2019高考生物一輪總復(fù)習 第二單元 細胞的基本結(jié)構(gòu)與物質(zhì)輸入和輸出 第3講 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗胺绞秸n件 新人教版必修1.ppt

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1、第二單元細胞的基本結(jié)構(gòu)與物質(zhì)輸入和輸出,必 修 一,第三講物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗胺绞?1滲透作用 (1)概念:指水分子(或者其他溶劑分子)透過__________,從______濃度溶液向______濃度溶液的________。 (2)滲透作用發(fā)生的條件 具有__________; 半透膜兩側(cè)的溶液存在__________。,考點一滲透作用的原理及應(yīng)用,半透膜,低,高,擴散,半透膜,濃度差,(3)滲透系統(tǒng) 組成:一個完整的滲透系統(tǒng),由兩個溶液體系以及兩者之間的半透膜組成。,,2細胞的吸水和失水 (1)動物細胞的吸水和失水 __________相當于半透膜;濃度差由外界溶液濃度與_________

2、_的濃度來體現(xiàn)。 細胞吸水或失水的多少取決于細胞膜兩側(cè)溶液中水的相對含量的________。 現(xiàn)象 a外界溶液濃度(細胞質(zhì)濃度細胞吸水膨脹。 b外界溶液濃度)細胞質(zhì)濃度細胞____________。 c外界溶液濃度細胞質(zhì)濃度水分進出平衡。,細胞膜,細胞質(zhì),差值,失水皺縮,(2)植物細胞的吸水和失水(以成熟植物細胞為例) 條件:成熟植物細胞具有中央大液泡。 原理 ____________相當于半透膜;__________與外界溶液之間存在濃度差。,原生質(zhì)層,細胞液,植物細胞吸水和失水的原理如下:,,判斷下列說法的正誤。 (1)植物細胞的原生質(zhì)層不包括細胞核() (2)當外界溶液濃度大于細胞液濃

3、度時,植物細胞一定會發(fā)生質(zhì)壁分離() (3)質(zhì)壁分離過程中水分子的擴散只能單向進行() (4)滲透作用中膜兩側(cè)溶液的濃度指的是質(zhì)量百分比濃度() (5)所有小分子物質(zhì)均可通過細胞膜進入細胞() (6)將動物細胞放入一定濃度的外界溶液中,不能發(fā)生滲透作用() (7)成熟的植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離過程中,細胞的吸水能力逐漸減小(),,,,,,,,1下圖甲是一個典型的滲透裝置,作為成熟植物細胞也應(yīng)符合滲透系統(tǒng)的全部條件: (1)請?zhí)顚憟D乙中各標號名稱。 (2)請指出圖乙中與圖甲a、b、c對應(yīng)的結(jié)構(gòu)分別是什么。,,提示(1)圖乙中名稱依次為細胞液、細胞膜、細胞質(zhì),液泡膜、細胞壁、原生質(zhì)層。 (2)與圖甲

4、中a相對應(yīng)的為細胞液,與b對應(yīng)的為原生質(zhì)層,與c對應(yīng)的是“外界溶液”。,2細胞吸水時,水分子跨膜運輸?shù)臓顟B(tài)如何? 提示水分子在細胞膜上總是雙向運動的。只不過在細胞吸水時,由外向內(nèi)擴散的水分子總數(shù)多于由內(nèi)向外擴散的水分子總數(shù)。,1滲透系統(tǒng)的組成分析,2驗證滲透作用發(fā)生的條件,3滲透作用原理的拓展應(yīng)用 (1)比較不同溶液濃度大小,(2)探究物質(zhì)能否通過半透膜(以碘和淀粉為例),高考警示 (1)半透膜、選擇透過性膜的比較 區(qū)別:半透膜是無生命的物理性薄膜,是指某些物質(zhì)可以透過而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜,物質(zhì)能否通過取決于分子的大小。 選擇透過性膜是具有生命的生物膜,載體的存在決定了其對不同物質(zhì)

