2019-2020年高三生物一轮复习 第七讲 物质跨膜运输的实例与方式学案.doc

2019-2020年高三生物一轮复习 第七讲 物质跨膜运输的实例与方式学案考纲要求1物质出入细胞的方式（）。2.实验：观察植物细胞的质壁分离和复原。知识梳理一.渗透作用的原理和应用1.渗透作用的条件（1）有半透膜（2）膜两侧溶液具有浓度差2.动物细胞的吸水和失水（以红细胞为例：红细胞膜相当于一层半透膜）：（1）当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水。（2）当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水。（3）当外界溶液浓度细胞质浓度时，水分进出平衡。3.植物细胞的吸水和失水（1）植物细胞未形成液泡时靠吸胀作用吸水，利用蛋白质、淀粉和纤维素的亲水性，三者的亲水性依次递减。植物分生区细胞和干种子细胞因无大液泡不能发生渗透作用，只能依靠吸胀作用吸水。成熟的植物细胞形成大液泡后，靠渗透作用吸水和失水。（2）在成熟的植物细胞中，原生质层（细胞膜液泡膜二者之间的细胞质）相当于一层半透膜。细胞液浓度细胞外界溶液浓度，细胞吸水。细胞液浓度细胞外界溶液浓度，细胞失水。细胞液浓度=细胞外界溶液浓度，细胞既不吸水也不失水。细胞吸水或失水的多少取决于半透膜两侧浓度差。误区警示！渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如质量分数为10%葡萄糖溶液和质量分数为10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%蔗糖溶液的渗透压小，故水可通过半透膜由蔗糖向葡萄糖溶液移动。渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度相等。二.物质跨膜运输的其他实例1.不同物质跨膜运输的特点（1）植物对无机盐离子的吸收：不同植物（如西红柿、水稻）对同一离子的吸收能力不同。同种植物对不同离子的吸收能力不同。（2）人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点：逆浓度梯度运输。（3）不同微生物对各种矿物质的需要量不同，吸收时各自都有选择性。2.物膜的功能特性（1）细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，水分子、一些离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。（2）生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。三.物质进出细胞的方式 1.比较物质运输的方式及特点物质出入细胞的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散运输方向高浓度低浓度高浓度低浓度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举例O2、CO2、H2O甘油、乙醇、苯等出入细胞红细胞吸收葡萄糖小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等表示曲线（一定浓度范围内）影响因素细胞膜内外物质的浓度差细胞膜内外物质的浓度差；膜载体的种类和数量膜载体的种类和数量；能量（温度、氧浓度）2.有关物质出入细胞的8个“不要漏掉”（1）需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。（2）消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。（3）从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散，有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。（4）影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外不要漏掉浓度差。（5）与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所核糖体。（6）运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。（7）胞吞（吐）的大分子物质穿过细胞膜的层数为0，因为该过程是通过膜的融合将物质转入或转出细胞的。（8）RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核，是通过核孔，而不是通过胞吞、胞吐。四.观察植物细胞质壁分离及复原1.实验原理成熟的植物细胞构成渗透系统，可发生渗透作用。2.质壁分离与复原实验流程3.现象与结论特别提醒（1）本实验存在两组对照实验（2）引发质壁分离的2种原因（3）本实验是教材中涉及“显微观察”实验中唯一的一个“只在低倍镜下”观察（不曾换“高倍镜”）的实验。要点精析1.植物细胞质壁分离及复原的拓展（1）判断成熟植物细胞是否是活细胞（2）测定细胞液浓度范围（3）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度（4）鉴别不同种类的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）2.巧判细胞能否发生质壁分离与复原（1）从细胞角度分析死细胞、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。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）从溶液角度分析在一定浓度（溶质不能透膜）的溶液中只会发生质壁分离现象，不能自动复原（只有用清水或低渗溶液处理，方可复原）在一定浓度（溶质可透膜）的溶液（如KNO3、甘油等）中可发生质壁分离后自动复原现象。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。3.不同因素对物质跨膜运输的影响的曲线模型（1）影响物质跨膜运输的因素有多种，最常见的有：内部因素载体的种类、数量；外部因素物质的浓度、影响呼吸作用强度的因素（如氧气浓度、温度等）（2）物质浓度（在一定的范围内）A自由扩散 B协助扩散或主动运输（3）氧气浓度A自由扩散或协助扩散 B主动运输（4）温度4.