第6講物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例與方式備戰(zhàn)2022年高考生物復(fù)

第6講物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例與方式考點(diǎn)一滲透作用與細(xì)胞的吸水和失水1．滲透作用1概念：指水分子（或其他溶劑分子）通過(guò)半透膜的擴(kuò)散過(guò)程。半透膜——某些物質(zhì)可以通過(guò)，而另一些物質(zhì)不能通過(guò)的多孔性薄膜。物質(zhì)能否通過(guò)取決于分子的大小，如常見(jiàn)的半透膜有動(dòng)物的膀胱膜、腸衣、雞蛋的蛋殼膜等。2發(fā)生滲透作用的條件：一是具有半透膜；二是半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。溶液濃度指物質(zhì)的量濃度。3常見(jiàn)滲透裝置圖①若S1濃度﹥S2濃度，則單位時(shí)間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于S1→S2，表現(xiàn)為S1液面上升；若S1溶液濃度＜S2，則情況相反，外觀上表現(xiàn)為S1液面下降。（一）溶質(zhì)分子不能通過(guò)半透膜②當(dāng)液面不再變動(dòng)時(shí)，若A、B存在的液面圖示差Δh，則S1濃度﹥S2濃度。因?yàn)檫_(dá)到滲透平衡后，Δh溶液產(chǎn)生的靜水壓S2滲透壓=S1滲透壓，此時(shí)仍有水的流動(dòng)，只是單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入的水=出來(lái)的水（二）溶質(zhì)分子能通過(guò)半透膜（如、NO3-）當(dāng)S1濃度〉S2濃度時(shí)，S1液面先，然后，最終半透膜兩側(cè)液面。上升下降齊平【高考警示】1滲透系統(tǒng)的溶液濃度指而非質(zhì)量濃度，實(shí)質(zhì)是指滲透壓，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的質(zhì)量濃度相等，但10%蔗糖溶液的滲透壓，故水可通過(guò)半透膜由向溶液移動(dòng)。2滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動(dòng)達(dá)到平衡狀態(tài)，既不可看作沒(méi)有水分子移動(dòng)，也不可看作兩側(cè)溶液濃度絕對(duì)相等。3只有活的、成熟的植物細(xì)胞才能發(fā)生滲透失水和吸水，從而發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原。物質(zhì)的量濃度小蔗糖葡萄糖4①水分子的移動(dòng)方向：移動(dòng)，但最終結(jié)果是單位體積內(nèi)水分子數(shù)的溶液流向單位體積內(nèi)水分子數(shù)的溶液。②在達(dá)到滲透平衡后，只要存在液面差Δh，則S1溶液的濃度仍S2溶液的濃度。③液柱不能持續(xù)上升，一方面是溶液濃度差的作用，另一方面是液體壓強(qiáng)的作用。兩方面的作用相反，二者達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，液面停止上升。雙向多（低濃度）少（高濃度）大于【例】現(xiàn)有體積相同、質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的蔗糖溶液和葡萄糖溶液。圖1表示這兩種物質(zhì)透過(guò)半透膜的情況，圖2表示滲透作用裝置圖，下列敘述合理的是DA．圖1體現(xiàn)了半透膜的選擇透過(guò)性B．圖甲中水柱a先上升后下降C．圖乙中水柱b先上升后不變D．平衡后水柱a的高度高于水柱b為先上升，后保持不變?nèi)斯ぶ瞥傻陌胪改?，如玻璃紙沒(méi)有生物活性，不具有選擇透過(guò)性水柱b先上升后下降1成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)全透性小細(xì)胞質(zhì)原生質(zhì)層半透膜大2．植物細(xì)胞的吸水和失水2植物細(xì)胞吸水和失水的原理和現(xiàn)象失分離吸分離復(fù)原水?dāng)U散的方向：低濃度溶液水多→高濃度溶液水少質(zhì)壁分離發(fā)生的原因：①外因：②內(nèi)因：外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮性2植物細(xì)胞吸水和失水的原理和現(xiàn)象注意：質(zhì)壁分離：質(zhì)指，壁指。只有成熟的植物細(xì)胞才發(fā)生質(zhì)壁分離，根尖分生區(qū)細(xì)胞及動(dòng)物細(xì)胞不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離。原生質(zhì)層細(xì)胞壁3．動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水1________相當(dāng)于半透膜；濃度差由外界溶液濃度與______的濃度來(lái)體現(xiàn)。2細(xì)胞吸水或失水的多少取決于細(xì)胞膜兩側(cè)溶液中水的相對(duì)含量的________。細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)差值思考：動(dòng)物細(xì)胞和未成熟的植物細(xì)胞是否能發(fā)生滲透作用吸水或失水？能，此時(shí)細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜半透膜:是一些物質(zhì)可以透過(guò)，另一些物質(zhì)不能透過(guò)的多孔性薄膜，物質(zhì)能否通過(guò)取決于分子的大小，如玻璃紙，雞卵的卵殼膜，膀胱膜等。根據(jù)半透膜是否具有生命現(xiàn)象可分為生物膜和非生物膜。選擇透過(guò)性膜:是具有生命的生物膜，它對(duì)物質(zhì)的通過(guò)既有半透膜的物理性質(zhì)，還有主動(dòng)的選擇性，如細(xì)胞膜。