必修物质跨膜运输的实例教材

必修物质跨膜运输的实例教材第1页/共59页第2页/共59页第四章第一讲高考成功方案第1步高考成功方案第2步高考成功方案第3步高考成功方案第4步第3页/共59页第4页/共59页一、细胞的吸水和失水(1)动物细胞和植物细胞相当于半透膜的结构分别是

、

。(2)图A表示植物细胞的生理状态是

。(3)发生图A状态的外界条件是

。细胞膜原生质层质壁分离外界溶液浓度高于细胞液浓度第5页/共59页(4)细胞由图A→图B变化过程中，水分子跨膜运输状态如何？

。(5)若图A和图B是不同植物细胞置于同一蔗糖溶液中，形态不再发生变化后的状态，则实验前哪种细胞的细胞液浓度大？

。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图B细胞第6页/共59页二、物质跨膜运输的其他实例第7页/共59页不同不同选择性第8页/共59页2．番茄和水稻吸水和吸收无机盐的分析(1)水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2＋、Mg2＋

。(2)番茄吸收水的相对速度比吸收Ca2＋、Mg2＋

。(3)植物吸收水和无机盐是何种关系？

。大(或快)小(或慢)植物吸收水和吸收无机盐是两个相对独立的过程第9页/共59页第10页/共59页考点一细胞的吸水和失水考情解读高考中多结合图形理解、实验分析等形式考查质壁分离及其复原。以“植物细胞的吸水和失水”实验为模板，以实验设计考查质壁分离实验的拓展应用和其他物质跨膜运输情况是今后高考命题热点。第11页/共59页[做一题][例1]

(2011·新课标全国卷)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0.3g/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 (

)第12页/共59页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，被动运输第13页/共59页[解析]

根据渗透作用的原理，放在蒸馏水中的细胞比放在完全营养液中的细胞吸水要多，所以将它们都用高浓度的溶液处理后，放在蒸馏水中的细胞比放在完全营养液中的细胞失水量要多。水分出入细胞的方式为自由扩散，属于被动运输。[答案]

C第14页/共59页[链一串]1．细胞是否发生质壁分离及其复原的判断(1)从细胞角度分析：①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离现象。③盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于用做质壁分离的外界溶液。第15页/共59页(2)从溶液角度分析：①在一定浓度(溶质不能透膜)的溶液中可发生质壁分离现象。②在一定浓度(溶质可透膜)的溶液中可发生质壁分离后自动复原。如甘油、尿素、乙二醇、KNO3等。③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。第16页/共59页第17页/共59页第18页/共59页第19页/共59页[关键一点]

1．下面能发生质壁分离现象的一组细胞是(

)①食用的糖醋蒜细胞②蚕豆叶的表皮细胞③植物的根毛细胞④人的口腔上皮细胞⑤用盐酸解离的洋葱根尖细胞⑥根尖分生区细胞A．①⑤B．②③⑥C．①②③④⑤⑥

D．②③第20页/共59页解析：能发生质壁分离的细胞为活的成熟的高等植物的体细胞，①是死细胞，④是人的细胞，没有细胞壁，⑤用盐酸解离会杀死细胞，⑥没有大的液泡，这些细胞都不能发生质壁分离。②和③都是活的成熟的高等植物细胞，可以发生质壁分离。答案：D第21页/共59页2．(2012·中山检测)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，形态不再变化后的细胞图如下。则有关各细胞液的浓度判断正确的是(

)第22页/共59页①实验前乙<甲<丙②实验前乙>甲>丙③实验后乙≥甲＝丙④实验后乙<甲<丙A．①③

B．②③C．①④

D．②④第23页/共59页解析：乙未出现质壁分离，丙质壁分离现象最明显，所以实验前，乙的细胞液浓度最高，丙最低，即乙>甲>丙。实验后，形态不再变化，则甲、丙的细胞液浓度与蔗糖溶液浓度相同，乙的细胞液浓度≥蔗糖溶液浓度，所以乙≥甲＝丙。答案：

B第24页/共59页考点二膜的透性实验探究考情解读

高考涉及膜的透性探究，多以渗透装置及相关实验和图解等形式呈现，考查实验设计或分析能力。第25页/共59页[做一题][例2]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。第26页/共59页增添的实验材料：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：①___________________________________________；②_________________________________________。(2)预测实验现象并作出结论。_____________________________________________。第27页/共59页第28页/共59页第29页/共59页[答案]

(1)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②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，(60～65℃)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第30页/共59页[链一串]1．渗透作用原理解读(渗透装置如下图)第31页/共59页(1)若S1浓度>S2浓度，单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升。(2)若S1浓度<S2浓度，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。(3)Δh达一定高度时，由半透膜进出漏斗的水分子数相等，渗透系统达到平衡状态，液面不再变化。

