最经典总结-物质跨膜运输的实例和方式

物质跨膜运输的实例和方式

[最新考纲] 1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)。2.实验：观察植物细胞的质壁分离和复原。

考点一细胞的吸水、失水及物质跨膜运输的实例（5年11考）

1.渗透作用

(1)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)常见渗透装置图分析

①水分的流动判断：当溶液浓度S1＞S2时，水分就通过半透膜由S2流向S1；当溶液浓度S1＜S2时，水分就通过半透膜由S1流向S2。

②在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度＞S2。因为液面高的一侧形成的净水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。

2.动物细胞的吸水和失水

3.成熟植物细胞的吸水和失水

(1)当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。

(2)当外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分离复原现象。

1.渗透作用与扩散作用有何区别？

提示渗透作用必须有选择透过性膜(半透膜)，扩散作用则不一定需要；扩散作用适用于各种物质，渗透作用仅指溶剂分子。

2.将紫色洋葱鳞叶外表皮细胞置于质量分数为30%蔗糖溶液中数分钟后，用清水引流，重复多次，则在此过程中：区域①将扩大还是缩小，区域②颜色深浅有何变化？

提示发生质壁分离的细胞用清水引流，使其处于清水中，由于外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水，发生质壁分离后的复原，所以图示中区域①缩小，区域②紫色变浅。

渗透系统与渗透作用的原理

1.(2013·江苏单科，27)如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：

(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为Δh，此时S1和S2浓度大小关系为________。

(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的________，两者在物质透过功能上的差异是___________________________________________________________。

(3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。

实验材料：紫色洋葱。

实验器具：如图所示的渗透装置(不含溶液)，光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。

实验试剂：蒸馏水，质量分数为0.3 g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。部分实验步骤和结果如下：

①选两套渗透装置，标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有________(填代号)。

②选两片洁净的载玻片，________，在载玻片中央分别滴加________，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。

③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是_____________________________。

(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是___________________

_________________________________________________________________。

答案(1)S1＞S2

(2)原生质层原生质层能主动运输有关物质而半透膜不能

(3)①X②标号蒸馏水③质壁分离

(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原

2.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()

A.一样高，A高于B

B.B高于A，不能确定

C.B高于A，A高于B

D.一样高，不能确定

解析第一种情况：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0.05(mol·L－1)，容器B中溶液总的物质的量浓度为0.06(mol·L－1)，容器B 中溶液的渗透压高于容器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。答案 C

有关渗透作用的“4”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)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。

细胞吸水和失水状况分析

【典例】(2014·全国课标Ⅱ理综，4)将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则()

A.实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高

B.浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的

C.a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组