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1、第2讲 物质跨膜运输的实例,Step 1 基础导学,细胞的吸水和失水,名师点拨 只有成熟植物细胞才发生质壁分离现象。 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。 渗透作用是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。,想一想：细胞吸水时，水分子跨膜运输的状态如何？ 想一想：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。,小贴士,物质跨膜运输的其他实例,议一议：半透膜与选择透过性膜有哪些异同点？ 议一议：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
2、透膜不一定是选择透过性膜。,Step 2 核心突破,渗透系统的组成分析及应用,1对比分析,(1)渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的大小。 (2)两溶液间的水分子进行双向运动，我们只是观测出水分子双向运动的 差异所导致的液面改变。 (3)溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶 液的质量浓度相同，但摩尔浓度是10%蔗糖溶液的小，故水分子由蔗糖溶 液向葡萄糖溶液移动。,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),如下图为渗透作用实验，开始时如图(甲)所示，
3、A代表清水，B、C代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图(乙)，漏斗管内液面不再变化，h1、h2表示漏斗管内液面与清水的液面差。下列说法错误的是 ( ),A图(甲)中B的浓度一定大于C的浓度 B图(乙)中B的浓度一定等于C的浓度 C图(甲)中A的水分子扩散到B的速度大于A中水分子扩散到C的速度 D图(乙)中A的水分子扩散到B的速度等于B中水分子扩散到A的速度 解析：高渗溶液的浓度高，渗透压高，其吸水力强，低渗溶液刚好相反。渗透平 衡时，半透膜两侧的溶液浓度是不相等的，而水分子进出半透膜的速率是相等 的。选项B错误。 答案：B,生物膜选择透过性的分析,(2010成都质检)用相同的完全培养液，在相同条
4、件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下，72小时后原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实验开始时的浓度的百分比)。分析下表不能得出的结论是 ( ),选择题抢分技巧读、审、抓,组成细胞的元素和化合物的综合考查,读图析图,根据图示可从以下几个方面读取信息： (1)两侧溶液的物质的量浓度，大的一侧渗透压高，小的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧高浓度一侧。,(2)两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升高，最后两侧液面相平。 (3)在达到渗透平衡时，一般两侧溶液
5、的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。 (4)B图中若浸在烧杯低浓度溶液中的是透析袋，由于透析袋内的溶质分子不能透过，吸收一定水分后，膨胀到一定程度，受到透析袋的束缚力，水分子进出达到动态平衡。此时透析袋内外的溶液浓度是不相等的，透析袋内溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度。,如图为一渗透作用装置，半透膜小袋内充满30%的蔗糖溶液。用不同表面积的半透膜小袋实验，开始一段时间，玻璃管内液面高度变化的相关曲线最可能是(横坐标表示表面积) ( ),解析：本题以渗透作用装置为载体，考查半透膜表面积与玻璃管内液面高度的关系。 读懂横坐标的含义是解题的关键。横坐标
6、表示半透膜的面积，即用一组不同表面积的 透析袋做相同的实验，相同时间后，观察并记录玻璃管内液面高度变化情况。当半透 膜内、外因浓度差产生的渗透压玻璃管内、外因液面高度差产生的压力时，液面不 再上升，即达到平衡。半透膜的表面积越大，说明两点：透析袋的体积越大，内容 物(30%的蔗糖溶液)越多，则吸收的水分越多；单位时间内进出的水分子数目越 多。可见，无论从吸水量上还是吸水速率上，半透膜表面积与其吸水多少呈正相关。 答案：B,如图所示，把体积与质量浓度相同的葡萄糖与蔗 糖溶液用半透膜(允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通 过)隔开，开始时和一段时间后液面情况是 ( ) A甲高于乙 B乙高于甲 C甲先
7、高于乙，乙后高于甲 D乙先高于甲，甲后高于乙 解析：葡萄糖分子比蔗糖分子小，因此单位体积的蔗糖溶液中水分子数多于单位 体积的葡萄糖溶液中水分子数，因此，开始时由乙甲的水分子数多于甲乙的 水分子数，甲液面升高。但随着葡萄糖分子通过半透膜由甲乙，乙的溶液浓度 大于甲，乙液面又升高。 答案：C,非选择题保分策略找思路、抓要点、求规范,植物对无机盐离子的选择性吸收,植物对水分的吸收和无机盐离子的吸收是两个相对独立的过程。高考常以此为背景命题，既考查植物对无机盐离子的吸收具有选择性的表现、原因及应用，又考查学生分析图像的能力，有助于培养学生科学的思维方法。,将水稻和番茄分别培养在相同的培养液中一段时间，
