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1、1 专题 4.1 物质跨膜运输的实例 一、渗透作用 【知识点讲解】 1. 渗透作用的概念 渗透作用：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。 2. 渗透系统的组成分析 渗透系统的组成（如图）及特点： 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。 半透膜两侧的溶液具有浓度差。 3. 渗透作用的发生 若 S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2S1的水分子数多于S1S2，外观上表现为S1液面上升；若S1 溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。 在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差h，则 S1溶液浓度仍大于S2。 【典型例题】 如图表示渗
2、透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜（允许单糖透过不允许二糖及多糖透过），装置溶液A、B、 a、b 浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示， 图 2、图 4 分别表示达到平衡后，图 1、图 3液面上升的高度h1、h2如 果 A、 B、a、b 均为蔗糖溶液，且MAMB，Ma=MbMA，下列分析正确的是（） A 平衡后，漏斗内溶液浓度Ma大于 Mb B 平衡后，漏斗内液面上升高度h1h2 C 平衡后，膜两侧水分子进出速度相等，膜两侧溶液浓度相等 D 若再向 a、b 中加入等量的蔗糖酶，漏斗内外液面最终会齐平 2 【答案】 A 【变式训练】 某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液
3、面平齐，记为零液面。实验开始 后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为( ) 【答案】 B 【解析】仔细观察图示，长颈漏斗内为蔗糖溶液，实验开始后长颈漏斗内部液面将上升，由于实验初始阶 段半透膜内外溶液浓度差较大，所以液面上升速率较大。随着液面高度的增大，液柱抑制水分渗入的作用 力逐渐增大，当与浓度差促进水分渗入的作用力达到平衡时，液面不再上升。此时，水分子通过半透膜的 渗入与渗出达到平衡。 二、动植物细胞的吸水和失水 【知识点讲解】 1. 动物细胞的吸水和失水 外界溶液浓度细胞质浓度时 , 细胞失水皱缩 外界溶液浓度=细胞质浓度时 , 水分进出细胞处于动态平衡 2. 植物细胞的吸水和失水 (1) 成
4、熟植物细胞的结构 3 (2) 原理和现象 外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。 外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。 (3) 质壁分离的原因 外因：细胞液浓度外界溶液浓度，细胞通过渗透作用失水； 内因：细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。 【典型例题】 将甲、乙两种植物的块茎切成形状、大小相同的细条，分别置于质量浓度为0.3g mL蔗糖溶液中，绘制的 失水量曲线如下。下列叙述错误的是（） A 与图相关细胞的原生质层会有一定程度的收缩 B 由图推知甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度 C 4min 时细胞液的渗透压大于外界溶液的渗透压 D 8min
5、 时水分子跨膜运输进出细胞达到平衡 【答案】 C 【变式训练】 4 如图为显微镜下某植物细胞在10% 蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是（） A. 若将细胞置于清水中，A明显变长 B. 若该细胞处于40% 蔗糖溶液中，B/A 值将变小 C. B/A值能表示细胞失水的程度 D. A 、B分别表示细胞和原生质体的长度 【答案】 A 三、实验：观察植物细胞的质壁分离和复原 【知识点讲解】 1. 实验原理 2. 实验流程 【典型例题】 （2018 浙江卷， 17）在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下， 5 其中、指细胞结构。下列叙述正确的是（） A甲状态时不存
6、在水分子跨膜运输进出细胞的现象 B甲乙变化的原因之一是结构的伸缩性比的要大 C乙丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致 D细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂 【答案】 C 【变式训练】 （2017?海南卷 .9 ） 为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中， 一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是（） A该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞 B细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度 C细胞液中的H2O可以经扩散进入甲物质溶液中 D甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁 【答案】 B 【解析】具有大的液泡的活
7、细胞才能发生质壁分离，A正确。质壁分离过程中，细胞在失水，此时，细胞外 甲物质的浓度高于细胞内甲物质的浓度，B错误。 水分子跨膜的方式是自由扩散，C正确。 细胞壁是全透的， 甲物质和H2O能自由通过，D正确。 四、物质跨膜运输的其他实例 【知识点讲解】 实例一： 6 结论： 1. 同种植物对不同离子的吸收不一样 2.不同植物对同种离子的吸收不一样 3. 植物吸收离子和吸收水是两个相对独立过程 实例二：人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力，能够逆浓度梯度吸收碘。 结论：有些物质（如碘）的跨膜运输是逆相对含量梯度（逆浓度梯度）运输的。 实例三：不同微生物对不同矿物质吸收表现出较大差异 结论
8、：生物对于不同离子吸收经验选择性。 小结：细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜，水分子自由通过，一些离子和小分子可以通过，其他的 离子、小分子、大分子不能通过，是活细胞的重要特征。 【典型例题】 某海藻细胞液与生活的海水中各种离子浓度分析如图，图中阴影部分代表该海藻细胞液的离子浓度。据图 判断，下列叙述错误的是（） A 海水中的Cl 可以逆浓度梯度进入海藻细胞液 B 温度不影响海藻细胞吸收Mg 2+ C 海藻细胞富集K +和 Cl有利于在海水中的生存 D 海藻细胞的生物膜具有选择透过性 【答案】 B 【解析】由图像可以看出细胞内Cl 浓度大于细胞外，所以海水中的 Cl 可以逆浓度梯度进入海藻细
9、胞，所 以 A正确；题目中没有出现温度对试验的影响，所以不能看出温度是否影响海藻细胞吸收Mg 2+， 所以 B错误； 7 由图像可以看出海藻细胞中还有较多的K +和 Cl，所以海藻能够吸收有关离子，使细胞液的浓度增加， 有利 于生活在海水环境中，所以C正确；细胞内所含的不同离子的浓度不同，这与海藻细胞膜上载体的种类和 数目有关，所以海藻细胞的生物膜具有选择透过性，D正确。 【变式训练】 科学家将水稻和番茄分别放在相同的含Ca 2+、Mg2+和 SiO 4 4- 的培养液中培养，相同条件下培养一段时间后，培 养液中的离子浓度变化情况如下图所示。下列分析正确的是（） A. 水稻吸收Ca 2+、Mg2+的速度与吸水的速度相同 B. 番茄从培养液中吸收Ca 2+，而从体内排出 SiO4 4- C. 最可能水稻根细胞膜上运输SiO4 4- 的载体数量明显多于番茄的Ca 2+和 Mg2+的跨膜运输可以是逆相对含量梯 度的 D. 水稻和番茄对Mg 2+离子的吸收没有体现细胞膜的选择透过性 【答案】 C 【课堂小结】 8
