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2.3.1物质进出细胞的运输方式
基础巩固
一、植物细胞的质壁分离和复原现象
1．选择透过性膜：对物质进出具有 作用的膜，称为选择透过性膜。
2．原生质层： 和 以及两层膜之间的 称为原生质层。与 类似，能 地控制物质的进出。
3．细胞内的液体环境主要是指液泡中的 ，细胞液的渗透压能随 渗透压的变化而变化。
4．质壁分离现象：当植物细胞的细胞液渗透压 外界溶液渗透压时， 中的水分子会透过 进入 ，细胞不断 ，就会发生质壁分离现象。
5．质壁分离复原现象：当已经发生质壁分离的植物细胞处于渗透压小于细胞液渗透压的外界溶液中时， 中的水分子会透过 进入 ，细胞不断 ，就会发生质壁分离复原现象。
6．质壁分离与复原的原因
(1)原生质层具有 。
(2)细胞液和外界溶液之间的 。
(3)原生质层和细胞壁的 不同(原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大)。
二、细胞质膜对不同物质有不同的通透性
1．一般来说， 分子(如O2、CO2、N2)、相对分子质量小的不带电的 分子(如尿素、乙醇)、脂溶性分子等容易通过细胞质膜。
2． (如Na＋、K＋)因与水的结合而 大大降低；相对分子质量大的不带电的 分子(如葡萄糖)和各种带电的 分子都难以自由通过细胞质膜。
3．细胞内的其他细胞器膜和 一样，都是 。
三、观察植物细胞的质壁分离和复原现象
1．实验材料：成熟的活的植物细胞(如紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞)。
2．实验试剂：质量浓度为0.3 g/mL的 溶液、清水。
3．实验过程
(1)制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时玻片标本。
(2)用低倍镜观察鳞片叶外表皮细胞，注意紫色 的相对大小和 的分布情况。
(3)在盖玻片一侧滴加质量浓度为0.3 g/mL的 溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复多次，使细胞浸润在蔗糖溶液中。
(4)用低倍镜和高倍镜及时观察，注意紫色大液泡的体积变化、细胞质膜的变化。
(5)像滴加蔗糖溶液一样，在盖玻片一侧滴加 ，在另一侧用吸水纸吸引，重复多次，使细胞浸润在清水中。
(6)再用低倍镜和高倍镜及时观察，同样注意紫色大液泡的体积变化以及细胞质膜的变化。
强化提升
1.将新鲜的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，可发生的变化是( )
A.液泡颜色变浅 B.细胞吸水涨破
C.细胞体积明显增大 D.质壁分离
2.下列现象属于渗透作用的是( )
A.氧分子通过细胞膜 B.葡萄糖分子通过细胞膜
C.K+通过原生质层 D.水分子通过原生质层
3.下列关于渗透作用的叙述，正确的是( )
A.在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜
B.动物细胞无原生质层，故不能发生渗透吸水和失水
C.存在半透膜，膜两侧溶液存在浓度差是发生渗透作用的必要条件
D.果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞渗透作用吸收糖分的结果
4.成熟的植物细胞的原生质层是指( )
A.细胞膜，液泡膜和介于两层膜之间的细胞质
B.细胞膜，细胞核膜和介于两层膜之间的细胞质
C.细胞膜，细胞壁和细胞核膜
D.细胞膜和液泡膜
5.将某植物细胞置于大于该细胞细胞液浓度的硝酸钾溶液中,一段时间后在显微镜下观察发现该细胞未发生质壁分离,其原因可能是该细胞( )
①是死细胞
②是根尖分生区细胞
③大量吸水
④大量失水
⑤质壁分离后又自动复原
A.①②⑤ B.①②④ C.②③⑤ D.②④⑤
6.为研究甲地某植物能不能移植到乙地生长，某生物学研究性学习小组设计了一个测定该植物细胞液浓度的实验方案，实验结果如下表：
蔗糖溶液浓度（mol·L-1） 0.15 0.19 0.23 0.27 0.31 0.35
质壁分离状况 不分离 不分离 刚分离 较显著 显著 显著
他们又测定了乙地土壤溶液浓度，发现乙地土壤溶液的浓度适合该植物生长，则乙地土壤溶液的浓度最可能是( )
A.＞0.19 B.＞0.23
