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第3讲物质的跨膜运输核心考点-2-自主梳理核心突破考向感悟渗透系统及其应用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。核心考点-3-自主梳理核心突破考向感悟(3)常见渗透装置图分析①水分的流动判断:当溶液浓度S1S2时,水分就通过半透膜由S2流向S1;当溶液浓度S1S2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溶液浓度仍大于S2。核心考点-4-自主梳理核心突破考向感悟2.动物细胞的吸水和失水(连一连)(1)外界溶液浓度细胞质浓度时A细胞失水皱缩(2)外界溶液浓度细胞质浓度时B细胞形态不变(3)外界溶液浓度=细胞质浓度时C细胞吸水膨胀核心考点-5-自主梳理核心突破考向感悟3.植物细胞的吸水和失水(1)结构细胞壁:全透性原生质层细胞质具有选择透过性,相当于半透膜(2)条件:成熟植物细胞具有。细胞膜液泡膜中央大液泡核心考点-6-自主梳理核心突破考向感悟(3)验证①当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,植物细胞就发生现象。②将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度高于外界清水,植物细胞就吸水,发生现象。质壁分离质壁分离复原(4)引发质壁分离的原因核心考点-7-自主梳理核心突破考向感悟(1)同一紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞用不同浓度蔗糖溶液处理,原生质层长度与细胞长度比值越小,则紫色越浅。()(2)胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水。()(3)当半透膜两侧溶液浓度相等时,细胞处于动态平衡状态,不发生渗透作用。()(4)海带细胞通过主动运输积累I-等溶质,因而不会在海水中发生质壁分离。()×提示:原生质层长度与细胞长度比值越小,则紫色越深。√×提示:当半透膜两侧溶液浓度相等时,细胞处于动态平衡状态,此时仍发生渗透作用。√核心考点-8-自主梳理核心突破考向感悟(5)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成,相当于半透膜。()(6)红细胞在低浓度溶液中会因吸水而膨胀,在高浓度溶液中会因失水而皱缩。()×提示:植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜及它们之间的细胞质组成。√核心考点-9-自主梳理核心突破考向感悟1.渗透系统的组成条件如下图所示,作为一个渗透系统,必须同时具备以下两个条件。(1)具有半透膜种类:可以是生物性的选择透过性膜,也可以是物理性的过滤膜特性:允许水分子及小分子通过,不允许蔗糖等大分子通过(2)半透膜两侧为溶液体系(S1、S2),且两侧溶液具浓度差。核心考点-10-自主梳理核心突破考向感悟2.渗透作用模型和植物细胞的图例比较3.渗透作用的发生特点(1)水分子总是由溶液浓度低的部位向浓度高的部位渗透。(2)半透膜两侧溶液浓度差是渗透作用发生的动力,既决定着渗透的方向,又决定着渗透的速度,即浓度差越大,渗透越快。核心考点-11-自主梳理核心突破考向感悟错混辨析常见渗透装置图分析(1)若S1溶液浓度大于S2溶液,则单位时间内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溶液,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B所示的液面差Δh,则S1溶液浓度仍大于S2溶液。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。核心考点-12-自主梳理核心突破考向感悟4.渗透作用原理的拓展应用(1)比较同种溶液(如蔗糖溶液)浓度的大小漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论①若漏斗内液面上升,则MN②若漏斗内液面不变,则M=N③若漏斗内液面下降,则MN核心考点-13-自主梳理核心突破考向感悟(2)验证渗透作用发生的条件①实验设计②结论A组和B组对比说明渗透作用要有半透膜。A组和C组对比说明发生渗透作用时半透膜两侧的溶液必须具有浓度差。核心考点-14-自主梳理核心突破考向感悟(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)烧杯内为淀粉溶液漏斗内为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核心考点-15-自主梳理核心突破考向感悟考向1渗透系统与渗透作用的原理(2019广西南宁三中高三开学考试)某同学设计的实验如图所示,实验开始时,U形管两侧液面相等,图中半透膜允许单糖通过。据图分析,下列说法错误的是()核心考点-16-自主梳理核心突破考向感悟A.若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液,当液面停止上升时,半透膜两侧溶液浓度一定是相等的B.若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液,则实验现象为高浓度一侧的液面上升C.若U形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液,则实验现象为高浓度一侧液面先上升,随后另一侧液面上升,最后两侧液面持平D.若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液,当液面停止上升时,半透膜两侧水分子移动达到平衡状态答案解析解析关闭由题干可知,实验开始时,U形管两侧液面等高,当U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液时,水分子从低浓度一侧流向高浓度一侧的较多,即高浓度一侧的液面上升,低浓度一侧的液面下降,直至液面不再变化,此时半透膜两侧浓度差产生的渗透压力与液面差产生的压力达到平衡,所以半透膜两侧溶液浓度不会相等,A项错误、B项正确;当液面停止上升时,半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,D项正确;若U形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液,开始时水分子总体表现为由低浓度一侧向高浓度一侧扩散,因此高浓度一侧液面先上升,但随着葡萄糖分子通过半透膜进入低浓度一侧,最后两侧液面会持平,C项正确。答案解析关闭A核心考点-17-自主梳理核心突破考向感悟2.(2017全国Ⅱ理综)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如下图所示。