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1、第4章 细胞的物质输入和输出第1节 物质跨膜运输的实例第2节 生物膜的流动镶嵌模型考纲纲考情三年15考 高考指数：细细胞膜系统统的结结构和功能 实验实验 ：通过过模拟实验拟实验 探究膜的透性三年考题题2014年(9考)：新课标课标 全国卷T4、T10、T11，新课标课标 全国卷T4，江苏苏T15、T27，福建T4，海南T4，四川T12013年(4考)：江苏苏T27，福建T2，北京T5，重庆庆T32012年(2考)：广东东T24，北京T考情播报报1.考查查内容：主要考查查植物细细胞的吸水和失水实验实验 的分析，以及植物细细胞质质壁分离和复原实验结实验结 果的分析。2.考查查方式：利用实验设计实验
2、设计 和分析形式考查细查细 胞的吸水和失水及膜的透性问题问题 ，常常结结合实实例，借助图图形或表格考查查细细胞吸水原理及在实际实际 中的应应用。3.考查题查题 型：选择题选择题 和非选择题选择题 都常见见，多是中档题题。【知识识梳理】一、细细胞的吸水和失水1.原理：渗透作用。(1)发发生此现现象的物质质：水分子(或其他_分子)。(2)发发生的条件具有半透膜半透膜两侧具有_浓度差溶剂剂2.动动植物细细胞发发生渗透作用的条件分析：(1)动动物细细胞(2)植物细细胞细胞膜：相当于_细胞质：有一定浓度，和细胞外液发生渗透作用半透膜细胞壁：全透性原生质层 相当于_：具有一定浓度，和外界溶液发生渗透作用_
3、细胞质_细胞膜液泡膜半透膜细胞液3.验证细验证细 胞吸水和失水的实验实验 ：(1)动动物细细胞(以哺乳动动物红细红细 胞为为例)。当_时时，细细胞失水，发发生_现现象。当_。的水分进出平衡，说明是与马铃薯等渗透压的溶液，不是蒸馏水。溶液 质质量变变化率+8%-6%-4%6.下面能发发生质质壁分离的一组细组细 胞是( )食用的糖醋蒜细细胞 蚕豆叶的表皮细细胞植物的根毛细细胞 人的口腔上皮细细胞用盐盐酸解离的洋葱根尖细细胞 根尖分生区细细胞A.B.C.D【解析】选D。能发生质壁分离的细胞为活的成熟的高等植物的体细胞，是死细胞，是动物细胞，没有细胞壁，用盐酸解离会杀死细胞，没有大的液泡，这些细胞都不
4、能发生质壁分离。和都是活的成熟的高等植物细胞，可以发生质壁分离。7.一般在光学显显微镜镜下看不到植物细细胞的细细胞膜，而在下列的哪种情况下，可以看到细细胞膜( )A.组织进组织进 行分裂时时B.发发生质质壁分离时时C.显显微镜视镜视 野调调亮时时D.细细胞吸收水和离子时时【解析】选B。植物细胞发生质壁分离时，原生质层的最外层就是细胞膜。8.如图为细图为细 胞膜的亚显亚显 微结结构，鉴别细鉴别细 胞膜的内外侧侧的有效依据是( )A. B. C. D.【解析】选A。为磷脂双分子层的疏水端，为磷脂分子的亲水端，为蛋白质，为细胞膜外侧糖类与蛋白质的结合物糖蛋白，该种物质在细胞膜内侧没有，所以是鉴别细胞
5、膜内外侧的依据。9.关于动动物细细胞膜的叙述，错误错误 的是( )A.细细胞膜含有糖脂和糖蛋白B.细细胞融合与细细胞膜的流动动性有关C.膜的流动动性与磷脂无关D.白细细胞吞噬细细菌与膜的流动动性有关【解析】选C。细胞膜上蛋白质和磷脂分子都是可以运动的，从而使细胞膜具有一定的流动性。【速记记卡片】1.一个原理：细细胞吸水和失水的原理是渗透作用。(1)发发生条件：半透膜、浓浓度差。(2)发发生现现象外界溶液浓度细胞液(质)浓度：细胞失水外界溶液浓度细胞液(质)浓度：细胞吸水外界溶液浓度细胞液(质)浓度：水分进出平衡2.一个实验实验 ：质质壁分离实验实验 。(1)材料：活的成熟的植物细细胞。(2)条
