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1、第7讲物质跨膜运输的实例和方式,最新考纲1.物质出入细胞的方式()。2.实验：观察植物细胞的质壁分离和复原。,考点一细胞的吸水、失水及物质跨膜运输的实例（5年11考）,1.渗透作用,(1)发生渗透作用的条件：一是具有，二是半透膜两侧的溶液具有。(2)常见渗透装置图分析,半透膜,浓度差,水分的流动判断：当溶液浓度时，水分就通过半透膜由S2流向S1；当溶液浓度时，水分就通过半透膜由S1流向S2。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S2。因为液面高的一侧形成的净水压，会溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。,S1S2,S1S2,阻止,2.动物细胞的吸水和失水,细胞膜,细胞质,失水皱
2、缩,3.成熟植物细胞的吸水和失水,(1)当时，细胞失水，发生 现象。(2)当时，细胞吸水，失水的细胞发生 现象。,全透性,小,细胞质,原生质层（伸缩性大）,外界溶液浓度,细胞液浓度,质壁分离,外界溶液浓度,细胞液浓度,质壁分离复原,1.渗透作用与扩散作用有何区别？,提示渗透作用必须有选择透过性膜(半透膜)，扩散作用则不一定需要；扩散作用适用于各种物质，渗透作用仅指溶剂分子。,2.将紫色洋葱鳞叶外表皮细胞置于质量分数为30%蔗糖溶液中数分钟后，用清水引流，重复多次，则在此过程中：区域将扩大还是缩小，区域颜色深浅有何变化？,提示发生质壁分离的细胞用清水引流，使其处于清水中，由于外界溶液浓度小于细胞
3、液浓度，细胞吸水，发生质壁分离后的复原，所以图示中区域缩小，区域紫色变浅。,渗透系统与渗透作用的原理,1.(2013江苏单科，27)如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_。(3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。实验材料：紫色洋葱。实验器具：如图所示的渗透装置(不含溶液)，光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。实验
4、试剂：蒸馏水，质量分数为0.3 g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。部分实验步骤和结果如下：,选两套渗透装置，标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有_(填代号)。选两片洁净的载玻片，_，在载玻片中央分别滴加_，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是_。(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是_。,答案(1)S1S2(2)原生质
5、层原生质层能主动运输有关物质而半透膜不能(3)X标号蒸馏水质壁分离(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原,2.如图所示，容器A中含0.02(molL1)蔗糖，0.03(molL1)尿素；容器B中含0.01(molL1)蔗糖，0.05(molL1)尿素。A、B间隔一层半透膜。第一种情况：半透膜只允许水分子通过；第二种情况：半透膜允许水分子和尿素分子通过。当达到动态平衡时，这两种情况下的液面高度情况是(),A.一样高，A高于B B.B高于A，不能确定C.B高于A，A高于B D.一样高，不能确定解析第一种情况：半透膜只允许水分子通过，则容器A中溶液总的物质的量浓度为0.05(molL1)，容
6、器B中溶液总的物质的量浓度为0.06(molL1)，容器B中溶液的渗透压高于容器A中溶液的渗透压，故最终B中的液面高于A中的。第二种情况：半透膜允许水分子和尿素分子通过，那么最终半透膜两侧的尿素浓度相等，但是容器A中的蔗糖浓度大于B中的，故最终A中的液面高于B中的。答案C,有关渗透作用的“4”个易错点,(1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如质量分数为10%葡萄糖溶液和质量分数为10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%蔗糖溶液的渗透压小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。(2)水分子的移动方向是双向移动，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水
