物质跨膜运输实例讲义

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1、,(对应学生用书P29) 知识梳理 一、细胞的吸水和失水 1渗透作用 (1)概念：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。 (2)发生条件：有一层半透膜；半透膜两侧的溶液具有浓度差。,2动物细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜，两侧具有浓度差，构成渗透系统，故可发生渗透作用，但不能发生质壁分离。 (2)当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水皱缩。 (4)当外界溶液浓度细胞质浓度时，水分进出平衡。,3植物细胞的吸水和失水,4质壁分离的原因 外因：浓度差；内因：细胞壁的伸缩性小于原生质层。 问题探究1：植物细胞为什么不能吸水涨破？ 提示：因为植物细胞具有细

2、胞壁。 问题探究2：细胞吸水和失水过程中，吸水力如何变化？ 提示：细胞吸水时，吸水力逐渐下降；细胞失水时，吸水力逐渐上升。,二、物质跨膜运输的其他实例 1无机盐的跨膜运输 (1)同种植物对不同离子吸收存在差异。 (2)不同植物对同种离子吸收存在差异。 (3)人体甲状腺滤泡上皮细胞可以逆浓度梯度从血液中吸收碘。 (4)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。 2物质跨膜运输的特点 (1)水分子可以自由通过，一些需要的离子、小分子也可以通过，其他的离子、小分子和大分子则不能通过。 (2)对物质的吸收具有选择性，原因在于细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。,问题探究3：生物膜对物质吸收的选择性

3、的主要物质基质是什么？ 提示：生物膜上载体蛋白的种类和数量。,自主检测 一、判断题 1渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。( ) 【答案】 2植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。( ) 【答案】 3细胞液就是细胞内的液体。( ) 【答案】 4当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞就会发生质壁分离。( ) 【答案】 ,5水稻和番茄对无机盐离子的吸收具有选择性。( ) 【答案】 6无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的。( ) 【答案】 ,二、选择题 7(2011聊城模拟)紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜下观察到的正确图示是( ) 【答案】 C,8(2012河北质量检测

4、(一)用洋葱鳞叶外表皮做质壁分离实验，下图中符合实验结果的图是( ) 【解析】 洋葱鳞叶外表皮做质壁分离时，细胞的体积基本不变，细胞液浓度增大。 【答案】 D,9(2011绍兴模拟)在一个新鲜萝卜上挖一凹槽，凹槽中放入浓盐水，过一段时间，结果是( ) A萝卜变软，凹槽中液体增多 B萝卜变软，凹槽中液体减少 C萝卜变硬，凹槽中液体增多 D萝卜变硬，凹槽中液体减少 【解析】 萝卜细胞失水变软，凹槽中液体增加。 【答案】 A,10. (2011南通模拟)小明用玻璃槽、饱和蔗糖溶液和清水做成如图所示的实验装置，进行生物膜透性的模拟实验。甲、乙两槽间的隔板中央圆圈为玻璃纸，玻璃纸是一种半透膜，蔗糖分子不

5、能透过，而水分子能自由通过。几小时后，发现( ) A甲槽内水的体积减小 B乙槽内溶液的体积减小 C甲槽内水的体积无变化 D乙槽内溶液的体积无变化 【解析】 半透膜具有一定的选择透过性，水分子可以通过，而蔗糖分子不能透过，通过渗透作用，甲槽内水的体积减小。 【答案】 A,11如图表示番茄随环境中氧浓度的变化，从培养液中吸收Ca2和Si4的曲线。影响A、B两点与B、C两点吸收量的主要因素分别是( ) A离子浓度、载体数量 B离子浓度、呼吸作用强度 C载体数量、离子浓度 D载体数量、呼吸作用强度 【解析】 根对无机盐离子的吸收是一个主动运输过程，需要载体和ATP。A、B点是在同等氧浓度下得到的，AT

6、P相同，其差异只能是因为相应载体数量的不同。B、C点的差别则是由于氧浓度不同造成的，因而影响因素是呼吸作用强度。 【答案】 D,三、非选择题 12(2011绍兴模拟)如图表示某洋葱鳞片叶表皮细胞处于三个不同生理状态，请回答： (1)图中细胞的细胞液浓度依次是_。 (2)如图所示三个细胞是由于处于不同浓度的溶液中所致，则A图与B图细胞所处的外界溶液浓度是_。 (3)假设将洋葱鳞片叶表皮细胞制成装片，并使之处于高渗溶液中而发生质壁分离，用显微镜观察一个细胞的质壁分离发生过程，发现该细胞形态的顺序将如上图所示的_。 【答案】 (1)C A B (2)A B (3)B A C,(对应学生用书P31)

7、考点1 渗透作用的原理与细胞的渗透吸水与失水 1.渗透系统的组成(如图)及条件 (1)半透膜可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。 (2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差，即物质的量浓度之差，即摩尔浓度而不是质量浓度。,2动物细胞构成渗透系统可发生渗透作用 动物细胞膜相当于一层半透膜。外界溶液浓度外界溶液浓度时，吸水，质壁分离复原。,典例1 (2011绍兴模拟)某实验小组要对“低温是否会影响物质的跨膜运输”进行实验探究，设计了如下低温会影响物质的跨膜运输且运输速率减慢的实验。 实验步骤： 组装渗透装置两套，分别编号为1、2