C.＜0.27 D.0.19＜该溶液＜0.23
7.洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验过程中，液泡的体积会随外界溶液中溶质浓度的变化而改变，如图所示。图中①、②两处滴加的溶液分别是( )
A.清水、清水
B.清水、30%蔗糖溶液
C.30%蔗糖溶液、清水
D.30%蔗糖溶液、30%蔗糖溶液
8.下图是处于不同生理状态的同一个洋葱鳞茎的三个洋葱鳞片叶表皮细胞，实验药品有清水、30%蔗糖溶液，分析回答：
（1）图中A细胞处于质壁分离状态，①处充满了________。
（2）图中②、③、④共同组成________。
（3）如果将C细胞置于清水中，则该细胞最终将处于图中________细胞的状态。
（4）细胞能够发生质壁分离现象的原理是：________________。
拓展拔高
1.反渗透技术通过施加适当强度的外界压力，使溶剂逆着自然渗透的方向从半透膜一侧向另一侧作反向渗透。下列关于利用反渗透技术实现海水淡化的说法，错误的是( )
A.渗透作用发生的必备条件是有半透膜和膜两侧有浓度差
B.半透膜通过孔径大小阻止离子、无机盐等通过
C.海水淡化过程中，高压泵应该安装在淡水侧
D.海水淡化过程中，更多水分子从高浓度溶液向低浓度溶液移动
2.下列关于“探究植物细胞的吸水和失水”实验，叙述正确的是( )
A.细胞原生质层的伸缩性比细胞壁小
B.细胞液初始浓度低于外界蔗糖溶液浓度
C.蔗糖和水分子都能自由进出细胞
D.质壁分离复原后不再有水分子进出细胞
3.水势(Yw)与溶液的吸水能力呈负相关，主要受溶液浓度、压力等的影响。t0时刻将成熟植物细胞(细胞液Ψw=-0.7MPa)转移至一定浓度的蔗糖溶液中，细胞液水势的变化趋势如图所示。下列分析正确的是( )
A.t0~t1时段，该细胞的吸水能力逐渐增强
B.t0~t1时段，细胞内外溶液的浓度差逐渐减小
C.t0~t1时段，该细胞质壁分离的程度逐渐增大
D.t1时刻后，Ψw不再增加，细胞内外渗透压相等
4.下列有关“观察紫色洋葱表皮细胞的质壁分离及复原实验”的叙述正确的是( )
A.滴加0.3g/mL蔗糖溶液组在质壁分离复原过程中属于对照组
B.洋葱鳞片叶内表皮细胞在0.3g/mL蔗糖溶液中不发生质壁分离
C.用KNO3溶液代替0.3g/mL蔗糖溶液，观察到的实验现象相同
D.质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满着0.3g/mL的蔗糖溶液
5.兴趣小组用紫色的洋葱鳞片叶外表皮探究植物细胞的吸水和失水，显微镜下观察到的细胞变化如图所示，下列叙述错误的是( )
A.乙图中的细胞已发生质壁分离
B.细胞具有活性是发生甲→乙变化的前提条件之一
C.选用紫色的洋葱鳞片叶外表皮有利于观察
D.丙图中的细胞体积会持续增大导致涨破
6.某同学进行“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验时，将观察到的某个细胞大小变化情况绘制成了曲线（如图）。下列叙述正确的是( )（注：细胞的初始大小相对值记为1）。
A.b～c段，由于失水过多，细胞可能已经死亡
B.c～d段，水分子的运动方向是从细胞外进入细胞内
C.与b点相比，a点时细胞液的渗透压更大
D.e时液泡的颜色比a时浅
7.在“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中，依次观察到的结果如图所示，其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是( )
A.甲到乙的变化是由于结构①的伸缩性比②大
B.丙图细胞达到渗透平衡时，无水分子进出原生质层
C.与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液吸水能力较强
D.细胞发生渗透作用至丙状态时，细胞内外溶液浓度相等
8.某同学采用藓类小叶为材料，利用植物细胞质壁分离与复原实验进行葡萄糖溶液和蔗糖溶液的鉴定，相关实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是( )
图1 图2
A.图1中结构B为叶绿体，叶绿体的绿色不会干扰实验现象的观察
B.图1的A中充满的是蔗糖或葡萄糖溶液，此时细胞液浓度小于蔗糖或葡萄糖溶液
C.若在某种溶液中液泡体积如图2所示，可推断该溶液很可能是葡萄糖溶液