7、分子数较多。(3)渗透平衡浓度相等。渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。(4)只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。,细胞吸水和失水状况分析,【典例】(2014全国课标理综，4)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C.a组细胞在蔗糖溶液
8、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,慧眼识图获取信息,答案D,【对点小练】,(2016四川广元段考)图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是(),A.从图甲可见250(mmolL1)NaCl溶液不影响人红细胞的代谢B.图乙中植物细胞体积的变化是先减小后增大C.图乙中A点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小D.人红细胞长时间处在300(mmolL1)NaCl溶液中可能死亡，图乙中的处理时
9、间内细胞一直有生物活性解析图甲中，250(mmolL1)NaCl溶液中红细胞体积与初始体积之比小于1，说明人红细胞失水皱缩了，会影响人红细胞的代谢，A错误；植物细胞由于细胞壁的存在，细胞体积几乎不变，B错误；图乙中，A点细胞失水量最大，细胞液浓度最大，此时细胞吸水能力最强，C错误。答案D,考点二物质跨膜运输的实例及方式（5年12考）,1.物质跨膜运输的其他实例,(1)实验结果,高于,低于,图中显示：不同植物(每种离子中黑白柱相比)，对同一种无机盐离子的吸收速率。同一种植物对的吸收也有差异(三条白柱高低不同，三条黑柱高低也不同)。(2)实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有。(3)微生物吸收无
10、机盐离子的特点不同微生物对无机盐离子的吸收有。不同微生物对各种无机盐离子的不同。,不同,不同种无机盐离子,选择性,选择性,需要量,2.物质跨膜运输的方式(连线),3.不同因素对物质跨膜运输的影响的曲线模型,影响物质跨膜运输的因素有多种，最常见的有：内部因素的种类、数量；外部因素物质的、影响呼吸作用强度的因素(如氧气浓度、等)物质浓度(在一定的范围内),载体,浓度,温度,自由扩散,主动运输,氧气浓度,协助扩散,载体,蛋白,无氧呼,吸,主动运输,依据模式图确认物质出入细胞的方式及影响因素,(1)填写以下有关物质运输方式及结构的名称:图2:；图3：；图4：；a：。图5：,自由扩散,协助扩散,主动运输
11、,载体蛋白,胞吞、胞吐,(2)写出图1图5中影响物质出入细胞的因素图中仅受“浓度差”制约的为加入蛋白酶处理会受影响的是加入呼吸酶抑制剂处理，会受影响的是(3)甘油分子跨膜运输遵循所示模式，红细胞吸收葡萄糖与 所示模式一致，多数离子跨膜方式应如所示方式。(4)神经递质的释放应符合所示模式，该模式(填“需”或“不需”)消耗能量，其运输机制与膜的有关。,图1、图2,图3、图4、图5,图4、图5,图2,图3,图4,图5,需,流动性,1.真题重组判断正误,(1)下图中15依次为：,物质跨膜运输、主动运输、被动运输、自由扩散、协助扩散(2016北京卷，1C)()(2)Na从红细胞外运入红细胞内的过程属于被
12、动运输(2016海南卷，19D)(),(3)小肠上皮细胞吸收溶质发生障碍时，可导致小肠吸水减少。(2015海南卷，16C)()(4)小肠黏膜中的一些细胞可通过被动运输将某种蛋白分泌到肠腔(2015海南卷，16D)()(5)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜(2014新课标，1C)()(6)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质元素离子的速率都相同(2013新课标，3A)(),以上内容着重考查了教材必修1 P7072物质跨膜运输的方式及实例，此属高考高频考点，备考时应侧重各类方式的比较与界定，尤其要关注题目曲线图解、关键词、表格数据等有效信息，学会用“顺藤摸瓜”法解决问题。,2.(教材
13、必修1P76“画概念图”改编)下列是物质出入细胞方式概念图。,(1)请你具体指出的内容。(2)上述运输方式中可逆浓度梯度运输的是_(3)同一物质进出不同细胞的方式是否一定相同？_。,提示(1)依次为分子大小、胞吐、胞吞、是否耗能、主动运输、是否需要载体、协助扩散。(2)上述运输方式中只有主动运输可逆浓度梯度运输。(3)不一定相同。如葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，而进入小肠上皮细胞则是主动运输。,物质出入细胞的方式、特点及实例,1.(2016全国课标卷，2)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是(),A.离子通过离子泵的跨膜运输属
