第三單元細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出半透膜：一些物質(zhì)（一般是水分子物質(zhì)）能透過(guò)，而另一些物質(zhì)不能透過(guò)的多孔性薄膜。滲透系統(tǒng)裝置思考？滲透作用水分子（或其他溶劑分子）透過(guò)半透膜的擴(kuò)散，稱為滲透作用1、如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管內(nèi)的液面還會(huì)升高嗎？2、如果燒杯中的不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會(huì)怎樣？探究植物細(xì)胞的吸水和失水問(wèn)題

想一想：用鹽腌蘿卜時(shí)會(huì)有水滲出，同時(shí)蘿卜的體積會(huì)減少。（細(xì)胞失水）

置于空氣中剛剛萎蔫的白菜葉片置于清水中又變得硬挺。（細(xì)胞吸水）實(shí)驗(yàn)原理：成熟植物細(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。原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？[案例：示探究的一般過(guò)程]1、提出問(wèn)題原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜2、作出假設(shè)：理由是：植物細(xì)胞膜和液泡膜都是生物膜，（P49）他們具有與紅細(xì)胞的細(xì)胞膜基本相同的化學(xué)組成能夠和結(jié)構(gòu)。上述的事例與紅細(xì)胞的失水和吸水很相似。原生質(zhì)層是細(xì)胞層次的結(jié)構(gòu)，要觀察它，我們必須借助于什么工具？初中我們就接觸過(guò)顯微鏡；那么我們應(yīng)該選用什么樣的實(shí)驗(yàn)材料才能使實(shí)驗(yàn)成功呢？

液泡和細(xì)胞體積、大小的變化3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（詳見(jiàn)P62“參考案例”）將成熟的活的植物細(xì)胞浸潤(rùn)在較高濃度和低濃度蔗糖溶液中，觀察細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變化；再浸潤(rùn)在清水中，觀察其形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。

4、預(yù)期實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：由于原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，水分子可以自由通過(guò)，而蔗糖分子則不能通過(guò)，因此在蔗糖溶液中，植物細(xì)胞的中央液泡會(huì)縮小，細(xì)胞皺縮；在清水中植物細(xì)胞的液泡又會(huì)變大，細(xì)胞膨脹。5、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：按“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”方案操作

6、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（分析結(jié)果，得出結(jié)論）

細(xì)胞大小蔗糖溶液清水變小逐漸恢復(fù)原來(lái)大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來(lái)位置原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁基本不變基本不變中央液泡大小原生質(zhì)層的位置7、分析結(jié)果，得出結(jié)論：蔗糖溶液處理→質(zhì)壁分離↘

原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜

↗清水處理→質(zhì)壁分離復(fù)原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1.組成比較滲透作用模型植物細(xì)胞與外界溶液形成滲透系統(tǒng)基本組成或條件半透膜濃度差原生質(zhì)層——選擇透過(guò)性膜濃度差——細(xì)胞液與外界溶液之間原理水分子(或其他溶劑分子)以擴(kuò)散作用通過(guò)半透膜細(xì)胞液通過(guò)原生質(zhì)層與外界溶液之間發(fā)生滲透水分子擴(kuò)散的方向低濃度溶液→高濃度溶液2.滲透作用原理的應(yīng)用(1)比較不同溶液濃度大小漏斗內(nèi)燒杯內(nèi)溶液濃度MN現(xiàn)象及結(jié)論①若漏斗內(nèi)液面上升，則M＞N②若漏斗內(nèi)液面不變，則M＝N③若漏斗內(nèi)液面下降，則M＜N(2)驗(yàn)證滲透作用發(fā)生的條件①具有半透膜：②具有濃度差：(3)探究物質(zhì)能否通過(guò)半透膜(以碘和淀粉為例)燒杯內(nèi)盛淀粉溶液漏斗內(nèi)盛碘液結(jié)論變藍(lán)不變藍(lán)碘能通過(guò)半透膜，而淀粉不能不變藍(lán)變藍(lán)淀粉能通過(guò)半透膜，而碘不能變藍(lán)變藍(lán)淀粉和碘都能通過(guò)半透膜不變藍(lán)不變藍(lán)淀粉和碘都不能通過(guò)半透膜①滲透系統(tǒng)適用于比較溶質(zhì)不能透過(guò)半透膜的溶液濃度的

大小。②兩溶液中的水分子進(jìn)行雙向運(yùn)動(dòng)，我們只是觀測(cè)出由水

分子雙向運(yùn)動(dòng)的差異所導(dǎo)致的液面改變。平衡后水分子雙向流動(dòng)的速度一樣。③溶液濃度指摩爾濃度而非質(zhì)量濃度，如10%葡萄糖溶液和

10%蔗糖溶液的質(zhì)量濃度相同，但10%蔗糖溶液的摩爾濃

度小，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移動(dòng)。④在滲透裝置達(dá)到滲透平衡后，只要存在液面差Δh，則原

