2011年高考生物第一轮总复习2-4

1通过渗透装置了解渗透作用的原理。2分析植物细胞缘何可构成一个渗透装置。3阐明植物细胞吸水与失水原理。4举例说明蒸腾作用及其意义。5分析植物体内水分运输、利用及散失途径。6举例说明如何根据植物不同时期生长规律进行合理灌溉。7概述植物细胞质壁分离和复原实验的原理、方法步骤、实验结果与结论。,一、对水分的吸收,二、植物体内水分的运输、利用和散失,1.比较渗透吸水与吸胀吸水,2.渗透作用的概念：渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。3渗透系统必备的条件如图所示，作为一个渗透系统，须同时具备如下两个条件：,(1)具半透膜(2)半透膜两侧为溶液体系(S1、S2)，且两侧溶液具浓度差(S1S2或S2S1)。,4渗透作用的发生(1)若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2S1的水分子数多于S1S2，外观上表现为S1液面上升。(2)若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。(3)渗透平衡h达一定高度时，由半透膜进出漏斗的水分子数相等渗透系统达平衡状态处于等渗溶液中的活细胞即处于此种“渗透平衡”状态中，这是细胞得以维持正常形态与生理功能的前提。,5渗透系统必备条件的实验验证(1)验证渗透作用的发生须具半透膜,(2)验证发生水分子的移动须具“浓度差”,6渗透装置的应用可用于确认与比较两种不同溶液的浓度(若渗透压)大小注初始状态时漏斗内外液面相等。,特别提示达到渗透平衡时，两种溶液体系的浓度未必相等，如上述渗透装置中S1为蔗糖溶液，S2为清水，二者浓度不可能相等(S1S2)。达到渗透平衡时，溶剂分子出入两种溶液体系的量一定相等。,深化拓展渗透装置图解信息,根据图示可从以下几个方面读取信息：(1)两侧溶液的物质的量浓度，大的一侧渗透压高，小的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧高浓度一侧。(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，最后两侧液面相平。(3)在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧液面差形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。,(4)B图中若浸在烧杯低浓度溶液中的是透析袋，由于透析袋内的溶质分子不能透过，吸收一定水分后，膨胀到一定程度，受到透析袋的束缚力，水分子进出达到动态平衡。此时透析袋内外的溶液浓度是不相等的，透析袋内溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度。,【例1】(2009洛阳模拟)如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。倒置的长劲漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是(),A漏斗中液面开始时先上升，加酶后又下降B在玻璃槽中会测到蔗糖和蔗糖酶C漏斗中液面开始时先下降，加酶后一直上升D在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶解析实验开始时，蔗糖不能透过半透膜，所以单位时间内通过半透膜渗透进长颈漏斗中的水分子数比渗透出来的多，漏斗内液面上升。而加入酶后，蔗糖被分解为单糖，单糖分子能透过半透膜进入玻璃槽中，使玻璃槽内液体浓度升高，一段时间后，水分子从长颈漏斗内渗出的较多，漏斗内液面下降。答案A,(2009西宁高三调研)将盛有一定浓度蔗糖溶液的透析袋口扎紧后浸于蒸馏水中，下图表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间的关系，正确的是(),解析：本题考查渗透作用，难度中等。蔗糖不能透过透析袋，所以装有蔗糖溶液的透析袋放置于蒸馏水中后，由于渗透作用，水分进入透析袋，但是透析袋的容量是有限的，不可能最终达到袋内外两侧的渗透压平衡。答案：B,1.实验原理(1)成熟的植物细胞具有大液泡和选择透过性的原生质层，与外界溶液接触时能够发生渗透作用。