高三一轮复习质壁分离实例
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考纲内容及能力要求 1.物质跨膜运输的实例Ⅱ 2.生物膜的流动镶嵌模型 Ⅱ 3.物质跨膜运输的方式 Ⅱ 4.植物细胞的质壁分离和复 原Ⅱ
考向定位 1.细胞膜选择透过性的实验 验证与分析 2.细胞吸水和失水原理应用 及实验探究设计与分析 3.设计实验探究影响细胞膜 流动性的因素 4.物质跨膜运输方式的实验 探究 5.生物膜的结构组成及结构 特点和生理特性
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
二、植物细胞和动物细胞的失水和吸水
项目 细胞失水 成熟植物细胞 半透膜 ①原生质层 动物细胞 ②细胞膜 细胞吸水 成熟植物细胞 动物细胞 ③原生质层 ④细胞膜
浓度
关系
外界溶液浓度 外界溶液浓
外界溶液浓度 外界溶液浓度
<细胞质的浓 度
⑤>细胞液浓度 度>细胞质的 ⑥<细胞液浓 浓度 度
）
A.x为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层 B.y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡
C.z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅
D.④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量
典例5 (2012年吉林长春外国语学校月考)假
定将甲、乙两个植物表皮细胞分别放入蔗糖溶液和甘 油溶液中,两种溶液浓度均比细胞液的浓度高,蔗糖分子 不能透过膜,甘油分子可较快地透过膜。在显微镜下连 续观察,甲、乙两细胞的变化是 ( )
是 ( )
A.图甲中水柱a将持续上升
B.图甲中水柱a将保持不变
C.图乙中水柱b将保持不变 D.图乙中水柱b将先上升后下降
典例3 某同学拟选择一种半透性的膜材料,
用于自制渗透计。他采用如图1所示的装置(示意图),对 收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行试验,得到了倒 置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如图2)。据图 分析,该同学应选择的膜材料是 ( )
2.物质跨膜运输的其他实例
(1)物质跨膜运输的特点(判断)
a.水分子是顺相对含量梯度跨膜运输的。 (⑦√) b.水稻和番茄对无机盐离子的吸收具有选择性。 (⑧ √) c.植物吸收无机盐离子后都会导致培养液中的离子浓 度降低。 (⑨×)
(2)生物膜的功能特性
3、质壁分离和复原的应用
(1)判断成熟植物细胞是否有生物活性 待测成熟植物细胞+一定浓度的蔗糖溶液 镜检 ⇓
发生质壁分离 有生物活性 不发生质壁分离 无生物活性
(2)测定细胞液浓度范围
待测细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液
⇓镜检 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分 离的蔗糖溶液浓度之间
问：渗透作用产生的条件是？自己设计实验如何证实
(1)具有半透膜
(2)具有浓度差（半透膜两侧的浓度差）
2.探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)
烧杯内盛 漏斗内盛碘液 结论
淀粉溶液
变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜,而淀粉不能
不变蓝
变蓝 不变蓝
变蓝
变蓝 不变蓝
淀粉能通过半透膜,而碘不能
淀粉和碘都能通过半透膜 淀粉和碘都不能通过半透膜
1.（2009·海南·T5）已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的
20%蔗糖溶液，排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖
溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的 示意图是( )
典例2 淀粉和葡萄糖对半透膜的通透性不同(如图1),图2是设计的
能证明图1物质扩散成立的实验装置示意图。下列有关叙述正确的
渗透作用装置及原理
• 若全透性膜（如纱布） 漏斗液面如何？ • 若半透膜，漏斗液面 如何及原因（宏观上 和微观上分析）？ • 宏观和微观角度分析， 液面停止上升原因？ • 当漏斗内液体S1，烧 杯内液体S2，液面上 升则S1与S2浓度大小 关系？液面下降呢？