5、是否吸收的選擇性。細胞死亡或膜載體蛋白失活后,其選擇透過性喪失。 共性:都允許水分子自由通過,且永遠都是雙向的,而不允許大分子物質(zhì)通過。,(2)生物膜的結(jié)構(gòu)特點具有一定的流動性,原因是構(gòu)成生物膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多都是可運動的。 (3)生物膜的功能特性具有選擇透過性,原因是膜上載體的種類和數(shù)量不同。 (4)滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動達到平衡狀態(tài),既不可看作沒有水分子移動,也不可看作兩側(cè)溶液濃度絕對相等。,B,例 1,,,解析本題主要考查水分子的跨膜運輸。魚鰾內(nèi)蔗糖溶液濃度為20%,燒杯內(nèi)蔗糖溶液濃度為10%,而蔗糖無法通過半透膜,但水分子可以自由出入,因此燒杯內(nèi)的水分子進入半透

6、膜的量會增加,這樣蔗糖溶液的濃度會增加。一段時間后,水分子進出魚鰾達到平衡,濃度不再變化。,滲透方向及濃度大小的判斷 (1)判斷溶劑滲透的總方向 若半透膜兩側(cè)是同種溶液,根據(jù)質(zhì)量濃度或物質(zhì)的量濃度判定。 若半透膜兩側(cè)是不同的溶液,物質(zhì)的量濃度才能體現(xiàn)溶質(zhì)或溶劑分子數(shù)的多少,如半透膜兩側(cè)為質(zhì)量分數(shù)相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液,則葡萄糖溶液一側(cè)單位體積中葡萄糖分子數(shù)多(水分子數(shù)少),水分子由蔗糖溶液一側(cè)通過半透膜向葡萄糖溶液一側(cè)擴散。 (2)判斷半透膜兩側(cè)溶液濃度大小 若滲透平衡后,半透膜兩側(cè)液面仍存在液面差,則半透膜兩側(cè)溶液就存在濃度差,液面差越大,濃度差就越大,且液面高的一側(cè)溶液濃度高。,技巧點

7、撥,A右側(cè)較高,兩溶液濃度相等B右側(cè)較高,且右側(cè)濃度較高 C左側(cè)較高,且右側(cè)濃度較高D兩側(cè)高度相等,濃度相等,變式訓(xùn)練,B,解析由于R濃度低于S,因此開始時水由RS擴散,使S液面升高。隨擴散的進行,R的滲透壓增大,S的滲透壓減小,液面差使S側(cè)相對于R側(cè)又產(chǎn)生了一個靜水壓,其中S側(cè)的滲透壓是使R側(cè)水向S側(cè)滲透的動力,而R側(cè)的滲透壓及S側(cè)產(chǎn)生的靜水壓則是阻止水由RS擴散的阻力,當S滲R滲靜水壓時,兩溶液達到滲透平衡,但此時,S側(cè)不僅液面高且濃度也較高。,,B,解析溶液X液面上升,且只有綠色染料,表明Z中的溶劑進入了X,溶質(zhì)沒有進入X,溶液X的濃度較高;溶液Y液面下降,且Y中含有紅色和藍色染料,表明

8、Z中的藍色染料進入了Y,溶液Y的濃度較低,則溶液Y的濃度最低。,1物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?考點二物質(zhì)進入細胞的方式及影響因素,(1)不同物質(zhì)的跨膜運輸特點 水分子:__________________(高低)。 離子和小分子:依據(jù)細胞生命活動需要進行____________。 (2)水稻和番茄吸收不同離子的特點 同種生物細胞對不同物質(zhì)的吸收具有__________,與其含有離子載體蛋白的______________有關(guān)。 不同種生物細胞對同種物質(zhì)吸收具有__________。 (3)生物膜的功能特性 細胞膜和其他生物膜都是______________膜,水分子、一些離子和小分子可以通過,而其他

