高考生物一轮复习第2单元细胞的结构和功能第4讲物质的跨膜运输学案苏教版

第4讲物质的跨膜运输考纲要求全国卷五年考情1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)2016·卷ⅠT2，2015·卷ⅡT1、T3，2014·卷ⅠT1，2013·卷ⅠT3，2013·卷ⅡT42.实验：观察植物细胞的质壁分离和复原2017·卷ⅡT4，2014·卷ⅠT4，2014·卷ⅡT4考点一| 渗透作用和细胞的吸水与失水(对应学生用书第31页)[识记—基础梳理]1．渗透作用与渗透系统(1)渗透作用：指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，是自由扩散的一种形式。

(2)渗透系统组成一个完整的渗透系统，由两个溶液体系以及两者中间的半透膜组成。

(3)发生渗透作用的条件①具有半透膜；②膜两侧溶液具有浓度差。

(4)渗透作用的实质：单位时间由清水进入蔗糖溶液中的水分子多于蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面上升。

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①成熟植物细胞的结构②原理和现象a．外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。

b．外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。

③质壁分离的原因a．外因：细胞液浓度＜外界溶液浓度，细胞通过渗透作用失水。

b．内因：细胞壁的伸缩性＜原生质层的伸缩性。

[教材边角知识]据教材必修1 P55图3－33“质壁分离和复原过程示意图”知，质壁分离和复原的“质”是指原生质层，“壁”是指细胞壁。

[思维辨析]1．渗透作用中膜两侧溶液的浓度是指质量百分比浓度。

(×)【提示】溶液浓度指的是物质的量浓度。

2．渗透装置中当漏斗液面不再升高时，半透膜两侧水分子就不再移动。

(×)【提示】水分子通过半透膜的移动达到动态平衡。

3．半透膜就是选择透过性膜。

(×)【提示】半透膜一般是指膜上面有均匀的孔道，分子能否通过半透膜取决于分子直径的大小，而选择透过性膜不是以分子直径定义，而是以细胞是否需要这种物质决定是否允许通过。

4．将人的红细胞放入 4 ℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，其主要原因是蒸馏水大量进入红细胞。

(√)5．当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞一定会发生质壁分离。

(×)【提示】①必须是成熟的植物细胞才可能发生质壁分离；②外界溶液浓度不可以太高，否则可能会杀死植物细胞。

6．成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透(过)性。

(×)【提示】细胞壁是全透性的。

7．成熟植物细胞质壁分离复原发生过程中，其吸水能力不断增强。

(×)【提示】细胞液浓度逐渐降低，吸水能力逐渐减弱。

8．紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离的必要条件是细胞壁的伸缩性小于原生质层。

(√)[理解—深化探究]1．常见渗透装置图形分析外观上表现，2S →1S 于多的水分子数1S →2S 则单位时间内由，2S 溶液浓度大于1S 若(1)。

下降液面1S 外观上表现为，则情况相反，2S 于小溶液浓度1S ；若上升液面1S 为 。

因为2S 大于溶液浓度仍1S 则，Δh 若存在如图所示的液面差，在达到渗透平衡后(2)侧扩散。

会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一，压强液面高的一侧形成的 2．验证渗透作用发生的条件 (1)具有半透膜(2)具有浓度差3．探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例) 烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液 结论 变蓝不变蓝 碘能通过半透膜，而淀粉不能 不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜，而碘不能 变蓝 变蓝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◎考向1 渗透现象的分析1．如图所示，容器A 中含0.02(mol·L －1)蔗糖，0.03(mol·L －1)尿素；容器B 中含0.01(mol·L －1)蔗糖，0.05(mol·L －1)尿素。

A 、B 间隔一层半透膜。

第一种情况：半透膜只允许水分子通过；第二种情况：半透膜允许水分子和尿素分子通过。

当达到动态平衡时，这两种情况下的液面高度情况是( )【导学号：41780032】A．一样高，A高于BB．B高于A，不能确定C．B高于A，A高于BD．一样高，不能确定C[第一种情况：半透膜只允许水分子通过，则容器A中溶液总的物质的量浓度为中溶液总的物质的量浓度为B容器，)1－0.05(mol·L)1－0.06(mol·LB中溶液的渗，容器透压高于容器A中溶液的渗透压，故最终B中的液面高于A中的。

第二种情况：半透膜允许水分子和尿素分子通过，那么最终半透膜两侧的尿素浓度相等，但是容器A中的蔗糖浓度大于B中的，故最终A中的液面高于B中的。

] 2．将a、b、c三组红细胞分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行实验，浸泡一段时间后其细胞形态如模式图所示。

