高考生物一轮复习课件7物质跨膜运输的实例

必修 分子与细胞 第二章 细胞的基本结构及物质运 输功能 第7讲讲 物质质跨膜运输输的实实例 整整 合合 核心考点核心考点 突突 破破 考疑考技考疑考技 考纲纲考情识记识记 要点 1.渗透作用模型的应应用、分析 2.细细胞的吸水和失水分析与判断 3.以探究膜的透性为为背景考查查渗透作 用装置的分析 4.植物细细胞的质质壁分离和复原实验实验 分 析及判断 5.植物细细胞的质质壁分离和复原实验应实验应 用 我的问题问题 (记录记录 下来，重点突破) _ _ _ 1.渗透作用的发发生必须须依赖赖半 透膜和膜两侧侧的浓浓度差。 2.原生质层质层 由细细胞膜、液泡膜 及两层层膜之间间的细细胞质质构成。 3.质质壁分离后，在原生质层质层 和 细细胞壁之间间的液体是外界溶液 。 4.动动物细细胞在任何情况下都不会 发发生质质壁分离现现象。 Z 整合 核心考点 细胞的吸水和失水 2动、植物细胞的吸水和失水 (1)结构基础 (2)吸水、失水的条件 细细胞液 细细胞质质 半透膜和选择 透过性膜有哪些异同点？ 提示 (1)相同点：某些物质可以通过，另 一些物质不能通过。 (2)不同点：选择 透过性膜一定是半透膜， 半透膜不一定是选择 透过性膜。 1如图的甲、乙、丙是三种不同浓度的蔗 糖溶液，将2%的蔗糖溶液置于用半透膜做成 的袋子中，绑紧 后再分别置于甲、乙、丙三 种蔗糖溶液中，一段时间 后，观察其情形如 图所示。试推测甲、乙、丙溶液浓度的高低 顺序为 ( ) A甲乙丙 B甲丙乙 C乙甲丙 D乙丙甲 解析 当袋子中蔗糖溶液的浓度高于外界溶 液的浓度时，袋子将吸水膨胀；当袋子中 蔗糖溶液的浓度等于外界溶液的浓度时， 袋子形态将保持不变；当袋子中蔗糖溶液的 浓度小于外界溶液的浓度时，袋子将失水 皱缩 。 答案 D 2某同学在做植物细胞质壁分离实验时 ， 观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐 缩小，这说 明 ( ) A洋葱表皮细胞是活细胞 B细胞液的溶质透出细胞 C蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度 D细胞壁收缩导 致中央液泡失水 解析 活细细胞才会发发生质质壁分离；当细细胞具有活性时时，细细胞膜具 有选择选择 透过过性，不允许细许细 胞液的溶质质透出；由于外界蔗糖溶液的浓浓度 高于细细胞液的浓浓度，导导致细细胞失水，中央液泡逐渐缩渐缩 小。 答案 A 3下图为 研究渗透作用的实验 装置，请回 答下列问题 。 (1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不 同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致 。渗透平衡时的液面差为h，此时S1和S2浓 度大小关系为_。 (2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的 _，两者在物质透过功能上的差 异是 _ _。 S1S2 原生质层质层 原生质层质层 能主动转动转 运有关物质质而半透膜不能 解析 (1)从图中实验现 象看出：漏斗内液 面高于漏斗外液面，漏斗内压强大于漏斗外 压强，S1S2。 (2)成熟的植物细胞有大液泡，原生质层 相当 于半透膜，在一定浓度的外界溶液中时，就 相当于一个渗透装置，图中半透膜模拟的是 成熟植物细胞的原生质层 ；半透膜无选择 透 过性，小分子能通过，大分子不能通过，而 原生质层 由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的 细胞质构成，细胞膜和液泡膜是生物膜，具 有选择 透过性，可对物质有选择 地吸收、 排出。 1.对比分析 项项目渗透作用模型 植物细细胞与外界溶 液形成渗透系统统 图图解 项项目渗透作用模型 植物细细胞与外界溶液 形成渗透系统统 基本组组成或条件 半透膜两侧侧的溶液具 有浓浓度差 原生质层质层 选择选择 透 过过性浓浓度差细细胞 液与外界溶液之间间 原理 水分子通过过半透膜的 扩扩散作用 细细胞液通过过原生质层质层 与外界溶液之间发间发 生 渗透 水扩扩散 的方向 低浓浓度溶液高浓浓度溶液 2.