9、的離子、小分子和大分子則不能通過。 生物膜的______________是活細胞的一個重要特征。,順相對含量梯度,選擇吸收,選擇性,種類和數(shù)量,差異性,選擇透過性,選擇透過性,2物質(zhì)出入細胞的方式 (1)連一連,(2)物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?,填寫有關(guān)跨膜方式及結(jié)構(gòu)名稱 甲:____________;乙:____________; 丙:____________;a:____________。,自由擴散,協(xié)助擴散,主動運輸,載體蛋白,寫出影響甲、乙、丙三種運輸速率的因素 a制約甲的是膜兩側(cè)的__________; b決定乙的因素之一是a的______________; c決定丙的動力是_______

10、___________。 實例分析(填寫甲、乙、丙三種跨膜運輸方式) a水分子進入紅細胞是______; b葡萄糖進入紅細胞是______; cK進入紅細胞是______。,濃度差,種類和數(shù)量,能量(ATP),甲,乙,丙,跨膜運輸?shù)姆绞降呐袆e a看是否需要能量:需要消耗ATP供能,則為____________。 b看是否逆濃度梯度:從低濃度到高濃度運輸,則為____________。 c看是否依賴載體蛋白:不需要載體蛋白,則為____________。 d______________是大分子物質(zhì)出入細胞的主要方式,為非跨膜運輸。,主動運輸,主動運輸,自由擴散,胞吐和胞吞,判斷下列說法的正誤。

11、(1)甘油是極性分子,所以不能以自由擴散的方式通過細胞膜() (2)植物細胞通過主動運輸吸收不同礦質(zhì)離子的速率都相同() (3)植物運輸?shù)V質(zhì)離子的過程只發(fā)生在活細胞中() (4)低溫不影響礦質(zhì)離子的吸收速率() (5)血漿中的碘進入甲狀腺濾泡上皮細胞屬于自由擴散() (6)細胞質(zhì)中的氫離子可以通過擴散作用進入液泡內(nèi)(),,,,,,,(7)主動運輸過程中,需要載體蛋白協(xié)助和ATP提供能量() (8)Na與有關(guān)載體蛋白結(jié)合排出細胞屬于主動運輸() (9)細胞外液中的K進入神經(jīng)細胞屬于自由擴散() (10)液泡中積累大量離子,故液泡膜不具有選擇透過性() (11)主動運輸使膜內(nèi)外物質(zhì)濃度趨于一致,維

12、持了細胞的正常代謝() (12)同一種物質(zhì)進出不同細胞時,運輸方式可能不同(),,,,,,,1滲透作用中,膜兩側(cè)溶液的濃度指的是質(zhì)量百分比濃度嗎? 提示不是,溶液濃度指物質(zhì)的量濃度。 2原生質(zhì)體與原生質(zhì)層區(qū)別在哪? 提示原生質(zhì)層由細胞膜、液泡膜以及兩膜間的細胞質(zhì)組成,原生質(zhì)體是指去除植物細胞壁以后所剩下的植物細胞結(jié)構(gòu)。,3對于動植物細胞來說,單位時間內(nèi),水分子進出細胞的數(shù)量相等時,細胞內(nèi)外液體的濃度一定相等嗎? 提示不一定。對動物細胞來說,水分子進出細胞的數(shù)量相等時,細胞內(nèi)外溶液的濃度相等。但植物細胞有細胞壁的支持、保護作用,當單位時間內(nèi)水分子進出植物細胞數(shù)量相等時,有可能細胞液濃度大于細胞外

13、溶液濃度。,1離子和小分子的跨膜運輸方式的比較,2大分子和顆粒性物質(zhì)的非跨膜運輸方式的比較,3影響跨膜運輸?shù)囊蛩?(1)物質(zhì)濃度,,(2)O2濃度,,(3)溫度,,4借助結(jié)構(gòu)模式圖,比較、區(qū)分不同“膜”的特點,(1)半透膜是指某些物質(zhì)可以通過,而另一些物質(zhì)不能通過的多孔性薄膜。如常見的半透膜有動物的膀胱膜、腸衣、雞蛋的蛋殼膜等。物質(zhì)能否通過取決于分子的大小,水、葡萄糖等較小的分子可以通過,而蔗糖、蛋白質(zhì)等較大的分子不能通過(如圖1)。 (2)選擇透過性膜是指細胞膜等具有活性的生物膜。它具有半透膜的物理特性,更重要的是具有主動選擇性,對物質(zhì)的吸收與否及吸收的多少取決于膜上載體蛋白的種類與數(shù)量,因

