专题4.1 物质跨膜运输的实例-2018年高三生物一轮总复习名师伴学 Word版含解析

【学案导航】---明方向！【课程学习目标】1.尝试探究实验中的“提出问题,作出假设”。

2.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计。

3.初步学会植物细胞质壁分离与复原的方法。

4.举例说出细胞膜是选择透过性膜。

第一层级：预学区.不看不讲【知识体系梳理】一、动物细胞的吸水和失水1.渗透作用产生的条件(1)有一层①。

(2)半透膜两侧的溶液具有②。

2.动物细胞吸水和失水的条件(1)外界溶液浓度③细胞质浓度时,细胞吸水膨胀。

(2)外界溶液浓度大于细胞质浓度时,细胞④。

(3)外界溶液浓度等于细胞质浓度时,水分进出细胞处于⑤。

二、植物细胞的吸水和失水1.结构(1)细胞壁:⑥,即水分子和溶解在水里的物质都能自由通过。

(2)原生质层:⑦、⑧以及两层膜之间的⑨组成原生质层,相当于一层⑩。

(3)细胞内的液体环境:主要指液泡内的。

2.条件:成熟植物细胞中具有中央大液泡。

3.验证(1)质壁分离:当细胞液的浓度外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。

由于原生质层比细胞壁的,当细胞不断失水时,就会与逐渐分离开。

(2)质壁分离复原:将已发生质壁分离的细胞放在外界溶液浓度比较低的环境中时,外界溶液中的水分就透过进入细胞液中,整个原生质层就会慢慢恢复成原来的状态。

三、物质跨膜运输的其他实例1.对无机盐的吸收实例(1)水稻和番茄对同一离子的吸收量。

(2)水稻和番茄对的吸收量不同。

2.细胞膜和其他生物膜都是膜,可以让自由通过,细胞选择吸收的一些也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。

【基础学习交流】1.什么是渗透作用?细胞对无机盐离子的吸收是否通过渗透作用完成?2.细胞对水分的吸收方式一定是渗透作用吗?3.当我们吃比较咸的食物时,像吃腌制的咸菜,连续嗑带盐的瓜子等,你的口腔会有什么感觉?为什么? 有什么办法解决?4.能发生质壁分离及质壁分离复原现象的细胞应具备怎样的条件?农业生产上的“烧苗”现象指的是什么? 第二层级：导学区.不议不讲【重点难点探究】知识点一:认识渗透作用1.什么是半透膜?渗透作用的实质是什么?2.请叙述动植物细胞发生渗透作用的条件。

3.请完成原生质层的构成图解。

4.请利用长颈漏斗、半透膜、铁架台、具有浓度梯度的蔗糖溶液、清水等材料用具,绘制一个渗透作用装置图。

若按照设计的装置进行实验,预计漏斗中的液面是上升了还是下降了?此时漏斗内溶液的渗透压变大了还是变小了?知识点二:植物细胞质壁分离与复原实验解读1.请叙述实验原理。

2.以下是简单的实验流程:制作洋葱鳞片叶临时装片高倍镜下观察滴0.3 g/mL 的蔗糖溶液高倍镜下观察滴清水高倍镜下观察结论其中②过程中可观察到细胞有两方面的变化,它们是什么?请绘出一个处于②过程中洋葱鳞片叶结构示意图。

3.应选择怎样的实验材料?请举一例。

若用0.5 g/mL的蔗糖溶液为外界溶液,还能进行质壁分离复原实验吗?为什么?【思维拓展应用】例1 若将人类的红细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡半小时之后的结果如下图,依照细胞外形的变化判断蔗糖溶液的浓度,由高到低排列,正确的是( )。

