第二單元細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運輸功能

學(xué)案物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?/p>

考綱要求

1.通過模擬實驗探究膜的透性。

2.觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原。

復(fù)習(xí)要求

1.舉例說明細(xì)胞膜是選擇透過性膜

2.初步學(xué)會對圖表數(shù)據(jù)的解讀

3.探討生物膜在實踐中的應(yīng)用價值

基礎(chǔ)自查

一.物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?/p>

1.細(xì)胞的吸水和失水

(1)滲透作用發(fā)生的條件有哪些？

(2)動物細(xì)胞的吸水和失水

①細(xì)胞膜相當(dāng)于_________________________

②當(dāng)時，細(xì)胞;當(dāng)時，細(xì)胞;當(dāng)

_________________________時，水分進(jìn)出平衡

(3)植物細(xì)胞的吸水和失水

①原生質(zhì)層包括,具有

性，相當(dāng)于_________________________

②當(dāng)時，細(xì)胞;當(dāng)外界溶液濃度〉細(xì)胞質(zhì)濃度時，

細(xì)胞;當(dāng)_________________________時，水分進(jìn)出平衡。

(4)水分子跨膜運輸?shù)奶攸c是什么？

2.物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?/p>

1.無機(jī)鹽的跨膜運輸?shù)奶攸c有哪些？

2.物質(zhì)跨膜運輸?shù)奶攸c？

課堂深化探究

.滲透系統(tǒng)的組成對比分析

滲透作用模型植物細(xì)胞與外界溶液形成滲透系統(tǒng)

圖解

基本組成或條件

原理

水?dāng)U散的方向

特別提醒：

兩組相近概念比較

(1)半透膜、選擇透過性膜

區(qū)別：①半透膜是無生命的物理性薄膜，是指某些物質(zhì)可以透過而另一些物質(zhì)不能透過

的多孔性薄膜，物質(zhì)能否通過取決于分子的大小。

②選擇透過性膜是具有生命的生物膜，載體的存在決定了其對不同物質(zhì)是否吸收的選擇

性。細(xì)胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透過性喪失。

共性：都允許水分子自由通過，而不允許大分子物質(zhì)通過。

(2)原生質(zhì)層、原生質(zhì)體

①原生質(zhì)層在成熟的植物細(xì)胞內(nèi)相當(dāng)于半透膜的結(jié)構(gòu)，由細(xì)胞膜、液泡膜以及兩層膜之

間的細(xì)胞質(zhì)組成，不包括細(xì)胞核和液泡內(nèi)的細(xì)胞液。此結(jié)構(gòu)僅存在于成熟的植物細(xì)胞中。

②原生質(zhì)體是去除了植物細(xì)胞壁后所剩下的具有生物活性的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，包括細(xì)胞

膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核三部分，常用作植物細(xì)胞融合的材料。

二.生物膜選擇透過性的分析

用完全培養(yǎng)液在兩個相同的容器內(nèi)分別培養(yǎng)水稻和番茄苗，假設(shè)兩植物的吸水速率相

同，一段時間后，測定培養(yǎng)液中各種離子與實驗開始時各種離子濃度之比如圖所示：

(1)不同植物細(xì)胞對同一無機(jī)鹽離子、同一植物細(xì)胞對不同無機(jī)離子的吸收均有差異，

說明什么？

(2)從營養(yǎng)學(xué)角度講番茄與水稻，誰的補鈣效果好，為什么？

(3)植物細(xì)胞在同一時間吸收離子和吸水的量___(相同、不同)，說明什么？

思維拓展

1.礦質(zhì)元素必須溶解在水中呈離子狀態(tài)，才能被細(xì)胞吸收。

2.吸收礦質(zhì)元素離子的多少可以調(diào)節(jié)細(xì)胞液的濃度，影響對水分的吸收。

3.礦質(zhì)元素離子被吸收后隨水分在導(dǎo)管中運輸，蒸騰作用在促進(jìn)水分運輸?shù)耐瑫r也促

進(jìn)礦質(zhì)元素離子的運輸。

4.植物對離子的選擇性吸收

原因：遺傳性二^載體蛋白種類、數(shù)量二^選擇性。

三、植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及其復(fù)原

1.該實驗的原理是什么？

2.請回顧質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗流程。

3.質(zhì)壁分離的原因？

4.表現(xiàn)？

特別提醒1.質(zhì)壁分離實驗的拓展應(yīng)用及方法

（1）判斷細(xì)胞的死活

鏡檢［發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原一活細(xì)胞

待測細(xì)胞+蔗糖溶液一

1不發(fā)生質(zhì)壁分離一死細(xì)胞

（2）測定細(xì)胞液濃度范圍

待測細(xì)胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液“.）—細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛

剛發(fā)生質(zhì)壁分離的蔗糖溶液的濃度之間。

（3）比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大小

不同植物細(xì)胞+同一濃度的蔗糖溶液遒圾剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離時所需時間的比較一＞

判斷細(xì)胞液濃度大?。〞r間越短，細(xì)胞液濃度越?。?。

（4）比較一系列溶液的濃度的大小

同一植物的相同成熟細(xì)胞+未知濃度的溶液與M記錄剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離所需時

