物质跨膜运输的实例Word下载.docx
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3、渗透作用的应用：
⑴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＞N
②若漏斗内液面不变，则M＝N
③若漏斗内液面下降，则M＜N
⑵验证渗透作用发生的条件
1具半透膜。
思维拓展
1．原生质层、原生质体
（1）原生质层是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，常作为植物细胞融合的材料。
2．半透膜、选择透过性膜
（1）区别
①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，载体蛋白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。
（2）共性：
都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。
例1（2009·
海南卷，5）已知鱼鳔是一种半透膜。
若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是（ ）
答案：
B
解析：
本题考查渗透作用。
烧杯内溶液浓度低，单位时间单位体积溶液中进入鱼鳔内的水分多于进入到烧杯中的水分，直至水分进出达到平衡状态。
故鱼鳔内溶液浓度降低，烧杯内溶液浓度升高，最后达到平衡。
如何确定溶剂的渗透方向
溶剂的渗透方向应根据单位体积溶剂分子数多少判断，即溶剂分子从单位体积溶剂分子数多（溶质分子数少）的一侧向单位体积溶剂分子数少（溶质分子数多）的一侧扩散（对于溶质而言，只考虑溶质分子数目而不考虑溶质分子的体积）。
若半透膜两侧是同种溶液，根据质量分数或物质的量浓度判定都可以；
若半透膜两侧是不同的溶液，物质的量浓度才能体现溶质或溶剂的分子数多少，如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，葡萄糖溶液一侧单位体积葡萄糖分子数多（水分子数少），水分子由蔗糖溶液一侧透过半透膜向葡萄糖溶液一侧渗透。
变式训练1、（11年新课标卷1）将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是（）
A.红细胞具有水溶性B.红细胞的液泡体积增大
C.蒸馏水大量进入红细胞D.低温时红细胞膜流动性增大
C
红细胞无细胞核，无细胞器，放在蒸馏水中，由于外界浓度低于细胞内浓度，导致吸水涨破。
考点二 植物对无机盐离子的选择性吸收
1．矿质元素必须溶解在水中呈离子状态，才能被细胞吸收。
2．吸收矿质元素离子的多少可以调节细胞液的浓度，影响对水分的吸收。
3．矿质元素离子被吸收后随水分在导管中运输，蒸腾作用在促进水分运输的同时也促进矿质元素离子的运输。
4．植物对离子的选择性吸收
原因：
遗传性
载体蛋白种类、数量
选择性。
例2下列关于物质跨膜运输实例的叙述中，不正确的是（ ）
A．细胞吸水和失水是水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程
B．水分子跨膜运输总的方向是由低浓度溶液向高浓度溶液
C．无机盐离子可以逆相对含量梯度进行跨膜运输
D．生物膜是选择透过性膜，小分子物质都能通过，而大分子物质则不能通过
听课记录：
D
生物膜是选择透过性膜，细胞需要的离子、小分子物质都可通过，而细胞不需要的物质则不能通过。
变式训练2（2011·
南京调研）浸泡在一定浓度硝酸钾溶液中的洋葱鳞片叶表皮细胞，发生质壁分离后又出现质壁分离复原，与此过程密切相关的细胞器有（ ）
A．液泡B．线粒体
C．核糖体D．以上全是
D
发生质壁分离是由细胞失水引起的，与液泡有关。
出现质壁分离复原，是由于细胞吸收了无机盐离子，改变了细胞液浓度，使细胞又吸水。
细胞吸收无机盐离子需要载体蛋白和能量，载体蛋白是一种蛋白质，其合成与核糖体有关，所需的能量主要由线粒体提供。
故D选项正确。
考点三实验探究 植物细胞的吸水和失水
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
（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。
另若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因细胞过度失水而死亡。
（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
例3利用紫色的洋葱外表皮细胞和不同浓度的蔗糖溶液，可以探究细胞质壁分离和复原。
下列有关该实验叙述正确的是（ ）
A．该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有对照
B．在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力逐渐增强
C．将装片在酒精灯上加热后，再观察质壁分离现象
D．不同浓度蔗糖溶液下发生质壁分离的细胞，滴加清水后都能复原
该实验中多组实验（不同浓度的蔗糖溶液）之间已进行了相互对照，且每组实验前、后又进行了对照，故有对照实验；
在发生质壁分离过程中，细胞液的浓度逐渐增大，故细胞的吸水能力逐渐增强；
