資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第4單元 細胞的物質輸入和輸出
第1課時　物質跨膜運輸的實例
1.嘗試探究實驗中的“提出問題,作出假設”。
2.進行關于植物細胞吸水和失水的實驗設計。
3.初步學會進行植物細胞質壁分離與復原實驗的方法。
4.舉例說出細胞膜是選擇透過性膜。
課程重點:1.細胞吸水和失水的原理;2.舉例說出細胞膜是選擇透過性膜。
課程難點:嘗試探究實驗中的“提出問題,作出假設”。
教學建議:認真觀察滲透作用現象,理解細胞吸水和失水的道理,即:滲透作用現象→滲透作用的概念→發生條件→動物細胞的吸水和失水→質壁分離及復原現象→總結跨膜運輸的實例→細胞膜具有選擇透過性。滲透作用是本課時的核心內容,注意區別半透膜與生物膜,兩者都可用來完成滲透作用,但前者一般無選擇透過性。
　　一、動物細胞的吸水和失水
1.滲透作用產生的條件
(1)有一層①　半透膜　。
(2)半透膜兩側的溶液具有②　濃度差　。
2.動物細胞吸水和失水的條件
(1)外界溶液濃度③　小于　細胞質濃度時,細胞吸水膨脹。
(2)外界溶液濃度大于細胞質濃度時,細胞④　失水皺縮　。
(3)外界溶液濃度等于細胞質濃度時,水分進出細胞處于⑤　動態平衡　。
二、植物細胞的吸水和失水
1.結構
(1)細胞壁:⑥　全透性　,即水分子和溶解在水里的物質都能自由通過。
(2)原生質層:⑦　細胞膜　、⑧　液泡膜　以及兩層膜之間的⑨　細胞質　組成原生質層,相當于一層⑩　半透膜　。
(3)細胞內的液體環境:主要指液泡內的　細胞液　。
2.植物細胞自身條件:成熟植物細胞中具有中央大液泡。
3.驗證
(1)質壁分離:當細胞液的濃度　小于　外界溶液的濃度時,細胞液中的水分就透過原生質層進入外界溶液中,使細胞壁和原生質層都出現一定程度的收縮。由于原生質層比細胞壁的　伸縮性大　,當細胞不斷失水時,　原生質層　就會與　細胞壁　逐漸分離開。
(2)質壁分離復原:將已發生質壁分離的細胞放在外界溶液濃度比較低的環境中時,外界溶液中的水分就透過　原生質層　進入細胞液中,整個原生質層就會慢慢恢復成原來的狀態。
三、物質跨膜運輸的其他實例
1.對無機鹽的吸收實例
(1)水稻和番茄對同一離子的吸收量　不同　。
(2)水稻和番茄對　不同離子　的吸收量不同。
2.細胞膜和其他生物膜都是　選擇透過性　膜,可以讓　水分子　自由通過,細胞選擇吸收的一些　離子和小分子　也可以通過,而其他的離子、小分子和大分子則不能通過。
1.下列現象屬于滲透作用的是(　　)。
A.水分子通過植物細胞的細胞壁
B.水分子或其他溶劑分子通過細胞膜
C.干大豆種子泡在清水中逐漸漲大
D.夏天新鮮蔬菜在空氣中萎蔫
【解析】發生滲透作用所具備的條件是具有半透膜和濃度差。由于細胞壁是全透性的,所以A項不屬于滲透作用;C項是吸脹吸水;D項中新鮮蔬菜在空氣中萎蔫是由蒸發所致。
【答案】B
2.一個成熟植物細胞的原生質層包括(　　)。
A.細胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細胞質
B.細胞壁、液泡膜和這兩層膜之間的細胞質
C.細胞膜、核膜和這兩層膜之間的細胞質
D.細胞膜和液泡膜之間的細胞質
【解析】原生質層是指細胞膜、液泡膜以及它們之間的細胞質。
【答案】A
3.能在30%蔗糖溶液中發生質壁分離的細胞是(　　)。
A.動物的上皮細胞　　　　　B.人的紅細胞
C.根尖分生組織細胞 D.成熟的植物細胞
【解析】成熟的植物細胞才能發生質壁分離,A、B為動物細胞,C為新生細胞。
【答案】D
4.小剛以紫色洋蔥的鱗莖表皮為材料,進行“植物細胞質壁分離”實驗。在發生質壁分離的細胞中,他觀察到(　　)。
A.紫色的中央液泡逐漸縮小
B.白色的中央液泡逐漸縮小
C.紫色的細胞明顯膨脹
D.白色的細胞明顯膨脹
【解析】質壁分離的細胞失去水分,使液泡體積減小,材料選擇的是紫色洋蔥鱗莖表皮,液泡呈紫色。
