2021版新高考地区选考生物一轮复习课件：第7讲 物质的跨膜运输

题型二 质壁分离实验的相关实验分析及拓展应用 3.(2019·云南昆明质检)下列关于质壁分离自动复原过程的分析,正确的是
() A.水B分子的扩散一定是单向的 B.细胞的吸水能力一定逐渐减弱 C.溶质分子进入细胞的方式一定是主动运输 D.质壁分离自动复原后,原生质层两侧的溶液浓度一定相等
解析:细胞发生质壁分离自动复原时,水分子的扩散是双向的,只是扩散进细胞的水分子 数目多于扩散出细胞的水分子数;在质壁分离自动复原过程中,细胞液的浓度逐渐减小, 细胞吸水能力逐渐减弱;溶质分子进入细胞的方式可能是主动运输也可能是被动运输; 因为细胞壁的伸缩性较小,细胞壁的阻挡作用,使细胞不能再吸水,因此当质壁分离自动 复原后,原生质层两侧的溶液浓度不一定相等。
D.④所指亮区是细胞膜,该实验证明了它的选择透过性与细胞壁不同
解析:分析图可知,①为细胞壁,②为细胞壁与细胞膜之间的间隙,③为紫色大液泡(含细 胞液),④为细胞膜与液泡膜之间的细胞质。①所指暗线是细胞壁,由于它是全透性的结 构,所以它两侧的蔗糖溶液浓度没有明显差异;③所指暗区是细胞液,它属于细胞质,复原 时也有水分子出液泡。
于细胞液浓度时,细胞
;当外界溶失液水浓度小于细胞液浓度时,细胞
。
吸水
重点透析
1.关于质壁分离和复原实验的三个注意点 (1)将发生质壁分离的植物细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中,植物细胞会发生质壁分离的 复原,但如果所用溶液为葡萄糖、KNO3、尿素、乙二醇等能被细胞吸收的物质,发生质壁 分离后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大,植物细胞会吸水引起质壁分离后 的自动复原。 (2)质壁分离过程中,外界溶液浓度大于细胞液浓度,植物细胞吸水能力逐渐增强;质壁分离 复原过程中,外界溶液浓度小于细胞液浓度,植物细胞吸水能力逐渐减弱。 (3)本实验用显微镜观察了三次,第一次与第二次形成对照,第三次与第二次形成对照,该对 照方法为自身对照。
C
A.与图相关细胞的原生质层会有一定程度的收缩 B.由图推知甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度 C.4 min时细胞液的渗透压大于外界溶液的渗透压 D.8 min时水分子跨膜运输进出细胞达到平衡
解析:甲、乙两种植物的块茎切成形状、大小相同的细条,分别置于质量浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液中,细胞发生失水,因此细胞的原生质层会有一定程度的收缩;由图看出 甲细胞失水较多,因此推知甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度;4 min时,细胞仍 在失水,因此4 min时细胞液的渗透压小于外界溶液的渗透压;8 min时失水量不再变化, 水分子跨膜运输进出细胞达到平衡。
考点二 实验:观察植物细胞的质壁分离和复原
实验基础
1.实验原理 (1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层 ((23))原生细质胞具层液有比一细定胞的壁浓的度伸,缩能性渗透吸水和。失水。
大得多
。半透膜
2.实验步骤
3.实验现象及结论 (1)现象
(2)结论:成熟植物细胞能与外界溶液构成渗透系统并发生渗透作用。当外界溶液浓度大
题型突破
提升核心素养
题型一 渗透作用现象分析 1.某同学制作了如图1所示的渗透作用装置,S1和S2分别为漏斗内外不同浓度的蔗糖溶液。 实验开始后,长颈漏斗内液面的变化如图2所示,渗透平衡时漏斗内外液面差为m,下列说法 不正确的是( )
D
A.长颈漏斗内部液面的升高说明膀胱膜是半透膜 B.渗透平衡时,S1溶液的液面高于S2溶液的液面 C.将S1和S2溶液换成不同浓度的KNO3溶液,渗透平衡时m值为0 D.图2结果说明,小分子物质都能通过生物膜,而大分子物质则不能
(2)现象
3.植物细胞的吸水和失水 (1)成熟植物细胞的结构
(2)原理和现象
①当 外界溶液> 浓度 时,细细胞胞液失浓水度,发生
现象。
②当
外界溶液<浓度
时,细胞吸水,失水的细胞发生 细胞液浓度
质壁分离复原
质壁分离 现象。
[纠误诊断]
(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。(
)×
提示:该浓度是指物质的量浓度。
4.现有A、B、C三瓶外观一样但没有标签的溶液,已知三种溶液是质量浓度为0.1 g/mL的 蔗糖溶液、0.3 g/mL的蔗糖溶液和0.1 g/mL的葡萄糖溶液。某同学利用如图所示的装置 设计了两组实验。(注:图中半透膜允许溶剂和葡萄糖分子通过,不允许蔗糖分子通过)
实验Ⅰ:同时将等量的A液和B液分别放入U形管的左、右两侧,一段时间后,左侧的液面升 高; 实验Ⅱ:将等量的B液和C液分别放入U形管的左、右两侧,一段时间后,液面发生了下列变 化:右侧先升高后降低。
解析:根据题意,膀胱膜两侧存在浓度差,故长颈漏斗内部液面的升高说明膀胱膜是 半透膜;水分子通过渗透作用进入漏斗,渗透平衡时 S1 溶液的液面高于 S2 溶液的液 面;将 S1 和 S2 溶液换成不同浓度的 KNO3 溶液,则渗透平衡时不会出现液面差,因为
K+和 N 可以通过半透膜;蔗糖属于小分子,图 2 结果只能说明蔗糖不能通过膀胱 膜,不能说明小分子都能通过,而大分子不能。