A.a>b>c>dB.d>a>b>cC.c>d>a>bD.c>b>d>a例2 下表是几组用新鲜洋葱表皮进行的实验处理和结果,请分析回答:实验分析处理方法实验结果第1组①将材料置于0.3 g/mL蔗糖溶液中①发生质壁分离②然后将材料移至蒸馏水中②发生质壁分离复原第2组③将材料置于0.6 g/mL蔗糖溶液中③迅速发生质壁分离④然后将材料移至蒸馏水中④质壁分离不能复原第3组⑤将材料置于0.07 g/mL的尿素溶液中⑤开始发生质壁分离,然后逐渐自动复原第4组⑥将材料放入100 ℃热水中3min后取出,重复第1组实验⑥不发生质壁分离(1)洋葱表皮细胞在第1、2、3组实验中均发生了质壁分离现象,其内部结构基础和外在条件分别是。

(2)比较第1和第2组实验结果的差异,说明。

(3)比较第1和第3组实验结果,出现实验结果差异性的原因是。

(4)比较第1和第4组实验结果,出现实验结果差异性的原因是。

第三层级：固学区.不练不讲【基础智能检测】1.右图为某学生在做一定浓度的蔗糖溶液对细胞影响的实验中所观察到的细胞图,下列有关叙述中正确的是( )。

A.图中1、2、6组成了细胞的原生质层B.图中细胞处于质壁分离状态,此时6处的浓度一定大于7处的浓度C.图中1是细胞壁,6中充满了蔗糖溶液D.图中7是细胞液,在细胞发生质壁分离过程中,其颜色逐渐变浅2.将水稻培养在有各种营养元素的培养液中,发现水稻吸收硅多,吸收钙少。

这说明( )。

A.水稻培养液中硅和钙的浓度不同B.水稻根细胞对不同矿质元素离子吸收的量有差异C.水稻根的细胞膜吸附硅的能力强,吸附钙的能力弱D.硅是小分子,钙是大分子3.半透膜类似于细胞膜等选择透过性膜。

为了了解细胞膜内、外溶液浓度的差异对水分扩散的影响,设计了如下实验:在一长方体密封箱内(如图所示),正中的P为一个可以左右无摩擦滑动的半透膜,A室与B室空间相同,A室内充满2 mol/L蔗糖溶液,B室内充满1 mol/L的蔗糖溶液。

实验开始后,P将移动的方向是( )。

A.向上B.向下C.向左D.向右4.如右图所示,在U型管中部c处装有半透膜,在a侧加入细胞色素d分子(分子量为1.3万道尔顿的蛋白质)水溶液(红色),b侧加入蒸馏水,并使a、b两侧液面高度一致,经一段时间后,实验结果将是( )。

A.a、b液面一致,b侧无色B.a、b液面一致,b侧红色C.a液面低于b,b侧红色D.a液面高于b,b侧无色【全新视角拓展】5.下图表示同一个洋葱鳞茎处于不同生理状态的三个洋葱鳞片叶表皮细胞,请回答:(1)如图所示,A、B、C三细胞处于不同浓度的溶液中,则A图与B图细胞所处的外界溶液的浓度是> 。

(2)图中细胞的细胞液浓度依次是> > 。

(3)C图中标号①指的物质是。

第四层级：思学区.不思不复【思维导图构建】【答案】【知识体系梳理】①半透膜②浓度差③小于④失水皱缩⑤动态平衡⑥全透性⑦细胞膜⑧液泡膜⑨细胞质⑩半透膜细胞液小于伸缩性大原生质层细胞壁原生质层不同不同离子选择透过性水分子离子和小分子【基础学习交流】1.渗透作用是水分子或其他溶剂分子通过半透膜的现象。

无机盐离子不是溶剂分子,细胞对无机盐离子的吸收不是通过渗透作用完成的。

2.不一定,如干种子通过吸胀作用吸收水分,水分子还有可能通过“水通道”进入细胞。

3.会有干燥难受的感觉,因为口腔细胞发生了渗透作用失水。

若及时喝水,可以缓解口渴。

4.活的具有中央大液泡的成熟植物细胞能发生质壁分离及质壁分离复原现象。

“烧苗”指的是因施肥过多等原因使土壤溶液浓度高于细胞液浓度,细胞发生渗透作用失水导致植物体内缺水萎蔫甚至死亡的现象。

【重点难点探究】知识点一:认识渗透作用1.半透膜是指只允许某些分子或离子透过而不允许其他分子或离子透过的膜;渗透作用的实质是水分子顺浓度梯度的扩散(类比:从斜面顶端下滑的小球)。