实验探究物质跨膜运输的方式（1）探究是主动运输还是被动运输（2）探究是自由扩散还是协助扩散5.“三步法”判断物质出入细胞的方式试题精粹1.（xx黑龙江哈师大附中月考，26）成熟植物细胞的主要吸水方式是渗透吸水。某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验，该实验的简易渗透吸水装置如图甲所示，图甲中液面上升的高度与时间的关系如图乙所示，一成熟植物细胞被放在某外界溶液中处于的一种状态（此时细胞有活性）如图丙所示。请判断下列相关叙述中错误的是（）A由图甲中漏斗液面上升可知，实验开始b侧液体的浓度大于a侧的B由图乙可知图甲中漏斗里溶液的吸水速率在下降C图丙中相当于图甲中c结构的是D把图丙所示状态的细胞放在清水中，会发生质壁分离2.将一新鲜马铃薯块茎切成4根粗细相同且长为5.0 cm的小条，再将这4根马铃薯小条分别放在不同浓度的KNO3溶液中，分两次（浸入30 min和4 h）测量每根的长度，结果如图所示。下列结论错误的是（）Aa中马铃薯细胞通过渗透作用吸水Bb中马铃薯细胞质壁分离后逐渐复原Cc中马铃薯细胞质壁分离Dd中马铃薯细胞外KNO3溶液的浓度增加3.U型管中装有两种不同的溶液R及S，并为一半透性膜（X）隔开（如下图所示）。与S相比，R为低渗溶液（即浓度较低）。当图a中的U形管内已达到平衡时（参看图b），U形管两侧溶液的高度及浓度分别是怎样的（）A右侧较高，两溶液等渗，即浓度相等B右侧较高，且右侧为高渗，即浓度较高C左侧较高，且右侧为低渗，即浓度较低D两侧高度相等，且为等渗4.半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同（如图1），预测图2的实验结果（开始时漏斗内外液面相平）最可能的是（）A图甲中水柱a将持续上升B图甲中水柱a将保持不变C图乙中水柱b将保持不变D图乙中水柱b将先上升后下降5.（xx山东高考信息卷）下图为物质出入细胞的四种方式的示意图，请判断下列相关说法中正确的是（）A影响A、B方式的因素分别是浓度差和载体蛋白数量B向细胞中注入某种呼吸抑制剂，则C、D方式受影响最大C氨基酸和葡萄糖进入红细胞的方式相同，都是C方式D上述4种运输方式的实现均能体现细胞膜的流动性6.如图为小肠上皮细胞吸收葡萄糖示意图，其吸收肠腔中低浓度的葡萄糖，有关图示信息的分析错误的是（）A小肠上皮细胞吸收肠腔中的葡萄糖和Na时使用的是同一载体B葡萄糖以主动运输方式进入小肠上皮细胞CK以主动运输方式从组织液进入小肠上皮细胞DNa进入和转出小肠上皮细胞的运输方式都是协助扩散7.下列情况下不会出现饱和现象的是（）A氧气被细胞膜运输时，氧气浓度与运输速率的关系B红细胞吸收葡萄糖时，葡萄糖浓度与运输速率的关系C肌肉细胞吸收氨基酸时，氧气浓度与运输速率的关系D叶肉细胞吸收镁离子时，载体数量与运输速率的关系8.下列关于不同运输机制间的比较错误的是（）选项性质自由扩散协助扩散主动运输A参与运输的膜成分蛋白质蛋白质蛋白质B动力来源浓度梯度浓度梯度ATPC特异性无有有D运输的分子高浓度时的饱和性无有有9.（xx山东高考信息卷）如图甲、乙分别表示甲、乙两种物质跨膜转运的方式。据图分析下列说法中错误的是（）A图甲可表示葡萄糖进入红细胞的方式B图乙表示细胞通过主动运输吸收物质乙C去除细胞膜中的蛋白质对物质甲、乙的运输均有影响D甲、乙两种物质均为细胞代谢所需的营养物质10.甲、乙两种小分子物质在细胞内外的浓度情况如图所示，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是（）A甲进入细胞一定需要能量B甲运出细胞一定有载体蛋白的参与C乙进入细胞一定不需要能量D乙运出细胞一定有载体蛋白的参与11.如图表示与自由扩散、协助扩散和主动运输有关的图例或曲线。下列选项中对应正确的是（）A肺泡上皮细胞吸收氧气、B红细胞吸收葡萄糖、C根尖细胞吸收矿质离子、D肌肉细胞吸收水、12.动物细胞内低Na高K的离子浓度对于神经冲动的产生、细胞渗透平衡等生命活动具有重要作用。这种浓度差与细胞膜上的Na、K泵有关，其作用原理如下图所示，下列说法不正确的是（）ANa和K的运输方式为主动运输BNaK泵每次运输的Na数量多于KC在细胞培养液中加入乌苯苷会影响K的运输D该运输过程的持续会导致大量ADP的积累13.如图表示两种细胞输入和输出物质的方式。下列相关叙述中，错误的是（）A甲表示胞吞，乙表示胞吐B甲和乙两种物质运输方式说明生物膜具有一定的流动性C甲需要消耗ATP，而乙不需要D抗体和神经递质的释放方式均与乙图中的方式相同14.浸入物质的量浓度为1 mol/L的KNO3溶液中的洋葱表皮细胞，会发生质壁分离和自动复原的现象，该过程中没有发生（）A主动运输 B协助扩散C自由扩散 DATP水解15.将甲、乙、丙三个未发生质壁分离的成熟植物细胞置于同一蔗糖溶液中，在显微镜下持续观察它们的状态，直到形态不再发生变化时，三个细胞的状态如下：细胞种类细胞状态甲细胞刚发生质壁分离乙细胞没有发生质壁分离丙细胞质壁分离现象明显下列判断正确的是（）A形态不再发生变化是因为细胞已经死亡B实验前甲、乙、丙三种细胞细胞液浓度关系是乙甲丙C实验后甲、乙、丙三种细胞细胞液浓度关系是乙甲丙D形态不再发生变化时三种细胞液的浓度相等15. （xx湖南十三校联考）下图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积（V）与初始体积（V0）之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是（）A从图甲可见250 mmolL1NaCl溶液不影响人红细胞的代谢B图乙中植物细胞体积的变化是先减小后增大C图乙中A点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小D人的红细胞长时间处在300 mmolL1NaCl溶液中可能死亡，乙图中的处理时间内细胞一直有生物活性16.下图为某学生进行某实验的基本操作步骤，请回答以下问题。（1）你认为他做该实验的目的是_。（2）B步骤主要观察洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色_的大小以及_的位置。（3）请描述C步骤的操作方法：_。（4）该同学通过多次做实验，得出的体会是在两次高倍镜观察之间时间不宜停留过长，否则会导致实验失败。你认为最合理的原因是_。（5）若改用小麦的根毛细胞进行上述实验，由于观察的细胞无色透明，为了取得更好的观察效果，调节显微镜的措施是_。