【金榜频道】2014届高三生物总复习 4.1-2物质跨膜运输的实例、生物膜的流动镶嵌模型课件 新人教版必修1

1、第4章细胞的物质输入和输出第1、2节物质跨膜运输的实例 生物膜的流动镶嵌模型 一、细胞的吸水和失水一、细胞的吸水和失水1.1.渗透作用原理渗透作用原理(1)(1)渗透作用渗透作用: :水分子水分子( (或者其他溶剂分子或者其他溶剂分子) )通过通过_,_,从从_一侧向一侧向_一侧一侧_的现象。的现象。(2)(2)构成条件构成条件: :有一层有一层_;_;半透膜两侧的溶液具有半透膜两侧的溶液具有_。 半透膜半透膜低低浓度浓度高浓度高浓度扩散扩散半透膜半透膜浓度差浓度差2.2.动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水(1)(1)人成熟红细胞中发生渗透作用的条件人成熟红细胞中发生渗透作用的条件: :

2、_相当于半透膜相当于半透膜; ;_之间存在浓度差。之间存在浓度差。(2)(2)引起细胞失水与吸水的条件引起细胞失水与吸水的条件: :外界溶液与细胞质之间存在外界溶液与细胞质之间存在浓度差。浓度差。细胞膜细胞膜细胞质与外界溶液细胞质与外界溶液3.3.植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水(1)(1)植物细胞吸水、失水的原理植物细胞吸水、失水的原理: :结构结构条件条件 全透性的全透性的_半透性的原生质层半透性的原生质层具有具有_二者之间的二者之间的_外界溶液浓度外界溶液浓度_细胞液浓度时，细胞失水细胞液浓度时，细胞失水外界溶液浓度外界溶液浓度_细胞液浓度时，细胞细胞液浓度时，细胞_外界溶液浓度

3、外界溶液浓度_细胞液浓度时，细胞细胞液浓度时，细胞_ _ _细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜细胞质细胞质大液泡大液泡大于大于小于小于吸水吸水等于等于不吸水也不吸水也不失水不失水(2)(2)植物细胞质壁分离的现象与原因植物细胞质壁分离的现象与原因: :现象现象:_:_与与_分离。分离。外因外因:_:_浓度浓度 细胞液浓度细胞液浓度, ,导致细胞导致细胞_。内因内因:_:_。细胞壁细胞壁原生质层原生质层外界溶液外界溶液失水失水细胞壁的伸缩性小于原生质层细胞壁的伸缩性小于原生质层二、物质跨膜运输的其他实例二、物质跨膜运输的其他实例1.1.番茄和水稻吸收无机盐离子的比较番茄和水稻吸收无机盐离子的比

4、较科学家将番茄和水稻分别放在含有科学家将番茄和水稻分别放在含有CaCa2+2+、MgMg2+2+和和SiOSiO4 44-4-的培养液的培养液中培养中培养, ,结果及分析如下结果及分析如下: :(1)(1)不同植物对不同植物对_的吸收有差异的吸收有差异, ,同一种植物同一种植物对对_的吸收也有差异的吸收也有差异, ,说明植物细胞膜对无说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有机盐离子的吸收具有_。(2)(2)水稻吸收水的相对速率比吸收水稻吸收水的相对速率比吸收CaCa2+2+、MgMg2+2+的的_,_,造成培养液造成培养液中中CaCa2+2+、MgMg2+2+浓度浓度_;_;番茄吸收水的相对速率比

5、吸收番茄吸收水的相对速率比吸收SiOSiO4 44-4-的的_,_,造成培养液中造成培养液中SiOSiO4 44-4-浓度浓度_。同一种无机盐离子同一种无机盐离子不同种无机盐离子不同种无机盐离子选择性选择性上升上升大大上升上升大大2.2.微生物吸收无机盐离子的特点微生物吸收无机盐离子的特点(1)(1)不同微生物对无机盐离子的吸收有不同微生物对无机盐离子的吸收有_。(2)(2)不同微生物对各种无机盐离子的不同微生物对各种无机盐离子的_不同。不同。选择性选择性需要量需要量三、流动镶嵌模型的基本内容三、流动镶嵌模型的基本内容 1.1.填写细胞膜的组成物质或结构填写细胞膜的组成物质或结构a._a._b

6、._b._c._c._糖蛋白糖蛋白磷脂双分子层磷脂双分子层蛋白质蛋白质2.2.图中图中c c的分布形式的分布形式(1)(1)镶在镶在b_b_的表面的表面; ;(2)(2)部分或全部部分或全部_b_b中中; ;(3)_(3)_于整个于整个b b。3.3.补充模型中有关结构或功能特点补充模型中有关结构或功能特点(1)(1)基本支架基本支架:b_:b_。(2)(2)结构特点结构特点:_:_。(3)(3)生理特性生理特性:_:_。(4)a(4)a分布于细胞膜的分布于细胞膜的_,_,具有保护、具有保护、_和和_作用。作用。 磷脂双分子层磷脂双分子层嵌入嵌入磷脂双分子层磷脂双分子层具有一定的流动性具有一定

