幻灯片 1
第四章 细胞的物质输入和输出
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幻灯片 2重温生物学术语，让你的答题更规范、更专业、更能打动阅卷老师！
主要：被动运输，主动运输，自由扩散，协助扩散，胞吞，胞吐，生物膜的流动镶嵌模型
次要：渗透作用，原生质层，质壁分离，选择透过性，磷脂双分子层，载体蛋白
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读读教材基础
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幻灯片 73．植物细胞的吸水和失水
(1)原生质层包括________、________以及两层膜之间的________，在植物细胞中，可把原生质层视为一层半透膜。
(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________现象。
②外界溶液浓度________细胞液浓度时，细胞吸水，发生________现象。
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幻灯片 81．所有的植物细胞均能发生质壁分离现象吗？
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幻灯片 9二、物质跨膜运输的其他实例
1．实例
(1)植物
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幻灯片 10(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点：________(逆、顺)浓度梯度。
2．结论
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幻灯片 112．膜的选择透过性主要取决于膜上哪种组成成分？
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幻灯片 12一、1.半透膜 度差 .(1)细胞膜 2)小于 水皱缩 态平衡 .(1)细胞膜 泡膜 胞质 2)①大于质壁分离 小于 质壁分离复原,二、1.(1)不同 同 对独立 2)逆 .水分子 子和小分子 离子、小分子和大分子,[想一想] 1.提示：不是，质壁分离指原生质层与细胞壁分离，因此不具有原生质层的细胞(即无大液泡)不能发生质壁分离。 2.提示：膜的选择透过性主要取决于膜组成成分中的载体蛋白。
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幻灯片 131．教材60页[问题探讨]——渗透装置的条件及原理，鉴别10%、30%蔗糖溶液实验设计。
2．教材61～62页[探究]实验的基本步骤，尤其“作出假设”和最后一步“进一步探究”。
3．教材63页图4－3，据图分析洋葱表皮细胞显微观察时细胞核明显吗？(不明显，主要是紫色大液泡)。质壁分离时“白色部分”是细胞质吗？(是外界溶液)。
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幻灯片 14能观察到叶绿体和染色体吗？(无叶绿体；高度分化不分裂，观察不到染色体)。必需用高倍镜吗？(不是，低倍镜观察已很清楚)。
4．教材63页[资料分析]植物吸收无机盐的特点、方式及结构基础。
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幻灯片 15答案：浓度差 伸缩性 原生质层 浓度差 选择透过性
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研研核心要点
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幻灯片 171．渗透作用模型和成熟植物细胞与外界溶液形成的渗透系统比较
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幻灯片 192. “U”型管中水分子移动方向的分析
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幻灯片 20(1)膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高，低的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
(2)两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升高，最后两侧液面持平。
(3)如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
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幻灯片 21 (4)图中溶质可以是同一种物质，也可以是不同物质。要特别强调的是溶液浓度是指物质的量浓度(摩尔浓度)而不是质量浓度。
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幻灯片 223．渗透作用原理的应用分析
(1)验证渗透作用发生的条件
①具有半透膜
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幻灯片 23(2)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)
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幻灯片 241．渗透作用模型中特别强调溶质分子不能通过半透膜，达到渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度相等。
2．植物分生区细胞和干种子细胞因无大液泡，不能发生渗透作用，也不能发生质壁分离和复原现象。
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幻灯片 25[师说·一语破天机]
本考点多以实验分析的形式与物质跨膜运输方式相结合进行命题，多为选择题。
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幻灯片 26[选题·典型中选秀]
例1：如图所示的渗透装置中，开始时的液面高度为a，停止上升时的高度为b，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出，则a、b液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是( )
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幻灯片 27[破题·分层揭秘密]
(一)解密考查实质
本题通过改变渗透装置中溶液浓度，考查渗透作用的原理，并借助曲线图正确表达。
(二)抓住题眼
“每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出”，由此推出长颈漏斗中蔗糖浓度不断变小。
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幻灯片 28(三)明确解题思路
由于每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出，这样导致长颈漏斗中蔗糖浓度不断变小，对水分子的束缚力不断降低，使液面升高的高度差不断下降。