【答案】A
5.質壁分離和復原實驗可以說明或證明(　　)。
①植物細胞的死活　②原生質層的伸縮性比細胞壁伸縮性大　③當外界溶液濃度大于細胞液濃度時,細胞滲透失水;反之,細胞則滲透吸水　④原生質層具有選擇透過性　⑤細胞壁的主要成分是纖維素
A.①③④⑤ B.①②③④
C.②③④⑤ D.①④⑤
【解析】質壁分離和復原實驗依據的原理是滲透作用,當外界溶液濃度大于細胞液濃度時,細胞滲透失水;反之,細胞則滲透吸水,同時由于原生質層的伸縮性比細胞壁伸縮性大,所以當其失水后,就會發生質壁分離。其中原生質層相當于半透膜,原生質層的選擇透過性存在與否決定于細胞的死活,所以,只要細胞發生了質壁分離或復原,就能證明實驗原理是正確的,同時也能證明細胞是活的。
【答案】B
知識點一:認識滲透作用
1.什么是半透膜 滲透作用的實質是什么
答案:半透膜是指只允許某些分子或離子透過而不允許其他分子或離子透過的膜;滲透作用的實質是水分子順相對含量梯度的擴散。
2.請敘述動植物細胞發生滲透作用的條件。
答案:動物細胞發生滲透作用的條件:①細胞膜相當于半透膜;②細胞膜兩側溶液具有濃度差。植物細胞發生滲透作用的條件:①原生質層相當于半透膜;②原生質層兩側溶液具有濃度差。
3.請完成原生質層的構成圖解。
答案:①細胞壁　②細胞膜　③細胞質　④液泡膜　⑤細胞液(具有一定濃度)
4.請利用長頸漏斗、半透膜、鐵架臺、具有濃度梯度的蔗糖溶液、清水等材料用具,繪制一個滲透作用裝置圖。若按照設計的裝置進行實驗,預計漏斗中的液面是上升了還是下降了 此時漏斗內溶液的滲透壓變大了還是變小了
答案:如下圖所示。液面上升。滲透壓變小。
知識總結
滲透作用是本課時的重點和難點內容,理清滲透作用實驗裝置是理解細胞吸水和失水的關鍵,掌握半透膜與原生質層即選擇透過性膜在功能上的異同;發生滲透作用的溶液濃度是指摩爾濃度而非質量濃度,也就是滲透壓的高低與溶質顆粒的多少有關,與溶質分子的質量無關;當細胞吸水和失水達到平衡時,實際上是水分子進出單位面積半透膜雙向運輸達到動態平衡的結果。
例1　若將人類的紅細胞置于不同濃度的蔗糖溶液中,浸泡半小時之后的結果如下圖,依照細胞外形的變化判斷蔗糖溶液的濃度,由高到低排列,正確的是(　　)。
A.a>b>c>d　　　　　　B.d>a>b>c
C.a>d>b>c D.c>b>d>a
【解析】成熟的植物細胞置于高濃度的外界溶液中,會因滲透失水過度而失去活性,動物細胞過度吸水會因無細胞壁的支持作用而漲破。根據細胞形態的變化情況可判斷外界溶液濃度的高低。
【答案】D
　 技巧歸納
解此題要明白活細胞存在于外界溶液中一般都可構成一個滲透系統的道理。動物細胞或成熟的植物細胞浸在某濃度的溶液中,由于動物細胞膜、植物細胞的原生質層都相當于半透膜,當半透膜兩側存在濃度差時,細胞會發生滲透失水或吸水。在此過程中,動物細胞無質壁分離及復原現象,但可根據細胞形態的變化情況判斷外界溶液濃度的高低。當外界溶液濃度過高,會導致細胞過度失水而失活。根據滲透作用的原理,可設計實驗找出等滲溶液來指導農業生產。
知識點二:植物細胞質壁分離與復原實驗解讀
1.請敘述實驗原理。
答案:成熟的植物細胞與外界溶液接觸時,就會通過原生質層與外界溶液發生滲透作用,從而吸水或失水。當細胞液濃度小于外界溶液濃度時,植物細胞滲透失水,發生質壁分離;反之,滲透吸水,發生質壁分離復原。
2.以下是簡單的實驗流程:
制作洋蔥鱗片葉臨時裝片高倍鏡下觀察滴0.3 g/mL 的蔗糖溶液高倍鏡下觀察滴清水高倍鏡下觀察結論
其中②過程中可觀察到細胞有兩方面的變化,它們是什么 請繪出一個處于②過程中洋蔥鱗片葉結構示意圖。
答案:細胞有兩方面的變化:(1)中央大液泡逐漸變小,顏色變深;(2)原生質層與細胞壁逐漸分離。如下圖:
3.應選擇怎樣的實驗材料 請舉例說明。
