料3：人体血浆中的葡萄糖经肾小球滤过进入原尿后流经肾脏近曲小管，全部由位于管腔面的钠－葡萄糖共转运蛋白(SGLT)重吸收进入近曲小管上皮细胞，使得排出的尿液中不含葡萄糖。随后葡萄糖被位于肾脏近曲小管上皮细胞基底膜上的葡萄糖载体蛋白(GLUT)转运至组织液进而进入毛细血管，进入血浆的葡萄糖会被红细胞等吸收(注：ATP水解为ADP和Pi时放能)。 1．载体蛋白(GLUT)将葡萄糖运出肾脏近曲小管上皮细胞时的运输特点是什么？ 2．如图表示人体成熟红细胞的部分结构和功能，葡萄糖进入红细胞时的运输特点是什么？ · 基础过关练 一、单选题 1．农业生产中适时、适量施肥是使作物增产的重要措施。根吸收K⁺的相对速率与土壤中O₂含量的关系如表所示，且与细胞膜上的转运蛋白的数量有关。根毛细胞吸收K⁺的运输方式是（    ） 土壤中O₂含量/% 细胞呼吸相对速率 K⁺吸收的相对速率 2.7 44 22 12.2 78 96 20.8 100 100 43.4 106 107 A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．胞吞 2．将紫色洋葱外表皮细胞放于某种无机盐溶液中，其质壁分离程度随时间的变化情况如图所示。下列推测正确的是（　　） A．t1-t3时刻，洋葱外表皮细胞的失水能力先增加再减小 B．t2时刻，洋葱外表皮细胞开始吸收溶液中的无机盐离子 C．在实验过程中，洋葱外表皮细胞液泡的颜色先变深后变浅 D．t4时刻之后，洋葱外表皮细胞继续吸水直至细胞涨破 3．图1是显微镜下观察到的某一时刻的细胞图像。图2表示一种渗透作用装置。图3是另一种渗透装置，一段时间后液面上升的高度为h。这两个装置所用的半透膜都不能让蔗糖分子通过，但可以让葡萄糖分子和水分子通过。下列叙述错误的是（    ） A．若图1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，则此时细胞液浓度一定大于外界溶液浓度 B．图2中，若A为0.3g/mL葡萄糖溶液，B为清水，则平衡后A 侧液面与B侧液面一样高 C．图3中，若每次平衡后都将产生的水柱h移走，那么随着时间的推移，h将会越来越小 D．图3中，如果A、a均为蔗糖溶液，则开始时浓度大小关系为Ma>MA，达到平衡后Ma>MA 4．施肥过多时，玉米根部的细胞状态是（    ） A．①——吸水 B．②——失水 C．①——失水 D．②——吸水 5．细胞作为一个基本的生命系统， 它的边界是细胞膜， 细胞膜将细胞与外界环境分隔开。下列关于细胞膜的结构与功能的说法， 错误的是（    ） A．构成细胞膜的磷脂具有疏水的尾部， 水分子不能通过细胞膜 B．构成细胞膜的蛋白质均结合了糖类分子， 与细胞间信息传递功能密切相关 C．细胞膜的流动性与磷脂分子的侧向自由移动及大多蛋白质分子的运动有关 D．细胞膜可控制细胞内外物质的进出， 但仍有部分细胞不需要的物质进入细胞 6．下列有关生物体中元素和化合物的叙述，正确的是（　　） A．血红蛋白含有Mg2＋且参与O2运输，叶绿素含有Fe2＋且吸收可见光 B．通道蛋白通过自身构象的改变来完成物质的跨膜运输 C．性激素在核糖体上合成，经内质网加工再由高尔基体分泌 D．控制细菌性状的基因位于拟核的DNA分子上和质粒上 7．在“探究植物细胞的吸水与失水”实验过程中，某同学显微观察到生活着的某洋葱表皮细胞正处于下图所示状态（a、b表示该部位的溶液浓度），下列有关说法中错误的是（    ）    A．该细胞能发生质壁分离的原因之一是细胞壁的伸缩性比原生质层的低 B．a中的细胞液浓度在此时可能小于、大于或等于b的浓度 C．若b所示的体积进一步增大，则b处的浓度将减小 D．该实验说明植物细胞的细胞膜相当于半透膜 8．