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1、第3讲物质跨膜运输的实例与物质跨膜运输的方式,知识点一细胞的吸水和失水,答案：半透膜半透膜细胞膜液泡膜大液泡质壁分离质壁分离复原,想一想：细胞吸水时，水分子跨膜运输的状态如何？ 答案：水分子在细胞膜上总是双向运动的。只不过在细胞吸水时，由外向内扩散的水分子总数多于由内向外扩散的水分子总数。,知识点二物质跨膜运输的其他实例,答案：不同不同选择性水分子离子和小分子离子、小分子和大分子,议一议：半透膜与选择透过性膜有哪些异同点？ 答案：相同点：某些物质可以通过，另一些物质不能通过。 不同点：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。,知识点三物质进入细胞的方式,比一比：自由扩散、协助扩散
2、和主动运输与胞吞、胞吐有何主要区别？ 答案：前三种物质运输方式是小分子和离子的运输方式，不包括大分子，且他们是穿膜运输。胞吞、胞吐是大分子或颗粒性物质的运输方式，运输是通过膜融合实现转移的，被运输的物质不直接穿过生物膜。,哺乳动物成熟的红细胞,成熟的植物细胞,1只有成熟的植物细胞才发生质壁分离现象。 2动物细胞无细胞壁，会发生吸水涨破现象，但植物细胞有细胞壁不会因吸水而涨破。 3渗透作用特指水分子等溶剂分子透过半透膜，由低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。 4自由扩散是物质顺浓度梯度进出细胞的方式，包含细胞渗透吸水和失水。 5主动运输是细胞按照生命活动需要主动摄取或排出物质的跨膜运输方式，需要载体协
3、助并消耗ATP。 6胞吞、胞吐的物质通常是大分子物质、颗粒状物质或液体，通过膜泡运输，非跨膜运输。自我校对：,1对比分析,渗透系统的组成分析及应用,2.两组相近概念比较 (1)半透膜、选择透过性膜 区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，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，物质能否通过取决于分子的大小。 选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。 共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。,(2)原生质层、原生质体 原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间
4、的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中。 原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。,3渗透系统的应用 (1)比较不同溶液浓度大小,(2)验证渗透作用发生的条件 具有半透膜：,具有浓度差：,(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例),特别提醒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。 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，故水可通过
5、半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。,本考点多以实验分析的形式与物质跨膜运输方式相结合进行命题，多为选择题。,【典例1】(2011新课标卷)撕去紫色洋葱外表皮，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的蔗糖溶液里处理，一段时间后外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
6、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 解析考查物质运输方式及浓度差。甲组在完全培养液中培养一段时间后，与质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液浓度差没有乙组和蔗糖溶液的浓度差大，所以甲组水分渗出量比乙组细胞低。H2O的运出方式是被动运输里的自由扩散。 答案C,【训练1】(2011上海理综，20)某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他采用如图1所示的装置(示意图)，对收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行试验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如图2)。据图分析，该同学应选择的膜材料是()。,A甲 B乙 C丙 D丁,解析根据图1可
7、知，漏斗内糖水的浓度高于烧杯中的水，因此，一定时间内，烧杯中的水将大量渗透到漏斗中而使其液面升高，但当液面差达到一定高度时，由于浓度差和压力差的综合作用使液面不再升高。 答案A,物质出入细胞的方式及影响因素,2.大分子物质出入细胞的方式,3.生物膜具有选择透过性的原因分析,4影响跨膜运输的因素 (1)物质浓度(在一定的浓度范围内),(2)氧气浓度,(3)温度 温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨膜运输的速率。,此考点是高考的常考点，考查各种运输方式的特点时，多以选择题形式出现；侧重能力考查时，往往以图表分析、曲线分析或实验分析形式进行综合考查，大题及选择题均有命题出现。,【典例
8、2】(2010山东理综，13)由图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是()。 A脂溶性小分子物质不能通过方式a运输 B与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面 C方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响,解析本题考查物质跨膜运输的方式的分析与坐标曲线的综合。分析坐标曲线可以看出，a为自由扩散，b为协助扩散(或主动运输)。脂溶性小分子物质通过自由扩散(即方式a)运输，因此A错误；方式a与载体无关，只与浓度有关，因此B错误；方式b的最大的转运速率与载体的种类和数量有关，因此C正确。抑制细胞呼吸，能量供应不足，导致主动运输受阻，而与
