第第7讲物质跨膜运输的实例物质跨膜运讲物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的方式输的方式第二单元细胞的结构和物质运输第二单元细胞的结构和物质运输考考纲纲点点击击 1.物物质质出出入入细细胞胞的的方方式式()2.实实验验：(1)通通过过模模拟实验探究膜的透性拟实验探究膜的透性(2)观察植物细胞的质壁分离和复原观察植物细胞的质壁分离和复原第二单元细胞的结构和物质运输第二单元细胞的结构和物质运输一、细胞的吸水和失水一、细胞的吸水和失水1渗透作用发生的条件渗透作用发生的条件具有具有_；_两侧的溶液具有浓度差。两侧的溶液具有浓度差。2动物细胞动物细胞(1)外界溶液浓度外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；(2)外界溶液浓度外界溶液浓度_细胞质浓度时，细胞失水皱缩；细胞质浓度时，细胞失水皱缩；(3)外界溶液浓度外界溶液浓度_细胞质浓度时，水分进出平衡，细细胞质浓度时，水分进出平衡，细胞形态不变。胞形态不变。半透膜半透膜半透膜半透膜3植物细胞植物细胞细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜大液泡大液泡 细胞吸水时，水分子跨膜运输的状态如何？细胞吸水时，水分子跨膜运输的状态如何？_质壁分离质壁分离质壁分离复原质壁分离复原水分子在细胞膜上总是双向运动的。只不过在细胞吸水分子在细胞膜上总是双向运动的。只不过在细胞吸水时，由外向内扩散的水分子总数多于由内向外扩散水时，由外向内扩散的水分子总数多于由内向外扩散的水分子总数。的水分子总数。二、物质跨膜运输的实例二、物质跨膜运输的实例1不同物质的跨膜运输特点不同物质的跨膜运输特点(1)水分子：水分子：_ (高高低低)；(2)离子和小分子：依据细胞生命活动需要进行离子和小分子：依据细胞生命活动需要进行_。顺相对含量梯度顺相对含量梯度选择吸收选择吸收2水稻和番茄吸收不同离子的特点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同种生物细胞对不同物质的吸收具有_，与，与其含有离子载体的其含有离子载体的_有关；有关；(2)不同种生物细胞对同种物质吸收具有不同种生物细胞对同种物质吸收具有_。选择性选择性种类和数量种类和数量差异性差异性微生物微生物P2O5K2O大肠杆菌大肠杆菌33.9912.95圆褐固氮菌圆褐固氮菌4.932.41酵母菌酵母菌51.0938.66米曲霉米曲霉48.5528.16AA考点一以渗透装置为依托，考查渗透作用原理及应用考点一以渗透装置为依托，考查渗透作用原理及应用项目项目渗透作用模型渗透作用模型植物细胞渗透系统植物细胞渗透系统图解图解项目项目渗透作用模型渗透作用模型植物细胞渗植物细胞渗透系统透系统组组成成条条件件半透半透膜膜浓度浓度差差种类：可以是生物性的选择透过性膜种类：可以是生物性的选择透过性膜,也可以是物理性的过滤膜；也可以是物理性的过滤膜；特性：允许水分子及小分子通过，不允特性：允许水分子及小分子通过，不允许蔗糖等大分子通过许蔗糖等大分子通过原生质层相原生质层相当于半透膜当于半透膜半透膜两侧的溶液体系半透膜两侧的溶液体系(S1、S2)细胞液细胞液(S1)与外界溶与外界溶液液(S2)之间之间项目项目渗透作用模型渗透作用模型植物细胞渗透系统植物细胞渗透系统渗透渗透作用作用发生发生S1S2S1S2发生特点发生特点漏斗内液面下降漏斗内液面下降细胞失水细胞失水;可发生质壁分离可发生质壁分离漏斗内液面上升漏斗内液面上升细胞吸水细胞吸水;可发生质壁分离可发生质壁分离复原复原水分进出平衡水分进出平衡;液面液面不变不变细胞既不吸水也不失水细胞既不吸水也不失水(1)水分子总是由溶液浓度低的部位向浓度高的部水分子总是由溶液浓度低的部位向浓度高的部位渗透；位渗透；(2)半透膜两侧溶液浓度差是渗透作用发生的动力半透膜两侧溶液浓度差是渗透作用发生的动力,既决定着渗透的方向，又决定着渗透的速度，即既决定着渗透的方向，又决定着渗透的速度，即浓度差越大，渗透越快浓度差越大，渗透越快小于小于等于等于原生质层原生质层1、3、5逐渐变大，最后不再变化逐渐变大，最后不再变化解析解析(1)蔗糖分子不能通过半透膜，开始时蔗糖分子不能通过半透膜，开始时MaMA，水分子，水分子从水槽中进入漏斗，达到平衡后理论上两侧溶液的浓度差相从水槽中进入漏斗，达到平衡后理论上两侧溶液的浓度差相等，但因液面高的一侧水的压强大，会阻止水由低浓度一侧等，但因液面高的一侧水的压强大，会阻止水由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故达到平衡后向高浓度一侧扩散，故达到平衡后MA小于小于Ma。