必修1 第三单元 第一讲 物质跨膜运输的实例

原培养液中没有尿素，推测其是 是
(2)培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用 ；被吸收的葡萄糖主要通过 作用，为细胞提供 。 (3)转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶， 正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测 到该类酶，可能的原因是 的特性。 。
(4)由(1)和(3)可初步判断，细胞膜对物质的转运具有
面生存、繁殖，所以能较长时间地保存。
(5)用浓度较高的糖或盐溶液腌制食品，细胞大量失水死亡， 细胞膜失去选择透过性，糖或Na＋、Cl－大量进入死细胞， 使腌制食品具有甜味或咸味。
下图中正确表示水稻呼吸强度与K＋吸收量关系的是(
)
[解析] 水稻吸收K＋的方式为主动运输，在此过程中，
要消耗能量(由呼吸作用提供)，还需要水稻根细胞膜上载体 的协助。因此在一定范围内K＋吸收量随呼吸强度的增加而增 加，但K＋吸收量达到一定值后就不再随呼吸强度的增加而变 化了，这时的限制因素是膜上载体的数量，当运载K＋的载体
[解析] 鱼鳔内盛有20%的蔗糖溶液，而鱼鳔外是10%的
蔗糖溶液，依据渗透作用原理，水分子总的渗透方向表
现为从鳔外低浓度溶液向鳔内高浓度溶液，故导致鳔外 浓度升高，一段时间后，达到平衡。 [答案] B
植物细胞吸水和失水原理的应用
(1)对农作物合理灌溉，既满足作物对水分的需要，又降低了 土壤溶液的浓度，促进作物对水分的吸收。 (2)盐碱地中植物更易缺水或不易存活；一次施肥过多，会造 成“烧苗”现象。这是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过
的水分经原生质层进入细胞液→质壁复原。
(1)选材
①最常用的实验材料是紫色洋葱鳞片叶，它的外表皮细胞
的液泡较大，细胞液中有紫色的花青素，在显微镜下，紫 色大液泡十分明显，能方便地观察到质壁分离及其复原的 过程。若无紫色洋葱，可用葫芦藓或其他藓类植物的叶片 代替。藓类植物的叶片仅一层细胞且每个叶细胞内含多个
保持动态平衡，所以选D。 答案：D
1.选择性吸收的原因分析 (1)内因——遗传因素 种类差异性 不同生物DNA不同―→载体 数目差异性 ―→
选择性吸收
①植物吸收的离子的种类和数量与溶 液中离子的种类和数量不成比例 ②植物对同一种盐的阴阳离子的吸收 存在差异
(2)外因——影响呼吸的生态因素
土壤中的O2含量 温度―→呼吸酶的活性 ―→呼吸作用―→ ATP的生成―→主动运输
变蓝 不变蓝
变蓝 不变蓝
淀粉和碘都能通过半透膜 淀粉和碘都不能通过半透膜
①渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液浓度的 大小。 ②两溶液中的水分子进行双向运动，我们只是观测出由水 分子双向运动的差异所导致的液面改变。
③溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和
10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但10%蔗糖溶液的摩尔浓 度小，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 ④在渗透装置达到渗透平衡后，只要存在液面差Δh，则原 高浓度溶液的浓度仍大于原低浓度溶液的浓度。
识，以深化对知识的记忆和理解，形成合理的知识结构。
2.建模：将生命活动规律模型化，变抽象为直观。如将植物 细胞吸水和失水与外界溶液浓度的关系及物质跨膜运输的 方式与相关条件之间的关系用坐标或图表表示，可有利于 对生命本质及规律的理解和巩固，更利于探究能力的提高。
3.整合：本单元知识与其他章节知识的联系十分密切。复习 中要将相关知识按逻辑关系进行有机整合，使知识系统化。
[解析]
(1)由题干和图示知：培养液中葡萄糖和氨基酸
的含量随培养时间的延长而减少，而尿素含量则增加，因原 培养液中无尿素，根据葡萄糖、氨基酸和尿素的化学元素组
成特点可知，尿素为氨基酸的代谢产物。(2)氨基酸在细胞内
主要用于合成蛋白质，葡萄糖则主要作为能源物质，通过氧 化分解为细胞提供能量。(3)正常情况下，因肝细胞膜通透性 功能正常，所以转氨酶不会排出胞外，若肝细胞发生病变， 其细胞膜通透功能异常时，转氨酶就会排出胞外。
速度
D.图(二)A中水分子扩散到B的速度等于B中水分子扩散到A的 速度
解析：图(二)漏斗中的液面不再变化，处于平衡状态，H1高 于H2，所以B的浓度大于C的浓度，而图(一)B、C溶液体积相 同，而从图(二)可知，B吸收水比C多，但浓度依然比C大，所 以推知图(一)中B的浓度大于C的浓度。 答案：A
饱和时，K＋的吸收量便不再增加了。
[答案] C
某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在
体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿 素含量，发现它们的含量发生了明显变化(如下图)。请回答 问题。
