2020版高考生物一轮复习专题2.3物质跨膜运输的实例与方式(精讲)(含解析).pdf
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1、专题 8.1 物质跨膜运输的实例与方式 1. 物质出入细胞的方式( ) 。 2. 实验: (1) 通过模拟实验探究膜的透性;(2) 观察植物细胞的质壁分离和复原。 通过分析不同物质跨膜运输实例,归纳物质跨膜运输的类型和特点,理解细胞内的物质运输与能量供 应的关系。通过实验设计与实验结果,分析植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验。 知识点一物质跨膜运输的实例 1渗透作用 (1) 概念:指水分子( 或其他溶剂分子) 通过半透膜的扩散过程。 (2) 渗透作用产生的条件:一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。 2动、植物细胞的吸水和失水 (1) 动物细胞的吸水和失水 现象 外界溶液浓度细胞质
2、浓度 ? 细胞失水皱缩; 外界溶液浓度细胞质浓度? 水分进出平衡。 【易错辨析】半透膜与选择透过性膜的比较 a区别: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;选择透过性膜是具有活性 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。 b共性:都允许水分子自由通过,而不允许生物大分子通过。 (2) 植物细胞的吸水和失水( 以成熟植物细胞为例) 原理 现象 a当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,植物细胞就发生质壁分离现象。 b将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度大于外界清水,植物细胞吸水,
3、发生 质壁分离复原现象。 3物质跨膜运输的其他实例 (1) 植物对无机盐离子的吸收 不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。 同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。 (2) 人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆( 填“逆”或“顺” ) 浓度梯度进行的。 (3) 不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。 【重点突破】 1 渗透作用原理的应用 (1) 验证渗透作用发生的条件 (2) 比较不同溶液浓度的大小 比较项目漏斗内烧杯内 溶液浓度MN 现象及结论 若漏斗内液面上升,则MN 若漏斗内液面不变,则MN 若漏斗内液面下降,则MN (3) 探究物质能否通过半透膜的方法( 以碘和淀粉为例) 烧
4、杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液结论 变蓝不变蓝碘能通过半透膜,而淀粉不能 不变蓝变蓝淀粉能通过半透膜,而碘不能 变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透膜 不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半透膜 2. 成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较 项目渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成的渗透系统 图解 基本条件半透膜、浓度差 原生质层相当于半透膜; 浓度差细胞液与外界溶液之间的浓度差 原理 水分子通过半透膜的 扩散作用 水分子通过原生质层在细胞液与外界溶 液之间发生扩散 水扩散 总趋势 低浓度溶液高浓度溶液 知识点二物质出入细胞的方式及影响因素 1各种物质出入细胞方式的比较 物质出入细胞 的方式 被
5、动运输 主动运输胞吞胞吐 自由扩散协助扩散 图例 运输方向高浓度低浓度 低浓度高浓 度 胞外胞内胞内胞外 是否需要载体否是是否 是否消耗能量否否是是 举例 O2、CO2、H2O、 甘油、乙醇、 苯的跨膜运 输 人的红 细胞吸收葡 萄糖 小肠上皮细胞 吸收葡萄糖、 氨 基酸、 无机盐等 吞噬细 胞吞噬抗原 胰岛素、消化酶、 抗体的分泌 【特别提醒】 (1) 从低浓度一侧向高浓度一侧运输一定是主动运输,因为逆浓度梯度运输需要消耗能量。 (2) 同一种物质进出不同细胞时,运输方式可能不同,如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,小肠上 皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。 (3)Na 、K 等无机盐离子
6、一般以主动运输的方式进出细胞,但也可通过协助扩散进出细胞。 (4)RNA 和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核,而不是通过胞吞、胞吐作用。 2影响物质跨膜运输因素的分析 (1) 浓度差对物质跨膜运输的影响 浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中,浓度差越大,运输速率越大;协助扩散中,浓度 差达到一定程度后运输速率不再继续增加,原因是受载体蛋白数量的限制。 (2) 载体蛋白数量对跨膜运输的影响 载体蛋白主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下,协助扩散载体蛋白数量越多,运输 速率越大;主动运输中载体蛋白数量达到一定程度后运输速率不再增加,可能原因是受能量供应限制。自 由扩散不受载
7、体蛋白数量的影响。 (3) 氧气含量对跨膜运输的影响 通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。 P点时:无氧呼吸为物质的运输提供能量。 PQ段:随着氧气含量的增加,有氧呼吸产生的能量越多,主动运输的速率越大。 Q点以后:当氧气含量达到一定程度后,受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响,运输速率不再增 加。 (4) 温度 知识点三观察植物细胞的质壁分离和复原 1实验原理 (1) 成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 (2) 细胞液具有一定的浓度,细胞能渗透吸水和失水。 (3) 原生质层比细胞壁的伸缩性大。 2实验步骤 3现象与结论 【对比分析】 (1) 本实验存在两组对照实验 (2) 质壁
8、分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁是全透性的,且有水 分子通过原生质层渗出来。 考点一渗透作用原理及应用 【典例 1】( 2019浙江选考 9)哺乳动物细胞在09%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09%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09%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
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