活性的生物膜才具有選擇透過(guò)性，細(xì)胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透過(guò)性喪失。選擇透過(guò)性膜相當(dāng)于半透膜，反之則不然幾組相近概念的比較1半透膜、選擇透過(guò)性膜的比較：由細(xì)胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)組成，不包括細(xì)胞核和液泡內(nèi)的細(xì)胞液。此結(jié)構(gòu)僅存在于成熟的植物細(xì)胞中。是一種特殊方式的擴(kuò)散，是指水或其他溶劑分子通過(guò)半透膜或選擇透過(guò)性膜進(jìn)行的擴(kuò)散。2擴(kuò)散作用和滲透作用3原生質(zhì)層、原生質(zhì)體的比較：根尖分生區(qū)細(xì)胞有原生質(zhì)層嗎？是細(xì)胞膜以內(nèi)所有生命物質(zhì)的總稱，包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核三部分。一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞就是一個(gè)原生質(zhì)體。植物細(xì)胞去除細(xì)胞壁后剩下的就是原生質(zhì)體。擴(kuò)散作用：滲透作用：指物質(zhì)從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域的運(yùn)動(dòng)。①原生質(zhì)層：②原生質(zhì)體：熱圖分析1——如圖表示正在進(jìn)行質(zhì)壁分離的紫色洋蔥細(xì)胞，請(qǐng)分析：（1）b的顏色和大小如何發(fā)生變化？（2）c處的濃度與細(xì)胞外的濃度（3）當(dāng)停止質(zhì)壁分離時(shí)，b與c的濃度？顏色逐漸加深；b逐漸變小。相等相等熱圖分析2——如圖甲、乙、丙分別是細(xì)胞在不同濃度溶液中水分子的跨膜運(yùn)輸示意圖箭頭大小代表水分子數(shù)的多少。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：1若將人的成熟紅細(xì)胞放入清水中，會(huì)出現(xiàn)如圖所示哪種現(xiàn)象？分析原因。2的蔗糖溶液中，會(huì)出現(xiàn)如圖所示哪種現(xiàn)象？達(dá)到平衡時(shí)，水分子進(jìn)出細(xì)胞的狀況是圖中哪一種？3若某葉肉細(xì)胞正處于圖甲所示狀態(tài)，一段時(shí)間內(nèi)細(xì)胞體積增大，最終會(huì)不會(huì)漲破？為什么？會(huì)出現(xiàn)如圖甲所示現(xiàn)象。將人的成熟紅細(xì)胞放入清水中，由于發(fā)生滲透作用，從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的水分子多于從細(xì)胞內(nèi)到細(xì)胞外的水分子，因此細(xì)胞吸水。的蔗糖溶液中，細(xì)胞外界溶液濃度較大，細(xì)胞失水，如圖丙所示；達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，水分子進(jìn)出細(xì)胞的速率相等，如圖乙所示。細(xì)胞不會(huì)漲破，因?yàn)橹参锛?xì)胞有細(xì)胞壁的保護(hù)?！纠?017·全國(guó)Ⅱ卷將某種植物的成熟細(xì)胞放入一定濃度的物質(zhì)A溶液中,發(fā)現(xiàn)其原生質(zhì)體即植物細(xì)胞中細(xì)胞壁以內(nèi)的部分的體積變化趨勢(shì)如圖所示。下列敘述正確的是A0～4h內(nèi)物質(zhì)A沒(méi)有通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)B0～1h內(nèi)細(xì)胞體積與原生質(zhì)體體積的變化量相等C2～3h內(nèi)物質(zhì)A溶液的滲透壓小于細(xì)胞液的滲透壓D0～1h內(nèi)液泡中液體的滲透壓大于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的滲透壓C【例】如圖表示一中間隔以半透膜只允許水分子通過(guò)的水槽，兩側(cè)分別加入等物質(zhì)的量濃度的葡萄糖溶液和麥芽糖溶液。然后在半透膜兩側(cè)加入等質(zhì)量的麥芽糖酶，在加入麥芽糖酶前后M、N兩側(cè)液面的變化是側(cè)液面上升，加酶后N側(cè)液面上升并高于M側(cè)液面?zhèn)纫好嫔仙用负驨側(cè)液面上升并等于M側(cè)液面、N兩側(cè)液面不變、N兩側(cè)液面不變，加酶后N側(cè)液面上升并高于M側(cè)液面D考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)：觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原1實(shí)驗(yàn)原理(1)成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層

。(2)_________具有一定的濃度，能滲透吸水和失水。(3)原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性

。半透膜細(xì)胞液大2實(shí)驗(yàn)材料考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)：觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原①一般不選擇細(xì)菌，它能發(fā)生質(zhì)壁分離，但現(xiàn)象不明顯。②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。③必須選擇有大液泡的植物細(xì)胞最好有顏色，便于在顯微鏡下觀察現(xiàn)象。新鮮紫色洋蔥鱗片葉外表皮是進(jìn)行此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的較理想材料。紫色緊貼分離變大質(zhì)壁分離的觀測(cè)指標(biāo)質(zhì)壁分離復(fù)原的觀測(cè)指標(biāo)細(xì)胞大小:基本不變3．實(shí)驗(yàn)步驟1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。2本實(shí)驗(yàn)所用的方法為引流法，實(shí)驗(yàn)用低倍顯微鏡觀察了三次，第一次與第二次形成對(duì)照，第三次與第二次形成對(duì)照，該對(duì)照方法為。4質(zhì)壁分離時(shí)，在細(xì)胞壁和細(xì)胞膜之間充滿的是，因?yàn)榧?xì)胞壁是全透性的。自身對(duì)照