14、此不能將生物膜看作單純的半透膜(如圖2、圖3、圖4)。 (3)核膜是雙層膜,將細胞的核、質(zhì)分開,由于其上有核孔,mRNA可以通過它進入細胞質(zhì),而氨基酸、葡萄糖、離子和小分子等可通過核膜(如圖5)。,B,例 2,,A載體蛋白和通道蛋白在細胞膜上是靜止不動的 B載體蛋白和通道蛋白均具有一定的專一性 C甲、乙兩種方式均屬于跨膜運輸,故屬于主動運輸 D物質(zhì)主要以通道介導(dǎo)的方式進出細胞 解析載體蛋白和通道蛋白在細胞膜上具有一定的流動性,A錯誤;載體蛋白和通道蛋白均具有一定的專一性,B正確;甲、乙兩種方式都是從高濃度一側(cè)運輸?shù)降蜐舛纫粋?cè),且需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助,屬于協(xié)助擴散,C錯誤;物質(zhì)主要以主動運輸?shù)姆绞?/p>

15、進入細胞,D錯誤。,物質(zhì)出入細胞方式的判斷 (1)判斷方法 根據(jù)分子的大小、是否需要能量和載體蛋白進行判斷,技巧點撥,根據(jù)運輸方向判斷:順濃度梯度的跨膜運輸方式是自由擴散和協(xié)助擴散,逆濃度梯度的跨膜運輸方式一定是主動運輸。 根據(jù)達到平衡時的濃度判斷:若達到平衡時細胞內(nèi)外仍存在濃度差,則是主動運輸,因為自由擴散和協(xié)助擴散達到平衡時內(nèi)外濃度相等。 (2)不同條件下運輸方式的判斷 消耗能量的運輸方式有胞吞、胞吐和主動運輸。 需要載體蛋白參與,不消耗能量的運輸方式一定是協(xié)助擴散。 (3)無機鹽離子的運輸方式 無機鹽離子的運輸方式并非都是主動運輸,在順濃度梯度情況下,也可通過被動運輸方式進出細胞,如在神

16、經(jīng)沖動傳導(dǎo)過程中Na、K的運輸,在興奮時Na內(nèi)流和在恢復(fù)靜息狀態(tài)時K外流都是協(xié)助擴散。,變式訓(xùn)練,D,A細胞的識別與有密切的關(guān)系 B適當提高溫度將加快和的流動速度 Ca過程能體現(xiàn)膜的選擇透過性 D氨基酸通過細胞膜的方式是b 解析圖中為糖蛋白,與細胞的識別有關(guān),A項正確;提高溫度能加快細胞膜中磷脂分子和蛋白質(zhì)分子的運動,B項正確;a過程為主動運輸,需要載體的協(xié)助,體現(xiàn)了細胞膜的選擇透過性,C項正確;氨基酸以主動運輸?shù)姆绞娇缒み\動,而b過程為自由擴散,D項錯誤。,B,,A若a與b的分類依據(jù)為是否消耗能量,則f可表示主動運輸 B若a與b的分類依據(jù)為是否需要載體蛋白,則g可表示自由擴散 C若a與b的分