(2)图图2为成熟为成熟的植物细胞，达到平衡后，的植物细胞，达到平衡后，MB等于等于Mb。(3)图图1中的半透膜相中的半透膜相当于图当于图2中的原生质层，由中的原生质层，由1、3、5组成；图组成；图2液泡的吸水能液泡的吸水能力逐渐增大最后不变。力逐渐增大最后不变。B细胞吸水和失水情况的分析判断细胞吸水和失水情况的分析判断解析解析:由于由于G袋内的溶液的量大，若达到半透膜内外两侧溶液袋内的溶液的量大，若达到半透膜内外两侧溶液的渗透平衡，的渗透平衡，G袋吸收水分较多。袋吸收水分较多。D解析解析: A项，通过图示可以看出，项，通过图示可以看出，a组和组和b组实验前长度组实验前长度/实验实验后长度的值都小于后长度的值都小于1，表明细胞吸水导致细条变长；由于，表明细胞吸水导致细条变长；由于a组组实验前长度实验前长度/实验后长度的值小于实验后长度的值小于b组实验前长度组实验前长度/实验后长度实验后长度的的值，说明值，说明a组吸水较多，组吸水较多，b组吸水较少，所以实验后组吸水较少，所以实验后a组液泡中组液泡中的溶质浓度比的溶质浓度比b组的低。组的低。B项，分析柱状图可知，项，分析柱状图可知，f组细胞失组细胞失水，而水，而b组细胞吸水，因此浸泡导致组细胞吸水，因此浸泡导致f组细胞中液泡的失水量组细胞中液泡的失水量大于大于b组的。组的。C项，水分进出细胞的方式是自由扩散，不消耗项，水分进出细胞的方式是自由扩散，不消耗ATP。D项，根据柱状图可知，在浓度为项，根据柱状图可知，在浓度为0.4 molL1的蔗糖的蔗糖溶液中的溶液中的c组细胞吸水，而在浓度为组细胞吸水，而在浓度为0.5 molL1的蔗糖溶液的蔗糖溶液中的中的d组细胞失水，所以使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓组细胞失水，所以使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于度介于0.40.5 molL1之间。之间。D解析解析:图甲中，图甲中，250 mmolL1 NaCl溶液中红细胞体积与初始溶液中红细胞体积与初始体积之比小于体积之比小于1，说明红细胞失水皱缩，会影响红细胞的代，说明红细胞失水皱缩，会影响红细胞的代谢。图乙中植物细胞失水量先变大后变小，之后表现为吸谢。图乙中植物细胞失水量先变大后变小，之后表现为吸水，故植物细胞原生质体体积先变小后变大，植物细胞由于水，故植物细胞原生质体体积先变小后变大，植物细胞由于有细胞壁保护，细胞体积几乎不变。图乙中，有细胞壁保护，细胞体积几乎不变。图乙中，a点植物细胞失点植物细胞失水量最多，此时细胞吸水能力最高。人红细胞长时间处于水量最多，此时细胞吸水能力最高。人红细胞长时间处于300 mmolL1 NaCl溶液中会因失水过多而死亡，而图乙细胞在溶液中会因失水过多而死亡，而图乙细胞在处理时间内细胞先失水后吸水，说明细胞原生质层具有选择处理时间内细胞先失水后吸水，说明细胞原生质层具有选择透过性，细胞一直具有活性。透过性，细胞一直具有活性。易错点易错点1原生质层原生质层原生质体原生质体点点拨拨(1)原原生生质质层层在在成成熟熟的的植植物物细细胞胞内内相相当当于于半半透透膜膜。由由细细胞胞膜膜、液液泡泡膜膜以以及及两两层层膜膜之之间间的的细细胞胞质质组组成成。(2)原原生生质质体体是去除了植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构。是去除了植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构。易错点易错点2半透膜半透膜选择透过性膜选择透过性膜点点拨拨(1)区区别别：半半透透膜膜是是无无生生命命活活性性的的物物理理性性膜膜，物物质质能能否否通通过过取取决决于于分分子子的的大大小小。