【知识点详解】
1. **物质跨膜运输方式**:题目涉及了物质出入细胞的几种主要方式,包括简单扩散(扩散)、协助扩散(易化扩散)和主动运输。简单扩散是物质顺着浓度梯度进行,不需能量,如气体分子和脂溶性物质;协助扩散同样顺着浓度梯度进行,但需要膜上的载体蛋白协助,如葡萄糖通过红细胞膜;主动运输则是逆浓度梯度运输,需要能量和载体蛋白,如离子和某些有机分子的跨膜运输。
2. **渗透作用与渗透压**:问题中提到了半透膜和两侧溶液的浓度差异,这是渗透作用的基础。渗透压是指溶液对半透膜一侧的压力,使水分子从低渗溶液流向高渗溶液。当麦芽糖酶分解麦芽糖,使得B侧溶液浓度增加,渗透压增大,导致B侧液面上升。
3. **细胞的渗透调节与质壁分离**:红细胞在不同浓度的溶液中呈现出的不同状态,反映了细胞的渗透调节能力。质壁分离是植物细胞在高渗溶液中因水分流失而发生的原生质体与细胞壁分离的现象。细胞液浓度低于外液浓度时,细胞会失水导致质壁分离。
4. **细胞液浓度与质壁分离程度的关系**:细胞液浓度越高,抵抗质壁分离的能力越强。当细胞在相同浓度的蔗糖溶液中不再发生变化时,表明细胞液浓度与外界溶液相等。若细胞发生质壁分离,说明细胞液浓度较低。
5. **细胞结构与质壁分离**:在细胞质壁分离的过程中,A表示细胞的整体长度,B表示细胞内容物(原生质体)的长度,B/A值可以反映细胞失水的程度。细胞壁的伸缩性较小,因此在不同浓度的溶液中,细胞壁的长度基本保持不变。
6. **活细胞的标志**:紫色洋葱表皮细胞的中央液泡缩小,表明细胞仍在进行正常的生理活动,是活细胞的体现。细胞液的溶质无法逆浓度透出细胞,说明细胞膜具有选择透过性。
7. **能量消耗与物质运输**:①代表主动运输,需要能量;②代表被动运输,如易化扩散,不消耗能量。大分子物质可以通过胞吞和胞吐进出细胞,这两者也需要能量,但不涉及膜蛋白的协助。
8. **载体蛋白在物质运输中的作用**:物质只能顺浓度梯度进出细胞,但不能通过无蛋白质的磷脂双分子层膜,说明其依赖于膜上的载体蛋白,因此是易化扩散。
本题主要考察了细胞生物学中的物质跨膜运输机制,包括渗透作用、质壁分离、细胞的渗透调节以及不同运输方式的特点,这些都是生物学中的核心知识点,对于理解细胞的生命活动至关重要。