导学教程新课标高考生物一轮复习抓纲扣本剖题探法第二单元第4节物质跨膜运输的实例名师优质

1、第 4 节 物质跨膜运输的实例 抓纲扣本抓纲扣本夯实基础夯实基础 一、细胞的吸水和失水一、细胞的吸水和失水 判断正误 1渗透作用的发生必须依赖全透膜和膜两侧的浓度差。( ) 2植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。( ) 3细胞液就是细胞内液。( ) 4当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞就会发生质壁分离。( ) 5动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离。( ) 6动物细胞在任何条件下都不能发生渗透作用。( ) 思考 细胞吸水过程中，所有水分子都只能由外界溶液进入细胞液吗？ 提示 不一定。水分子在细胞膜上总是双向运动的。细胞吸水时，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。

2、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不同物质的跨膜运输特点 顺相对含量梯度顺相对含量梯度 (1)水分子： (高低)； (2)离 子 和 水 分 子 ： 依 据 细 胞 生 命 活 动 需 要 进选择吸收选择吸收 。 行 2水稻和番茄吸收不同离子的特点 选择性选择性 ，与其(1)同种生物细胞对不同物质的吸收具有 种类和数量种类和数量 有关； 含有离子载体的 差异性差异性。 (2)不同种生物细胞对同种物质吸收具有 判断正误 1水稻和番茄对无机盐离子的吸收具有选择性。( ) 2无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的。( ) 3进出细胞的所有物质都是通过跨膜运输实现的。( ) 4生物膜

3、的选择透过性是活细胞的一个重要特征。( ) 剖题探法剖题探法突破考点突破考点 考点一考点一 植物细胞的失水和吸水植物细胞的失水和吸水 【典例1】 (2013苏北四市联考)如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖通过。漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。实验现象最可能的是 A在玻璃槽中会测出蔗糖和蔗糖酶 B在玻璃槽中会测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶 C漏斗中液面开始时先下降，加酶后上升 D漏斗中液面开始时先上升，加酶后上升再下降 【提示】 开始时：水分子从烧杯进入漏斗中的分子数多于从漏斗进入烧杯中分子数。 若不加蔗糖酶，漏斗中的浓度始终高于烧杯内。 【解析】 一开始漏斗中的蔗糖溶液的浓

4、度高于玻璃槽中蒸馏水的浓度，因此漏斗中渗透吸水，而后由于加入了蔗糖酶，将蔗糖水解为单糖，使漏斗中的物质的量增多即浓度提高，因此加强了渗透作用，而后由于半透膜允许单糖通过，导致漏斗中溶液浓度下降失水。 【答案】 D 考点突破 1渗透系统具备的两个基本条件 (1)有半透膜。 (2)半透膜两侧的溶液有浓度差。 2成熟植物细胞具备发生渗透作用的两个条件 (1)原生质层相当于半透膜。 (2)一般情况下，膜两侧具有一定的浓度差，因为液泡内的细胞液具有一定的浓度。 3植物细胞吸水或失水原理 当细胞液浓度外界溶液浓度时，细胞吸水； 当细胞液浓度外界溶液浓度时，细胞失水。 4植物细胞的失水和吸水 渗透作用 渗透

5、模型 植物细胞与外界溶液形成渗透系统图解 图解 基本条件 具有半透膜 原生质层：选择透过性膜 膜两侧有浓细胞液：有一定浓度，与度差 外界溶液存在浓度差 溶剂分子(如水细胞液通过原生质层与外分子)以扩散作界溶液之间发生渗透作用 用通过半透膜 原理 水运动趋势 低浓度溶液高浓度溶液 变式训练 1已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是 解析 鱼鳔内的蔗糖溶液浓度高于外边，所以会从烧杯中吸水使烧杯内液体浓度升高，吸水到一定程度后，鱼鳔内外浓度相等，水进出达到平衡

6、，烧杯内液体浓度不再变化。 答案 B 考点二考点二 质壁分离和复原实验质壁分离和复原实验 【典例【典例2】 (2013海淀区高三期末海淀区高三期末)下图为甲下图为甲同学进行的一项实验的基本操作步骤，其中叙述错同学进行的一项实验的基本操作步骤，其中叙述错误的是误的是 AB步骤是观察细胞质大小及细胞壁的位置 BE步骤滴加的是清水 C该实验是观察植物细胞的质壁分离与复原 D实验前后的处理形成了自身对照 【提示】 动物细胞和无液泡的植物细胞均不可作为实验材料。在低倍镜下便可观察清楚。 【解析】 本题考查植物细胞的吸水与失水的实验探究。步骤B是在显微镜下观察液泡的大小和原生质层的位置。步骤C是进行质壁分