間—＞■比較所用時間長短—＞判斷溶液濃度的大?。〞r間越短，未知溶液的濃度越大）。

（5）鑒別不同種類的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）

相同成熟植物細(xì)胞+不同種類溶液迤投＞

'只發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象一溶質(zhì)不能通過原生質(zhì)層的

溶液（如蔗糖溶液）

質(zhì)壁分離后自動復(fù)原一溶質(zhì)能通過原生質(zhì)層的溶液

、（如KNCh溶液）

對應(yīng)訓(xùn)練

1.下面能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象的一組細(xì)胞是（）

①食用的糖醋蒜細(xì)胞②蠶豆葉的表皮細(xì)胞③植物的根毛細(xì)胞④人的口腔上皮細(xì)

胞⑤用鹽酸解離的洋蔥根尖細(xì)胞⑥根尖分生區(qū)細(xì)胞

A.①⑤B.②③⑥

C.①②③④⑤⑥D(zhuǎn).②③

2.小明用玻璃槽、飽和蔗糖溶液和清水做成如圖所示的實驗裝置，進(jìn)行生物膜透性的模

擬實驗。甲、乙兩槽間的隔板中央圓圈為玻璃紙，玻璃紙是一種半透膜，蔗糖分子不能透過,

而水分子能自由通過。幾小時后，發(fā)現(xiàn)（）

A.甲槽內(nèi)水的體積減小

B.乙槽內(nèi)溶液的體積減小

C.甲槽內(nèi)水的體積無變化

D.乙槽內(nèi)溶液的體積無變化

3.下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運輸實例的說法中，不正確的是()

A.細(xì)胞膜、核膜等生物膜都是選擇透過性膜

B.植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜

C.小分子物質(zhì)都能通過細(xì)胞膜，大分子物質(zhì)則不能

D.細(xì)胞的吸水和失水是水分子順相對含量梯度跨膜運輸?shù)倪^程

4.某同學(xué)在做植物細(xì)胞質(zhì)壁分離實驗時，觀察到紫色洋蔥表皮細(xì)胞的中央液泡逐漸縮

小，這說明()

A.洋蔥表皮細(xì)胞是活細(xì)胞

B.細(xì)胞液的溶質(zhì)透出細(xì)胞

C.蔗糖溶液濃度小于細(xì)胞液濃度

D.細(xì)胞壁收縮導(dǎo)致中央液泡失水

5.下圖中甲、乙兩圖是滲透裝置示意圖，圖丙是根毛細(xì)胞示意圖。請根據(jù)甲、乙、丙

三圖回答下列問題(圖甲是發(fā)生滲透作用的初始狀態(tài)，圖乙是圖甲發(fā)生了較長時間的滲透作

用之后達(dá)到的平衡狀態(tài))。

(1)典型的滲透裝置必須具備兩個條件是和o

(2)比較圖甲中①和②處溶液濃度的大?。孩佗?填大于/小于/等于)。

(3)圖丙中⑦為,其在滲透系統(tǒng)中的作用相似于圖甲中的o

(4)圖甲和圖丙中都有半透膜，兩者相比其本質(zhì)的區(qū)別是細(xì)胞膜作為生物膜具有

性，細(xì)胞膜的這一特性與其膜上___有關(guān)。

(5)若把根毛細(xì)胞放在30%的蔗糖溶液中，它會出現(xiàn)什么變化？o若把根毛細(xì)

胞放在5%的NaCl溶液中，在顯微鏡下連續(xù)觀察一段時間可能會發(fā)生什么變化？—=

(6)鹽堿地中的植物常出現(xiàn)萎菁現(xiàn)象，其原因是o

實驗探究

回答下列與細(xì)胞有關(guān)的實驗問題。

(1)下列4項實驗中，需保持細(xì)胞生理活性的有(填序號)。

①觀察葉綠體和線粒體

②觀察洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞中DNA的分布

③探究酵母菌的呼吸方式

④紅細(xì)胞中血紅蛋白的提取和分離

(2)按下面步驟進(jìn)行質(zhì)壁分離實驗。

步驟一：在潔凈的載玻片中央加一滴清水，取一片群類小葉，蓋上蓋玻片。

步驟二：從蓋玻片一側(cè)滴入0.3g/mL的蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸引。這

樣重復(fù)幾次，使蓋玻片下面的碎類小葉浸潤在0.3g/mL的蔗糖溶液中。

步驟三：在顯微鏡下觀察，結(jié)果如圖所示。RTTTWB

①圖中A、B處的顏色分別是_________________________oJ

②如果上述實驗步驟二中從蓋玻片的一側(cè)滴入的是加有伊紅外^^[4

(植物細(xì)胞不吸收的紅色染料)的0.3g/mL的蔗糖溶液，則在j

顯微鏡下觀察到A、B處的顏色分別是___________________。y誨基等7

③如果將步驟二中浸潤在0.3g/mL的蔗糖溶液中的薛類小葉的裝八，淺^^:I,下

處理一段時間(裝片中的薛類小葉保持在0.3g/mL的蔗糖溶液中)。在顯微鏡下清晰地觀察到

細(xì)胞結(jié)構(gòu)后，為更準(zhǔn)確地判斷A處顏色，對顯微鏡的操作方法是、=

如果A處呈綠色，可能的原因是___________________________________________________

限時訓(xùn)練

題組一細(xì)胞吸水和失水

1.若右圖表示植物細(xì)胞滲透作用的圖解，下列說法中錯誤的是（）

外

原

細(xì)

界

胞

+生

溶

液

質(zhì)