6、件：外界溶液浓浓度细细胞液浓浓度。(3)现现象：细细胞壁与原生质层质层 分离。3.两个模型：(1)三层结层结 构模型：蛋白质质脂质质蛋白质质。(2)流动镶动镶 嵌模型。基本支架：磷脂双分子层层。蛋白质质分布：镶镶在磷脂双分子层层表面；嵌入磷脂双分子层层中；贯贯穿于整个磷脂双分子层层。4.细胞膜的结构特点和功能特性：(1)结构特点：流动性。(2)功能特性：选择透过性。考点一 渗透作用的原理和应应用1.渗透作用：(1)渗透装置图图解：(2)当液面上升到一定程度时时，液面不再升高的原因：分析上图图可知：漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差为为H1，由于水槽中与漏斗中的液体具有浓浓度差，即具有渗透压压
7、差，所以水分子有进进入漏斗的趋势趋势 ；但是当H1产产生的压压强与渗透压压的平衡使半透膜两侧侧水分子的进进出相同时时，液面不再升高。2.成熟植物细胞符合渗透系统：渗透作用模型成熟植物细细胞与外界溶液 形成渗透系统统 图图解 基本组组 成或 条件半透膜、浓浓度差原生质层质层 选择选择 透过过性膜 浓浓度差细细胞液与外界溶液之间浓间浓 度的不同渗透作用模型成熟植物细细胞与外界溶液 形成渗透系统统 原理水分子通过过半透膜 的扩扩散作用细细胞液通过过原生质层质层 与外界溶液之 间发间发 生渗透作用 水扩扩散 的方向低浓浓度溶液 高浓浓度溶液3.扩散和渗透的比较：扩扩 散渗 透不同点概念扩扩散是一种物质
8、质由高浓浓度区域移向低浓浓度区域的物理运动动水分子或其他溶剂剂分子透过过半透膜向溶质浓质浓 度大的一侧侧运动动条件浓浓度差半透膜半透膜两侧侧具有浓浓度差物质质溶质质、溶剂剂分子溶剂剂分子联联系渗透是扩扩散的一种特殊形式【高考警示】细细胞发发生渗透作用的三点提醒(1)吸水和失水的特点。运输输方向：细细胞的吸水和失水是水分子顺顺相对对含量的梯度跨膜运输输的过过程。运输输特点：细细胞吸水时时，水分子也有从细细胞出来的，细细胞失水时时，水分子也有进进入细细胞的，即无论细论细 胞吸水还还是失水，水分子通过过原生质层质层 的扩扩散都是双向进进行的。(2)溶液浓浓度：指物质质的量浓浓度而非质质量浓浓度，如1
9、0%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质质量浓浓度相同，但物质质的量浓浓度是10%蔗糖溶液的较较小。(3)选择选择 透过过性和半透性的区别别。半透膜一般是指膜上面有均匀的孔道，只允许许分子直径小于孔径的分子通过过，分子直径大于孔径的分子则则不能通过过的结结构物质质。选择选择 透过过性膜不是以分子孔径定义义，而是以细细胞是否需要这这种物质质决定是否允许许通过过。【考题题回访访】1.(2015福州模拟拟)有一道凉菜叫“酸甜瓜”，其做法是把黄瓜切成条状或片状，然后加糖和醋并搅搅拌，放置一段时间时间 后，黄瓜除了有酸甜味外，还变软还变软 了，口感特别别好。下列是对对黄瓜变软变软 原因的分析，正确的是( )A
