2018高三生物一轮复习物质跨膜运输的实例和方式

第4课物质跨膜运输的实例和方式半透膜水蔗糖讨论1、水分子为什么能够扩散？由于单位体积内清水中的水分子比单位体积蔗糖溶液中的水分子多，所以在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗的数量，比由漏斗透过半透膜进入烧杯中的多。因此液面上升2.水分子的运动方向：从溶液浓度低的一侧向浓度高的一侧运动考点一物质跨膜运输实例——[重点探究型]1、渗透作用渗透作用概念：透过从浓度溶液向浓度溶液的扩散，称为渗透作用。水分子（或其他溶剂分子）半透膜低高考点一物质跨膜运输实例——[重点探究型]扩散：是两种不同物质在接触时，彼此进入对方的现象（1）半透膜（2）半透膜两侧的溶液存在浓度差2.渗透作用的发生条件半透膜水蔗糖是指一些物质可以透过，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。•生物膜或玻璃纸分析：在达到渗透平衡后，只要存在液面差，一定存在浓度差浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差，即物质的量浓度之差，即摩尔浓度而不是质量浓度。•议一议：半透膜与选择透过性膜有哪些异同点？•答案：相同点：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过。不同点：a.半透膜可以是生物性的选择透过性膜，也可以是无生命的物理性膜，物质能否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。选择透过性膜一定是半透膜；但半透膜不一定是选择透过性膜。3.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)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液结论变蓝不变蓝能通过半透膜，而不能不变蓝变蓝能通过半透膜，而不能变蓝变蓝都能通过半透膜不变蓝不变蓝都不能通过半透膜碘淀粉淀粉碘淀粉和碘淀粉和碘常见渗透装置图分析：考点一物质跨膜运输实例——[重点探究型]①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。②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Δh，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。S1S2S1S2大于低高比较不同溶液浓度的大小：漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论①若漏斗内液面上升，则M__N②若漏斗内液面不变，则M__N③若漏斗内液面下降，则M__N=①若溶质分子能通过半透膜，则先是浓度高的一侧液面升高，随后另一侧液面上升，最后达到渗透平衡。②上图中，在达到渗透平衡后，只要存在液面差Δh，则S1溶液的浓度仍大于S2溶液的浓度。③水分子的移动方向：双向移动，但水分子数多（低浓度）溶液流向水分子数少（高浓度）溶液。达到平衡时，水分子出入两种溶液体系的量相等。注意：2．如图所示U型管中间被一种只允许水分子通过而二糖不能透过的半透膜隔开，现在两侧分别加入0.1mol/L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型管右侧加入某种微量物质(不影响溶液浓度)，右侧液面高度上升，那么加入的这种微量物质最可能是()A．右侧液面高度下降；胰岛素B．右侧液面高度下降；衣藻C．两侧液面高度不变；麦芽糖酶D．两侧液面高度不变；蒸馏水对位训练C3.(2017·福州模拟)如图所示的U形管中间被半透膜(体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0.1mol·L-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B【方法技巧】渗透装置图的分析①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。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压强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，最后两侧液面相平。②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。2.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B3.如图中的渗透装置，漏斗内开始时的液面为a，停止上升时的液面为b，若每次停止上升后都将漏斗中高出烧杯液面的部分吸出，则吸出蔗糖溶液的次数与a、b液面间的高度差之间的关系是()A4.动物细胞的渗透吸水和失水：(1)条件。①细胞膜：相当于_______。②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5.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。①外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞___水，发生__________现象。②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质壁分离质壁分离复原原生质层与原生质体的区别？“质”与“壁”各指什么？原生质体是指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。原生质层是指植物细胞中，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。注意：①分生区细胞和干种子细胞因无大液泡，不能发生渗透作用（吸胀吸水），无质壁分离和复原现象。(成熟、活的，植物细胞才能发生质壁分离)②植物细胞有细胞壁的存在，不管失水还是吸水，细胞体积变化不大（液泡体积变化较大）。但动物细胞体积会发生明显变化。科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+和SiO44-的培养液中培养，结果及分析如下：5、物质跨膜运输的其他实例（1）水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2+、Mg2+,造成培养液中Ca2+、Mg2+浓度；番茄吸收水的相对速度比吸收SiO44-，造成培养液中SiO44-浓度。