将人体成熟的红细胞分别放在0.9%生理盐水、蒸馏水、浓盐水的a、b、c三组溶液中，浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示，下列叙述正确的是（　　） A．三组实验中的红细胞都发生渗透作用 B．c组细胞因为渗透作用失水皱缩而发生质壁分离 C．三组实验中，只有c组的红细胞中有水分子的渗出 D．若向a组烧杯加入少量葡萄糖，细胞会先皱缩后恢复原状 9．黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的多年生沉水植物，是生物学实验常用的材料。黑藻能够吸收重金属离子、降解某些农药等污染物，因此可以作为净化水质的先锋植物。下列相关叙述，错误的是（　　） A．黑藻适应水下的弱光环境，幼嫩的叶片可直接制成临时装片 B．观察细胞质流动前，将黑藻放在光照、温度适宜条件下培养 C．用黑藻叶片观察质壁分离现象时，叶绿体的存在会干扰观察 D．污染严重的水体中培育黑藻，定期移除处理可逐步改善水质 10．物质跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要，下图为物质①②的跨膜运输示意图，下列叙述错误的是（    ） A．物质①②的运输方式为协助扩散 B．载体蛋白运输物质①时自身构象会发生改变 C．物质②在运输过程中不需要与通道蛋白结合 D．物质①②的运输速率只受膜内外浓度梯度大小的影响 二、非选择题 11．下图是利用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料，观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。请据图回答下列问题： (1)你认为该实验有无对照实验？ (2)实验步骤B,D,F在 倍镜下观察。 (3)在D步骤观察到如图所示的情形，请回答： ①此细胞发生了质壁分离的现象，“质”指的是 ，由图中 构成（填图中序号）。 发生该现象，植物细胞本身的原因是 。 ②在滴加蔗糖溶液的过程中，显微镜下不可能观察到的现象是 A．液泡缩小    B．细胞壁与原生质层分离 C． 液泡颜色变浅    D．细胞核位于原生质层内 ③若蔗糖溶液含有伊红（植物细胞不吸收的红色染料），D步骤观察到的④⑥⑦处的颜色分别是 色 、 色 、 色 ④该学生在F步骤观察时，若发现质壁分离不能复原，可能的原因是 。 12．黑藻是一种常见的单子叶多年生沉水植物，其叶肉细胞内有大而清晰的叶绿体，液泡无色。某同学选择黑藻叶肉细胞观察质壁分离现象，实验步骤和观察结果如图。请回答下列问题：    (1)在制作黑藻叶片临时装片时，先在载玻片上滴加 ，把黑藻叶片放入并展平，然后加上盖玻片。操作时，先将盖玻片的一侧与水滴接触，然后轻轻放平的，这样可以避免产生 。 (2)实验过程中，通过步骤①观察正常细胞所处的状态，目的是 ，步骤②的具体操作过程是 。 (3)黑藻叶片的叶肉细胞能在0．3g/mL的蔗糖溶液中发生质壁分离。发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性 （填“>”“<”或“=”）细胞壁。 (4)若将步骤②中浸润在0．3g/mL蔗糖溶液中的黑藻叶片临时装片放在80℃条件下处理一段时间。在显微镜下观察到B处呈绿色，最可能的原因是高温使 失去选择透过性，叶绿素进入B处。 · 能力提升练 一、单选题 1．透析袋是一种半透膜，水、葡萄糖等小分子和离子可以通过，而蔗糖、淀粉、蛋白质等则无法通过。某实验小组搭建了如图所示的实验装置验证上述结论。A是袋内溶液，烧杯中B是蒸馏水。下列叙述错误的是（    ） A．若A是蛋白质溶液，B中加入苏丹Ⅲ试剂，则不会发生紫色反应 B．若A是淀粉溶液，B中加入碘-碘化钾溶液，则A会变蓝 C．