7、的流动性选择透过性选择透过性外侧外侧润滑润滑识别识别贯穿贯穿1.(20101.(2010天津天津T4C)T4C)质壁分离过程中质壁分离过程中, ,水分子外流导致细胞内渗透水分子外流导致细胞内渗透压升高。压升高。 ( )( )【分析分析】质壁分离过程中质壁分离过程中, ,水分子外流导致细胞内溶质相对增水分子外流导致细胞内溶质相对增多多, ,渗透压升高。渗透压升高。2.(20092.(2009北京北京T2B)T2B)细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性。细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性。 ( )( )【分析分析】细胞膜具有选择透过性细胞膜具有选择透过性, ,对进出细胞膜的物质具有选对进出细胞膜的物

8、质具有选择性。择性。3.3.小分子物质和大分子物质都能通过细胞膜。小分子物质和大分子物质都能通过细胞膜。 ( )( )【分析分析】细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜, ,水分子、一水分子、一些离子和小分子可以通过些离子和小分子可以通过, ,而其他的离子、小分子和大分子则而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。不能通过。4.4.植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。 ( )( )【分析分析】植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜和两层膜之间植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质组成。的细胞质组成。5.5.当外

9、界溶液浓度大于细胞液浓度时当外界溶液浓度大于细胞液浓度时, ,植物细胞一定会发生质植物细胞一定会发生质壁分离。壁分离。 ( )( )【分析分析】具有大液泡的植物细胞才能发生质壁分离。具有大液泡的植物细胞才能发生质壁分离。6.6.组成膜的磷脂分子是可以运动的组成膜的磷脂分子是可以运动的, ,但蛋白质分子是不能运动但蛋白质分子是不能运动的。的。 ( )( )【分析分析】组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。7.7.无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的。无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的。 ( )( )【分析分析】生命活动所必需的无机盐离子既可

10、顺浓度梯度跨膜运生命活动所必需的无机盐离子既可顺浓度梯度跨膜运输输, ,也可逆浓度梯度进行跨膜运输。也可逆浓度梯度进行跨膜运输。8.8.脂溶性物质易于通过细胞膜。脂溶性物质易于通过细胞膜。 ( )( )【分析分析】细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质, ,因此脂溶性物质因此脂溶性物质易于通过细胞膜易于通过细胞膜, ,不溶于脂质的物质难通过细胞膜。不溶于脂质的物质难通过细胞膜。考点考点 一一 细胞的失水和吸水细胞的失水和吸水1.1.渗透作用模型和成熟植物细胞与外界溶液形成的渗透系统渗透作用模型和成熟植物细胞与外界溶液形成的渗透系统比较比较 渗透作用模型渗透作用模型成熟植物

11、细胞与外界成熟植物细胞与外界溶液形成的渗透系统溶液形成的渗透系统图解图解渗透作用模型渗透作用模型成熟植物细胞与外界成熟植物细胞与外界溶液形成的渗透系统溶液形成的渗透系统基本组成基本组成或条件或条件半透膜、浓度差半透膜、浓度差原生质层原生质层选择透过性膜选择透过性膜浓度差浓度差细胞液与外界溶细胞液与外界溶液之间液之间原理原理水分子通过半透水分子通过半透膜的扩散作用膜的扩散作用细胞液通过原生质层与外界细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透作用溶液之间发生渗透作用水扩散水扩散的方向的方向低浓度溶液低浓度溶液高浓度溶液高浓度溶液2.2.细胞吸水或失水原理细胞吸水或失水原理原理原理条件条件现象现象植物

12、细植物细胞吸水胞吸水渗透作用：渗透作用：在成熟的植物细在成熟的植物细胞中，原生质层相胞中，原生质层相当于一层半透明膜当于一层半透明膜外界溶液与细胞外界溶液与细胞液有浓度差液有浓度差外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度细胞吸水而膨细胞吸水而膨胀胀植物细植物细胞失水胞失水 外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度细胞失水而发细胞失水而发生质壁分离生质壁分离动物细动物细胞吸水胞吸水渗透作用：渗透作用：细胞膜相当于一细胞膜相当于一层半透膜层半透膜外界溶液与细胞外界溶液与细胞内液有浓度差内液有浓度差外界溶液浓度外界溶液浓度细胞内液浓度细胞内液浓度细胞吸水而膨细胞吸水而膨胀，严重时细胀，严重时

13、细胞膜会破裂胞膜会破裂动物细动物细胞失水胞失水外界溶液浓度外界溶液浓度细胞内液浓度细胞内液浓度细胞失水而皱细胞失水而皱缩缩【高考警示高考警示】(1)(1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度, ,实质是实质是指渗透压指渗透压, ,如如10%10%葡萄糖溶液和葡萄糖溶液和10%10%蔗糖溶液的质量浓度相等蔗糖溶液的质量浓度相等, ,但但10%10%蔗糖溶液的渗透压小蔗糖溶液的渗透压小, ,故水可通过半透膜由蔗糖向葡萄糖溶故水可通过半透膜由蔗糖向葡萄糖溶液移动。液移动。(2)(2)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态渗透平衡只意味着半

