（2）判断细胞质浓度或者细胞液浓度
将动植物细胞放在不同浓度的溶液中，观察细胞的吸水和失水状态，可以根据细胞的形态判断细胞液或细胞质浓度的大小。
易错提醒：
有关渗透现象的两点提醒
（1）两溶液间的水分子进行双向运动，实际观察到的只是水分子双向运动差异所导致的液面变化。
（2）当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。
1．右图为渗透装置示意图，a、b分别为不同浓度的蔗糖溶液。
据图判断，下列叙述错误的是（ ）
A．若c为一层纱布，则不会发生此现象
B．实验开始时，c两侧的溶液浓度大小是a>b
C．实验过程中漏斗管内的液面先上升后保持稳定
D．当漏斗管内的液面停止上升时，水分子进出漏斗达到动态平衡
B [纱布不能作为半透膜，则漏斗内的蔗糖会扩散到外界溶液中，浓度差无法维持，液面不会上升，A项正确；由图知，b漏斗液面上升，故实验开始时溶液浓度大小是b>a，B项错误；实验过程中漏斗管内的溶液浓度较大，水分子进入漏斗内的多于从漏斗出来的，液面先上升，达到一定高度后液面不再上升，水分子进出漏斗达到动态平衡，C、D项正确。
]
（1）漏斗管内的液面保持稳定后，若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，则达到平衡时，漏斗中液面上升的高度与原来相比有什么变化？
提示：
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，上升的时候将漏斗中的溶液稀释，因此上升的高度会下降。
（2）若向漏斗中滴入清水，漏斗中液面的高度有什么变化？
提示：
向漏斗中滴入清水，漏斗内溶液的浓度降低，漏斗内的液面会降低。
（3）若向烧杯内加入适量的清水，漏斗内的液面有什么变化？
提示：
向烧杯内加入清水，烧杯内溶液的浓度降低，漏斗内液面会上升。
2．图1表示两种物质扩散的图解，图2为甲、乙两个实验装置，则实验结果应是（ ）
图1 图2
A．图2的甲中水柱a将持续上升
B．图2的甲中水柱a将先上升后下降
C．图2的乙中水柱b上升到一定高度后维持不变
D．图2的乙中水柱b将先上升后下降
D [由于图甲中的淀粉不能透过半透膜，所以图甲中的液面高度先上升，达到一定高度后保持不变；图乙装置漏斗中葡萄糖溶液浓度大，导致液面上升，由于葡萄糖分子能够通过半透膜，导致半透膜两侧浓度差降低，所以漏斗中液面又会降低，最后液面平衡。
]
植物细胞的质壁分离和复原实验
[问题探究]
1．为什么要用紫色洋葱外表皮作为实验材料？
根尖分生区细胞会不会出现质壁分离？
提示：
紫色洋葱外表皮细胞的细胞液中有花青素，使液泡中的细胞液呈紫色，有利于观察。
根尖分生区细胞不会发生质壁分离，因为它无大液泡。
2．实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？
提示：
观察正常洋葱鳞片叶表皮细胞的状态，以便与处理后的状态形成对照。
3．细胞质壁分离过程中，细胞液的浓度和细胞的吸水能力有什么变化？
质壁分离复原过程中，两者又有什么变化？
提示：
质壁分离过程中，随着质壁分离程度增大，细胞液的浓度增大，植物细胞吸水能力增强；质壁分离复原过程中，随着质壁分离复原的进行，细胞液的浓度变小，植物细胞吸水能力减弱。
4．发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质？
提示：
因为细胞壁是全透性的，所以洋葱表皮细胞原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。
5．本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低分别对实验有何影响？
提示：
选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，既明显出现质壁分离，又不会杀死细胞。
若浓度过高，质壁分离速度过快，细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原；若浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
6．若用合适浓度的KNO3溶液进行实验，结果发现细胞质壁分离后，没有滴加清水，出现了自动质壁分离复原现象。
请分析原因是什么？
提示：
开始外界溶液浓度较大，细胞发生质壁分离；细胞主动吸收K＋和NO
后，随着细胞液浓度增大，质壁分离又会自动复原。
[归纳总结]
1．质壁分离的原因及表现分析
2．实验需要注意的问题
（1）实验成功的关键之一是实验材料的选择。
要选取成熟的、活的且液泡带有一定颜色的植物组织进行实验，便于观察实验现象。