若A是葡萄糖溶液，则透析袋的体积会先增大后减小 D．若A是质量分数为10%蔗糖溶液，B中加入质量分数为10%葡萄糖溶液，则透析袋体积不变 2．龙胆花在低温（15℃）条件下花朵会闭合，而正常温度（22℃）、光照条件下花朵会重新开放，这与其花冠近轴表皮细胞的细胞膨压（原生质体对细胞壁的压力）有关，相关机理如图所示，其中GsCPK16是一种蛋白激酶。下列叙述错误的是（    ） A．正常温度下膜上有更多水通道蛋白协助水分子的运输 B．光刺激会使水通道蛋白磷酸化，增强其运输水的能力 C．龙胆花重新开放与花冠近轴表皮细胞发生质壁分离有关 D．低温、黑暗条件下，花冠近轴表皮细胞的细胞膨压会减小 3．如图是在四种不同外界溶液中，洋葱鳞片叶外表皮细胞的多种理化性质随时间变化的曲线。下列关于甲、乙、丙、丁四图的叙述正确的是（    ） A．甲图中A点和B点洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度可能相等 B．乙图中B点到A点洋葱鳞片叶外表皮细胞的吸水能力表现为逐渐减弱 C．丙图中B点后细胞吸水能力减小的速率减慢的原因可能有细胞壁的限制 D．丁图中C点后细胞开始从外界溶液吸收溶质导致细胞液颜色深度减小 4．下图表示青菜叶下表皮在不同浓度蔗糖溶液中，保卫细胞构成的气孔开闭情况（图中a、b、c分别表示用蔗糖溶液①、②、③浸润后的保卫细胞）。相关叙述错误的是（    ）    A．蔗糖溶液的浓度，②>①>③ B．保卫细胞的细胞液浓度，a>b C．保卫细胞吸水能力，b>c D．保卫细胞原生质层的颜色，a>c 5．哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述不正确的是（    ） A．在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩 B．在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂 C．在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时水分子进出细胞平衡 D．在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变，说明细胞内NaCl浓度也一定为0.9% 6．萎蔫的叶片放在清水中会变得硬挺，糖拌西红柿会渗出好多水，施肥过多会出现“烧苗”现象，这些现象都说明植物细胞会发生吸水和失水，为验证上述问题；某兴趣活动小组的同学撕取洋葱的外表皮，做了“观察质壁分离和复原”实验，下列关于该实验的描述，正确的是（　　） A．质壁分离中壁指细胞壁，质指细胞质，动物细胞没有细胞壁不能作此实验的实验材料 B．在低倍镜下找到含有紫色大液泡的细胞，把物像移到视野中央，换高倍镜进一步观察 C．可用中央液泡的大小、原生质层的位置或液泡的颜色变化作为观察指标 D．显微镜下可清晰地观察到核孔 7．将大小、生理状态相同的两个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别浸没在甲、乙两种溶液中，液泡体积的变化如图所示，下列有关叙述错误的是（    ） A．开始时，甲溶液中细胞的质壁分离速率比乙溶液中的快 B．甲溶液可以是一定浓度的KNO3溶液，细胞约在1分钟后才开始主动吸收K+ 和NO3- C．AC段，乙溶液中的细胞失水速率下降，细胞液浓度逐渐变大 D．乙溶液中，C点以后仍有水分子进出细胞 8．如图是细胞膜（质膜）结构模式图，相关叙述错误的是（    ） A．植物细胞以细胞膜外面的细胞壁作为系统边界 B．②既有脂溶性部分又有水溶性部分 C．