14、透膜两侧水分子移动达到平衡状态, ,既既不可看作没有水分子移动不可看作没有水分子移动, ,也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。(3)(3)只有活的、成熟的植物细胞才能发生渗透失水和吸水只有活的、成熟的植物细胞才能发生渗透失水和吸水, ,从而从而发生质壁分离和复原。发生质壁分离和复原。 【典例典例1 1】将从同一新鲜马铃薯块茎上取得的形状、质量相同将从同一新鲜马铃薯块茎上取得的形状、质量相同的薯条分为数量相等的四组的薯条分为数量相等的四组, ,分别浸入分别浸入四种不同浓度的四种不同浓度的蔗糖溶液中蔗糖溶液中,1 h,1 h后后, ,溶液的质量变化百分率如表一。从四个不

15、溶液的质量变化百分率如表一。从四个不同的新鲜马铃薯块茎上同的新鲜马铃薯块茎上, ,取得形状、质量相同取得形状、质量相同, ,数量相等的薯条数量相等的薯条组组, ,分别浸入相同浓度的蔗糖溶液中分别浸入相同浓度的蔗糖溶液中,1 h,1 h后后, ,薯条的质量薯条的质量变化百分率如表二。则表一所列的四种不同浓度的蔗糖溶液中变化百分率如表二。则表一所列的四种不同浓度的蔗糖溶液中开始时浓度最低开始时浓度最低, ,以及表二所列的四组不同薯条中细胞液开始以及表二所列的四组不同薯条中细胞液开始时浓度最低的分别是时浓度最低的分别是( () )A.A.、 B.B.、 C.C.、 D.D.、【解析解析】选选D D。

16、表一中数据的含义。表一中数据的含义, ,正值为溶液增加量正值为溶液增加量, ,薯条失薯条失水水; ;负值为溶液减少量负值为溶液减少量, ,薯条吸水薯条吸水, ,故故的溶液浓度最低。表二的溶液浓度最低。表二中数据的含义中数据的含义, ,正值为薯条增加的质量正值为薯条增加的质量, ,薯条吸水薯条吸水; ;负值为薯条负值为薯条减少的质量减少的质量, ,薯条失水薯条失水, ,故的细胞液浓度最低。故的细胞液浓度最低。表一表一表二表二溶液溶液薯条薯条质量变质量变化百分化百分率率(%)(%)+4+40 0-2-2-3-3质量变质量变化百分化百分率率(%)(%)+4+40 0-2-2-3-3【互动探究互动探究

17、】(1)(1)实验中所用蔗糖溶液的浓度是否可配制成任意浓度实验中所用蔗糖溶液的浓度是否可配制成任意浓度? ?提示提示: :不可以。实验用蔗糖溶液浓度要有一定的范围不可以。实验用蔗糖溶液浓度要有一定的范围, ,浓度太高浓度太高, ,会将细胞杀死会将细胞杀死, ,从而使细胞膜失去选择透过性从而使细胞膜失去选择透过性, ,影响实验结果影响实验结果; ;浓度过低浓度过低, ,则薯条只吸水不失水则薯条只吸水不失水, ,而影响实验效果。而影响实验效果。(2)(2)能否将实验中的蔗糖溶液换为能否将实验中的蔗糖溶液换为KNOKNO3 3溶液溶液? ?提示提示: :不能。不能。K K+ +和和NONO3 3-

18、-是植物细胞所需的离子是植物细胞所需的离子, ,即使外界溶液浓即使外界溶液浓度很低度很低, ,这两种离子也会以主动运输方式进入细胞这两种离子也会以主动运输方式进入细胞, ,从而影响实从而影响实验结果。验结果。【变式训练变式训练】将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中一蔗糖溶液中, ,形态不再变化后的细胞图像如下。则有关各细形态不再变化后的细胞图像如下。则有关各细胞液的浓度判断正确的是胞液的浓度判断正确的是( () )实验前实验前BACBAACBAC实验后实验后BA=C BA=C 实验后实验后BACBAACBAC。实验后。实验后, ,当质

19、壁分离不再进行时当质壁分离不再进行时, ,原生质层两侧原生质层两侧的溶液浓度相等的溶液浓度相等, ,所以所以A A细胞和细胞和C C细胞的细胞液浓度相等细胞的细胞液浓度相等, ,而而B B细细胞没有明显的质壁分离现象胞没有明显的质壁分离现象, ,说明说明B B细胞液浓度可能大于蔗糖溶细胞液浓度可能大于蔗糖溶液或等于蔗糖溶液液或等于蔗糖溶液, ,所以实验后是所以实验后是BA=CBA=C。考点考点 二二 生物膜的组成、结构及功能间的关系生物膜的组成、结构及功能间的关系1.1.生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型 (1)(1)细胞膜中的脂质除磷脂外细胞膜中的脂质除磷脂外, ,还有一些糖脂和胆固醇

