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1、2022年高中生物 第4章 第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)例典例精析 新人教版必修1
滲透作用
【例1】 將紅色水蘿卜的塊根切成小塊放入清水中,水的顏色無明顯變化,若進(jìn)行加熱,隨著水溫的升高,水的顏色逐漸變紅,其原因是( )
A.細(xì)胞壁在加溫中受到破壞
B.水溫升高,花青素的溶解度加大
C.加溫使細(xì)胞膜等生物膜失去了選擇透過性
D.加溫使水中化學(xué)物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)
解析:紅色水蘿卜的色素分子存在于液泡中,在膜具有活性的情況下,色素分子不能通過液泡膜和細(xì)胞膜。因此,將紅色水蘿卜的塊根切成小塊放入清水中,水的顏色無明顯變化。若進(jìn)行加溫,隨著水溫的升高,細(xì)胞膜、液泡膜將失去選擇透過性,色素分子
2、通過液泡膜、細(xì)胞膜進(jìn)入水中,使水的顏色變紅。
答案:C
點(diǎn)撥:滲透作用的進(jìn)行需要兩個(gè)基本條件——半透膜及膜兩側(cè)的濃度差,本題中活的生物膜具有選擇透過性,大分子物質(zhì)不能通過,但加熱會導(dǎo)致生物膜失去選擇性,滲透系統(tǒng)失去半透膜,大分子物質(zhì)滲出細(xì)胞外。
變式拓展1 一個(gè)U形管中裝有兩種不同的溶液R和S,并被半透膜(X)隔開。與S相比,R溶液濃度較低,如圖4-1-7中所示陰影的深、淺分別代表濃度的高、低。當(dāng)U形管內(nèi)達(dá)到平衡時(shí),溶液表面與濃度的關(guān)系是( )
A.右側(cè)較高,兩溶液濃度相等
B.右側(cè)較高,且右側(cè)濃度較高
C.左側(cè)較高,且右側(cè)濃度較低
D.兩側(cè)高度相等,濃度相等
變式拓展2 小
3、明用玻璃槽、飽和蔗糖溶液和清水做成如圖4-1-8所示的實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)行生物膜透性的模擬實(shí)驗(yàn)。甲、乙兩槽間的隔板的中央圓圈為玻璃紙,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(shí)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
質(zhì)壁分離及其應(yīng)用
【例2】 將新鮮的苔蘚植物葉片放入加有少量紅墨水的質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中,在顯微鏡下觀察,會看到細(xì)胞狀態(tài)如圖4-1-9所示。此時(shí),部位①和②的顏色分別是( )
A.①無色、②綠色 B.①紅色、②綠色
C.①紅色、②無色 D.①
4、紅色、②紅色
解析:①為原生質(zhì)層和細(xì)胞
壁之間的空隙,因細(xì)胞壁具有全透性,因此充滿的是外界溶液,即紅墨水,顏色為紅色。②為原生質(zhì)層,具有選擇透過性,紅墨水不能透過;原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、液泡膜和兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞質(zhì)中有葉綠體,因此②為綠色。
答案:B
點(diǎn)撥:植物細(xì)胞的原生質(zhì)層是半透膜,紅墨水不能透過,葉片的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含有很多葉綠體,因此②呈現(xiàn)的顏色是綠色。
變式拓展3 在用洋蔥鱗片葉表皮制備“觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)”的臨時(shí)裝片時(shí),觀察細(xì)胞的變化。下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)果的敘述中,正確的是( )
A.將裝片在酒精燈上加熱后,再觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象
B.在蓋玻片一側(cè)滴入清水,細(xì)胞
5、吸水膨脹但不會破裂
C.用不同濃度的硝酸鉀溶液處理細(xì)胞后,均能觀察到質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象
D.當(dāng)質(zhì)壁分離不能復(fù)原時(shí),細(xì)胞仍具正常的生理功能
變式拓展4 假設(shè)三個(gè)細(xì)胞液濃度不同的細(xì)胞,放在某濃度的蔗糖溶液中出現(xiàn)如圖4-1-10所示狀態(tài),你認(rèn)為這三個(gè)細(xì)胞在未發(fā)生上述情況之前,其細(xì)胞液濃度的大小關(guān)系是( )
A.a(chǎn)>b>c B.a(chǎn)<b<c
C.b>a>c D.b<a<c
植物細(xì)胞吸水與吸收礦質(zhì)元素的關(guān)系