(2)原生质层的伸缩性大于细胞壁。(3)细胞液浓度外界溶液浓度质壁分离(4)细胞液浓度外界溶液浓度质壁分离复原,2实验流程,3实验现象及原因分析植物细胞渗透系统图解信息,4实验应注意的问题(1)实验成功的关键实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察现象。(2)质壁分离和质壁分离复原中水分移动是双向的，总结果是单向的。(3)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。,(4)若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因细胞过度失水而死亡。(5)若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。,深化拓展植物细胞质壁分离与复原实验的拓展应用及变量分析(1)判断细胞的死活,(2)测定细胞液浓度范围待测细胞一系列浓度梯度的分离剂细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。实验单一变量：不同浓度的分离剂。,(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分离剂刚发生质壁分离时所需时间比较判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。实验单一变量：不同植物细胞。,(4)比较未知浓度溶液的浓度大小同一植物的相同成熟细胞未知浓度的溶液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)。实验单一变量：未知浓度的溶液。,(5)验证原生质层和细胞壁的伸缩性大小成熟植物细胞分离剂实验单一变量：植物细胞原生质层和细胞壁的伸缩性差异。,(6)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)成熟植物细胞不同种类溶液,【例2】(2009太原高三基础测试)某同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”这个实验时，在实验室老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表。对表的推断或解释不正确的是(),Ax为质壁分离，因为细胞渗透失水By为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡Cz为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅D组无变化是因为细胞吸水量等于失水量,解析本题通过渗透作用考查植物细胞的质壁分离与复原实验，本题难度中等。植物细胞在0.3g/mL和0.5g/mL蔗糖溶液中不能复原；在1mol/L的KNO3溶液中质壁分离，由于吸收K和NO而发生自动复原；但植物细胞在醋酸溶液中不会发生质壁分离，因为醋酸使细胞死亡，原生质层失去选择透过性而变成全透性。答案D,(2009年太原高三调研)在用洋葱鳞片叶表皮制备临时装片观察质壁分离和质壁分离复原的实验中，将一张洋葱鳞片叶放在同一浓度的蔗糖溶液中，制成装片，放在显微镜下观察，发现有3种状态的细胞，如下图。你认为这3个细胞(均为正常的活细胞)在未放入蔗糖溶液之前，其吸水力大小关系为(),AABCBABCCBACDBAC解析：本题考查植物水分代谢，为较难题。图中三个细胞都是置于同一浓度的蔗糖溶液中所表现出的状态，A细胞没有发生质壁分离，故其细胞液浓度等于或大于蔗糖溶液浓度；B细胞发生质璧分离程度低，故细胞液浓度略低于蔗糖溶液浓度；C细胞质壁分离程度较高，则表明细胞液浓度远低于蔗糖溶液浓度。将该3个细胞的状态当作同一细胞置于蔗糖溶液中不同时间的图像，比较的是此时细胞液浓度的大小。答案：A,1.蒸腾作用及其意义植物根吸收的水分，可通过根、茎、叶中的导管运往植株地上部分，其中只有1%5%保留于体内参与光合作用、呼吸作用等生命活动，其余(95%99%)几乎都通过蒸腾作用散失掉了。如此大规模的蒸腾对植物生存是必不可少的，其重要意义表现为：,(1)蒸腾作用是水分吸收和运输(特别是运往高达几十米甚至上百米的树冠)的主要动力。