濃度降低了的外界溶液此時(shí)細(xì)胞的吸水能力是增強(qiáng)還是降低？增強(qiáng)本實(shí)驗(yàn)選用03g/mL的蔗糖溶液作試劑，若濃度過(guò)高或過(guò)低對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響？的蔗糖溶液作試劑，既明顯出現(xiàn)質(zhì)壁分離，又不會(huì)殺死細(xì)胞。若濃度過(guò)高，質(zhì)壁分離速度快，細(xì)胞會(huì)因失水過(guò)多而死亡，不能再進(jìn)行質(zhì)壁分離復(fù)原；若濃度過(guò)低，不能引起質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離速度太慢。能否將蔗糖溶液換為NO3溶液？使用適宜質(zhì)量濃度的NO3溶液（溶質(zhì)可穿膜），因?yàn)椋蚇O3—可被細(xì)胞吸收，使細(xì)胞液濃度增大，所以細(xì)胞先發(fā)生質(zhì)壁分離后又自動(dòng)復(fù)原。尿素、甘油、乙二醇等現(xiàn)象同上換為醋酸溶液呢？使用質(zhì)量濃度為1mol·L－1的醋酸溶液，則不發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。因?yàn)榇姿崮?，使原生質(zhì)層失去選擇透過(guò)性。殺死細(xì)胞重難點(diǎn)分析1——細(xì)胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象的判定1從細(xì)胞角度分析①死細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞如根尖分生區(qū)細(xì)胞不發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象。②具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象。重難點(diǎn)分析1——細(xì)胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象的判定2從溶液角度分析①在一定濃度溶質(zhì)不能透過(guò)膜的溶液中只會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，不能發(fā)生質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象只有用清水或低滲溶液處理，方可復(fù)原。②在一定濃度溶質(zhì)可透過(guò)膜的溶液如NO3、甘油等中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象。③在過(guò)高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，因過(guò)度失水而不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。重難點(diǎn)分析2——質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用1判斷成熟植物細(xì)胞的死活2測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍重難點(diǎn)分析2——質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用3比較不同成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度重難點(diǎn)分析2——質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用重難點(diǎn)分析2——質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用4鑒別不同種類的溶液如NO3溶液和蔗糖溶液【例】2014·全國(guó)Ⅰ卷下列關(guān)于植物細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的敘述,錯(cuò)誤的是A與白色花瓣相比,采用紅色花瓣有利于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察B用黑藻葉片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),葉綠體的存在會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察C用紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位觀察到的質(zhì)壁分離程度可能不同D紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的液泡中有色素,有利于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察B【例】引起50%左右細(xì)胞發(fā)生初始質(zhì)壁分離的濃度,稱為細(xì)胞液的等滲濃度。