高三生物一轮复习知识点归纳与总结23 物质跨膜运输的实例与物质跨膜运输的方式Word文档下载推荐.docx

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①半透膜　②半透膜　③＜　④＞　⑤＝　⑥细胞膜　⑦液泡膜　⑧大液泡　⑨质壁分离　质壁分离复原　⑪不同　⑫不同　⑬选择性　⑭水分子　⑮离子和小分子　⑯离子、小分子和大分子　⑰高浓度　⑱低浓度　⑲高浓度　⑳低浓度　载体蛋白　低浓度　高浓度　载体蛋白　能量（ATP）　细胞膜　囊泡　囊泡　融合

想一想：

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的水分子总数。

议一议：

①相同点：

某些物质可以通过，另一些物质不能通过。

②不同点：

选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。

前三种物质运输方式是小分子和离子的运输方式，不包括大分子，且他们是穿膜运输。

胞吞、胞吐是大分子或颗粒性物质的运输方式，运输是通过膜融合实现转移的，被运输的物质不直接穿过生物膜。

渗透系统的组成分析及应用

1．对比分析

渗透作用模型

植物细胞与外界溶液形成渗透系统

图解

基本组

成或条

件　　

半透膜两侧

的溶液具有

浓度差

原生质层——选择透过性膜

浓度差——细胞液与外界溶液之间

原理

水分子通过半透膜的扩散作用

细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透

水扩散

的方向

低浓度溶液―→高浓度溶液

2.两组相近概念比较

（1）半透膜、选择透过性膜

区别：

①半透膜是无生命的物理性薄膜，是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，物质能否通过取决于分子的大小。

②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。

细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。

共性：

都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。

（2）原生质层、原生质体

①原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。

此结构仅存在于成熟的植物细胞中。

②原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分，常用作植物细胞融合的材料。

3．渗透系统的应用

（1）比较不同溶液浓度大小

漏斗内

烧杯内

溶液浓度

M

N

现象及结论

①若漏斗内液面上升，则M>

1若漏斗内液面不变，则M＝N

③若漏斗内液面下降，则M<

（2）验证渗透作用发生的条件

①具有半透膜：

②具有浓度差：

（3）探究物质能否通过半透膜（以碘和淀粉为例）

烧杯内盛

淀粉溶液

盛碘液

结　　论

变蓝

不变蓝

碘能通过半透膜，而淀粉不能

淀粉能通过半透膜，而碘不能

淀粉和碘都能通过半透膜

淀粉和碘都不能通过半透膜

特别提醒　①发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。

②溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%蔗糖溶液的物质的量浓度小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。

★★　本考点多以实验分析的形式与物质跨膜运输方式相结合进行命题，多为选择题。

【典例1】►（2011·

新课标卷）撕去紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；

另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。

然后，两组外表皮都用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液里处理，一段时间后外表皮细胞中的水分不再减少。

此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是（　　）。

A．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输

B．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输

C．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输

D．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输

解析　考查物质运输方式及浓度差。

甲组在完全培养液中培养一段时间后，与质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液浓度差没有乙组和蔗糖溶液的浓度差大，所以甲组水分渗出量比乙组细胞低。

H2O的运出方式是被动运输里的自由扩散。

答案　C

【训练1】►（2011·

上海理综，20）某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。

他采用如图1所示的装置（示意图），对收集到的四种材料甲、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（如图2）。

据图分析，该同学应选择的膜材料是（　　）。

A．甲B．乙C．丙D．丁

解析　根据图1可知，漏斗内糖水的浓度高于烧杯中的水，因此，一定时间内，烧杯中的水将大量渗透到漏斗中而使其液面升高，但当液面差达到一定高度时，由于浓度差和压力差的综合作用使液面不再升高。

