高考生物 题型分析 物质跨膜运输的实例(1).doc

高中生物题型分析- 物质跨膜运输的实例 题型一、细胞的吸水和失水一、考查形式选择题二、典型例题1相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，这是因为动物细胞()a没有细胞壁，对培养基的渗透压更敏感b渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压c没有成熟大液泡，渗透压调节能力差d生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同答案a解析动物细胞无细胞壁，培养液渗透压较低，动物细胞会吸水涨破，而植物细胞和细菌细胞含有细胞壁，则不会出现涨破的情况，所以动物细胞培养基要特别关注渗透压，选a。2.将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3 g/ml的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果如右图。下列叙述错误的是 ()a图中l是细胞壁，m是液泡，n是细胞质b将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原c实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异d洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料答案a解析题干所示图像为洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离后的图像，l为细胞壁，m为液泡，n为细胞壁和细胞膜之间的物质，不是细胞质，a项错误。将该细胞浸润在清水中，清水浓度小于细胞液浓度，则细胞吸水，发生质壁分离复原现象，b项正确。质量浓度为0.3 g/ml的蔗糖溶液可透过细胞壁进入细胞，但不透过细胞膜，说明二者在物质透过性上存在显著差异，c项正确。洋葱根尖分生区细胞无大液泡，不能发生质壁分离现象，故不能作为该实验的实验材料，d项正确。三、答题技巧1渗透作用(1)概念：指水分子(或者其他溶剂分子)透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。(2)渗透作用发生的条件具有半透膜；半透膜两侧的溶液存在浓度差。2细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水细胞膜相当于半透膜；浓度差由外界溶液浓度与细胞质的浓度来体现。细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜两侧溶液中水的相对含量的差值。(2)植物细胞的吸水和失水原生质层相当于半透膜；细胞液与外界溶液之间存在浓度差。植物细胞吸水和失水的原理如下：3.物质跨膜运输的其他实例1）不同物质的跨膜运输特点(1)水分子：顺相对含量梯度(高低)。(2)离子和小分子：依据细胞生命活动需要进行选择吸收。2）水稻和番茄吸收不同离子的特点(1)同种生物细胞对不同物质的吸收具有选择性，与其含有离子载体蛋白的种类和数量有关。(2)不同种生物细胞对同种物质吸收具有差异性。3）生物膜的功能特性(1)细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，水分子、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。(2)生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。4.知识结构四、变式训练1撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为0.3 g/ml的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是()a甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输b甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输c甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输d甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输答案c解析将两份完全相同的紫色洋葱外表皮细胞分别放入完全营养液和蒸馏水中浸泡相同时间，放入蒸馏水中的外表皮细胞因吸水较多，而使甲组细胞的细胞液浓度大于乙组细胞的细胞液浓度。由于甲组细胞的细胞液与0.3 g/ml蔗糖溶液的浓度差小于乙组细胞的细胞液与0.3 g/ml蔗糖溶液的浓度差，所以乙组细胞水分渗出量多；水分是通过渗透作用进出细胞的，不需要载体蛋白协助也不消耗能量，为被动运输中的自由扩散。2.在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将()a不变 b增大c减小 d先增后减答案b解析b浓度溶液中，萝卜条质量减小，说明萝卜条在失水，重新放在浓度小于b的a浓度溶液中，萝卜条会吸水，质量将增大。题型二、观察植物细胞的质壁分离及复原一、考查形式选择题或填空题二、典型例题1.用洋葱鳞片叶外表皮做质壁分离实验，下列图示符合实验结果的是()答案d解析用洋葱鳞片叶外表皮做质壁分离实验时，细胞的体积略微减小，细胞液浓度逐渐升高，液泡体积逐渐减小，细胞液色素浓度逐渐升高。2.把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后，取蚕豆叶下表皮制作临时装片，先在清水中观察，然后用质量浓度为0.3 g/ml的蔗糖溶液取代清水，继续观察，结果如图所示。对此现象的推断最合理的是()a清水中的保卫细胞失水导致气孔开放b蔗糖进入保卫细胞后，细胞吸水导致气孔关闭c清水中的保卫细胞很快出现质壁分离并自动复原d蔗糖溶液中的保卫细胞失水导致气孔关闭答案d解析由图可以看出，在清水中气孔开放，在蔗糖溶液中气孔关闭，推测可能是蔗糖溶液中的保卫细胞失水导致气孔关闭。三、答题技巧1实验原理(1)成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。(2)当细胞液浓度外界溶液浓度时，吸水，质壁分离复原。2实验流程3.与细胞质壁分离及复原有关的5个总结(1)实验材料的选择一般不选择细菌细胞，它能发生质壁分离，但现象不明显。不能选择动物细胞，它无细胞壁，不能发生质壁分离现象。(2)实验试剂使用使用浓度过高的蔗糖溶液(0.5 g/ml)，质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。使用质量浓度为1 moll1的kno3溶液，因为k和no可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原。(尿素、甘油、乙二醇等现象同上)(3)发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。(4)质壁分离与复原过程中水分移动是双向的，总结果是单向的。(5)本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。四、变式训练1.某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。(1)设计出继续实验的简要步骤：_；_。(2)预测实验现象并作出结论：_。