7、离处理的实验操作，步骤E是进行质壁分离复原处理的实验操作。步骤D、F分别是观察质壁分离和质壁分离复原的现象，与步骤B观察的现象形成前后对照。 【答案】 A 考点突破 1实验原理 一个处于外界溶液中的成熟植物细胞和外界溶液构成一个渗透系统。因为成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，与外界溶液能够产生浓度差，所以成熟的植物细胞能与外界溶液发生渗透作用。 2操作流程 3质壁分离实验的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞是否有生物活性： (2)测定细胞液浓度范围： 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： 发生质壁分离所

8、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)： 变式训练 2(2013琼海一模)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： 实验组 0.3 mol L1 蔗糖溶液 5分钟的 现象 x 质壁分离 再过 5分钟 无变化 y 滴加清水 5分钟 质壁分离 复原 无变化 Z 细胞大小 无变化 0.5 molL1 蔗糖溶液 1 mol L1 KNO3溶液 1 mol L1醋酸溶液 质壁分离质壁分离 复原 细胞大小 细胞大小 无变化 无变化 对上表的推断或解释不正确的是 Ax

9、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 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吸水量等于失水量 解析解析 由于细胞壁伸缩性弱于原生质层，植物细由于细胞壁伸缩性弱于原生质层，植物细胞在高浓度蔗糖溶液中发生质壁分离，但如果蔗糖溶胞在高浓度蔗糖溶液中发生质壁分离，但如果蔗糖溶1液浓度过高液浓度过高(如如0.5 g mL )， 可能导致植物细胞失水过可能导致植物细胞失水过1多死亡，多死亡，A、B正确；在正确；在1 molLKNO3溶液中，细溶液中，细胞先发生质壁分离，后来细胞吸收胞先发生质壁分离，后来细胞吸收K和和NO3使细胞使细

10、胞液浓度升高而发生自动复原，再滴加清水，细胞会吸液浓度升高而发生自动复原，再滴加清水，细胞会吸1水，体积稍增大，水，体积稍增大，C正确；在正确；在1 mol L醋酸溶液中，醋酸溶液中，植物细胞也会发生质壁分离，植物细胞也会发生质壁分离，D错误。错误。 答案 D 考点三考点三 生物膜选择透过性的分析生物膜选择透过性的分析 【典例【典例3】 (2013厦门高三质量检查厦门高三质量检查)将番茄和将番茄和水稻分别培养在含水稻分别培养在含Ca2、Mg2、Si4的培养液中。的培养液中。一段时间后，测定培养液中一段时间后，测定培养液中3种离子的浓度，结果如种离子的浓度，结果如下图所示。该实验的结果不能说明下

11、图所示。该实验的结果不能说明 A不同植物对同种离子的吸收量是不同的 B同一种植物对不同离子的吸收量是不同的 C与番茄相比，水稻对Si4需要量大，对Ca2需要量小 D植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度呈正相关 【提示】 无机盐离子的吸收是一个主动运输的过程。植物吸收水和无机盐的速率不相等。 【解析】 图中的关键信息是初始浓度，一定要看清楚，纵坐标的浓度是与初始浓度比较获得的，各种离子的吸收靠的都是主动运输，其吸收速率与溶液中离子的浓度不成正相关。 【答案】 D 考点突破 1实例 2结构基础 细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同。 3实验验证 4原因分析 变式训练 3如图表示培养液中K浓度及溶

12、氧量对小麦根系细胞吸收K速率的影响。下列有关两曲线形成机理的解释正确的是 A曲线ab段的形成是由于细胞膜上K载体数量未达到饱和且能量充足 B曲线cd段的形成是由于细胞内K过多，细胞大量排出K Ce点表明植物根系可以通过自由扩散的方式吸收K D曲线bc、fg段的形成是由于细胞膜上K载体数量有限 解析 曲线ab段表明在一定范围内随营养液中K浓度的增大，细胞吸收K的速率也增大，是因为细胞膜上K载体数量未达到饱和且能量充足；曲线cd段的形成是由于培养液中K浓度过高，细胞失水过多而影响正常的生理功能；e点表明在氧浓度低时根系吸收K速率低，但其吸收仍是主动运输的过程；曲线bc段的形成是由于细胞膜上K载体数