常见渗透装置图形分析 (1)若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2S1的水分子数多于S1S2，外观上表 现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。 (2)在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差h，则S1溶液浓度仍大于S2。因为 液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。 1实验 原理 (1)植物细胞壁的特点：伸缩性比原生质层 。 (2)成熟的植物细胞构成渗透系统可以发生 。 小 渗透作用 2实验 步骤 (1)质壁分离和复原实验 流程： (2)三次观察的实验现 象 观观察 次数 观观察现现象 中央液泡原生质层质层 位置 第一次有一个紫色的中央液泡紧贴细紧贴细 胞壁 第二次_(紫色加深)_ 第三次_(紫色变变浅)_ 逐渐变渐变 小 逐渐变渐变 大 与细细胞壁逐渐渐分离 逐渐贴渐贴 近细细胞壁 (3)拓展应用 判断成熟植物细胞的死活 待测成熟植物细胞一定浓度的蔗糖溶液 活 死 比较不同植物细胞的细胞液浓度 不同植物细胞同一浓度的蔗糖溶液镜检 , 刚发 生质壁分离所需时间 比较判断 (或细胞液浓度) 验证 原生质层 具有 (如细胞在蔗糖 溶液中，蔗糖不能进入细胞)。 证明细胞壁的伸缩性原生质层 的伸 缩性。 质质壁分离速度 选择选择 透过过性 小于 1实验时 一定要选择紫色洋葱外表皮细胞吗？ 提示 不一定。但紫色洋葱外表皮细胞含有色素，使液泡呈现一定的颜色 ，更有利于观察。 2本实验选 用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验 有 何影响？ 提示 选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，既明显出现质壁分离，又不会杀 死细胞。若浓度过高，质壁分离速度快，细胞会因失水过多而死亡，不 能再进行质壁分离复原；若浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速 度太慢。 3若用适宜浓度的KNO3溶液进行该实验 ，结果会发生质壁分离与复原 吗？请简述原因。 提示 会。开始外界溶液浓度较大，细胞发生质壁分离；细胞主动吸收 K和NO后，随着细胞液浓度增大，质壁分离又会自动复原。 1下列关于植物细胞质壁分离实验 的叙述 ，错误 的是( ) A与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于 实验现 象的观察 B用黑藻叶片进行实验时 ，叶绿体的存在 会干扰实验现 象的观察 C用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察 到的质壁分离程度可能不同 D紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有 色素，有利于实验现 象的观察 解析 本题考查细 胞质壁分离实验 的选材 。液泡有颜色的组织细 胞观察质壁分离效 果更明显，A项正确。黑藻叶片细胞中的叶 绿体在细胞膜内，细胞发生质壁分离时， 能以叶绿体为标 志，观察原生质层 的收缩 ，B项错误 ；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部 位的细胞，液泡大小不同，细胞液浓度不 同，发生质壁分离程度可能不同，C项正确 ；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中的色 素随着质壁分离的进行，颜色越来越深， 有利于质壁分离现象的观察，D项正确。 答案 B 2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 解析 本题考查植物细胞的质壁分离和复 原。成熟的植物细胞中，液泡占据了大多数 的空间，无色的细胞质区域较小，A项错 误；细胞的角隅处由于与外界接触面积大 ，失水速率较高，首先发生质壁分离，B项 正确；吸水纸的作用在于吸引溶液，使细胞 充分浸润在外界溶液中，C项错误 ；本实 验中包含实验 前后的自身对照，不能省略 第一次显微观察，D项错误 。 