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2011届高考三轮复习考点大会诊考点 8 植物的水分代谢水分吸收的原理 渗透作用的证明植物对水分的运输、利用和散失 数据、图表等抽象题型的信息转换水分代谢知识在农业生产中的应用 蒸腾作用的相关证明经典易错题会诊命题角度一水分吸收的原理1 有一定浓度蔗糖溶液的透析袋口扎紧后浸于蒸馏水中，如下图表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间的关系，正确的是 考场错解C 专家把脉没有认真审题，习惯性地将透析袋体积与时间的关系选为答案，而没有进一步推理并按要求选择其蔗糖溶液浓度与时间的关系曲线。本题考查渗透作用的原理和识图能力。透析袋内盛的是蔗糖溶液，与烧杯中的蒸馏水之间存在一定的浓度差，则从烧杯向透析袋内渗透的水比从透析袋向烧杯内渗透的水多，使蔗糖溶液的浓度逐渐减小并趋于稳定。 对症下药B2 U形管中装有两种不同的溶液R及S，两者被一半透膜(X)隔开(如图所示)。与S相比，R为低渗溶液(即浓度较低)。图a中黑色的深浅即代表浓度的高低。当U形管内达到平衡时，U形管两侧溶液高度及浓度分别是怎样的(参看图b) A右侧较高，两溶液浓度相等 B右侧较高，且右侧浓度较高 C左侧较高，且左侧浓度较低 D两侧高度相等，且浓度相同 考场错解A 专家把脉认为最终达到平衡时，半透膜两侧溶液浓度应相等。忽略了半透膜右侧液面较高所导致的压强高所带来的影响。 图a中丰透膜X两侧存在浓度差，左侧水分通过半透膜X发生渗透作用，向右侧移动，右侧液面上升，当U形管内达到平衡时，即半透膜两侧作用于水分子的能量相等，R溶液渗透能+右侧液柱压强能=S溶液的渗透能+左侧溶液压强能，平衡时，右侧液柱高于左侧液柱，所以S溶液大于R溶液浓度。 对症下药B专家会诊(1)理解渗透吸水的原理重点要掌握发生渗透的前提条件，即有两种溶液体系M1、M2，中间有半透膜隔开(构成渗透系统)，就能发生渗透作用。成熟植物细胞连同外界溶液正好符合两种溶液体系(细胞液和土壤溶液)和一层半透膜(原生质层)，故可通过渗透作用吸水和失水。但不管是吸水还是失水，水分总是由相对含量多的地方通过半透膜流向相对含量低的地方，即由低浓度溶液流向高浓度溶液。 (2)注意比较半透膜与选择透过性膜的异同 半透膜是指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜(如动物的膀胱、肠衣等)。能否通过半透膜往往取决于分子的大小。而选择透过性膜是指细胞膜等生物膜，由于膜上具有载体等结构，不同生物的细胞膜上载体种类和数量不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。当细胞死亡时，细胞膜便失去选择透过性，变为全透性。因此半透膜与选择透过性膜是两类概念不同的膜。 它们的相同点是：都可以让水分子自由通过，都不允许大分子物质通过：它们的不同点是：只要分子比半透膜的孔径小，就能通过半透膜，而对选择透过性膜来说，即便是小分子，只要不是细胞所要选择吸收的，也不能通过。 (3)注意比较吸胀吸水与渗透吸水 吸胀吸水是指细胞在形成液泡之前的主要吸水方式，原理是吸胀作用，当大分子的淀粉粒和蛋白质等呈凝胶状态时，这些大分子之间有大大小小的缝隙。水分子会迅速地以扩散作用或毛细管作用等形式进入凝胶内部，具有极性的水分子与亲水凝胶结合起来，使其膨胀，这种现象叫吸胀作用。原生质凝胶的吸胀作用的大小与该物质的亲水性大小有关，蛋白质、淀粉和纤维素的亲水性依次递减。