高濃度溶液的濃度仍大于原低濃度溶液的濃度。1.如圖為滲透作用實(shí)驗(yàn)，開(kāi)始時(shí)如圖(一)，A代表清水，B、C

代表蔗糖溶液，過(guò)一段時(shí)間后結(jié)果如圖(二)，漏斗管內(nèi)液

面不再變化，H1、H2表示漏斗管內(nèi)液面與清水的液面差。

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (

)A.圖(二)中B的濃度等于C的濃度B.圖(一)中B的濃度大于C的濃度C.圖(一)A中水分子擴(kuò)散到B的速度大于A中水分子擴(kuò)散到C的

速度D.圖(二)A中水分子擴(kuò)散到B的速度等于B中水分子擴(kuò)散到A的

速度A解析：圖(二)漏斗中的液面不再變化，處于平衡狀態(tài)，H1高于H2，所以B的濃度大于C的濃度，而圖(一)B、C溶液體積相同，而從圖(二)可知，B吸收水比C多，但濃度依然比C大，所以推知圖(一)中B的濃度大于C的濃度。答案：A2.

在觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)

原的過(guò)程中，某同學(xué)在視野中看

到生活著的洋蔥表皮細(xì)胞正處于

如圖所示狀態(tài)，a、b表示該部位

溶液的濃度，由此可以推測(cè)(

)A.可能a＞b，細(xì)胞滲透吸水

B.a＝b，滲透系統(tǒng)保持動(dòng)態(tài)平衡

C.a＜b，細(xì)胞滲透失水

D.上述三種情況都可能存在

D解析：本題是一個(gè)固定的圖，不能確定原生質(zhì)體是在膨脹還是在萎縮還是保持這種狀態(tài)，所以選D。答案：D1.選擇性吸收的原因分析

(1)內(nèi)因——遺傳因素不同生物DNA不同―→載體（蛋白質(zhì)）

―→

選擇性吸收種類差異性數(shù)目差異性①植物吸收的離子的種類和數(shù)量與溶

液中離子的種類和數(shù)量不成比例②植物對(duì)同一種鹽的陰陽(yáng)離子的吸收存在差異(2)外因——影響呼吸的生態(tài)因素

―→呼吸作用―→ATP的生成―→主動(dòng)運(yùn)輸土壤中的O2含量

溫度―→呼吸酶的活性2.根對(duì)離子吸收的曲線模型(1)氧分壓與根吸收離子速率的關(guān)系①AB段表示在一定范圍內(nèi)，根吸

收離子的速率隨氧分壓的升高而

加快。②BC段表示當(dāng)氧分壓增大到一定值時(shí)，根吸收離子的速

率不再隨氧分壓升高而加快，這是由于根吸收離子還與

根細(xì)胞膜上載體的數(shù)量有關(guān)。(2)根吸收離子與溶液中離子濃度的關(guān)系①曲線AB段表示在一定離子濃度范圍

內(nèi)，根吸收離子的速率隨離子濃度的

增大而加快。(載體沒(méi)有全部用上)②曲線BC段表示當(dāng)離子濃度增大到一定數(shù)值時(shí)，根的吸

收速率不再增加，這是由根細(xì)胞膜上載體的數(shù)量決定的。（載體全部參與運(yùn)輸）③曲線CD段表示當(dāng)離子濃度過(guò)高時(shí)，將會(huì)使根細(xì)胞失水，

從而影響根細(xì)胞正常的代謝活動(dòng)，使離子吸收速率下降。3.植物對(duì)水分和離子吸收的關(guān)系相對(duì)獨(dú)立(1)區(qū)別比較項(xiàng)目水分的吸收與運(yùn)輸離子的吸收過(guò)程主要通過(guò)滲透作用完成通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸完成動(dòng)力濃度差，蒸騰作用，不消耗ATP根細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP條件①必須具有滲透系統(tǒng)(半透膜兩側(cè)溶液存在濃度差)②以蒸騰作用為動(dòng)力①由根細(xì)胞提供運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力②具備載體比較項(xiàng)目水分的吸收與運(yùn)輸離子的吸收方向水分從溶液濃度低的一側(cè)向高的一側(cè)滲透離子從土壤吸收進(jìn)入植物體影響因素①細(xì)胞液與外界溶液的濃度差②蒸騰作用的強(qiáng)度①土壤含氧量②土壤溫度③細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量選擇性無(wú)有(2)聯(lián)系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(duì)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(yùn)輸，蒸騰作用在促進(jìn)水分運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)也促進(jìn)礦質(zhì)元素離子的運(yùn)輸。故它們的運(yùn)輸途徑相同，都是從根毛→導(dǎo)管→胞間連絲→各細(xì)胞，并且吸收的主要部位都是根的成熟區(qū)。3.(2010·成都質(zhì)檢)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，

