探究植物細胞的吸水與失水
———————————————知識梳理———————————————
觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原(1)實驗原理：①將成熟植物細胞放到_________________中，即能構(gòu)成一個_______系統(tǒng)。②細胞大量失水時，由于原生質(zhì)層與細胞壁的_______不同——當細胞不斷失水時____________就會與細胞壁分離開來。
本實驗是教材中涉及“顯微觀察”實驗中唯一的一個“只在低倍鏡下”觀察(不曾換“高倍鏡”)的實驗。
質(zhì)壁分離后在細胞壁和細胞膜之間的是濃度降低的外界溶液。這是由于細胞壁是全透性的且有水分子通過原生質(zhì)層滲出來。
———————————————素養(yǎng)提升———————————————科學(xué)探究——植物細胞的吸收和失水如圖是觀察植物細胞吸水和失水的操作步驟
(1)步驟D的觀察與步驟B觀察到的結(jié)果相比，發(fā)生了________的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的發(fā)生有兩個方面的原因：內(nèi)因是________________，外因是________________。(2)通過步驟E處理后，步驟F中的觀察結(jié)果相比D中的觀察，發(fā)生了________的現(xiàn)象，該現(xiàn)象發(fā)生的外因是__________________________________________。(3)該實驗以紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞為材料，優(yōu)點是_________________________________________________________________________________________。(4)實驗中共涉及三次顯微鏡觀察，其中第一次觀察的目的是什么？(5)本實驗選用0.3 g/mL的蔗糖溶液作試劑，若濃度過高或過低對實驗有何影響？
提示　(1)質(zhì)壁分離　原生質(zhì)層的伸縮性大于細胞壁　細胞液濃度小于外界溶液濃度，導(dǎo)致細胞失水(2)質(zhì)壁分離復(fù)原　細胞液濃度大于外界溶液濃度，植物細胞吸水(3)紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞液泡大并且有顏色，便于觀察(4)觀察正常紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的狀態(tài)，以便與處理后的狀態(tài)形成對照。(5)選用0.3 g/mL的蔗糖溶液作試劑，既能明顯出現(xiàn)質(zhì)壁分離，又不會殺死細胞。若濃度過高，質(zhì)壁分離速度過快，細胞會因失水過多而死亡，不能再進行質(zhì)壁分離復(fù)原；若濃度過低，不能引起質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離速度太慢。
[典例1] 將某植物花冠切成大小和形狀相同的細條，分為a、b、c、d、e和f組(每組的細條數(shù)相等)，取上述6組細條分別置于不同濃度的蔗糖溶液中，浸泡相同時間后測量各組花冠細條的長度，結(jié)果如圖所示。假如蔗糖溶液與花冠細胞之間只有水分交換，則(　　)
A.實驗后，a組液泡中的溶質(zhì)濃度比b組的高B.浸泡導(dǎo)致f組細胞中液泡的失水量小于b組的C.a組細胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗能量大于b組D.使細條在浸泡前后長度不變的蔗糖濃度介于0.4～0.5 (ml·L－1)之間答案　D
[變式訓(xùn)練1] 如圖所示，能正確表示顯微鏡下觀察到的紫色洋蔥表皮細胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象的是(　　)
解析　由于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(zhì)層進入到外界溶液中，液泡逐漸縮小，顏色變深；由于細胞壁是全透性的，而細胞膜是選擇透性膜，所以在原生質(zhì)層和細胞壁之間是外界溶液，所以是無色的。答案　D
引發(fā)質(zhì)壁分離的2種原因：
本實驗存在兩組對照實驗
1.什么樣的細胞才可發(fā)生質(zhì)壁分離？提示：具有中央大液泡的成熟植物細胞可發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。2.什么樣的溶液可使植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離后又自動復(fù)原？提示：一定濃度的溶質(zhì)可透膜的溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原現(xiàn)象，如KNO3溶液、甘油等。
★腌制的咸菜變的皺縮而萎軟
1.概念：物質(zhì)以__________進出細胞，________消耗細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱為被動運輸。
[典例2] 如圖顯示物質(zhì)P和Q跨膜出細胞，下列敘述正確的是(　　)
A.物質(zhì)P可能是氧氣B.物質(zhì)Q一定是水分子C.物質(zhì)P和Q出細胞都需要載體D.物質(zhì)P和Q出細胞未必都消耗能量
解析　物質(zhì)P出細胞逆濃度梯度為主動運輸，物質(zhì)Q出細胞順濃度梯度，為被動運輸，被動運輸包括協(xié)助擴散和自由擴散，自由擴散不需要載體，氧氣通過細胞膜為自由擴散，A錯誤；水分子通過細胞膜為自由擴散，但物質(zhì)Q出細胞可能是協(xié)助擴散，也可能是自由擴散，自由擴散不需要載體，B、C錯誤；主動運輸需要消耗能量，但被動運輸不消耗能量，D正確。答案　D
[變式訓(xùn)練2] 下列物質(zhì)中，通過
方式進入小腸絨毛上皮細胞的是(　　)
氣體和脂溶性的小分子有機物較易通過自由擴散進出細胞
A.氨基酸　　　　　　B.膽固醇　　　　　　C.Na＋　　　　　D.葡萄糖解析　膽固醇屬于脂溶性物質(zhì)，進出細胞的方式是自由擴散，B正確。答案　B
[變式訓(xùn)練3] GLUT是某細胞的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白，其作用過程如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A.GLUT順濃度梯度轉(zhuǎn)運葡萄糖B.GLUT的空間結(jié)構(gòu)可發(fā)生改變C.GLUT的數(shù)量與轉(zhuǎn)運葡萄糖的速率無關(guān)D.GLUT的轉(zhuǎn)運功能具有專一性解析　GLUT的數(shù)量與轉(zhuǎn)運葡萄糖的速率有關(guān)，C錯誤。答案　C
★自由擴散不需要載體蛋白，協(xié)助擴散需要載體蛋白或通道蛋白。

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高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細胞》電子課本

第1節(jié) 被動運輸

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修1《分子與細胞》

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