宏观：由低浓度溶液向高浓度溶液扩散，平衡时，h的压强=渗透 压，漏斗内液体浓度仍大于烧杯内（S1>S2） 微观：水分子双向运动通过半透膜，只不过相对量不同当膜两侧 平衡时,水分子的进出量相等。既不可看做水分子不移动,也不可 看做两侧溶液浓度相等。
三、观察植物细胞的质壁分离和复原
2.实验注意事项 (1)实验材料必须选择中央液泡有颜色的植物细胞,且颜色越深越 好,细胞液呈一定颜色,质壁分离以后容易与外界溶液区分。本实 验选择的是紫色洋葱的外表多,避免溢至盖玻片上,污染物镜。如果
蔗糖液是从左侧滴入,右侧吸引,那么清水应从右侧滴入,左侧吸引 。这样实验速度可能会快一些。 (3)用显微镜观察时,先用低倍镜观察,再用高倍镜观察。因成熟植物 细胞的液泡比较大,一般低倍显微镜下观察即可。
(4)质壁分离过程中所用的外界溶液的浓度要适当（常用30%或0.3g
/ml的蔗糖溶液做试剂）在短时间内对细胞没有损伤作用。浓度过 大,质壁分离速度虽快,但会影响细胞活力,严重时有可能导致细胞失 水过多而死亡。如果浓度太低,则分离速度过慢,甚至不发生分离。 （5）细胞吸收的离子或分子，如1mol/l硝酸钾溶液、8%Nacl、尿 素、甘油、乙二醇等，细胞放在这些溶液中会发生质壁分离并自动 复原。原因？ （6）盐酸、酒精、醋酸等溶液杀死细胞，原生质层（液泡、细胞 膜等生物膜）变全透性，不适于做质壁分离实验。如腌制糖醋蒜？
壁分离后自动复原现象。 ②在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象,不能自动 复原。 ③在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象,但会因过度失水而
死亡,不再复原。
9.某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时， 在实验室老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步 骤和现象如下表：
对上表的推断或解释不正确的是（
(3)比较不同植物细胞液浓度
不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液
⇓镜检 发生质壁分离所需时间越短,细胞液浓度越小,反之则细胞液浓度越大
(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖) 证明原生质层的选择透过性
成熟植物细胞+不同种类溶液 镜检 ⇓
只发生质壁分离 蔗糖溶液 质壁分离后自动复原 KNO3溶液
（5）原生质层是半透膜，植物的失水和吸水是渗透作用
4、.细胞是否发生质壁分离及复原的判断
(1)从细胞角度分析 ①具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。
②死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发 生质壁分离现象。
(2)从溶液角度分析 ①在溶质可穿膜的溶液中(如KNO3、甘油等),细胞会发生先质
现象 原理 结论
质壁分离 渗透作用
皱缩
质壁分离复原 膨胀甚至涨破
细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程
问：半透膜和选择透过膜的区别？ 半透膜： 物理性半透膜---无生命，具孔径大小筛选 选择透过性膜是生物膜---有生命，载体等存在决定对不同分子 具选择透过性，当细胞死亡后,膜的选择透过性便丧失，变为全 透性。 选择透过性膜一定是半透膜但半透膜不一定是选择透过性膜。 问：原生质、原生质层与原生质体一样吗？ 不一样，原生质层是植物细胞中的特有名词，指的是细胞膜、 液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
三、质壁分离及复原 1、实验原理： • 内因：植物细胞有细胞壁（全透性，外界溶液和细胞膜间是 外界溶液）和原生质层（有大液泡），细胞壁的伸缩性小于 原生质层 • 外因：细胞液浓度大于外界溶液浓度（细胞液失水，细胞液 中水分经原生质层到外界溶液。宏观上，植物由坚挺变萎蔫； 微观上，液泡变小，原生质层与细胞壁分离。） • 质壁分离复原：内因相同，外因：细胞液浓度小于外界溶液 浓度 • 质壁分离的条件： • 内因：细胞壁和原生质层且细胞壁的伸缩性小于原生质层； 外因：细胞液浓度大于外界溶液浓度；
【思路剖析】本题考查不同溶液对质壁分离实验的 影响,意在考查学生的分析能力。解答本题的关键是 充分提取题中的有效信息“蔗糖分子不能透过膜,甘 油分子可较快地透过膜”。在高浓度外界溶液中,细
胞液中水分子可以通过原生质层进入外界溶液中,出
