第第1节物质跨膜运输的实例节物质跨膜运输的实例 高频考点突破高频考点突破实验专题探究实验专题探究第第1节节物物质质跨跨膜膜运运输输的的实实例例基础自主梳理基础自主梳理命题视角剖析命题视角剖析即时达标训练即时达标训练基基础自主梳理自主梳理一、动物细胞的吸水和失水一、动物细胞的吸水和失水1外界溶液浓度外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞吸细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。水膨胀。2外界溶液浓度外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞失细胞质浓度时，细胞失水皱缩。水皱缩。3外界溶液浓度等于细胞质浓度时，水分进出外界溶液浓度等于细胞质浓度时，水分进出细胞处于细胞处于_。小于小于大于大于动态平衡动态平衡二、植物细胞的吸水和失水二、植物细胞的吸水和失水1结构结构(1)细胞壁：全透性。细胞壁：全透性。(2)原生质层：原生质层：_、细胞质、细胞质、_，具有选，具有选择透过性、相当于半透膜。择透过性、相当于半透膜。2条件：成熟植物细胞中央具有条件：成熟植物细胞中央具有_。3验证验证(1)当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过通过_作用失水，植物细胞就发生作用失水，植物细胞就发生_现现象。象。(2)将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度时细胞液的浓度_外界清水，植物细胞就吸水，外界清水，植物细胞就吸水，发生发生_现象。现象。细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜大液泡大液泡渗透渗透质壁分离质壁分离高于高于质壁分离复原质壁分离复原思考感悟思考感悟1只要是活细胞就一定会发生质壁分离吗？只要是活细胞就一定会发生质壁分离吗？【提示提示】不一定。只有成熟的植物细胞，不一定。只有成熟的植物细胞，才会发生。才会发生。三、物质跨膜运输的其他实例三、物质跨膜运输的其他实例1水稻吸收水稻吸收_多，吸收多，吸收Ca2、Mg2较少，较少，而番茄吸收而番茄吸收_较多，吸收较多，吸收_较少。较少。2不同生物对不同不同生物对不同_的吸收表现出很大的的吸收表现出很大的差异。差异。3人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘的含量明显_血液。血液。思考感悟思考感悟Ca2、Mg2SiO矿物质矿物质高于高于【提示提示】多多高高频考点突破考点突破考点一考点一渗透系统渗透系统1基本条件基本条件(1)具有半透膜。具有半透膜。(2)半透膜两侧的溶液存在浓度差。半透膜两侧的溶液存在浓度差。2系统的水分流动方向系统的水分流动方向对于被半透膜隔开的两个溶液体系对于被半透膜隔开的两个溶液体系S1和和S2，如图，如图所示：所示：(1)当当S1浓度浓度S2浓度时，水分子由浓度时，水分子由S2S1的分子的分子数多于由数多于由S1S2的分子数。的分子数。(2)当当S1浓度浓度N若漏斗内液面不变，则若漏斗内液面不变，则MN若漏斗内液面下降，则若漏斗内液面下降，则MN(2)验证渗透作用发生的条件验证渗透作用发生的条件具有半透膜：具有半透膜：具有浓度差：具有浓度差：(3)探究物质能否通过半透膜探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例以碘和淀粉为例)烧杯内盛烧杯内盛淀粉溶液淀粉溶液漏斗内漏斗内盛碘液盛碘液结论结论变蓝变蓝不变蓝不变蓝碘能通过半透膜，而淀粉碘能通过半透膜，而淀粉不能不能不变蓝不变蓝变蓝变蓝淀粉能通过半透膜，而碘淀粉能通过半透膜，而碘不能不能变蓝变蓝变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透膜淀粉和碘都能通过半透膜不变蓝不变蓝不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半透淀粉和碘都不能通过半透膜膜即时应用即时应用(随学随练，轻松夺冠随学随练，轻松夺冠)1(2010年高考上海综合能力测试年高考上海综合能力测试)某同学拟某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他采用如图他采用如图1所示的装置所示的装置(示意图示意图)，对收集到，对收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行试验，得到的四种材料甲、乙、丙和丁进行试验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如图如图2)。