答案 B 3某同学在实验 室中做“观察洋葱表皮细 胞的质壁分离和复原”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： 序号实验组实验组5分钟钟的现现 象 再过过5分钟钟 滴加清水5分 钟钟 0.3 gmL 1蔗糖溶 液 x无变变化 质质壁分离复 原 0.5 gmL 1蔗糖溶 液 质质壁分离y无变变化 1 molL 1 KNO 3溶 液 质质壁分离质质壁分离复原z 1 molL 1醋酸溶液 细细胞大小无 变变化 细细胞大小无变变 化 细细胞大小无 变变化 对上表的推断或解释不正确的是( ) Ax为质 壁分离，因为细 胞壁伸缩性弱于 原生质层 By为质 壁分离，可能导致细胞失水过多 而死亡 Cz为细 胞稍增大，细胞液颜色逐渐变 浅 D组细 胞大小无变化是因为细 胞渗透 吸水量等于失水量 解析 由于细细胞壁伸缩缩性弱于原生质层质层 ，植物细细胞在高浓浓度蔗糖 溶液中发发生质质壁分离，但如果蔗糖溶液浓浓度过过高(如0.5 gmL1)，可 能导导致植物细细胞失水过过多死亡，A、B正确；在1 molL1 KNO3溶液 中，细细胞先发发生质质壁分离，后来细细胞吸收K和NO使细细胞液浓浓度升高 而发发生自动动复原，再滴加清水，细细胞会吸水，体积积稍增大，C正确； 在1 molL1醋酸溶液中，植物细细胞死亡，D错误错误 。 答案 D 观察植物细胞的质壁分离与复原实验 的注 意事项 1质壁分离和质壁分离复原中水分子移动 是双向的，结果是双向水分子运动的差别所 导致的现象。 2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 性且有水分子通过原生质层渗出来。 3若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁 分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡 。 4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。 5“植物细胞的吸水和失水”实验中的自 身对照 (1)实验对象：同一成熟的植物细胞。 (2)观察指标：液泡大小、颜色深浅及原生质 变化。 (3)实验中的两次对照 1不同物质的跨膜运输特点 (1)水分子： 高低)。 (2)离子和小分子：依据细胞生命活动需要 进行。 2水稻和番茄吸收不同离子的特点 顺顺相对对含量梯度( 选择选择 吸收 (1)同种生物细胞对不同物质的吸收具有 ，与其含有离子载体的 _有关。 (2)不同种生物细胞对同种物质吸收具有 。 选择选择 性 种类类和数量 差异性 据水稻和番茄对离子吸收图解分析： (1)水稻和番茄分别主要吸收哪些离子？ (2)图示反映同一植物对不同离子的吸收量 如何？不同植物对同一离子的吸收量又怎样 ？ 用完全培养液在两个相同的容器内分别培养 水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率相同 ，一段时间 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图所示，该 实验结 果不能说明( ) A水稻吸收水的相对速率比吸收Ca2、 Mg2大 B不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数 量是不同的 C植物对各种离子的吸收速率与溶液中离 子的浓度有关 D与番茄相比，水稻对SiO需要量大，对 Ca2需要量小 解析 对对水稻而言溶液中Ca2和Mg2的浓浓度升高，这这是水稻吸 水快于吸收这这两种离子的缘缘故；不同植物对对不同离子的吸收情况并不 相同，说说明不同植物根细细胞膜上载载体的种类类和数量是不同的；由题图题图 可知水稻吸收SiO多于番茄，对对Ca2的吸收少于番茄；由题题意无法判断 植物对对各种离子的吸收速率与离子浓浓度的关系。 答案 C T 突破 考疑考技 1原生质、原生质层、原生质体的辨析 (1)原生质是细胞内生命物质的总称，它的主 要成分是蛋白质、核酸、脂质。原生质分化 产生细胞膜、细胞质和细胞核。一个动物细 胞就是一小团原生质。植物细胞由原生质和 细胞壁组成。 (2)原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透 膜。