④是相对疏水的环境，水分子主要通过协助扩散方式穿过膜结构 D．膜的选择透过性与①和②的种类和数量有关，与磷脂分子性质也有关系 9．某兴趣小组用浓度分别为0、 0.1、 0.2、 0.3、 0.4、 0.5、 0.6mol·L-1的1~7组蔗糖溶液，浸泡处理一批新鲜的南瓜条。一段时间后，测定南瓜条的质量变化百分比：质量变化百分比（%）=质量变化值/初始质量×100%；结果如下图，下列相关叙述，错误的是（　　）    A．南瓜条由于渗透作用吸水或失水而发生质量变化 B．第6、7组发生质壁分离的内因是原生质层与细胞壁伸缩性不同 C．南瓜条细胞液浓度应介于0.4mol。L-1-0.5 mol。L-1的蔗糖溶液之间 D．蔗糖溶液处理结束时，第1组~第7组南瓜条渗透压依次减小 10．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的快1000倍。下列叙述正确的是（    ） A．通道蛋白和载体蛋白均具有一定的特异性 B．水分子更多的是通过自由扩散方式进出细胞 C．协助扩散不消耗能量，载体蛋白不会发生自身构象的改变 D．影响协助扩散的因素只有细胞内外的浓度差 二、多选题 11．用浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如下图。下列相关叙述正确的有（    ） A．用较低倍的显微镜镜检乙二醇溶液中的细胞会发生质壁分离后自动复原 B．60s后蔗糖溶液中细胞的细胞液浓度缓慢增大，120S趋于与此时的蔗糖浓度相同 C．120s后乙二醇分子开始进入细胞内使细胞液浓度逐渐增大 D．细胞失水导致原生质体相对体积发生A→B的变化，B→D水分进出基本平衡 12．将四组相同的洋葱鳞片叶外表皮细胞分别置于四种不同溶液中处理，实验记录如下表(每次观察现象均与上一次观察现象做对照)。据表分析，相关叙述正确的是（    ） 实验组 不同溶液处理 5分钟 10分钟 滴加清水5分钟 1 0.3g/mL蔗糖溶液 质壁分离 无变化 质壁分离复原 2 0.5g/mL蔗糖溶液 质壁分离 无变化 无变化 3 0.3g/mL硝酸钾溶液 质壁分离 质壁分离复原 无变化 4 0.3g/mL盐酸溶液 无变化 无变化 无变化 A．第1、2、3三组细胞出现质壁分离现象的起始时间相同 B．第2组细胞滴加清水后无变化的原因是细胞失水过多而死亡 C．第3组细胞质壁分离复原后细胞液浓度和外界溶液浓度不一定相等 D．第4组细胞无变化的原因是原生质层失去选择透过性 13．为探究植物细胞的质壁分离与复原情况，某研究小组用不同浓度的蔗糖溶液与清水交替处理紫色洋葱外表皮细胞进行了实验探究，实验结果如表所示。下列相关叙述正确的是（    ） 步骤 加入的溶液 分离/复原所需时间(s) 1 0.10g/mL蔗糖溶液 100 2 清水 110 3 0.15g/mL蔗糖溶液 70 4 清水 80 5 0.20g/mL蔗糖溶液 40 6 清水 60 A．该实验材料置于0.15g/mL蔗糖溶液后，细胞的吸水能力逐渐减弱 B．该实验中的蔗糖溶液浓度越高，细胞发生质壁分离所需的时间越短 C．在一定范围内，细胞质壁分离所需的时间与在清水中复原所需的时间呈正相关 D．若继续增大实验中蔗糖溶液浓度，则细胞发生质壁分离后可能不再复原 14．为观察植物细胞的质壁分离及复原，某实验小组用物质的量浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，得到其原生质体相对体积变化情况，如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．该实验不能选用植物根尖分生区的细胞 B．a~b段，细胞的失水量逐渐增多，渗透压逐渐增大 C．a~e段，细胞的吸水能力逐渐增强，细胞在e点开始吸收乙二醇 D．