2020年高考生物人教版一轮复习 物质跨膜运输的实例和方式

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(4)蔗糖分子不能透过原生质层，蔗糖溶液中的细胞质壁分离后 不会自动复原；KNO3 能被细胞吸收，导致细胞液和外界溶液 的浓度差被消除，从而发生质壁分离自动复原的现象。
答案：(1)S1＞S2 而半透膜不能
(2)原生质层 (3) ① X
原生质层能主动转运有关物质 蒸馏水 ③质壁分离
②标号
(4)KNO3 溶液中的细胞质壁分离后会自动复原
解析
2．将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质 A 溶液中，发现 其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋 势如图所示。下列叙述正确的是 ( )
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A．0～4 h 内物质 A 没有通过细胞膜进入细胞内 B．0～1 h 内细胞体积与原生质体体积的变化量相等 C．2～3 h 内物质 A 溶液的渗透压小于细胞液的渗透压 D．0～1 h 内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压
各种分泌 蛋白，如 抗体、蛋 白质类激 素等
2．影响跨膜运输的因素
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(1)物质浓度：
①自由扩散时运输速率与物质浓度呈正相关，而协助扩散和 主动运输由于有载体蛋白的参与，有饱和点的出现 ②载体蛋白的两大特点： a．具有特异性：运输不同物质的载体蛋白不同，不同细胞 膜上载体蛋白的种类和数量也不同 b．具有饱和性：当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时，细胞 吸收该运载物质的速率不再随物质浓度的增大而增大
解析
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[归纳拓展]
渗透装置中溶液渗透方向与浓度的判断
返回 考向二 考查对细胞吸水与失水情况的判断 3．将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、 d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同 浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长 度，结果如下图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水 分交换，则 ( )
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(3)①两套渗透装置中，加蔗糖溶液的渗透装置会出现液面差， 因为蔗糖分子不能通过半透膜，所以该装置中水分子的总的移 动趋势是从蒸馏水移到漏斗内；而加 KNO3 溶液的渗透装置不 出现液面差，因为 KNO3 溶液中的 K＋和 NO－ 3 可以通过半透膜， 所以半透膜两侧的溶液浓度最终会相同。②选两片洁净的载玻 片，标号，在载玻片中央分别滴加蒸馏水，然后将撕取的洋葱 鳞片叶外表皮展平置于蒸馏水中，加上盖玻片，制成洋葱鳞片 叶外表皮临时装片。③将洋葱鳞片叶外表皮细胞分别浸润在所 提供的蔗糖溶液和 KNO3 溶液中，由于外界溶液的浓度高于洋 葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度，细胞失水，因此在显微镜 下可以观察到两个临时装片中的洋葱鳞片叶外表皮细胞都出现 质壁分离现象；但是浸润在 KNO3 溶液中的洋葱鳞片叶外表皮 细胞在一段时间后还会出现质壁分离的复原现象，而蔗糖溶液 中的洋葱鳞片叶外表皮细胞没有出现质壁分离的复原现象。
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(6)主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量 (√ ) (7)Na＋与有关载体蛋白结合排出细胞属于主动运输 (8)液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性 (√ ) (× )
(9)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常 代谢 (10)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同 (× ) (√ )
项目 渗透作用模型 植物细胞渗透系统
图解
组
一些物质可以透过，另
成
条 件
半透膜 一些物质不能透过的多
孔性膜(如玻璃纸)
原生质层相当于半透 膜
浓度差
半透膜两侧的溶液体系 细胞液(S1)与外界溶液 (S1，S2) (S2)之间
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项目
渗 透 作 用 S1＜S2
渗透作用模型
漏斗内液面下降
植物细胞渗透系统
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(2)据图确定物质跨膜运输的方式：
a是 协助扩散 ， b、d是自由扩散 ， c是 主动运输 。
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(3)根据影响跨膜运输因素的曲线确定运输方式： ①物质浓度：
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②氧气浓度：
[ 师说考点·解疑难]
1．物质出入细胞方式的比较
比较 项目 运输方向 离子和小分子物质 被动运输 自由扩散 高浓度→ 低浓度 协助扩散 高浓度→ 低浓度 主动运输
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大分子和颗粒性物质 胞吞 胞吐
运输动力
模型图
浓度差
浓度差
低浓度→ 细胞外→ 细胞内→ 高浓度 细胞内 细胞外 能量(ATP) 能量(ATP) 能量(ATP)
水、 CO2、甘 物质出入 油、脂肪 细胞的实 酸、乙 例 醇、苯、 尿素等
白细胞吞 小肠上皮 红细胞吸 噬病菌、 细胞吸收 收葡萄糖 变形虫吞 氨基酸、 等 食食物颗 葡萄糖等 粒等
第3 讲
物质跨膜运输的实例和方式
考纲要求
1.物质进出细胞的方式B 2.实验：1通过模拟实验探究膜的透性b 2观察植物细胞的质壁分离和复原c
考点一 细胞的吸水与失水
目
Contents
考点二
物质的运输方式
录
考点三 观察植物细胞的质壁分离和复原 课堂练真题——明高考规律
(4)在成熟的植物细胞发生质壁分离过程中，细胞的吸水能 力逐渐减小 (× )
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2．A、B 分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题
(1)渗透达到平衡，半透膜两侧的水分子 不是 (填“是”或“不 是”)静止不动的。 (2)Δh不变时，S1、S2的大小关系为：S1 ＞ S2(填“＞”“＜” 或“＝”，S1、S2中溶质不能通过半透膜)。
解析
(
)
6．(2013· 江苏高考)如图为研究渗透作用 的实验装置，请回答下列问题：
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(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两 种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始 液面一致。渗透平衡时的液面差为 Δh， 此时 S1 和 S2 浓度大小关系为________。 (2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的____________，两者
课下练模拟——试自身能力
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考点一
细胞的吸水与失水
重难理解类—教学重点·师生共研
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[ 思维导图·成一统]
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[ 基础速练·固根基]
1．判断有关细胞吸水和失水叙述的正误 (1)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核 (×) (2)质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行 (×)
(3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透 作用 (× )
A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高 B．浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的 C．a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组 D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～ 0.5 mol· L－1之间