大上升大上升（2）不同植物对的吸收有差异,同一种植物对的吸收也有差异,说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有。同一种无机盐离子不同种无机盐离子选择性（3）吸水为，吸收离子为，且无机盐离子必须溶于水后才能被吸收，所以吸水和吸收无机盐离子是两个的过程。自由扩散主动运输相对独立（2）、微生物吸收无机盐离子的特点不同微生物对不同无机盐离子的吸收表现出较大的差异：（1）不同微生物对无机盐离子的吸收有。（2）不同微生物对各种无机盐离子的不同。选择性需要量总结：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。选择透过性【教材易漏边角知识】必修1P61“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1.实验原理：(1)成熟的植物细胞的_________相当于一层半透膜。(2)细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。原生质层考点三观察植物细胞的质壁分离和复原(3)原生质层的伸缩性_____(填“大于”或“小于”)细胞壁的伸缩性。大于2.实验步骤：原生质层小低倍显微镜深原生质层低倍显微镜原生质层大浅实验选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的原因是什么？紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，便于实验现象的观察【创新探究】探究点2实验现象分析某同学在观察根细胞的质壁分离和复原时，发现部分细胞未出现预期的现象，原因可能是什么？这部分细胞是未成熟的细胞或是已经死亡的细胞探究点3实验原理拓展视野中发现某细胞的细胞壁与原生质层处于分离状态，此时细胞可能正在进行_________，也可能正在进行_______________，或是正处于_____________状态。质壁分离质壁分离的复原水分进出平衡3.质壁分离的原因分析（1）原因观察质壁分离的三个指标特别提醒1、质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。2、若用50%（或0.5g/ml）蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因细胞过度失水而死亡。3、若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。角度1实验原理及材料选取1.在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如下图所示)。下列有关叙述正确的是()A.第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域B.第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处C.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头D.为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤B【加固训练】1.在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测()A.ab，细胞渗透吸水B.a=b，渗透系统保持动态平衡C.ab，细胞渗透失水D.上述三种情况都有可能D2.将某植物细胞分为两组，分别浸于浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液(Ⅰ)与尿素溶液(Ⅱ)中，然后每5min用显微镜观察一次，并测量原生质体(即仅由细胞膜包住细胞质的细胞部分，不含细胞壁)的相对表面积，其结果如下图所示。则下列叙述错误的是()A.实验开始后20min，(Ⅰ)和(Ⅱ)两组的细胞均发生质壁分离B.实验开始后30min，(Ⅰ)的细胞中必含蔗糖C.实验开始后30min，(Ⅱ)的细胞中必含尿素D.此图显示尿素可通过细胞膜，而蔗糖却不能通过细胞膜B实验组5分钟后的现象再过5分钟滴加清水5分钟后①0.3g/mL的蔗糖溶液x无变化质壁分离复原②0.5g/mL的蔗糖溶液质壁分离y无变化③1mol/L的KNO3溶液质壁分离质壁分离复原z④1mol/L的醋酸溶液细胞大小无变化细胞大小无变化细胞大小无变化3.(2017·黄冈模拟)某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表所示：对上表的推断或解释不正确的是()A.x为质壁分离，因为细胞壁的伸缩性小于原生质层B.y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡C.z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅D.④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量D1．物质出入细胞方式的比较能量(ATP)能量(ATP)能量(ATP)浓度差浓度差运输动力细胞内→细胞外细胞外→细胞内低浓度→高浓度高浓度→低浓度高浓度→低浓度运输方向协助扩散自由扩散胞吐胞吞主动运输被动运输大分子和颗粒性物质离子和小分子物质比较项目考点二物质出入细胞的方式及影响因素各种分泌蛋白，如抗体、蛋白质类激素等白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒等K＋、Na＋等离子，小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖等红细胞吸收葡萄糖等水、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素等物质出入细胞的实例模型图不需要不需要需要需要不需要载体协助扩散自由扩散胞吐胞吞主动运输被动运输大分子和颗粒性物质离子和小分子物质比较项目主动运输的意义：保证了活细胞能够按照生命活动的需要，_________吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。主动选择1．物质出入细胞方式的比较考点二物质出入细胞的方式及影响因素2．影响跨膜运