(2)蒸腾作用可促进矿质离子的运输：根部吸收的矿质离子运往地上部分的动力主要依赖蒸腾作用。(3)蒸腾作用可通过水分蒸发大量吸热，以降低植物体(尤其是叶片)的温度，从而避免植物被强烈的阳光灼伤。这对于生活在高温、干旱、阳光照射强烈地区的植物的生存至关重要。,2水分代谢知识在农业生产实践中及生活中的应用(1)对农作物合理灌溉，既满足了作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液浓度，促进水分的吸收。(2)盐碱地中植物更易缺水或不易存活；一次施肥过多，会造成“烧苗”现象，这是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过根毛细胞的细胞液浓度，这样，根就不易吸水或因失水而造成“烧苗”现象。(3)夏季中午叶的气孔关闭，是为了减少水分的过分蒸腾。,(4)农民在移栽白菜时往往去掉一些大叶片，是因为刚栽的白菜的根不能很快从土壤中吸水，去掉几片大叶片可以减少水分散失，以避免造成刚栽的白菜体内失水过多而死亡，从而提高成活率。(5)糖渍、盐渍食品(如盐渍新鲜鱼、肉)不变质的原因是在食品的外面形成很高浓度的溶液，使微生物(如细菌)不能在上面生存、繁殖而较长时间地保存。(6)用浓度较高的糖或盐腌制食品，细胞大量失水死亡，细胞膜失去选择透过性，糖或Na大量进入死细胞，使腌制食品具有甜味或咸味。,【例3】移栽某植物时，常剪去部分叶片；刚收获的小麦种子需晾干后才能入库；种子萌发前，要给予适宜的水分。这些措施的主要目的依次是()降低蒸腾作用促进水分运输降低细胞呼吸停止代谢活动降低光合作用促进新陈代谢ABCD,解析移栽植物时，植物的根受到伤害，吸水能力下降，故要去掉部分叶片，降低蒸腾作用的强度，减少植物体内水分的散失。刚收获的小麦自由水多，代谢旺盛，细胞呼吸消耗的有机物多，另外潮湿也易使种子发芽、霉变，故要晒干保存。但晒干不是导致小麦停止代谢，若停止代谢，小麦种子就会死亡。反之，种子若缺水，代谢很弱，不能萌发，所以种子萌发前，要给予水分，促进代谢，以利萌发。答案A,气孔是蒸腾过程中水蒸气从植物体内排出体外的主要出口，也是光合作用吸收空气中二氧化碳的主要入口。,(1)某同学将同一部位的菠菜叶表皮制成临时装片，使表皮分别置于蒸馏水、0.3mol/L蔗糖溶液、0.5mol/L的KCl溶液和质量百分比为90%的乙醇溶液中。随着时间的变化，分别测定气孔的大小(用相对值h表示)，将实验结果绘制成四条曲线(如图乙所示)，分析后回答：在a、b、c、d四条曲线中，代表浸在0.3mol/L蔗糖溶液中气孔变化的曲线是_。曲线c表明随着时间的推移，气孔的变化情况是_。出现这种变化的原因是_。形成d曲线的原因是_。,(2)该气孔在晴朗夏天中午，h0，它的意义是_，此时植物光合作用过程中C5含量_。(3)根据以上信息写出气孔开闭与水分进出细胞的关系。,(4)请利用给出的实验材料用具设计实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。实验材料用具：菠菜、清水、0.3mol/L蔗糖溶液、载玻片、盖玻片、吸水纸、镊子、滴管、显微镜等。实验步骤：第一步：取菠菜叶片，用镊子剥取_，放入载玻片上的_中，盖上盖玻片；第二步：将临时装片_；第三步：_；第四步：_。,预测实验结果并解释：_。,解析：(1)0.3mol/L的蔗糖溶液中细胞发生质壁分离，细胞失水，气孔关闭，故为图乙中b曲线。曲线c随时间推移，气孔的变化情况是先关闭后开放，可能是在0.5mol/L的KCl溶液中，K、Cl能透过原生质层，发生质壁分离复原现象。d曲线表明气孔不再发生改变，其原因可能是在90%的乙醇溶液中，细胞已被杀死。,(2)晴朗夏季中午气孔关闭，减少蒸腾作用散失水分，此时，外界CO2不能再进入植物体，CO2固定不能进行，而光反应及C3的还原仍能进行，所以C5上升、C3下降。(3)根据上述题目信息可看出：保卫细胞吸水膨胀，气孔开启；保卫细胞失水收缩，气孔关闭。(4)实验要求验证气孔的开启与关闭功能，而气孔的张开、关闭与保卫细胞吸水、失水有关，利用保卫细胞在清水和0.3mol/L蔗糖溶液中的吸水、失水，观察气孔状况即可。