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必修1第4章第一讲物质跨膜运输的实例教材第1节 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望返回返回一、细胞的吸水和失水一、细胞的吸水和失水(1)动物细胞和植物细胞相当于半透膜的结构分别是动物细胞和植物细胞相当于半透膜的结构分别是 、。(2)图图A表示植物细胞的生理状态是表示植物细胞的生理状态是 。(3)发生图发生图A状态的外界条件是状态的外界条件是 。细胞膜细胞膜原生质层原生质层质壁分离质壁分离外界溶液浓度高于细胞液浓度外界溶液浓度高于细胞液浓度返回(4)细胞由图细胞由图A图图B变化过程中，水分子跨膜运输状态变化过程中，水分子跨膜运输状态如何？如何？。(5)若图若图A和图和图B是不同植物细胞置于同一蔗糖溶液中，是不同植物细胞置于同一蔗糖溶液中，形态不再发生变化后的状态，则实验前哪种细胞的形态不再发生变化后的状态，则实验前哪种细胞的细胞液浓度大？细胞液浓度大？。由外向内扩散的水分子总数多于由内向外扩散的水由外向内扩散的水分子总数多于由内向外扩散的水分子总数分子总数图图B细胞细胞返回二、物质跨膜运输的其他实例二、物质跨膜运输的其他实例返回不同不同不同不同选择性选择性返回2番茄和水稻吸水和吸收无机盐的分析番茄和水稻吸水和吸收无机盐的分析(1)水稻吸收水的相对速度比吸收水稻吸收水的相对速度比吸收Ca2、Mg2 。(2)番茄吸收水的相对速度比吸收番茄吸收水的相对速度比吸收Ca2、Mg2 。(3)植物吸收水和无机盐是何种关系？植物吸收水和无机盐是何种关系？。大大(或快或快)小小(或慢或慢)植物吸收水和吸收无机盐是两个相对独立的过程植物吸收水和吸收无机盐是两个相对独立的过程返回返回考点一考点一细胞的吸水和失水细胞的吸水和失水考情考情解解读读高考中多高考中多结结合合图图形理解、形理解、实验实验分析等形式考分析等形式考查质查质壁分离及其复原。以壁分离及其复原。以“植物植物细细胞的吸水和失水胞的吸水和失水”实验为实验为模板，以模板，以实验设计实验设计考考查质查质壁分离壁分离实验实验的拓展的拓展应应用和其用和其他物他物质质跨膜运跨膜运输输情况是今后高考命情况是今后高考命题热题热点。点。返回做一题做一题例例1(2011新课标全国卷新课标全国卷)撕取紫色洋葱外表皮，分为两撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组，然后，两组外表皮都用浓度为皮称为乙组，然后，两组外表皮都用浓度为0.3 g/mL的蔗的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是的方式是 ()返回A甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输B甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输C甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输D甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输返回解析解析根据渗透作用的原理，放在蒸馏水中的细胞比放根据渗透作用的原理，放在蒸馏水中的细胞比放在完全营养液中的细胞吸水要多，所以将它们都用高浓度在完全营养液中的细胞吸水要多，所以将它们都用高浓度的溶液处理后，放在蒸馏水中的细胞比放在完全营养液中的溶液处理后，放在蒸馏水中的细胞比放在完全营养液中的细胞失水量要多。水分出入细胞的方式为自由扩散，属的细胞失水量要多。水分出入细胞的方式为自由扩散，属于被动运输。于被动运输。答案答案 C返回链一串链一串1细胞是否发生质壁分离及其复原的判断细胞是否发生质壁分离及其复原的判断(1)从细胞角度分析：从细胞角度分析：死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。壁分离现象。具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离现象。现象。盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于用盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于用做质壁分离的外界溶液。做质壁分离的外界溶液。返回(2)从溶液角度分析：从溶液角度分析：在一定浓度在一定浓度(溶质不能透膜溶质不能透膜)的溶液中可发生质壁分离的溶液中可发生质壁分离现象。现象。在一定浓度在一定浓度(溶质可透膜溶质可透膜)的溶液中可发生质壁分离后的溶液中可发生质壁分离后自动复原。如甘油、尿素、乙二醇、自动复原。如甘油、尿素、乙二醇、KNO3等。等。在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质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。壁分离复原现象。返回返回返回返回关键一点关键一点1下面能发生质壁分离现象的一组细胞是下面能发生质壁分离现象的一组细胞是 ()食用的糖醋蒜细胞食用的糖醋蒜细胞蚕豆叶的表皮细胞蚕豆叶的表皮细胞植物植物的根毛细胞的根毛细胞人的口腔上皮细胞人的口腔上皮细胞用盐酸解离的用盐酸解离的洋葱根尖细胞洋葱根尖细胞根尖分生区细胞根尖分生区细胞A BC D返回解析：解析：能发生质壁分离的细胞为活的成熟的高等植物的体能发生质壁分离的细胞为活的成熟的高等植物的体细胞，细胞，是死细胞，是死细胞，是人的细胞，没有细胞壁，是人的细胞，没有细胞壁，用盐用盐酸解离会杀死细胞，酸解离会杀死细胞，没有大的液泡，这些细胞都不能发没有大的液泡，这些细胞都不能发生质壁分离。生质壁分离。和和都是活的成熟的高等植物细胞，可以都是活的成熟的高等植物细胞，可以发生质壁分离。发生质壁分离。答案：答案：D返回2(2012本溪检测本溪检测)将不同植物的三个未发生质壁分离将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中，形态不再变化后的细胞的细胞置于同一蔗糖溶液中，形态不再变化后的细胞图如下。则有关各细胞液的浓度判断正确的是图如下。则有关各细胞液的浓度判断正确的是()返回实验前乙实验前乙甲甲甲甲丙丙实验后乙实验后乙甲丙甲丙实验后乙实验后乙甲甲甲甲丙。实验后，形态不再变化，则甲、丙的细胞液浓度与丙。实验后，形态不再变化，则甲、丙的细胞液浓度与蔗糖溶液浓度相同，乙的细胞液浓度蔗糖溶液浓度相同，乙的细胞液浓度蔗糖溶液浓度，蔗糖溶液浓度，所以乙所以乙甲丙。甲丙。答案：答案：B返回考点二考点二膜的透性实验探究膜的透性实验探究考情考情解解读读 高考涉及膜的透性探究，多以渗透装置高考涉及膜的透性探究，多以渗透装置及相关及相关实验实验和和图图解等形式呈解等形式呈现现，考，考查实验设查实验设计计或分析能力。或分析能力。返回做一题做一题例例2某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。返回增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。水浴锅等。(1)设计出继续实验的简要步骤：设计出继续实验的简要步骤：_；_。(2)预测实验现象并作出结论。预测实验现象并作出结论。_。返回返回返回答案答案(1)向向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热热(或隔水加热或隔水加热)U型管至适宜温度，观察型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的两管内液面的变化变化吸取吸取a、b两管内适量液体，分别加入两管内适量液体，分别加入A、B两试管两试管中，并加入斐林试剂，中，并加入斐林试剂，(6065)水浴加热，观察水浴加热，观察A、B试试管内有无砖红色沉淀管内有无砖红色沉淀(2)如果如果a、b两管液面高度差缩小且两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面两管液面高度差增大且高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜返回链一串链一串1渗透作用原理解读渗透作用原理解读(渗透装置如下图渗透装置如下图)返回(1)若若S1浓度浓度S2浓度，单位时间内由浓度，单位时间内由S2S1的水分子数多于的水分子数多于S1S2，外观上表现为，外观上表现为S1液面上升。