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1、第4课 物质跨膜运输的实例和方式,考点一 物质跨膜运输实例重点探究型 核心知识回顾 1.渗透作用： (1)概念：水分子(或其他溶剂分子)通过_的扩散 过程。,半透膜,(2)发生的条件 (3)常见渗透装置图分析：,浓度差,水分的流动方向判断：图A中当溶液浓度_时， 水分就通过半透膜由S2流向S1；当溶液浓度_时， 水分就通过半透膜由S1流向S2。 溶液的浓度大小判断：达到渗透平衡后，若存在图B 中液面差h，则S1溶液浓度仍_S2。原因是液面高 的一侧形成的压强，会阻止水分由_浓度一侧向_浓 度一侧扩散。,S1S2,S1S2,大于,低,高,2.动物细胞的渗透吸水和失水： (1)条件。 细胞膜：相当
2、于_。 细胞质：有一定浓度，和细胞外液发生_作用。 (2)原理： 当外界溶液浓度细胞质溶液浓度时，细胞_膨胀， 反之细胞_皱缩。,半透膜,渗透,吸水,失水,3.植物细胞的渗透吸水和失水： (1)成熟植物细胞的结构：,全透,小,细胞质,半透膜,大,(2)原理和现象。 外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞_水，发生_ _现象。 外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞_水，发生_ _现象。,失,质壁,分离,吸,质壁,分离的复原,4.渗透作用原理的应用： (1)验证渗透作用发生的条件：,浓度差,半透膜,(2)比较不同溶液浓度的大小：,=,5.物质跨膜运输的其他实例： (1)番茄和水稻对同一无机盐离子以及同一植物细胞
3、对 不同无机盐离子的吸收均有差异，说明植物细胞膜对 无机盐离子的吸收具有_。 (2)人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量高于血液中碘 的含量，说明碘进入细胞是_(填“顺”或“逆”)相 对含量梯度运输的。,选择性,逆,(3)不同微生物对矿质元素的吸收表现出很大的_ _。 总结：细胞膜和其他生物膜都是_膜，生物 膜的这一特性是活细胞的重要特征。,差异,性,选择透过性,【教材易漏边角知识】必修1 P61“与生活的联系” 吃比较咸的食物口唇感觉比较干，这是因为与细胞内 液相比，外界浓度_，细胞_失水导致的。,高,渗透作用,【特别提醒】 走出渗透作用发生的“三”个误区 (1)水分子的移动方向是双向的，但最终
4、结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数多。 (2)实验中观察指标为漏斗内液面变化，但不能用烧杯液面变化作描述指标，因现象不明显。 (3)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压。,高考探究归纳 【高考典题示例】 (2014全国卷)将某植物的花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则( ) 世纪金榜导学号77982040,A.实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高 B.浸泡导致f组细胞中液泡的失水量
5、小于b组的 C.a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组 D.使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.40.5 molL-1,【解题指南】(1)题干关键词：“花冠切成大小和形状相同的细条”“置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间”“只有水分交换”。 (2)图示信息：蔗糖溶液浓度不同，浸泡在其中的植物的花冠细条长度不同，是细胞发生渗透作用吸水膨胀或失水皱缩的缘故。,【解析】选D。本题主要考查细胞的渗透作用以及识图 能力、数据分析能力。A项中，a组比值小于b组且都小 于1，说明a组细胞吸水比b组多，所以a组液泡中的溶 质浓度比b组的要小，错误。B项中，f组比值大于1， 说明是细胞失水皱缩
6、，b组比值小于1，说明细胞吸水 膨胀，因此f组细胞中液泡的失水量是大于b组的，错,误。C项中，水进出细胞的方式属于自由扩散，不消耗能量，错误。D项中，使细条在浸泡前后长度不变的话，则实验前长度/实验后长度=1，从图中可以看出，对应的蔗糖浓度介于0.40.5 molL-1，正确。,【高考母题变式】 变式1 分析水分子的移动方向 (1)图中a组将花冠细条放入蔗糖溶液后水分子的移动 呈现出_。 (2)当细条长度不再发生变化时水分子的移动特点是_ _。,从蔗糖溶液细胞液,水,分子进出细胞达到了平衡,变式2 分析细胞液与外界溶液的浓度大小 (1)图中_(填字母)组所处的蔗糖溶液浓度小于 细胞液浓度，细胞
7、吸水。 (2)图中_(填字母)组所处的蔗糖溶液浓度大于 细胞液浓度，细胞失水。,a、b、c,d、e、f,【备考方法规律】 渗透方向及浓度大小的判断方法 (1)判断溶剂渗透的总方向。 若半透膜两侧是同种溶液，根据质量浓度或物质的量浓度判定。,若半透膜两侧是不同的溶液，_浓度才能体 现溶质或溶剂分子数的多少，如半透膜两侧为质量分 数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，则葡萄糖溶液一侧 单位体积中葡萄糖分子数多(水分子数少)，水分子由 _溶液一侧通过半透膜向_溶液一侧扩散。,物质的量,蔗糖,葡萄糖,(2)判断半透膜两侧溶液浓度的大小。 若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半 透膜两侧溶液就存在浓度差
8、，液面差越大，浓度差就 越大，且液面_的一侧溶液浓度高。,高,高考角度全练 角度1 渗透作用的原理及条件 1.(2017合肥模拟)科研人员将人的红细胞分别置于蒸馏水和几种等渗溶液中，然后测定红细胞溶血(即红细胞破裂，血红蛋白逸出)所需的时间，结果如下表所示。,据表分析可知： 世纪金榜导学号77982041( ),A.在等渗溶液中红细胞既不吸水也不失水 B.扩散速率大小关系为：甘油乙醇丙酮 C.氯化铵最不容易通过磷脂双分子层 D.阴离子的通透速率与阴离子相对分子质量大小呈负相关,【解析】选C。等渗溶液与红细胞的渗透压相同，但是 其溶质分子可通过跨膜运输进入红细胞，导致红细胞 内渗透压升高，进而引
