【生物.新高考总复习】第7讲 物质跨膜运输的实例 物质跨膜运输的方式

必备知识
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第7讲 物质跨膜运输的实例 物质跨膜运输的方式
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-14-
核心素养 关键能力
(2)1 组中的尿素分子和 2 组中的 K+、NO3- 都进入了细胞,进入的 方式一样吗?
提示:不一样。尿素的运输方式是自由扩散,而 K+、NO3进入细胞的方式是主动运输。
(3)3组中,如果一直增大蔗糖溶液浓度,萝卜条会不会一直缩短?
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必备知识 核心素养 关键能力
考向2 动植物细胞吸水与失水的分析 2.(2019山东济宁期末)右图曲线表示完全相同的两个植物细胞分 别放置在甲、乙溶液中,细胞失水量的变化情况。下列相关叙述不 正确的是( ) A.AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大 B.若乙溶液的浓度稍减小,则曲线中B点左移 C.该细胞可以是根尖成熟区的细胞 D.用一定浓度的KNO3溶液代替乙溶液,可得到类似的结果
必备知识
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核心素养 关键能力
科学思维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。 ②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 分子数的多少,如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖 溶液,则葡萄糖溶液一侧单位体积中葡萄糖分子数多(水分子数少), 水分子由蔗糖溶液一侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散。 (2)判断半透膜两侧溶液浓度大小 若渗透平衡后,半透膜两侧液面仍存在液面差,则半透膜两侧溶液就 存在浓度差,液面差越大,浓度差就越大,且液面高的一侧溶液浓度 高。
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必备知识 核心素养 关键能力
考向1 渗透作用的原理及应用分析
1.(2019山东临沂质检)将生鸡蛋的大头保持壳膜完好去掉蛋壳,
小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出。将蛋壳内灌入15%的蔗糖溶液,
然后放在烧杯的清水中并用铅笔标上吃水线。下列分析错误的是
关闭
( 本实)验中相当于渗透装置中的半透膜的是壳膜。由于壳膜内的浓度
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内容标准
核心素养解读
1.物质出入细胞 的方式(Ⅱ) 2.实验:通过模拟 实验探究膜的透 性 3.实验:观察植物 细胞的质壁分离 和复原
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大于外界溶液的浓度,外界清水就透过壳膜进入到壳膜内的蔗糖溶液
中,导致吃水线低于烧杯的水面。若将清水换为15%的NaCl溶
液,15%NaCl溶液的物质的量浓度大于壳膜内15%的蔗糖溶液的物质
的NAa量.+卵和浓壳C度l-膜都,壳可相膜以当内通于的过渗水半透就透装透膜过置,因壳中此膜的半进半透入透膜到膜两壳侧膜N外a+,导和致Cl-蛋的壳浓上度浮差;很由快于消 失B,.壳半膜小外时溶后液吃浓水度线小低于于壳烧膜内杯,的壳膜水外面的是水由就于透清过水壳渗膜入进蛋入到壳壳所膜致内,
提示:如果一直增大蔗糖溶液浓度,萝卜条就会缩短,但由于细胞 壁的支持和保护作用,不可能无限缩短。
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必备知识 核心素养 关键能力
探究3 物质跨膜运输的其他实例(科学思维) 把番茄和水稻分别放在完全培养液中培养。各种离子的初始浓 度设定为1个单位,一段时间后,培养液中离子的相对浓度(实验结束 后培养液中各种离子浓度占开始时的浓度的百分比)如下图所示。 分析回答下列问题。
导C致.若蛋将壳清下水沉换。为若1将5正%的常线Na粒C体l溶放液在,则清蛋水中壳,先由上于内浮膜后向下内沉折叠增大 了DD膜.若面将积正,故常会的发线生粒外体膜放先破入裂清,水内膜中后,则破线裂粒。体内膜先涨破
关闭
解析 答案
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核心素养 关键能力
(1)该实验初始浓度设定有何巧妙之处? 提示:便于实验结束时的数据与初始值相比较,也便于不同离子 间的浓度数据进行比较,如此进行数据处理,便于得出结论。
(2)图示中的水和离子进入细胞的方式一样吗?
考点3
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必备知识 核心素养 关键能力
4.渗透作用模型和植物细胞与外界溶液形成渗透系统分析
渗透作用模型 植物细胞与外界溶液形成渗透系统
图解
基本组成 或条件
半透膜、浓度差
原生质层—— 选择透过性 膜; 浓度差——细胞液与外界溶液之间
原理
水分子通过半透膜 细胞液通过 原生质层
的扩散作用
溶液之间发生吸水或失水
提示:不一定。植物细胞有细胞壁的支持、保护作用,当单位时 间内水分子进出植物细胞数量相等时,有可能细胞液浓度大于细胞 外溶液浓度。
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核心素养 关键能力
(3)在图B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
提示:不一样。 (3)与 Ca2+和 Mg2+相比,水稻根细胞膜运输 SiO32-的速率有何不同?
提示:水稻根细胞膜运输SiO32- 的速率大于运输Ca2+和Mg2+的速率。
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核心素养 关键能力
(4)请解释在培养水稻的完全培养液中,实验结束时Mg2+浓度为 什么会升高?由此可得到什么结论?