液面上升。(2)若若S1浓度浓度S2浓度，则情况相反，浓度，则情况相反，外观上表现为外观上表现为S1液面液面下降。下降。(3)h达一定高度时，由半透膜进出漏斗的水分子数相等，达一定高度时，由半透膜进出漏斗的水分子数相等，渗透系统达到平衡状态，液面不再变化。渗透系统达到平衡状态，液面不再变化。返回关键一点关键一点在达到平衡后，只要存在液面差在达到平衡后，只要存在液面差h，则，则S1溶溶液浓度仍大于液浓度仍大于S2溶液浓度，且溶液浓度，且h的高低决定于起始的高低决定于起始S1与与S2的浓度差。的浓度差。返回2“U形管形管”问题分析问题分析(1)本节内容常见如图本节内容常见如图(或类似图或类似图)的装置：的装置：U形管下部形管下部c为半透膜，为半透膜，a、b为不同溶液。为不同溶液。问题常包括：问题常包括：两侧液面的变化；两侧液面的变化；两侧溶液的物质的量浓度是否相等；两侧溶液的物质的量浓度是否相等；两侧吸水力的大小是否相等等。两侧吸水力的大小是否相等等。返回(2)在分析此类问题时，需要注意以下信息：在分析此类问题时，需要注意以下信息：两侧溶液的物质的量浓度谁大谁小。水分子由物质的量两侧溶液的物质的量浓度谁大谁小。水分子由物质的量浓度小的一侧流向物质的量浓度大的一侧。浓度小的一侧流向物质的量浓度大的一侧。两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是物质的量浓度高的一侧液面升高；若能，则先是物质的量物质的量浓度高的一侧液面升高；若能，则先是物质的量浓度高的一侧液面升高，随后另一侧液面升高。浓度高的一侧液面升高，随后另一侧液面升高。在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的渗透压并不相等，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的渗透压并不相等，因为液面高的一侧液面差形成的静水压会阻止溶剂由物质因为液面高的一侧液面差形成的静水压会阻止溶剂由物质的量浓度低的一侧向物质的量浓度高的一侧扩散。的量浓度低的一侧向物质的量浓度高的一侧扩散。返回通一类通一类3.(2012南通模拟南通模拟)小明用玻璃槽、小明用玻璃槽、饱和蔗糖溶液和清水做成如右饱和蔗糖溶液和清水做成如右 图所示的实验装置，进行生物图所示的实验装置，进行生物 膜透性的模拟实验。甲、乙两膜透性的模拟实验。甲、乙两 槽间的隔板中央圆圈为玻璃纸，玻璃纸是一种半透膜，槽间的隔板中央圆圈为玻璃纸，玻璃纸是一种半透膜，蔗糖分子不能透过，而水分子能自由通过。几小时后，发蔗糖分子不能透过，而水分子能自由通过。几小时后，发 现现 ()返回A甲槽内水的体积减小甲槽内水的体积减小 B乙槽内溶液的体积减小乙槽内溶液的体积减小C甲槽内水的体积无变化甲槽内水的体积无变化 D乙槽内溶液的体积无变化乙槽内溶液的体积无变化返回解析：解析：半透膜具有一定的选择透过性，水分子可以通过，半透膜具有一定的选择透过性，水分子可以通过，而蔗糖分子不能透过，通过渗透作用，甲槽内水的体积而蔗糖分子不能透过，通过渗透作用，甲槽内水的体积减小。减小。答案：答案：A返回4.某同学设计了右图所示的渗透作用实某同学设计了右图所示的渗透作用实 验装置，实验开始时长颈漏斗内外液验装置，实验开始时长颈漏斗内外液 面平齐，记作零界面。实验开始后，面平齐，记作零界面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为长颈漏斗内部液面的变化趋势为 ()返回解析：解析：根据图示，烧杯中的液体为蔗糖溶液，长颈漏根据图示，烧杯中的液体为蔗糖溶液，长颈漏斗中的液体为蒸馏水。故在单位时间内，由漏斗中进斗中的液体为蒸馏水。故在单位时间内，由漏斗中进入烧杯中的水分子比烧杯中进入漏斗中的水分子要多，入烧杯中的水分子比烧杯中进入漏斗中的水分子要多，故开始时液面快速下降，当进出水分子相等时，液面故开始时液面快速下降，当进出水分子相等时，液面不再下降。不再下降。