现质壁分离。因小分子物质如甘油可以透过膜,所以 能通过原生质层进入细胞液中,从而使细胞液浓度升 高,分离的细胞又慢慢自动复原。 【答案】B
考向定位 1.细胞膜选择透过性的实验 验证与分析 2.细胞吸水和失水原理应用 及实验探究设计与分析 3.设计实验探究影响细胞膜 流动性的因素 4.物质跨膜运输方式的实验 探究 5.生物膜的结构组成及结构 特点和生理特性
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
二、植物细胞和动物细胞的失水和吸水
项目 细胞失水 成熟植物细胞 半透膜 ①原生质层 动物细胞 ②细胞膜 细胞吸水 成熟植物细胞 动物细胞 ③原生质层 ④细胞膜
浓度
关系
外界溶液浓度 外界溶液浓
外界溶液浓度 外界溶液浓度
<细胞质的浓 度
⑤>细胞液浓度 度>细胞质的 ⑥<细胞液浓 浓度 度
）
A.x为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层 B.y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡
C.z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅
D.④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量
典例5 (2012年吉林长春外国语学校月考)假
定将甲、乙两个植物表皮细胞分别放入蔗糖溶液和甘 油溶液中,两种溶液浓度均比细胞液的浓度高,蔗糖分子 不能透过膜,甘油分子可较快地透过膜。在显微镜下连 续观察,甲、乙两细胞的变化是 ( )
是 ( )
A.图甲中水柱a将持续上升
B.图甲中水柱a将保持不变
C.图乙中水柱b将保持不变 D.图乙中水柱b将先上升后下降
典例3 某同学拟选择一种半透性的膜材料,
用于自制渗透计。他采用如图1所示的装置(示意图),对 收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行试验,得到了倒 置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如图2)。据图 分析,该同学应选择的膜材料是 ( )
2.物质跨膜运输的其他实例
(1)物质跨膜运输的特点(判断)
a.水分子是顺相对含量梯度跨膜运输的。 (⑦√) b.水稻和番茄对无机盐离子的吸收具有选择性。 (⑧ √) c.植物吸收无机盐离子后都会导致培养液中的离子浓 度降低。 (⑨×)
(2)生物膜的功能特性
3、质壁分离和复原的应用
(1)判断成熟植物细胞是否有生物活性 待测成熟植物细胞+一定浓度的蔗糖溶液 镜检 ⇓
发生质壁分离 有生物活性 不发生质壁分离 无生物活性
(2)测定细胞液浓度范围
待测细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液
⇓镜检 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分 离的蔗糖溶液浓度之间
问：渗透作用产生的条件是？自己设计实验如何证实
(1)具有半透膜
(2)具有浓度差（半透膜两侧的浓度差）
2.探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)
烧杯内盛 漏斗内盛碘液 结论
淀粉溶液
变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜,而淀粉不能
不变蓝
变蓝 不变蓝
变蓝
变蓝 不变蓝
淀粉能通过半透膜,而碘不能
淀粉和碘都能通过半透膜 淀粉和碘都不能通过半透膜
1.（2009·海南·T5）已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的
20%蔗糖溶液，排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖
溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的 示意图是( )
典例2 淀粉和葡萄糖对半透膜的通透性不同(如图1),图2是设计的
能证明图1物质扩散成立的实验装置示意图。下列有关叙述正确的
渗透作用装置及原理
• 若全透性膜（如纱布） 漏斗液面如何？ • 若半透膜，漏斗液面 如何及原因（宏观上 和微观上分析）？ • 宏观和微观角度分析， 液面停止上升原因？ • 当漏斗内液体S1，烧 杯内液体S2，液面上 升则S1与S2浓度大小 关系？液面下降呢？
