考查水分跨膜方式的幾道高考題分析

茍云良

摘 要：水分子以滲透的方式跨膜，水分跨膜方式的考查是高考中的一個考點(diǎn)，每年或多或少都會在試題中出現(xiàn)，試題難度并不太大，但表現(xiàn)出一定的思考性和靈活性。且結(jié)合一定的情景和圖表考查，考生若要得到較高的分?jǐn)?shù)，必須對此部分知識熟練掌握，方能百戰(zhàn)百勝。

關(guān)鍵詞：水分 滲透作用 高考題

中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（a）-0135-01

水分子以滲透的方式實(shí)現(xiàn)跨膜、滲透作用是指水分子或其它溶劑分子從低濃度的溶液一側(cè)通過半透膜進(jìn)入高濃度溶液中的現(xiàn)象；或水分子從水勢高的一方通過半透膜向水勢低的一方移動的現(xiàn)象。動植物細(xì)胞都可以通過滲透方式得失水分，滲透作用是成熟植物細(xì)胞吸收水分的主要方式，細(xì)胞內(nèi)的原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜。因此對植物細(xì)胞來講，在細(xì)胞與細(xì)胞之間，或細(xì)胞浸于溶液或水中，只要原生質(zhì)層兩側(cè)溶液有濃度差，滲透作用就會發(fā)生。值得一提的是，植物細(xì)胞由于細(xì)胞壁的存在，當(dāng)細(xì)胞大量吸水時，細(xì)胞壁受到原生質(zhì)層的膨脹擠壓便可以產(chǎn)生反作用力作用于原生質(zhì)層，從而阻止水分繼續(xù)進(jìn)入細(xì)胞，于是細(xì)胞滲透實(shí)現(xiàn)平衡，所以植物細(xì)胞放在清水中一般不會破裂。而動物細(xì)胞如紅細(xì)胞放入水中即會因吸水而漲破。下面就近幾年的部分高考題進(jìn)行解析，看看高考怎么考查水分的跨膜。

（1）將某植物花冠切成大小和形狀相同的細(xì)條，分為a、b、c、d、e和f組（每組的細(xì)條數(shù)相等），取上述6組細(xì)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(xì)條的長度，結(jié)果如圖1所示。假如蔗糖溶液與花冠細(xì)胞之間只有水分交換，則：

A.實(shí)驗(yàn)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(xì)胞中液泡的失水量小于b組的；C.a組細(xì)胞放在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b組；D.使細(xì)條在浸泡前后長度不變的蔗糖濃度介于0.4～ 0.5mol﹒L-1之間；

解析：該題目首先要準(zhǔn)確理解圖中縱坐標(biāo)表示的含義，若花冠細(xì)條在蔗糖溶液中吸水，則該比值小于1；若在蔗糖溶液中失水，則該比值大于1；若比值等于1，說明花冠細(xì)條不與蔗糖溶液發(fā)生滲透作用，浸泡前后長度不變。從該圖中可以看出，花冠細(xì)條浸泡前后長度不變的蔗糖濃度介于 0.4～0.5mol﹒L-1之間，所以D正確。a組和b組細(xì)條都在吸水，但a組所處的蔗糖溶液濃度更低，則吸水較b組多，液泡中的溶質(zhì)濃度比b組的低，故A錯誤。b組細(xì)條根本就沒有失水，所以B錯。水分進(jìn)出細(xì)胞不需耗能，所以C錯。

（2）取紫色洋蔥外表皮，分為兩份，假定兩份外表皮細(xì)胞的大小、數(shù)目和生理狀態(tài)一致，一份在完全營養(yǎng)液中浸泡一段時間，浸泡后的外表皮稱為甲組；另一份在蒸餾水中浸泡相同的時間，浸泡后的外表皮稱為乙組。然后，兩組外表皮都用濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液里處理，一段時間后外表皮細(xì)胞中的水分不再減少。此時甲、乙兩組細(xì)胞水分滲出量的大小，以及水分運(yùn)出細(xì)胞的方式是（ ）