某生物興趣小組將剪成均等小塊的洋蔥表皮分別放入等量下面各組溶液中,并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A蔗糖溶液濃度小于03mol/L時(shí),洋蔥表皮細(xì)胞不發(fā)生滲透作用B該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明洋蔥表皮細(xì)胞存在不同濃度的細(xì)胞液C該洋蔥表皮細(xì)胞細(xì)胞液的等滲濃度范圍為05～06mol/LD為了更精確地測(cè)定洋蔥表皮細(xì)胞細(xì)胞液的等滲濃度,可以設(shè)置更小蔗糖溶液的濃度梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)AD【變式題】洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度很高，但卻不是紫色的。取洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞制成臨時(shí)裝片，從蓋玻片一邊滴入添加了紅墨水的質(zhì)量濃度為03g/mL的蔗糖溶液，另一側(cè)用吸水紙吸引，重復(fù)幾次后進(jìn)行觀察。觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析正確的是A．細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，紅色部分為液泡的細(xì)胞液B．細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，白色部分為原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間的外界溶液C．視野中紅色部分逐漸縮小，顏色逐漸加深D．視野中白色部分逐漸縮小，濃度逐漸升高考點(diǎn)三物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞郊坝绊懸蛩?．物質(zhì)跨膜方式圖解物質(zhì)出入細(xì)胞的方式運(yùn)輸方向是否需要載體是否消耗能量2．物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式——膜的選擇透過(guò)性順逆運(yùn)輸動(dòng)力來(lái)源于濃度差不需要消耗在細(xì)胞的生命活動(dòng)過(guò)程中，主動(dòng)運(yùn)輸使細(xì)胞能主動(dòng)地從外界吸收被選擇的物質(zhì)，供生命活動(dòng)利用。同樣，細(xì)胞也能利用主動(dòng)運(yùn)輸把新陳代謝產(chǎn)物排出細(xì)胞外。被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散高濃度→低濃度一般為低濃度→高濃度需要需要不消耗不消耗物質(zhì)出入細(xì)胞的方式被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散圖例實(shí)例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入細(xì)胞紅細(xì)胞吸收葡萄糖小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽等葡萄糖進(jìn)入其他細(xì)胞或紅細(xì)胞吸收其他離子的方式是主動(dòng)運(yùn)輸3跨膜運(yùn)輸——膜的流動(dòng)性胞吞、胞吐大分子流動(dòng)性小泡消耗能量屬于跨膜運(yùn)輸，但沒(méi)有真正地穿過(guò)生物膜。結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：。神經(jīng)遞質(zhì)一般為小分子物質(zhì)細(xì)胞膜的流動(dòng)性【例】右圖為一種溶質(zhì)分子跨膜運(yùn)輸?shù)氖疽鈭D。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A載體①逆濃度運(yùn)輸溶質(zhì)分子B載體②具有ATP酶活性C載體①和②轉(zhuǎn)運(yùn)方式不同D載體②轉(zhuǎn)運(yùn)溶質(zhì)分子的速率比自由擴(kuò)散快B協(xié)助擴(kuò)散有載體協(xié)助，自由擴(kuò)散沒(méi)有，前者快，D正確?！纠}】下圖表示細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式，下列說(shuō)法不正確的是A．在圖①a～e過(guò)程中，可代表細(xì)胞分泌Na＋過(guò)程的是eB．在圖①所示的結(jié)構(gòu)中，主要由A物質(zhì)決定著不同生物膜的功能差異C．與圖②中曲線Ⅰ相符的過(guò)程是圖①中的過(guò)程a或eD．在圖①所示的結(jié)構(gòu)中，A和B物質(zhì)大都不是靜止的C4影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩?物質(zhì)濃度在一定的濃度范圍內(nèi)2氧氣濃度3溫度：可影響 和 ，因而會(huì)影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾?。生物膜的流?dòng)性酶的活性改為ATP哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞易錯(cuò)提醒——物質(zhì)出入細(xì)胞方式6個(gè)“不要漏掉”1需要載體蛋白協(xié)助的運(yùn)輸方式除主動(dòng)運(yùn)輸外，不要漏掉協(xié)助擴(kuò)散。2消耗能量的運(yùn)輸方式除主動(dòng)運(yùn)輸外，不要漏掉胞吞和胞吐。3從高濃度到低濃度的運(yùn)輸方式除自由擴(kuò)散外，不要漏掉協(xié)助擴(kuò)散。4影響協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸速率的因素除載體蛋白數(shù)量外，不要漏掉濃度差。5與主動(dòng)運(yùn)輸有關(guān)的細(xì)胞器除供能的線粒體外，不要漏掉載體蛋白的合成場(chǎng)所——核糖體