必修一4.1物质跨膜运输的实例说疑解难

物质跨膜运输的实例说疑解难一、渗透作用的原理分析及应用：1、渗透系统的组成（如图）及特点：（1）半透膜，可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。（2）半透膜两侧的溶液具有浓度差。2、渗透作用的发生：（1）当S1浓度>S2浓度时，单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2的水分子数，外观上表现为S1液面上升；（2）当S1浓度<S2浓度时，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。（3）在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2。3、渗透作用原理的应用：（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①若漏斗内液面上升，则M＞N②若漏斗内液面不变，则M＝N③若漏斗内液面下降，则M＜N4、验证渗透作用发生的条件（1）具半透膜。（2）具有浓度差。【例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：①；②。（2）预测实验现象并作出结论。【解析】本实验的设计思路主要有两个：①证明出蔗糖被水解，蔗糖的水解产物是葡萄糖，用斐林试剂即可；②观察a、b两管液面高度差的变化，如果差值增大，则说明能透过，否则不能。【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。二、植物细胞质壁分离与复原实验分析及应用1、实验流程：2、原因分析：3、质壁分离实验的拓展应用及方法：（1）判断细胞的死活：将待测细胞置于蔗糖溶液中进行镜检，如果发生质壁分离和复原，则是活细胞；如果不发生质壁分离，则是死细胞。（2）测定细胞液浓度的范围：将待测细胞置于一系列浓度梯度的蔗糖溶液中并分别进行镜检，则细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度：将不同植物细胞置于同一浓度的蔗糖溶液中进行镜检，根据对刚刚发生质壁分离所需的时间的比较，判断细胞液浓度（即时间越短，细胞液浓度越小）。（4）比较一系列溶液的浓度的大小：将同一植物的相同成熟细胞置于未知浓度的溶液中进行镜检，记录刚刚发生质壁分离所需时间并比较所用时间的长短，判断溶液浓度的大小（时间越短，未知溶液的浓度越大）。（5）鉴别不同种类的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）：将成熟相同植物细胞置于不同种类溶液进行镜检，如果只发生质壁分离，说明是溶质不能通过半透膜的溶液（如蔗糖）；如果质壁分离后又自动复原，则说明是溶质能通过半透膜的溶液（如KNO3）。【例2】以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料观察植物细胞的质壁分离现象，下列叙述错误的是：A.在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小B.滴加30%的蔗糖溶液比10%的蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短C.发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，说明细胞保持活性D.用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离【解析】当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，液泡体积变小，细胞发生质壁分离，故A正确；质壁分离的速度与外界溶液浓度大小有关，外界溶液浓度越大，质壁分离所需时间越短，故B正确；质壁分离与复原是活细胞所具有的现象，细胞死亡后，原生质层失去选择透过性，不再发生质壁分离及复原现象，故C正确；高浓度的NaCl溶液浓度大于细胞液浓度，可发生质壁分离现象，若细胞失水过多可导致细胞死亡，不再发生复原现象，故D错误。【答案】D【真题感悟】（2022·浙江高考）为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，请根据以下提供的实验材料与用具，写出实验思路，设计记录实验结果及原因分析的表格，并填入相应内容。材料与用具：兔红细胞稀释液、质量分数为%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。（要求：答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体制作不作要求）实验思路：①（2）设计一张表格，并将预期实验结果及原因分析填入该表中。【解析】实验目的为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，所以需要设置不同梯度浓度的NaCl溶液，实验原理是动物细胞的细胞溶液浓度为%，在浓度低于%的NaCl溶液中动物细胞会吸水膨胀，在浓度高于%的NaCl溶液中动物细胞会失水皱缩，且浓度差越大，现象，越明显，在清水中，动物细胞会吸水过多而破裂，但是一段时间后，形态又会恢复到原来形态，因为离子可以透过细胞膜。【答案】（1）实验思路：①用%的NaCl溶液和蒸馏水，培植出NaCl质量分数%、%、%、%、%的溶液②取6片载玻片，标记为1-6滴加，滴加适量且等量的红细胞稀释液滴在1-6号玻片上，再分别滴加等量的蒸馏水，%、%、%、%、%的NaCl溶液。③制成临时装片持续观察红细胞的形态变化，并做好记录。不同浓度NaCl溶液下兔红细胞的形态变化表组别/指标细胞形态原因1胀破在蒸馏水中吸水过多胀破2膨胀后恢复细胞液浓度大于外界浓度，细胞吸水膨胀，但是离子会进入细胞，一段时间后细胞内外浓度相等，细胞恢复形态。3膨胀后恢复细胞液浓度大于外界浓度，细胞吸水膨胀，但是离子会进入细胞，一段时间后细胞内外浓度相等，细胞恢复形态。4正常细胞液浓度等于外界浓度，细胞水分平衡5皱缩后恢复细胞液浓度小于外界浓度，细胞失水皱缩，但是离子会进入细胞，一段时间后细胞内外浓度相等，细胞恢复形态。6皱缩后不恢复细胞液浓度小于外界浓度，细胞失水皱缩，但是细胞失水过多死亡，不再恢复2．（2022·福建高考）下列有关造血干细胞中物质运输的途径，可能存在的是A．吸收的葡萄糖：细胞膜一细胞质基质一线粒体B．合成的细胞膜蛋白：高尔基体一核糖体一细胞膜C．转录的mRNA：细胞核一细胞质基质一高尔基体D．合成的DNA聚合酶：核糖体一细胞质基质一细胞核【解析】本题主要考查各种有机化合物在细胞内合成有运输的过程。A项吸收葡萄糖通过细胞膜计入细胞质基质，被分解成【H】和丙酮酸，然后丙酮酸进入线粒体继续被分解成二氧化