高考生物 第2单元 (3)细胞的物质输入与输出导学案(含解析)1

第3讲细胞的物质输入与输出李仕才考纲要求全国卷五年考情1.物质出入细胞的方式(Ⅱ) 2016·卷ⅠT2,2016·卷ⅢT1,2016·卷ⅢT29,2015·卷ⅡT12015·卷ⅡT3,2014·大纲卷T32,2014·卷ⅡT4,2013·卷ⅠT32.实验：通过模拟实验探究膜的透性2014·卷ⅡT4,2014·大纲卷T323.实验：观察植物细胞的质壁分离和复原2017·卷ⅡT4,2014·卷ⅠT4,2014·卷ⅡT4(对应学生用书第32页)[识记—基础梳理]1．渗透作用原理(1)发生渗透作用的条件①具有半透膜；②膜两侧溶液具有浓度差。

(2)渗透作用的实质：单位时间由清水进入蔗糖溶液中的水分子多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面上升。

2．动物细胞的吸水和失水(1)人成熟的红细胞中发生渗透作用的条件①细胞膜相当于半透膜；②细胞质与外界溶液之间存在浓度差。

(2)引起细胞失水与吸水的条件：外界溶液与细胞质之间存在浓度差。

3．植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构(2)原理和现象①外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。

②外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。

[辨析与识图]1．判断正误(1)在U形管两侧装入等量不同浓度的蔗糖溶液，渗透达到平衡时，两侧溶液浓度是相等的。

(×)【提示】达到渗透平衡时，液面高的一侧溶液浓度大于液面低的一侧溶液浓度。

(2)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。

(×)【提示】原生质层包括细胞膜、液泡膜及两膜之间的细胞质。

(3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用。

(×)【提示】动物细胞的细胞膜相当于半透膜，将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，能发生渗透作用。

(4)质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行。

(×)【提示】水分子扩散是双向进行的。

(5)成熟的植物细胞发生质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐减小。

(×)【提示】发生质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐变大。

2．据图思考下图甲是一个典型的渗透装置，作为成熟植物细胞也应符合渗透系统的全部条件。

请指出图乙中与图甲a、b、c对应的结构分别是什么？【提示】①细胞液对应a，⑥原生质层对应b，外界溶液对应c。

[理解—深化探究]1．渗透作用中，膜两侧溶液的浓度指的是质量浓度吗？【提示】不是，溶液浓度指物质的量浓度。

2．原生质体与原生质层有什么区别？【提示】原生质层由细胞膜、液泡膜以及两膜间的细胞质组成，原生质体是指去除植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构。

3．对于动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？【提示】不一定。

对动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的浓度相等。

但植物细胞有细胞壁的支持、保护作用，当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。

4．A、B分别表示渗透作用装置，据图探究下列问题：(1)渗透达到平衡，半透膜两侧的水分子不是(填“是”或“不是”)静止不动的。

(2)Δh不变时，S1、S2浓度的大小关系为：S1＞S2(填“＞”“＜”或“＝”)(S1、S2中溶质不能通过半透膜)。

(3)在B图所示的U形玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。

初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。

①一段时间后，两管中液面的变化为：左管液面升高，右管液面降低。

(填“升高”“降低”或“不变”)②如同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为：左管液面下降，右管液面上升，最后稳定在一定高度。

[运用—考向对练]考向1 考查渗透作用模型实验分析1．如图为平衡时的渗透装置，烧杯的液面高度为a，漏斗的液面高度为b，液面差m＝b －a。

在此基础上继续实验，以渗透平衡时的液面差为观测指标，下列有关叙述正确的是( )A．若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，则平衡时m增大B．若向漏斗中滴入清水，平衡时m将减小C．若向漏斗中滴入适量等浓度的蔗糖溶液，则平衡时m不变D．向烧杯中加入适量清水，平衡时m将增大B[吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，由于渗透作用液面会继续上升，上升的时候将漏斗内的溶液稀释，渗透压下降，因此m减小，A错误；向漏斗中滴入清水，漏斗内的浓度降低，渗透压下降，m将减小，B正确；注入了和开始等浓度的蔗糖溶液，实际上此时漏斗中的蔗糖溶液浓度增大了，因此通过渗透作用进入漏斗中的水分子增加，m升高，C错误；向烧杯中加入适量清水，a增大，b也增大但小于a的增加值，m减小，D错误。

]2．(2018·福州模拟)右图所示的U形管中间被半透膜(体积小于或等于单糖的物质才能通过)隔开，两侧分别加入等量的0.1 mol·L－1的蔗糖溶液和麦芽糖溶液。

一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的？若向U形管两侧加入等量某种微量物质，最终右侧液面上升，那么加入的这种微量物质最可能是什么( )A．右侧液面高度下降；葡萄糖B．两侧液面高度不变；蔗糖酶C．两侧液面高度不变；麦芽糖酶D．右侧液面高度下降；蒸馏水B[半透膜两侧的溶液物质的量浓度相等，因此两侧液面高度不变；若向U形管两侧加入的物质是等量的蔗糖酶，则左侧的每个蔗糖分子会被分解成1分子果糖和1分子葡萄糖，溶液浓度增加，左侧液面上升，但随着果糖、葡萄糖不断透过半透膜进入右侧，而麦芽糖不能透过半透膜，这样右侧溶液浓度不断增加，最终右侧液面上升。