17、類依據(jù)為是否需要載體蛋白,則c可表示主動運輸 D若a與b的分類依據(jù)為是否消耗能量,則c、d可表示被動運輸,解析自由擴散和協(xié)助擴散不消耗能量,胞吞、胞吐和主動運輸都需要消耗能量,因此若a與b的分類依據(jù)為是否消耗能量,則c和d為自由擴散和協(xié)助擴散,g和h為胞吞和胞吐,f為主動運輸;自由擴散和協(xié)助擴散屬于被動運輸,A、D正確。物質(zhì)進出細胞的方式中只有協(xié)助擴散和主動運輸需要載體蛋白的協(xié)助,若a與b的分類依據(jù)為是否需要載體蛋白,則c和d為協(xié)助擴散和主動運輸,f為自由擴散,g和h為胞吞和胞吐,B錯誤、C正確。,1實驗原理 (1)成熟的植物細胞的原生質(zhì)層相當于一層__________。 (2)_______

18、___具有一定的濃度,能滲透吸水和失水。 (3)原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性__________。,考點三觀察植物細胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原,半透膜,細胞液,大得多,2實驗步驟,3現(xiàn)象與結(jié)論,,特別提醒 (1)本實驗存在兩組對照實驗,,,(2)質(zhì)壁分離后在細胞壁和細胞膜之間的是濃度降低的外界溶液。這是由于細胞壁是全透性的且有水分子通過原生質(zhì)層滲出來。,判斷下列說法的正誤。 (1)觀察質(zhì)壁分離可用0.15 g/mL蔗糖濃度作為試劑() (2)必須用高倍鏡才能觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象() (3)觀察質(zhì)壁分離時一定要選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞(),,,,1根據(jù)實驗過程及原理回答以下問題。 (1)實驗時一定要選擇紫

19、色洋蔥鱗片葉外表皮細胞嗎? (2)該實驗無獨立的對照組,為什么還叫對照實驗? (3)上述實驗中觀察到質(zhì)壁分離時,為何不宜停留時間過長? (4)引發(fā)質(zhì)壁分離的內(nèi)因和外因分別是什么?,提示(1)不一定。但紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液中含有色素,使液泡呈現(xiàn)紫色,更有利于觀察。 (2)該實驗中,實驗組和對照組在同一裝片中先后進行,屬于自身對照。 (3)觀察到質(zhì)壁分離時,若停留時間過長,細胞就會因過度失水而死亡,不會再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。 (4)外因是外界溶液濃度大于細胞液濃度;內(nèi)因是原生質(zhì)層的伸縮性較大,細胞壁的伸縮性較小。,2適宜濃度的KNO3溶液或尿素、甘油、乙二醇等能否作為該實驗的試劑?為什么

20、?鹽酸、酒精、醋酸等行嗎?為什么?,1質(zhì)壁分離的原因分析,2巧判細胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原 (1)從細胞角度分析 死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞(如根尖分生區(qū)細胞)不發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象。 具有中央大液泡的成熟植物細胞可發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象。,(2)從溶液角度分析 在一定濃度(溶質(zhì)不能透過膜)的溶液中只會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,不能發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原現(xiàn)象(只有用清水或低滲溶液處理,方可復(fù)原)。 在一定濃度(溶質(zhì)可透過膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原現(xiàn)象。 在過高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,因過度失水而不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。,C,例 3,,A,cB,a C,

21、dD,b 解析液泡起始顏色變深再變淺,說明細胞先失水后吸水,液泡體積先減小后變大,對應(yīng)圖d中的曲線,與正常情況下細胞先失水后吸水相符合,C正確。,,D,解析植物細胞在30%的蔗糖溶液中已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離,用B表示原生質(zhì)體的長度,A表示細胞(壁)長度,質(zhì)壁分離過程中,原生質(zhì)體逐漸變小,細胞壁伸縮有限,A長度基本不變,B/A值體現(xiàn)質(zhì)壁分離程度;將其放入清水中將發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原,但細胞壁長度A基本不變;若放入40%的蔗糖溶液中,質(zhì)壁分離更加明顯,B/A值變小。,D,解析光學(xué)顯微鏡下觀察不到線粒體、高爾基體等亞顯微結(jié)構(gòu);該圖所示細胞也可能正在發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原;原生質(zhì)層僅包括細胞膜、液泡膜和兩層膜之間的細