考点1
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-11-
核心素养 关键能力
【解疑释惑】有关半透膜认识的3个误区 (1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度,实质是指 渗透压,如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖 溶液的质量浓度相等,但质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压小,故 水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 (2)水分子的运输特点:半透膜两侧的水分子进行的是双向运动, 而不是单向运动,观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致 的液面改变。 (3)渗透平衡不等于浓度相等。渗透平衡只意味着半透膜两侧水 分子移动达到平衡状态,而两侧溶液的浓度并不一定相同,两侧的 液面高度也不一定相同。
提示:水稻吸收水的相对速度大于吸收Mg2+的相对速度。由此 说明植物根细胞对水和离子的吸收过程是不同的。
(5)由实验结果可知:不同植物对同种离子的吸收量是不同的;同 一种植物对不同离子的吸收量是不同的。由该实验的结果能得到 什么结论?
提示:根细胞对离子的吸收具有选择性。
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核心素养 关键能力
(1)实验组中是否都发生了质壁分离和复原现象?说出判断依据。
提示:3组只发生质壁分离。据图分析可知,在尿素溶液中,萝卜条 长度先变短,再变长,最后保持原来的长度不变,说明细胞先失水,后 来由于尿素以自由扩散的方式进入细胞内,细胞吸水复原;在KNO3 溶液中,萝卜条长度先变短,再变长,最后保持原来的长度不变,说明 细胞先失水,后来由于K+、NO3- 以主动运输的方式进入细胞内,细 胞吸水复原;在蔗糖溶液中,萝卜条长度失水变短,细胞只能发生质 壁分离。
考点1
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考点3
-3-
必备知识 核心素养 关键能力
细胞的吸水和失水
1.渗透作用原理 (1)概念:指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。 (2)发生渗透作用的条件:一是具有 半透膜 ,二是半透膜两 侧的溶液具有 浓度差 。 2.动物细胞的吸水和失水
细胞膜
(1)
细胞质
必备知识
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能透过半透膜。
①一段时间后,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”)
②如同时向两管内加入等量的麦芽糖酶,两管中液面的变化分别
为:左管液面 先升高,后下降
,右管液
面 先下降,再升高,最后稳定在一定高度
。
必备知识
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与外界
水扩散 的方向
低浓度溶液→高浓度溶液
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核心素养 关键能力
5.物质跨膜运输的其他实例 (1)植物对无机盐离子的吸收 ①不同植物对同种无机盐离子的吸收有 差异 。
②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有 差异 。 (2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是 逆 (填“逆”或“顺”) 浓度梯度进行的。 (3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的 差异 性。
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核心素养 关键能力
正误判断 (1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量分数。 ( ×) (2)在渗透作用中,当半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子不再通 过半透膜。( × ) (3)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的。( × ) (4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。 ( × ) (5)质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行。( × ) (6)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。 (×) (7)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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必备知识 核心素养 关键能力
探究1 渗透作用的分析(科学思维) A、B分别表示渗透作用装置,据图分析回答下列问题。
(1)水分子的流动方向
①当溶液浓度 S1>S2 时,水分子通过半透膜由S2流向S1数 目多于由S1流向S2的数目,S1溶液的液面上升。
考点1
考点2
考点3
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核心素养 关键能力
(2)现象 ①外界溶液浓度 < 细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀 ②外界溶液浓度 > 细胞质浓度⇒细胞 失水皱缩 ③外界溶液浓度 = 细胞质浓度⇒水分进出平衡
3.成熟植物细胞的吸水和失水
全透性
小
细胞质
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核心素养 关键能力
审题指导分析题意和图示:在甲溶液中,细胞失水量增加,细胞发 生质壁分离;在乙溶液中,细胞失水量先增加后减少,说明细胞先发 生质壁分离后自动复原。
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必备知识 核心素养 关键能力
探究2 动植物细胞吸水与失水的分析(科学思维) 将若干生理状况基本相同,长度为4 cm的鲜萝卜条分为四组,分别 置于清水(对照组)和浓度相同的三种溶液中(实验组),尿素溶液、 KNO3溶液和蔗糖溶液分别编号为1、2、3组。测量每组萝卜条的 平均长度,结果如下图。据图分析回答下列问题。
考点3
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核心素养 关键能力
审题指导(1)生鸡蛋壳膜具有半透膜的特性,蔗糖分子不能通过。 (2)当生鸡蛋壳膜内的浓度大于外界溶液的浓度时,壳膜外的水分就 透过壳膜进入到卵壳膜内的蔗糖溶液中;若壳膜内的浓度小于外界 溶液的浓度,卵壳内的水就透过壳膜进入到壳膜外的溶液中。(3)本 实验中相当于渗透装置中的半透膜的是壳膜。(4)鸡蛋壳上浮的原 因是壳膜是一层半透膜,鸡蛋内蔗糖溶液与外界NaCl溶液发生渗透 作用,水进入NaCl溶液较多。
②当溶液浓度 S1<S2 时,水分子通过半透膜由S1流向S2数 目多于由S2流向S1的数目,S1溶液的液面下降。当渗透平衡时,通过 半透膜的水分子达到平衡,液面不再发生变化。
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考点2
考点3
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核心素养 关键能力
(2)溶液的浓度大小判断: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)。据此分析,对于植 物细胞来说,单位时间内水分子进出细胞的数量相等时,细胞内外 液体的浓度一定相等吗?