答案:應選擇活的、成熟的植物細胞,最好是液泡有顏色的,如選擇紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞為實驗材料。
知識總結
該實驗成功的關鍵是實驗材料的選擇,必須選擇有大液泡并有顏色的成熟植物細胞,溶質和溶劑分子都能透過網狀結構的細胞壁。質壁分離和復原實驗可應用于測定細胞液的濃度、判斷細胞的死活、觀察植物細胞的細胞膜、驗證成熟植物細胞是一個滲透系統等,并且在農業生產上有很重要的指導意義。
例2　洋蔥是常用的生物學實驗材料,請結合下圖回答相關問題:
實驗名稱 取材部位 觀察方式 顯微鏡 細胞形態
一 觀察植物細胞 鱗片葉外表皮 A 高倍鏡 長方形
二 觀察植物細胞的質壁分離與復原 B 原色觀察 低倍鏡 長方形
三 觀察植物細胞有絲分裂 根尖分生區 染色觀察 高倍鏡 方形
　　(1)填寫字母所代表的內容:A.　　　　;B.　　　　。
(2)實驗一使用高倍顯微鏡觀察的步驟和要點是:①先用低倍鏡找到要觀察的物像,將物像移到視野的　　　　　　;②轉動轉換器換上高倍物鏡,調節　　　　準焦螺旋,直至看清楚物像為止。
(3)實驗二中將臨時裝片用0.3 g/mL的蔗糖溶液處理5 min后,細胞發生質壁分離,此時可見細胞內　　　　處顏色變深,用清水處理5 min后,可見細胞發生　　　　　　　　現象。
【解析】(1)洋蔥鱗片葉表皮有顏色,因此不需要染色即可觀察細胞形態;觀察植物細胞質壁分離和復原時,取洋蔥鱗片葉外表皮作實驗材料;根尖分生區細胞的特點是細胞排列緊密,細胞呈方形。(2)高倍鏡的使用方法是先用低倍鏡找到物像,將物像移至視野中央,轉動轉換器,換成高倍物鏡,同時調節細準焦螺旋,使物像清晰。(3)在質壁分離過程中,水從液泡中出來,使細胞液濃度變深;當將質壁分離后的活細胞置于清水中,細胞吸水,發生質壁分離復原。
【答案】(1)A.原色觀察　B.鱗片葉外表皮　(2)中央　細
(3)液泡　質壁分離復原
　 技巧歸納
本題主要考查教材中的實驗,意在考查考生能獨立完成“生物知識內容表”所列的生物實驗,包括理解實驗目的、原理、方法和操作步驟,掌握相關的操作技能,并能將這些實驗涉及的方法和技能進行綜合運用的能力。
1.下圖為某學生在做一定濃度的蔗糖溶液對細胞影響的實驗中所觀察到的細胞圖,下列有關敘述中正確的是(　　)。
A.圖中1、2、6組成了細胞的原生質層
B.圖中細胞處于質壁分離狀態,此時6處的濃度一定大于7處的濃度
C.圖中1是細胞壁,6中充滿了蔗糖溶液
D.圖中7是細胞液,在細胞發生質壁分離過程中,其顏色逐漸變淺
【解析】考查對質壁分離實驗的理解與應用。圖中結構1為細胞壁,2為細胞膜,3為細胞核,4為液泡膜,5為細胞質,6充滿蔗糖溶液,7為細胞液。其中2、4和5組成原生質層;細胞在質壁分離的過程中細胞液顏色由淺變深;此時的細胞可能正在發生質壁分離。
【答案】C
2.關于植物根系吸收營養物質的敘述,正確的是(　　)。
A.不同生長階段植物根系吸收水分的速率相同
B.土壤溫度不影響植物根系對無機鹽離子的吸收
C.植物根尖細胞吸收水分主要依靠滲透作用
D.植物根細胞能逆濃度梯度吸收土壤中的無機鹽離子
【解析】不同生長階段植物根系吸收水分的速率不同,A錯;溫度影響酶的活性和能量供應,進而影響植物根系對無機鹽離子的吸收,B錯;植物根尖成熟區細胞吸收水分主要依靠滲透作用,C錯;植物根細胞可以逆濃度梯度吸收無機鹽離子,D正確。
【答案】D
3.半透膜類似于細胞膜等選擇透過性膜。為了了解細胞膜內、外溶液濃度的差異對水分擴散的影響,設計了如下實驗:在一長方體密封箱內(如圖所示),正中的P為一個可以左右無摩擦滑動的半透膜,A室與B室空間相同,A室內充滿2 mol/L蔗糖溶液,B室內充滿1 mol/L的蔗糖溶液。實驗開始后,P將移動的方向是(　　)。
　　A.不移動　　B.向右　　C.向左　　D.不能確定
【解析】水分子可以自由通過P,蔗糖分子不能通過半透膜。由于A室內溶液濃度高于B室,依據滲透作用原理,A室內水分子向B室的擴散速度比B室向A室的擴散速度慢,又由于P能左右滑動,所以P應由A室向B室移動。