e~c段，细胞保有生理活性，细胞逐渐恢复到原状 15．用物质的量浓度为2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种成熟的叶肉细胞，观察其质壁分离现象，得到其原生质体体积的变化情况如图所示。下列分析错误的是（    ） A．60s时，乙二醇溶液中的叶肉细胞失水量小于蔗糖溶液中的叶肉细胞 B．120s时，蔗糖溶液中的叶肉细胞的细胞液浓度小于外界溶液浓度 C．180s时，乙二醇溶液浓度与叶肉细胞细胞液浓度大小相同 D．240s时，将蔗糖溶液中的叶肉细胞置于清水中一定会发生复原现象 三、非选择题 16．如图所示，图乙细胞是将图甲细胞放置于一定浓度的蔗糖溶液中的结果，图丙是将另外一种植物的细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3mol/L的蔗糖溶液和0.5mol/L的尿素溶液中，原生质的体积随时间变化的曲线图，请据图回答： (1)图甲细胞中，全透性的结构是 （填编号），图乙细胞中半透性的原生质层由 构成（填编号）。 (2)图乙细胞在质壁分离结束时，⑧处充满了 。 (3)图丙的A、B、C三曲线中，表示在0.5mol/L的尿素溶液中的是 。 (4)bc段的细胞液浓度变化为 （填“增大”“减小”“不变”）。 (5)取形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜B幼根各5段，分别放在不同浓度的蔗糖溶液（甲~戊）中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，结果如图所示，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 。 (6)哺乳动物成熟的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破，有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验，验证这个推测是正确的 （要求：写出实验思路、预期实验结果）。 17．某课外学习社团为巩固“植物细胞的质壁分离与复原”相关知识，分别进行了如下实验： (1)甲组：同学们将紫色洋葱鳞片叶表皮剪成大小相等的若干小块，分别置于不同浓度的 溶液中，制成临时装片，在显微镜下观察到的实验结果如下表所示（“一”表示未发生）： 叶表皮小块编号 A B C D E F KNO₃溶液浓度（ mol/L） 0.11 0.12 0.125 0.13 0.14 0.50 质壁分离程度 — — 初始分离 分离 显著分离 显著分离 质壁分离复原状况 — — 自动复原 自动复原 诱发复原 不能复原 参照表中提供的数据，可推知该洋葱鳞片叶表皮的细胞液浓度大约在 之间，细胞发生质壁分离的结构基础是 .C和D均发生质壁分离后自动复原，你对这种现象作出的合理解释是 。 (2)乙组：同学们发现洋葱鳞片叶内表皮容易撕取，但内表皮无色透明；实验效果不理想。已知伊红是植物细胞不吸收的红色染料，而中性红能被植物活细胞吸收并进入液泡，死细胞用中性红染色后，不产生液泡着色现象，但可使细胞核染色。下图1、图2和图3是该组观察到的实验现象。请回答下列问题：    用添加少量伊红的蔗糖溶液进行洋葱内表皮细胞质壁分离实验，观察到的实验现象最可能的是图 （填数字），若用添加少量中性红的蔗糖溶液对内表皮进行染色，观察到的实验现象如图2所示，其中Ⅰ所指空白处的物质是 ，Ⅱ所指的细胞核被着色，而其他结构没有着色，可能的原因是 。 (3)丙组同学通过将完全相同的植物细胞分别放置在蔗糖溶液、 溶液中进行实验，对细胞失水量进行统计后绘制出图4曲线。