第32页/共59页[关键一点]在达到平衡后，只要存在液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度，且Δh的高低决定于起始S1与S2的浓度差。第33页/共59页2．“U形管”问题分析(1)本节内容常见如图(或类似图)的装置：U形管下部c为半透膜，a、b为不同溶液。问题常包括：①两侧液面的变化；②两侧溶液的物质的量浓度是否相等；③两侧吸水力的大小是否相等等。第34页/共59页(2)在分析此类问题时，需要注意以下信息：①两侧溶液的物质的量浓度谁大谁小。水分子由物质的量浓度小的一侧流向物质的量浓度大的一侧。②两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是物质的量浓度高的一侧液面升高；若能，则先是物质的量浓度高的一侧液面升高，随后另一侧液面升高。③在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的渗透压并不相等，因为液面高的一侧液面差形成的静水压会阻止溶剂由物质的量浓度低的一侧向物质的量浓度高的一侧扩散。第35页/共59页[通一类]3.(2012·南通模拟)小明用玻璃槽、饱和蔗糖溶液和清水做成如右

图所示的实验装置，进行生物

膜透性的模拟实验。甲、乙两

槽间的隔板中央圆圈为玻璃纸，玻璃纸是一种半透膜，蔗糖分子不能透过，而水分子能自由通过。几小时后，发现 (

)第36页/共59页A．甲槽内水的体积减小B．乙槽内溶液的体积减小C．甲槽内水的体积无变化

D．乙槽内溶液的体积无变化第37页/共59页解析：半透膜具有一定的选择透过性，水分子可以通过，而蔗糖分子不能透过，通过渗透作用，甲槽内水的体积减小。答案：

A第38页/共59页4.某同学设计了右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，记作零界面。实验开始后，

长颈漏斗内部液面的变化趋势为(

)第39页/共59页解析：根据图示，烧杯中的液体为蔗糖溶液，长颈漏斗中的液体为蒸馏水。故在单位时间内，由漏斗中进入烧杯中的水分子比烧杯中进入漏斗中的水分子要多，故开始时液面快速下降，当进出水分子相等时，液面不再下降。答案：

A第40页/共59页第41页/共59页[做一题][例3]

(2011·天津高考)将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果见右图，下列叙述错误的是 (

)第42页/共59页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第43页/共59页[解析]本题考查植物的质壁分离与复原实验，意在考查识图能力和验证简单生物学事实，并对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力。图中的

N是外界的蔗糖溶液，不是细胞质，A错误；在清水中，细胞会通过吸水使质壁分离的细胞复原，B正确；细胞壁具有全透性，细胞膜具有选择透过性，两者在物质透过性上存在差异，C正确；洋葱根尖分生区细胞还没成熟，不具有大型液泡，不宜作为该实验的实验材料，D正确。[答案]

A第44页/共59页[学一技]1．实验原理成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。第45页/共59页2．质壁分离与复原实验流程第46页/共59页3．实验分析(1)实验选材：①选用的植物细胞要有中央大液泡，质壁分离及复原现象明显。②细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。③动物细胞没有细胞壁，不发生质壁分离现象。第47页/共59页(2)实验试剂的使用：①若使用浓度过高的蔗糖溶液，则质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。②若使用质量浓度为1mol·L－1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。③若使用质量浓度为1mol·L－1的醋酸溶液，则不发生质壁分离及复原现象。因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。-3第48页/共59页(3)操作注意事项：观察细胞质壁分离状态时，时间不要过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响复原现象的观察。第49页/共59页[做一题][例4]

某小组对“低温是否会影响物质的跨膜运输”进行了实验探究，实验步骤如下：①组装渗透装置两套，分别编号为1、2；②在两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓度的蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等；③对两组装置进行不同处理：1组用水浴维持在37℃左右，2组的烧杯外加冰块降温；④两组装置同时开始实验，几分钟后观察记录漏斗内的液面高度变化。第50页/共59页请分析回答下列问题：(1)本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即____________________作用速率来进行探究的。(2)该实验的自变量是______________________；为了直观地表示相对速率，用__________________表示实验结果。(3)该实验可能的结果与结论：①若1组漏斗内液面高度比2组高，则说__________；②若__________________________________________；③若_____________________________________________；第51页/共59页(4)如果上述实验结果证明了“低温能影响物质跨膜运输的速率”，那么对于生物活细胞来讲产生这种情况的可能原因是：①_____________________________________；②___________________________________________。第52页/共59页[解析]

对“低温是否会影响物质的跨膜运输”进行实验探究的原理是水分子可以通过渗透作用由低浓度的溶液进入高浓度的溶液中。如果低温可以抑制渗透作用，则1组漏斗内的液