(金版方案)2019高考生物二輪練習(xí)“學(xué)案”資料：第7講物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例

返回學(xué)案7物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例1.滲透作用發(fā)生的條件（1）

；（2）

。2.滲透作用的實(shí)質(zhì)：?jiǎn)挝粫r(shí)間由清水進(jìn)入蔗糖溶液中的水分子數(shù)

蔗糖溶液進(jìn)入清水中的水分子數(shù)，導(dǎo)致蔗糖溶液液面

。3.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水（1）人成熟紅細(xì)胞中發(fā)生滲透作用的條件①

相當(dāng)于半透膜；②

之間存在濃度差。（2）引起細(xì)胞失水和吸水的條件：外界溶液與細(xì)胞質(zhì)之間存在濃度差。具有半透膜膜兩側(cè)溶液具有濃度差多于上升細(xì)胞膜外界溶液與細(xì)胞質(zhì)4.植物細(xì)胞的吸水和失水失水：當(dāng)外界溶液的濃度大于細(xì)胞液的濃度時(shí)，細(xì)胞通過(guò)

失水，植物細(xì)胞發(fā)生

現(xiàn)象吸水：將已發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞放入清水中，此時(shí)細(xì)胞液的濃度

外界清水，植物細(xì)胞

，發(fā)生

現(xiàn)象植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁：

性原生質(zhì)層細(xì)胞質(zhì)具有

性，相當(dāng)于

條件：成熟的植物細(xì)胞中央具有

，其內(nèi)的液體叫

驗(yàn)證質(zhì)壁分離復(fù)原全透細(xì)胞膜液泡膜選擇透過(guò)半透膜大液泡細(xì)胞液滲透作用質(zhì)壁分離大于吸水5.植物細(xì)胞質(zhì)壁分離的現(xiàn)象與原因（1）現(xiàn)象：