20、。还有一些糖脂和胆固醇。(2)(2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。(3)(3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的, ,而是呈不对称性而是呈不对称性分布。分布。2.2.细胞膜的结构特点细胞膜的结构特点具有一定的流动性具有一定的流动性(1)(1)原因原因: :膜结构中的蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的。膜结构中的蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的。(2)(2)影响因素影响因素: :主要受温度影响主要受温度影响, ,适当温度范围内适当温度范围内, ,随外界温度升随外界温度升高高, ,膜的流动性增强膜的流动性增强, ,但温度高出一定

21、范围但温度高出一定范围, ,则导致膜的破坏。则导致膜的破坏。 (3)(3)实验验证实验验证人鼠细胞融合实验人鼠细胞融合实验: :(4)(4)生物膜的流动性与选择透过性的关系生物膜的流动性与选择透过性的关系: :区别区别: :流动性是生物膜的结构特点流动性是生物膜的结构特点, ,选择透过性是生物膜的功选择透过性是生物膜的功能特性。能特性。联系联系: :流动性是选择透过性的基础流动性是选择透过性的基础, ,膜只有具有流动性膜只有具有流动性, ,才能才能实现选择透过性。膜的流动性和选择透过性都是活细胞的特性实现选择透过性。膜的流动性和选择透过性都是活细胞的特性, ,死细胞将失去流动性和膜的选择透过性

22、。死细胞将失去流动性和膜的选择透过性。 3.3.生物膜的组成、结构和功能关系图解生物膜的组成、结构和功能关系图解【高考警示高考警示】(1)(1)只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。(2)(2)流动性是细胞膜结构的固有属性流动性是细胞膜结构的固有属性, ,无论细胞是否与外界发生无论细胞是否与外界发生物质交换物质交换, ,流动性总是存在的流动性总是存在的, ,而选择透过性只在完成物质交换而选择透过性只在完成物质交换功能时才能体现出来。功能时才能体现出来。(3)(3)细胞膜中的蛋白质有部分起载体蛋白作用细胞膜中的蛋白质有部分起载体蛋白作用, ,其特异性和数

23、量其特异性和数量的多少的多少, ,决定了其运输物质的种类和数量。决定了其运输物质的种类和数量。 【典例典例2 2】图图1 1是生物膜的流动镶嵌模型示意图是生物膜的流动镶嵌模型示意图, ,其中离子通道其中离子通道是一种通道蛋白是一种通道蛋白, ,通道蛋白是横跨生物膜的亲水性通道通道蛋白是横跨生物膜的亲水性通道, ,允许适允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。图当大小的离子顺浓度梯度通过。图2 2表示磷脂在细胞膜内外两表示磷脂在细胞膜内外两侧分布的百分比。请据图分析下列叙述不正确的是侧分布的百分比。请据图分析下列叙述不正确的是( () )A.A.图图1 1所示生物膜最可能是细胞膜所示生物膜最可能是细胞

24、膜, ,因为有糖蛋白丁因为有糖蛋白丁B.B.物质通过离子通道不需要消耗物质通过离子通道不需要消耗ATPATPC.C.由图由图1 1和图和图2 2可知可知, ,膜脂和膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的膜脂和膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的D.D.若丁是受体若丁是受体, ,则丁的化学本质为蛋白质则丁的化学本质为蛋白质【解析解析】选选D D。图中丁是糖蛋白。图中丁是糖蛋白, ,分布于细胞膜外表面分布于细胞膜外表面, ,故图故图1 1最最可能为细胞膜。由题干信息可知可能为细胞膜。由题干信息可知, ,物质顺浓度梯度通过离子通物质顺浓度梯度通过离子通道道, ,因此不消耗因此不消耗ATPATP。由图。由图1

25、1和图和图2 2可知可知, ,膜的成分在膜上的分布膜的成分在膜上的分布是不对称的。丁的化学本质应为糖蛋白。是不对称的。丁的化学本质应为糖蛋白。【互动探究互动探究】(1)(1)如何据图判别细胞膜的内外侧如何据图判别细胞膜的内外侧? ?提示提示: :有糖蛋白的一侧为细胞膜的外侧有糖蛋白的一侧为细胞膜的外侧, ,无糖蛋白的一侧为内侧。无糖蛋白的一侧为内侧。(2)(2)为什么脂溶性物质容易透过细胞膜为什么脂溶性物质容易透过细胞膜, ,不溶于脂质的物质通过不溶于脂质的物质通过却十分困难却十分困难? ?提示提示: :因为组成细胞膜的主要成分中有磷脂因为组成细胞膜的主要成分中有磷脂, ,细胞膜以磷脂双分细胞