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
↓ 镜检
(2)测定细胞液浓度范围 待测细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液 生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间。
细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发
(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 小,反之细胞液浓度越大。
S2的水分多于流向S1的水分,水分通过半透膜由S1流向S2。渗透达到平衡,半透膜两侧的
水分子 (填“是”或“不是”)静止不不动是的。
(2)溶液的浓度大小判断:Δh不变时,S1、S2浓度的大小关系为:S1 (填“>”>或
“<”)S2(S1、S2中溶质不能通过半透膜),原因是液面高的一侧形成的压强会阻止水分由
(2)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。(
)×
提示:原生质层包括细胞膜、液泡膜及两膜之间的细胞质。
(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。(
)
×
提示:动物细胞的细胞膜相当于半透膜,将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中,能发生渗
透作用。
(4)质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行。(
2.(2019·河北衡水金卷)如图是某同学进行“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复
原”活动时拍摄的显微镜下的细胞图像。下列叙述正确的是( ) A.①所指暗线是细胞壁,它两侧的蔗糖溶液浓度会有较大的差异
C
B.②所指亮区是细胞质基质,观察不到细胞器是因为它们都是半透明的
C.③所指暗区是细胞液,它属于细胞质,复原时也有水分子出液泡
解析:若单糖分子不能通过半透膜,则U形管的两侧同时滴入等量的麦芽糖酶溶液后,右 侧液面上升,然后稳定;若单糖分子能通过半透膜,则U形管的两侧同时滴入等量的麦芽 糖酶溶液后,右侧液面先上升后下降。不会出现右侧液面先下降后再上升至一定高度 停止的情况。
题后提升
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%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%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:无论细胞吸水或失水,水分子的移动方向都是双向的。 (3)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相等。
,右管
液面 ,最后
。
下降
上升
稳定在一定高度
2.如图甲是一个典型的渗透装置,作为成熟植物细胞也应符合渗透系统的全部条件。请 指出图乙中与图甲a、b、c对应的分别是什么?
提示:a对应①细胞液,b对应⑥原生质层,c对应外界溶液。
[深度思考] 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? 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。
解析:“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,一般需要进行三次显微观察,第一次 是正常细胞的观察,第二次是质壁分离细胞的观察,第三次是质壁分离复原细胞的观察。 三次观察均为低倍镜观察;第一次处理滴加的液体为0.3 g/mL的蔗糖溶液,观察质壁分 离现象,第二次滴加的液体为清水,观察质壁分离复原现象;紫色洋葱鳞片叶的内表皮也 会发生质壁分离,但不含色素,现象不明显;原生质层是指细胞膜、液泡膜及两层膜之间 的细胞质,紫色洋葱鳞片叶外表皮中不属于原生质层的有细胞壁和细胞液。
浓度一侧向 低浓度一侧扩散。
高
(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。
①一段时间后,两管中液面的变化为:左管液面 ,右管液面 。 ②如同时再向两管内加入等量的麦芽糖酶,两管中液面升的高变化分别为:左管液降面低
第7讲 物质的跨膜运输
考点一 细胞的吸水和失水
研析教材
内化基本概念
1.渗透作用原理
(1)发生渗透作用的条件
① ②
具有半透; 膜 。
(2)渗膜透两作侧用溶的液实具质有:单浓位度时差间由清水进入蔗糖溶液中的水分子
中的水分子,导致蔗糖溶液液面 。
上升
由蔗糖溶液进入清水 多于
2.动物细胞的吸水和失水 (1)原理
题型二 动植物细胞的吸水和失水 3.(2019·广东六校联考)科研人员将人的红细胞分别置于蒸馏水及4种等渗溶液中,测定红 细胞溶血(红细胞破裂)所需的时间,结果如图所示。据图分析正确的是( )
A.不同物质B 的运输速率取决于膜上载体蛋白的数量 B.与乙醇溶液相比,处在丙酮溶液中的红细胞吸水更快 C.红细胞对各种物质的吸收体现了细胞膜具有一定的流动性 D.处于氯化铵溶液中的红细胞溶血时间最长可能与红细胞无法吸收Cl-和N 有关