【例3】 用相同的培養(yǎng)液分別培養(yǎng)植物甲和植物乙幼苗,一段時(shí)間后分別測定培養(yǎng)液中各種成分的百分含量,并與原培養(yǎng)液(各成分相對含量為100%)中相應(yīng)成分作比
6、較,結(jié)果如圖4-1-11所示。下列有關(guān)敘述中,錯(cuò)誤的是(注:離子運(yùn)輸需要細(xì)胞膜上的載體蛋白)( )
A.不同種植物對同種離子的吸收量不同
B.同一種植物對不同離子的吸收量不同
C.植物甲對水分和Mg2+的吸收量不成比例,吸收水的量大于吸收Mg2+的量
D.植物乙根細(xì)胞膜上SiO的載體比植物甲根細(xì)胞膜上Mg2+的載體多
錯(cuò)解
C 錯(cuò)誤的原因是將離子成分變化柱形圖認(rèn)為是兩種植物對不同離子的不同吸收量,認(rèn)為甲植物吸收的Mg2+比乙植物多,SiO的吸收量比乙少,認(rèn)為吸收的成分越多,則相應(yīng)的蛋白載體越多,從而作出錯(cuò)誤的判斷。
正解
D 用培養(yǎng)液培養(yǎng)植物一段時(shí)間后,培養(yǎng)液與原培養(yǎng)液相
7、應(yīng)成分百分含量的變化,甲植物培養(yǎng)液中Mg2+大于100%,說明甲植物細(xì)胞對培養(yǎng)液中水的吸收量大于對Mg2+的吸收量。
悟區(qū):植物吸收水分和吸收礦質(zhì)元素是兩個(gè)相對獨(dú)立的過程,雖然離子溶解在水中被吸收,但二者吸收的原理、過程、動力等都是不相同的。
變式拓展5 下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)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.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(yùn)輸?shù)倪^程
【變式拓展】
1.B 解析:“與S相比,R溶液濃度較低”,則可導(dǎo)致水分子更多
8、地由R側(cè)經(jīng)半透膜滲透進(jìn)入S側(cè),從而造成S側(cè)液面升高,但達(dá)到滲透平衡時(shí),濃度原本較高的S側(cè),其濃度仍舊高于R側(cè),故B項(xiàng)符合題意。
2.A 解析:水分子可以通過半透膜,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。故選A項(xiàng)。
3.B 解析:觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)時(shí),植物細(xì)胞始終處于生活狀態(tài),若將裝片在酒精燈上加熱后,細(xì)胞會死亡,細(xì)胞原生質(zhì)層因此而喪失選擇透過性功能,將無法觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象;用不同濃度的硝酸鉀溶液處理細(xì)胞后,只有大于細(xì)胞液濃度的溶液才有可能使細(xì)胞失水,出現(xiàn)質(zhì)壁分離及自動復(fù)原現(xiàn)象,而等于或小于細(xì)胞液濃度的溶液則不能使其發(fā)生質(zhì)壁分離;若細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離不能復(fù)原時(shí),說明細(xì)胞
9、過度失水已死亡,細(xì)胞的正常生理功能已完全喪失。A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。由于植物細(xì)胞外面有細(xì)胞壁的保護(hù),所以當(dāng)植物細(xì)胞浸在清水中時(shí),不會像動物細(xì)胞一樣由于吸水過多而膨脹破裂。故選B項(xiàng)。
4.A 解析:當(dāng)細(xì)胞液濃度等于外界溶液濃度時(shí),通過滲透作用進(jìn)出細(xì)胞的水分達(dá)到動態(tài)平衡,細(xì)胞形態(tài)基本不變(題圖a);當(dāng)細(xì)胞液濃度低于外界溶液濃度時(shí),細(xì)胞通過滲透作用失水,液泡和原生質(zhì)層逐漸縮小,出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象(題圖b、c)。細(xì)胞失水越多,液泡和原生質(zhì)層的體積越小,其實(shí)驗(yàn)前細(xì)胞液濃度越小。所以實(shí)驗(yàn)前細(xì)胞液濃度的大小關(guān)系為a>b>c。
5.C 解析:生物膜都主要由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)構(gòu)成,都具有選擇透過性。水分子可以自由通過,被選擇的一些離子、小分子也可以通過,其他離子、小分子和大分子則不能通過。對于細(xì)胞需要吸收和排出的大分子物質(zhì)則是依靠胞吞和胞吐的方式進(jìn)出細(xì)胞。細(xì)胞的吸水和失水是水分子順相對含量的梯度跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程,水分子進(jìn)出細(xì)胞,主要取決于細(xì)胞內(nèi)外液體的濃度差。