與

分離；（2）外因：

濃度大于

濃度，導(dǎo)致細(xì)胞

；（3）內(nèi)因：

。6.思維判斷（1）滲透作用的發(fā)生必須依賴半透膜和膜兩側(cè)的濃度差（）（2）植物細(xì)胞的原生質(zhì)層由細(xì)胞膜和液泡膜組成（）（3）動(dòng)物細(xì)胞在任何情況下都不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離（）（4）無(wú)機(jī)鹽離子都是逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸?shù)模ǎ┘?xì)胞壁原生質(zhì)層外界溶液細(xì)胞液失水細(xì)胞壁的收縮性小于原生質(zhì)層的收縮性√×√×考點(diǎn)1滲透作用的條件及原理分析＊考點(diǎn)精講＊1.滲透作用模型和成熟植物細(xì)胞與外界溶液形成的滲透系統(tǒng)比較滲透作用模型植物細(xì)胞與外界溶液形成的滲透系統(tǒng)圖解滲透作用模型植物細(xì)胞與外界溶液形成的滲透系統(tǒng)基本組成或條件半透膜、濃度差原生質(zhì)層——選擇透過(guò)性膜濃度差——細(xì)胞液與外界溶液之間原理水分子通過(guò)半透膜的擴(kuò)散作用細(xì)胞液通過(guò)原生質(zhì)層與外界溶液之間發(fā)生滲透作用水分子擴(kuò)散方向低濃度溶液→高濃度溶液2.“U”型管中水分子移動(dòng)方向的判斷（如圖）（1）膜兩側(cè)溶液中濃度高的一側(cè)滲透壓高，低的一側(cè)滲透壓低，水分子由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴(kuò)散。（2）兩側(cè)溶液中的溶質(zhì)分子是否通過(guò)半透膜，若不能，則只是高濃度一側(cè)液面升高，若能，則先是高濃度一側(cè)液面升高，隨后另一側(cè)液面升高，最后兩側(cè)液面持平。（3）如果溶質(zhì)分子不能通過(guò)半透膜，在達(dá)到滲透平衡時(shí)，一般兩側(cè)溶液的濃度并不相等，因?yàn)橐好娓叩囊粋?cè)形成的靜水壓，會(huì)阻止溶劑由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴(kuò)散。（4）圖中溶質(zhì)可以是同一種物質(zhì)，也可以是不同物質(zhì)。要特別強(qiáng)調(diào)的是溶液濃度是指物質(zhì)的量濃度（摩爾濃度）而不是質(zhì)量濃度。3.滲透作用原理的應(yīng)用分析（1）驗(yàn)證滲透作用發(fā)生的條件①具有半透膜②膜兩側(cè)具有濃度差（2）探究物質(zhì)能否通過(guò)半透膜（以碘和淀粉為例）燒杯內(nèi)盛淀粉溶液漏斗內(nèi)盛碘液結(jié)論變藍(lán)不變藍(lán)碘能通過(guò)半透膜，而淀粉不能不變藍(lán)變藍(lán)淀粉能通過(guò)半透膜，而碘不能變藍(lán)變藍(lán)淀粉和碘都能透過(guò)半透膜不變藍(lán)不變藍(lán)淀粉和碘都不能透過(guò)半透膜說(shuō)明：（1）滲透作用模型中特別強(qiáng)調(diào)溶質(zhì)分子不能通過(guò)半透膜，達(dá)到滲透平衡時(shí)只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動(dòng)達(dá)到平衡，既不可看作沒(méi)有水分子移動(dòng)，也不可看作兩側(cè)溶液濃度相等。（2）植物分生區(qū)細(xì)胞和干種子細(xì)胞因無(wú)大液泡，不能發(fā)生滲透作用，也不能發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象。＊典例剖析＊【例1】［2010年新課標(biāo)全國(guó)卷］將人的紅細(xì)胞放入4℃的蒸餾水中，一段時(shí)間后紅細(xì)胞破裂，主要原因是（）A.紅細(xì)胞膜具有水溶性B.紅細(xì)胞的液泡體積增大C.蒸餾水大量進(jìn)入紅細(xì)胞D.低溫時(shí)紅細(xì)胞膜的流動(dòng)性增大解析：本題考查生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及滲透作用的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的分析理解能力。紅細(xì)胞細(xì)胞膜的基本骨架為磷脂雙分子層，故細(xì)胞膜不具有水溶性；與成熟的植物細(xì)胞不同，紅細(xì)胞沒(méi)有大的液泡；由于外界溶液的濃度小于細(xì)胞質(zhì)溶液的濃度，紅細(xì)胞在4℃的蒸餾水中吸水漲破；低溫時(shí)紅細(xì)胞膜的流動(dòng)性減小。C【技巧點(diǎn)撥】滲透作用的條件和實(shí)質(zhì)（1）滲透作用發(fā)生的條件一是具有半透膜，二是半透膜兩側(cè)的溶液存在濃度差。這里的濃度差實(shí)質(zhì)上是指膜兩側(cè)水分子的相對(duì)數(shù)目。濃度差越大，水分子進(jìn)出的速率越快，數(shù)量也越多。（2）滲透作用的實(shí)質(zhì)①?gòu)奈⒂^水平上分析：水分子可以通過(guò)半透膜，雙向擴(kuò)散。②從宏觀水平上分析：水從低濃度的溶液流向高濃度的溶液，直到達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。＊對(duì)應(yīng)訓(xùn)練＊1.如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，玻璃槽中是蒸餾水，半透膜允許單糖透過(guò)。倒置的長(zhǎng)頸漏斗中裝入蔗糖溶液，一定時(shí)間后再加入蔗糖酶。最可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是（）A.漏斗中液面開(kāi)始時(shí)先上升，加酶后，再上升后又下降B.在玻璃槽中會(huì)測(cè)出蔗糖和蔗糖酶C.漏斗中液面開(kāi)始時(shí)先下降，加酶后一直上升D.在玻璃槽中會(huì)測(cè)出葡萄糖、果糖和蔗糖酶解析：在實(shí)驗(yàn)裝置中，由于玻璃槽中是蒸餾水，倒置的長(zhǎng)頸漏斗中裝入蔗糖溶液，根據(jù)滲透作用，漏斗中液面開(kāi)始時(shí)先上升，當(dāng)在長(zhǎng)頸漏斗中加入蔗糖酶后，蔗糖酶將蔗糖水解為葡萄糖和果糖，使長(zhǎng)頸漏斗中單位體積內(nèi)的水分子數(shù)減少，使長(zhǎng)頸漏斗的液面再上升，但由于葡萄糖和果糖能通過(guò)半透膜，一段時(shí)間后長(zhǎng)頸漏斗的液面又下降；由于蔗糖酶是大分子物質(zhì)不能通過(guò)半透膜，因此水槽中無(wú)蔗糖酶。