,答案：(1)b先关闭后张开由于外界溶液浓度高，导致保卫细胞失水，气孔关闭，随着K、Cl被细胞主动吸收，细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，气孔张开细胞已死亡(2)减少蒸腾作用散失水分增加(3)保卫细胞吸水膨胀，气孔张开，保卫细胞失水收缩、气孔关闭。,(4)第一步：表皮清水第二步：放到显微镜载物台上，用低倍镜观察找到气孔并将其移到视野中央，换用高倍镜观察，记录气孔状态第三步：在盖玻片一侧用滴管滴一滴0.3mol/L蔗糖溶液，在盖玻片另一侧用吸水纸吸引，重复几次,第四步：继续观察并记录气孔的变化在清水中气孔应开启，因为当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，保卫细胞吸水膨胀，气孔开启；在0.3mol/L蔗糖溶液中气孔应关闭，因为当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，保卫细胞失水收缩，气孔关闭。,1细胞膜、玻璃纸、植物细胞壁的共同点是()A大分子物质都不能通过B小分子物质可以选择通过C小分子物质都能通过D水分子都可以通过,解析：植物细胞壁主要由纤维素和果胶构成，孔隙较大，为全透性的。玻璃纸是小分子可以通过，大分子不能通过的多孔性薄膜，属于半透膜。细胞膜是水分子可以通过，细胞需要的离子、小分子也可以通过，不需要的离子、小分子和所有的大分子都不能通过的膜结构，具有选择透过性。答案：D,2在下列环境中正常生长的植物，其根毛细胞的细胞液浓度最大的是()A在农田中生长的农作物B在森林中生长的植物C在大型湖泊岸边生长的植物D在荒漠中生长的植物解析：无论在哪种环境中生长的植物都表现正常，说明四种情况中的植物根毛细胞的细胞液浓度都大于土壤溶液浓度，因而植物才能正常吸水。四种环境中，在荒漠中生长的植物，其根毛细胞的细胞液浓度最大。答案：D,3如图所示，烧杯内装有蒸馏水，下部封有半透膜的长颈漏斗内装有淀粉和食盐溶液，漏斗颈内的液面略高于烧杯内蒸馏水的液面，过一段时间后用碘水和硝酸银溶液分别检验蒸馏水中的物质。整个实验过程，所观察到的现象是(),漏斗颈内液面下降漏斗颈内液面上升烧杯内液体遇硝酸银溶液有白色沉淀生成烧杯内液体遇碘水变蓝ABCD解析：淀粉分子不能透过半透膜，而食盐水解产生的Na和Cl可透过半透膜，故烧杯内液体中可含Cl，遇硝酸银溶液有AgCl白色沉淀，而漏斗内水分子渗入较多，液面上升。答案：B,4下列现象属于渗透作用的是()A蔗糖在水中溶解后使水变甜B春天放在空气中的食盐潮解C小麦干种子浸在水中逐渐胀大D新鲜菜叶放在水中变硬,解析：解题的关健是理解渗透作用的两个条件：半透膜及半透膜两侧的溶液浓度差。A项，蔗糖在水中的溶解无半透膜控制，只是扩散现象；食盐潮解是一个简单吸收环境水分子的化学过程；小麦干种子是依靠亲水性物质形成的吸胀作用吸水；新鲜菜叶是由成熟的植物细胞构成的，原生质层具有选择透过性，相当于半透膜，细胞液与清水之间有浓度差，因而通过渗透作用吸水变硬。答案：D,5如图为某学生在做一定浓度的蔗糖溶液对细胞影响的实验中所观察到的细胞图，请判断下列叙述中正确的是(),A图中1、2、6组成了细胞的原生质层B图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的浓度一定大于7处的浓度C图中l是细胞壁，6中充满了蔗糖溶液D图中7是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅,解析：考查对质壁分离实验的理解与应用。图中结构1为细胞壁，2为细胞膜，3为细胞核，4为液泡膜，5为细胞质，6为蔗糖溶液，7为细胞液。其中2、4和5组成原生质层；细胞在发生质壁分离的过程中细胞液颜色由浅变深；此时的细胞可能正在发生质璧分离，也可能已达到渗透平衡，还可能正在发生质壁分离复原。答案：C,6一次施化肥过多，作物会变得枯萎发黄的原因是()A根细胞从土壤中吸收的养分过多B根细胞不能从土壤中吸水C根系不能将水向上运输D根系加速了呼吸作用，释放的能量过多,解析：在正常情况下，植物根细胞细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度，细胞能从土壤溶液中吸水，但是一次施肥过多，就会使土壤溶液的浓度大于根细胞细胞液的浓度，植物不能从土壤溶液中吸水(甚至失水)而变得枯萎发黄。