宏观：由低浓度溶液向高浓度溶液扩散，平衡时，h的压强=渗透 压，漏斗内液体浓度仍大于烧杯内（S1>S2） 微观：水分子双向运动通过半透膜，只不过相对量不同当膜两侧 平衡时,水分子的进出量相等。既不可看做水分子不移动,也不可 看做两侧溶液浓度相等。
三、观察植物细胞的质壁分离和复原
2.实验注意事项 (1)实验材料必须选择中央液泡有颜色的植物细胞,且颜色越深越 好,细胞液呈一定颜色,质壁分离以后容易与外界溶液区分。本实 验选择的是紫色洋葱的外表多,避免溢至盖玻片上,污染物镜。如果
蔗糖液是从左侧滴入,右侧吸引,那么清水应从右侧滴入,左侧吸引 。这样实验速度可能会快一些。 (3)用显微镜观察时,先用低倍镜观察,再用高倍镜观察。因成熟植物 细胞的液泡比较大,一般低倍显微镜下观察即可。
(4)质壁分离过程中所用的外界溶液的浓度要适当（常用30%或0.3g
/ml的蔗糖溶液做试剂）在短时间内对细胞没有损伤作用。浓度过 大,质壁分离速度虽快,但会影响细胞活力,严重时有可能导致细胞失 水过多而死亡。如果浓度太低,则分离速度过慢,甚至不发生分离。 （5）细胞吸收的离子或分子，如1mol/l硝酸钾溶液、8%Nacl、尿 素、甘油、乙二醇等，细胞放在这些溶液中会发生质壁分离并自动 复原。原因？ （6）盐酸、酒精、醋酸等溶液杀死细胞，原生质层（液泡、细胞 膜等生物膜）变全透性，不适于做质壁分离实验。如腌制糖醋蒜？
壁分离后自动复原现象。 ②在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象,不能自动 复原。 ③在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象,但会因过度失水而
死亡,不再复原。
9.某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时， 在实验室老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步 骤和现象如下表：
对上表的推断或解释不正确的是（
(3)比较不同植物细胞液浓度
不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液
⇓镜检 发生质壁分离所需时间越短,细胞液浓度越小,反之则细胞液浓度越大
(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖) 证明原生质层的选择透过性
成熟植物细胞+不同种类溶液 镜检 ⇓
只发生质壁分离 蔗糖溶液 质壁分离后自动复原 KNO3溶液
（5）原生质层是半透膜，植物的失水和吸水是渗透作用
4、.细胞是否发生质壁分离及复原的判断
(1)从细胞角度分析 ①具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。
②死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发 生质壁分离现象。
(2)从溶液角度分析 ①在溶质可穿膜的溶液中(如KNO3、甘油等),细胞会发生先质
现象 原理 结论
质壁分离 渗透作用
皱缩
质壁分离复原 膨胀甚至涨破
细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程
问：半透膜和选择透过膜的区别？ 半透膜： 物理性半透膜---无生命，具孔径大小筛选 选择透过性膜是生物膜---有生命，载体等存在决定对不同分子 具选择透过性，当细胞死亡后,膜的选择透过性便丧失，变为全 透性。 选择透过性膜一定是半透膜但半透膜不一定是选择透过性膜。 问：原生质、原生质层与原生质体一样吗？ 不一样，原生质层是植物细胞中的特有名词，指的是细胞膜、 液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
三、质壁分离及复原 1、实验原理： • 内因：植物细胞有细胞壁（全透性，外界溶液和细胞膜间是 外界溶液）和原生质层（有大液泡），细胞壁的伸缩性小于 原生质层 • 外因：细胞液浓度大于外界溶液浓度（细胞液失水，细胞液 中水分经原生质层到外界溶液。宏观上，植物由坚挺变萎蔫； 微观上，液泡变小，原生质层与细胞壁分离。） • 质壁分离复原：内因相同，外因：细胞液浓度小于外界溶液 浓度 • 质壁分离的条件： • 内因：细胞壁和原生质层且细胞壁的伸缩性小于原生质层； 外因：细胞液浓度大于外界溶液浓度；
【思路剖析】本题考查不同溶液对质壁分离实验的 影响,意在考查学生的分析能力。解答本题的关键是 充分提取题中的有效信息“蔗糖分子不能透过膜,甘 油分子可较快地透过膜”。在高浓度外界溶液中,细
胞液中水分子可以通过原生质层进入外界溶液中,出
现质壁分离。因小分子物质如甘油可以透过膜,所以 能通过原生质层进入细胞液中,从而使细胞液浓度升 高,分离的细胞又慢慢自动复原。 【答案】B