2016届高考生物一轮复习学案7 物质跨膜运输的实例

实验导航
特别提醒 发生质壁分离的细胞类型和质壁分离的原因 1．从细胞角度分析： 栏 目 链 接
(1)具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。
(2)死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)
不发生质壁分离现象。
2．从溶液角度分析： (1)在溶质可穿膜的溶液中 (如KNO3、尿素、甘油等)细胞会发 生先质壁分离后自动复原现象。
实验导航
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度。 不同植物细胞 ＋ 同一浓度的蔗糖溶液 ⇓镜检
栏 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大。 目 链 (4)鉴别不同种类的溶液(如 KNO3 和蔗糖溶液)。 接
成熟植物细胞 ＋ 不同种类溶液 ⇓
只发生质壁分离→蔗糖溶液 镜检 质壁分离后自动复原→KNO3溶液
浓度差 溶质、溶剂分子
栏 目 链 接
②半透膜两侧具有浓度差
溶剂分子
渗透是扩散的一种特殊形式
要点探究
特别提醒
关于渗透系统中的2个“比较”。
(1) 渗透平衡与溶液浓度的内涵。发生渗透平衡只意味着半 栏 目 链 接
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。溶液浓度指物质的量浓度而非质量 浓度。 (2)半透膜与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，物质能否通过取 决于分子的大小与半透膜孔径大小的比较。
现出对矿质离子吸收的选择性。这种吸收是主动运输，表中数
据并不能体现出离子吸收速率与溶液中相应离子的浓度的关系。 答案：D 栏 目 链 接
要点探究
跟踪训练
2．用完全培养液在两个相同容器内分别培养水稻和番茄幼
苗，假设两种植物的吸水速率相同，一段时间后，培养液中各种 离子与实验开始时各种离子浓度之比如下图所示。该实验的结果 不能说明( D ) 栏 目 链 接
栏 目 链 接
要点探究
特别提醒
(1)植物吸收水分的方式是自由扩散，而对无机盐离子则以
主动运输方式吸收，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两 栏 目 链 接
个相对独立的过程。
(2)作物栽培时，不同作物及同一作物的不同生长发育期对
无机盐离子的需求不同，因此要合理施肥。
要点探究
【例❷】 用相同的完全培养液，在相同条件下分别培
有可能是由于浓度差不同引起，但整体曲线趋势不同，是因为溶
液不同，A可能是蔗糖溶液，B可能是一定浓度的硝酸钾溶液，C 错误；6 min 时两个细胞失水量较大，细胞都发生质壁分离，D正 确。 答案：C
要点探究
跟踪训练
1．如图所示，烧杯内装有蒸馏水，下部封有半透膜的长颈 漏斗内装有淀粉和食盐溶液，漏斗颈内的液面与烧杯内蒸馏水的 液面相同。过一段时间后用碘水和硝酸银溶液分别检测蒸馏水中 的物质。整个实验过程中所观察到的现象是( C )
A．漏斗颈内的液面下降 B．漏斗颈内的液面没有变化 C．烧杯内的液体遇硝酸银溶液有白色沉淀生成 D．烧杯内的液体遇碘水变蓝
栏 目 链 接
要点探究
解析： 淀粉是大分子物质，不能透过半透膜，使漏 斗内与烧杯中蒸馏水之间渗透压不平衡，水分子通过半透膜
进入漏斗，使其液面上升；烧杯内的水中无淀粉，遇碘不变
蓝。食盐溶液中离子可以透过半透膜，所以烧杯内的液体遇 硝酸银溶液有白色沉淀生成。 栏 目 链 接
19.5 118
要点探究
A.不同植物对离子的需要量是不同的
B．与番茄相比，水稻对SiO44－需要量大，对Ca2＋需要
量小 C．不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的 D．植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有 栏 目 链 接
关
要点探究
解析：植物因其根细胞膜上载体的种类和数量不同，而表
实验导航
解析：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。 栏 目 链 接
在达到平衡后，只要存在液面差 Δh ，则 S1 溶液浓度仍大
于S2溶液浓度，且Δh的高低决定于起始S1与S2的浓度差。
要点探究
3．扩散和渗透的比较。
扩散 不 扩散是一种物质由高 渗透 水分子或其他溶剂分子透
同
点
概念
浓度区域向低浓度区
域的物理运动
过半透膜向溶质浓度大的
一侧运动 ①半透膜
条件 物质 联系
实验导航
跟踪训练
1．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 (如下图所示)，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( )C 栏 目 链 接
A．c～b B．a～c C．a～d D．d～c
基本组成 或条件