【答案】B
4.如右圖所示,在U形管中部c處裝有半透膜,在a側加入細胞色素d分子(分子量為1.3萬道爾頓的蛋白質)水溶液(紅色),b側加入蒸餾水,并使a、b兩側液面高度一致,經一段時間后,實驗結果將是(　　)。
A.a、b液面一致,b側無色
B.a、b液面一致,b側紅色
C.a液面低于b,b側紅色
D.a液面高于b,b側無色
【解析】此題以簡單的實驗情景模擬現實,全面考查了滲透作用原理。圖中已知條件有:c處為半透膜,半透膜兩側溶液具有濃度差,且a側濃度>b側濃度,依據滲透作用原理,水分子總的滲透方向表現為b側→a側,故一段時間后,結果將是a側液面高于b側液面。另外,根據半透膜的性質,水分子能通過,但大分子的細胞色素d分子不能通過,故b側仍為無色。
【答案】D
5.下圖表示處于不同生理狀態的同一個洋蔥鱗莖中的三個洋蔥鱗片葉表皮細胞,請回答:
(1)如圖所示,A、B、C三細胞處于不同濃度的溶液中,則A圖與B圖細胞所處的外界溶液的濃度是　 　>　 　。
(2)圖中細胞的細胞液濃度依次是　 　>　 　>　 　。
(3)C圖中標號①指的物質是　　　　　　。
【解析】根據圖示可知,三個圖中細胞的細胞液濃度為C>A>B。
【答案】(1)A　B　(2)C　A　B　(3)外界溶液
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.植物細胞通過滲透作用吸水時,水分子依次通過的結構是(　　)。
A.細胞壁、細胞膜、細胞質、液泡膜
B.液泡膜、細胞膜、細胞質
C.液泡膜、細胞質、細胞膜、細胞壁
D.細胞膜、液泡膜、細胞質
【解析】植物細胞通過滲透作用吸水時,水分子首先通過細胞壁,然后通過原生質層擴散進入液泡內,使細胞液濃度降低。原生質層由正常狀態下緊貼細胞壁的細胞膜和液泡膜及兩膜之間的細胞質組成。
【答案】A
2.將馬鈴薯塊切成兩半,各在其上挖個凹穴,穴內外分別放兩種溶液,一種是清水,另一種是0.3 g/mL的蔗糖溶液,液面一樣高。一段時間后液面變化如圖所示,下列說法正確的是(　　)。
A.a是蔗糖溶液,b是清水　　B.a是清水,b是蔗糖溶液
C.甲中c處細胞吸水 D.乙中c處細胞失水
【解析】甲圖b處液面下降,根據滲透作用原理,a處濃度>c、d處>b處,根據題干提供的信息可知,a是蔗糖溶液,b是清水。
【答案】A
3.(2015屆山西呂梁高一月考)下列敘述正確的是(　　)。
A.細胞膜和液泡膜都是選擇透過性膜
B.小分子物質都能通過細胞膜,而大分子物質則不能
C.原生質層包括細胞膜、細胞質和細胞核
D.動物細胞一般不會吸水漲破,是因為細胞最外層有細胞壁
【解析】細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜,這種膜可以讓水分子自由通過,一些離子和小分子也可以通過,而其他的離子、小分子和大分子則不能通過,故A正確,B錯;原生質層包括細胞膜、液泡膜以及這兩層膜之間的細胞質,C錯;動物細胞沒有細胞壁,吸水后會漲破,D錯。
【答案】A
4.下列關于植物細胞質壁分離實驗的敘述,錯誤的是(　　)。
A.與白色花瓣相比,采用紅色花瓣有利于實驗現象的觀察
B.用植物根尖進行實驗時,葉綠體的存在會干擾實驗現象的觀察
C.用紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位觀察到的質壁分離程度可能不同
D.紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡中有色素,有利于實驗現象的觀察