2.动物细胞发生渗透作用的条件:①细胞膜相当于半透膜;②细胞膜两侧溶液具有浓度差。

植物细胞发生渗透作用的条件:①原生质层相当于半透膜;②原生质层两侧溶液具有浓度差。

3.①细胞壁②细胞膜③细胞质④液泡膜⑤细胞液(具有一定浓度)4.如下图所示。

液面上升。

渗透压变小。

知识点二:植物细胞质壁分离与复原实验解读1.成熟的植物细胞与外界溶液接触时,就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用,从而吸水或失水。

当细胞液浓度小于外界溶液浓度时,植物细胞渗透失水,发生质壁分离;反之,渗透吸水,发生质壁分离复原。

2.细胞有两方面的变化:(1)中央大液泡逐渐变小,颜色变深;(2)原生质层与细胞壁逐渐分离。

如下图:3.应选择活的、成熟的植物细胞如洋葱鳞片叶表皮细胞为实验材料。

用0.5 g/mL的蔗糖溶液为外界溶液,不能进行质壁分离复原实验,因为外界溶液浓度相对太高,细胞在短时间内失水过多而死亡。

【思维拓展应用】例1 D【解析】成熟的植物细胞置于高浓度的外界溶液中,会因渗透失水过度而失去活性,动物细胞过度吸水会因无细胞壁的支持作用而涨破。

根据细胞形态的变化情况可判断外界溶液浓度的高低。

例2 (1)内部结构基础是有原生质层和原生质层内外两种溶液体系的存在;外在条件是原生质层内外两种溶液体系存在浓度差(2)高浓度的溶液加快质壁分离现象的出现,但由于引起细胞过度失水,导致细胞死亡,使质壁分离复原不能发生(3)尿素是可以被细胞主动吸收的小分子物质,随着尿素分子不断进入细胞内部,当细胞内外溶液浓度趋于一致时,质壁分离就自动复原(4)高温使细胞死亡,死亡的细胞原生质层失去选择透过性,不能发生质壁分离【解析】成熟的洋葱鳞片叶表皮细胞有大液泡,在适宜的高浓度外界溶液中易发生质壁分离现象。

尿素分子是细胞选择吸收的物质,所以第3组细胞发生质壁分离后会逐渐发生质壁分离复原。

基础智能检测1.C2.B3.D4.D【全新视角拓展】5.(1)A B (2) C A B (3)外界溶液【典例指津】---授技法！热点题型一渗透作用的原理及应用例1、如图所示，在U型管中部c处装有半透膜，在a侧加入细胞色素C（相对分子质量为1.3万道尔顿的蛋白质）水溶液（红色），b侧加入清水，并使a、b两侧液面高度一致，经过一段时间后，实验结果将是（）A．a、b两液面高度一致，b侧为无色B．a、b两液面高度一致，b侧为红色C．a液面低于b液面，b侧为红色D．a液面高于b液面，b侧为无色【答案】D【解析】由题意可知，a侧加入细胞色素C分子，该物质不能透过半透膜，b侧加入清水，因此a侧渗透压高于b侧，水分子由b向a运动的数目较多，a侧液面升高，b侧无细胞色素C，为无色。

【提分秘籍】(1)半透膜、选择透过性膜的比较区别：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)生物膜的结构特点——具有一定的流动性，原因是构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子大多都是可运动的。

(3)生物膜的功能特性——具有选择透过性，原因是膜上载体的种类和数量不同。

【举一反三】下图所示的渗透装置中，漏斗内外的起始液面一致，一段时间后出现高度差，下列相关叙述中，正确的是（）A．漏斗中的液面可以一直地升高B．水分子和蔗糖分子都能通过半透膜C．半透膜模拟的是成熟植物细胞中的细胞壁D．若烧杯中装入10%的蔗糖溶液，液面高度差将变小【答案】D【方法技巧】渗透方向及浓度大小的判断(1)判断溶剂渗透的总方向①若半透膜两侧是同种溶液，根据质量浓度或物质的量浓度判定。