(四)完美答案[B]
(五)同类互动探究
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幻灯片 29(1)当液面上升且停止于b处时，水分子进出情况是如何的？
提示：水分子进出达到动态平衡。
分析：当液面上升至b处时，升高的液柱会产生一定压强，使水分子进入长颈漏斗中的速率降低，最终达到动态平衡。
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幻灯片 30(2)经过无数次如题中所列的操作后，液面升高的高度差接近0，此时半透膜两侧的浓度相等吗？
提示：基本相等。
分析：当题中进行每一次操作时，蔗糖溶液浓度在不断下降(溶质在不断地被移走)。当液面升高的高度差接近0，水分子进出达到平衡，此时可以得出半透膜两侧的浓度相等。
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幻灯片 311．实验分析
(1)正确选择实验材料
①选择有紫色大液泡的洋葱鳞片叶外表皮细胞。
②若选择洋葱鳞片叶内表皮(无紫色大液泡)进行实验，采用的外界溶液是一定浓度的大分子有颜色溶液，如胭脂红(水溶性大分子食用色素，呈红色)。
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幻灯片 32③一般不选择细菌细胞，它能发生质壁分离，但现象不明显。
④不能选择动物细胞，它无细胞壁，不能发生质壁分离现象。
(2)实验试剂使用
①使用浓度过高的蔗糖溶液(0.5 g/mL)，质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。
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幻灯片 35(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刚发生质壁分离所需时间比较→判断质壁分离速度(或细胞液浓度)
(4)验证原生质层具有选择透过性(如细胞在蔗糖溶液中，蔗糖不能进入细胞)。
(5)证明细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。
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幻灯片 361．发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。
2．质壁分离与复原过程中水分移动是双向的，总结果是单向的。
3．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。
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幻灯片 37[师说·一语破天机]
本考点的命题规律为：一是通过联系水的渗透作用，全面考查对该实验所用试剂、原理、操作步骤、结果等的掌握情况；二是以实验操作过程图的形式，考查对操作步骤的理解，或考查该实验的拓展应用。
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幻灯片 38[选题·典型中选秀]
例2：[江苏高考试题改编]将浸润在0.3 g/L蔗糖溶液中的紫色洋葱表皮制成装片，放在显微镜下观察，结果如图所示。请据图回答下列问题。
(1)洋葱表皮细胞通过渗透作用失水，导致细胞发生质壁分离，原生质层在该过程中充当了________。以下结构或物质属于原生质层的是________。
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幻灯片 39A．液泡膜 B．线粒体
C．液泡色素 D．细胞核
E．细胞壁
(2)请在坐标系中绘出细胞吸水力随质壁分离程度变化曲线。
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幻灯片 40(3)若将装片放在80℃的条件下处理一段时间(装片中的溶液仍保持0.3 g/L)后，放在显微镜下观察，在清晰看到细胞结构后为了更准确判断A处颜色，应该如何操作显微镜？
________________________________________________________________________。
(4)藓类小叶是否是观察线粒体的理想实验材料？________，为什么？________。
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幻灯片 41[破题·分层揭秘密]
(一)明确解题思路
(1)成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质组成原生质层，充当了半透膜。细胞核、液泡内的成分不属于原生质层。(2)细胞随着质壁分离程度加大，细胞液浓度增加，细胞吸水力也增加。
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幻灯片 42因细胞有最大分离程度，故吸水力也有最大值。(3)调节显微镜粗、细准焦螺旋可以使图像清晰，调节光圈、反光镜可以改变视野亮度。“在清晰看到细胞结构后为了更准确判断”，不需要调节粗、细准焦螺旋。(4)藓类叶肉细胞中有叶绿体，影响对被染成蓝绿色的线粒体的观察。
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幻灯片 43(二)调动和运用知识解题
(1)半透膜 AB (2)如图
(3)调节光圈、反光镜以改变视野亮度 (4)不是 细胞中有叶绿体，影响染色后的线粒体的观察
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幻灯片 44
说说生物实验
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幻灯片 45【选题·热考秀】
某小组确定研究课题：探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。该小组选用水生植物黑藻作为实验材料，并作实验假设：如果将其叶片分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其细胞失水量随着外界溶液浓度增加而增加。
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幻灯片 46该小组学生设计实验步骤如下：配制10%、20%、30%蔗糖溶液，分别盛于培养皿中。从黑藻茎上取下叶片，用吸水纸吸干叶片上的水分，并制成装片，显微镜下观察，选取5个细胞测量其A、B(如图A为细胞的长度，B为原生质体长度)。在此基础上，请你参与设计、分析与讨论。
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幻灯片 47(1)请你设计一表格，用于记录数据，计算并记录B/A(%)值。
(2)该小组同学根据记录数据作曲线如图。请你就该结果作分析并得出结论。
①______________________________________________；
②________________________________________。
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幻灯片 48结论：________________________________________。