D.通过质壁分离与复原实验还可以判断细胞的死活和细胞液浓度
9.在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了两次处理，下列叙述错误的是( )
A.观察细胞的正常形态和变化的形态使用的都是低倍镜
B.第一次处理滴加的液体为0.3g/mL的蔗糖溶液，第二次滴加的液体为清水
C.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离
D.洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层相当于一层半透膜
10.成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象，如图a是发生质壁分离的植物细胞，图b是显微镜下观察到的某一时刻的图像。请据图回答下列问题：
（1）图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和___的分离。后者的结构包括___（填编号）。
（2）植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是___，植物细胞自身应具备的结构特点是___。
（3）图b是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时细胞液浓度___（填“大于”“等于”“小于”或“无法判断”）外界溶液浓度。
（4）若将正常的洋葱鳞片叶外表皮细胞置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，一段时间后发生的现象是___；若将其置于1mol/L的KNO3溶液中，发生的现象是___。
（5）把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞没有发生质壁分离复原的现象，可能的原因是___。
（6）下列能发生质壁分离的细胞是___（多选）
A.人的口腔上皮细胞
B.蛙的红细胞
C.洋葱鳞片叶内表皮细胞
D.洋葱鳞片叶外表皮细胞
E.大蒜根尖分生区细胞
答案以及解析
基础巩固
一、1.选择
2.细胞质膜 液泡膜 细胞质 半透膜 选择性
3.细胞液 外界溶液
4.小于 细胞液 原生质层 外界溶液 失水
5.外界溶液 原生质层 细胞液 吸水
6.选择透过性 渗透压差 伸缩性
二、1.气体 极性
2.离子 脂溶性 极性 极性
3.细胞质膜 选择透过性膜
三、蔗糖 大液泡 细胞质 蔗糖 清水
强化提升
1.答案：D
解析：ABC、0.3g/ml的蔗糖浓度时高于细胞液浓度的，因此细胞会发生质壁分离，液泡体积会缩小，液泡的颜色将逐渐变深，ABC错误；
D、在高于细胞液浓度的0.3g/ml的蔗糖中，细胞会失水发生质壁分离，D正确。
故选D。
2.答案：D
解析：A、细胞膜具有选择透过性，属于半透膜，但渗透作用是水分子的运输，氧分子通过细胞膜属于自由扩散，A错误；
B、细胞膜属于半透膜，葡萄糖溶液通过细胞膜属于协助扩散或，B错误；
C、K+通过原生质层也属于主动运输，C错误；
D、细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质组成原生质层，而原生质层具有选择透过性，相当于半透膜，D正确。
故选D。
3.答案：C
解析：A、发生渗透作用时，膜两侧的水分子都能向对侧运动，只是水分子由低浓度一侧向高浓度一侧运动更快，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子处于动态平衡状态可以通过半透膜，A错误；
B、动物细胞没有细胞壁，因此无原生质层，但动物细胞的细胞膜相当于半透膜，细胞质的浓度和水存在浓度差，故动物细胞在水中能发生渗透作用，B错误；
C、渗透现象发生的条件有两个：①有半透膜；②半透膜两侧有物质的量浓度差，C正确；
D、渗透作用是水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，而果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞在高浓度蔗糖溶液中失水过多而死亡，生物膜失去选择透过性导致糖分进入细胞，但不属于渗透作用，D错误。
故选C。
4.答案：A
解析：原生质层指的是细胞膜，液泡膜和介于两层膜之间的细胞质，A正确。
故选A。
5.答案：A