（2）滴加蔗糖溶液或清水时，应在载物台上操作。
（3）选用的蔗糖溶液浓度要适宜。
过低，不足以引起质壁分离或质壁分离所需时间过长；过高，可能造成植物细胞失水过多、过快而死亡。
（4）当以可吸收的物质作溶质时（如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等），可出现质壁分离及自动复原现象。
3．质壁分离实验的拓展应用
（1）判断细胞的生活情况：
只有活的植物细胞才能发生质壁分离。
（2）防腐杀菌：
在高浓度的溶液中，细菌等微生物将因失水过多而死亡，从而有效防止了食品腐烂变质。
（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度
＋
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）测定细胞液浓度范围
＋
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。
1．紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜下可观察到（ ）
C [解此题的关键是观察图中细胞核的位置及液泡颜色深浅。
紫色洋葱表皮细胞色素分布在液泡中，细胞质无色；洋葱表皮细胞的细胞核在细胞质中，不在液泡内；发生质壁分离的细胞，液泡紫色变深，故C正确。
]
2．将同一成熟植物细胞依次浸入蒸馏水、0.3mol/L的蔗糖溶液和0.4mol/L的KNO3溶液中，测得液泡的体积随时间的变化曲线如图所示，则曲线A、B、C分别代表细胞所处的溶液是（ ）
A．蒸馏水、蔗糖溶液、KNO3溶液
B．KNO3溶液、蒸馏水、蔗糖溶液
C．蒸馏水、KNO3溶液、蔗糖溶液
D．蔗糖溶液、KNO3溶液、蒸馏水
C [浸入蒸馏水，细胞吸水膨胀，一段时间达到平衡，为A曲线。
浸入0.3mol/L的蔗糖溶液，细胞失水发生质壁分离，细胞体积缩小，一段时间后达到平衡，为C曲线。
浸入0.4mol/L的KNO3溶液，开始一段时间细胞失水发生质壁分离，细胞体积缩小，后来由于K＋、NO
离子进入细胞液，导致细胞液浓度增加，重新吸水，发生质壁分离复原，为B曲线。
故C正确。
]
自由扩散和协助扩散
[问题探究]
1．试从物质运输动力角度分析，为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？
提示：
自由扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差，即都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，所以统称为被动运输。
2．葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速率存在一个饱和值，请结合红细胞吸收葡萄糖的方式分析，出现饱和值的原因是什么？
提示：
红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，需要载体蛋白协助，出现饱和值的原因是受细胞膜上载体的数量的限制。
3．转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，二者的区别是什么？
提示：
载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白相结合。
[归纳总结]
1．影响自由扩散和协助扩散的因素
方式
影响因素
影响趋势
曲线
自由扩散
膜两侧物质的浓度差
与浓度差呈正相关
协助扩散
①膜两侧物质的浓度差；②膜上转运蛋白的种类和数量
当转运蛋白达到饱和时，物质浓度增加，物质的运输速率也不再增加
2.水分子进出细胞的方式
（1）通过自由扩散方式进出细胞。
（2）借助于水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。
易错提醒：
（1）温度变化会影响分子通过细胞膜的速率。
（2）载体蛋白和通道蛋白的作用机制不同。
1．（2018·北京高考）细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。
下列物质中，以（自由）扩散方式通过细胞膜的是（ ）
A．Na＋ B．二氧化碳
C．RNAD．胰岛素
B [一般Na＋内流时属于协助扩散，Na＋外流时属于主动运输，A项错误；二氧化碳的运输属于自由扩散，B项正确；RNA不通过细胞膜，C项错误；胰岛素是通过胞吐的方式被分泌出细胞的，D项错误。
]
2．人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于（ ）