14、于协助扩散B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率,解析离子泵通过消耗ATP进行离子的跨膜运输，属于主动运输，A错误；主动运输一般为逆浓度梯度进行，B错误；蛋白质变性剂会降低具有活性的载体数量，使离子泵跨膜运输离子的速率降低，D错误。答案C,2.(2016海南期末)下列关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质离子的叙述，正确的是(),A.吸收不同矿质离子的速率都相同B.低温不影响矿质离子的吸收速率C.主动运输矿质离子的过程只发生在活细胞中D.叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质离子解析不
15、同的植物细胞，细胞膜上吸收不同矿质离子的载体数量不同，故吸收不同矿质离子的速率也不同，A错误；矿质离子的吸收需要细胞呼吸提供能量，低温会影响细胞的呼吸作用，从而影响矿质离子的吸收速率，B错误；叶肉细胞吸收矿质离子的方式是主动运输，D错误。答案C,有关物质出入细胞方式的6个“不要漏掉”(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外，不要漏掉协助扩散。(2)消耗能量的运输方式除主动运输外，不要漏掉胞吞和胞吐。(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。(4)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外，不要漏掉浓度差。(5)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，不要漏掉载体蛋白的
16、合成场所核糖体。(6)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。,借助图解、模型等考查物质出入细胞的方式及影响因素,【典例】(2016江苏卷，6)如图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是(),A.载体逆浓度运输溶质分子B.载体具有ATP酶活性C.载体和转运方式不同D.载体转运溶质分子的速率比自由扩散快,慧眼识图获取信息,答案B,【对点小练】,1.(2017广东惠州调研)下图表示细胞膜的结构和物质进出细胞的方式，下列说法错误的是(),A.与图中曲线相符的过程是图中的过程dB.A物质决定着不同生物膜的功能差异C.在图中，e可以代表细胞分泌Na的过程D.甘油、氧
17、气进入细胞的方式是b解析图中曲线与浓度差没有关系显示该物质可以逆浓度梯度运输，应为主动运输，图中a、e均为主动运输，d为协助扩散。答案A,2.(2016陕西宝鸡一模)下图表示物质进入细胞的四种方式，有关说法错误的是(),A.温度只影响图中和过程的速率B.吞噬细胞通过过程吞噬病原体C.小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是D.生长素极性运输进入细胞的方式是,解析由图可知，为自由扩散，为协助扩散，为主动运输，为胞吞。温度影响膜的流动性，对均有影响，A错误。答案A,1.“三看法”快速判定物质出入细胞的方式,2.实验探究物质跨膜运输的方式,(1)探究是主动运输还是被动运输,(2)探究是自由扩散还是协助扩散,考点
18、三（实验）观察植物细胞的质壁分离和复原,1.实验原理,(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层。(2)具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。(3)引发质壁分离的两种原因,半透膜,细胞液,失水,质壁分离,2.实验步骤,紧贴细胞壁,0.3 g/mL的,蔗糖溶液,逐渐变小,变深,清水,逐渐变大,变浅,3.实验结论,【特别提醒】,(1)本实验存在两组对照实验,(2)本实验是教材中涉及“显微观察”实验中唯一的一个“只在低倍镜下”观察(不曾换“高倍镜”)的实验。(3)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁是全透性的且有水分子通过原生质层渗出来。,将若干生理状况基本相同，长度为3
19、cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于三种浓度的溶液(即0.3 g/mL蔗糖溶液，0.3 g/mLKNO3溶液及0.5 g/mL蔗糖溶液)(实验组)和清水(对照组)中，测量每组萝卜条的平均长度，结果如图。,请思考：(1)依据图示四条曲线变动趋势，推测ad依次为哪种溶液？(2)对照组中萝卜条长度增加较少的原因是什么？(3)b曲线在用清水处理前即由下降趋势转为上升趋势，原因是什么？与之相关的细胞器有哪些？,慧眼识图获取信息,1.(2014课标，4)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