]考向2 考查动植物细胞的吸水与失水3．(2018·石家庄检测)将哺乳动物红细胞置于一定浓度的某溶液中，显微镜下观察发现细胞逐渐涨大但未破裂。

下列有关叙述错误的是( )A．该过程中细胞的吸水能力逐渐降低B．该溶液浓度比细胞内液浓度低C．水分进出该细胞的方式属于被动运输D．将涨大细胞置于清水中可使细胞复原D[该过程中细胞不断吸水导致细胞内液浓度下降，细胞的吸水能力逐渐降低，A正确。

该溶液浓度比细胞内液浓度低，细胞吸水，B正确。

水分进出该细胞的方式属于被动运输中的自由扩散，C正确。

将涨大细胞置于清水中可使细胞继续吸水膨胀破裂，D错误。

] 4．(2018·山西四校联考)把数条5 cm长的马铃薯条分别浸在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中，每隔一段时间测量薯条的长度。

如图显示薯条在不同溶液中长度改变的百分率。

下列相关叙述错误的是( )A．马铃薯条通过渗透吸(失)水改变其长度B．在0.10 M蔗糖溶液中马铃薯细胞发生质壁分离C．马铃薯细胞液浓度相当于0.30 M的蔗糖溶液D．在0.40 M蔗糖溶液中马铃薯细胞失水B[从实验结果看出0.30 M蔗糖溶液的浓度是马铃薯细胞细胞液的等渗浓度，低于0.30 M马铃薯细胞吸水，高于0.30 M马铃薯细胞失水。

在0.10 M蔗糖溶液中马铃薯细胞吸水，不发生质壁分离。

][误区警示]有关渗透作用的两个易错点1．水的运输特点：无论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。

2．渗透平衡的实质：渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。

[备选习题](2018·石景山区期末)某同学探究“不同浓度蔗糖溶液对叶表皮细胞形态的影响”，得到如图所示结果，相关叙述不正确的是( )A．实验主要原理是成熟的植物细胞能够发生渗透作用B．实验中需要使用血细胞计数板、盖玻片、显微镜等仪器C．叶表皮细胞浸润在蒸馏水中时，细胞会发生膨胀D ．结果表明大多数细胞的细胞液浓度介于0.2～0.25 mmol/L 之间B [成熟的植物细胞放在外界溶液中能够发生渗透作用，故A 正确；实验中需要制备临时装片，用盖玻片、显微镜等仪器进行观察，但不需要血细胞计数板，故B 错误；叶表皮细胞浸润在蒸馏水中时，细胞会吸水膨胀，但是不能涨破，因为细胞外面存在细胞壁，故C 正确；外界溶液为0.2 mmol/L 时，质壁分离的细胞为20%，外界溶液为0.25 mmol/L 时，质壁分离的细胞为80%，则说明大多数细胞的细胞液浓度介于0.2～0.25 mmol/L 之间，故D 正确。

]考点二| 观察植物细胞的质壁分离和复原(实验)(对应学生用书第33页)[原理流程]1．实验原理(1)成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。

(2)细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。

(3)原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。

2．实验步骤操作一：观察新制取的洋葱表皮①制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片②低倍显微镜观察⎩⎪⎨⎪⎧有一个紫色的中央大液泡原生质层紧贴细胞壁 操作二：将洋葱表皮置于较大浓度的溶液中观察②低倍显微镜观察⎩⎪⎨⎪⎧ 中央液泡逐渐变小紫色加深原生质层与细胞壁逐渐分离操作三：将操作二中的洋葱表皮置于清水中观察②低倍显微镜观察⎩⎪⎨⎪⎧ 中央液泡逐渐变大原生质层逐渐贴近细胞壁 3．实验结论[实验关键]1．关于质壁分离和复原实验的四个注意点(1)将发生质壁分离的植物细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中，植物细胞会发生质壁分离的复原，但如果所用溶液为葡萄糖、KNO 3、尿素、乙二醇等能被细胞吸收的物质，发生质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。

(2)质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。

(3)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，但结果是单向的。

(4)本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。

2．质壁分离实验的拓展应用(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→活细胞不发生质壁分离→死细胞(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。

(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度 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，反之细胞液浓度越大。

(4)比较未知浓度溶液的浓度大小 同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液――→镜检记录刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。

(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO 3和蔗糖溶液) 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→KNO 3溶液 [对点练习]1．(2018·山东潍坊统考)下列关于质壁分离和复原实验的叙述，正确的是( ) 【导学号：67110025】A ．水以主动运输的方式渗出细胞使细胞发生质壁分离B ．细胞质壁分离复原时原生质层变薄C ．用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞均能观察到质壁分离和复原现象D ．质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减弱 B [水分的运输方式是自由扩散，A 错误；细胞质壁分离复原时，液泡不断吸水，液泡体积逐渐变大，原生质层变薄，B正确；高浓度的蔗糖溶液处理会使植物细胞过度失水而死亡，不会观察到质壁分离复原现象，C错误；质壁分离过程中，细胞液浓度逐渐增大，导致细胞的吸水能力逐渐增强，D错误。