答案　A

物质出入细胞的方式及影响因素

1．自由扩散、协助扩散和主动运输的比较

物质出

入细胞

的方式

被动运输

主动运输

自由扩散

协助扩散

运输方向

高浓度→

低浓度

低浓度→

高浓度

是否需要载体

不需要

需要

是否消耗能量

不消耗

消耗

图例

举例

O2、CO2、H2O、甘

油、乙醇、苯等出入细胞

红细胞吸收葡萄糖

小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等

表示曲线

（一定浓度

范围内）

2.大分子物质出入细胞的方式

运输

方式

运输特点

实例

胞吞

细胞外→细胞内

需要能量，不需要载体蛋白

白细胞吞噬病菌

变形虫吞噬食物颗粒

胞吐

细胞内→细胞外

胰腺细胞分泌胰岛素

3.生物膜具有选择透过性的原因分析

（1）内因——遗传因素

（2）外因——主要是影响呼吸作用的因素

4．影响跨膜运输的因素

（1）物质浓度（在一定的浓度范围内）

（2）氧气浓度

（3）温度

温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨膜运输的速率。

★★　此考点是高考的常考点，考查各种运输方式的特点时，多以选择题形式出现；

侧重能力考查时，往往以图表分析、曲线分析或实验分析形式进行综合考查，大题及选择题均有命题出现。

【典例2】►（2010·

山东理综，13）由图中曲线a、b表示物质跨（穿）膜运输的两种方式，下列表述正确的是（　　）。

A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输

B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面

C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关

D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响

解析　本题考查物质跨膜运输的方式的分析与坐标曲线的综合。

分析坐标曲线可以看出，a为自由扩散，b为协助扩散（或主动运输）。

脂溶性小分子物质通过自由扩散（即方式a）运输，因此A错误；

方式a与载体无关，只与浓度有关，因此B错误；

方式b的最大的转运速率与载体的种类和数量有关，因此C正确。

抑制细胞呼吸，能量供应不足，导致主动运输受阻，而与自由扩散（协助扩散）无关，因此D错误。

知识拓展　

（1）载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同；

（2）载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体达到饱和时，细胞吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大。

【训练2】►（2012·

菏泽统考）图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。

通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是（　　）。

A．Na＋B．K＋C．胰岛素D．CO2

解析　由图乙可知该物质的运输方向是由低浓度到高浓度，从细胞外运输到细胞内，消耗能量，为主动运输。

由图甲可知，钾离子细胞外浓度低，细胞内浓度高，因此由细胞外运输到细胞内需要消耗能量，为主动运输。

钠离子细胞内浓度低于细胞外浓度，由细胞外到细胞内运输不一定消耗能量。

胰岛素的运输方式为胞吐，CO2的运输方式为自由扩散。

答案　B

观察植物细胞的质壁分离及复原

1．实验原理：

成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。

2．质壁分离与复原实验流程

3．质壁分离的原因

4．表现

　提醒　

（1）在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。

（2）不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会在失水时发生质壁分离现象。

（3）本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照（前测和后测）。

（4）当以可吸收的物质做溶质时（如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等），可出现质壁分离和自动复原现象。

（5）质壁分离时，原生质层的外界面是细胞膜。

质壁分离实验的拓展应用及方法

1．判断细胞的死活

待测细胞＋蔗糖溶液

2．测定细胞液浓度范围

待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。

3．比较不同植物细胞的细胞液浓度大小

不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液刚刚发生质壁分离时所需时间的比较―→判断细胞液浓度大小（时间越短，细胞液浓度越小）。

4．比较一系列溶液的浓度的大小

同一植物的相同成熟细胞＋未知浓度的溶液记录刚刚发生质壁分离所需时间―→比较所用时间长短―→判断溶液浓度的大小（时间越短，未知溶液的浓度越大）。

5．鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）

相同成熟植物细胞＋不同种类溶液

★★　本考点的命题规律为：

一是通过联系水的渗透作用，全面考查对该实验所用试剂、原理、操作步骤、结果等的掌握情况；

二是以实验操作过程图的形式，考查对操作步骤的理解，或考查该实验的拓展应用。

【典例】►（江苏高考试题改编）将浸润在0.3g/L蔗糖溶液中的紫色洋葱表皮制成装片，放在显微镜下观察，结果如图所示。

请据图回答下列问题。

（1）洋葱表皮细胞通过渗透作用失水，导致细胞发生质壁分离，原生质层在该过程中充当了________。

以下结构或物质属于原生质层的是________。

A．液泡膜　　　B．线粒体　　　C．液泡色素

D．细胞核　　　E．细胞壁

（2）请在坐标系中绘出细胞吸水力随质壁分离程度变化曲线。

（3）若将装片放在80℃的条件下处理一段时间（装片中的溶液仍保持0.3g/L）后，放在显微镜下观察，在清晰看到细胞结构后为了更准确判断A处颜色，应该如何操作显微镜？

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