答案：答案：A返回返回 做一题做一题例例3(2011天津高考天津高考)将紫色洋葱鳞片将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在叶表皮浸润在0.3 g/mL 的蔗糖溶液中，的蔗糖溶液中，1 分钟后进行显微观察，结果见右图，分钟后进行显微观察，结果见右图，下列叙述错误的是下列叙述错误的是()返回A图中图中 L 是细胞壁，是细胞壁，M 是液泡，是液泡，N 是细胞质是细胞质B将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原复原C实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异著差异D洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料返回解析解析本题考查植物的质壁分离与复原实验，意在考查本题考查植物的质壁分离与复原实验，意在考查识图能力和验证简单生物学事实，并对实验现象和结果进识图能力和验证简单生物学事实，并对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力。图中的行解释、分析和处理的能力。图中的 N 是外界的蔗糖溶液，是外界的蔗糖溶液，不是细胞质，不是细胞质，A 错误；在清水中，细胞会通过吸水使质壁错误；在清水中，细胞会通过吸水使质壁分离的细胞复原，分离的细胞复原，B 正确；细胞壁具有全透性，细胞膜具正确；细胞壁具有全透性，细胞膜具有选择透过性，两者在物质透过性上存在差异，有选择透过性，两者在物质透过性上存在差异，C 正确；正确；洋葱根尖分生区细胞还没成熟，不具有大型液泡，不宜作洋葱根尖分生区细胞还没成熟，不具有大型液泡，不宜作为该实验的实验材料，为该实验的实验材料，D 正确。正确。答案答案 A返回学一技学一技1实验原理实验原理成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。返回2质壁分离与复原实验流程质壁分离与复原实验流程返回3实验分析实验分析(1)实验选材：实验选材：选用的植物细胞要有中央大液泡，质壁分离及复原现选用的植物细胞要有中央大液泡，质壁分离及复原现象明显。象明显。细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。动物细胞没有细胞壁，不发生质壁分离现象。动物细胞没有细胞壁，不发生质壁分离现象。返回(2)实验试剂的使用：实验试剂的使用：若使用浓度过高的蔗糖溶液，则质壁分离现象明显，若使用浓度过高的蔗糖溶液，则质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。若使用质量浓度为若使用质量浓度为1 molL1的的KNO3溶液，因为溶液，因为K和和NO 可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，所以细胞先发可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原。生质壁分离后又自动复原。若使用质量浓度为若使用质量浓度为1 molL1的醋酸溶液，则不发生质的醋酸溶液，则不发生质壁分离及复原现象。因为醋酸能杀死细胞，使原生质层壁分离及复原现象。因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。失去选择透过性。-3返回(3)操作注意事项：观察细胞质壁分离状态时，时间不要过操作注意事项：观察细胞质壁分离状态时，时间不要过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响复原现长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响复原现象的观察。象的观察。