选选择择透透过过性性膜膜是是具具有有生生命命活活性性的的生生物物膜膜，载载体体蛋蛋白白的的存存在在决决定定了了其其对对不不同同物物质质是是否否吸吸收收的选择性。的选择性。(2)共性共性:都允许水分子自由通过都允许水分子自由通过,而不允许大分子物质通过。而不允许大分子物质通过。与渗透作用有关的实验探究与渗透作用有关的实验探究向向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液两管分别加入等量蔗糖酶溶液,水浴加热水浴加热(或隔水或隔水加热加热)U型管至适宜温度型管至适宜温度,观察观察a、b两管内液面的变化两管内液面的变化吸取吸取a、b两管内适量液体两管内适量液体,分别加入分别加入A、B两试管中两试管中,并并加入斐林试剂加入斐林试剂,5065 水浴加热水浴加热,观察观察A、B试管内有试管内有无砖红色沉淀无砖红色沉淀如果如果a、b两管液面高度差缩小且两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管两管液面高度差增大且液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜烧杯内盛淀粉溶液烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液漏斗内盛碘液结论结论变蓝变蓝不变蓝不变蓝碘能通过半透膜碘能通过半透膜，而淀而淀粉不能粉不能不变蓝不变蓝变蓝变蓝淀粉能通过半透膜淀粉能通过半透膜，而而碘不能碘不能变蓝变蓝变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透淀粉和碘都能通过半透膜膜不变蓝不变蓝不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半淀粉和碘都不能通过半透膜透膜考点二借助图示考查物质出入细胞的方式考点二借助图示考查物质出入细胞的方式比较比较项目项目离子和小分子物质离子和小分子物质大分子和颗粒性物质大分子和颗粒性物质被动运输被动运输主动运输主动运输胞吞胞吞胞吐胞吐自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散模型模型图图比较项目比较项目离子和小分子物质离子和小分子物质大分子和颗粒性物大分子和颗粒性物质质被动运输被动运输主动运输主动运输胞吞胞吞胞吐胞吐自由扩散自由扩散 协助扩散协助扩散运输方向运输方向运输动力运输动力载体载体高浓度高浓度低浓度低浓度高浓度高浓度低浓度低浓度低浓度低浓度高浓度高浓度细胞外细胞外细胞内细胞内细胞内细胞内细胞外细胞外浓度差浓度差浓度差浓度差能量能量(ATP)能量能量(ATP)能量能量(ATP)不需要不需要需要需要需要需要不需要不需要不需要不需要比较项目比较项目离子和小分子物质离子和小分子物质大分子和颗粒性物质大分子和颗粒性物质被动运输被动运输主动运输主动运输胞吞胞吞胞吐胞吐自由扩散自由扩散 协助扩散协助扩散物质出入物质出入细细胞的胞的实实例例水、水、CO2、甘、甘油、脂肪油、脂肪酸、乙酸、乙醇、苯、醇、苯、尿素等尿素等红细胞吸红细胞吸收葡萄糖收葡萄糖等等K、Na等离子等离子, 小肠上皮小肠上皮细胞吸收细胞吸收氨基氨基酸、酸、葡萄糖等葡萄糖等白细胞白细胞吞噬病吞噬病菌、变菌、变形虫吞形虫吞食食物食食物颗粒等颗粒等各种分泌蛋各种分泌蛋白白, 如抗如抗体、体、蛋白质类激蛋白质类激素等素等ATP活性活性A线粒体、核糖体等。线粒体、核糖体等。不能，题图为主动运输模式，胰蛋白酶的运输为胞吐。不能，题图为主动运输模式，胰蛋白酶的运输为胞吐。解析解析:离子跨膜进出细胞的方式多是主动运输，故离子跨膜进出细胞的方式多是主动运输，故A、C、D选选项错误。能以自由扩散方式跨膜运输的物质有：项错误。能以自由扩散方式跨膜运输的物质有：CO2、O2、甘油、酒精、苯等，故甘油、酒精、苯等，故B选项正确。选项正确。物质进出细胞的方式判断物质进出细胞的方式判断BC解析解析:胞吞与胞吐均以膜的流动性为基础，胞吞与胞吐均以膜的流动性为基础，A正确；胞吞与胞正确；胞吞与胞吐过程不能体现细胞膜的选择透过性，吐过程不能体现细胞膜的选择透过性，B正确；正确；Na、K等等无机盐离子进行跨膜运输，无机盐离子进行跨膜运输，C错误；受体介导的胞吞过程消耗错误；受体介导的胞吞过程消耗能量，且依赖细胞识别来实现，能量，且依赖细胞识别来实现，D正确。