液-■

乙

層

甲

A.植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜

B.一定條件下，活的、成熟的植物細(xì)胞能發(fā)生滲透失水或吸水

C.當(dāng)溶液甲的濃度〉細(xì)胞液乙的濃度時，細(xì)胞發(fā)生滲透失水，當(dāng)細(xì)胞液乙的濃度〉溶

液甲的濃度時，細(xì)胞發(fā)生滲透吸水

D.當(dāng)溶液甲的濃度=細(xì)胞液乙的濃度時，細(xì)胞處于平衡狀態(tài)，水分子不再通過原生質(zhì)

層

2.將不同植物的三個未發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞置于同一蔗糖溶液中，形態(tài)不再變化后的細(xì)

胞圖如下。則有關(guān)各細(xì)胞液的濃度判斷正確的是（）

①實驗前乙〈甲〈丙②實驗前乙＞甲＞丙

③實驗后乙N甲=丙④實驗后乙〈甲〈丙

A.①③B.②③

C.①④D.②④

3.某種植物細(xì)胞在濃度分別為200mmol-L1和400mmolL1的小分子物質(zhì)M溶液中,

細(xì)胞吸收M的速率都是lOmmoLminr。對此結(jié)果最合理的解釋是（）

A.細(xì)胞吸收M的方式為自由擴(kuò)散

B.細(xì)胞吸收M的方式為主動運輸

C.細(xì)胞吸收M需要載體蛋白的參與

D.吸收M物質(zhì)時所需能量供應(yīng)不足

題組二質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原

4.某同學(xué)用30%的蔗糖溶液來處理某生物細(xì)胞，在操作步驟完全正確的情況下，細(xì)胞

沒有出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象。試分析該同學(xué)所使用的實驗材料可能是（）

①根尖分生區(qū)細(xì)胞②動物細(xì)胞③死細(xì)胞④去除了細(xì)胞壁的植物細(xì)胞

A.②④B.①②④

C.②③④D.①②③④

5.（2011?長沙質(zhì)檢）浸泡在一定濃度KNO3溶液中的洋蔥表皮細(xì)胞，發(fā)生質(zhì)壁分離后又

出現(xiàn)質(zhì)壁分離復(fù)原，與此過程直接相關(guān)的細(xì)胞器有（）

A.液泡B.線粒體、液泡

C.線粒體D.線粒體、高爾基體

6.下圖是某同學(xué)在觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗中的基本操作步驟，其中步驟

D在質(zhì)壁分離和質(zhì)壁復(fù)原實驗中分別屬于（）

A.實驗組，對照組B.實驗組，實驗組

C.對照組，對照組D.對照組，實驗組

題組三生物膜功能特性

7.用相同的完全培養(yǎng)液，在相同條件下分別培養(yǎng)水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率幾

乎相同的情況下，72h后原培養(yǎng)液中部分離子濃度發(fā)生了如下表所示的變化（表中數(shù)據(jù)為72

h后溶液中部分離子濃度占實驗開始時的百分比）。分析下表不能得出的結(jié)論是（）

K+Mg2+Ca2+SiOf

水稻17.010511719.5

番茄19.18559.6118

A.不同植物對同一離子的需要量是不同的

B.與番茄相比，水稻對SiOr需要量大，對Ca2+需要量小

C.不同植物根尖細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量是不同的

D.植物對各種離子的吸收速率與溶液中離子的濃度有關(guān)

8.（2010?常州質(zhì)檢）下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運輸實例的說法中，正確的是（多選）（）

A.細(xì)胞膜、核膜等生物膜都是選擇透過性膜

B.水分子進(jìn)出細(xì)胞，取決于細(xì)胞內(nèi)外液體的濃度差

C.小分子物質(zhì)都能通過細(xì)胞膜，大分子物質(zhì)則不能

D.細(xì)胞的吸水和失水是水分子順相對含量的梯度跨膜運輸?shù)倪^程

9.將等量的、微量的NH：、POf.K+、Ca2+共同置于100mL蒸儲水中，再放入一些

新鮮的水稻根尖，一段時間后，測定溶液中上述四種離子和水的含量變化（見下表）。實驗結(jié)

果可以說明（）___________________________________________________

項目NHtK+Ca2+

H2Opor

減少量0%23%12%37%14%

①根對水的吸收和對礦質(zhì)離子的吸收是兩個相對獨立的過程②根對礦質(zhì)離子的吸收

不是等比例進(jìn)行的③根細(xì)胞吸收礦質(zhì)離子的方式是主動運輸④根吸收礦質(zhì)離子的過程

不受溫度的影響

A.只有①②B.只有①③

C.只有①②③D.都正確

題組四應(yīng)用提升

10.植物根尖成熟區(qū)的主要功能是吸收水分和礦質(zhì)元素離子。下圖表示剛施肥后的根尖

成熟區(qū)表皮細(xì)胞在土壤溶液中的狀態(tài)。請據(jù)圖回答：

（1）該部位的表皮細(xì)胞與功能相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點是和

（2）圖中根表皮細(xì)胞此時所處的生理狀態(tài)是-此時，還能吸收水分和

礦質(zhì)離子嗎？?