因此大豆种子(含蛋白质多)比玉米种子(含蛋白质相对少)的吸胀作用要大，干燥的种子吸胀作用的力量相当大，人们用大豆等种子填入岩石裂缝中，灌水以后，大豆的吸胀力可使岩石崩裂。植物细胞形成液泡以后主要靠渗透作用吸水。这两种吸收方式及变化是考点之一，如小麦根尖四部分结构：根冠(具液泡)、分生区(液泡尚未形成)、伸长区(液泡由小变大，由多变少)和成熟区(具液泡、根毛，吸收面积大)，其主要吸水方式依次为：渗透吸水、吸胀吸水，以吸胀为主、以渗透为主。应当注意：具有液泡的细胞主要靠渗透吸水，其次靠吸胀吸水。考场思维训练1 以下哪种情况会发生渗透作用 干种子萌发时的吸水萎蔫的青菜放进清水中变得硬挺根毛细胞吸水 水由气孔进入外界环境插在花瓶中的玫瑰花枝从瓶中吸水 洋葱表皮细胞放在盐水中发生质壁分离 兔的血液红细胞放在盐水中发生皱缩 A B C D1D解析：为成熟的植物细胞在低浓度溶液中吸水过程，红细胞在盐水中失水皱缩，水分都通过了生物膜，发生了渗透作用。干种子靠吸胀吸水；水分通过气孔(从细胞间隙中)到空气中是不透膜的；枝条吸水是由导管直接完成的，无透膜过程。2 以紫色洋葱鳞茎表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误的是 A在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小 B滴加30的蔗糖溶液比10蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短 C发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，说明细胞保持活性 D用高浓度的NaCI溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离2D解析：质壁分离所用的时间取决于膜两侧交换水的速率，而水的交换速率又取决于膜两侧溶液的浓度差，所以30蔗糖溶液比10的蔗糖溶液质壁分离所用的时间要短；用高浓度的食盐溶液能发生质壁分离现象，但由于细胞失水过多会导致死亡，不会再发生质壁分离复原现象。命题角度二渗透作用的证明1 下表资料显示四组马铃薯条分别浸入I四种不同溶液中1 h后质量转变的百分率，根据表中资料可得到的结论是 溶液 质量转变百分率 I +5 -5 -3 O A溶液I的浓度最高 B溶液的浓度较溶液高 C溶液的浓度最低 D_溶液是蒸馏水 考场错解AD 专家把脉 审题错误，认为统计结果是溶液的质量转变百分率，所以误选A，错误的理解马铃薯条在蒸馏水中质量不变，而实际上马铃薯条在蒸馏水中质量会增加。 在溶液I中质量增加，说明溶液I的浓度小于细胞液浓度，马铃薯条细胞吸水；溶液、中质量减少，说明马铃薯条细胞失水，溶液、的浓度均大于细胞液浓度，且溶液的浓度是大于溶液的；溶液中质量没有变化，说明溶液的浓度等于细胞液浓度，马铃薯条细胞溶液并非蒸馏水，因而溶液不可能是蒸馏水。 对症下药B2 一植物细胞放入KN03溶液中，一段时间后发生了质壁分离，下列说法不正确的是 A此细胞是活细胞 B原生质层具有选择透过性 C发生质壁分离的细胞一段时间后可自动质壁分离复原 D原生质层两侧溶液存在浓度差，KN03溶液浓度低于细胞液浓度考场错解AC对症下药 对质壁分离的原理不清，成熟的植物细胞之所以相当于一个渗透装置，就在于它的原生质层相当于半透膜，只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时细胞才发生渗透失水，出现质壁分离现象，当外界溶液为KNO3时，由于细胞会选择性地吸收K+和N03-，导致外界溶液浓度下降，当外界溶液低于细胞液浓度时，就可能会发生质壁分离复原现象。 