答案：B,7用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是()A将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象B在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂C用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象D当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能,解析：观察植物细胞质壁分离实验时，植物细胞始终处于生活状态，若将装片在酒精灯上加热后，细胞会死亡，细胞原生质层因此而丧失选择透过性功能，将无法观察到质壁分离现象；若用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，只有大于细胞液浓度的溶液才有可能使细胞失水出现质壁分离及自动复原现象，而等于或小于细胞液浓度的溶液则不能使其发生质璧分离；若细胞发生质壁分离不能复原时，说明细胞过度失水已死亡，细胞的正常生理功能已完全丧失。故A、C、D都错误。由于植物细胞外面有细胞壁的保护作用，所以当植物细胞浸浴在清水中时，不会像动物细胞一样由于吸水过多而膨胀破裂。答案：B,8下面甲、乙图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图，请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：(甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后，漏斗内外的水分子达到平衡时的状态。甲图中为清水，为30%的蔗糖溶液),(1)典型的渗透装置必须具备两个条件：A_(指明甲图中相应部位)；B_。(2)比较乙图中和处溶液浓度的大小：_。(3)丙图中的名称为_，甲图中相当于丙图中的_，它与丙图相应结构的区别是_。,(4)若把根毛细胞放入30%的蔗糖溶液中，它将出现_现象，再放入清水中，它又出现_现象。(5)若把根毛细胞放入90%的蔗糖溶液中，它会出现什么变化？_。过一段时间再放入清水，此时根毛细胞与上题中放入清水中的变化一样吗？_。为什么？_。(6)盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是_。,解析：典型的渗透装置须具备“半透膜(图中)”和半透膜两侧溶液具浓度差两个条件，由乙图中漏斗内液面升高可推知浓度大于，从而使水分子透过半透膜进入漏斗。丙图中为原生质层。当外界溶液浓度过大时，质壁分离过度，细胞失水过多，可导致细胞死亡。盐碱地中植物出现萎蔫现象的原因是外界溶液浓度过大，导致细胞失水。,答案：(1)具有半透膜半透膜两侧溶液具有浓度差(2)(3)原生质层甲图中的属半透膜，没有选择透过性(4)质壁分离质壁分离复原(5)迅速质壁分离不一样由于蔗糖溶液浓度过高，根毛细胞过度失水死亡(6)土壤溶液浓度大于根毛细胞溶液的浓度，造成根毛细胞失水，出现萎蔫现象,教学建议1植物的水分代谢主要考查细胞的吸水方式和吸水的原理，尤以考查渗透吸水和失水的内容为主。由于细胞的渗透作用导致细胞出现质壁分离或质壁分离的复原，因此考题多结合实验进行命题，另外水分的散失途径和意义也是重要考点之一。随着人们环保意识的增强，节约用水、合理灌溉的意识得到不断提高，将会对人类的生活带来积极的影响，因此，结合生态保护方面有关的社会方面的知识，如水的污染等是高考的命题方向，复习时应进行综合复习。,2水在生物体内的存在形式；生物体内水的来源和散失；水的作用；水的污染；水与矿质代谢的关系；水与光合作用的关系；水与呼吸作用的关系；与水有关的实验等。如果能针对这几个方面展开复习，可以帮助学生把和水有关的内容理清思路。3水分代谢和矿质营养的知识能很好地考查学生对知识的理解能力、判断推理能力和实验能力，是高考试题的极好选点。这些知识涉及到矿质元素的吸收与水分吸收过程的区别与联系。,备用选题1(2008上海，20)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,解析：b浓度溶液中，萝卜条质量减小，说明萝卜条在失水，重新放在浓度小于b的a浓度溶液中，萝卜条会吸水，质