(3)讨论：如果要说明上述质壁分离现象是由于相应浓度的外界溶液引起的，而非细胞本身的原因，应如何设计实验？
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幻灯片 49[标准答案]
(1)
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幻灯片 50(2)①B/A值越小，说明质壁分离程度越大
②随着溶液浓度的增大，B/A值下降，说明质壁分离程度随外界溶液浓度增大而增大
结论：质壁分离程度(细胞失水量)随着外界溶液浓度的增大而增加
(3)设置清水对照组，观察清水中的黑藻细胞，确认细胞形态正常，无质壁分离现象。
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幻灯片 51【备考·角度说】
No.1 角度：名师语录
(1)分析实验材料确定表格设计项目
①根据题干提供的信息，探究“植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系”实验的自变量是不同蔗糖浓度，因变量是“由细胞的长度A和原生质体长度B计算得出的B/A(%)值”，由此推出表格应体现B、A、B/A值。
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幻灯片 52②实验材料是“选取5个细胞”，是为了避免实验中的偶然性，必须对其测量项取平均值，由此推出表格应体现5个细胞及平均值。
③蔗糖溶液要求配制“10%、20%、30%”三种，因此表格应体现三种蔗糖溶液的浓度。
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幻灯片 53(2)正确的结论来源于准确的读图与析图
为了增加实验结果的直观性，对表格数据进行坐标曲线格式转化，得到的B/A(%)值绘制成曲线，通过曲线不难看出：①B/A值越小，说明质壁分离程度越大。②随着外界溶液浓度的增大，B/A值下降，说明质壁分离程度随溶液浓度增大而增大。从而得到结论：细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增加。
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幻灯片 54(3)排除细胞本身对实验的影响
排除细胞本身对实验的影响的方法是设置对照实验，只要增加“清水对照组”，观察清水中的黑藻细胞，确认细胞形态正常，无质壁分离现象，就可排除细胞本身的原因。
No.2 角度：阅卷人点评
得分要点
(1)必须体现：“①三种浓度，②B、A、B/A，③平均值”。
(2)①必须体现：“B/A值越小，质壁分离程度越大”。
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幻灯片 55②必须体现“质壁分离程度随溶液浓度增大而增大”。
结论必须体现“细胞失水量或细胞质壁分离程度”。
(3)必须体现“清水对照组”。
失分案例
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幻灯片 56(1)表格缺失“平均值”
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幻灯片 57 (2)①错答成“B/A值越大，说明质壁分离程度越大”。
②错答成“B/A值下降，导致蔗糖溶液浓度降低”。
结论错答成“细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而减少”。
(3)只答出“设置对照实验”。
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幻灯片 58
看看考场答卷
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幻灯片 59[选题·来自阅卷现场]
[2012·北京理综，31]科学家为了研究蛋白A的功能，选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验，处理及结果见下表。
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幻灯片 60
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幻灯片 61
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幻灯片 62[一览·名师语录]
实验对照原则是设计和实施实验的准则之一，设计、分析对照实验是高考的常见考点。在分析对照实验时，关键是找出单一变量，仔细分析自变量与因变量之间的关系，从而得到可信的结论。
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幻灯片 63[审题·抓关键词]
信息1 对照可知，注入蛋白A的mRNA后，在卵母细胞中翻译出蛋白A，促进水分子大量进入细胞，使细胞体积增大。
信息2 对比可知，两组的自变量为HgCl2，加入HgCl2后，细胞对水的通透性降低，由此推出HgCl2对蛋白A有抑制作用。
信息3 比较可知，加入M后，细胞对水的通透速率接近于实验Ⅱ，说明M物质能解除HgCl2对蛋白A的抑制作用，使蛋白A的功能部分恢复。
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幻灯片 64[答题·名师批阅]
批注1 由于对表达与转录、翻译的关系不清楚，导致错答。
批注2 由于审题时只比较了Ⅲ、Ⅳ两组，没有与Ⅱ比较，导致错答。
批注3 对“载体”和“受体”概念的混淆，导致错答。
批注4 由于对术语运用不规范，导致回答不准确。
批注5 没有注意(5)要求回答“推论”，即：做出合理的推理，因而回答不到位。
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幻灯片 65
随堂对点练习
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幻灯片 661.[2011·课标全国，1]将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是( )
A．红细胞具有水溶性
B．红细胞的液泡体积增大
C．蒸馏水大量进入红细胞
D．低温时红细胞膜流动性增大
答案：C
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幻灯片 67解析：本题考查生物膜的结构特点以及渗透作用的相关知识，意在考查考生的分析理解能力。红细胞细胞膜的基本骨架为磷脂双分子层，故细胞膜不具有水溶性；与成熟的植物细胞不同，红细胞没有大的液泡；由于外界溶液的浓度小于细胞质溶液的浓度，红细胞在4℃的蒸馏水中吸水胀破；低温时红细胞膜的流动性减小。
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幻灯片 682．[2011·天津高考]将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果如图，下列叙述错误的是( )
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幻灯片 69A．图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质