72小時(shí)后原培養(yǎng)液中部分離子濃度發(fā)生了如下表的變化(表

中數(shù)據(jù)為72小時(shí)后溶液中部分離子濃度占實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的百

分比)。分析下表不能得出的結(jié)論是 (

).K＋Mg2＋Ca2＋SiO水稻17.010511719.5番茄19.18559.6118A.不同植物對(duì)離子的需要量是不同的B.與番茄相比，水稻對(duì)SiO需要量大，對(duì)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(duì)各種離子的吸收速率與溶液中離子的濃度有關(guān)2－42－4D解析：植物因其根細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量不同，而表現(xiàn)出對(duì)礦質(zhì)離子吸收的選擇性，這種吸收的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，對(duì)離子吸收速率與溶液中相應(yīng)離子的濃度無(wú)關(guān)。答案：D已知魚(yú)鰾是一種半透膜。若向魚(yú)鰾內(nèi)注入適量的20%蔗糖溶液、排出魚(yú)鰾內(nèi)的空氣，扎緊開(kāi)口，將其浸沒(méi)在盛有10%蔗糖溶液的燒杯中，下列能正確表示燒杯內(nèi)蔗糖溶液濃度隨時(shí)間變化趨勢(shì)的示意圖是 (

)B[解析]

魚(yú)鰾內(nèi)盛有20%的蔗糖溶液，而魚(yú)鰾外是10%的蔗糖溶液，依據(jù)滲透作用原理，水分子總的滲透方向表現(xiàn)為從鰾外低濃度溶液向鰾內(nèi)高濃度溶液，故導(dǎo)致鰾外濃度升高，一段時(shí)間后，達(dá)到平衡。[答案]

B植物細(xì)胞吸水和失水原理的應(yīng)用(1)對(duì)農(nóng)作物合理灌溉，既滿足作物對(duì)水分的需要，又降低了

土壤溶液的濃度，促進(jìn)作物對(duì)水分的吸收。(2)鹽堿地中植物更易缺水或不易存活；一次施肥過(guò)多，會(huì)造

成“燒苗”現(xiàn)象。這是因?yàn)橥寥廊芤簼舛冗^(guò)高，甚至超過(guò)

根細(xì)胞液濃度，導(dǎo)致根不易吸水或因失水而造成“燒苗”

現(xiàn)象。(3)農(nóng)民在移栽白菜時(shí)往往去掉一些大葉片，是因?yàn)閯傇缘陌?/p>

菜的根不能很快地從土壤中吸水，去掉幾片大葉片可以減

少因葉的蒸騰作用而造成的水分散失，避免造成剛栽的白

菜體內(nèi)失水過(guò)多死亡，從而提高成活率。(4)糖漬、鹽漬食品(如鹽漬新鮮魚(yú)、肉)不變質(zhì)是因?yàn)樵谑称?/p>

的外面形成很高濃度的溶液，使微生物(如細(xì)菌)不能在上

面生存、繁殖，所以能較長(zhǎng)時(shí)間地保存。(5)用濃度較高的糖或鹽溶液腌制食品，細(xì)胞大量失水死亡，

細(xì)胞膜失去選擇透過(guò)性，糖或Na＋、Cl－大量進(jìn)入死細(xì)胞，

使腌制食品具有甜味或咸味。下圖中正確表示水稻呼吸強(qiáng)度與K＋吸收量關(guān)系的是(

)C[解析]

水稻吸收K＋的方式為主動(dòng)運(yùn)輸，在此過(guò)程中，要消耗能量(由呼吸作用提供)，還需要水稻根細(xì)胞膜上載體的協(xié)助。因此在一定范圍內(nèi)K＋吸收量隨呼吸強(qiáng)度的增加而增加，但K＋吸收量達(dá)到一定值后就不再隨呼吸強(qiáng)度的增加而變化了，這時(shí)的限制因素是膜上載體的數(shù)量，當(dāng)運(yùn)載K＋的載體飽和時(shí)，K＋的吸收量便不再增加了。[答案]

C某實(shí)驗(yàn)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(shí)間后，檢測(cè)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(qǐng)回答問(wèn)題。(1)由圖可知，隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，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(méi)有尿素，推測(cè)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(guò)

作用，為細(xì)胞提供

。減少增加細(xì)胞代謝合成蛋白質(zhì)呼吸能量(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(huì)排出胞外，若在細(xì)胞培養(yǎng)液中檢測(cè)到該類酶，可能的原因是