解析：①死细胞的细胞膜失去选择透过性,不能发生渗透作用,也就没有质壁分离和复原现象.①符合题意;②根尖分生区细胞,没有大液泡,细胞胃,大于该细胞细胞液浓度的硝酸钾溶液中没有明显的质壁分离现象.②符合题意;③成熟的棺物细胞腎于大于该细胞细胞液浓度的硝酸钾(KNO3)溶液中,细胞应该失水,发生质壁分离.③不符合题怠;④成熟的梢物细胞置于大于该细胞细胞液浓度的硝酸钾溶液中,细胞失水,发牛质壁分离.则在显微镜下能观察到质壁分离.④不符合题意;⑤活的成熟的植物细胞在浓度大于细胞液的硝酸钾溶液中,由于渗透作用失水.发生质壁分离,又由于植物细胞主动吸收溶液中的钾离子和硝酸根离子,最终导致细胞液浓度大于硝酸钾溶液,通过渗透作用吸水,又会自动发生质壁分离复原,⑤符合题意。综上分析,A正确,B、C、D错误。
6.答案：D
解析：根据表格分析，植物在浓度为0.19mol/L的溶液浓度中不发生质壁分离，而在浓度为0.23mol/L的溶液中刚好发生质壁分离，细胞液的浓度范围应在未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度之间，植物的细胞液浓度为0.19～0.23mol/L。该植物若适合在乙地生长，说明其细胞能够从土壤中吸收水分，则外界溶液浓度低于细胞液浓度，即乙地土壤溶液浓度最可能小于0.23mol/L，ABC错误，D正确。
故选D。
7.答案：C
解析：质壁分离的表现现象：液泡由大变小，细胞液颜色由浅变深。因此①处滴加溶液后，液泡的体积逐渐变小，细胞发生渗透失水，因此该处细胞外液浓度大于细胞液中的浓度，即滴加30%蔗糖溶液；②处滴加溶液后，液泡的体积逐渐变大，细胞发生渗透吸水，因此该处滴加清水。C正确，ABD错误。
故选C。
8.答案：（1）30%蔗糖溶液（蔗糖溶液）
（2）原生质层
（3）A
（4）原生质层相当于一层半透膜、外界溶液的浓度大于细胞液的浓度、原生质层比细胞壁的伸缩性大
解析：（1）根据题意和图示分析可知：图A细胞原生质层与细胞壁逐渐分离开来，处于质壁分离状态；由于细胞壁具有全透性，则①处充满了高浓度的蔗糖溶液。
（2）原生质层包括细胞膜②和液泡膜④，以及两者之间的细胞质③。
（3）将C（质壁分离）细胞置于清水中，细胞吸水，发生质壁分离的复原，最终将处于图中B细胞的状态。
（4）细胞能够发生质壁分离现象的原理是：原生质层相当于一层半透膜、外界溶液的浓度大于细胞液的浓度、原生质层比细胞壁的伸缩性大。
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1.答案：C
解析：A、渗透作用发生的必备条件是有半透膜和膜两侧溶液有浓度差，二者缺一不可，A正确；
B、海水淡化过程中采用反渗透技术，只允许水通过，半透膜阻止其他离子、无机盐等通过，B正确；
C、海水淡化过程中，高压泵应该安装在海水侧，C错误；
D、反渗透技术通过对半透膜一侧的海水施加压力，让水分子可以通过半透膜，故淡化海水时，水分子从高浓度溶液移向低浓度溶液，D正确。
故选C。
2.答案：B
解析：A、植物细胞壁的伸缩性比原生质层的伸缩性小，A错误；
B、“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，将植物细胞置于高浓度的蔗糖溶液中，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，植物细胞发生质壁分离，因此细胞液初始浓度低于外界蔗糖溶液浓度，B正确；
C、蔗糖能不能自由进出细胞，C错误；
D、质壁分离复原后仍有水分子通过细胞膜进出细胞，只是此时通过细胞膜进入细胞的水分子多于或等于通过细胞膜出细胞的水分子，D错误。
故选B。
3.答案：B
解析：A、已知水势与溶液的吸水能力呈负相关，在t0~t1时段，细胞液水势逐渐增大，那么其吸水能力应逐渐减弱，A错误；
B、在t0~t1时段，细胞液水势逐渐增大，说明细胞在吸水，随着细胞吸水，细胞液浓度逐渐降低，细胞内外溶液的浓度差逐渐减小，B正确；
C、t0~t1时段细胞在吸水，细胞会发生质壁分离复原，而不是质壁分离程度逐渐增大，C错误；
D、t1时刻后，Ψw不再增加，可能是由于细胞壁的限制，细胞不能再继续吸水，但此时细胞内外渗透压不一定相等，D错误。
故选B。
4.答案：A