若适当增大乙曲线代表溶液的初始浓度，则曲线中a点 （填“上升”或“下降”），b点 （填“左移”或“右移”）。    · 思维拓展练 知识拓展——我国盐碱地总面积约为15亿亩，对其进行开发利用能提高农业产能。过去的思路主要是治理盐碱地使其适应作物，如今科研人员提出要向选育更多适应盐碱地的耐盐碱作物的方向转变。请思考以下问题： 1．盐碱地上大多数作物很难生长，主要原因是什么？ 2．在植物细胞发生质壁分离的过程中，请比较外界溶液、细胞质基质、细胞液的浓度大小。 3．现有普通植物和耐盐碱植物若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3 g·mL－1的KNO3溶液分别处理两组植物细胞，结果如图1所示。请回答下列有关问题： (1)应选择根尖的成熟区(填“成熟区”“伸长区”“分生区”或“根冠”)细胞进行上述实验。图1中A→B段，Ⅰ组植物的吸水能力逐渐升高，此时，在细胞壁和原生质体之间充满了KNO3溶液。A→C段Ⅰ组植物细胞发生了什么现象？在这个过程中细胞大小如何变化？ (2)实验过程中并未添加清水，Ⅱ组植物原生质体体积逐渐增大的原因可能是什么？ (3)请比较大小：质壁分离结束且达到渗透平衡时，细胞液浓度＝外界溶液浓度；质壁分离复原结束且达到渗透平衡时，细胞液浓度≥外界溶液浓度。 (4)该兴趣小组继续探究了该耐盐碱植物的细胞液浓度，实验结果如图2，请你根据实验结果尝试写出他们的实验思路。 思维训练 一、单选题 1．海水稻是一种在海边滩涂等地生长的、耐盐碱的水稻品种。研究发现，海水稻根部细胞的细胞液浓度比生长在普通土壤中的水稻（淡水稻）根部细胞的高。某兴趣小组欲验证上述结论，利用不同浓度的NaCl溶液分别处理海水稻和淡水稻的根部细胞，实验结果如下图所示。假设实验开始时两种水稻根部细胞原生质体体积大小相同，其他条件均相同且适宜。下列说法错误的是（    ） A．该实验的自变量是水稻类型和NaCl溶液的浓度 B．A、B两组分别为海水稻、淡水稻的根部细胞 C．海水稻根部细胞的细胞液浓度介于6～8 g/L NaCl溶液浓度之间 D．经不同浓度的NaCl溶液处理，海水稻根部细胞都会发生质壁分离现象 2．耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。现采集到普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3g·mL-1的KNO3溶液处理两组水稻根毛区细胞，结果如下图，下列叙述错误的是（　　） A．Ⅰ组水稻在BC段发生了质壁分离的自动复原 B．Ⅰ组水稻原生质体体积先减后增，AB段细胞吸水能力逐渐增强 C．Ⅱ组水稻的原生质体体积不再增加时外界溶液与细胞液浓度相等 D．实验结果表明，Ⅰ组水稻为普通水稻，Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻 3．科学家发现某植物根毛细胞液泡的pH显著低于细胞溶胶，且液泡膜上存在Na+/H+反向转运蛋白，能够将H+转运出液泡的同时将细胞溶胶中的Na+转运到液泡内。下列叙述错误的是（    ） A．H+运出液泡是协助扩散，Na+进入液泡是主动转运 B．提高该转运蛋白基因的表达能提高植物的耐盐碱能力 C．推测液泡膜上存在一种将H+主动转运进液泡的蛋白质 D．该转运蛋白将Na+积累在液泡中降低了植物细胞的吸水能力 4．某生物兴趣小组为探究不同植物的吸水能力进行如下实验：取大小与生长状况相同的马铃薯幼根与物种A的幼根分别放入不同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后取出称重实验结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．