22、胞質(zhì),而細胞核不屬于原生質(zhì)層的范疇;紅墨水未進入細胞質(zhì),說明該細胞依然保持活性,將其置于低滲溶液中將會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。,課末總結(jié),思維導(dǎo)圖,,B,探究高考明確考向,解析具有大的液泡的活細胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離,A正確。質(zhì)壁分離過程中,細胞在失水,此時,細胞外甲物質(zhì)的濃度高于細胞內(nèi)甲物質(zhì)的濃度,B錯誤。水分子跨膜的方式是自由擴散,C正確。細胞壁是全透的,甲物質(zhì)和H2O能自由通過,D正確。,C,解析根據(jù)題干“離子泵能利用水解ATP釋放的能量跨膜運輸離子”可知離子通過離子泵的跨膜運輸屬于主動運輸,A項錯誤;根據(jù)題干信息可知,離子通過離子泵的跨膜運輸屬于主動運輸,主動運輸可以逆著濃度梯度進行,B項錯誤;

23、動物一氧化碳中毒會降低其體內(nèi)血紅細胞運輸氧氣的能力,導(dǎo)致動物體內(nèi)細胞有氧呼吸強度降低,供能減少,離子泵跨膜運輸離子的速率下降,C項正確;根據(jù)題干信息可知離子泵是一種載體蛋白,加入蛋白質(zhì)變性劑會使載體蛋白變性,降低離子泵跨膜運輸離子的速率,D項錯誤。,D,解析成熟的植物細胞是一個滲透系統(tǒng),當外界溶液濃度大于細胞液濃度時細胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,反之發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象,兩者濃度相等時,吸水量與失水量相等,水分進出達到平衡狀態(tài);分析實驗結(jié)果可知,實驗過程中,甲中植物失水、乙水分進出平衡、丙吸水,所以實驗前甲的濃度乙的濃度丙的濃度,A錯誤;乙的濃度不變是因為細胞外蔗糖濃度與乙的濃度相等,水分進出平衡

24、,B錯誤;實驗中細胞與蔗糖溶液間的水分移動屬于自由擴散,C錯誤;甲、丙的濃度變化是由水分在細胞與蔗糖溶液間移動引起的,D正確。,4(2015全國卷,3)下列過程中,不屬于胞吐作用的是() A漿細胞分泌抗體到細胞外的過程 BmRNA從細胞核到細胞質(zhì)的過程 C分泌蛋白從胰腺的腺泡細胞到胞外的過程 D突觸小泡中的神經(jīng)遞質(zhì)釋放到突觸間隙的過程 解析抗體、分泌蛋白均為大分子物質(zhì),排出細胞方式為胞吐;mRNA通過核孔從細胞核到細胞質(zhì)中,不是胞吐作用;突觸前膜通過胞吐將神經(jīng)遞質(zhì)釋放到突觸間隙;綜上分析符合題意的為B選項。,B,5(2015全國卷,1)將三組生理狀態(tài)相同的某植物幼根分別培養(yǎng)在含有相同培養(yǎng)液的密

25、閉培養(yǎng)瓶中,一段時間后,測定根吸收某一礦質(zhì)元素離子的量。培養(yǎng)條件及實驗結(jié)果見下表:,下列分析正確的是() A有氧條件有利于該植物幼根對該離子的吸收 B該植物幼根對該離子的吸收與溫度的變化無關(guān) C氮氣環(huán)境中該植物幼根細胞吸收該離子不消耗ATP D與空氣相比,氮氣環(huán)境有利于該植物幼根對該離子的吸收 解析由表格信息可知同樣溫度條件下,空氣瓶中離子相對吸收量大,說明有氧條件有利于根對離子的吸收,A正確。同樣的空氣,不同溫度條件下離子的相對吸收量不同,說明溫度變化影響根對離子的吸收,B錯誤。同樣的溫度條件下,氮氣環(huán)境中根對離子的相對吸收量少,說明根對離子的吸收需要消耗能量(ATP),且氮氣環(huán)境中不利于根對該離子的吸收,C、D錯誤。,A,

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