【解析】紅色花瓣的液泡中含有色素,便于實驗觀察,A正確。植物的根部沒有葉綠體,B錯誤。紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位的細胞中細胞液大小可能不同,質壁分離的程度就可能不同,C正確。紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡中有色素,便于觀察,D正確。
【答案】B
5.紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞發生質壁分離后,在顯微鏡下觀察到的正確圖示是(　　)。
【解析】由于洋蔥鱗片葉外表皮細胞呈紫色,其色素是存在于液泡中的,所以選項A錯誤,C正確。而選項B、D中圖示結構是錯誤的。
【答案】C
6.甜菜塊根細胞中有花青素,使塊根呈紅色。將塊根切成小塊放在蒸餾水中,水無明顯的顏色變化。但用鹽酸處理這些塊根后,則能使水變紅,這是因為(　　)。
A.細胞壁被鹽酸破壞
B.花青素不溶于水而溶于鹽酸
C.鹽酸破壞了細胞膜的選擇透過性
D.鹽酸破壞了原生質層的選擇透過性
【解析】花青素存在于液泡的細胞液中,單純破壞細胞膜、細胞壁,只要液泡膜未被破壞,花青素就不會出來,液泡膜與細胞膜以及兩膜之間的細胞質合稱原生質層,具有選擇透過性。
【答案】D
7.將新鮮的苔蘚植物葉片放入加有少量紅墨水、質量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中,在顯微鏡下觀察,你會看到細胞的狀態如右圖所示,此時,部位①和部位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紅色、②紅色
【解析】細胞壁是全透性的,細胞膜是選擇透過性膜,紅墨水中的大分子物質能透過細胞壁而不能透過細胞膜。
【答案】B
8.家庭養花,一次施肥過濃,引起花卉萎蔫,可采取的措施是(　　)。
①加強光照　②改善空氣流通　③適當澆灌清水　④更換盆中泥土
A.①③　　　B.②④　　　C.①②　　　D.③④
【解析】③④兩項措施均能降低根細胞外溶液的濃度。
【答案】D
9.(2015屆山西呂梁高一月考)圖中甲、乙兩圖是滲透裝置示意圖,丙圖是根毛細胞示意圖,請根據甲、乙、丙三圖回答下列問題:(甲圖是發生滲透作用的初始狀態,乙圖是發生了較長時間的滲透作用之后通過漏斗內外水分子達到平衡時的狀態。甲圖中:①為清水,②為30%的蔗糖溶液)。
(1)典型的滲透裝置必須具備2個條件:
①　　　　(指明甲圖中相應部位);
②　。
(2)比較甲圖中①和②處溶液濃度的大小:　　　　。
(3)丙圖中④的名稱為　　　　。甲圖中的③相當于丙圖中的　　　　。
(4)若把根毛細胞放在30%的蔗糖溶液中,它將出現　　　,再放入清水中,它又出現　。
(5)鹽堿地中的植物常出現萎蔫現象,其原因是
　。
【答案】(1)有半透膜③　膜兩側有濃度差　(2)①<②　(3)原生質層　④　(4)質壁分離　質壁分離復原　(5)外界溶液濃度高于細胞液濃度,細胞失水萎蔫
10.取一段長5 cm的蔥莖,將其縱切到4 cm處,由于縱切的蔥莖使薄壁的皮層細胞擺脫了厚壁的表皮細胞的束縛,皮層細胞擴張得更快,從而使蔥莖向表皮外彎曲,切后的形狀如下圖所示,將它作為對照。再取另外四節蔥莖做同樣的處理,將它們分別置于a~d的不同濃度的蔗糖溶液中,30 min后,蔥莖形狀記錄如下圖。據此判斷蔗糖溶液濃度的大小為(　　)。
A.a>b>c>d B.a>c>d>b
C.b>d>c>a D.b>a>c>d
【解析】縱切的蔥莖往內彎,說明細胞滲透失水,外界溶液溶度大于細胞液濃度,程度越大,與外界溶液形成的濃度差越大;縱切的蔥莖往外彎,說明細胞滲透吸水,外界溶液的濃度小于細胞液濃度,程度越大,與外界溶液形成的濃度差也越大。所以,與切后的莖的形狀圖解對照,可判斷a、b、c、d蔗糖溶液的濃度大小為:a>c>d>b。
【答案】B
11.為探究茉莉酸(植物生長調節劑)對離體培養的成熟胡楊細胞質壁分離的影響,將細胞分別移至不同的培養液中繼續培養3天,結果如下表。下列敘述錯誤的是(　　)。