答案(1)向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热(或隔水加热)u型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化吸取a、b两管内适量液体，分别加入a、b两试管中，并加入斐林试剂，6065 水浴加热，观察a、b试管内有无砖红色沉淀(2)如果a、b两管液面高度差缩小且a、b试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且a试管内无砖红色沉淀、b试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜解析目前乙图处于渗透平衡状态，在此结果的基础上继续实验，可能出现以下两种情形：情形1，a管蒸馏水因得到溶质而浓度升高，渗透平衡被打破，b管内的溶剂(水)分子就会通过半透膜扩散到a管中，则a管液面上升；情形2，b管蔗糖溶液因得到溶质而浓度升高，渗透平衡被打破，a管内的溶剂(水)分子就会通过半透膜扩散到b管中，则b管液面上升。根据添加的实验材料可知，本实验要用蔗糖酶水解蔗糖，产生还原糖，还原糖可用斐林试剂进行检测，由蔗糖(二糖)水解成还原糖(单糖)后，溶质的量会增加。如果蔗糖的水解产物能够通过半透膜，符合上述情形1，如果蔗糖的水解产物不能通过半透膜，符合上述情形2。题型三、质壁分离实验的拓展应用一、考查形式选择题二、典型例题1.为探究植物a能否移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物a细胞液的浓度，实验结果如下表。为保证植物a移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应()浓度(mol/l)0.150.20.250.3质壁分离状态不分离刚分离显著分离显著分离a.0.15 mol/l b0.2 mol/lc0.2 mol/l d0.3 mol/l答案a解析当植物细胞液浓度小于周围土壤溶液浓度时，细胞会失水发生质壁分离，植物将不能正常生存。由表中信息可知，该植物细胞液的浓度介于0.15 mol/l和0.2 mol/l之间。因此，为保证植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应0.15 mol/l。三、答题技巧1判断成熟植物细胞是否有生物活性 镜检2测定细胞液浓度范围 镜检细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间3比较不同植物细胞的细胞液浓度 镜检发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大4鉴别不同种类的溶液(如kno3和蔗糖溶液) 镜检5比较未知浓度溶液的浓度大小同一植物的成熟细胞未知浓度的溶液刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)实验单一变量：未知浓度的溶液。6验证原生质层和细胞壁伸缩性大小成熟植物细胞分离剂实验单一变量：植物细胞原生质层和细胞壁的伸缩性差异。四、变式训练1.把数条5 cm长的马铃薯条分别浸在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中，每隔一段时间测量马铃薯条的长度。如图显示马铃薯条在不同浓度溶液中长度改变的百分率。下列相关叙述错误的是()a马铃薯条通过渗透吸(失)水改变其长度b在0.10m蔗糖溶液中马铃薯细胞质壁分离c马铃薯细胞液浓度相当于0.30m的蔗糖溶液d在0.40m蔗糖溶液中马铃薯细胞失水皱缩答案b解析据图分析，马铃薯条浸在0.30m的蔗糖溶液中其长度基本不变，说明马铃薯细胞液浓度相当于0.30m的蔗糖溶液。浸在低于0.30m的蔗糖溶液中，马铃薯细胞通过渗透作用吸水膨胀，其长度增加；浸在高于0.30m的蔗糖溶液中，马铃薯细胞通过渗透作用失水皱缩，质壁分离，其长度缩短。题型四、 渗透系统及其应用一、考查形式选择题二、典型例题 1.如图所示的渗透装置中，开始时的液面高度为a，停止上升时的高度为b，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出，则a、b液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是()答案b解析每吸出一次，蔗糖溶液浓度就减小一次，而a、b液面的高度差是由半透膜内外溶液浓度差决定的，随着吸出次数的增加内外浓度差越来越小，所以a、b液面高度差也越来越小。2.某同学设计渗透装置如右图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有蒸馏水，图中猪膀胱膜允许单糖透过。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。该实验过程中最可能出现的是()a漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降b漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降c加酶前后，在烧杯中都可以检测出蔗糖d加酶后可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶答案b解析加酶前，漏斗内溶液浓度高于漏斗外，水分子向漏斗内部扩散的较多，漏斗液面上升；加酶后，蔗糖水解为单糖，摩尔浓度增大，使液面继续上升，后随着单糖逐渐进入烧杯，而使漏斗内溶液浓度下降，液面下降。三、答题技巧1对比分析成熟植物细胞是一个渗透系统渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成的渗透系统图解原理水分子通过半透膜的扩散作用细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透作用水扩散的方向低浓度溶液高浓度溶液2.渗透作用原理的拓展应用(1)比较不同溶液浓度大小漏斗内烧杯内溶液浓度mn现象及结论若漏斗内液面上升，则mn若漏斗内液面不变，则mn若漏斗内液面下降，则mn(2)验证渗透作用发生的条件(3)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碘能通过半透膜，而淀粉不能不变蓝变蓝淀粉能通过半透膜，而碘不能变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透膜不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半透膜3.关于渗透系统中的3个“比较”(1)渗透平衡与溶液浓度的内涵发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。(2)半透膜与选择透过性膜的比较区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。选择透过性膜是具有生命的生物膜，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。(3)原生质层与原生质体的比较原生质层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。原生质体是去除了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。4. “u”型管中水分子移动方向的分析1）膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高，低的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。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，最后两侧液面持平。3）如果溶质分子不能透过半透膜，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一侧向高浓度一侧扩散。四、变式训练 1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解析掌握渗透作用发生的条件(半透膜和膜两侧存在浓度差)、水分子扩散的方向(顺浓度梯度扩散)和扩散的速率是解题的关键。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，液面上升速率较大。2如图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等质量浓度的葡萄