A2.市場(chǎng)上流行的直飲機(jī)的核心部位部件是逆滲透膜，它利用逆滲透原理通過(guò)水壓使水由較高濃度的一側(cè)滲透至較低濃度的一側(cè)，理論上較高濃度的一側(cè)的所有細(xì)菌及不純雜物、可溶性固體物質(zhì)和對(duì)人體有害的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物均不能滲入高密度的逆滲透膜，示意圖如圖所示。根據(jù)上述信息判斷，下列敘述正確的是（）A.逆滲透過(guò)程與滲透作用的差異是前者需要消耗能量B.逆滲透膜也具有細(xì)胞膜的識(shí)別功能C.逆滲透膜上有載體蛋白，可以選擇控制有害物質(zhì)D.逆滲透膜祛除有害物質(zhì)的能力勝過(guò)生物膜，可以放心使用解析：由于逆滲透膜是利用逆滲透原理通過(guò)水壓使水由較高濃度的一側(cè)滲透至較低濃度的一側(cè)，故需要消耗能量。A考點(diǎn)2植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)分析及應(yīng)用＊考點(diǎn)精講＊細(xì)胞滲透失水1.質(zhì)壁分離的原因分析外因：外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度內(nèi)因原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層2.質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)流程（如圖所示）3.質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用（1）判斷成熟植物細(xì)胞是否有生物活性待測(cè)成熟植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離→有生物活性不發(fā)生質(zhì)壁分離→無(wú)生物活性+一定濃度的蔗糖溶液鏡檢（2）測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的蔗糖溶液濃度之間待測(cè)細(xì)胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細(xì)胞液（3）比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間越短，細(xì)胞液濃度越?。环粗?，細(xì)胞液濃度越大不同植物細(xì)胞+同一濃度的蔗糖溶液鏡檢只發(fā)生質(zhì)壁分離→蔗糖溶液質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原→KNO3溶液（4）鑒別不同種類的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）成熟植物細(xì)胞+不同種類溶液鏡檢說(shuō)明：（1）該實(shí)驗(yàn)要正確選擇實(shí)驗(yàn)材料①選擇有紫色大液泡的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞。②若選擇洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞（無(wú)紫色大液泡）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，采用的外界溶液是一定濃度的大分子有色溶液，如胭脂紅（水溶性大分子食用色素，呈紅色）。③一般不選擇細(xì)菌細(xì)胞，它能發(fā)生質(zhì)壁分離，但現(xiàn)象不明顯。④不能選擇動(dòng)物細(xì)胞，它無(wú)細(xì)胞壁，不能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。（2）該實(shí)驗(yàn)要正確選擇實(shí)驗(yàn)試劑①使用濃度過(guò)高的蔗糖溶液（0.5g/mL），質(zhì)壁分離現(xiàn)象明顯，但不能復(fù)原，因?yàn)槿芤簼舛冗^(guò)高，細(xì)胞過(guò)度失水而死亡。②使用質(zhì)量濃度為1mol／L的KNO3溶液，因?yàn)镵+和NO3-可被細(xì)胞吸收，使細(xì)胞液濃度增大，所以細(xì)胞先質(zhì)壁分離后又自動(dòng)復(fù)原。（尿素、甘油、乙二醇同上）③使用質(zhì)量濃度為1mol／L的醋酸溶液，則不發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。因?yàn)榇姿崮軞⑺兰?xì)胞，使原生質(zhì)層失去選擇透過(guò)性。＊典例剖析＊【例2】將紫色洋蔥在完全營(yíng)養(yǎng)液中浸泡一段時(shí)間，撕取外表皮，先用濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液處理，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，立即將外表皮放入蒸餾水中，直到細(xì)胞中的水分不再增加。若在該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，蔗糖溶液處理前外表皮細(xì)胞液的濃度為甲，細(xì)胞中的水分不再增加時(shí)外表皮細(xì)胞液的濃度為乙，則甲、乙的關(guān)系以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中水分進(jìn)出細(xì)胞的方式為（）A.甲＜乙，被動(dòng)運(yùn)輸B.甲＞乙，被動(dòng)運(yùn)輸C.甲＞乙，主動(dòng)運(yùn)輸D.甲=乙，主動(dòng)運(yùn)輸解析：將用蔗糖溶液處理后的細(xì)胞放在蒸餾水中，細(xì)胞能吸收水分，則細(xì)胞中的水分不再增加時(shí)，細(xì)胞液的濃度降低了。水分進(jìn)出細(xì)胞的方式是自由擴(kuò)散，屬于被動(dòng)運(yùn)輸。B【知識(shí)鏈接】（1）發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)在細(xì)胞壁和細(xì)胞膜之間充滿的是外界溶液，原因是細(xì)胞壁具有全透性。（2）質(zhì)壁分離與復(fù)原過(guò)程中水分移動(dòng)是雙向的，總結(jié)果是單向的。＊對(duì)應(yīng)訓(xùn)練＊3.下列對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.