高三生物一轮复习专题物质跨膜运输的实例与方式导学案.doc

物质跨膜运输的实例与方式
【高频考点解读】
1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)
2.通过模拟实验探究膜的通透性(实验)　
3.观察植物细胞的质壁分离和复原(实验)
【热点题型】
题型一 渗透系统的组成及应用
例1．如图中甲、乙两图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图。请根据甲、乙、丙三图回答下列问题(甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是甲图发生了较长时间的渗透作用之后达到的平衡状态)。

(1)典型的渗透装置必须具备两个条件：__________、________。
(2)比较甲图中①和②处溶液浓度的大小：①________(填“大小”“小于”或“等于”)②。
(3)丙图中⑦为________，其在渗透系统中的作用类似于甲图中的________。
(4)甲图和丙图中都有渗透膜，两者相比其本质的区别是细胞膜作为生物膜具有________性，细胞膜的这一特性与其膜上________的作用有关。
(5)若把根毛细胞放在30%的蔗糖溶液中，它会出现的变化是________。
(6)盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是_____________。
【提分秘籍】
1．对比分析

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　　
半透膜两侧的溶液具有浓度差
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
水分子通过半透膜的扩散作用
细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透
水扩散
的方向
低浓度溶液→高浓度溶液
2.渗透系统的应用
(1)比较不同溶液浓度大小

漏斗内
烧杯内
溶液浓度
M
N
现象及结论
①若漏斗内液面上升，则M>N
②若漏斗内液面不变，则M＝N
③若漏斗内液面下降，则M<N
(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
【举一反三】
成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。请据图回答下列问题。
(1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a________b(大于、小于、等于)。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在________，最终液面不再上升。当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a________b。
(2)图丙中相当于图甲中c结构的是________(填序号)，结构②当中充满的液体是________。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是________。　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．细胞液>外界溶液 B．细胞液<外界溶液 C．细胞液＝外界溶液 D．都有可能

(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，发现细胞液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？________，原因是__________________________。
(4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞液泡体积在增大。当液泡体积不再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等？______________。
【热点题型】
题型二 物质运输的方式及影响因素
例2、下列据图所作出的说明错误的是(　　)

A．图1说明该物质跨膜运输时会出现饱和现象
B．图2说明此物质进出细胞时需要消耗能量
C．图3说明该离子跨膜运输的方式为主动运输
D．图4说明该植物吸收K＋不需要载体协助
【提分秘籍】
1．自由扩散、协助扩散和主动运输的比较
物质出入细胞的方式
被动运输
主动运输
自由扩散
协助扩散
运输方向
高浓度→低浓度
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
是否需要载体
不需要
需要
需要
是否消耗能量
不消耗
不消耗
消耗
图例

举例
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞
红细胞吸收葡萄糖
小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
【知识拓展】
　(1)载体是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上的载体的种类和数量也不同；(2)载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体达到饱和时，细胞吸收该载体运载的物质的速率不再随物质的浓度的增大而增大。
2．大分子物质出入细胞的方式——膜泡运输

运输方向
图解
实例
备注
胞吞
细胞外→
细胞内

白细胞吞
噬细菌等
①结构基础：细胞膜的流动性
②需消耗能量，不需载体蛋白的协助
胞吐
细胞内→
细胞外

分泌蛋白、神经递质的分泌、释放等(蛋白质类激素、消化酶等)
【举一反三】
人体肝细胞内CO2分压和K＋浓度高于细胞外，而O2分压和Na＋浓度低于细胞外，上述四种物质中通过主动转运进入该细胞的是(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．CO2 B．O2 C．K＋ D．Na＋
【热点题型】
题型三 考查细胞的质壁分离及复原
例3、将浸润在质量浓度为0.3 g/L蔗糖溶液中的紫色洋葱表皮制成装片，放在显微镜下观察，结果如图所示。请据图回答下列问题。

(1)洋葱表皮细胞通过渗透作用失水，导致细胞发生质壁分离，原生质层在该过程中充当了________。以下结构或物质属于原生质层的是________。
A．液泡膜 　B．线粒体 　C．液泡色素 D．细胞核 　E．细胞壁
(2)请在坐标系中绘出细胞吸水力随质壁分离程度变化曲线。

