2019版高考生物一轮复习 第二单元 细胞的结构与物质的输入和输出 第三讲 物质跨膜运输的实例和方式

第三讲 物质跨膜运输的实例和方式[基础知识·系统化]知识点一 细胞的吸水和失水1．渗透作用2．物质跨膜运输的实例知识点二 物质进出细胞的方式[基本技能·问题化]1．A、B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题(1)水分子的流动方向：①当溶液浓度S1＞S2时，水分子通过半透膜由S2流向S1多于由S1流向S2的，液面上升；②当溶液浓度S1＜S2时，水分子通过半透膜由S1流向S2多于由S2流向S1的，液面下降。

当渗透平衡时，通过半透膜的水分子达到平衡，液面不再发生变化。

(2)Δh不变时，S1、S2的大小关系为S1＞S2(填“＞”“＜”或“＝”，S1、S2中溶质不能通过半透膜)。

(3)在图B所示的U形玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。

初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。

①一段时间后，两管中液面的变化为：左管液面升高，右管液面降低。

(均填“升高”“降低”或“不变”)②如同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为：左管液面先升高，后下降，右管液面先下降，再升高，最后稳定在一定高度。

2．填写成熟植物细胞结构示意图，并回答下列问题质壁分离的原因：(1)外因：细胞液浓度小于外界溶液浓度，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。

3．判断物质进出细胞的方式(1)结合实例判断下列物质的运输方式：(均填序号) A．水B．O2、CO2C．红细胞吸收葡萄糖D．甘油、脂肪酸、性激素、乙醇等脂溶性物质E．小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖F．无机盐、葡萄糖等逆浓度进出细胞G．神经细胞静息状态下K＋外流和兴奋时Na＋内流H．人红细胞吸收K＋排出Na＋I．胰岛B细胞分泌胰岛素J．神经细胞分泌神经递质K．吞噬细胞吞噬抗原①以上属于自由扩散的是A、B、D。

②以上属于协助扩散的是C、G。

③以上属于主动运输的是E、F、H。

④以上属于胞吞的是K，属于胞吐的是I、J。

(2)模式图中物质运输方式的判断：考点一渗透作用与质壁分离1．影响渗透作用中液面变化的因素分析[对点落实]1．(2018·临沂模拟)如图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。

三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积如下表所示。

图2中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。

则曲线1、2、3与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是( )A．1—丙；2—甲；3C．1—甲；2—乙；3—丙D．1—丙；2—乙；3—甲解析：选A 丙的体积最大，吸水体积最大，漏斗液面高度最高，相对应的是图2中曲线1；甲、乙的体积相等，但是甲漏斗口的半透膜面积比乙的大，吸水的速度快，故甲漏斗液面高度变化要比乙的快些，对应图2中曲线2。

2．下图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)起始液面一致。

渗透平衡时的液面差为Δh。

下列有关分析正确的是( )A．若S1、S2分别是不同浓度的蔗糖溶液，渗透平衡时的液面差为Δh，S1浓度大于S2的浓度B．若S1、S2分别是不同浓度的蔗糖溶液，渗透平衡时的液面差为Δh，S1浓度等于S2的浓度C．若S1、S2分别是不同浓度的KNO3溶液，且S1浓度大于S2的浓度，渗透平衡时的液面差为Δh，大于0D．若S1、S2分别是不同浓度的KNO3溶液，且S1浓度等于S2的浓度，渗透平衡时的液面差为Δh，小于0解析：选A 漏斗内液面上升，则漏斗内溶液(S1)浓度大于漏斗外溶液(S2)浓度，渗透平衡时的液面差为Δh，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故两者浓度关系仍是S1大于S2；半透膜允许K＋、NO－3通过，渗透平衡时液面差为0，S1的浓度等于S2的浓度。

观察植物细胞的质壁分离与复原1．实验的操作过程及观察指标2．质壁分离发生的条件(1)从细胞角度分析：①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。

②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。

(2)从溶液角度分析：①在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。

②在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。

③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。

[对点落实]3．(2017·盘锦期中)如图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料，观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。

下列相关叙述错误的是( )A．第二次观察(d)和第一次观察(b)形成对照，第三次观察(f)和第二次观察(d)形成对照B．该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞壁的位置、液泡的颜色和大小等C．如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液，则可以省略e过程D．增大蔗糖溶液的浓度实验效果会更明显且不影响细胞的活性解析：选D “观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，一般需要进行三次显微观察，第一次是正常细胞的观察，第二次是质壁分离细胞的观察，第三次是质壁分离复原细胞的观察，三次观察形成先后对照；在质壁分离过程中，原生质层与细胞壁逐渐分开，液泡的体积逐渐变小，液泡的颜色逐渐变深，因此该实验可以通过观察原生质层和细胞壁的位置、液泡的颜色和大小作为判断的依据；适宜浓度的KNO3溶液能让细胞发生质壁分离后自动复原，可省略人为滴加清水的操作；如果蔗糖溶液浓度过高，则会导致细胞因失水过多而死亡，再滴加清水时细胞不会发生质壁分离复原现象。