A.甲組細(xì)胞的水分滲出量與乙組細(xì)胞的相等，主動運(yùn)輸；B.甲組細(xì)胞的水分滲出量比乙組細(xì)胞的高，主動運(yùn)輸；C.甲組細(xì)胞的水分滲出量比乙組細(xì)胞的低，被動運(yùn)輸；D.甲組細(xì)胞的水分滲出量與乙組細(xì)胞的相等，被動運(yùn)輸。

解析：本題主要考查滲透作用及物質(zhì)運(yùn)輸方式的相關(guān)知識。水分及一些脂溶性小分子物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式為被動運(yùn)輸；甲組外表皮在完全營養(yǎng)液中浸泡，吸收水分比乙組浸泡在蒸餾水中的外表皮要少很多；故浸泡后甲組細(xì)胞液濃度大于乙組，這樣再用蔗糖溶液處理，甲組細(xì)胞的水分滲出量就低?！敬鸢浮緾

（3）將人的紅細(xì)胞放入4℃蒸餾水中，一段時間后紅細(xì)胞破裂，主要原因是（ ）

A.紅細(xì)胞具有水溶性；B.紅細(xì)胞的液泡體積增大；C.蒸餾水大量進(jìn)入紅細(xì)胞；D.低溫時紅細(xì)胞膜流動性增大。

解析：本題主要考查滲透吸水及紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。人的成熟的紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)比較簡單，無細(xì)胞核和復(fù)雜的具膜細(xì)胞器。將人的紅細(xì)胞放入4℃蒸餾水中，紅細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)液濃度大于細(xì)胞外的環(huán)境濃度，導(dǎo)致紅細(xì)胞不斷吸水而漲破。【答案】C

（4）將紫色洋蔥在完全營養(yǎng)液中浸泡一段時間，撕取外表皮，先用濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液處理，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，立即將外表皮放入蒸餾水中，直到細(xì)胞中的水分不再增加。在該實(shí)驗(yàn)中，蔗糖溶液處理前外表皮細(xì)胞液的濃度為甲，細(xì)胞中的水分不再增加時外表皮細(xì)胞液的濃度為乙，則甲、乙的關(guān)系，以及實(shí)驗(yàn)過程中水分進(jìn)出細(xì)胞的方式為：

A.甲<乙，被動運(yùn)輸；B.甲>乙，被動運(yùn)輸；C.甲>乙，主動運(yùn)輸；D.甲=乙，主動運(yùn)輸。

解析：考查查滲透作用相關(guān)知識。水分子過膜方式是是自由擴(kuò)散，屬于被動運(yùn)輸。洋蔥表皮細(xì)胞在0.3g/mL的蔗糖溶液處理，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，說明細(xì)胞失水了。把發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞立即將外表皮放入蒸餾水中，直到細(xì)胞中的水分不再增加，此時細(xì)胞大量吸水且細(xì)胞液應(yīng)該小于蔗糖溶液處理前外表皮細(xì)胞液的濃度。【答案】B

從以上試題及分析可以看出，我們在解題時，結(jié)合具體的題目，先掌握題目中所涉及的細(xì)胞在處理前后細(xì)胞液的濃度大小，進(jìn)而判斷細(xì)胞得失水分的情況，或者從給定的圖示中提取出有效的信息，該信息反應(yīng)出了細(xì)胞的吸水還是失水狀態(tài)，接著再對備選項進(jìn)行分析，這樣就能準(zhǔn)確地獲得答案。當(dāng)然前提條件應(yīng)該是要充分理解滲透作用的概念和發(fā)生的條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳潤.淺談物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞絒J].生物學(xué)教學(xué)，2014，39（7）：67.

[2] 王建紅.淺析鉀離子和鈉離子在神經(jīng)細(xì)胞膜上的運(yùn)輸方式[J].生物學(xué)教學(xué)，2014，39（8）：50-51.