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第8讲 物质跨膜运输的实例
[考纲要求] 1.实验：通过模拟实验探究膜的透性。2.实验：观察植物细胞的质壁分离和复原。
一、细胞的吸水和失水 1．渗透作用
(1)概念：指水分子(或者其他溶剂分子)透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。
(2)渗透作用发生的条件
①具有半透膜；②半透膜两侧的溶液存在浓度差。 2．细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的吸水和失水
①细胞膜相当于半透膜；浓度差由外界溶液浓度与细胞质的浓度来体现。 ②细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜两侧溶液中水的相对含量的差值。 (2)植物细胞的吸水和失水
①原生质层相当于半透膜；细胞液与外界溶液之间存在浓度差。 ②植物细胞吸水和失水的原理如下：
[判一判]
1．K通过细胞膜属于渗透作用
＋
( × ) ( × ) ( × ) ( × )
2．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 3．细胞液就是细胞内的液体
4．当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞就会发生质壁分离 提示 有大液泡的活的植物细胞才能发生质壁分离。 5．动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离 二、物质跨膜运输的其他实例
( √ )
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1．不同物质的跨膜运输特点
(1)水分子：顺相对含量梯度(高→低)。
(2)离子和小分子：依据细胞生命活动需要进行选择吸收。 2．水稻和番茄吸收不同离子的特点
(1)同种生物细胞对不同物质的吸收具有选择性，与其含有离子载体蛋白的种类和数量有关。
(2)不同种生物细胞对同种物质吸收具有差异性。 3．生物膜的功能特性
(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。
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考点 聚焦渗透系统及其应用
1．对比分析成熟植物细胞是一个渗透系统
渗透作用模型 植物细胞与外界溶 液形成的渗透系统 图解 原理 水扩散 的方向 2.渗透作用原理的拓展应用 (1)比较不同溶液浓度大小
溶液浓度 现象及 结论 漏斗内 M ①若漏斗内液面上升，则M>N ②若漏斗内液面不变，则M＝N ③若漏斗内液面下降，则M (3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例) 烧杯内盛 淀粉溶液 漏斗内 盛碘液 结论 第 - 3 - 页 www.ewt360.com 升学助考一网通 变蓝 不变蓝 变蓝 不变蓝 不变蓝 变蓝 变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜，而淀粉不能 淀粉能通过半透膜，而碘不能 淀粉和碘都能通过半透膜 淀粉和碘都不能通过半透膜 易错警示 关于渗透系统中的3个“比较” (1)渗透平衡与溶液浓度的内涵 发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，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。溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。 (2)半透膜与选择透过性膜的比较 区别：①半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。 ②选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。 共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过。 (3)原生质层与原生质体的比较 ①原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中。 ②原生质体是去除了植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分。 1.如图所示的渗透装置中，开始时的液面高度为a，停止上升时的 高度为b，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部 分吸出，则a、b液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的 关系是 ( ) 答案 B 解析 每吸出一次，蔗糖溶液浓度就减小一次，而a、b液面的高度差是由半透膜内外溶液浓度差决定的，随着吸出次数的增加内外浓度差越来越小，所以a、b液面高度差也越来越小。 [互动探究] (1)当液面上升且停止于b处时，水分子进出情况如何？(2)经过无数次如题中所列的操作后，液面升高的高度差接近0，此时半透膜两侧的浓度相等吗？ 第 - 4 - 页 www.ewt360.com 升学助考一网通 提示 (1)水分子出入量相等 (2)相等 2.某同学设计渗透装置如右图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有 蒸馏水，图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装 入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。该实验过程中最可能 出现的是 ( ) A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降 B．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降 C．加酶前后，在烧杯中都可以检测出蔗糖 D．加酶后可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶 答案 B 解析 加酶前，漏斗内溶液浓度高于漏斗外，水分子向漏斗内部扩散的较多，漏斗液面上升；加酶后，蔗糖水解为单糖，摩尔浓度增大，使液面继续上升，后随着单糖逐渐进入烧杯，而使漏斗内溶液浓度下降，液面下降。 “U”型管中水分子移动方向的分析 1．膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高，低的一侧渗透压低，水分子 由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。 2．两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧 液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升 高，最后两侧液面持平。 3．如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，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。 实验六 观察植物细胞的质壁分离及复原 1．实验原理 (1)成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。 (2)当细胞液浓度<外界溶液浓度时，失水，质壁分离；当细胞液浓度>外界溶液浓度时，吸水，质壁分离复原。 2．实验流程 第 - 5 - 页