据图分析，该同学应选择的膜材料。据图分析，该同学应选择的膜材料是是()A甲甲B乙乙C丙丙D丁丁解析：解析：选选A。渗透装置中半透膜的选择应遵。渗透装置中半透膜的选择应遵循：糖分子不能通过半透膜，水分子可以自循：糖分子不能通过半透膜，水分子可以自由通过。分析题中图由通过。分析题中图2可知：乙、丙、丁种可知：乙、丙、丁种材料均不符合渗透装置中半透膜的要求。材料均不符合渗透装置中半透膜的要求。考点二考点二物质跨膜运输的选择性实例及其机制物质跨膜运输的选择性实例及其机制1物质跨膜运输的选择性实例物质跨膜运输的选择性实例2物质跨膜运输具选择性的机制物质跨膜运输具选择性的机制(1)直接原因：不同细胞的细胞膜上载体蛋直接原因：不同细胞的细胞膜上载体蛋白的种类与数量不同。白的种类与数量不同。(2)根本原因：控制膜载体蛋白形成的基因根本原因：控制膜载体蛋白形成的基因(DNA分子分子)特异性所决定。特异性所决定。【名师点睛名师点睛】在植株培养过程中，若水在植株培养过程中，若水分和其他物质吸收相对较多，而某些离子分和其他物质吸收相对较多，而某些离子吸收量相对较少，则会导致培养液中该离吸收量相对较少，则会导致培养液中该离子浓度高于初始浓度。子浓度高于初始浓度。即时应用即时应用(随学随练，轻松夺冠随学随练，轻松夺冠)2(2011年厦门高三质量检查年厦门高三质量检查)将番茄和水稻分将番茄和水稻分别培养在含别培养在含Ca2、Mg2、Si4的培养液中。一的培养液中。一段时间后，测定培养液中段时间后，测定培养液中3种离子的浓度，结果种离子的浓度，结果如下图所示。该实验的结果不能说明如下图所示。该实验的结果不能说明()A不同植物对同种离子的吸收量是不同的不同植物对同种离子的吸收量是不同的B同一种植物对不同离子的吸收量是不同的同一种植物对不同离子的吸收量是不同的C与番茄相比，水稻对与番茄相比，水稻对Si4需要量大，对需要量大，对Ca2需要量小需要量小D植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度呈正相关浓度呈正相关解析：解析：选选D。图中的关键信息是初始浓度，一定。图中的关键信息是初始浓度，一定要看清楚，纵坐标的浓度是与初始浓度比较获要看清楚，纵坐标的浓度是与初始浓度比较获得的，各种离子的吸收靠的都是主动运输，其得的，各种离子的吸收靠的都是主动运输，其吸收速率与溶液中离子的浓度不成正相关。吸收速率与溶液中离子的浓度不成正相关。实验专题探究探究植物细胞的吸水和失水的植物细胞的吸水和失水的实验探究及应用实验探究及应用1实验原理实验原理成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，能够渗透失水膜，细胞液具有一定的浓度，能够渗透失水和吸水。和吸水。2实验流程实验流程3质壁分离的原因分析质壁分离的原因分析4实验结论实验结论成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，失水，当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。细胞吸水。实战演练实战演练(专项提能，小试牛刀专项提能，小试牛刀)下图所示洋葱表皮细胞在不同溶液中，细胞吸下图所示洋葱表皮细胞在不同溶液中，细胞吸水力和原生质相对体积水力和原生质相对体积(正常状态为正常状态为1.0)的相互的相互关系图解，据图回答问题。关系图解，据图回答问题。(注：试题中涉及注：试题中涉及到要用的试剂应从所给的试剂中选择到要用的试剂应从所给的试剂中选择)材料和用具：紫色洋葱、显微镜、载玻片、盖材料和用具：紫色洋葱、显微镜、载玻片、盖玻片、吸水纸、滴管等；玻片、吸水纸、滴管等；供选择试剂：清水、质量浓度为供选择试剂：清水、质量浓度为0.1g/mL的的KNO3溶液、质量浓度为溶液、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、的蔗糖溶液、质量浓度为质量浓度为0.5g/mL的蔗糖溶液。的蔗糖溶液。(1)由由BC的过程中，细胞应处于哪种试剂中的过程中，细胞应处于哪种试剂中？_，细胞液的浓度变化是，细胞液的浓度变化是_。(2)若若BA过程发生后可自动发生过程发生后可自动发生AB过程，应怎过程，应怎样完成实验操作？