4.下表为甲同学用某浓度KNO3溶液进行质壁分离实验时所测得的数据，如图为乙同学用另一浓度的KNO3溶液进行质壁分离实验时所绘制的曲线图，下列分析正确的是( )2液浓度B．乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度C ．甲同学实验进行到8 min 时质壁分离达到平衡，滴加清水后发生质壁分离复原D ．甲同学所用溶液浓度要大于乙同学解析：选D 乙同学在实验进行到T 2时观察不到质壁分离现象，此时细胞液浓度等于或大于外界溶液浓度，但由于细胞壁的作用，原生质体不能增大；乙同学在实验进行到T 1时，观察到细胞质壁分离正在复原，所以细胞液浓度大于外界溶液浓度；甲同学实验进行到4～6 min 时，质壁分离达到平衡，滴加清水后发生质壁分离复原；根据表格数据可知，甲同学所做实验结果没有发生质壁分离复原，而乙同学所做实验结果发生了质壁分离复原，所以甲同学所用溶液浓度要大于乙同学。

[归纳拓展] 质壁分离实验中的两组对照实验组对照组 第一组 经质量浓度为0.3 g/mL 的蔗糖溶液处理后发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞自然状态下的洋葱鳞片叶外表皮细胞 第二组 用清水处理后发生了质壁分离复原的细胞 发生了质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞渗透作用对保持细胞正常渗透平衡有重要作用，利用渗透原理可以用于防腐，改良盐碱地等。

利用质壁分离及复原实验可以判断细胞活性，确定细胞液的浓度范围以及溶液浓度大小的判断等。

[对点落实]5．为探究植物A 能否移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A 细胞液的浓度，实验结果如下表。

为保证植物A 移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应( )浓度(mol/L)0.15 0.2 0.25 0.3 质壁分离状态不分离 刚分离 显著分离 显著分离 A C ．≥0.2 mol/L D ．≥0.3 mol/L解析：选A 当植物细胞液浓度小于周围土壤溶液浓度时，细胞会失水发生质壁分离，植物将不能正常生存。

由表中信息可知，该植物细胞液的浓度介于0.15 mol/L 和0.2 mol/L 之间。

因此，为保证植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应≤0.15 mol/L。

6．五个大小相同的马铃薯幼根与物种A 的幼根分别放入甲～戊五种不同浓度的蔗糖溶液中，数小时后，取出称重，重量变化如图所示。

以下关于该实验结果的说法错误的是( )A．与马铃薯幼根细胞液等渗的溶液是甲溶液B．马铃薯比物种A更耐旱C．物种A幼根的细胞在甲浓度溶液中一定会发生明显的质壁分离D．在这五种蔗糖溶液中，浓度最大的是乙溶液解析：选C 在甲溶液中，马铃薯幼根细胞的重量不变，说明马铃薯吸水和失水处于动态平衡，甲溶液是马铃薯幼根细胞液的等渗溶液；由图可知，马铃薯吸水能力要比物种A 强，所以马铃薯更耐干旱；幼根细胞的发育程度不同，因此其不一定会发生明显的质壁分离；在这五种蔗糖溶液中，乙溶液中的马铃薯幼根细胞的重量减少最大，说明乙溶液的浓度最大。

[归纳拓展] 植物细胞质壁分离及复原的拓展应用(1)判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞：(2)测定细胞液浓度范围：(3)比较不同植物成熟细胞的细胞液浓度：(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)：考点二物质出入细胞的方式1．归纳法记忆同一物质的不同运输方式[对点落实]1．(2018·荆州摸底)下列关于物质出入细胞方式的叙述，正确的是( )A．被细胞胞吐的一定是像胰岛素一样的大分子物质B．血浆中的氧进入红细胞需穿过两层生物膜C．胞吐过程一定会有分泌泡与细胞膜的融合过程D．mRNA从细胞核到细胞质的过程属于胞吐作用解析：选C 小分子物质如神经递质也是通过胞吐分泌的；血浆中的氧进入红细胞只需Array穿过红细胞膜一层生物膜；mRNA通过核孔从细胞核到细胞质，不属于胞吐过程。

2.(2016·江苏高考)如图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。

下列相关叙述错误的是( )A．载体①逆浓度运输溶质分子B．载体②具有ATP酶活性C．载体①和②转运方式不同D．载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快解析：选B 载体①是逆浓度梯度将溶质分子由胞外向胞内转运；载体②是顺浓度梯度将溶质分子由胞内转运到胞外，不需要消耗ATP，载体②不具有ATP酶活性；图中载体①和②分别参与溶质分子逆浓度梯度和顺浓度梯度的运输，前者是主动运输，后者是协助扩散；依赖载体蛋白顺浓度梯度转运溶质分子的速率要比自由扩散快。

[易错提醒] 明辨物质运输的三个“不一定”(1)小分子物质的运输方式不一定都是跨膜运输，如神经递质的释放是胞吐作用。

(2)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。

(3)消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。

探究物质跨膜运输的方式[对点落实]3．科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na，不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na，如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得周围溶液中24Na的量如图所示。