下列叙述正确的是()A.0~4h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内B.0~1h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等C.2~3h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压D.0~1h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压答案解析解析关闭由图可知,原生质体的相对体积先减小后增大,所以该植物细胞发生了质壁分离及自动复原。在质壁分离及复原过程中都有溶质进入细胞,A项错误。植物细胞原生质体的伸缩性大于细胞壁,在质壁分离过程中,原生质体体积的变化量大于细胞体积的变化量,B项错误。2~3h内细胞发生质壁分离复原,此时物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压,C项正确。0~1h内细胞发生质壁分离,此时液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压,D项错误。答案解析关闭C核心考点-18-自主梳理核心突破考向感悟考向2细胞失水和吸水的状况分析3.下图A中有两个渗透装置(起始时,两装置液面相同),装置1中盛有溶液a,装置2中盛有溶液b,溶液a、b为不等浓度的同种溶液,且a溶液浓度b溶液浓度,c为清水,图B为显微镜下观察到的某植物表皮细胞,下列叙述错误的是()A.图A中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面B.图B中的④⑤⑥相当于图A中的②C.若图B所示为某农作物根毛细胞,此时应及时灌溉D.图B中的⑦与图A中的②通透性不同答案解析解析关闭渗透作用中半透膜两侧的液体浓度差越大,则跨膜扩散的水分子数越多,根据题意可知一段时间后图A中装置2的液面会高于装置1的液面,A项正确。图B中④~⑧分别是细胞壁与原生质层间隙、细胞壁、细胞膜、液泡膜、细胞质,⑥⑦⑧构成原生质层,相当于图A中的②半透膜,B项错误。图B处于质壁分离状态,若图B所示为某农作物根毛细胞,此时应及时灌溉,C项正确。液泡膜属于生物膜,具有选择透过性,与半透膜的通透性不同,D项正确。答案解析关闭B核心考点-19-自主梳理核心突破考向感悟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,结果如下图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换,则()核心考点-20-自主梳理核心突破考向感悟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组细条中液泡的失水量小于b组的C.a组细条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在0.4~0.5mol/L之间答案解析解析关闭通过图示可以看出,a组和b组细条实验前长度/实验后长度的值都小于1,表明细胞吸水导致细条变长;由于a组细条实验前长度/实验后长度的值小于b组细条实验前长度/实验后长度的值,说明a组细胞吸水较多,b组细胞吸水较少,所以实验后a组细胞液泡中的溶质浓度比b组的低。分析柱状图可知,f组细胞失水,而b组细胞吸水。水分进出细胞的方式是自由扩散,不消耗ATP。根据柱状图可知,在浓度为0.4mol/L的蔗糖溶液中的c组细胞吸水,而在浓度为0.5mol/L的蔗糖溶液中的d组细胞失水,所以使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度为0.4~0.5mol/L。答案解析关闭D-21-自主梳理核心突破考向感悟物质跨膜运输的方式1.物质出入细胞的方式、特点及实例(连一连)①制约甲方式的速率的是膜两侧的。②决定乙方式的速率的因素之一是a的。③决定丙方式的动力是。-22-自主梳理核心突破考向感悟2.物质跨膜的方式图解(1)填写有关跨膜方式及结构名称。甲为;乙为;丙为;a为。(2)写出影响甲、乙、丙三种运输方式速率的因素。自由扩散协助扩散主动运输载体蛋白浓度差种类和数量能量(ATP)-23-自主梳理核心突破考向感悟3.胞吞与胞吐(1)胞吞:细胞摄取大分子时,首先是大分子附着在表面,从而使细胞膜内陷形成包围着大分子的,其从膜上分离下来进入细胞内部。(2)胞吐:细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成,然后移到处,与之融合,将大分子移出细胞。错混辨析消耗能量的运输方式不一定是主动运输,胞吞、胞吐也需要消耗能量,但属于非跨膜运输。巧学妙记物质出入细胞的方式跨膜运输三类型,自由、协助和主动,自由、协助高到低,主动运输逆着行;胞吞、胞吐非跨膜,不需载体需耗能,大分子颗粒来进出,全靠膜的流动性。细胞膜小囊囊泡细胞膜-24-自主梳理核心突破考向感悟(1)生物膜对K+、Na+、Cl-的通透具有选择性。()(2)通过载体蛋白的物质运输属于主动运输。()(3)若Na+在细胞内浓度为18.0mmol/L,在细胞外浓度为145.0mmol/L,则Na+与有关载体蛋白结合排出细胞属于主动运输。()(4)影响自由扩散和协助扩散的因素相同。()(5)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,O2和K+通过主动运输进入肝细胞。()√×提示:通过载体蛋白的物质运输属于主动运输或协助扩散。√×提示:载体蛋白影响协助扩散,但不影响自由扩散。×提示:O2通过自由扩散进入肝细胞。-25-自主梳理核心突破考向感悟(6)抑制细胞呼吸对自由扩散和主动运输的转运速率均有影响。()(7)大分子物质通过胞吞、胞吐进出细胞不耗能。()×提示:抑制细胞呼吸对自由扩散没有影响。×提示:大分子物质通过胞吞、胞吐进出细胞消耗能量。-26-自主梳理核心突破考向感悟1.物质出入细胞的方式(1)物质跨膜运输方式——膜的选择透过性物质跨膜运输的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散物质运输方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度一般是低浓度→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-27-自主梳理核心突破考向感悟物质跨膜运输的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散模型举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等-28-自主梳理核心突破考向感悟(2)物质非跨膜运输方式——膜的流动性胞吞胞吐作用细胞摄取或排出大分子和颗粒物质原理生物膜的流动性特点物质通过小泡转移,需要消耗能量,不需要载体方向细胞外→细胞内细胞内→细胞外实例变形虫吞食食物颗粒,白细胞吞噬病菌等胰岛B细胞分泌胰岛素-29-自主梳理核心突破考向