对症下药 D专家会诊首先要理解成熟的植物细胞因原生质层具有半透膜功能可以与外界溶液共同构成一个完整渗透系统；其次根据细胞内外溶液浓度大小来判断细胞是吸水还是失水，如果失水就可发生质壁分离；第三要分析溶质分子能否透过膜，如果能透膜进入细胞则在质壁分离之后亦可自动复原，如尿素、KCI、KNO3等作为外界溶液时。考场思维训练1 下列各项叙述中，不能利用质壁分离及复原实验来实现的是 A原生质层与细胞壁伸缩性大小比较 B成熟植物细胞死活的鉴别 C细胞中亲水物质含量的测定 D细胞液浓度大小的测定1C解析：质壁分离及复原过程是细胞渗透失水和吸水的过程，而非吸胀吸水。2 把蚕豆叶表皮浸在7的尿素溶液中，开始表皮细胞发生了质壁分离，然后又自动复原，发生自动复原的原因是 A原生质层受破坏 B尿素分子进入细胞 C细胞壁被破坏 D尿素溶液浓度低于细胞液的浓度2B解析：尿素分子可透过半透膜。命题角度三植物对水分的运输、利用和散失1 关于植物蒸腾作用的叙述，正确的是 A没有蒸腾作用，根系就不能吸收水分 B没有蒸腾作用，根系就不能吸收矿质元素 C蒸腾作用散失水分引起根系吸水，是消耗ATP的过程 D蒸腾作用有利于水分在导管内的运输考场错解A专家把脉对植物的吸水识记不清，成熟的植物细胞主要靠渗透作用吸水，主要决定于细胞液与外界溶液的浓度差，是一个不需要细胞代谢能量的过程；对矿质元素的吸收则需要载体协助、消耗ATP的过程，矿质元素在植物体内是溶解在水中随水分在导管内运输的。对症下药D2 下图为测定植物某生理作用的简易装置，整个装置密闭且充满水，仅细管中留有一个气泡，从标尺中可读出气泡移动的数值，这一数值反映的是 A蒸腾作用的失水量 B光合作用的耗水量 C渗透作用的吸水量 D细胞呼吸的用水量考场错解A专家把脉不能正确把握植物的吸水量和蒸腾散失量之间的关系，错误的理解二者几乎相等，而实际上蒸腾作用散失的水分最多占植物吸水量的99/100，其余的则参与其他生理作用，如植物的光合作用、呼吸作用等。 对症下药C专家会诊1水分运输：由导管运输。动力，蒸腾拉力。2水分利用：15保留在植物体内，参与光合作用和其他代谢过程。 3水分的散失：约9599通过蒸腾作用从叶表面的气孔散失到大气中。 4蒸腾作用的意义：植物吸收水分和促使水分在体内运输的主要动力，蒸腾作用的强弱与温度密切相关，当气温较高时，蒸腾作用旺盛，植物吸收水分加快，当气温降低时，蒸腾作用减弱，植物吸收水分速度减慢；可以促进溶解在水中的矿质养料在植物体内运输；降低植物体特别是叶片的温度，避免阳光的灼伤。考场思维训练1 将两株同样健壮的植物进行如下图所示的处理，假设两株植物溶液以上部分大小完全相同，实验过程中则会出现 A两植株蒸腾速率和离子吸收速率都相同 B两植株蒸腾速率和离子吸收速率都不同 C两植株蒸腾速率相同，而离子吸收速率不同 D两植株蒸腾速率不同，离子的吸收速率相同1C解析：蒸腾作用是水分通过叶的气孑L以蒸气的形式散失，而植物吸收矿质元素离子主要是由植物的根吸收的，且具有选择性。2 下列关于植物对水分吸收和利用的叙述正确的是 A植物细胞分化成熟的过程中吸水的主要方式不变 B不同生存环境下的植物，根毛细胞细胞液浓度一般不同 C所有植物都必须依靠根尖吸水，并通过气孑L失水 D蒸腾作用的强弱与光照、大气湿度等有关，但不受土壤条件影响2B解析：植物细胞在分化成熟的过程中，吸水方式逐渐由吸胀吸水为主转变为渗透吸水为主；沙漠地区生活的植物其根细胞液的浓度要比湖泊岸边生活的植物的根细胞液浓度大；植物的叶片也能吸水。