（3）現(xiàn)提供0.3g/mL的蔗糖溶液、1mol/L的硝酸鉀溶液、1mol/L的醋酸溶液三種藥品（以

上溶液的濃度均比一般細(xì)胞液濃度大），紫色洋蔥，顯微鏡。請你選擇一種正確的藥品及其

他必要的儀器用具，設(shè)計一個簡單的實驗，證實你對第（2）題第二問的判斷。

實驗步驟：①取一干凈的載玻片，在中央加入1滴;②撕取紫色洋蔥鱗

片葉表皮，平展于液滴中，蓋上蓋玻片，置于顯微鏡下觀察。

實驗現(xiàn)象：細(xì)胞先出現(xiàn),后慢慢o

實驗結(jié)論：由此證明了______________________________________________________

11.某實驗小組為了探究細(xì)胞膜的通透性，將小鼠肝細(xì)胞在體外培養(yǎng)一段時間后，檢測

培養(yǎng)液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，發(fā)現(xiàn)它們的含量發(fā)生了明顯變化（如下圖）。請回答

問題。

（1）由圖可知，隨培養(yǎng)時間延長，培養(yǎng)液中葡萄糖和氨基酸含量________,尿素含量

。由于在原培養(yǎng)液中沒有尿素，推測其是的產(chǎn)物。

（2）培養(yǎng)液中的氨基酸進(jìn)入細(xì)胞后，其主要作用是；被吸收的葡萄糖主要通過

作用，為細(xì)胞提供o

（3）轉(zhuǎn)氨酶是肝細(xì)胞內(nèi)參與氨基酸分解與合成的一類酶，正常情況下這類酶不會排出胞

外，若在細(xì)胞培養(yǎng)液中檢測到該類酶，可能的原因是o

（4）由（1）和（3）可初步判斷，細(xì)胞膜對物質(zhì)的轉(zhuǎn)運具有的特性。

高考真題體驗

1.（2012北京卷）31.（16分）科學(xué)家為了研究蛋白A的功能，選用細(xì)胞膜中缺乏此蛋白

的非洲爪蟾卵母細(xì)胞進(jìn)行實驗，處理及結(jié)果見下表。

實驗組號在等滲溶液中進(jìn)行的處理在低滲溶液中測定卵細(xì)胞的水通透速率

（cm/sxl04）

I向卵母細(xì)胞注入微量水（對照）27.9

II向卵母細(xì)胞注入蛋白A的mRNA210.0IH將部分H細(xì)胞放入含HgC12的等滲

溶液中80.7

IV將部分III組細(xì)胞放入含試劑M的等滲溶液中188.0

（1）將I組卵母細(xì)胞放入低滲溶液后，水分子經(jīng)自由擴(kuò)散（滲透）穿過膜的

進(jìn)入卵母細(xì)胞。

（2）將蛋白A的mRNA注入卵母細(xì)胞一定時間后，該mRNA的蛋白質(zhì)

進(jìn)入細(xì)胞膜，使細(xì)胞在低滲溶液中體積=

（3）與II組細(xì)胞相比，III組細(xì)胞對水的通透性,說明HgCb對蛋白A

的功能有作用。比較HLIV組的結(jié)果，表明試劑M能夠使蛋白A的功能

o推測HgCb沒有改變蛋白A的氨基酸序列，而是破壞了蛋白A的

（4）已知抗利尿激素通過與細(xì)胞膜上的結(jié)合，可促進(jìn)蛋白A插入腎小管

上皮細(xì)胞膜中，從而加快腎小管上皮細(xì)胞對原尿中水分子的。

（5）綜合上述結(jié)果，可以得出____________的推論。

2.（2012浙江卷）1.人體肝細(xì)胞內(nèi)CO2分壓和K+濃度高于細(xì)胞外，而。2分壓和Na+

濃度低于細(xì)胞外，上述四種物質(zhì)中通過主動轉(zhuǎn)運進(jìn)入該細(xì)胞的是

++

A.CO2B.O2C.KD.Na

3.（2011?新課標(biāo)卷）撕去紫色洋蔥外表皮，分為兩份，假定兩份外表皮細(xì)胞的大小、數(shù)目

和生理狀態(tài)一致，一份在完全營養(yǎng)液中浸泡一段時間，浸泡后的外表皮稱為甲組；另一份在

蒸儲水中浸泡相同的時間，浸泡后的外表皮稱為乙組。然后，兩組外表皮都用濃度為0.3g/mL

的蔗糖溶液里處理，一段時間后外表皮細(xì)胞中的水分不再減少。此時甲、乙兩組細(xì)胞水分滲

出量的大小，以及水分運出細(xì)胞的方式是（）=

A.甲組細(xì)胞的水分滲出量與乙組細(xì)胞的相等，主動運輸

B.甲組細(xì)胞的水分滲出量比乙組細(xì)胞的高，主動運輸

C.甲組細(xì)胞的水分滲出量比乙組細(xì)胞的低，被動運輸

D.甲組細(xì)胞的水分滲出量與乙組細(xì)胞的相等，被動運輸

4.（2011?上誨理綜，20）某同學(xué)擬選擇一種半透性的膜材料，用于自制滲透計。他采用如

圖1所示的裝置（示意圖），對收集到的四種材料甲、乙、丙和丁進(jìn)行試驗，得到了倒置漏斗

中的液面高度隨時間變化的曲線（如圖2）。據(jù)圖分析，該同學(xué)應(yīng)選擇的膜材料是（）。

A.甲B.乙C.丙D.丁

5.（2010?山東理綜，13）由圖中曲線°、6表示物質(zhì)跨（穿）膜運輸?shù)膬煞N方式，下列表述正

確的是（）。

A.脂溶性小分子物質(zhì)不能通過方式。運輸

B.與方式a有關(guān)的載體蛋白覆蓋于細(xì)胞膜表面

C.方式6的最大轉(zhuǎn)運速率與載體蛋白數(shù)量有關(guān)