蔗糖溶液浓度从小到大依次为丙、戊、甲、丁、乙 B．当幼根质量不再发生变化时细胞液浓度等于外界蔗糖溶液浓度 C．正常情况下，马铃薯可能比物种A更适应干旱环境 D．物种A在与马铃薯根细胞液等渗的完全培养液中不能正常生长 二、非选择题 5．盐碱地中所含的盐分影响作物的正常生长，对其开发利用是提高农业产能的途径，但也是个世界性难题。过去的思路主要是治理盐碱地、让盐碱地适应作物，如今科研人员提出要向选育更多耐盐碱作物、让作物向适应盐碱地的方向转变。比如，在某些地区可以发展具有较强耐盐碱能力的海水稻。请回答下列问题： (1)盐碱地上大多数作物很难生长，主要原因是 ，植物无法从土壤中获取充足的水分。在植物细胞发生质壁分离过程中，外界溶液、细胞质基质、细胞液的浓度从大到小依次是 。 (2)将普通水稻放在适宜浓度的NaNO3溶液中培养，根细胞吸收一个Na+时会排出一个H+，吸收一个时会排出一个。一段时间后培养液中的浓度下降、Na+浓度上升，说明根细胞吸收 的速率更大，培养液中Na+浓度上升的原因是 。 (3)现欲进一步判断海水稻从土壤中吸收Na+的方式是主动转运还是被动转运；某生物兴趣小组选用生长发育状况相同的海水稻，设计实验如下，请完善实验思路和实验结论。 ①实验思路： a．取甲、乙两组生长发育状况相同的海水稻，放入适宜浓度的完全培养液中。 b．甲组加入一定量的呼吸酶抑制剂（抑制ATP的合成），乙组 。 c．一段时间后，测定 。 ②实验结论： a．若 ，说明海水稻吸收Na+的方式是主动转运。 b．若 ，说明海水稻吸收Na+的方式是被动转运。 6．我国盐碱地总面积约为15亿亩，农作物难以生长，“杂交水稻之父”袁隆平科研团队培育出了的“海水稻”，可以用一定浓度的海水直接灌溉。提高盐碱地农作物的产量。请分析并回答： (1)普通水稻在盐碱地里枯死的原因是 。 (2)通常氨基酸在细胞中作用是 。海水稻的氨基酸比普通水稻高出4.71倍， 更能适应海水环境，是因为氨基酸还有 的特殊作用。 (3)为探究“海水稻”的生长是否需要氮肥，进行如下实验：现将生长状况一致的若干“海水稻”幼苗随机均分为甲、乙两组，进行水培法培养，甲组用 培养，乙组用等量的 培养。在相同且适宜的条件下观察幼苗生长状况。若甲组“海水稻”比乙组的生长状态好，说明 。 (4)科研人员发现在盐碱地生活的某种植物，其细胞的液泡膜上有一种蛋白质能将细胞质中的Na+逆浓度梯度运进液泡，这可以减轻Na+对细胞质中酶的伤害。据此分析Na+进入液泡 （是或否）需要能量，该蛋白质是哪种转运蛋白？ 判断的依据是： 。 7．我国盐碱地总面积约为15亿亩：盐碱地的开发利用备受关注：盐碱地的改良或培育耐盐碱作物均可提高盐碱地农作物的产量。（1亩《666．7平方米） Ⅰ．近年我国科学家培育出不施肥、抗病、耐盐碱的新型水稻（6‰〜8‰盐度条件下的海水灌溉）“海稻86”。回答下列问题： (1)普通水稻不能在盐碱地生长的原因是 。 (2)为研究“海稻86”的生长是否需要氮肥：现将生长状况一致的若干“海稻86”幼苗随机均分为甲、乙两组：用水培法在相同且适宜的条件下观察生长状况。甲组溶液可用 ：乙组溶液可用等量的 。 Ⅱ．科技人员发现在盐碱地生活的某种植物：其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白能将细胞质中的Na+逆浓度梯度运进液泡：这可以减轻Na+对细胞质中酶的伤害：回答下列问题： (3)Na+进入液泡的方式属于 ；这个过程体现的生物膜的功能特性是 。 (4)这种载体蛋白作用的结果有利于提高细胞的 能力：有助于提高植物的耐盐性。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学 2 学科网（北京）股份有限公司 $$