探究开放题解答综合问题一数据、图表等抽象题型的信息转换1如下图取4株大小相同，相同，且有等量叶片的嫩枝，按图所示的方法处理：实验开始时，先将各装置的重量调到80 g，其后每隔4 h记录各装置的重量。坐标图表示实验结果如右图所示。下列叙述中错误的是 A曲线I代表C和D装置 B曲线代表B装置 C曲线代表A装置 D该装置说明叶的上表面气孑L比下表面多 解题思路从图中所示的处理方法来看，A是对照组；B只将叶片下表面涂以凡士林，则下表面气孔不能蒸腾失水，失水量要少于A组；C组叶片上下表面都涂以凡士林；D组除去叶片后在切口处也涂以凡士林，则C、D两组根本就不能蒸腾失水。这样A组失水量最多，符合右图中曲线；B组失水较少，符合曲线；C、D两组应与I曲线吻合。这样相互比较结合答案可确定A、B、C选项没有叙述错误，本实验只能说明叶片上下表面都有气孔，而不能说明其气孔数量的多少。 解答D2下图E、F、G为3个用半透膜制成的小袋，内盛有溶液甲或乙，上端分别接上口径相同的小玻璃管。E和F体积相同，G体积较大，三者置于盛有溶液丙的大容器内，起初3个小玻璃管内的液面高度相同。已知三种溶液的水势高低顺序为溶液甲溶液乙溶液丙。请回答：(1)一小时后，管e和管f的液面升降变化是 A下降下降 B下降上升 C上升上升 D上升下降(2)下列曲线中能显示管f和管g内液面可能变化的是 解题思路 (1)根据渗透作用原理可知：水分子通过半透膜总是由溶液浓度低的一边向溶液浓度高的一边扩散。溶液甲和溶液乙的浓度都比溶液丙的浓度低，因此溶液甲和溶液乙中的水分子分别通过半透膜E、F、G都向溶液丙中扩散，其结果能导致管e、f、g的液面都下降。因此(1)的正确答案是A。(2)虽然管f和管g的液面都下降，但下降幅度却不同。原因是：尽管F和G内是同种溶液，但由于G的体积大于F的体积，所以G半透膜的表面积大于F半透膜的表面积，因此，G中水分子通过半透膜向溶液丙中的扩散速度比F中的快，导致了g中液面下降幅度比f中的大。故曲线 B所显示的这一变化是正确的。 解答(1)A(2)B规律总结图表、数据类题目重点考查综合解题能力，解题时需注意把握以下两点： (1)找出该题所要考查的知识背景。 (2)试图找出该题提示信息与相关知识背景之间的联系也就是该题的突破口。综合问题二水分代谢知识在农业生产中的应用1我国民间用盐渍法保存食物的原理是 ANaCl可分解细菌产生的毒素 B NaCl可抑制细菌产生毒素 CC-被细菌吸收，可杀死细菌 DNaCl使细菌失水死亡 解题思路新鲜食物腐坏的原因是细菌分解其有机物。盐渍法的作用是增大食物周围环境溶液浓度，使细菌渗透失水而死亡。盐渍和糖渍食品都是这个原理。 解答D2 测)春天移栽树苗时，常保留较少的叶片；大田生产时施肥过多常出现烧苗现象，请简要分析并解释。 解题思路移栽树苗裁减叶片是因为植物的根系吸水能力较差，尽可能的降低蒸腾作用来提高成活率；施肥过多是因为土壤溶液浓度大于根细胞液的浓度，导致失水过多出现萎蔫。 解答移栽树苗裁减叶片是为了降低植物的蒸腾作用；施肥过多导致植物的根发生渗透失水，出现烧苗现象甚至导致死亡。规律总结上述题目重点考查水分代谢在生产生活中的应用，答题时应注意盐渍法(糖渍法)保存食物及烧苗现象是考查渗透作用；而移栽植物裁减叶片是为了降低蒸腾作用。应注意把所学知识与生活实际名联系。综合问题三蒸腾作用的相关证明1以下实验研究水分在植物体内的移动情况，把洋紫苏的茎放在盛有红色染液的烧杯中，3小时后，把枝条洗净，并在距枝条底部的不同位置切出切片，含有染液的部分显示有水分经过。实验装置和结果如下图所示。 (1)水分上升的主要动力来自 ，茎部横切面显红色的结构是 。 (2)在不同外界条件下，水分向上运输的速率会有所不同，试改变两种条件，使水分移动速率加快 。 (3)给你提供数枝洋紫苏，试利用类似上述的实验，研究叶的表面积与水运输速率的关系。实验步骤： 第一步： 。 第二步：把洋紫苏的茎放在盛有红色染液的烧杯中。 第三步：2小时后，洗净枝条，并在距离枝条底部不同位置切出切片。 实验预期： 。 实验结论： 。 对实验结论的解释： 。 解题思路 (1)本实验通过将横切枝条放在红色染液中，染液可直接进入木质部导管，随蒸腾作用失水而产生拉力，染液不断上升，然后横切枝条可检测到染液到达的位置，亦可判断蒸腾作用的强弱。(2)蒸腾作用的强弱与三个因素有关：是叶面积大小，叶面积越大，气孔数目越多，蒸腾作用越强；是温度，温度越高，蒸腾作用越强；风速越大，水分散失越快。(3)要研究叶面积与水运输速率的关系，实际上是蒸腾速率，只需将枝条的叶片数目改变即可得出相应的结果。 解答(1)蒸腾作用 导管 (2)增强光照/提高温度/加大风速(3)实验步骤，第一步：取两枝生长状况相同的洋紫苏，一枝留6片叶，一枝留3片叶。实验预期：相同时间内，6片叶的洋紫苏茎中染液上升的高度约为3片叶的2倍。实验结论：植物运输水的速率与叶面积成正比。解释：叶面积越大，气孔越多，蒸腾作用越强。2 正在做瓜期的西瓜吸收的水分主要用于 A光合作用 B呼吸作用 C蒸腾作用 D C3的还原 解题思路此题考查水分的利用和散失。容易出现思维定势，误解为做瓜期的西瓜光合作用很强，所以选A项。而实际上光合作用再强，其消耗的水分最多只占植物吸收水分的5，所以该题选C项。 解答C规律总结蒸腾作用散失的水分和植物吸收的水分之间的关系是一个易考点，答题时需把握蒸腾作用散失的水占植物吸收水的绝大部分，其余少部分则参与植物的各项生理作用如光合作用、呼吸作用等。考点高分解题综合训练1如图为两个大小相同的萝卜，分别在上面挖一个大小相同的洞，并在洞内各插入一支口径与洞口相同的玻璃管，甲玻璃管内注入3 mL清水，乙玻璃管内注入3 mL浓盐水，一段时间后，两玻璃管中液面变动情况是 A甲中升高，乙中降低 B甲中降低，乙中升高 C甲、乙中均下降 D_甲、乙中均上升1B解析：萝卜细胞在清水中通过渗透作用吸收水分，玻璃管中液面下降；萝卜细胞在浓盐水中，通过渗透作用失水，玻璃管中液面升高。2 将一株成熟植物体的全部叶片剪去一半，下列哪一过程不会立即受到影响 A蒸腾作用 B水分的吸收和运输 C光合作用 D矿质元素的吸收2D解析：植株叶片是植物光合作用、蒸腾作用的主要器官。蒸腾作用促进植物对水分的吸收和水分在植物体内的运输，整株植物的叶片剪去一半，蒸腾作用减小，因此对水分吸收和运输减弱；同时光合面积减少一半，光合作用减弱。植物对矿质元素离子的吸收是主动运输过程，不受蒸腾作用影响。3 向猪膀胱注入一半30的蔗糖溶液，扎紧入口，然后将其浸入5的蔗糖溶液中，每隔半小时称一次重量，下列坐标图中，能正确表示测定结果的是3B解析：猪膀胱是半透膜，整个装置构成了一个渗透系统，由于膀胱内蔗糖溶液浓度大于外界蔗糖溶液浓度，所以水分子由5蔗糖溶液向膀胱内扩散使重量增加，当扩散到膀胱内外溶液浓度相等时，水分子由膀胱外向内扩散的水分子数与由膀胱内向外扩散的水分子数相等，膀胱内溶液重量处于稳定状态，故选B。4 将紫色洋葱表皮细胞置于30的蔗糖溶液中，光镜下所观察到的现象是 液泡逐渐变小，颜色由浅变深液泡逐渐变小，颜色由深变浅原生质层与细胞壁逐渐分离形成球形小团细胞膜、液泡膜结构明显 原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液 A B C D4A解析：因外界蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，洋葱表皮细胞将不断失水，使得液泡变小，而细胞液中色素不能随水透过原生质层，因此颜色加深。