8、。 在两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓度的蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等。 对两组装置进行不同处理：1组用水浴锅加热至37，2组的烧杯外加冰块降温。 两组装置同时开始实验，几分钟后观察记录漏斗内的液面高度变化。,请分析回答下列问题： (1)本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即_作用速率来进行探究的。 (2)此实验的自变量是_；为了直观地表示相对速率，用_作为因变量。 (3)该实验可能的结果与结论： 若1组漏斗液面比2组高，则说明_。 _。 _。,【答案】 (1)渗透 (2)渗透系统所处的不同环境温度 漏斗液面高度的变化 (3)低温会影响物质的跨膜运输且运输速率减慢

9、 若2组漏斗的液面比1组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率加快 若1、2组漏斗的液面高度相同，则说明温度高低并不影响物质的跨膜运输,渗透系统的应用 1比较不同溶液浓度大小,(1)发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。 (2)溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%蔗糖溶液的物质的量浓度小，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。,举一反三 1(2011广州质检) 若右图表示植物细胞渗透作用的图解，下列说法中错误的是( ) A植物细胞的原生质层相当于一层半透膜 B一定条件下，

10、活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水 C当溶液甲的浓度细胞液乙的浓度时，细胞发生渗透失水，当细胞液乙的浓度溶液甲的浓度时，细胞发生渗透吸水 D当溶液甲的浓度细胞液乙的浓度时，细胞处于动态平衡状态，不发生水分子的移动,【解析】 渗透作用是水分子通过半透膜的扩散，当溶液甲的浓度细胞液乙的浓度时，水分子仍进行扩散，只是水分处于进出平衡状态。 【答案】 D,2(2011盐城模拟)如图所示，溶液X中含有绿色染料，溶液Y中含有红色染料，溶液Z中含有蓝色染料。实验开始时，两支漏斗中溶液液面的高度一样。10 min后观察的结果是：溶液X液面上升，溶液Y液面下降；溶液X中只有绿色染料，溶液Y中含有红色和蓝色

11、染料，溶液Z中含有绿色和蓝色染料。下列有关叙述中，正确的是( ) A溶液Z的浓度最高 B溶液Y的浓度最低 C溶液Y中的溶质分 子能够通过半透膜进入溶液X中 D溶液X中的溶质分子不能够 通过半透膜进入溶液Z中,【解析】 溶液X液面上升，且只有绿色染料，表明Z中的溶剂进入了X，溶质没有进入X，溶液X的浓度较高；溶液Y液面下降，且Y中含有红色和蓝色染料，表明Z中的蓝色染料进入了Y，溶液Y的浓度较低，则溶液Y的浓度最低。 【答案】 B,3某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。 增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂

12、、试管、滴管、水浴锅等。 (1)设计出继续实验的简要步骤：_； _。 (2)预测实验现象并作出结论。_。,【答案】 (1)向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热(或隔水加热)U型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化 吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂，(6065)水浴加热，观察A、B试管内有无砖红色沉淀 (2)如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜,2植物对水分和离子吸收的关系相对独立 (1)区别,(2

13、)联系 无机盐离子必须溶解在水中呈离子状态，才能被细胞吸收。 吸收离子的多少可以调节细胞液的浓度，影响对水分的吸收。 无机盐离子被吸收后随水分在导管中运输，蒸腾作用在促进水分运输的同时也促进矿质元素离子的运输。,典例2 (2010南通)用完全相同的培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者吸水速率几乎相同的情况下，72小时后培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化(表中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占开始时的百分比)。分析下表能得出的结论是(多选)( ),【解析】 不同植物用完全相同的培养液培养72小时后培养液中某种离子浓度不相同，说明不同植物对同种离子的吸收具有选择性；植物对离子吸

14、收的选择性与细胞膜上载体的种类和数量多少有关，与溶液中离子的浓度并不呈正相关；培养过水稻的培养液中Ca2浓度高、SiO浓度低，而培养过番茄的培养液中Ca2浓度低、SiO浓度高，故C项正确 【答案】 ABC,举一反三 1(2010临沂质检)下图中正确表示水稻呼吸强度与K吸收量关系的是( ) 【解析】 水稻吸收K的方式为主动运输，在此过程中，要消耗能量(由呼吸作用提供)，还需要水稻根细胞膜上载体的协助。因此在一定范围内K吸收量随呼吸强度的增加而增加，但K吸收量达到一定值后就不再随呼吸强度的增加而变化了，这时的限制因素是膜上的载体的数量，当运载K的载体饱和时，K的吸收量便不再增加了。 【答案】 C,

15、3(2011南京模拟)用打孔器取同一萝卜5厘米长的萝卜条。分成4组，其中3组分别置于20、60和80 g/L的KNO3溶液中，测量结果如图。预计在40 g/L的KNO3溶液中的测量结果最可能是图中的( ),【答案】 C,典例3 (2011课标)撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是( ) A甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输 B甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输 C甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输 D甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输,【解析】 本题考查了植物细胞的吸水与失水及水分进出细胞的运输方式。将洋葱表皮细胞分别放入完全营养液和蒸馏水中时，细