20、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黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察，故B错误。答案B,2.将质壁分离的洋葱紫色外表皮细胞放入清水中，液泡体积的变化如图所示。下列叙述正确的是(),A.与A点相比，B点时细胞的液泡颜色变深B.与B点相比，C点时细胞的吸水速率大C.C点时细胞膨胀，液泡内没有水分子进出D.B点到C点过程中，细胞的吸水速率受细胞壁的影响,解析将质壁分离的洋葱紫色外表皮细胞放入清水中，随着时间的推移，液泡的体积逐渐变大直至保持相对稳定，说明细
21、胞在不断地吸水直至水分进出细胞达到动态平衡。与A点相比，B点时细胞已吸入的水量较多，液泡的颜色变浅，A错误；与B点相比，C点时细胞的体积不再增加，说明水分进出细胞达到动态平衡，细胞吸水速率小于B点时的，B、C错误。答案D,质壁分离和复原实验的拓展应用,(1)判断成熟植物细胞的死活,(2)测定细胞液浓度范围,(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度,(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液),易错防范清零,易错清零,易错点1误认为渗透平衡时“浓度相等”,点拨渗透平衡浓度相等，上图为一个典型的渗透装置，当S1溶液浓度S2,溶液浓度时，单位时间内由S2S1的水分子数多于S1S2的水分子数，总结果
22、：水由S2溶液流向S1溶液，故S1液面上升，然而当h停止上升，S1与S2达渗透平衡时，S1浓度仍大于S2浓度，如S1为蔗糖溶液，S2为清水时，即使达渗透平衡，被稀释后的S1中仍存在原有的蔗糖分子，其浓度绝不会与清水(S2)相等。,易错点2不清楚选择透过性膜与半透膜(或人工膜)的特别之处,点拨选择透过性膜与半透膜或人工膜,易错点3误认为同种物质跨膜方式应一致,点拨某物质进出细胞的方式并非固定一种。如葡萄糖进入红细胞是协助扩散，而葡萄糖通过小肠上皮细胞细胞膜的方式为主动运输，要视具体情况而定。再如静息电位形成时K外流与动作电位形成时Na内流均为协助扩散；但K、Na在其他细胞中跨膜运输一般为主动运输
23、，而即使是同一种物质，进出细胞的方式也不一定相同，如下图中Na、氨基酸进出肾小管上皮细胞方式均不相同。,纠错小练,1.(2016河北三市联考)在如图所示的装置中，A、B、C中均为一定浓度的蔗糖溶液，溶液之间均用半透膜隔开，一段时间后达到渗透平衡形成一定的高度差，如图所示，h1h2，在达到平衡后，A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为(),A.ABC B.ABCC.ACB D.无法确定解析在达到渗透平衡后，单位时间内，水分子通过半透膜从A到B及从B到A扩散的速率相等，由于影响水分子扩散速率的因素有两个，即溶液的浓度和水柱h1形成的静水压，故A中溶液浓度大于B中溶液浓度。同理可知，C中溶液浓度大于B
24、中溶液浓度，但由于水柱h2形成的静水压比水柱h1形成的静水压小，故可推知A中溶液浓度大于C中溶液浓度。因此，A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为ACB。答案C,2.(2014北京理综，3)比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如图。据此不能得出的推论是(),A.生物膜上存在着协助H2O通过的物质B.生物膜对K、Na、Cl的通透具有选择性C.离子以易化(协助)扩散方式通过人工膜D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率,解析因人工膜由双层磷脂组成，无蛋白质，所以离子不能以协助扩散方式通过人工膜，C错误。答案C,3.如图为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程和将葡萄糖运出细胞的过程示意图。其中、的个数代表分子(离子)的浓度。下列相关叙述错误的是(),A.葡萄糖通过主动运输的形式进入此细胞，需要消耗ATP，这与葡萄糖进入红细胞方式不同B.葡萄糖通过协助扩散的方式从此细胞中运出，不需要消耗ATPC.钠离子进入此细胞时不存在载体饱和现象D.载体和载体的组成单位相同，但结构有差异,解析由图可知，钠离子进入小肠上皮细胞时需要载体的协助，因此存在载体饱和现象。载体的本质是蛋白质，组成单位都是氨基酸，但载体具有特异性，不同载体的结构不同，运输的物质也有差异。答案C,