26、膜以磷脂双分子层为基本支架。根据相似相溶原理子层为基本支架。根据相似相溶原理, ,脂溶性物质容易通过细脂溶性物质容易通过细胞膜。胞膜。【变式训练变式训练】如图为物质跨膜运输示意图如图为物质跨膜运输示意图( (甲、乙、丙代表甲、乙、丙代表物质或结构物质或结构,a,a、b b、c c、d d、e e代表运输方式代表运输方式) )。下列叙述错误。下列叙述错误的是的是( () )A.A.甲代表的蛋白质分子在物质运输过程中有重要作用甲代表的蛋白质分子在物质运输过程中有重要作用B.B.乙、丙代表的磷脂双分子层、多糖是细胞膜的基本支架乙、丙代表的磷脂双分子层、多糖是细胞膜的基本支架C.C.图中图中a a、b

27、 b可分别表示钾离子、氧气进入细胞可分别表示钾离子、氧气进入细胞D.D.细胞膜的功能特点是选择透过性细胞膜的功能特点是选择透过性, ,结构特点是具有一定的流结构特点是具有一定的流动性动性【解析解析】选选B B。A A正确正确, ,甲为载体蛋白甲为载体蛋白, ,该蛋白在主动运输过程中该蛋白在主动运输过程中起载体的作用起载体的作用;B;B错误错误, ,乙为磷脂双分子层乙为磷脂双分子层, ,丙为糖蛋白丙为糖蛋白, ,磷脂双磷脂双分子层是细胞膜的基本支架分子层是细胞膜的基本支架;C;C正确正确,a,a进入细胞为主动运输进入细胞为主动运输, ,可可表示钾离子进入细胞表示钾离子进入细胞,b,b进入细胞属于

28、自由扩散进入细胞属于自由扩散, ,可表示氧气进可表示氧气进入细胞入细胞;D;D正确正确, ,细胞膜的功能特点是具有选择透过性细胞膜的功能特点是具有选择透过性, ,结构特点结构特点是具有一定的流动性。是具有一定的流动性。【拓展延伸拓展延伸】植物对无机盐离子的选择性吸收植物对无机盐离子的选择性吸收1.1.实例实例 有差异有差异2.2.结构基础结构基础细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同。细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同。同一植物吸收不同离子同一植物吸收不同离子不同植物吸收同种离子不同植物吸收同种离子 植物细胞膜对无机盐植物细胞膜对无机盐 离子的吸收具有选择性离子的吸收具有选择性3.3.原因分析原因分析

29、(1)(1)内因内因遗传因素遗传因素: :(2)(2)外因外因主要是呼吸作用影响主要是呼吸作用影响: :影响因素影响因素: : 不同生物不同生物DNADNA不同不同载体蛋白种类、载体蛋白种类、数量不同数量不同选择性选择性吸收吸收同种植物对不同离子的吸收能力不同同种植物对不同离子的吸收能力不同不同植物对同一离子的吸收能力不同不同植物对同一离子的吸收能力不同 决定决定 决定决定 表现表现土壤中氧气含量、温度土壤中氧气含量、温度 影响影响 呼吸作用呼吸作用ATPATP生成生成 主动主动运输运输 影响影响 实例分析实例分析: :土壤中土壤中O O2 2含量与无机盐吸收速率的关系含量与无机盐吸收速率的关

30、系a.ABa.AB段表示在一定范围内段表示在一定范围内, ,根吸收离子的速率随氧分压的升高根吸收离子的速率随氧分压的升高而加快。而加快。b.BCb.BC段表示当氧分压增大到一定值时段表示当氧分压增大到一定值时, ,根吸收离子的速率不再根吸收离子的速率不再随氧分压升高而加快随氧分压升高而加快, ,这是由于根吸收离子还与根细胞膜上载这是由于根吸收离子还与根细胞膜上载体蛋白的数量有关。体蛋白的数量有关。 4.4.实验验证实验验证含不同无机盐离子的溶液含不同无机盐离子的溶液+ +不同植物不同植物 测定实验前培养液中各离子的初始浓度测定实验前培养液中各离子的初始浓度 测定实验结束后各离子的浓度测定实验结

31、束后各离子的浓度 比较同一植物吸收不同离子及不同植物吸收同一离子的情况比较同一植物吸收不同离子及不同植物吸收同一离子的情况 得出结论得出结论【高考警示高考警示】(1)(1)植物对水分和无机盐离子的吸收是两个相对独立的过程植物对水分和无机盐离子的吸收是两个相对独立的过程, ,植植物吸收水分的方式是自由扩散物吸收水分的方式是自由扩散, ,而对无机盐离子则以主动运输而对无机盐离子则以主动运输方式吸收。方式吸收。(2)(2)栽培作物时栽培作物时, ,不同作物及同一作物的不同生长发育期对无机不同作物及同一作物的不同生长发育期对无机盐离子的需求不同盐离子的需求不同, ,因此要合理施肥。因此要合理施肥。【备