(3)若将装片放在80 ℃的条件下处理一段时间(装片中的溶液仍保持0.3 g/L)后，放在显微镜下观察，在清晰看到细胞结构后为了更准确判断A处颜色，应该如何操作显微镜？______。
(4)藓类小叶是否是观察线粒体的理想实验材料？________，为什么？_______________________。
【提分秘籍】观察植物细胞的质壁分离及复原
1．实验原理
成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。

2．质壁分离与复原实验流程

3．质壁分离的原因

3.表现
【特别提醒】
(1)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。
(2)不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会在失水时发生质壁分离现象。
(3)本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照(前测和后测)。
(4)当以可吸收的物质做溶质(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)时，可出现质壁分离和自动复原现象。
(5)质壁分离时，原生质层的外界面是细胞膜。
【方法技巧】质壁分离实验的拓展应用及方法
1．判断细胞的死活
待测细胞＋蔗糖溶液
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细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。
3．比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液刚刚发生质壁分离时所需时间的比较→判断细胞液浓度大小(时间越短，细胞液浓度越小)。
4．比较一系列溶液的浓度的大小
同一植物的相同成熟细胞＋未知浓度的溶液记录刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。
5．鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
相同成熟植物细胞＋不同种类溶液

【举一反三】
下图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且不变)。下列有关叙述，错误的是(　　)

两组幼苗在KNO3溶液中的鲜重变化
A．3 h时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用和根细胞失水
B．6 h时，甲组幼苗因根系开始吸收K＋、NO，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高
C．12 h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗将死亡
D．实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程
【高考风向标】
（2014·课标Ⅰ卷）4.下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是（ ）
A.与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察
B.用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同
D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察
（2014·北京卷）3.比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性，结果如右图。据此不能得出的推论是
A.生物膜上存在着协助H2O通过的物质
B.生物膜对K+、Na+、Cl-的通透具有选择性
C.离子以易化（协助）扩散方式通过人工膜
D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率

（2014·上海卷）21．以紫色洋葱鳞叶为材料进行细胞质壁分离和复原的实验，原生质层长度和细胞长度分别用X和Y表示（如图6），在处理时间相同的前提下
A．同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则紫色越浅
B．同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则所用蔗糖溶液浓度越高
C．不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则越易复原
D．不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则细胞的正常细胞液浓度越高
（2014·江苏卷）15.在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察（如下图所示）。下列有关叙述正确的是

