第7讲物质跨膜运输的实例和方式讲练结合Word文档下载推荐.docx
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②当外界溶液的浓度>
细胞质的浓度,细胞失水皱缩。
③当外界溶液的浓度=细胞质的浓度,细胞形态正常。
3.植物细胞的吸水和失水
原理和现象:
①外界溶液浓度>
细胞液浓度时,细胞失水,发生质壁分离现象。
②外界溶液浓度<
细胞液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原现象。
4.观察植物细胞的质壁分离及复原
(1)实验材料:
紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞。
(2)实验原理
①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
②原生质层比细胞壁伸缩性大。
③细胞液具有一定的浓度,能渗透吸水和失水。
(3)实验步骤
(4)实验结论
二、物质跨膜运输的其他实例
1.水稻和番茄吸收不同离子的特点
(1)同种生物细胞对不同物质的吸收具有选择性,与其含有离子载体的种类和数量有关。
(2)不同种生物细胞对同种物质吸收具有差异性。
2.生物膜的功能特性
(1)细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,水分子、一些离子和小分子可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
(2)生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。
三、物质跨膜运输的方式
1.物质出入细胞的方式
2.影响物质跨膜运输因素的分析
(1)浓度差对物质跨膜运输的影响
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。
自由扩散中,浓度差越大,运输速率越快;
协助扩散中,浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加,原因是受载体蛋白数量的限制。
主动运输中,浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加,原因是受载体蛋白的数量或能量的限制。
(2)氧气含量对跨膜运输的影响
通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。
①P点时,无氧呼吸释放的能量为离子的吸收提供能量。
②PQ段:
随着氧气含量的增加,有氧呼吸产生的能量越多,主动运输的速率也越大。
③Q点以后:
当氧气含量达到一定程度后,受载体蛋白数量以及其他的限制因素影响运输速率不再增加。
(3)温度
◆ 深入思考
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.为什么选用紫色洋葱鳞片叶的外表皮?
用内表皮可以吗?
有根尖分生区细胞能否作为该实验材料?
提示 外表皮易剥离,有大液泡,细胞液呈紫色,便于观察。
用内表皮也可以,由于内表皮细胞液无色,需要用有色的外界溶液做实验。
分生区细胞不可以,无液泡,不能发生质壁分离。
◆ 自查诊断
1.植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。
( )
答案 ×
2.无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的。
3.主动运输使膜内外物质浓度趋于一致,维持了细胞的正常代谢。
4.同一种物质进出不同细胞时,运输方式可能不同。
答案 √
5.将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中,不能发生渗透作用。
板块二 考点·
题型突破
考点1
物质跨膜运输的实例
[2017·
全国卷Ⅱ]将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.0~4h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内
B.0~1h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等
C.2~3h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压
D.0~1h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压
[解析] 0~4h内,开始一段时间内,原生质体的相对体积逐渐减小,说明细胞液浓度小于物质A溶液的浓度,当原生质体相对体积达到最小后又逐渐增大,说明部分物质A通过细胞膜进入细胞内,使细胞液浓度增大,从而使细胞吸水,表现为原生质体相对体积逐渐增大,A错误;
因细胞壁的伸缩性较小,而原生质体的伸缩性较大,故0~1h内细胞体积的变化量小于原生质体体积的变化量,B错误;
据图可知,2~3h内,原生质体的相对体积增大,表明细胞吸水,此时物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压,C正确;
0~1h内,原生质体的相对体积减小,表明细胞失水,此时液泡中液体(细胞液)的渗透压小于细胞质基质的渗透压,细胞质基质的渗透压又小于物质A溶液的渗透压,D错误。
[答案] C
题型一 渗透作用的原理
1.如图所示,容器甲中含0.02mol·
L-1蔗糖,0.03mol·
L-1尿素;
容器乙中含0.01mol·
L-1蔗糖,0.05mol·
L-1尿素。
甲、乙间隔一层半透膜。
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,甲高于乙B.乙高于甲,不能确定
C.乙高于甲,甲高于乙D.一样高,不能确定
答案 C
解析 第一种情况:
半透膜只允许水分子通过,则甲溶液中总的物质的量浓度为0.05mol·
L-1,乙溶液中总的物质的量浓度为0.06mol·
L-1,乙溶液的渗透压高于甲的,故最终乙液面高于甲。
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,但是甲溶液中的蔗糖浓度大于乙的,故最终甲液面高于乙。
2.[2017·
郑州一中调研]如图所示,U形管中间被一种能允许水分子通过而单糖、二糖不能透过的半透膜隔开,现在两侧分别加入0.1mol/L的蔗糖溶液和麦芽糖溶液,一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的?
若向U形管左侧加入某种微量物质(不影响溶质浓度),左侧液面高度上升,那么加入的这种微量物质最可能是( )
A.右侧液面高度下降;
胰岛素
B.右侧液面高度下降;
衣藻
C.两侧液面高度不变;
蔗糖酶
D.两侧液面高度不变;
蒸馏水
解析 半透膜两侧的溶液物质的量浓度相等,因此两侧液面高度不变;
若向U形管左侧加入的物质是蔗糖酶,则左侧的每个蔗糖分子会被分解成1分子果糖和1分子葡萄糖,溶液浓度增加,左侧液面上升。
技法提升
1.渗透装置中溶液中水分子渗透方向与溶液浓度的判断
2.有关渗透作用的几个易错点
(1)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分子数较多。
(2)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。
(3)只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。
题型二 与渗透有关的实验分析
3.[2017·
大庆模拟]如图为模拟实验中平衡时的渗透装置,已知半透膜不能透过蔗糖和单糖,漏斗的液面高度差为h,在此基础上继续进行系列实验,下列的分析与结果叙述正确的是( )
A.吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,平衡时漏斗中的水分子数等于吸出前
B.若向烧杯中加入适量清水,平衡时半透膜内外的渗透压相同
C.若向漏斗中滴入微量的蔗糖酶溶液,平衡时液面差h将减小
D.若向漏斗中适量滴入清水,平衡时液面差h将减小
答案 D
解析 吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,会使蔗糖溶液浓度减小,经过一段时间后半透膜两侧会重新形成高度差,达到两侧压强相等,漏斗中溶液体积减小,水分子数不同,A错误;
烧杯内是清水,漏斗内是蔗糖溶液,平衡时半透膜两侧压强相等,渗透压不等,B错误;
漏斗中滴入微量的蔗糖酶溶液,蔗糖水解成单糖,溶液的浓度增大,平衡时液面差h将增大,C错误;
向漏斗中适量滴入清水,溶液的浓度减小,平衡时液面差h将减小,D正确。
4.[2017·
赣州模拟]某同学进行如下图所示的实验,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)请设计出继续实验的简要步骤:
①________________________________________________________________________________________________________________________________________;
②_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)预测实验现象并做出结论:
_________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案
(1)①向a、b两管中分别加入等量蔗糖酶溶液,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,50~65℃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
题型三 细胞的吸水与失水
5.[2017·
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250mmol·
L-1NaCl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300mmol·
L-1NaCl溶液中可能死亡,图乙中的处理时间内细胞一直有生物活性
解析 图甲中,250mmol·
L-1NaCl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;
300mmol·
L-1NaCl中,细胞失水皱缩,会影响其正常生命活动,时间过长可能会致其死亡,图乙中细胞一直进行正常的吸水和失水活动,说明其有活性,D正确。
6.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组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所
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- 物质 运输 实例 方式 结合