D.抑制細(xì)胞呼吸對方式。和6的轉(zhuǎn)運速率均有影響

6.（2011?天津理綜卷）將紫色洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞浸潤在0.3g/mL的蔗糖溶液中，1分鐘

后進(jìn)行顯微觀察，結(jié)果見右圖。下列敘述錯誤的是（）。

A.圖中L是細(xì)胞壁，M是液泡，N是細(xì)胞質(zhì)

B.將視野中的細(xì)胞浸潤在清水中，原生質(zhì)體會逐漸復(fù)原

C.實驗說明細(xì)胞膜與細(xì)胞壁在物質(zhì)透過性上存在顯著差異

D.洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞不宜作為該實驗的實驗材料

7.（2011?大綱版全國卷）將紫色洋蔥在完全營養(yǎng)液中浸泡一段時間，撕取外表皮，先用

質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液處理，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，立即將外表皮放入蒸儲水中，

直到細(xì)胞中的水分不再增加。在該實驗中，蔗糖溶液處理前外表皮細(xì)胞液的濃度為甲，細(xì)胞

中的水分不再增加時外表皮細(xì)胞液的濃度為乙，則甲、乙的關(guān)系，以及實驗過程中水分進(jìn)出

細(xì)胞的方式為（）□

A.甲〈乙，被動運輸B.甲〉乙，被動運輸

C.甲〉乙，主動運輸D.甲=乙，主動運輸

8.（2011?重慶卷）下圖為某種植物幼苗（大小、長勢相同）均分為甲、乙兩組后，在兩種

不同濃度的KNCh溶液中培養(yǎng)時鮮重的變化情況（其他條件相同且不變）。下列有關(guān)敘述，錯

誤的是（）o

兩組幼苗在KNO3溶液中的鮮重變化

A.3h時，兩組幼苗均已出現(xiàn)萎蕉現(xiàn)象，直接原因是蒸騰作用和根細(xì)胞失水

B.6h時，甲組幼苗因根系開始吸收K+、NOF，吸水能力增強，使鮮重逐漸提高

C.12h后，若繼續(xù)培養(yǎng)，甲組幼苗的鮮重可能超過處理前，乙組幼苗將死亡

D.實驗表明，該植物幼苗對水分和礦質(zhì)元素的吸收是兩個相對獨立的過程

9.（2010?廣東卷）下圖是植物從土壤中吸收某礦物質(zhì)離子示意圖。據(jù)圖判斷，該離子跨膜

進(jìn)入根毛細(xì)胞的方式為（）o

A,自由擴(kuò)散B.協(xié)助擴(kuò)散

C.主動運輸D.被動運輸

10.（2010?天津卷）下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹?，錯誤的是（）。

A.主動運輸過程中，需要載體蛋白協(xié)助和ATP提供能量

B.在靜息狀態(tài)下，神經(jīng)細(xì)胞不再進(jìn)行葡萄糖的跨膜運輸

C.質(zhì)壁分離過程中水分子外流導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)滲透壓升高

D.抗體分泌過程中，囊泡膜經(jīng)融合成為細(xì)胞膜的一部分

11.（2011?誨南單科，27）原尿中葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)的濃度與血漿中的基本相同。原

尿經(jīng)腎小管上皮細(xì)胞的選擇性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情況下尿液中不含葡萄

糖。腎小管上皮細(xì)胞中的葡萄糖通過被動運輸?shù)姆绞竭M(jìn)入組織液。下圖為腎小管壁及相關(guān)結(jié)

構(gòu)示意圖。

回答問題。

（1）腎小管上皮細(xì)胞中的葡萄糖濃度（高于、低于、等于）組織液中的。

（2）原尿中的葡萄糖進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞的運輸方式是,需要的參與。

(3)腎小管上皮細(xì)胞重吸收水分的原理是,原尿中葡萄糖未能被完全重吸收從

而導(dǎo)致尿量增加的原因是

12.(2010?浙江卷，29,II)為研究兔紅細(xì)胞在不同濃度NaCl溶液中的形態(tài)變化，請根據(jù)

以下提供的實驗材料與用具，寫出實驗思路，設(shè)計記錄實驗結(jié)果及原因分析的表格，并填入

相應(yīng)內(nèi)容。

材料與用具：兔紅細(xì)胞稀釋液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的NaCl溶液、蒸播水、試管、顯微鏡

等。

(要求：答題時對NaCl溶液的具體配制、待觀察裝片的具體制作不作要求)

(1)實驗思路：

①;

②;

③O

(2)設(shè)計一張表格，并將預(yù)期實驗結(jié)果及原因分析填入該表中。

解析實驗?zāi)康臑檠芯客眉t細(xì)胞在不同濃度NaCl溶液中的形態(tài)變化，所以需要設(shè)置不

同梯度濃度的NaCl溶液，實驗原理是動物細(xì)胞的細(xì)胞溶液濃度為0.9%,在濃度低于0.9%

的NaCl溶液中動物細(xì)胞會吸水膨脹甚至漲破，在濃度高于0.9%的NaCl溶液中動物細(xì)胞會

失水皺縮，且濃度差越大，現(xiàn)象越明顯。

學(xué)案物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?/p>

答案與解析

基礎(chǔ)自查

--物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?/p>

1.細(xì)胞的吸水和失水

(1)滲透作用發(fā)生的條件

①具有半透膜

②半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差

(2)動物細(xì)胞的吸水和失水

①細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜

②當(dāng)外界溶液濃度〈細(xì)胞質(zhì)濃度時，細(xì)胞吸水；當(dāng)外界溶液濃度〉細(xì)胞質(zhì)濃度時，細(xì)胞失水;