正确。培养瓶中气体培养瓶中气体温度温度()离子相对吸收量离子相对吸收量(%)空气空气17100氮气氮气1710空气空气328以表格、柱状图等形式考查影响跨膜运输的因素以表格、柱状图等形式考查影响跨膜运输的因素A解析解析: A项，温度为项，温度为17 时，在空气环境中，根对该离子的相时，在空气环境中，根对该离子的相对吸收量高于在氮气环境中的，说明有氧条件有利于该植物对吸收量高于在氮气环境中的，说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明幼根对该离子的相对吸收量与氧幼根吸收该离子，同时说明幼根对该离子的相对吸收量与氧气有关，为主动运输。气有关，为主动运输。B项，在空气环境中，低温下幼根对该项，在空气环境中，低温下幼根对该离子的相对吸收量较低，说明温度能够影响根对该离子的吸离子的相对吸收量较低，说明温度能够影响根对该离子的吸收。收。C项，幼根对该离子的吸收方式为主动运输，需要消耗项，幼根对该离子的吸收方式为主动运输，需要消耗ATP，在氮气环境中，植物可通过无氧呼吸产生，在氮气环境中，植物可通过无氧呼吸产生ATP。D项，温度为项，温度为17 时，与空气环境中相比，氮气环境中该植物时，与空气环境中相比，氮气环境中该植物幼根对该离子的相对吸收量较低，说明氮气环境不利于该植幼根对该离子的相对吸收量较低，说明氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收。物幼根对该离子的吸收。C考点三观察植物细胞的质壁分离和复原考点三观察植物细胞的质壁分离和复原实验组实验组5分钟的现象分钟的现象 再过再过5分钟分钟滴加清水滴加清水5分分钟钟0.3 gmL1蔗糖溶蔗糖溶液液x无变化无变化质壁分离复原质壁分离复原0.5 gmL1蔗糖溶蔗糖溶液液质壁分离质壁分离y无变化无变化1 molL1 KNO3溶液溶液质壁分离质壁分离质壁分离复质壁分离复原原z1 molL1醋酸溶醋酸溶液液细胞大小无细胞大小无变化变化细胞大小无细胞大小无变化变化细胞大小无变细胞大小无变化化质壁分离质壁分离弱于弱于质壁分离质壁分离失水过多而死亡失水过多而死亡质壁分离复原质壁分离复原稍增大稍增大死亡死亡B解析解析: A项，第一次观察时由于未滴加蔗糖溶液，细胞还没有项，第一次观察时由于未滴加蔗糖溶液，细胞还没有发生质壁分离，较易观察到的是紫色的大液泡，由于此时液发生质壁分离，较易观察到的是紫色的大液泡，由于此时液泡占整个细胞体积的比例较大，因此观察到的无色的细胞质泡占整个细胞体积的比例较大，因此观察到的无色的细胞质基质区域应较小。基质区域应较小。B项，第二次观察时已经通过引流法使紫色项，第二次观察时已经通过引流法使紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中，可以发现首先从洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中，可以发现首先从细胞的角隅处开始发生质壁分离。细胞的角隅处开始发生质壁分离。C项，吸水纸的主要作用是项，吸水纸的主要作用是吸引蔗糖溶液或清水，使溶液浸润整个标本。吸引蔗糖溶液或清水，使溶液浸润整个标本。D项，第一次显项，第一次显微观察是为了获得实验前的现象，以便于和实验中的现象变微观察是为了获得实验前的现象，以便于和实验中的现象变化进行前后对照，因此不能省略。化进行前后对照，因此不能省略。浓度浓度/molL10.150.20.250.3质壁分离状况质壁分离状况不分离不分离刚分离刚分离显著显著显著显著C解析解析:由表格信息知：该植物细胞液浓度接近由表格信息知：该植物细胞液浓度接近0.2 mol/L，该植，该植物要能在乙地生长，则必须保证能正常吸水，即土壤溶液浓物要能在乙地生长，则必须保证能正常吸水，即土壤溶液浓度小于细胞液浓度，故选度小于细胞液浓度，故选C。核心体系构建核心体系构建选择透过性选择透过性胞吞、胞吐胞吞、胞吐自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散主动运输主动运输外界溶液浓度大于细胞液浓度外界溶液浓度大于细胞液浓度细胞壁伸缩性小于原生质层细胞壁伸缩性小于原生质层原生质层原生质层浓度差浓度差