13、量有限，fg段的形成是由于培养液中溶氧量达到一定数量后与呼吸作用有关的酶达到了饱和，产生的ATP数量不再增加。 答案 A 能力培养能力培养技能过关技能过关 方方 法法 体体 验验 判断细胞是否发生质壁分离及复原规律 1从细胞角度分析 (1)具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。 (2)死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离现象。 2从溶液角度分析 (1)在溶质可穿膜的溶液中(如KNO3、甘油等)细胞会发生先质壁分离后自动复原现象。 (2)在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。 (3)在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过

14、度失水而死亡不复原。 跟踪练习 以紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述正确的是 A细胞在发生质壁分离时能观察到紫色中央液泡逐渐增大 B滴加质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液比0.3 g/mL的蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间长 C滴加清水后，质壁分离的细胞又复原，说明此细胞是活细胞 D用任何浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液都不能引起细胞质壁分离 解析 本题考查植物细胞的失水和吸水实验，着重考查的是一些实验现象与相关分析。A错误：细胞在发生质壁分离时能观察到紫色中央液泡逐渐变小；B错误：滴加质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液比0.3g/mL的蔗糖溶液引起细胞质壁分离

15、所需时间短；C正确：活细胞的原生质层才具有选择透过性，滴加清水后，质壁分离的活细胞才能复原；D错误：NaCl溶液若浓度太低则不能引起细胞质壁分离，浓度适宜则可以。 答案 C 易易 错错 警警 示示 一、对相近易混淆概念理解辨析模糊一、对相近易混淆概念理解辨析模糊 【例1】 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 水分子或其他溶剂分子通过细胞膜 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原生质层 A B C D 【解析】 渗透作用指水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜的扩散。中细胞膜相当于半透膜。中液泡膜也具有选择透过性。中原生质层相当于半透膜。均具

16、有选择透过性。 【答案】 C 纠错笔记 中细胞壁具有全透性，不能视为半透膜。中错因有二：一是蔗糖不是小分子物质，二细胞壁是全透性物质。 【例2】 关于选择透过性膜与半透膜的关系，正确的说法是 具有半透性必然具有选择透过性 具有选择透过性必然具有半透性 活的生物膜才具有选择透过性 只有活的生物膜才具有半透性 A B C D 【答案】 C 纠错笔记 (1)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。 (2)半透膜、选择透过性膜 区别 a半透膜可以是生物性的选择透过性膜，也可以是

17、无生命的物理性膜，即指某些物质可以透过而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。 b选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。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，而不允许大分子物质通过。 二、实验中细胞是否具有活性易于混淆二、实验中细胞是否具有活性易于混淆 【例3】 只有在保持细胞活性的条件下，才能显示细胞中某物质或结构的实验是 A苏丹染色观察花生种子子叶细胞中的脂肪 B龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂 C健那绿(詹纳斯绿B)染色观察动物细胞中的线粒体 D甲基绿、派洛宁(吡罗红)染色观察

18、动物细胞中的DNA和RNA 【解析】 本题考查实验，意在考查考生对实验材料的选择。健那绿(詹纳斯绿B)染液是活细胞染料。 【答案】 C 纠错笔记 在实验中始终保持细胞活性的有 观察植物细胞的质壁分离和复原。 用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。 探究酵母菌的呼吸方式。 探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用。 达标训练达标训练技能过关技能过关 随随 堂堂 巩巩 固固 1(2012上海)相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养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

19、环境的渗透压要求不同 解析 本题考查渗透压与渗透吸水、维持细胞形态和功能的内在联系等方面的知识。细胞内外液的渗透压之差是细胞吸水或失水的动力。动物细胞与植物细胞相比没有细胞壁的保护，容易因过多吸水而涨破，A选项正确。 答案 A 2.某同学在观察植物细胞质壁分离和复原的实验中，绘制的图如右图所示，针对图示的叙述正确的是 A该图所示细胞一定正在发生质壁分离 B原生质层是指2与3之间的细胞质 C此时4内液体浓度大于细胞外界溶液的浓度 D若将该图所示细胞放于清水中，可能会发生质壁分离复原 解析 图中所示细胞为质壁分离状态，但不能确定是正在分离还是正在分离复原，所以A错误；原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质，所以B错误；如果该细胞正在进行质壁分离复原，则外界溶液浓度小于细胞液浓度，如果正在进行质壁分离，则细胞液浓度小于外界溶液浓度，所以C错误。 答案 D 3(2013黄山七校联考)用酶解法除去新鲜紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的细胞壁得到原生质体，将其置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中，一段时间后，原生质体一定不发生 A质壁分