9、自由扩散(协助扩散)无关，因此D错误。 答案C,知识拓展(1)载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同；(2)载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体达到饱和时，细胞吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大。,【训练2】(2012菏泽统考)图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是()。 ANa BK C胰岛素 DCO2,解析由图乙可知该物质的运输方向是由低浓度到高浓度，从细胞外运输到细胞内，消耗能量，为主动运输。由图甲可知，钾离子细胞外浓度低，细胞内浓度高，因此
10、由细胞外运输到细胞内需要消耗能量，为主动运输。钠离子细胞内浓度低于细胞外浓度，由细胞外到细胞内运输不一定消耗能量。胰岛素的运输方式为胞吐，CO2的运输方式为自由扩散。 答案B,观察植物细胞的质壁分离及复原,1实验原理：成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。,2质壁分离与复原实验流程,3质壁分离的原因,提醒(1)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。 (2)不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会在失水时发生质壁分离现象。 (3)本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照(前测和后测)。 (4)当以可吸收的物质
11、做溶质时(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)，可出现质壁分离和自动复原现象。 (5)质壁分离时，原生质层的外界面是细胞膜。,1判断细胞的死活,质壁分离实验的拓展应用及方法,本考点的命题规律为：一是通过联系水的渗透作用，全面考查对该实验所用试剂、原理、操作步骤、结果等的掌握情况；二是以实验操作过程图的形式，考查对操作步骤的理解，或考查该实验的拓展应用。,【典例】(江苏高考试题改编)将浸润在0.3 g/L蔗糖溶液中的紫色洋葱表皮制成装片，放在显微镜下观察，结果如图所示。请据图回答下列问题。 (1)洋葱表皮细胞通过渗透作用失水，导致细胞发生质壁分离，原生质层在该过程中充当了_。以下结构或物质属于原生
12、质层的是_。 A液泡膜 B线粒体 C液泡色素 D细胞核 E细胞壁,(2)请在坐标系中绘出细胞吸水力随质壁分离程度变化曲线。 (3)若将装片放在80 的条件下处理一段时间(装片中的溶液仍保持0.3 g/L)后，放在显微镜下观察，在清晰看到细胞结构后为了更准确判断A处颜色，应该如何操作显微镜？ _。 (4)藓类小叶是否是观察线粒体的理想实验材料？_，为什么？ _。,解析(1)成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质部分组成原生质层，充当了半透膜。细胞核、液泡内的成分不属于原生质层。(2)细胞随着质壁分离程度加大，细胞液浓度增加，细胞吸水力也增加。因细胞有最大分离程度，故吸水力也有最大值。(
13、3)调节显微镜粗、细准焦螺旋可以使图像清晰，调节光圈、反光镜可以改变视野亮度。“在清晰看到细胞结构后为了更准确判断”，不需要调节粗、细准焦螺旋。(4)藓类叶肉细胞中有叶绿体，影响对被染成蓝绿色的线粒体的观察。,答案(1)半透膜AB(2)如图 (3)调节光圈、反光镜以改变视野亮度(4)不是细胞中有叶绿体，影响染色后的线粒体的观察,【训练1】(2011天津理综卷)将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果见右图。下列叙述错误的是()。 A图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质 B将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原 C实验说明细胞膜与细胞壁在物质
14、透过性上存在显著差异 D洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料,解析显微观察质壁分离的实验材料应选择具有大液泡的、成熟的植物细胞，洋葱根尖分生区细胞无大液泡，不宜作为该实验的实验材料；植物细胞的细胞壁是全透性的，蔗糖分子能够通过，细胞膜是选择透过性膜，蔗糖分子不能通过。0.3 g/mL的蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，洋葱鳞片叶表皮细胞表现为质壁分离，结果如图。图中L是细胞壁，M是液泡，N是蔗糖溶液。N的成分说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异；将发生质壁分离的细胞浸润在清水中，细胞吸水，原生质体会逐渐复原。 答案A,【训练2】引起50%左右细胞发生初始质壁分离的浓度，我们称
15、之为细胞液的等渗浓度。为了测定洋葱表皮细胞的细胞液的等渗浓度，有人把剪成小块的洋葱表皮细胞分别(等量)依次放入下面各组溶液中，并记录结果如下表：,(1)该洋葱表皮细胞的细胞液的等渗浓度为_。 (2)如果再给你4组实验材料，请设计可以更精确地测定出细胞液的等渗浓度的方法。_。 解析这类试题并不以实验能力为直接的考查目的，而是以实验作为问题情境，将实验的思想方法渗透于试题之中。根据题设条件可知洋葱表皮细胞的细胞液的等渗浓度在0.50.6 mol/L之间。如何设计一个更精确的测定方法，从题中设计思路推知，可通过缩小各组蔗糖溶液的浓度梯度来加以测定。,答案(1)0.50.6 mol/L之间 (2)可分
16、别配制浓度为0.52 mol/L、0.54 mol/L、0.56 mol/L、0.58 mol/L的4组蔗糖溶液进行类似的实验,1(2011大纲版全国卷)将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间，撕取外表皮，先用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加。在该实验中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度为乙，则甲、乙的关系，以及实验过程中水分进出细胞的方式为()。 A甲乙，被动运输 C甲乙，主动运输 D甲乙，主动运输,物质跨膜运输的实例考查,解析考查渗透作用相关知识。水分子过膜方式是自由扩散，属于被动运输。洋葱表皮细胞在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，说明细胞失水了。把发生质壁分离的细胞立即将外表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加