當(dāng)外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度時，水分進(jìn)出平衡

(3)植物細(xì)胞的吸水和失水

①原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、液泡膜及它們之間的細(xì)胞質(zhì)，具有伸縮性性，相當(dāng)于半透膜。

②當(dāng)外界溶液濃度〈細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞吸水；當(dāng)外界溶液濃度〉細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞失水;

當(dāng)外界溶液濃度=細(xì)胞液濃度時，水分進(jìn)出平衡。

(4)水分子是順相對含量度跨膜運輸?shù)?/p>

2.物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?/p>

1.(1)同種植物對不同離子吸收存在差異。

(2)不同植物對同一種離子吸收存在差異。

(3)人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞可以逆含量梯度從血液中吸收碘。

(4)不同微生物對不同礦物質(zhì)的吸收表現(xiàn)出較大的差異。

2.物質(zhì)跨膜運輸?shù)奶攸c

(1)水分子可以自由通過，一些需要的離子、小分子也可以通過，其他的離子、小分子和大

分子則不能通過。

(2)對物質(zhì)的吸收具有選擇性，原因在于細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜。

(3)物質(zhì)的跨膜運輸既有順濃度梯度的，也有逆濃度梯度的。

二、植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及其復(fù)原

1、(1)從細(xì)胞角度分析

①死細(xì)胞、動物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞不發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。

②具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。

③鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細(xì)胞，不適于用做質(zhì)壁分離的外界溶液。

(2)從溶液角度分析

①在一定濃度(溶質(zhì)不能透膜)的溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。

②在一定濃度(溶質(zhì)可透膜)的溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原。如甘油、尿素、乙二醇、

KNCh等。

③在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。

待測細(xì)胞+

鏡檢［發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原一活細(xì)胞

蔗糖溶液1不發(fā)生質(zhì)壁分離一死細(xì)胞

2.(1)

待測細(xì)胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液分別螫細(xì)胞

液濃度范圍等于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離

(2)的外界溶液的濃度范圍。

不同植物細(xì)胞+同一濃度的蔗糖溶液里算剛發(fā)生質(zhì)

壁分離時所需時間比較一＞判斷質(zhì)壁分離速度(或細(xì)

(3)胞液濃度)。

同一植物的成熟細(xì)胞+未知濃度的溶液遢棋剛剛發(fā)

生質(zhì)壁分離所需時間一＞比較所用時間長短一＞判斷

溶液濃度的大小(時間越短，未知溶液的濃度越大)。

(4)

成熟植物細(xì)胞+蔗糖溶液遢魚發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)

(5)象一-＞細(xì)胞壁伸縮性小于原生質(zhì)層伸縮性。

6

土口(只發(fā)生質(zhì)壁分離一溶質(zhì)不能通

不同

成熟植?儺檢過半透膜的溶液(如蔗糖)

+種a類.二

物細(xì)胞上質(zhì)壁分離后又自動復(fù)原f溶質(zhì)

溶液

I倏通過半透膜的溶液(如KNOJ

課堂深化探究

植物細(xì)胞與外界溶液形成滲

滲透作用模型

透系統(tǒng)

圖解

基本組半透膜兩側(cè)原生質(zhì)層——選擇透過性膜

成或條的溶液具有濃度差——細(xì)胞液與外界溶

件濃度差液之間

細(xì)胞液通過原生質(zhì)層與外界

原理水分子通過半透膜的擴(kuò)散作用

溶液之間發(fā)生滲透

水?dāng)U散

低濃度溶液一＞高濃度溶液

的方向

二:生物膜選擇透過性的分析

(1)植物細(xì)胞膜對無機(jī)鹽離子的吸收具有選擇性。

⑵番茄好，番茄吸收Ca2+多，水稻吸收Ca2+少。

(3)不同說明植物吸收離子和吸收水是兩個不同的過程。

三成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，細(xì)胞液具有一定的濃度，能夠滲透失

水和吸水。

2.30%的蔗糖溶液逐漸變小(紫色加深)逐漸分離逐漸變大逐漸貼近細(xì)胞壁

原生質(zhì)層伸縮性大

3.(1)內(nèi)因

細(xì)胞壁伸縮性小

(2)外因：外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度。

‘宏觀：堅挺一萎蕉

［液泡：大一小

表現(xiàn)《

4■微觀彳細(xì)胞液顏色：淺一深

、〔原生質(zhì)層：與細(xì)胞壁分離

對應(yīng)訓(xùn)練

1.解析：能發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞為活的成熟的高等植物的體細(xì)胞，①是死細(xì)胞，④是人的

細(xì)胞，沒有細(xì)胞壁，⑤用鹽酸解離會殺死細(xì)胞，⑥沒有大的液泡，這些細(xì)胞都不能發(fā)生質(zhì)壁

分離。②和③都是活的成熟的高等植物細(xì)胞，可以發(fā)生質(zhì)壁分離。

答案：D

2.解析：半透膜具有一定的選擇透過性，水分子可以通過，而蔗糖分子不能透過，通過滲

透作用，甲槽內(nèi)水

的體積減小。

答案：A

3.解析：細(xì)胞需要的小分子物質(zhì)和離子可通過選擇透過性的細(xì)胞膜，而細(xì)胞不需要的小分

子物質(zhì)和離子以及大分子物質(zhì)則不能通過細(xì)胞膜。

答案：C

4.解析：植物細(xì)胞質(zhì)壁分離實驗中，由于蔗糖溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水，又因