8、实验结束后测定培养液中各离子的浓度，下图表示实验结束后培养液中各种离子浓度占开始时的浓度的百分比。分析此图，回答问题：,(1)图中的结果能说明的问题有植物对矿质离子的吸收具有_；植物对水分和矿质元素的吸收_(填“是”或“不是”)同一过程。 (2)从图中可以看出培养液中有些离子的浓度比培养前还高，原因是_。 (3)上述实验及结果对农业生产有什么指导意义？_。,高考题组专训,获取信息能力的考查,1(2010上海)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、丙和丁进行实验，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，
9、该同学应选择的膜材料是 ( )A甲 B乙 C丙 D丁命题立意：本题考查渗透作用的原理和应用。解析：图1是渗透作用装置，图示表明渗透计液面逐渐升高，图2中只有膜材料甲的液面逐渐升高。答案：A,(2009海南)已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是 ( ),解析：本题考查生物膜半透性的模拟实验，意在考查考生对实验结果的分析能 力。在题中的条件下，水分由烧杯中进入鱼鳔内，故烧杯内蔗糖溶液的浓度逐渐 升高，直至水分的进出达到动态平衡。 答案：B,实验与探究能力的
10、考查,2(2010浙江)为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，请根据以下提供的实验材料与用具，写出实验思路，设计记录实验结果及原因分析的表格，并填入相应内容。材料与用具：兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、 显微镜等。(要求：答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体制作不作要求)(1)实验思路：_,(2)设计一张表格，并将预期实验结果及原因分析填入该表中。 解析：本题考查物质出入细胞的方式，意在考查实验与探究能力。实验目的为研究 兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，所以自变量是不同浓度的NaCl溶液， 因变量是红细胞的形态变化。 答案：(
11、1)配制质量分数由低到高的NaCl溶液，分别等量加入各支试管中。向上 述各支试管中分别加入等量的兔红细胞稀释液，放置一定时间。取兔红细胞稀释 液和上述试管中的红细胞稀释液制作装片，用显微镜观察并比较红细胞形态的变 化。,(2)不同浓度NaCl溶液对兔红细胞形态的影响,模拟题组专训,渗透作用相关知识的考查,1(2010南京模拟)如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透 过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是 ( )A漏斗中液面开始时先上升，加酶后再上升后又下降B在玻璃槽中会测到蔗糖和蔗糖酶C漏斗中液面开始时先下降，加酶后一直上升D在玻璃槽中会测到葡
12、萄糖、果糖和蔗糖酶解析：实验开始时，蔗糖不能透过半透膜，所以单位时间内通过半透膜渗透进入长颈漏斗中的水分子数比渗透出来的多，漏斗内液面上升。而加入酶后，将蔗糖分解为单糖，进一步提高了漏斗内的浓度，所以液面再上升，但由于单糖分子能透过半透膜进入玻璃槽中，使玻璃槽内液体浓度升高，一段时间后，水分子从长颈漏斗内渗出的较多，漏斗内液面下降。答案：A,2(原创题)将新鲜紫色洋葱绿色叶片的叶肉细胞，放入其中加有少量红墨水的质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，一定时间后在显微镜下观察到其细胞状态如右图所示。有关此时生理过程的叙述正确的是 ( )A细胞也可能再吸水，自动恢复原状B水分子可以自由出入生物膜，
13、单位时间内进出的水分子数目一定相同 C此时为红色，为绿色D此时无色，为紫色解析：因为是把叶肉细胞放入0.3 g/mL的蔗糖溶液中，所以细胞应该失水，只有再放入清水或低浓度溶液中才能复原；水分子进入生物膜的速率与浓度有关；紫色洋葱的绿色叶片的叶肉细胞，液泡的颜色是紫色的，叶绿体存在于原生质层中，红墨水中的色素分子不会通过生物膜，所以随着质壁分离的进行，细胞壁是全透性的，原生质层外应该为红色，原生质层中应该为绿色，液泡内应该为紫色。答案：C,物质跨膜运输实例的考查,下列关于物质跨膜运输实例的叙述中，不正确的是 ( ) A细胞吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程 B水分子跨膜运输的方向是
14、由低浓度溶液向高浓度溶液 C无机盐离子可以逆相对含量的梯度进行跨膜运输 D生物膜是选择透过性膜，小分子物质都能通过，而大分子物质则不能通过 解析：生物膜是选择透过性膜，水分子可自由通过，一些离子和小分 子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过；水分子的 跨膜运输方向是顺相对含量梯度，即由低浓度溶液向高浓度溶液扩 散；细胞对于物质的输入和输出具有选择性，对于所需要的无机盐离 子可以逆相对含量梯度运输。 答案：D,3(2010中山纪念中学质检)如图表示培养液中K浓度及溶氧量对小麦根系细胞吸收K速率的影响。下列有关两曲线形成机理的解释正确的是( )A曲线ab段的形成是由于细胞膜上K载体数量未达到饱和且能量充足B曲线cd段的形成是由于细胞内K过多，细胞大量排出K Ce点表明植物根系可以通过自由扩散的方式吸收KD曲线bc、fg段的形成都是由于细胞膜上K载体数量有限解析：曲线ab段表明在一定范围内随营养液中K浓度的增大，细胞吸收K的速率也增大，是因为细胞膜上K载体数量未达到饱和且能量充足；曲线cd段的形成是由于培养液中K浓度过高，细胞失水过多而影响正常的生理功能；e点表明在氧浓度低时根系吸收K速率低，但其吸收仍是主动运输的过程；曲线bc段的形成是由于载体数量和能量的限制，而曲线fg段的形成是由于载体数量的限制。 答案：A,