組別 培養液中另添加的成分 結果
NaCl 茉莉酸
① + - 部分細胞質壁分離
② + + 細胞正常,無質壁分離
③ - - 細胞正常,無質壁分離
注:“+”表示添加,添加后NaCl濃度為100 mmol/L,
茉莉酸濃度為10-3 mg/L;“-”表示無添加
　　A.胡楊細胞通過滲透作用吸水和失水
B.質壁分離的胡楊細胞液泡體積變小
C.NaCl為自變量,茉莉酸為因變量
D.茉莉酸對NaCl引起的胡楊細胞質壁分離有抑制作用
【解析】③組為空白對照組;①組為對照組以驗證NaCl的作用;②組為實驗組,其中茉莉酸是自變量,細胞有無質壁分離是因變量。由①②組實驗可知,茉莉酸可抑制由NaCl引起的胡楊細胞發生質壁分離。
【答案】C
12.右圖為研究滲透作用的實驗裝置,請回答下列問題:
(1)漏斗內溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液,漏斗內外起始液面一致。滲透平衡時的液面差為Δh,此時S1和S2濃度大小關系為　　　　　　。
(2)圖中半透膜模擬的是成熟植物細胞中的　　　　　　,兩者在物質透過功能上的差異是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)為進一步探究兩種膜的特性,某興趣小組做了以下實驗。
實驗材料:紫色洋蔥。
實驗器具:如上圖所示的滲透裝置(不含溶液),光學顯微鏡,載玻片,蓋玻片,鑷子,刀片,吸水紙,擦鏡紙,滴管,記號筆等。
實驗試劑:蒸餾水,0.3 g/mL的蔗糖溶液和與其等滲的KNO3溶液。
部分實驗步驟和結果如下:
①選兩套滲透裝置,標上代號X和Y。在兩個燒杯里均加入一定量的蒸餾水,分別在裝置X和Y的漏斗內加入適量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均調節至漏斗內外液面高度一致。滲透平衡時出現液面差的裝置有　　　　　　(填代號)。
②選兩片潔凈的載玻片,　　　　　　,在載玻片中央分別滴加　　　　　　,制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片并分別觀察裝片中細胞的初始狀態。
③觀察臨時裝片中浸潤在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋蔥鱗片葉外表皮細胞發生的變化,兩者都能出現的現象是　　　　　　。
(4)上述實驗中最能體現兩種膜功能差異的實驗現象是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【解析】半透膜兩側的滲透壓是相等的,但由于高度差的存在會產生壓力,S1的濃度要大于S2的濃度才能抵消由于高度差產生的壓力,因此,到滲透平衡時S1大于S2。原生質層包括細胞膜、液泡膜及兩膜之間的細胞質,相當于半透膜,但是原生質層具有選擇透過性,大分子物質不能通過,細胞要選擇吸收的離子、小分子才能通過;半透膜大分子物質不能通過,許多小分子、離子都可以通過。將蔗糖溶液及與其等滲的KNO3溶液放在用半透膜做成的漏斗里,蔗糖不能通過半透膜,而KNO3能夠通過,因此出現液面差的為放蔗糖溶液的裝置X。把洋蔥鱗片葉的外表皮放在0.3 g/mL的蔗糖溶液及與其等滲的KNO3溶液中,由于外表皮細胞具有原生質層,具有選擇透過性,外界溶液的濃度大于細胞液濃度,導致細胞失水而出現質壁分離,又由于KNO3溶液中的離子可以被選擇吸收進入細胞而蔗糖溶液不能,因此,放在KNO3溶液中的洋蔥細胞會發生質壁分離后自動復原。
【答案】(1)S1>S2　(2)原生質層　原生質層能主動轉運有關物質而半透膜不能　(3)①X　②標號　蒸餾水　③質壁分離　(4)KNO3溶液中的細胞質壁分離后會自動復原
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