為原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性，所以可觀察到紫色洋蔥表皮細(xì)胞的中央液泡逐漸

縮小。細(xì)胞膜和液泡膜是選擇透過性膜，細(xì)胞液的溶質(zhì)不能透出細(xì)胞。如果洋蔥表皮細(xì)胞失

活，原生質(zhì)層失去選擇透過性，細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離。

答案：A

5.解析：由圖乙可知圖甲滲透裝置內(nèi)部溶液濃度高于外部溶液濃度，所以①小于②。原生

質(zhì)層包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、液泡膜，相當(dāng)于一層半透膜。載體蛋白的存在使得原生質(zhì)層具有

選擇透過性。細(xì)胞外液濃度高于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離。植物細(xì)胞可以吸收

Na+、C「使細(xì)胞液濃度升高，所以根毛細(xì)胞放在5%的NaCl溶液中，會發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)

原。

答案：（1）具有半透膜膜兩側(cè)溶液具有濃度差

（2）小于（3）原生質(zhì)層③

（4）選擇透過載體（蛋白質(zhì)）

（5）發(fā)生質(zhì)壁分離先質(zhì)壁分離后復(fù)原

（6）土壤溶液的濃度大于根毛細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞不能正常吸水

實驗探究

解析：（1）②中鹽酸處理后細(xì)胞死亡，④中紅細(xì)胞吸水破裂血紅蛋白才能釋放出來。（2）滴加

含有伊紅的蔗糖溶液后，A處為紅色，B處仍為綠色，因為伊紅為植物細(xì)胞不吸收的紅色染

料。（3）要觀察清楚無色的部分，需使視野稍暗些，可改變光圈大小和調(diào)節(jié)反光鏡（或調(diào)節(jié)電

光源亮度）。在高溫下如果A處為綠色，則可能是高溫使細(xì)胞膜、葉綠體膜失去選擇透過性,

葉綠素等色素進(jìn)入了A處。

答案：（1）①③（2）①無色、綠色②紅色、綠色③改變光圈大小調(diào)節(jié)反光鏡（電光源亮

度）高溫下細(xì)胞膜、葉綠體膜失去選擇透過性，葉綠素等色素進(jìn)入A處

限時訓(xùn)練

題組一細(xì)胞吸水和失水

1.解析：滲透作用是水分子通過半透膜的擴(kuò)散，當(dāng)溶液甲的濃度=細(xì)胞液乙的濃度時，水

分子仍進(jìn)行擴(kuò)散，只是水分進(jìn)出平衡。

答案：D

2.解析：乙未出現(xiàn)質(zhì)壁分離，丙質(zhì)壁分離現(xiàn)象最明顯，所以實驗前，乙的細(xì)胞液濃度最高，

丙最低，即乙＞甲＞丙。實驗后，形態(tài)不再變化，則甲、丙的細(xì)胞液濃度與蔗糖溶液濃度相

同，乙的細(xì)胞液濃度之蔗糖溶液濃度，所以乙之甲=丙。

答案：B

3.解析：從題中信息可知，該植物對小分子物質(zhì)M的吸收速率不隨細(xì)胞外液的濃度變化而

變化，也就是說細(xì)胞吸收M的速率受到某種條件的限制，這種條件應(yīng)該是固定不變的，應(yīng)

是由遺傳物質(zhì)決定的載體蛋白，其數(shù)量和種類決定了吸收物質(zhì)的種類和速率。

答案：C

題組二質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原

4.解析：浸泡在30%的蔗糖溶液中，存在著濃度差，在操作步驟完全正確的情況下，細(xì)

胞沒有出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象可能的原因有：一是死細(xì)胞；二是動物細(xì)胞或去除了細(xì)胞壁的植物

細(xì)胞；三是沒有大液泡的非成熟區(qū)的細(xì)胞，如根尖分生區(qū)的細(xì)胞。

答案：D

5.解析：質(zhì)壁分離與水分的散失有關(guān)，水分的散失與液泡有關(guān)。質(zhì)壁分離的自動復(fù)原與細(xì)

胞吸收K+和NO9有關(guān)，細(xì)胞吸收K+是主動運輸過程，需要消耗能量，故該過程與線粒體

有關(guān)。

答案：B

6.解析：該實驗屬于自身對照實驗。所謂自身對照是指對照組和實驗組在同一研究對象上

進(jìn)行，是實驗前后之間的對照。步驟D在質(zhì)壁分離實驗中屬于實驗組；在質(zhì)壁分離復(fù)原實

驗中屬于對照組。

答案：A

題組三生物膜功能特性

7.解析：由表中每一列數(shù)據(jù)分析可知，不同植物對同種離子的需要量及同一植物對不同離

子的需要量不同，水稻吸收的SiO/多，對Ca2+、Mg2+吸收少，而番茄吸收的Ca2+和Mg?