（6）通过实验发现，蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败。请据此拟定一个相关的研究课题：_。17.图1表示植物从土壤中吸收某种矿质离子的示意图，图2表示某生物膜的部分结构，图中A、B、C、D表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式，请据图回答下列问题。（1）图1中表示的物质运输方式是_，请你说出判断的理由（至少两种）_。（2）如果图1中的矿质离子在土壤中含量过高，会导致植物死亡，请你分析植物死亡的原因：_。（3）如果某种药物只抑制图2中a的运输而对c的运输无影响，请说明药物作用的机理：_。若图2是癌细胞的细胞膜，则_（填写字母）比正常细胞少，可以表示细胞吸收O2和排出CO2的方式分别是_。（4）某哺乳动物的一种成熟细胞除细胞膜外，不具其他膜结构。下图中能正确表示在一定O2浓度范围内，K进入该细胞的速度与O2浓度关系的是_。18.（xx甘肃兰州一中，30）研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，如图中a、b、c所示，代表跨膜的离子或小分子。（1）图中细胞质基质存在于_（填“P”或“Q”）侧，判断依据是_。（2）主动运输的特点是_。（3）b类型中，所代表的离子或小分子转运所需的能量来源于（）A浓度差所造成的势能BATP直接提供能量C光能驱动D细胞内物质合成时释放的能量（4）下列生物中，最有可能采用c类型进行主动运输的是（）A噬菌体 B细菌 C果蝇 D小鼠（5）有人认为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是ATP驱动的主动运输或协助扩散。为了证实这一假设，进行以下实验探究：取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞，分别置于适宜浓度的葡萄糖培养液中，甲组进行正常呼吸，乙组用细胞呼吸抑制剂处理。若小肠上皮细胞是以ATP驱动的主动运输方式吸收葡萄糖，则一段时间后两组溶液中浓度降低的是_组。高考真题1.（xx江苏单科，27）如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：（1）漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为h，此时S1和S2浓度大小关系为_。（2）图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的_，两者在物质透过功能上的差异是_。（3）为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。实验材料：紫色洋葱。实验器具：如图所示的渗透装置（不含溶液），光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。实验试剂：蒸馏水，0.3 g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。部分实验步骤和结果如下：选两套渗透装置，标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有_（填代号）。选两片洁净的载玻片，_，在载玻片中央分别滴加_，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是_。（4）上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是_。2.（xx浙江理综，1）下列关于物质出入细胞方式的叙述，正确的是（）A被细胞胞吞的一定是固体物质B突触前膜释放乙酰胆碱属于协助扩散C通过载体蛋白的物质转运属于主动运输D胞吐过程一定会发生分泌泡与细胞膜的融合3.（xx安徽理综，2）下图为氨基酸和Na进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是（）选项管腔中氨基酸上皮细胞管腔中Na上皮细胞上皮细胞中氨基酸组织液A主动运输被动运输主动运输B被动运输被动运输被动运输C被动运输主动运输被动运输D主动运输被动运输被动运输4.（xx.课标II卷.1）将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：培养瓶中气体温度（）离子相对吸收量（%）空气17100氮气1710空气328下列分析正确的是（ ）A. 有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收B. 该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关C. 氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATPD. 与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收5.（xx.课标II卷.3）下列过程中，不属于胞吐作用的是（ ）A. 浆细胞分泌抗体到细胞外的过程B. mRNA从细胞核到细胞质的过程C. 分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程D. 突触小泡中神经递质释放到突触间隙的过程6.（xx.海南卷.10）取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液（甲、乙、丙）中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗搪分子不进出细胞，则关于这一实验结果。下列说法正确的是（ ）A实验前，丙的浓度乙的浓度甲的浓度B乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等C实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散D甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的7.（xx.上海卷.6）图2显示物质P和Q跨膜出细胞，下列叙述正确的是（）A物质P可能是氧气B物质Q一定是水分子C物质P和Q出细胞都需要载体 D物质P和Q出细胞未必都捎耗能量