解析：滴加0.3g/mL蔗糖溶液组在质壁分离和质壁分离复原过程中依次为实验组、对照组，A项正确；洋葱鳞片叶内表皮细胞在0.3g/mL蔗糖溶液中能发生质壁分离，但不易观察到，B项错误；洋葱鳞片叶外表皮细胞在KNO3溶液中先发生质壁分离，后自动复原，与0.3g/mL蔗糖溶液中观察到的实验现象不同，C项错误;由于细胞壁是全透性的且有水分子通过原生质层渗出来，质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度低于0.3g/mL的蔗糖溶液，D项正确
5.答案：D
解析：A、乙图细胞失水，发生质壁分离，A正确；
B、甲→乙变化的前提条件之一是细胞具有活性，B正确；
C、选用紫色的洋葱鳞片叶外表皮由于波泡有颜色，有利于观察质壁分离及复原，C正确；
D、由于细胞壁的限制，丙图中的细胞体积不会持续增大，D错误。
故选D。
6.答案：D
解析：A、c～d段细胞体积增加，说明b～c段细胞没有死亡，水分子进出平衡，A错误；
B、细胞无论是发生质壁分离还是复原过程中，水分子跨膜运输都是双向的，B错误；
C、与b点相比，细胞体积变小，细胞失水，故b点比a点时细胞液的渗透压更大，C错误；
D、e时细胞的相对值大于a时细胞的初始大小，说明细胞吸水，则液泡的颜色比a时浅，D正确。
故选D。
7.答案：C
解析：与甲图细胞相比,乙图细胞失水,细胞液浓度升高,吸水能力增强,C正确;
8.答案：B
解析：A、图1中结构B为叶绿体，观察质壁分离时，黑藻的叶绿体可以显示原生质层的位置，方便观察质壁分离，叶绿体的绿色不会干扰实验现象的观察，A正确；B、图1的A中充满的是蔗糖或葡萄糖溶液，此时细胞也有可能正在吸水，则细胞液的浓度大于蔗糖或葡萄糖溶液，B错误；C、若在某种溶液中液泡体积如图2所示，说明植物细胞发生了质壁分离及复原，则说明植物细胞可以吸收该溶液中的溶质，则可推断该溶液很可能是葡萄糖溶液，C正确；D、死亡的成熟植物细胞的细胞膜丧失了选择透过性，不会发生质壁分离及其复原，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，细胞就发生质壁分离，所以能证实细胞液浓度的大致范围，D正确。故选B。
9.答案：C
解析：A、该实验只需低倍镜观察即可，A正确；
B、由分析可知：该实验过程中，第一次滴加的是0.3g/mL的蔗糖溶液，而第二次滴加的才是清水，B正确；
C、如将紫色洋葱鳞片叶的外表皮改为内表皮，则观察效果不明显，并非不会发生质壁分离，C错误；
D、洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层，D正确；
故选C。
10.答案：（1）原生质层；①②⑥
（2）外界溶液浓度高于细胞液浓度；原生质层的伸缩性大于细胞壁
（3）无法判断
（4）质壁分离；质壁分离后又自动复原
（5）质壁分离过程中细胞过度失水死亡
（6）CD
解析：（1）图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离，原生质层包括①（细胞膜）、②（液泡膜）和⑥（细胞质）；
（2）植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是：外界溶液浓度大于细胞液浓度；自身具备的结构特点是：原生质层的伸缩性大于细胞壁；
（3）图b植物细胞质壁分离与复原实验时的显微照片，由于无法判断此时正处于质壁分离还是处于复原过程，故无法判断细胞液与外界溶液浓度的大小关系；
（4）若将正常的洋葱鳞片叶外表皮细胞置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，由于细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度，一段时间后将发生质壁分离；若将其置于1mol/L的KNO3溶液中，由于细胞液浓度小于KNO3溶液浓度，且细胞会主动吸收K+和，将先出现质壁分离再自动复原；
（5）把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞没有发生质壁分离复原的现象，细胞可能在质壁分离过程中细胞过度失水死亡，失去复原的能力；
（6）成熟植物细胞具有大液泡，能发生质壁分离，故洋葱鳞片叶内表皮细胞和洋葱鳞片叶外表皮细胞能发生质壁分离，人的口腔上皮细胞和蛙的红细胞等动物细胞没有细胞壁不能发生质壁分离，大蒜根尖分生区细胞没有大液泡也不能发生质壁分离。
故选CD。

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