10、.蔗糖分子进进入黄瓜细细胞，使其细细胞液浓浓度加大，细细胞吸水B.醋酸分子进进入黄瓜细细胞，使其细细胞液浓浓度加大，细细胞吸水C.外界溶液的浓浓度小于黄瓜细细胞的细细胞液浓浓度，细细胞失水D.外界溶液的浓浓度大于黄瓜细细胞的细细胞液浓浓度，细细胞失水【解析】选D。黄瓜变软是由于细胞失水而不再坚挺，失水的原因是糖和醋形成的外界溶液浓度高于细胞液的浓度。2.(2015黄冈冈模拟拟)如图为图为 渗透作用实验实验 装置，此半透膜只允许许水分子和单单糖分子通过过，向a侧侧加入质质量分数为为5%的蔗糖溶液，向b侧侧加入质质量分数为为5%的葡萄糖溶液，初始状态态如图图，则刚则刚 开始时时和最终时终时 的液面
11、高低分别为别为 ( )A.a高于b，a高于b B.a高于b，a低于bC.a低于b，a高于bD.a低于b，a低于【解题指南】解答本题的思路：【解析】选C。渗透压的高低与溶质颗粒的多少有关，与溶质的质量无关。开始时两液面一样高，但由于葡萄糖的相对分子质量小，因此质量分数同样为5%的蔗糖溶液和葡萄糖溶液相比较，单位体积的蔗糖溶液中水分子数多于葡萄糖溶液中的水分子数，因此，开始时a侧b侧的水分子数多于b侧a侧的水分子数，b侧液面升高。但随着葡萄糖分子通过半透膜进入a侧，a侧溶液物质的量浓度大于b侧，a侧液面又升高。【延伸探究】若a侧换侧换 成10%的葡萄糖溶液，一段时间时间 后液面会发发生怎样样的变变
12、化？此时时两侧侧的溶液浓浓度相等吗吗？提示：一段时间后，两侧液面相等。两侧溶液浓度相等。【方法技巧】渗透装置图图的分析(1)图图示：(2)分析。渗透压压比较较：图图中两侧侧溶液物质质的量浓浓度大的一侧侧渗透压压高，小的一侧侧渗透压压低，水分子由低浓浓度溶液向高浓浓度溶液运动动。液面变变化情况分析：如图图，看两侧侧溶液中的溶质质是否能通过过半透膜。a.若不能，则则高浓浓度溶液液面升高；在达到渗透平衡时时，一般两侧侧溶液的浓浓度并不相等，因为为液面高的一侧侧形成的静水压压会阻止溶剂剂由低浓浓度溶液向高浓浓度溶液扩扩散。b.若能，则则是高浓浓度溶液液面先升高后降低，最后两侧侧液面相平。3.(2015
13、临临汾模拟拟)将人体口腔上皮细细胞转转移至不同浓浓度(、)的三种盐盐溶液中，结结果如图图所示。这这三种溶液的浓浓度是( )A.B.C.细细胞液浓浓度。内因。a.细细胞壁的伸缩缩性S1”，则则不得分。(2)溶质质微粒跨膜运输输的特点应应用：如本题题回答时时，若不能正确利用“蔗糖分子不能通过过半透膜而K+、NO3能通过过半透膜”原理，答成“Y”，则则不得分。(3)实验试剂实验试剂 的应应用：在回答本题题时时，若不能准确提取题题干信息“初始状态态”，且不能正确理解试剂试剂 的作用，把“蒸馏馏水”答成“蔗糖溶液”或“KNO3溶液”，则则不得分。3.注意语语言表述的完整性，保证证答案完整才能得全分。如本
14、题题回答时时，细细胞质质壁分离后自动动复原是洋葱鳞鳞片叶外表皮细细胞主动动吸收K+、NO3的结结果，因此只答出“细细胞质质壁分离后自动动复原”，则则不得分。【解析】本题综合考查渗透装置、植物细胞吸水和失水的条件、质壁分离及复原实验的操作以及生物实验设计的对照原则等知识。(1)由图中液面变化可知，开始时S1浓度S2浓度，水分子通过渗透作用由S2进入S1，此过程中S1浓度降低，S2浓度升高，当达到渗透平衡时，S1渗透压=S2渗透压+h压强，因此两者浓度关系仍是S1S2。(2)成熟的植物细胞原生质层相当于半透膜，因此图中半透膜模拟成熟植物细胞的原生质层。不同的是半透膜是物理性半透膜，没有选择透过性，而原生质层具有选择透过性。(3)蔗糖分子不能透过半透膜，因此半透膜两侧浓度不同，当达到渗透平衡时X装置会存在液面差；KNO3溶液中的K+、NO3均能够透过半透膜，最终会使半透膜两侧的浓度相等，因此渗透平衡时Y装