由于液泡和原生质层的不断收缩，可见现象出现，光镜下既看不清膜结构也辨不清蔗糖的成分。5下图表示在有风和无风的两种条件下，蒸腾速率和气孔大小之间的关系，在图中哪一点蒸腾作用速率与气孔大小无关 AA点 BB点 CC点 DD点5C解析：在有风条件下，随口径增大蒸腾速率不断增大，B、A两点可说明；在无风条件下的C点前后，气孔口径不管大小如何，蒸腾速率达到最大值。6 某人得了疟疾，疟疾是由疟原虫引起的一种血液传染病，疟原虫寄生在人的红细胞中，为了确诊是否是由疟原虫引起的疟疾病，就要让红细胞破裂，观察红细胞是否真的含有疟原虫。你认为下列哪一种方法最适于让细胞破裂 A用超声波击破红细胞 B将细胞置于蒸馏水中 C将红细胞置于1的NaCl溶液中 D用激光照射红细胞6B解析：要观察红细胞中有无疟原虫，只有让红细胞破裂，最简单的方法就是让其吸水胀破。7 现有一种由人工制成的膜，为检测淀粉和碘能否透过该膜，现提供试剂和用品如下：铁架台、烧杯和人工膜袋各一个，1的淀粉溶液、稀碘溶液和细棉线。(1)请用上述试剂和用品设计一个实验装置，探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通过该膜，请用示意图表示(加图注)。 (2)实验结果预测及分析 ； ； ； 。7(1)下图所示。(2)实验结果预测及分析：一段时间后，袋内外液体均不变蓝，表明淀粉和碘均不能通过；袋内外液体均变蓝，表明淀粉和碘均能通过；袋内液体变蓝，袋外液体不变蓝，表明碘能通过，淀粉不能通过；袋外液体变蓝，袋内液体不变蓝，表明碘不能通过，淀粉能通过解析：本题给出的“人工膜”，其性质是“未知的”，要求依据给定的条件去鉴定分析。在渗透装置中，当膜两侧的溶液具有浓度差时，由于单位体积低浓度溶液中的水分子比单位体积高浓度溶液中的水分子多，水分子可以通过半透膜从低浓度溶液一方向高浓度一方扩散。从上述知识背景不难看出，探究淀粉溶液中的淀粉和稀碘中的碘能否透过“人工膜”，需要设计一个渗透装置，从试题所提供的试剂和用品看，设计一个渗透装置的条件是充分的。正确的装置可以是不同的，但必须用“人工膜”将淀粉和稀碘溶液分隔开，且需确保两种溶液不会通过膜以外的缝隙相混，否则不能得出正确的结论。对实验结果的预测及分析必须严密。一是必须以预测的实验现象为依据，分析淀粉和碘能否透过膜的结论；二是对各种可能出现的实验现象都必须作出预测和分析，否则，同样可能得不出正确结论。考点小资料水分代谢知识在农业生产实践及生活中的应用 (1)对农作物合理灌溉，既是满足作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液浓度，促进水分的吸收。 (2)盐碱地中植物因缺水而不易存活；一次施肥过多，会造成“烧苗”现象。这些是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过根细胞液浓度，这样，根就不易吸水甚至失水而造成“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)农民在移栽白菜等植物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部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。(6)用浓度较高的糖或盐溶液腌制食品，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，使腌制食品具甜味或成味。