+較多，對SiO「吸收量少。這體現(xiàn)了植物對無機(jī)鹽離子的吸收具有選擇性，其原因在于不

同植物根尖細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量是不同的。選項D所表述的內(nèi)容不能從表中數(shù)據(jù)得

出。

答案：D

8.ABD［細(xì)胞膜等生物膜具有選擇透過性，細(xì)胞需要的小分子、離子可以通過細(xì)胞膜，而

細(xì)胞不需要的小分子、離子和大分子則不能通過細(xì)胞膜。］

9.A［本題考查植物細(xì)胞吸收水分和無機(jī)鹽的關(guān)系，以及理解應(yīng)用能力、數(shù)據(jù)分析與判斷

能力等。從表中可以看出：水沒有減少，而礦質(zhì)離子不同程度的減少，所以吸收水和吸收礦

質(zhì)離子是兩個相對獨立的過程，且不同礦質(zhì)離子的吸收不成比例。表中不能看出根尖對礦質(zhì)

離子的吸收是主動運輸方式，以及是否受溫度的影響。］

題組四應(yīng)用提升

10.解析（1）可根據(jù)示意圖直接回答；（2）由于圖中是原生質(zhì)層已與細(xì)胞壁分離，表明該細(xì)

胞已失水；由于細(xì)胞吸水和吸收礦質(zhì)離子是兩個相對獨立的過程，故該細(xì)胞不能吸水，但可

以吸收礦質(zhì)離子；（3）這是教材中的質(zhì)壁分離的延伸，特別提醒的是，將植物細(xì)胞置于適宜

的硝酸鉀溶液中，細(xì)胞先發(fā)生質(zhì)壁分離，后又自動復(fù)原，原因是細(xì)胞主動地選擇吸收K+、

NO。提高了細(xì)胞液的濃度，致使細(xì)胞又吸收水分，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。

11.解析：（1）由題干和圖示知：培養(yǎng)液中葡萄糖和氨基酸的含量隨培養(yǎng)時間的延長而減少，

而尿素含量則增加，因原培養(yǎng)液中無尿素，根據(jù)葡萄糖、氨基酸和尿素的化學(xué)元素組成特點

可知：尿素為氨基酸的代謝產(chǎn)物。（2）氨基酸在細(xì)胞內(nèi)主要用于合成蛋白質(zhì)，葡萄糖則主要

作為能源物質(zhì)，通過氧化分解為細(xì)胞提供能量。（3）正常情況下，因肝細(xì)胞膜通透性功能正

常，所以轉(zhuǎn)氨酶不會排出胞外，若肝細(xì)胞發(fā)生病變，其細(xì)胞膜通透功能異常時，轉(zhuǎn)氨酶就會

排出胞外。（4）細(xì)胞膜對物質(zhì)的轉(zhuǎn)運具有選擇透過性。

答案：（1）降低增加細(xì)胞代謝（代謝）

（2）作為蛋白質(zhì)合成的原料呼吸（分解）能量（ATP）

（3）肝細(xì)胞膜受損（或細(xì)胞裂解）

高考真題體驗

1.（1）磷脂雙分子層

（2）翻譯迅速增大

⑶明顯降低抑制部分恢復(fù)空間結(jié)構(gòu)

（4）受體重吸收

⑸蛋白A是水通道蛋白

解析：

（1）考察生物膜的結(jié)構(gòu)和自由擴(kuò)散，自由擴(kuò)散不需要載體蛋白的協(xié)助，所以水穿過膜，就

是穿越了磷脂雙分子層。

（2）考察翻譯和水分進(jìn)出細(xì)胞，mRNA是翻譯的模板。根據(jù)實驗II可知，蛋白A可以提高

水的通透速率，因此細(xì)胞在低滲溶液會吸水而膨脹。

（3）考察實驗分析能力，從實驗結(jié)果可知：與II組細(xì)胞相比，III組細(xì)胞對水的通透性降低，

說明HgC12對蛋白A的功能有抑制作用；與III組細(xì)胞相比,IV組細(xì)胞對水的通透性升高,

但是沒有恢復(fù)到II組的水平，說明試劑M能夠使蛋白A的功能部分恢復(fù)，最終可以推測

HgC12沒有改變蛋白A的氨基酸序列，而是破壞了蛋白A的空間結(jié)構(gòu)。

（4）考察水鹽平衡調(diào)節(jié)，見答案。

（5）考察實驗分析能力，從實驗結(jié)果可知，蛋白A可以提高水通透速率，意味著蛋白A是

水通道蛋白。

2.【答案】C

【思路點撥】可通過肝細(xì)胞內(nèi)外各物質(zhì)的濃度的關(guān)系來迅速作出判斷，K+逆濃度從細(xì)胞外

進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)部，其跨膜運輸?shù)姆绞綖橹鲃舆\輸。

3.解析考查物質(zhì)運輸方式及濃度差。甲組在完全培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，與質(zhì)量濃度

為0.3g/mL的蔗糖溶液濃度差沒有乙組和蔗糖溶液的濃度差大，所以甲組水分滲出量比乙

組細(xì)胞低。比。的運出方式是被動運輸里的自由擴(kuò)散。

答案C

4.解析根據(jù)圖1可知，漏斗內(nèi)糖水的濃度高于燒杯中的水，因此，一定時間內(nèi)，燒杯中

的水將大量滲透到漏斗中而使其液面升高，但當(dāng)液面差達(dá)到一定高度時，由于濃度差和壓力

差的綜合作用使液面不再升高。

答案A

5.解析本題考查物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞降姆治雠c坐標(biāo)曲線的綜合。分析坐標(biāo)曲線可以看出，

a為自由擴(kuò)散，b為協(xié)助擴(kuò)散（或主動運輸）。脂溶性小分子物質(zhì)通過自由擴(kuò)散（即方式a）運輸