高考生物一轮复习 专题2 - 3 物质跨膜运输的实例与方式教学案（含解析）

2.3 物质跨膜运输的实例与方式

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。

一、细胞的吸水和失水 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)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。 (3)常见渗透装置图分析

①若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。

②在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2。因为液面高的一侧形成的压强，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

(1)人成熟的红细胞中发生渗透作用的条件

①细胞膜相当于半透膜；②细胞质与外界溶液之间存在浓度差。 (2)引起细胞失水与吸水的条件：外界溶液与细胞质之间存在浓度差。 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

①外因：细胞液浓度<外界溶液浓度，细胞通过渗透作用失水。 ②内因：细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。 二、物质跨膜运输的方式 1．物质跨膜运输的其他实例 番茄和水稻吸收无机盐离子的比较：

科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca、Mg和SiO4的培养液中培养，结果及分析如下：

2＋

2＋

4－

(1)实验结果

①不同植物对同一种无机盐离子的吸收有差异。 ②同一种植物对不同种无机盐离子的吸收也有差异。 (2)实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性。 (3)微生物吸收无机盐离子的特点

①不同微生物对无机盐离子的吸收有选择性。 ②不同微生物对各种无机盐离子的需要量不同。 2．物质跨膜运输的方式 (1)物质跨膜运输的方式(连线)

(2)根据图示进一步确定物质跨膜运输的方式和影响因素

①填写以下有关跨膜运输方式及结构的名称：

甲：自由扩散；乙：协助扩散；丙：主动运输；a：载体蛋白。 ②填写以下有关跨膜运输方式的影响因素：

甲图：浓度差；乙图：浓度差和载体蛋白；丙图：载体蛋白和能量。 三、观察植物细胞的质壁分离和复原 1．实验原理

(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 (2)细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。 (3)原生质层比细胞壁的伸缩性大得多。 2．实验步骤

高频考点一 利用系统的观点分析渗透作用的发生

例1、某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为( )

【答案】 B

渐增大，当与浓度差促进水分渗入的作用力达到平衡时，液面不再上升。此时，水分子通过半透膜的渗入与渗出达到平衡。

【变式探究】把体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜(允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)隔开(如右图)，一段时间后液面的情况是( )

A.甲高于乙 B.乙高于甲

C.先甲高于乙，后乙高于甲 D.先甲低于乙，后乙低于甲 【答案】 C