返回做一题做一题例例4某小组对某小组对“低温是否会影响物质的跨膜运输低温是否会影响物质的跨膜运输”进行了进行了实验探究，实验步骤如下：实验探究，实验步骤如下：组装渗透装置两套，分别编号为组装渗透装置两套，分别编号为1、2；在两组烧杯中在两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓度的蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等；度的蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等；对两组装置对两组装置进行不同处理：进行不同处理：1组用水浴维持在组用水浴维持在37左右，左右，2组的烧杯外组的烧杯外加冰块降温；加冰块降温；两组装置同时开始实验，几分钟后观察记两组装置同时开始实验，几分钟后观察记录漏斗内的液面高度变化。录漏斗内的液面高度变化。返回请分析回答下列问题：请分析回答下列问题：(1)本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即_作用速率来进行探究的。作用速率来进行探究的。(2)该实验的自变量是该实验的自变量是_；为了直观；为了直观地表示相对速率，用地表示相对速率，用_表示实验结果。表示实验结果。(3)该实验可能的结果与结论：该实验可能的结果与结论：若若1组漏斗内液面高度比组漏斗内液面高度比2组高，则说组高，则说_；若若_；若若_；返回(4)如果上述实验结果证明了如果上述实验结果证明了“低温能影响物质跨膜运输的速低温能影响物质跨膜运输的速率率”，那么对于生物活细胞来讲产生这种情况的可能原，那么对于生物活细胞来讲产生这种情况的可能原因是：因是：_；_。返回解析解析对对“低温是否会影响物质的跨膜运输低温是否会影响物质的跨膜运输”进行实验探进行实验探究的原理是水分子可以通过渗透作用由低浓度的溶液进究的原理是水分子可以通过渗透作用由低浓度的溶液进入高浓度的溶液中。如果低温可以抑制渗透作用，则入高浓度的溶液中。如果低温可以抑制渗透作用，则1组组漏斗内的液面高于漏斗内的液面高于2组；如果低温促进渗透作用，则组；如果低温促进渗透作用，则2组组漏斗的液面高于漏斗的液面高于1组；如果温度不影响渗透作用，则两组组；如果温度不影响渗透作用，则两组液面等高。低温可能是通过影响细胞膜的流动性来影响液面等高。低温可能是通过影响细胞膜的流动性来影响渗透作用的，也可能是通过影响酶活性从而影响呼吸作渗透作用的，也可能是通过影响酶活性从而影响呼吸作用，影响物质的跨膜运输。用，影响物质的跨膜运输。返回答案答案(1)渗透渗透(2)渗透系统所处的不同环境温度渗透系统所处的不同环境温度漏斗内液面高度的变化漏斗内液面高度的变化(3)低温会影响物质的跨膜低温会影响物质的跨膜运输且运输速率减慢运输且运输速率减慢若若2组漏斗内液面高度比组漏斗内液面高度比1组组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率加高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率加快快若若1、2组漏斗内液面高度相同，则说明低温不组漏斗内液面高度相同，则说明低温不影响物质的跨膜运输影响物质的跨膜运输(4)低温会影响细胞膜的流动低温会影响细胞膜的流动性，从而影响其功能性，从而影响其功能低温会影响酶的活性，从而低温会影响酶的活性，从而影响呼吸作用释放能量影响呼吸作用释放能量返回返回2实验设计题答题规律实验设计题答题规律第一步：认真研读题干信息，分析题目类型属于验证第一步：认真研读题干信息，分析题目类型属于验证型实验、探究型实验、完全设计型、半设计型、实验型实验、探究型实验、完全设计型、半设计型、实验评价型中的哪一种。评价型中的哪一种。第二步：仔细审读，找准实验中所要控制的单一变量第二步：仔细审读，找准实验中所要控制的单一变量和因变量，并分析以什么指标表示或观察因变量。和因变量，并分析以什么指标表示或观察因变量。返回第三步：运用对照实验思想合理设置对照组。第三步：运用对照实验思想合理设置对照组。第四步：分析实验过程中需要平衡的无关变量，即避免第四步：分析实验过程中需要平衡的无关变量，即避免(或排除或排除)无关变量对实验结果无关变量对实验结果(现象现象)的影响。的影响。第五步：推敲精炼语言，准确表达实验步骤和实验结果第五步：推敲精炼语言，准确表达实验步骤和实验结果及结论。及结论。第六步：通读自己的实验设计。运用实验设计所遵循的第六步：通读自己的实验设计。运用实验设计所遵循的原则进行对照，检查是否有遗漏。原则进行对照，检查是否有遗漏。返回点击进入高考成功方案第4步（含课时卷）