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4． (2015· 海南高考)取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干， 去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后 分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后 测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设 蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果。下列说法正 确的是 A．实验前，丙的浓度＞乙的浓度＞甲的浓度 B．乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等 C．实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散 D．甲、 丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引 起的
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(
)
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考向三
考查与渗透作用有关的实验探究
5． 某同学为探究膜的通透性而设计了如图所示 的渗透装置，开始时烧杯内的液面和长颈漏 斗内的液面相平。在长颈漏斗内液面上升的 过程中 A．液面上升的速率先加快后减慢最终维持稳定 B．水分子通过半透膜从蔗糖溶液向清水扩散的速率逐渐减慢 C．当半透膜两侧液体浓度相等时，水分子不再通过半透膜扩散 D．当半透膜两侧水分子进出速率相等时，长颈漏斗内液面最高
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[方法规律]
探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例)
烧杯内盛 淀粉溶液 变蓝 不变蓝 变蓝
漏斗内盛碘液 不变蓝 变蓝 变蓝
结论 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
不变蓝
不变蓝
淀粉和碘都不能通过半透膜
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考点 二
物质的运输方式
重难理解类—教学重点·师生共研
在物质透过功能上的差异是____________________________。
(3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。 实验材料：紫色洋葱。 实验器具：如图所示的渗透装置(不含溶液)，光学显微镜，载玻 片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。
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实验试剂：蒸馏水，0.3 g/mL 的蔗糖溶液和与其等渗的 KNO3 溶液。 部分实验步骤和结果如下： ①选两套渗透装置，标上代号 X 和 Y。在两个烧杯里均加入一 定量的蒸馏水，分别在装置 X 和 Y 的漏斗内加入适量的蔗糖溶 液和 KNO3 溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时 出现液面差的装置有________(填代号)。 ②选两片洁净的载玻片， ________ ，在载玻片中央分别滴加 ________，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中 细胞的初始状态。 ③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和 KNO3 溶液中的 洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是 ____________。 (4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是 _______________________________________________。
细胞失水；可发生
质壁分离
细胞吸水；可发生 质壁分离复原
S1＞S2
漏斗内液面上升
发
生 S1＝S2
水分进出平衡，液面 细胞既不吸水也不
不变
失水
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2．渗透作用原理的应用 (1)验证渗透作用发生的条件：
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(2)比较不同溶液浓度的大小：
漏斗内 溶液浓度 M 烧杯内 N
①若漏斗内液面上升，则M >N 现象及结论 ②若漏斗内液面不变，则M＝N ③若漏斗内液面下降，则M<N
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[ 思维导图·成一统]
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[ 基础速练·固根基]
1．判断下列关于物质进出细胞叙述的正误 (1)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜 (×) (2)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质离子的速率都相同 (×) (3)植物主动运输矿质离子的过程只发生在活细胞中 (4)低温不影响矿质离子的吸收速率 (5)细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内 ( √) (×) (×)
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(3)在 B 图所示的 U 形玻璃管内，左右管内分别装入质量分 数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平，假 设溶质分子不能透过半透膜。 一段时间后，两管中液面的变化为：左管液面 升高 ， 右管液面 降低 。(均填“升高”“降低”或“不变”)
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[ 师说考点·解疑难]
1．渗透系统的组成分析
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解析：(1)图中漏斗内的液面高于漏斗外，而起始时漏斗内外液 面一致，说明水分子的总移动趋势是从漏斗外进入漏斗内，故 起始时漏斗内的蔗糖溶液浓度大于漏斗外，由于蔗糖分子不能 通过半透膜，所以当水分子进出达到动态平衡的时候，漏斗内 的蔗糖浓度仍然大于漏斗外，即 S1＞S2。(2)图中的半透膜模拟 的是成熟植物细胞中的原生质层。半透膜是物理性膜，一般没 有生物活性，不具有选择透过性，只要分子的直径小于半透膜 的孔径就能通过，否则不能通过；而组成原生质层的细胞膜和 液泡膜具有生物活性，有选择透过性，可以主动转运有关物质。
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2．物质出入细胞方式的判断 (1)结合实例归类下列物质的运输方式(填编号)： A．水 B．O2、CO2 C．红细胞吸收葡萄糖 D．甘油、脂肪酸、性激素、乙醇等脂溶性物质 E．小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖 F．无机盐、葡萄糖等逆浓度进出细胞 G．神经细胞静息状态下K＋外流和兴奋时Na＋内流 H．人红细胞吸收K＋排出Na＋ I．胰岛B细胞分泌胰岛素 J．神经细胞分泌神经递质 K．吞噬细胞吞噬抗原 ①以上属于自由扩散的是 A、B、D 。 ②以上属于协助扩散的是 C、G 。 ③以上属于主动运输的是 E、F、H 。 ④以上属于胞吞的是 K ，属于胞吐的是 I、J 。
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研透考情•备高考
考向一
考查对渗透作用现象分析
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1．(2017· 浙江选考)将家兔红细胞置于不同浓度的溶液中，水分子 的跨膜运输示意图如下(箭头方向表示水分子的进出， 箭头粗细 表示水分子进出的多少)。下列叙述正确的是 ( )
A．一段时间后，甲细胞会发生质壁分离 B．能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞 C．光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出 D．若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中，甲细胞先 破裂