样完成实验操作？第一步：将一小块紫色洋葱表皮平展在载玻片中央第一步：将一小块紫色洋葱表皮平展在载玻片中央的清水中，盖上盖玻片，在显微镜下观察，可看到的清水中，盖上盖玻片，在显微镜下观察，可看到原生质层紧紧地贴着细胞壁。原生质层紧紧地贴着细胞壁。第二步：在盖玻片一侧滴入质量浓度为第二步：在盖玻片一侧滴入质量浓度为_的的溶液，另一侧用吸水纸吸引，这样重复几次，使溶液，另一侧用吸水纸吸引，这样重复几次，使_溶液中，用显微镜观察。溶液中，用显微镜观察。说明选择该试剂的理由是：说明选择该试剂的理由是：_会通过会通过_进入细进入细胞内，使细胞液浓度逐渐胞内，使细胞液浓度逐渐_后，外界的后，外界的_会自动进入细胞内，会自动进入细胞内，_会自动复原。会自动复原。(3)若选择一种试剂在完成若选择一种试剂在完成BA过程后，无论再过程后，无论再用哪种试剂，用哪种试剂，AB过程都不能发生，则所选择过程都不能发生，则所选择的试剂是：的试剂是：_，原因是：，原因是：_。答案：答案：(1)清水逐渐变小清水逐渐变小(2)0.1g/mL洋葱表皮浸入到洋葱表皮浸入到KNO3K和和NO主动运输升高水质壁分离主动运输升高水质壁分离(3)0.5g/mL的蔗糖溶液该溶液浓度过高，在该的蔗糖溶液该溶液浓度过高，在该溶液内细胞过度失水死亡，质壁分离不能复原溶液内细胞过度失水死亡，质壁分离不能复原命命题视角剖析角剖析视角视角 1 1紧扣教材重点紧扣教材重点物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例(2011年南通高三第一次模拟年南通高三第一次模拟)用完全相用完全相同的培养液，在相同条件下分别培养水稻和番同的培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者吸水速率几乎相同的情况下，茄幼苗。在二者吸水速率几乎相同的情况下，72小时后培养液中部分离子浓度发生了如下表小时后培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化的变化(表中数据为表中数据为72小时后溶液中部分离子小时后溶液中部分离子浓度占开始时的百分比浓度占开始时的百分比)。分析下表不能得出。分析下表不能得出的结论是的结论是()例例例例1 1离子离子品种品种KMg2Ca2SiO水稻水稻17.00 105.00 117.0019.50番茄番茄19.1086.0059.60118.00【尝试解答尝试解答】_D_互动探究互动探究(1)水稻和番茄根细胞吸收水稻和番茄根细胞吸收K、Mg2等无机盐的动力来自哪一生理过程？等无机盐的动力来自哪一生理过程？(2)作物栽培时，不同作物及同一作物的不同发作物栽培时，不同作物及同一作物的不同发育期对无机盐离子的需求是不同的，因此应如何育期对无机盐离子的需求是不同的，因此应如何处理？处理？【提示提示】(1)细胞呼吸细胞呼吸(2)合理施肥合理施肥视角视角 2 2洞察高考热点洞察高考热点判断细胞是否发生质壁分离及复原判断细胞是否发生质壁分离及复原(1)从细胞角度分析从细胞角度分析具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。壁分离现象。死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。生质壁分离现象。(2)从溶液角度分析从溶液角度分析在溶质可穿膜的溶液中细胞会发生先质壁分在溶质可穿膜的溶液中细胞会发生先质壁分离后自动复原现象。离后自动复原现象。在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。分离现象，不能自动复原。在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡不再复原。但会因过度失水而死亡不再复原。例例例例2 2(2010年高考上海卷年高考上海卷)右图为显微镜右图为显微镜下某植物细胞在下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图。蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是下列叙述中错误的是()A若将细胞置于清水中，若将细胞置于清水中，A仍保持不变仍保持不变B若该细胞处于若该细胞处于40%蔗糖溶液中，蔗糖溶液中，B/A值值将变小将变小CB/A值能表示细胞失水的程度值能表示细胞失水的程度DA、B分别表示细胞和液泡的长度分别表示细胞和液泡的长度【尝试解答尝试解答】_D_【解析解析】植物细胞在植物细胞在30%的蔗糖溶液中已经发生的蔗糖溶液中已经发生质壁分离，用质壁分离，用B表示原生质体的长度，表示原生质体的长度，A表示细胞表示细胞(壁壁)长度，质壁分离过程中，原生质体逐渐变小，细胞长度，质壁分离过程中，原生质体逐渐变小，细胞壁伸缩有限，壁伸缩有限，A长度基本不变，长度基本不变，B/A值体现质壁分离值体现质壁分离程度；将其放入清水中将发生质壁分离复原，但细程度；将其放入清水中将发生质壁分离复原，但细胞壁长度胞壁长度A基本不变；若放入基本不变；若放入40%的蔗糖溶液中，质的蔗糖溶液中，质壁分离更加明显，壁分离更加明显，B/A值变小。值变小。变式训练变式训练(2011年苏北第一次考试年苏北第一次考试)某同学在做某同学在做植物细胞质壁分离实验时，观察到紫色洋葱表植物细胞质壁分离实验时，观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小，这说明皮细胞的中央液泡逐渐缩小，这说明()A洋葱表皮细胞是活细胞洋葱表皮细胞是活细胞B细胞液的溶质透出细胞细胞液的溶质透出细胞C蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D细胞壁收缩导致中央液泡失水细胞壁收缩导致中央液泡失水解析：解析：选选A。植物细胞质壁分离实验中，由于蔗糖。植物细胞质壁分离实验中，由于蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，又因为原生溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，又因为原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，所以可观察到质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，所以可观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小。细胞膜和紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小。细胞膜和液泡膜是选择透过性膜，细胞液的溶质不能透出细液泡膜是选择透过性膜，细胞液的溶质不能透出细胞。如果洋葱表皮细胞失活，原生质层失去选择透胞。如果洋葱表皮细胞失活，原生质层失去选择透过性，细胞不能质壁分离。所以选过性，细胞不能质壁分离。所以选A。视角视角 3 3突破易错疑点突破易错疑点对相近易混淆概念理解辨析模糊对相近易混淆概念理解辨析模糊(1)扩散作用和渗透作用的关系扩散作用和渗透作用的关系物质从高浓度区域向低浓度区域的运动称为扩物质从高浓度区域向低浓度区域的运动称为扩散作用。渗透作用是一种特殊方式的扩散，它散作用。渗透作用是一种特殊方式的扩散，它是指水或其他溶剂分子通过半透膜是指水或其他溶剂分子通过半透膜(或选择透过或选择透过性膜性膜)进行的扩散。进行的扩散。(2)半透膜、选择透过性膜半透膜、选择透过性膜区别区别a半透膜可以是生物性的选择透过性膜，也可以半透膜可以是生物性的选择透过性膜，也可以是无生命的物理性膜，即指某些物质可以透过而是无生命的物理性膜，即指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。过取决于分子的大小。b选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。共性共性都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。过。自我挑战自我挑战1.下列现象属于渗透作用的是下列现象属于渗透作用的是()水分子通过植物细胞的细胞壁水分子通过植物细胞的细胞壁水分子或水分子或其他溶剂分子通过细胞膜其他溶剂分子通过细胞膜蔗糖分子通过细蔗糖分子通过细胞壁胞壁水分子或其他溶剂分子通过液泡膜水分子或其他溶剂分子通过液泡膜水分子或其他溶剂分子通过原生质层水分子或其他溶剂分子通过原生质层ABCD【尝试解答尝试解答】_C_2关于选择透过性膜与半透膜的关系，正确的说关于选择透过性膜与半透膜的关系，正确的说法是法是()具有半透性必然具有选择透过性具有半透性必然具有选择透过性具有选择具有选择透过性必然具有半透性透过性必然具有半透性活的生物膜才具有选活的生物膜才具有选择透过性择透过性只有活的生物膜才具有半透性只有活的生物膜才具有半透性ABCD【尝试解答尝试解答】_C_