B．将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原
C．实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异
D．洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料
答案：A
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幻灯片 70解析：图中的N是细胞膜外的蔗糖溶液，不是细胞质，A错误；在清水中，细胞会通过渗透吸水使质壁分离复原，B正确；细胞壁具全透性，细胞膜具有选择透过性，两者在物质透过性上存在差异，C正确。洋葱根尖分生区细胞，不具有大型液泡，无质壁分离现象，不宜作为该实验的实验材料，D正确。
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幻灯片 713．下图为渗透作用实验，开始时如图甲所示，A代表清水，B、C代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图乙，漏斗管内液面不再变化，h1、h2表示漏斗内液面与清水的液面差。下列说法错误的是( )
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幻灯片 72A．图甲中B的浓度一定大于C的浓度
B．图乙中B的浓度一定等于C的浓度
C．图甲A中的水分子扩散到B的速度大于A中水分子扩散到C的速度
D．图乙A中水分子扩散到B的速度等于B中水分子扩散到A的速度
答案：B
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幻灯片 73解析：半透膜两侧溶液有浓度差，浓度差越大，水分子扩散越快，漏斗管内的液面越高。据最终实验结果可断定图甲中B的浓度大于C的浓度。当管中液面上升到一定程度时，h1、h2段液柱产生的静水压与渗透压相等，此时水分子进出半透膜达到动态平衡，管中的液面停止上升，A、C、D项正确。渗透压越大，表明溶液的浓度越大，又因h1>h2，说明乙图中B的渗透压大于C的渗透压，也就是说B的浓度一定大于C的浓度，B项叙述错误。
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幻灯片 744．在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将( )
A．不变
B．增大
C．减小
D．先增后减
答案：B
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幻灯片 75解析：处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，相当于质壁分离复原的过程，细胞渗透吸水，质量将增大。
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幻灯片 765．成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。请回答下列问题：
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幻灯片 77(1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a________b。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在________，最终液面不再上升。当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a________b。
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幻灯片 78(2)图丙中相当于图甲中c结构的是________(填序号)，②处充满的液体是________。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是________ 。
A．细胞液>外界溶液
B．细胞液<外界溶液
C．细胞液＝外界溶液
D．都有可能
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幻灯片 79(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水中，发现液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？________，原因是_________________________________________________。
(4)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，发现细胞液泡体积也在增大。当液泡体积不再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等？
________________________________________________________________________。
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幻灯片 80答案：(1)小于 下降 小于
(2)③④⑤ 外界溶液 D
(3)不能 细胞壁对原生质层有支持和保护的作用
(4)不一定
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幻灯片 81解析：(1)漏斗内液面的上升是由水从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动引起的，因此，由图甲中漏斗内液面上升可知，b液体的浓度大于a；图乙反映的是随着吸水时间的延长，漏斗内液面升高的速度逐渐下降，这是由浓度差缩小造成的。考虑到漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，a侧的浓度小于b侧。
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幻灯片 82(2)图甲中c为半透膜，在图丙中可将细胞膜③、液泡膜⑤和两层膜之间的细胞质④视作一层半透膜，结构②中充满的液体是外界溶液；由于无法判断细胞是在吸水还是失水，因此，无法确定此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系。
(3)对植物细胞而言，由于细胞壁的存在，且细胞壁的伸缩性有限，因此，细胞不可能无限吸水；当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将不再吸水。
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幻灯片 83(4)液泡体积不再增大时，细胞液浓度不一定和外界溶液的浓度相等，也可能是由于细胞壁的束缚，虽然细胞液的浓度大于外界溶液的浓度，液泡体积也不再增大。
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幻灯片 84----
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