2021版高考生物一轮复习第4章细胞的物质输入和输出1物质跨膜运输的实例和生物膜的流动镶嵌模型教案新人教版必修1 11页

- 1 - 物质跨膜运输的实例和生物膜的流动镶嵌模型 考点一 渗透作用的原理和应用 1.渗透作用： (1)渗透装置图解： (2)当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因： 分析上图可知：漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差为 H1，由于水槽中与漏斗中的液体 具有浓度差，即具有渗透压差，所以水分子有进入漏斗的趋势；但是当 H1 产生的压强与渗透 压的压强平衡使半透膜两侧水分子的进出相同时，液面不再升高。 2.动物细胞和成熟的植物细胞发生渗透作用的条件： 【高考警示】 - 2 - 细胞发生渗透作用的两点提醒 (1)物质的量浓度与质量浓度：如 10%葡萄糖溶液和 10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但物质的 量浓度是 10%蔗糖溶液的较小。 (2)吸水和失水的特点： 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运输的过程。 ②运输特点：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。 【典例】(2019·浙江高考)哺乳动物细胞在 0.9%NaCl 溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细 胞置于不同浓度 NaCl 溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。 下列叙述正确的是 ( ) A.在高于 0.9%NaCl 溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离 B.在 0.9%NaCl 溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞 C.在低于 0.9%NaCl 溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂 D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散 【解析】选 C。在高于 0.9%NaCl 溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但红细胞无细胞壁结 构，故不会发生质壁分离，A 项错误；在 0.9%NaCl 溶液中，红细胞形态未变是由于水分子进 出细胞达到动态平衡，而不是没有水分子进出细胞，B 项错误；在低于 0.9%NaCl 溶液中，红 细胞会吸水甚至有的破裂，C 项正确；渗透是指水分子或其他溶剂分子从低浓度的溶液通过半 透膜进入高浓度的溶液，D 项错误。 (1)将贮藏的马铃薯(块茎)放入蒸馏水中，水分通过自由扩散的方式进入马铃薯细胞，引起马 铃薯鲜重增加。随着蒸馏水处理时间延长，该马铃薯鲜重不再增加，此时，马铃薯细胞的渗 透压比处理前的低。 (2)将高温杀死的马铃薯细胞放入高浓度的 NaCl 溶液中，不会(填“会”或“不会”)发生质 壁分离现象。 (3)将发芽的马铃薯制成匀浆，使其与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀，说明该马铃薯匀 浆中含有还原糖。 - 3 - 如图是渗透装置(单糖可以透过半透膜，二糖不能通过)，漏斗中是蔗糖和麦芽糖的混合溶液， 烧杯中是清水，两侧溶液形成一定的高度差(h)并维持稳定。向漏斗中加入少量的蔗糖酶后， 漏斗内外液面高度差的变化是(不考虑蔗糖酶分子对溶液浓度的影响) ( ) A.一直下降，直至漏斗内外液面无高度差 B.一直上升，直至漏斗内外液面高度差维持稳定 C.先上升后下降，稳定状态时的高度差大于 h D.先上升后下降，稳定状态时的高度差小于 h 【解析】选 D。实验开始时，漏斗中的蔗糖和麦芽糖混合溶液浓度大于烧杯中的清水，烧杯中 的水分向漏斗中渗透，漏斗液面升高，两侧溶液形成一定的高度差(h)并维持稳定。一段时间 后，加入的蔗糖酶使蔗糖水解成葡萄糖和果糖，引起漏斗中溶液浓度进一步升高，漏斗液面 继续升高。由于半透膜允许单糖分子透过，漏斗中的葡萄糖和果糖可通过半透膜进入烧杯中， 漏斗中的溶液浓度下降，漏斗液面随之下降，最终漏斗维持着一定的液面高度差。由于有一 部分单糖进入烧杯，导致此时的半透膜两侧的浓度差小于实验开始时的浓度差，所以实验达 到稳定状态时的高度差小于 h。 渗透方向及浓度大小的判断 (1)判断溶剂渗透的总方向。 ①若半透膜两侧是同种溶液，根据质量浓度或物质的量浓度判定。 ②若半透膜两侧是不同的溶液，物质的量浓度才能体现溶质或溶剂分子数的多少，如半透膜 两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，则葡萄糖溶液一侧单位体积中葡萄糖分子数 多(水分子数少)，水分子由蔗糖溶液一侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散。 (2)判断半透膜两侧溶液浓度大小。 若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就存在浓度差，液面差越 大，浓度差就越大，且液面高的一侧溶液浓度高。 【加固训练】 1.(2016·上海高考)将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于 30%蔗糖溶液数分钟后，结果如图所示， 紫色分布的区域和影响色素分布的结构分别是( ) - 4 - A.①和细胞膜 B.①和细胞膜、液泡膜 C.②和细胞膜、液泡膜 D.②和细胞膜、液泡膜、细胞壁 【解析】选 C。图中②表示细胞液，紫色色素分布在细胞液中，细胞膜和液泡膜均为选择透过 性膜，影响色素分布，故 C 项正确。 【延伸探究】 (1)图中相当于半透膜的是①和细胞膜、液泡膜。 (2)将题图细胞放入未知浓度的外界溶液中，细胞形态不变，则细胞液浓度=(填“<”“=”或 “>”)外界溶液浓度，且此时水分进出细胞达到动态平衡。 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 胞形态如图所示。下列叙述错误的是 ( ) A.图中所示细胞内液的溶质浓度，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，则其细胞可能会皱缩后恢复原状 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>a 【解析】选 D。由题图可知：红细胞浸入 a 溶液中保持正常形态，说明 a 溶液浓度等于细胞内 液的溶质浓度；红细胞浸入 b 溶液中吸水膨胀，说明 b 溶液浓度小于细胞内液的溶质浓度； 红细胞浸入 c 溶液中失水皱缩，说明 c 溶液浓度大于细胞内液的溶质浓度。因此，a、b、c 溶 液浓度大小：b