A．组织液中甘油的浓度
B．细胞膜上甘油载体的数量
C．细胞呼吸强度
D．细胞膜上载体的种类
A [组织细胞通过自由扩散的方式从组织液中吸收甘油，不需要载体和能量，吸收甘油的量取决于组织液中甘油的浓度。
]
[课堂小结]
知识网络构建
核心语句背诵
1．渗透作用发生的两个条件：
一是半透膜，二是浓度差。
2.原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
3.植物细胞发生质壁分离的原因：
（1）外界溶液浓度大于细胞液浓度。
（2）原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。
4.只有活的成熟植物细胞才可发生质壁分离，动物细胞和根尖分生区细胞不能发生质壁分离。
5.被动运输包括自由扩散和协助扩散，二者都是顺浓度梯度进行跨膜运输的。
6.自由扩散既不需要转运蛋白，也不需要能量，水、气体及脂溶性物质以自由扩散方式运输。
7.协助扩散需要转运蛋白，但不需要能量，实例是红细胞吸收葡萄糖。
1．疟原虫可以寄生在红细胞内，使人患疟疾，要判断一个人是否患疟疾，应取血样放在什么溶液中制片检查？
（ ）
A．0.9%的盐水 B．清水
C．浓盐水D．0.1%葡萄糖溶液
B [疟原虫寄生在红细胞内不易检查，因此要判断一个人是否患疟疾，应取血样放在清水中，使红细胞吸水涨破，释放出疟原虫，B项正确，A、C、D三项均错误。
]
2．U形管中装有两种不同的溶液R及S，并被一半透膜（X）隔开（如图a）。
与S相比，R为低渗溶液（浓度较低）。
当图a中的U形管达到平衡时（图b），U形管两侧溶液的高度及浓度分别是怎样的（注：
溶质不能透过半透膜）（ ）
图a 图b
A．甲中右侧较高，两溶液等渗，即浓度相等
B．乙中右侧较高，且右侧为高渗，即浓度较高
C．丙中左侧较高，且右侧为低渗，即浓度较低
D．丁中两侧高度相等，且为等渗
B [达到平衡时，高浓度的一侧溶液的浓度仍较高，因为高度差会形成一定的静水压。
]
3．人体正常红细胞是呈两面凹陷的圆饼状，现将人体的红细胞分别浸入下列a、b、c三个不同浓度溶液的烧杯内，一段时间后，实验结果如图所示。
则关于a、b、c溶液浓度大小比较正确的是（ ）
A．a>b>cB．aC．a>c>bD．aB [由于a、b和c内的细胞分别处于膨大、皱缩和保持相对稳定状态，因此a、b、c溶液浓度大小比较是a]
4．在不染色的条件下，下列实验材料中，最适合观察细胞质壁分离现象的是（ ）
A．紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞
B．紫色洋葱根尖分生区细胞
C．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
D．紫色洋葱根尖伸长区细胞
C [紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞具有大型的紫色液泡，最适合观察质壁分离现象。
]
5．二氧化碳跨膜运输的方式是（ ）
A．自由扩散B．协助扩散
C．主动运输D．胞吞与胞吐
A [二氧化碳跨膜运输的方式是自由扩散。
]
6．用2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积的变化情况如图所示，据图回答：
（1）原生质体体积在A→B段的变化说明：
在该段时间内水分从原生质体________，细胞液浓度________。
（2）在60s后，处于2mol/L蔗糖溶液中的细胞，其细胞液浓度将________，此时，在细胞壁与原生质层之间充满了________。
要使该细胞复原，应将其置于________________________中。
（3）在100s后，处于2mol/L乙二醇溶液中的细胞，其原生质体体积的变化是由________逐渐进入细胞中，引起细胞液浓度________引起的。
（4）并不是该植物的所有活细胞均可发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞必须具有________。
[解析]
（1）A→B段，原生质体体积缩小，说明细胞渗透失水。
（2）60s后，2mol/L蔗糖溶液中的细胞原生质体体积不变，说明细胞质壁分离达到最大限度。
（3）100s后，处于2mol/L乙二醇溶液中的细胞，原生质体体积逐渐变大，说明细胞又发生了分离复原。
[答案]
（1）渗出 增大
（2）不变 蔗糖溶液 清水或低于细胞液浓度的其他溶液
（3）乙二醇 增大 （4）大液泡
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