下列叙述错误的是( )A．图中所示细胞内液的渗透压，a组的比b组的高B．浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量C．若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能先皱缩后恢复原状D．上述实验中引起细胞形态的改变而消耗ATP的数量比较：c>b>aD[本题考查物质进出细胞，意在考查考生分析图形获取信息、理解判断的能力，难度中等。

根据图中信息，a组细胞基本可以维持原状，b组细胞吸水膨胀，c组细胞皱缩，细胞失水较多；与a组相比，b组细胞吸水，细胞内液渗透压较低；向a组烧杯中加入少量葡萄糖后，刚开始外界溶液渗透压可能大于细胞内液渗透压，细胞失水皱缩，后来葡萄糖通过协助扩散方式进入细胞内，造成细胞内液渗透压大于外界溶液，细胞吸水恢复原状；细胞形态的改变是细胞通过自由扩散方式失水或吸水造成的，不消耗ATP。

]误区警示个易错点][有关渗透作用的“4”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．水分子的移动方向是双向移动，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。

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绝对相等。

4．只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。

[备选习题] 如图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等物质的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 两侧液面的变化是( )A ．加酶前a 侧液面上升，加酶后b 侧液面上升并高于a 侧液面B ．加酶前a 侧液面上升，加酶后b 侧液面上升并等于a 侧液面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 侧液面上升并高于a 侧液面D [溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。

相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相等，即加酶前a 、b 两侧液面不变；但加入麦芽糖酶后，麦芽糖分解，使得b 侧溶液的渗透压增大，水分子由a 侧向b 侧转移，b 侧液面上升并高于a 侧。

] ◎考向2 细胞吸水和失水的分析3．(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D [本题主要考查渗透作用的知识。

根据题干信息可推断一定时间后甲的浓度变小是因为叶片失水，“乙浓度不变”说明乙的浓度与叶片细胞的细胞液浓度相等，“丙浓度变大”是因为细胞吸水，由此推断，实验前，丙的浓度＜乙的浓度＜甲的浓度，A 、B 错误，D 正确；实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散，C 错误。

]有关叙，红细胞体积随时间变化如图，液中溶3KNO 将小鼠红细胞放入一定浓度的．4述正确的是( )溶液的起始渗透压小于红细胞内液的起始渗透压3KNO ．A B ．与B 点相比，A 点对应时刻红细胞内液的渗透压较大 段的变化BC 从而出现，溶液3KNO 段细胞失水使红细胞内液的渗透压大于AB ．C 溶液与红细胞内液的渗透压相等3KNO ，点对应的时刻B ．D 溶液3KNO 说明，溶液中刚开始时体积减小3KNO 在一定浓度的由红细胞，由图可知[ D 溶液的起始渗透压大于红细胞内液的起始渗透3KNO 因而，的浓度大于红细胞内液的浓度压，A 错误；与B 点相比，A 点对应时刻红细胞内液的渗透压较小，因而发生渗透失水导致体积减小，B 错误；AB 段细胞发生了失水，但不是导致BC 段变化的原因，BC 段变化的原溶3KNO 导致红细胞细胞内液的渗透压大于，－3NO 、＋K 因是由于红细胞通过主动运输吸收液，C 错误。

]5．将质壁分离的洋葱紫色外表皮细胞放入清水中，液泡体积的变化如图所示。

下列叙述正确的是( )A ．与a 点相比，b 点时细胞的液泡颜色变深B ．与b 点相比，c 点时细胞的吸水速率大C ．c 点时细胞膨胀，液泡内没有水分子进出D ．b 点到c 点过程中，细胞的吸水速率受细胞壁的影响D [将质壁分离的洋葱紫色外表皮细胞放入清水中，随着时间的推移，液泡的体积逐渐变大直至保持相对稳定，说明细胞在不断地吸水直至水分进出细胞达到动态平衡。

与a 点相比，b 点时细胞已吸入的水量较多，液泡的颜色变浅，A 错误；与b 点相比，c 点时细胞的体积不再增加，说明水分进出细胞达到动态平衡，细胞吸水速率小于b 点时的，B 、C 错误；细胞壁具有支持和保护作用，b 点到c 点过程中，液泡的体积变化不明显，细胞的吸水速率受细胞壁的影响，D 正确。

] 细胞吸水和失水的特点 ]技法总结[ 1．运输方向：细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程。

2．运输特点：细胞吸水时，水分子也有从细胞出来的，细胞失水时，水分子也有进入细胞的，即无论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。

备选习题][如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。