A.第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域
B.第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处
C.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头
D.为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤
（2014·课标Ⅱ卷）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组细胞放在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组
D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5mol﹒L-1之间
（2014·海南卷）3．下列过程中，不依赖膜蛋白的是 （ ）
A．CO2进出肺泡上皮细胞 B．静息电位行程中K+从细胞内到细胞外
C．神经细胞受到刺激时Na+从细胞外到细胞内
D．水盐调节过程中，肾小管上皮细胞对水的重吸收品
（2014·海南卷）4．关于植物根系吸收矿质离子的叙述，正确的是（ ）
A．植物根系吸收各种矿质离子的速率相同
B．土壤温度不影响植物根系对矿质离子的吸收
C．植物根细胞吸收矿质元素离子主要依靠渗透作用
D．植物根细胞能逆浓度梯度吸收土壤中的矿质元素离子
（2014·浙江卷）1.下列关于物质出入细胞方式的叙述，正确的是（ ）
A.被细胞胞吞的一定是固体物质B.突触前膜释放乙酰胆碱属于易化扩散
C.通过载体蛋白的物质转运属于主动转运D.胞吐过程一定会产生分泌泡与质膜的融合
（2014·安徽卷）2.右图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是
选项
管腔中氨基酸
→上皮细胞
管腔中Na+
→上皮细胞
上皮细胞中氨
基酸→组织液
A
主动运输
被动运输
主动运输
B
被动运输
被动运输
被动运输
C
被动运输
主动运输
被动运输
D
主动运输
被动运输
被动运输
（2014·四川卷）1.在生物体内，下列生理活动只能单向进行的是
A.质壁分离过程中水分子的扩散 B.生长素在胚芽鞘中的极性运输
C.肝细胞中糖原与葡萄糖的转化 D.活细胞内ATP与ADP的转化
1.（2013·安徽卷）生物膜将真核细胞分隔成不同的区室，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰。下列叙述正确的是(　　)
A．细胞核是mRNA合成和加工的场所 B．高尔基体是肽链合成和加工的场所
C．线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O D．溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶
2．（2013·北京卷）在细胞生命活动中，不可能发生的过程是(　　)
A．神经递质由突触小泡分泌到胞外 B．mRNA从细胞核进入细胞质
C．老化受损的细胞器融入溶酶体中 D．O2通过主动运输进入线粒体
3（2013·广东卷）下表为四种不同细胞的比较结果，正确的是(　　)
选项
细胞
细胞壁
光合作用
染色质
细胞全能性
A
蓝藻细胞
有
有
有
无
B
洋葱根尖细胞
有
无
有
有
C
兔成熟红细胞
无
无
有
有
D
蛙受精卵
无
无
有
有
4．（2013·山东卷）生物实验中常用盐酸处理实验材料。下列说法正确的是(　　)
A．盐酸解离根尖的同时也为龙胆紫染色创造酸性环境
B．盐酸处理染色质能促进DNA与派洛宁(吡罗红)结合
C．盐酸浓度过高会破坏过氧化氢酶的空间结构导致其失活
D．盐酸处理细胞有利于健那绿(詹纳斯绿B)对线粒体染色
5．（2013·山东卷）真核细胞具有一些能显著增大膜面积、有利于酶的附着以提高代谢效率的结构。下列不属于此类结构的是(　　)
A．神经细胞的树突　B．线粒体的嵴 C．甲状腺细胞的内质网 D．叶绿体的基粒
【随堂巩固】
1．如图是物质进出细胞方式的概念图，对图示分析正确的是(　　)

A．据图可确定①为既耗能又需载体蛋白的主动运输
B．⑤⑥两种方式的共同特点是逆浓度梯度运输物质
C．母乳中的免疫球蛋白可通过①③两种方式被吸收
D．果脯腌制时蔗糖进入细胞与③胞吞作用有关
2．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
3．下列与细胞内物质运输有关的叙述，正确的是(　　)
A．叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核
B．氢离子可以通过扩散作用进入液泡内
C．溶酶体内的酶由内质网形成的小泡(囊泡)运入
D．内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜中
4.图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O2浓度的关系，下列分析不正确的是(　　)
A．曲线a代表被动运输，曲线b代表主动运输
B．曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要载体蛋白
C．曲线b转运速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限
D．温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的转运速率均有影响

5．下图表示动物肌肉细胞细胞膜转运部分物质示意图，与图中信息不相符的是(　　)

A．甲侧为细胞外，乙侧为细胞内
B．Na＋既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输
C．图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP
D．图示中葡萄糖跨膜运输方式与细胞吸收甘油的方式相同
6．某一细胞能通过细胞膜从环境中吸收M物质，进行实验得到如下结果：
①当细胞中M物质浓度高于溶液中M物质浓度时，也会发生M物质的吸收　②只有在氧气存在的条件下才会发生M物质的吸收　③M物质的吸收存在最大值，且吸收结束时膜两侧存在M物质的浓度差④M物质的吸收随着温度而变化，且有一定的最适温度　M物质的吸收为主动运输的判断依据是(　　)
A．①②　　 B．①②③ C．①③ D．①③④
7．蛙的神经元内、外Na＋浓度分别是15 mmol/L和120 mmol/L。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na＋流入细胞，膜电位恢复过程中有Na＋排出细胞。下列判断正确的是(　　)
A．Na＋流入是被动运输、排出是主动运输 B．Na＋流入是主动运输、排出是被动运输
C．Na＋流入和排出都是被动运输 D．Na＋流入和排出都是主动运输
8．图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异，其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是(　　)
A．Na＋ B．CO2 C．胰岛素 D．K＋