9、起红细胞吸水涨破，A错误；甘 油、乙醇和丙酮都可通过自由扩散进入红细胞，发生 溶血时间越短意味着扩散速率越快，B错误；红细胞在,氯化铵溶液中的溶血时间明显长于在其他等渗溶液中的，这说明氯化铵最不容易通过磷脂双分子层，C正确；由第2、3、4组实验数据可知，阴离子的通透速率与阴离子相对分子质量大小呈正相关，D错误。,2.(2017泰安模拟)下图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液，且a溶液浓度b溶液浓度，c为清水，图B为显微镜下观察到的某植物表皮细胞，下列叙述错误的是( ),A.图A中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面 B.图B中的、相当于图A中的 C.若图B所示为某农作物的根毛
10、细胞，此时应及时灌溉 D.图B中的与图A中的通透性不同,【解析】选B。根据题干“a溶液浓度b溶液浓度，c为 清水”，可推断一段时间后装置2的液面高于装置1的 液面；图B细胞中含有大液泡，因此可以构成渗透系 统，其中原生质层相当于图A中的半透膜，图B中 为细胞膜，为液泡膜，以及两者之间的细胞质即 共同构成原生质层；若图B所示为某农作物的根毛细 胞，上述图中细胞发生了质壁分离，应及时灌溉；图B,中的的膜具有选择透过性，图A中的没有选择透过性，只要微粒大小小于膜上的孔均可以通过。,【知识总结】渗透系统中的两个“比较” (1)半透膜与选择透过性膜的比较。 区别：a.半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否
11、通过取决于分子的大小。 b.选择透过性膜是具有生命的生物膜，磷脂和载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。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，而不允许生物大分子物质通过。 (2)原生质层与原生质体的比较。 原生质层是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。,角度2 渗透装置中水分子移动方向判断 3.(2017福州模拟)如图所示的U形管中间被半透膜(体
12、积小于或等于单糖的物质才能通过)隔开，两侧分别加入等量的0.1 molL-1的蔗糖溶液和麦芽糖溶液。一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的？若向U形管两侧加入等量某种微量物质，最终右侧液面上升，那么加入的这种微量物质最可能是什么( ),A.右侧液面高度下降；葡萄糖 B.两侧液面高度不变；蔗糖酶 C.两侧液面高度不变；麦芽糖酶 D.右侧液面高度下降；蒸馏水,【解析】选B。半透膜两侧的溶液物质的量浓度相等，因此两侧液面高度不变；若向U形管两侧加入的物质是等量的蔗糖酶，则左侧的每个蔗糖分子会被分解成1分子果糖和1分子葡萄糖，溶液浓度增加，左侧液面上升，但随着果糖、葡萄糖不断透过半透膜进入右侧，而麦芽
13、糖不能透过半透膜，这样右侧溶液浓度不断增加，最终右侧液面上升。,【方法技巧】渗透装置图的分析 (1)图示：,(2)分析。 渗透压比较：图中两侧溶液物质的量浓度大的一侧 渗透压高，小的一侧渗透压低，水分子由低浓度溶液 向高浓度溶液运动。 液面变化情况分析：如图，看两侧溶液中的溶质是 否能通过半透膜。,a.若不能通过半透膜，则高浓度溶液液面升高；在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压会阻止溶剂由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。 b.若仅一种溶质能通过，则刚开始高浓度溶液侧液面升高，最后溶质不能通过的一侧液面高。,c.若都能通过半透膜，则是高浓度溶液侧液面先升高后降低
14、，最后两侧液面相平。,【加固训练】 1.(2017新乡模拟)取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果，下列说法正确的是( ),A.实验前，丙的浓度乙的浓度甲的浓度 B.乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等 C.实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散 D.甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的,【解析】选D。当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细 胞失水，反之细胞吸水，两者浓度相等
15、时，吸水量与 失水量相等，水分进出达到平衡状态。分析实验结果 可知，实验过程中，甲溶液中植物细胞失水、乙溶液 中植物细胞水分进出达到平衡、丙溶液中植物细胞吸 水，所以实验前甲的浓度乙的浓度丙的浓度；乙的,浓度不变是因为外界溶液与细胞液是等渗溶液，水分进出达到动态平衡，并非细胞内的蔗糖浓度与乙的浓度相等；实验中细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散；甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的。,2.(2017江淮十校联考)下图表示一个中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等质量分数的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化是( ),A.加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度 B.加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并等于A侧高度 C.加酶前后A、B两侧液面不变 D.加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧上升并高于A侧高度,【解析】选B。溶液的渗透压取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，所以等质量的葡萄糖溶液的渗透压高于麦芽糖，只允许水分子通过时，水分子往左侧渗透得快，加酶前A侧上升。加酶后B侧的麦芽糖水解，渗透压升高，吸水能力高于A侧。又因为一分子麦芽糖由两分子葡萄糖构成，等质量分数的麦芽糖水解后与左侧葡萄糖的物质的量浓度几乎相等，所以加酶后B侧上升并等于A