32、选典例备选典例】用同一种完全培养液在两个相同的容器内分别培用同一种完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻幼苗和番茄幼苗养水稻幼苗和番茄幼苗, ,假设两植物的吸水速率相同假设两植物的吸水速率相同, ,一段时间一段时间后后, ,测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如图所示图所示, ,该实验的结果不能说明该实验的结果不能说明( () )A.A.不同植物对各种离子的需要量是不同的不同植物对各种离子的需要量是不同的B.B.与番茄相比与番茄相比, ,水稻对水稻对SiOSiO4 44-4-需要量大需要量大, ,对对CaCa2+2+需要量小需要量

33、小C.C.不同植物根尖细胞膜上载体蛋白的种类和数量是不同的不同植物根尖细胞膜上载体蛋白的种类和数量是不同的D.D.植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关【解析解析】选选D D。由图例分析可知。由图例分析可知, ,不同植物对同种离子的需要量不同植物对同种离子的需要量及同一植物对不同离子的需要量不同。水稻吸收的及同一植物对不同离子的需要量不同。水稻吸收的SiOSiO4 44-4-多多, ,对对CaCa2+2+、MgMg2+2+吸收量少吸收量少, ,而番茄吸收的而番茄吸收的CaCa2+2+和和MgMg2+2+较多较多, ,对对SiOSiO4 44

34、-4-吸收吸收量少。这体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性量少。这体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性, ,其原因其原因在于不同植物根尖细胞膜上载体蛋白的种类和数量是不同的。在于不同植物根尖细胞膜上载体蛋白的种类和数量是不同的。图中并不能看出植物对各种离子的吸收速率与溶液中的离子浓图中并不能看出植物对各种离子的吸收速率与溶液中的离子浓度有关。度有关。【互动探究互动探究】(1)(1)从上图可以看出从上图可以看出, ,水稻实验结果培养液中水稻实验结果培养液中CaCa2+2+、MgMg2+2+的浓度的浓度与实验前之比大于与实验前之比大于100%,100%,能不能判断水稻不吸收能不能判断水稻不吸收

35、CaCa2+2+、MgMg2+2+, ,为为什么什么? ?提示提示: :不能。因为水稻吸收了水不能。因为水稻吸收了水, ,影响了培养液的离子浓度变化。影响了培养液的离子浓度变化。(2)(2)有人说番茄的补钙效果比水稻的好有人说番茄的补钙效果比水稻的好, ,对吗对吗? ?试结合上图分析试结合上图分析原因。原因。提示提示: :对。从上图可以看出对。从上图可以看出, ,番茄对番茄对CaCa2+2+的吸收量、需求量大于的吸收量、需求量大于水稻。水稻。渗透装置在实验中的应用与分析渗透装置在实验中的应用与分析【典例典例】如图所示如图所示, ,溶液溶液X X中含有绿色染料中含有绿色染料, ,溶液溶液Y Y中

36、含有红色染中含有红色染料料, ,溶液溶液Z Z中含有蓝色染料。实验开始时中含有蓝色染料。实验开始时, ,两支漏斗中溶液液面两支漏斗中溶液液面的高度一样。的高度一样。10 min10 min后观察的结果是后观察的结果是: :溶液溶液X X液面上升液面上升, ,溶液溶液Y Y液液面下降面下降; ;溶液溶液X X中只有绿色染料中只有绿色染料, ,溶液溶液Y Y中含有了红色和蓝色染料中含有了红色和蓝色染料, ,溶液溶液Z Z中含有了绿色和蓝色染料。下列有关描述中中含有了绿色和蓝色染料。下列有关描述中, ,正确的是正确的是( () )A.A.溶液溶液Z Z的浓度最高的浓度最高B.B.溶液溶液Y Y的浓度

37、最低的浓度最低C.C.溶液溶液Y Y中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液X X中中D.D.溶液溶液Z Z中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液X X中中【解析解析】选选B B。从实验结果入手分析。从实验结果入手分析: :由由“溶液溶液X X液面上升液面上升, ,溶液溶液Y Y液面下降液面下降”可知可知, ,三种溶液的浓度为三种溶液的浓度为XZYXZY。从染料的情况看从染料的情况看: :可知可知, ,溶液溶液X X中的绿色染料能够通过半透膜进入溶液中的绿色染料能够通过半透膜进入溶液Z Z中中, ,溶液溶液Z Z中的蓝色染料能够通过半透

38、膜进入溶液中的蓝色染料能够通过半透膜进入溶液Y Y中。中。【方法归纳方法归纳】结合渗透装置结合渗透装置, ,可以有以下三个方面的应用可以有以下三个方面的应用: :(2)(2)验证渗透作用发生的条件的方法验证渗透作用发生的条件的方法: :具有半透膜具有半透膜: : 漏斗内溶液漏斗内溶液烧杯内溶液烧杯内溶液溶液浓度溶液浓度M MN N现象及结论现象及结论若漏斗内液面上升若漏斗内液面上升, ,则则MNMN若漏斗内液面不变若漏斗内液面不变, ,则则M=NM=N若漏斗内液面下降若漏斗内液面下降, ,则则MNMhh2 2, ,说明乙图中说明乙图中B B的渗透压的渗透压大于大于C C的渗透压的渗透压, ,也