原理
水扩散的 方向
水分子通过半透膜的扩散作用
低浓度溶液―→高浓度溶液
要点探究
2.渗透作用的发生。
(1)若S1浓度＞S2浓度，单位时间内由S2→S1的水分子数多
于S1→S2，外观上表现为S1液面上升。 (2)若S1浓度＜S2浓度，则情况相反，外观上表现为S1液面 下降。 (3)Δh达到一定高度时，由半透膜进出漏斗的水分子数相 等，渗透系统达到平衡状态，液面不再变化。 栏 目 链 接
基础回顾
2．动物细胞的吸水和失水。 (1)人成熟的红细胞中发生渗透作用的条件。 细胞质与外界溶液 细胞膜 相当于半透膜； ② ① ________ __________________ 之 栏 目 链 接
间存在浓度差。
(2) 引起细胞失水与吸水的条件：外界溶液与细胞质之
间存在浓度差。
基础回顾
3．植物细胞的吸水和失水。
(1)成熟植物细胞的结构。
全透性 小 原生质层 细胞质 半透膜 大1 栏 目 链 接
基础回顾
(2)原理和现象。
大于 细 胞 液 浓 度 时 ， 细 胞 失 水 ， 发 生 ① 外 界 溶 液 浓 度 ________
质壁分离 现象。 ____________ 栏 小于 ② 外 界 溶 液 浓 度 ________ 细 胞 液 浓 度 时 ， 细 胞 吸 水 ， 发 生 目 链 质壁分离复原 现象。 ______________ 接 (3)质壁分离的原因。 细胞液 浓度 <外界溶液浓度，细胞通过渗透作用失 ①外因： ________ 水； 小于 原生质层的伸缩性。 ②内因：细胞壁的伸缩性________
要点探究
考点2 植物对无机盐离子的选择性吸收
1．实例。 同一植物吸收不同离子 植物细胞膜对无 具有选择性
⇒有差异⇒机盐离子的吸收 不同植物吸收同种离子
栏 目 链 接
2．结构基础。 细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同。
要点探究
3．实验验证。 含不同无机盐离子的溶液＋不同植物 ↓ 测定实验前培养液中各离子的初始浓度 ↓ 测定实验结束后各离子的浓度 ↓ 比较同一植物吸收不同离子及不同植物吸收同一离子的情况 ↓ 得出结论
实验导航
(2) 在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现
象，不能自动复原。
(3) 在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因 过度失水而死亡不再复原。 高考命题角度 （ 1）列举不同类型的细胞或对植物细胞进行某种处理 后，判断能否发生质壁分离现象。 （ 2）列举不同的溶液，以判断成熟植物细胞在溶液中 发生的现象。 栏 目 链 接
基础回顾
二、物质跨膜运输的其他实例
1．番茄和水稻吸收无机盐离子的比较： 科学家将番茄和水稻分别放在含有 Ca2 ＋、 Mg2＋ 和 SiO44－ 的培养液中培养，结果及分析如下： 栏 目 链 接
基础回顾
(1)实验结果。 同一种无机盐离子 的吸收有差异。 ①不同植物对__________________ ②同一种植物对____________________ 不同种无机盐离子 的吸收也有差异。 选择性 。 (2)实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有________ 2．微生物吸收无机盐离子的特点： 选择性 。 (1)不同微生物对无机盐离子的吸收有________ 需要量 不同。 (2)不同微生物对各种无机盐离子的________ 栏 目 链 接
要点探究
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，而不允许生物大分子物 质通过。 栏 目 链 接
要点探究
【例❶】 下图曲线表示完全相同的两个植物细胞分别
放置在A、B溶液中，细胞失水量的变化情况。相关叙述不正 确的是( ) 栏 目 链 接
要点探究
A．该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行 B．若B溶液的浓度稍增大，则曲线中b点右移 C．两条曲线的差异是由于A、B溶液浓度不同导致 D．6 min时取出两个细胞用显微镜观察，均可看到质壁分 离现象 栏 目 链 接
要点探究
解析：质壁分离和复原实验中要选择含有大液泡的植物细胞， 如成熟的叶肉细胞，A正确；若B溶液的浓度增大，则浓度差增大， 相同时间内失水的程度变大，复原时所需要的时间变长，即a点上 移，b点右移，B正确；在0～4 min内，两种曲线的失水程度不同， 栏 目 链 接
实验导航
实验6：观察植物细胞的质壁分离和复原
1．质壁分离与复原实验流程。
栏 目 链 接
实验导航
2．质壁分离实验的拓展应用。 (1)判断成熟植物细胞是否有生物活性。 待测成熟植物细胞 ＋ 一定浓度的蔗糖溶液 ⇓
发生质壁分离→有生物活性 镜检 不发生质壁分离→无生物活性
栏 目 链 接
(2)测定细胞液浓度范围。 镜检 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发生质壁分离的蔗糖溶液 浓度之间。