该实验不需加热，否则细胞会受热死亡，观察不到质壁分离及复原现象；
若蔗糖溶液的浓度过大，细胞会因失水过多而死亡，将不会再复原。
变式训练3（11年新课标卷4）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
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
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0.3%g/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。
课堂练习
1、（2012·
苏北四市一模3）如右图所示，溶液甲为清水，乙为0.1g/mL的蔗糖溶液（蔗糖不能透过半透膜），F、G为两个半透膜袋，G体积大于F体积，上端分别接上口径相同的小玻璃管。
最初时两个小玻璃管内液面与烧杯液面相平，当F和G中液面均不再变化时，两液面的高度情况是
A.F高于GB.G高于F
C.F等于GD.无法确定
B
两个小玻璃管的口径相同，而发生渗透作用时，由于F、G中溶液浓度相同且G的体积大于F的体积，所以当F、G内溶液与甲液动态平衡时，G吸收水的量大于F吸收水的量，故当F和G中液面均不再变化时，G的液面高于F的液面。
2、（11年大纲版全国卷2）将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间，撕取外表皮，先用浓度为0.3g.mL的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外表皮放入蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加。
在该实验中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度为乙，则甲、乙的关系，以及实验过程中水分进出细胞的方式为（ ）
A．甲<
乙，被动运输B．甲>
乙，被动运输
C．甲>
乙，主动运输D．甲=乙，主动运输
胞液的浓度。
3、（2011·
无锡模拟）下列关于选择透过性膜和半透膜的关系的说法，正确的是（多选）（ ）
A．具有半透性就具有选择透过性
B．具有选择透过性就具有半透性
C．活的生物膜具有选择透过性
D．只有活的生物膜才具有半透性
BC
具有半透性的不一定具有选择透过性，如玻璃纸；
生物膜具有选择透过性是活细胞的一个重要特征。
4、下列现象属于渗透作用的是（ ）
①水分子通过植物细胞的细胞壁 ②水分子或其他溶剂分子通过细胞膜 ③蔗糖分子通过细胞壁 ④水分子或其他溶剂分子通过液泡膜 ⑤水分子或其他溶剂分子通过原生质层
A．①②③B．③④⑤C．②④⑤D．①③⑤
C
渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的作用。
细胞膜、液泡膜、原生质层是选择透过性膜，是半透膜。
规律方法 动植物细胞吸水与失水的比较
项目
细胞吸水
细胞失水
条件
外界溶液浓度低于细胞质（或细胞液）的浓度时
外界溶液浓度高于细胞质（或细胞液）的浓度时
现象
涨破（动物细胞）
皱缩（动物细胞）
质壁分离复原，甚至膨胀
（植物细胞）
质壁分离（植物细胞）
原理
渗透作用
结论
细胞的吸水和失水是水分子顺其相对含量的梯度跨膜运输的过程
5、（2011·
徐州质检）下图表示一中间隔以半透膜（只允许水分子通过）的水槽，两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。
然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化是（ ）
A．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度
B．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并等于A侧高度
C．加酶前后A、B两侧液面不变
D．加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧上升并高于A侧高度
.D
影响水分子扩散的溶液渗透压的大小取决于溶质微粒的数目。
相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相等，但加入麦芽糖酶后，麦芽糖溶液的渗透压将大于葡萄糖溶液。
6、（2012·
长沙质检）利用紫色的洋葱外表皮细胞和不同浓度的蔗糖溶液，可以探究细胞质壁分离和复原。
下列有关该实验的叙述正确的是（ ）
A．该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有设计对照实验
B．质壁分离的过程中，细胞的吸水能力逐渐增强
D．不同浓度蔗糖溶液下发生质壁分离的细胞，滴加蒸馏水后都能复原
B
观察植物细胞质壁分离与复原实验现象，采用了自身对照；
质壁分离过程中，细胞液的浓度逐渐增大，吸水能力增强；
此实验不需加热即可观察到现象；
若蔗糖溶液浓度过大，使细胞失水过多死亡，则不会发生复原现象。
7、（2012·
郑州一质检10）将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中，形态不再变化后的细胞图像如图所示。
则有关各细胞液的浓度判断正确的是