39、就是说也就是说B B的浓度一定大于的浓度一定大于C C的浓度的浓度,B,B项叙述项叙述错误。错误。1.1.一次施肥过多一次施肥过多, ,作物会枯萎发黄作物会枯萎发黄, ,俗称俗称“烧苗烧苗”, ,其原因其原因是是( () )A.A.根系呼吸作用过强根系呼吸作用过强, ,影响根对水分的吸收影响根对水分的吸收B.B.土壤溶液浓度大于细胞液浓度土壤溶液浓度大于细胞液浓度C.C.土壤溶液浓度小于细胞液浓度土壤溶液浓度小于细胞液浓度D.D.土壤溶液浓度等于细胞液浓度土壤溶液浓度等于细胞液浓度【解析解析】选选B B。一次施肥过多。一次施肥过多, ,使土壤溶液浓度升高。当土壤溶使土壤溶液浓度升高。当土壤溶液

40、浓度大于根部表皮细胞的细胞液浓度时液浓度大于根部表皮细胞的细胞液浓度时, ,根部细胞不但不吸根部细胞不但不吸水水, ,反而失水反而失水, ,引起引起“烧苗烧苗”。2.2.下列现象属于渗透作用的是下列现象属于渗透作用的是( () )水分子通过植物细胞的细胞壁水分子通过植物细胞的细胞壁水分子或其他溶剂分子通过细胞膜水分子或其他溶剂分子通过细胞膜蔗糖分子通过细胞壁蔗糖分子通过细胞壁水分子或其他溶剂分子通过液泡膜水分子或其他溶剂分子通过液泡膜水分子或其他溶剂分子通过原生质层水分子或其他溶剂分子通过原生质层A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选C C。渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透。

41、渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。细胞膜、液泡膜和原生质层都具有选择透过性膜的扩散。细胞膜、液泡膜和原生质层都具有选择透过性, ,是是选择透过性膜。细胞壁的主要成分是纤维素和果胶选择透过性膜。细胞壁的主要成分是纤维素和果胶, ,其结构通其结构通常呈网状常呈网状, ,凡是溶解在水中的溶质分子都可以自由通过凡是溶解在水中的溶质分子都可以自由通过, ,具有全具有全透性透性, ,不是半透膜。不是半透膜。3.3.将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液, ,一小时后测定一小时后测定马铃薯条质量变化的百分率马铃薯条质量变化的百分率, ,结果如表。下列叙述中正

42、确的结果如表。下列叙述中正确的是是( () )A.A.的浓度最低的浓度最低 B.B.的浓度较的浓度较低低C.C.的浓度最高的浓度最高 D.D.可能是蒸馏水可能是蒸馏水溶液溶液质量变化率质量变化率+8%+8%-6%-6%-4%-4%0 0【解析解析】选选A A。当外界溶液浓度大于细胞液的浓度时细胞处于。当外界溶液浓度大于细胞液的浓度时细胞处于失水状态失水状态, ,马铃薯条质量变化百分率趋向负值马铃薯条质量变化百分率趋向负值, ,数值越小数值越小, ,外界外界溶液浓度越高溶液浓度越高; ;当外界溶液浓度小于细胞液的浓度时细胞处于当外界溶液浓度小于细胞液的浓度时细胞处于吸水状态吸水状态, ,马铃薯条

43、质量变化百分率趋向正值马铃薯条质量变化百分率趋向正值, ,数值越大数值越大, ,外界外界溶液浓度越低。溶液浓度越低。4.4.如图为细胞膜的液态流动镶嵌模型示意图如图为细胞膜的液态流动镶嵌模型示意图, ,有关叙述错误的有关叙述错误的是是( () )A.aA.a指磷脂分子的尾部指磷脂分子的尾部, ,具有疏水性具有疏水性B.cB.c指磷脂分子的头部指磷脂分子的头部, ,具有亲水性具有亲水性C.C.糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布D.D.细胞膜的选择透过性与细胞膜的选择透过性与b b、d d的种类和数量有关的种类和数量有关【解析解析】选选C C。磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸组

44、成的。磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸组成的, ,磷酸磷酸“头头”部部(c)(c)是亲水端是亲水端, ,脂肪酸脂肪酸“尾尾”部部(a)(a)是疏水端。细胞膜为细胞是疏水端。细胞膜为细胞的边界的边界, ,在细胞膜的外侧分布着具有识别作用的糖蛋白在细胞膜的外侧分布着具有识别作用的糖蛋白, ,而在细而在细胞膜的内侧没有糖蛋白的分布胞膜的内侧没有糖蛋白的分布, ,因此因此, ,依据糖蛋白的分布可判断依据糖蛋白的分布可判断细胞膜的内外侧。细胞膜具有选择透过性细胞膜的内外侧。细胞膜具有选择透过性, ,这与细胞膜上蛋白这与细胞膜上蛋白质质(b(b、d)d)的种类和数量有关。的种类和数量有关。5.5.成熟的植物细胞