9．下列4种细胞生命活动中，不能用下图表示的是(　　)

A．肾小管上皮细胞分泌K＋ B．胰岛A细胞分泌胰高血糖素
C．突触小体释放神经递质 D．肠腺细胞分泌小肠液
10．下列据图所作出的说明中，错误的是(　　)
A．图1说明该物质跨膜运输时会出现饱和现象
B．图2说明此物质进出细胞时需要消耗能量
C．图3说明该离子跨膜运输的方式为主动运输
D．图4说明该植物吸收K＋不需要载体蛋白协助

11．某校生物实验小组要对动物细胞是否也能通过渗透作用吸水和失水进行实验探究，假如你是其中的一员，请分析回答下列问题：
(1)若作出的实验假设是动物细胞能通过渗透作用吸水或失水，请你说出作出该假设的理论依据：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)把下面的实验方案补充完整。
实验仪器、试剂：显微镜、载玻片、取材工具、食盐等。
实验材料：为了便于取材和观察，最好选用人的________(填细胞名称)作为实验材料。
实验步骤：
①配制并选用生理盐水、蒸馏水、9%的食盐溶液。
②在载玻片的中央滴加一滴________，放入所选细胞，盖上盖玻片，制成临时装片。制备同样装片若干个，分别放在显微镜下观察。
③取一张临时装片，在盖玻片的一侧滴加蒸馏水，另一侧________________；另取一张临时装片，在盖玻片的一侧滴加9%的食盐溶液，另一侧操作同上。
④用显微镜观察。观察指标是________________________________________________。
(3)预期结果及结论：如果你的假设成立，则实验的预期结果是在滴加蒸馏水的实验中，________；在滴加9%食盐溶液的实验中，_____ __________________。
12．如图甲表示某生物膜结构，图中A、B、C、D、E、F表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。图乙和图丙表示物质运输曲线，请据图回答问题：

(1)若图甲是癌细胞的细胞膜，则膜上含量较正常细胞减少的物质是[　]___________。
(2)若图甲是线粒体膜，b和c过程运输的气体分别是________。b、c运输方式符合图________所表示的物质运输曲线。
(3)若图甲表示人体红细胞膜，则表示Na＋、K＋运输的分别是图中________。Na＋、K＋的运输方式符合图________所示曲线。
(4)已知红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，而有人认为小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖，请设计实验加以确定。
①实验步骤：
第一步：取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞，放入适宜浓度的含有葡萄糖的培养液中。
第二步：甲组细胞给予正常的呼吸条件，______________________________________________
__________________________________________________________________。
第三步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②预测实验结果并分析：
a．若甲、乙两组细胞对葡萄糖的吸收速率基本相同，则_____________________________________。
b．________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
13．新鲜叶类蔬菜常残留有水溶性有机农药是食品不安全隐患之一。一般认为：把蔬菜浸入清水中一段时间，即可大大减少蔬菜的农药残留量。对此，某研究机构做了以下实验：
实验一：取同一新鲜蔬菜样本各1 000 g，用不同方法处理，结果如下表：

实验二：取同一新鲜蔬菜若干浸入一定量纯净水中，每隔一段时间，取出一小片菜叶，测定其细胞液浓度，所得数据可绘出如图曲线：

根据上述实验结果分析回答：
(1)对实验一结果的解释是：用纯净水冲洗1 min后，蔬菜农药残留量比未作处理减少一半以上，这是因为________________；而浸入纯净水30 min后，蔬菜农药残留量反倒比仅用纯净水冲洗1 min的蔬菜农药残留量多，这说明_____________ ________________________。
(2)从对实验二曲线的分析中可知：从A→B点，植物细胞液浓度变化的原因是________________________________________________________________________ _。
而从B→C点，细胞浓度变化的原因是______________________________________________
________________________________________________________________________。
综合上述分析，可以说明：植物细胞吸收水分和吸收可溶性有机农药的关系是_______________________________________________________________________ _
________________________________________________________________________。
(3)结合上述分析，现实生活如何解决叶类蔬菜的农药残留问题，请你提出有关建议，并解释原因。