第6讲物质的跨膜运输

第6讲物质的跨膜运输

考纲、考情——知考向核心素养——提考能

最新考纲1.物质出入细胞的方式（Ⅱ）。

2.实验：（1）通过模拟实验探究

膜的透性；

（2）观察植物细胞的质壁分离

和复原。

生命

观念

物质与能量观：理解细胞内的物

质运输与能量供应的关系

全国卷考情2018·全国卷Ⅱ（2）、2017·全国

卷Ⅱ（4）、

2016·全国卷Ⅰ（2）、2015·全国

卷Ⅱ（1）、

2015·全国卷Ⅱ（3）、2014·全国

卷Ⅰ（4）、

2013·全国卷Ⅰ（3）

科学

思维

归纳与演绎：分析不同物质跨膜

运输实例，归纳物质跨膜运输的

类型和特点

科学

探究

实验设计与实验结果分析、模拟

细胞膜透性实验、分析植物细胞

的质壁分离与质壁分离复原实

验

考点一物质跨膜运输的实例

1．渗透作用

（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）渗透作用产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。

2．动、植物细胞的吸水和失水

（1）动物细胞的吸水和失水

②现象

a．外界溶液浓度＜细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀。

b．外界溶液浓度＞细胞质浓度⇒细胞失水皱缩。

c．外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡。

（2）植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例）

①条件：成熟植物细胞具有中央大液泡。

②原理

（3）现象

a．当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离现象。

b．将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度高于外界清水，植物细胞就吸水，发生质壁分离复原现象。

3．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。

如图为某同学设计的验证渗透作用发生条件的一组实验装置，请分析：

（1）请推测甲、乙、丙结果内容。

（2）设置图示3个装置是为了证明什么结论？试具体说明。

提示（1）甲Δh＝0乙Δh>0丙Δh＝0

（2）甲乙对照可证明渗透作用发生需“浓度差”，乙丙对照可证明渗透作用发生必需有半透膜。

渗透系统与渗透作用的原理

1．如图表示一中间隔以半透膜（只允许水分子通过）的水槽，两侧分别加入等质量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液，然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶。在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化理论上是（）

A．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并等于A侧高度

B．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度

C．加酶前后A、B两侧液面不变

D．加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧上升并高于A侧

解析由题意知，加酶前，葡萄糖溶液和麦芽糖溶液的质量浓度相等，由于葡萄糖分子量小，则A侧物质的量浓度高，进入A侧的水分子多，A侧液面上升；半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶后，B侧1分子麦芽糖分解为两分子的葡萄糖，由于1分子麦芽糖质量小于两分子的葡萄糖质量，故B侧物质的量浓度大于A 侧物质的量浓度，据渗透作用原理可知，进入B侧的水分子增多，故加酶后B 侧上升并高于A侧高度。

答案 B

2．下图中X、Y、Z分别为蒸馏水、30%葡萄糖溶液、30%淀粉溶液，且单糖能通过半透膜而二糖、多糖不能通过半透膜。下列相关叙述错误的是（）

A．装置A的现象是左侧液面先下降后上升，最终左右液面持平

B．A装置左右侧替换为等量蔗糖溶液，左右侧分别加入相等且适量的蔗糖酶、淀粉酶，左侧液面先升后降最后不变

C．装置B烧杯中溶液液面下降的速率逐渐减缓

D．装置B达到渗透平衡后，由于液面差的存在，水分子向半透膜两侧扩散的速度不同

解析装置A中X为蒸馏水、Y为30%葡萄糖溶液，一开始，由于装置A右侧溶液浓度高，水向右侧扩散的速率>水向左侧扩散的速率，左侧液面下降；随着葡萄糖从右向左通过半透膜，左侧溶液浓度不断上升，左侧液面上升；最终当葡萄糖在左右两侧含量相同时，水向右侧扩散的速率＝水向左侧扩散的速率，左右液面持平，A正确；由于酶具有专一性，蔗糖只能被蔗糖酶催化水解而不能被淀粉酶催化水解，左侧一分子蔗糖水解成两分子单糖，左侧溶液浓度上升，液面升高；随后单糖通过半透膜从左侧向右侧扩散，使左侧溶液浓度降低，液面下降；最终达到动态平衡，B正确；装置B中Z溶液（30%淀粉溶液）浓度>X溶液（蒸馏水）浓度，所以漏斗中溶液液面上升、烧杯中溶液液面下降，但随着液面差的增大，液柱对半透膜的压强阻碍了水分子向漏斗的扩散，烧杯液面下降的速率逐渐减缓，C正确。

答案 D

有关渗透作用的“3”个易错点

（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%葡萄糖溶液和质量分数为10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%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）渗透平衡≠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，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。（3）只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。

细胞吸水和失水状况分析

3．（2020·高考预测）将黄肉马铃薯和白肉马铃薯块茎切成形状、大小相同的长方体条，各取4条，分别放在不同浓度的蔗糖溶液（a～d代表蔗糖溶液浓度）中，一段时间后，取出马铃薯条称重，结果如图所示，下列相关说法正确的是（）

A．四种蔗糖溶液的浓度大小顺序是c>d>a>b

B．黄肉马铃薯细胞液的浓度小于白肉马铃薯细胞液的浓度

C．黄肉马铃薯细胞液的浓度可能与a相当，白肉马铃薯细胞液的浓度可能与d 相当

D．在浓度为d的蔗糖溶液中加入适量清水，一段时间后，白肉马铃薯的细胞液浓度几乎不变

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