。

(4)由(1)和(3)可初步判斷，細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)具有

的特性。肝細(xì)胞發(fā)生病變（肝細(xì)胞膜受損）選擇透過(guò)性[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(shí)間的延長(zhǎng)而減少，而尿素含量則增加，因原培養(yǎng)液中無(wú)尿素，根據(jù)葡萄糖、氨基酸和尿素的化學(xué)元素組成特點(diǎn)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(guò)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(huì)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(shí)，轉(zhuǎn)氨酶就會(huì)排出胞外。[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)(4)選擇透過(guò)(選擇通透)本講實(shí)驗(yàn)植物細(xì)胞的吸水和失水——質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原(1)成熟植物細(xì)胞的原生質(zhì)層具有選擇透過(guò)性，細(xì)胞壁和原

生質(zhì)層具有一定伸縮性，但原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁。(2)細(xì)胞液濃度＜外界溶液濃度→細(xì)胞液中水分經(jīng)原生質(zhì)層進(jìn)

入外界溶液→質(zhì)壁分離。(3)質(zhì)壁分離細(xì)胞的細(xì)胞液濃度＞外界溶液濃度→外界溶液中

的水分經(jīng)原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞液→質(zhì)壁復(fù)原。(1)選材①最常用的實(shí)驗(yàn)材料是紫色洋蔥鱗片葉，它的外表皮細(xì)胞

的液泡較大，細(xì)胞液中有紫色的花青素，在顯微鏡下，紫

色大液泡十分明顯，能方便地觀察到質(zhì)壁分離及其復(fù)原的

過(guò)程。若無(wú)紫色洋蔥，可用葫蘆蘚或其他蘚類植物的葉片

代替。蘚類植物的葉片僅一層細(xì)胞且每個(gè)葉細(xì)胞內(nèi)含多個(gè)

葉綠體。②選擇材料必須都是活細(xì)胞，否則將不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)壁分離及其復(fù)原現(xiàn)象，因?yàn)橹挥谢罴?xì)胞的原生質(zhì)層才具有選擇透過(guò)性。(2)試劑選擇①使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的試劑不只一種，只要不傷害細(xì)胞

即可。常用的試劑有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的食鹽溶液和質(zhì)量分

數(shù)為0.3g/mL的蔗糖溶液。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的食鹽溶液做

分離試劑，細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的速度較快，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)

為0.3g/mL的蔗糖溶液做分離試劑，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離和

復(fù)原的速度較緩慢，但便于觀察變化過(guò)程。②使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%的尿素溶液或甘油或質(zhì)量濃度為0.1g/mL的硝酸鉀溶液可使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但之后會(huì)自動(dòng)復(fù)原。原因是這些溶液中的溶質(zhì)也能通過(guò)細(xì)胞膜，只是比水的速度慢。③試劑濃度影響細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的速度，試劑濃度越高，發(fā)生質(zhì)壁分離的速度越快。但試劑濃度過(guò)高，細(xì)胞會(huì)因過(guò)度失水而死亡，無(wú)法復(fù)原。(3)觀察本實(shí)驗(yàn)要求用低倍鏡觀察，在顯微鏡載物臺(tái)上進(jìn)行引流換

液操作時(shí)，除按顯微鏡操作注意事項(xiàng)進(jìn)行操作外，還要細(xì)

心，不要一次滴液太多，避免糖液溢至蓋玻片上，污染物

鏡鏡頭。在觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象時(shí)，要在顯微鏡下找到處于

鱗片葉外表皮邊緣的細(xì)胞，因?yàn)檫@里的細(xì)胞最先接觸蔗糖

溶液，因而也會(huì)先出現(xiàn)質(zhì)壁分離。同理，觀察質(zhì)壁分離復(fù)

原時(shí)，也應(yīng)如此。①在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)質(zhì)壁分離現(xiàn)象出現(xiàn)后，觀察時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，

以免細(xì)胞因長(zhǎng)期處于失水狀態(tài)而死亡，影響質(zhì)壁分離復(fù)原

現(xiàn)象的觀察。②不選動(dòng)物細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)閯?dòng)物細(xì)胞無(wú)細(xì)胞壁，不會(huì)

在失水時(shí)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。③本實(shí)驗(yàn)所用的方法為引流法，采用了自身對(duì)照(前測(cè)和后

測(cè))。④當(dāng)以可吸收的物質(zhì)做溶質(zhì)時(shí)(如甘油、尿素、KNO3、聚乙

二醇等)，可出現(xiàn)質(zhì)壁分離及自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象。⑤分離時(shí)，原生質(zhì)層的外界面是細(xì)胞膜。(2009·江蘇高考)回答下列與細(xì)胞有關(guān)的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。(1)下列4項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，需保持細(xì)胞生理活性的有

(填序

號(hào))。①觀察葉綠體和原生質(zhì)的流動(dòng)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①③(2)按下面步驟進(jìn)行質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)。步驟一：在潔凈的載玻片中央加一滴清水，取一片蘚類

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

下面的蘚類小葉浸潤(rùn)在0.3g/mL的蔗糖溶液中。