(1)由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨
基酸含量
，尿素含量
。由于在
的产物。
与本单元知识有关的知识有：组成细胞的分子、细胞膜的
组成和功能、细胞的能量供应和利用、细胞增殖、人体的 内环境和稳态、细胞工程等。 4.探究：将教材本身提供的探究内容进行拓展，挖掘相关的 探究素材，培养良好的应用、探究、创新等能力。本单元 可探究素材很多，如植物细胞渗透压的测定、植物细胞活 性的鉴定、植物对无机盐离子吸收的选择性、作物需水和
1.如图为渗透作用实验，开始时如图(一)，A代表清水，B、C
代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图(二)，漏斗管内液
面不再变化，H1、H2表示漏斗管内液面与清水的液面差。 下列说法错误的是 ( )
A.图(二)中B的浓度等于C的浓度 B.图(一)中B的浓度大于C的浓度 C.图(一)A中水分子扩散到B的速度大于A中水分子扩散到C的
[答案] (1)降低
增加
细胞代谢(代谢)
呼吸(分解) 能量(ATP)
(2)作为蛋白质合成的原料
(3)肝细胞膜受损(或细胞裂解) (4)选择透过(选择通透)
本讲实验
植物细胞的吸水和失水—— 质壁分离与质壁分离复原
(1)成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，细胞壁和原
生质层具有一定伸缩性，但原生质层的伸缩性大于细胞壁。 (2)细胞液浓度＜外界溶液浓度→细胞液中水分经原生质层进 入外界溶液→质壁分离。 (3)质壁分离细胞的细胞液浓度＞外界溶液浓度→外界溶液中
2. 在观察植物细胞的质壁分离和复 原的过程中，某同学在视野中看 到生活着的洋葱表皮细胞正处于 如图所示状态，a、b表示该部位
溶液的浓度，由此可以推测
A.可能a＞b，细胞渗透吸水 B.a＝b，渗透系统保持动态平衡 C.a＜b，细胞渗透失水 D.上述三种情况都可能存在
(
)
解析：从图及题干中可推知此细胞可能吸水、失水或二者
为0.3 g/mL 的蔗糖溶液做分离试剂，细胞发生质壁分离和
复原的速度较缓慢，但便于观察变化过程。
②使用质量分数为7%的尿素溶液或甘油或质量浓度为0.1 g/mL的硝酸钾溶液可使细胞发生质壁分离，但之后会自动复
原。原因是这些溶液中的溶质也能通过细胞膜，只是比水的
速度慢。 ③试剂浓度影响细胞发生质壁分离的速度，试剂浓度越高， 发生质壁分离的速度越快。但试剂浓度过高，细胞会因过度 失水而死亡，无法复原。
需肥规律的探究、外界条件对细胞吸收某种物质的影响等。
5.实践：结合生产和生活实践，应用所学知识去理解和解 决实践中存在的问题，或用实践经验验证所学原理的正 确性，达到理论和实践相互结合、相互促进的目的。
1.组成比较
渗透作用模型 植物细胞与外界溶液形成渗透系统
图
解
渗透作用模型 基本 组成 或条件 原理 水分子 扩散的 方向
2.根对离子吸收的曲线模型 (1)氧分压与根吸收离子速率的关系
①AB段表示在一定范围内，根吸
收离子的速率随氧分压的升高而 加快。 ②BC段表示当氧分压增大到一定值时，根吸收离子的速 率不再随氧分压升高而加快，这是由于根吸收离子还与
根细胞膜上载体的数量有关。
(2)根吸收离子与溶液中离子浓度的关系 ①曲线AB段表示在一定离子浓度范围
比较 项目 过程 动力 水分的吸收与运输 主要通过渗透作用完成 离子的吸收 通过主动运输完成
浓度差，蒸腾作用，不消耗 根细胞呼吸产生的
ATP ATP
①必须具有渗透系统(半透
条件 膜两侧溶液存在浓度差) ②以蒸腾作用为动力
①由根细胞提供运输
的动力 ②具备载体
比较 项目 方向
水分的吸收与运输 水分从溶液浓度低的 一侧向高的一侧渗透 ①细胞液与外界溶液 的浓度差 ②蒸腾作用的强度 无
离子的吸收 离子从土壤吸收进入 植物体 ①土壤含氧量
影响因
素
②土壤温度
③细胞膜上载体的种 类和数量 有
选择性
(2)联系
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。故它们的 运输途径相同，都是从根毛→导管→胞间连丝→各细胞，并
解析：植物因其根细胞膜上载体的种类和数量不同，而表
现出对矿质离子吸收的选择性，这种吸收的方式是主动运 输，对离子吸收速率与溶液中相应离子的浓度无关。 答案：D
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 ( )
且吸收的主要部位都是根的成熟区。
3.(2010· 成都质检)用相同的完全培养液，在相同条件下分别
培养水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下， 72小时后原培养液中部分离子浓度发生了如下表的变化(表 中数据为72小时后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百 分比)。分析下表不能得出的结论是 . ( )
K＋ 水稻 番茄 17.0 19.1
Mg2＋ 105 85
Ca2＋ 117 59.6
SiO 2－ 4 19.5 118