①实验前B<
A<
C②实验前B>
A>
③实验后B≥A=C④实验后B<
A．①③B．②③C．①④D．②④
在相同的蔗糖溶液中，C细胞发生质壁分离的程度最大，A次之，B没有发生，说明实验前C细胞失水最多，因此与蔗糖溶液的浓度差最大，也就是C细胞液浓度最小，A次之B最大,所以是B>
C。
实验后，当质壁分离不再进行时，原生质层两侧的溶液浓度相等，所以A细胞和C细胞的细胞液浓度相等，而B细胞没有明显的质壁分离现象，说明B细胞液浓度可能大于蔗糖溶液或等于蔗糖溶液，所以是B>
=A=C。
8、除下列哪一项外，其余各项都可以通过质壁分离实验加以鉴定（ ）
A．成熟植物细胞的死活
B．洋葱表皮细胞通过渗透作用失水
C．蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性依次降低
D．某植物细胞细胞液浓度的大小
知识延伸 判断细胞死活的方法
（1）染色排除法：
如用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成淡蓝色，而活动的动物细胞不着色，从而判断出细胞的死活。
（2）观察细胞质是否流动：
活的细胞由于不断进行代谢，细胞质是流动的，而死细胞的细胞质是不会流动的。
（3）质壁分离和复原的方法：
活的、成熟的植物细胞由于细胞膜具有选择透过性，会在高浓度溶液中发生质壁分离，并在低浓度溶液中自动复原，而死的植物细胞不会有这种现象。
9、观察植物细胞质壁分离与复原实验的正确顺序是（ ）
①加清水 ②制作装片 ③观察质壁分离
④加0.3g·
mL－1蔗糖溶液 ⑤观察质壁分离复原
⑥观察正常细胞
A．①②③④⑤⑥B．②⑥④③①⑤
C．①②③④⑥⑤D．⑥①②④③⑤
依照实验流程，先制片观察正常细胞，后加0.3g·
mL－1蔗糖溶液并观察质壁分离现象，最后加清水并观察质壁分离复原现象。
10、（2012·
南通调研）下列不属于成熟植物细胞发生质壁分离原因的是（ ）。
A．外界溶液浓度大于细胞液浓度
B．细胞壁和原生质层的伸缩性不同
C．细胞壁和原生质层都有选择透过性
D．水分子从低浓度向高浓度一侧扩散
外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水会发生质壁分离；
细胞壁的伸缩性较小，而原生质层的伸缩性较大，原生质层与细胞壁脱离；
细胞壁为全透性，而原生质层有选择透过性；
溶液的浓度低水分子数量多，浓度高水分子数量少，水分子从数量多的一侧向数量少的一侧扩散。
11、利用渗透作用实验原理可以测定细胞液浓度的大概范围。
将细胞液浓度相同的某种植物细胞（如右图所示），置于不同浓度的蔗糖溶液中，出现a～d四种细胞状态，则细胞液浓度最精确的范围在下列哪两个细胞所处的蔗糖溶液浓度之间
（ ）。
A．c～bB．a～cC．a～dD．d～c
做此题的关键是一定要注意参照图像，看a、b、c、d与参照图像相比液泡大小有何改变，若液泡增大，则说明细胞吸水，若液泡变小则说明细胞失水。
根据液泡变小的程度，可判断出细胞失水的程度，从而可判断出细胞液浓度最精确的范围是a～d。
12、将新鲜的苔藓植物叶片放入加有少量红墨水的浓度为0.3g·
mL－1的蔗糖
溶液中，在显微镜下观察，看到苔藓细胞的状态如右图所示。
此时，部位①和②的颜色分别是（ ）
A．①无色、②绿色
B．①红色、②绿色
C．①红色、②无色
D．①红色、②红色
由于细胞壁具有全透性，所以①为红色；
而细胞膜具有选择透过性，红墨水不能进入，所以②为绿色。
13、（2012·
安庆一质检5）科研上鉴别细胞的死活常用“染色排除法”。
例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会破染成蓝色，活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。
下列有关“染色排除法”的原理解释中错误的是
A．活的动物细胞能吸收台盼蓝染色剂并能将其分解为无色物质
B．台盼蓝染色剂是活细胞不需要的物质故不能通过膜进入细胞
C．死的动物细胞细胞膜失去了选择透过性所以能被染色
D．该方法利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理
A
活的动物细胞若能吸收台盼蓝染色剂，则细胞就会着色。
即使活细胞能分解台盼蓝染色剂，但从吸收到分解还需要一个过程。
另外，染色剂一般是下会被分解的。
14、（2011·
肇庆质检）某同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”实验时，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表：
实验组
5分钟的现象
再过5分钟
滴加清水5分钟
①
0.3g·
mL－1
蔗糖溶液
x
无变化
质壁分离复原
②
0.5g·
mL－1蔗糖溶液
质壁分离
y
③
1mol·
L－1KNO3溶液
z
④
L－1醋酸溶液
细胞大小无变化
对上表的推断或解释不正确的是（ ）
A．z为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层
B．y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡
C．z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅
D．④组无变化是因为细胞渗透吸水量等于失水量
15、（2012·
长沙质检）为测量植物细胞膜的透性，以红甜菜根（液泡中含有花青素）为材料进行下列实验：
将不同切片放在不同温度的蒸馏水中处理1min后取出，再分别放在清水中浸泡1h而获得不
同切片的浸出物溶液，通过测量这些溶液的吸光度计算浸出物溶液的花青素含量，结果如图所示。
对这个实验方案评价的叙述，正确的是（ ）
A．缺乏对照组实验
B．缺乏对等量原则的描述
C．所选择的测量指标不能反映浸出物溶液中花青素的含量
D．实验目的是测量浸泡时间对植物细胞膜透性的影响
根据题干信息，本实验的目的是测量不同温度条件下细胞膜的透性，实验通过计算浸出物中花青素的含量来衡量细胞膜的透性，不同温度处理形成了相互对照，题干中缺乏对等量原则的描述。
16、（2011·
芜湖模拟）将等量的、微量的NH
、PO
、K＋、Ca2＋共同置于100mL蒸馏水中，再放入一些新鲜的水稻根尖，一段时间后，测定溶液中上述四种离子和水的含量变化（见下表）。
实验结果可以说明（ ）
H2O
NH
K＋
Ca2＋
PO
减少量
0%
23%
12%
37%
14%
①根对水的吸收和对矿质离子的吸收是两个相对独立的过程 ②根对矿质离子的吸收不是等比例进行的 ③根细胞吸收矿质离子的方式是主动运输 ④根吸收矿质离子的过程不受温度的影响
A．只有①②B．只有①③
C．只有①②③D．都正确
A
本题考查植物细胞吸收水分和无机盐的关系，以及理解应用能力、数据分析与判断能力等。
从表中可以看出：
水没有减少，而矿质离子不同程度的减少，所以吸收水和吸收矿质离子是两个相对独立的过程，且不同矿质离子的吸收不成比例。
表中不能看出根尖对矿质离子的吸收是主动运输方式，以及是否受温度的影响。
]
规律方法：
（1）培养溶液中某离子的浓度低于初浓度说明植物吸收离子的比例大于吸收水的比例。
（2）培养溶液中某离子的浓度高于初始浓度，说明植物吸收离子的比例小于吸收水的比例。
（3）植物对不同离子的吸收具有选择性。
（4）植物吸收水和吸收离子是两个相对独立的过程
17、（2012·
娄底重点中学联考）成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。
下图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态（此时细胞有活性）。
请回答下列问题：
（1）由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a________b。
由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在________，最终液面不再上升，当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a________b。
（2）图丙中相当于图甲中c结构的是________（填序号），结构②中充满的液体是________。
此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是________。
A．细胞液＞外界溶液B．细胞液＜外界溶液
C．细胞液＝外界溶液D．都有可能
（3）把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，发现细胞液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？
________，原因是__________________________________。
（4）把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞液泡体积也在增大。
当液泡体积不再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等？
________。
度大于外界溶液的浓度，液泡体积也不再增大。
18、植物根尖成熟区的主要功能是吸收水分和矿质元素离子。
下图表示刚施肥后的根尖成熟区表皮细胞在土壤溶液中的状态。
请据图回答：
（1）该部位的表皮细胞与功能相适应的结构特点是__________________________和____________。
（2）图中根表皮细胞此时所处的生理状态是________________。
此时，还能吸收水分和矿质离子吗？
____________________。
（3）现提供0.3g/mL的蔗糖溶液、1mol/L的硝酸钾溶液、1mol/L的醋酸溶液三种药品（以上溶液的浓度均比一般细胞液浓度大），紫色洋葱，显微镜。
请你选择一种正确的药品及其他必要的仪器用具，设计一个简单的实验，证实你对第
（2）题第二问的判断。
实验步骤：
①取一干净的载玻片，在中央加入1滴______________；
②撕取紫色洋葱鳞片叶表皮，平展于液滴中，盖上盖玻片，置于显微镜下观察。
实验现象：
细胞先出现__________，后慢慢__________。
实验结论：
由此证明了________________________________________________________________________。
复原
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