45、具有中央大液泡成熟的植物细胞具有中央大液泡, ,可与外界溶液构成渗透系可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。图甲表示渗透装置吸水示意图统进行渗透吸水或渗透失水。图甲表示渗透装置吸水示意图, ,图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系, ,图丙表示成熟图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态植物细胞在某外界溶液中的一种状态( (此时细胞有活性此时细胞有活性) )。请回。请回答下列问题答下列问题: :(1)(1)由图甲漏斗液面上升可知由图甲漏斗液面上升可知, ,实验初始时实验初始时c c两侧浓度大小是两侧浓度大小是a ab b。由图乙可知漏斗中

46、溶液吸水速率在。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在, ,最终液面不再上升。当液面不再上升时最终液面不再上升。当液面不再上升时,c,c两侧浓度大小是两侧浓度大小是a ab b。(2)(2)图丙中相当于图甲中图丙中相当于图甲中c c结构的是结构的是( (填序号填序号),),处充满处充满的液体是的液体是。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是度大小关系是。A.A.细胞液细胞液 外界溶液外界溶液 B.B.细胞液细胞液 外界溶液外界溶液C.C.细胞液细胞液= =外界溶液外界溶液 D.D.都有可能都有可能(3)(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水中把一个已经发生质壁分

47、离的细胞浸入清水中, ,发现液泡体积发现液泡体积增大增大, ,说明细胞在渗透吸水说明细胞在渗透吸水, ,细胞能否无限吸水细胞能否无限吸水?_?_,_,原因是原因是_。(4)(4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中, ,发现细胞液泡体积也在增大。当液泡体积不再增大时发现细胞液泡体积也在增大。当液泡体积不再增大时, ,细胞液细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等浓度是否一定和外界溶液浓度相等? _? _。 【解析解析】(1)(1)漏斗内液面的上升是由水从浓度低的一侧向浓度漏斗内液面的上升是由水从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动引起的高的

48、一侧移动引起的, ,因此因此, ,由图甲中漏斗内液面上升可知由图甲中漏斗内液面上升可知,b,b液液体的浓度大于体的浓度大于a;a;图乙反映的是随着吸水时间的延长图乙反映的是随着吸水时间的延长, ,漏斗内液漏斗内液面升高的速度逐渐下降面升高的速度逐渐下降, ,这是由浓度差缩小造成的。考虑到漏这是由浓度差缩小造成的。考虑到漏斗内液柱压力的作用斗内液柱压力的作用, ,当液面不再上升时当液面不再上升时,a,a侧的浓度小于侧的浓度小于b b侧。侧。(2)(2)图甲中图甲中c c为半透膜为半透膜, ,在图丙中可将细胞膜、液泡膜和两在图丙中可将细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质视作一层半透膜层膜之间的细胞质

49、视作一层半透膜, ,结构中充满的液体是结构中充满的液体是外界溶液外界溶液; ;由于无法判断细胞是在吸水还是失水由于无法判断细胞是在吸水还是失水, ,因此因此, ,无法确无法确定此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系。定此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系。(3)(3)对植物细胞而言对植物细胞而言, ,由于细胞壁的存在由于细胞壁的存在, ,且细胞壁的弹性有限且细胞壁的弹性有限, ,因此因此, ,细胞不可能无限吸水细胞不可能无限吸水; ;当细胞因吸水体积增大到细胞壁所当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时能膨大的最大限度时, ,细胞将不再吸水。细胞将不再吸水。(4)(4)液泡体积不

50、再增大时液泡体积不再增大时, ,细胞液浓度不一定和外界溶液的浓度细胞液浓度不一定和外界溶液的浓度相等相等, ,也可能是由于细胞壁的束缚也可能是由于细胞壁的束缚, ,虽然细胞液的浓度大于外界虽然细胞液的浓度大于外界溶液的浓度溶液的浓度, ,液泡体积也不再增大。液泡体积也不再增大。答案答案: :(1)(1)小于下降小于小于下降小于(2)(2)外界溶液外界溶液D D(3)(3)不能细胞壁对原生质层有支持和保护的作用不能细胞壁对原生质层有支持和保护的作用(4)(4)不一定不一定6.(20116.(2011新课标全国卷新课标全国卷) )将人的红细胞放入将人的红细胞放入44蒸馏水中蒸馏水中, ,一段一段时间后时间后, ,红细胞破裂红细胞破裂, ,主要原因是主要原因是( () )A.A.红细胞膜具有水溶性红细胞膜具有水溶性B.B.红细胞的液泡体积增大红细胞的液泡体积增大C.C.蒸馏水大量进入红细胞蒸馏水大量进入红细胞D.D.低温时红细胞膜流动性增大低温时红细胞膜流动性增大【解析解析】选选C C。细胞膜具有脂溶性。细胞膜具有脂溶性; ;动物细胞没有液泡动物细胞没有液泡, ,动物细动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜胞的细胞膜相当于一层半透膜, ,可通过渗透作用吸水或失水可通过渗透作