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 两部分，且仅存在于成熟的植物细胞中。 (3)原生质体是去除了植物细胞壁以后所剩下 的植物细胞结构。可以认为原生质体包括原 生质层、细胞液和细胞核三部分。 2扩散作用和渗透作用的关系 物质从高浓度区域向低浓度区域的运动称为 扩散作用。渗透作用是一种特殊方式的扩散 ，它是指水或其他溶剂分子通过半透膜(或 选择透过性膜)进行的扩散。 3细胞液与细胞内液 细胞液是指植物细胞液泡内的液体；细胞内 液是指细胞内的液体环境。 4渗透平衡时水分子运动及溶液浓度大小 渗透平衡时，半透膜两侧水分子移动达到平 衡状态，不能认为没有水分子移动。半透膜 两侧溶液浓度是不相等的，液面较高一侧溶 液浓度大于另一侧。 【思维诊 断】 (1)(2016保定市联考)质壁分离过程中， 水分子外流导致细胞内渗透压升高。( ) (2)(2016东北师大附中期末)低温时红细 胞膜流动性增大。( ) (3)(2015郑州质检 )实验说 明细胞膜与细 胞壁在物质透过性上存在显著差异。( ) (4)(2015湖北八校联考)当半透膜两侧溶液 浓度相等时，细胞处于动态 平衡状态，不 发生渗透作用。( ) (5)(2015陕西师大模拟)低倍镜下就可以 看到植物细胞质壁分离与复原。( ) 1(2014课标 全国理综)将某植物花冠切 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( ) 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 胞中液泡的失水量小于b 组的 Ca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 molL1之间 解析 此题题以柱形图图形式考查查植物细细胞渗透吸水、失水的相关知 识识。由图图可知，在此浓浓度范围围内，随蔗糖溶液浓浓度升高，实验实验 前后长长 度比值值在逐渐渐增大，在0.20.4 molL1的浓浓度范围围内，细细胞吸水， 且吸水量逐渐渐减小，在0.50.7 molL1的浓浓度范围围内，细细胞失水， 且失水量逐渐渐增多，故A、B两项错误项错误 。细细胞吸水和失水的方式均为为自 由扩扩散，均不消耗ATP，故C项错误项错误 。使细细条在浸泡前后长长度不变变的 蔗糖浓浓度，即实验实验 前长长度/实验实验 后长长度1时时的蔗糖浓浓度，由图图可知应应 介于0.40.5 molL1之间间，故D项项正确。 答案 D 2(2016西安模拟)如图甲、乙为两个渗透 装置。甲图是发生渗透作用时的初始状态， 乙图是较长时间 之后，通过漏斗内外的水 分子达到动态 平衡的状态。下列有关叙述错 误的是( ) A图中为半透膜，水分子能自由通过 B图甲中溶液的浓度大于溶液的浓度 C图乙中溶液的浓度与溶液的浓度相 等 D图甲中溶液和浓度差越大，则图 乙 中的水柱越高 解析 渗透作用发生的条件是半透膜和膜两 侧溶液具有浓度差，故图中为半透膜； 从乙图中水柱的液面上升，可推知甲图中溶 液的浓度大于溶液的浓度，浓度差越 大，水柱越高。当水柱不再上升时，漏斗内 外水分子的进出达到平衡，由于水柱对半透 膜存在着压强，故乙图中溶液的浓度仍 大于溶液的浓度。 答案 C 3(2016江西师大附中期末)如图表示多种 植物成熟细胞在不同浓度(gmL1)的蔗糖 溶液内质壁分离的百分率，图中曲线表明这 些植物细胞( ) A细胞液浓度蔗糖溶液浓度 B细胞液浓度蔗糖溶液浓度 C有不同浓度的细胞液 D细胞膜有不同的选择 透过性 解析 随着溶液浓度增加，细胞质壁分离 百分率由0100变化说明，细胞之间细 胞 液浓度不同，但最大浓度不超过0.5 gmL 1。 答案 C 4(2015江西九校联考)一U形管中装有两 种不同的溶液R和S，并用一半透性膜(X)隔 开。与S相比，R溶液浓度较低。如图中阴影 的深浅即代表浓度高低。当U形管内达到平 衡时，溶液表现与浓度的关系是(答题时 参 看下图)( ) A右侧较 高，两溶液浓度相等 B右侧较 高，且右侧浓 度较高 C左侧较 高，且右侧浓 度较高 D两侧高度相等，浓度相等 解析 由于R浓浓度低于S，因此开始时时水由RS扩扩散，使S液面升 高。随着扩扩散的进进行，R