分離葉綠體中的色素時(shí)，不同色素隨層析液在濾紙上的擴(kuò)散速度不同B.用低倍鏡觀察不到紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原過(guò)程C.觀察葉片細(xì)胞的葉綠體時(shí)，先在低倍鏡下找到葉片細(xì)胞再換高倍鏡觀察D.甲基綠染色可使人口腔上皮細(xì)胞的細(xì)胞核呈綠色解析：觀察紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原過(guò)程實(shí)際上使用的就是低倍鏡。B1.在洋蔥表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)中，滴加蔗糖溶液后，觀察到部分細(xì)胞未發(fā)生質(zhì)壁分離，分析其原因，不可能是（）A.細(xì)胞死亡，原生質(zhì)層失去選擇透過(guò)性B.操作不當(dāng)，細(xì)胞的外界溶液濃度過(guò)低C.代謝旺盛，細(xì)胞大量吸收蔗糖分子D.時(shí)間過(guò)短，細(xì)胞失水較少，現(xiàn)象不明顯解析：蔗糖是大分子物質(zhì)，洋蔥表皮細(xì)胞不會(huì)吸收，故C錯(cuò)誤。C2.為探究植物A能不能移植到甲地生長(zhǎng)，某生物學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了植物A細(xì)胞液濃度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表。為保證植物A移植后能正常生存，甲地土壤溶液的濃度應(yīng)（）A.≤0.15mol/LB.≤0.2mol/LC.≥0.2mol/LD.≥0.3mol/L濃度(mol/L)0.150.20.250.3質(zhì)壁分離狀態(tài)不分離剛分離顯著分離顯著分離解析：由于植物A在0.2mol/L的溶液中剛質(zhì)壁分離，在0.15mol/L的溶液中不發(fā)生質(zhì)壁分離，因此，植物A的細(xì)胞液濃度介于0.15mol/L～0.2mol/L之間，因此，為保證植物A移植后能正常生存，甲地土壤溶液的濃度應(yīng)≤0.15mol/L。A3.用完全培養(yǎng)液在兩個(gè)相同容器內(nèi)分別培養(yǎng)水稻和番茄幼苗，假設(shè)兩植物的吸水速率相同，一段時(shí)間后，測(cè)定培養(yǎng)液中各種離子與實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)各種離子濃度之比如圖所示。該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不能說(shuō)明（）A.不同植物對(duì)各種離子的需要量是不同的B.與番茄相比，水稻對(duì)Si4＋需要量大，對(duì)Ca2＋需要量小C.不同植物根尖細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量是不同的D.植物對(duì)各種離子的吸收速率與溶液中離子的濃度有關(guān)解析：由圖可以看出，植物對(duì)各種離子的吸收具有選擇性，這是由植物根尖細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量不同造成的，故A、B、C正確；植物對(duì)各種離子的吸收是主動(dòng)運(yùn)輸，主動(dòng)運(yùn)輸從低濃度到高濃度，需要載體和能量，與溶液中離子的濃度無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。D4.胭脂紅是一種水溶性的大分子食用色素，呈紅色。用無(wú)色洋蔥鱗片葉表皮制備“觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)”的臨時(shí)裝片時(shí)，可用高濃度(質(zhì)量濃度為0.075g/mL)的胭脂紅溶液作為外界溶液，觀察細(xì)胞的變化。下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)果的敘述，正確的是（）A.發(fā)生細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象時(shí)，水分滲出細(xì)胞的方式是主動(dòng)運(yùn)輸B.發(fā)生細(xì)胞質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象時(shí)，表皮細(xì)胞內(nèi)的無(wú)色區(qū)域變大C.用不同濃度的胭脂紅溶液處理細(xì)胞后，均能觀察到質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象D.當(dāng)質(zhì)壁分離不能復(fù)原時(shí)，是由于水分不能以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入細(xì)胞解析：當(dāng)細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象時(shí)，水分以自由擴(kuò)散的方式滲出細(xì)胞，故A錯(cuò)誤；當(dāng)細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象時(shí)，原生質(zhì)層體積變大，使表皮細(xì)胞內(nèi)的無(wú)色區(qū)域變大，故B正確；用不同濃度的胭脂紅溶液處理細(xì)胞，若外界溶液的濃度過(guò)高，會(huì)使細(xì)胞失水過(guò)多死亡，這時(shí)細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后不能復(fù)原，故C錯(cuò)誤；當(dāng)質(zhì)壁分離不能復(fù)原時(shí)，水分仍以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞，故D錯(cuò)誤。答案：B5.為探究滲透實(shí)驗(yàn)中影響蔗糖溶液液面上升高度的因素，某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一：取五組滲透裝置（所用半透膜為相同面積的同種半透膜），漏斗內(nèi)注入不同濃度的蔗糖溶液，分別插入盛有清水的燒杯中，每隔5分鐘記錄蔗糖溶液液面上升高度。實(shí)驗(yàn)二：取五組滲透裝置，漏斗分別用不同面積的半透膜封好，將盛有相同濃度蔗糖溶液的漏斗分別插入盛有清水的燒杯中，每隔5分鐘記錄蔗糖溶液液面上升高度。兩組實(shí)驗(yàn)中