2020版一輪復(fù)習(xí)生物通用版學(xué)案：第二單元第三講物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗头绞?學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

知識體系——定內(nèi)容
核心素養(yǎng)——定能力

生命觀念
通過歸納記憶常見物質(zhì)運輸方式的實例和判斷方法，建立起生命結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點
科學(xué)思維
通過分析影響滲透作用和物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩?，培養(yǎng)利用邏輯思維分析問題的能力
科學(xué)探究
通過觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原和探究物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞降膶嶒灒莆仗骄啃詫嶒炘O(shè)計的一般程序
社會責(zé)任
通過對滲透作用和質(zhì)壁分離應(yīng)用等有關(guān)問題分析，養(yǎng)成學(xué)以致用，關(guān)注生產(chǎn)生活實際的習(xí)慣

考點一　滲透作用與質(zhì)壁分離[重難深化類]

1．滲透作用原理

2．動物細(xì)胞的吸水和失水

(2)現(xiàn)象
3．成熟植物細(xì)胞的吸水和失水(據(jù)圖填空)

(1)當(dāng)外界溶液濃度＞細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。
(2)當(dāng)外界溶液濃度＜細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞吸水，失水的細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。
[基礎(chǔ)自測]
1．判斷下列敘述的正誤
(1)植物細(xì)胞的原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核(×)
(2)質(zhì)壁分離過程中水分子擴散只能單向進(jìn)行(×)
(3)將動物細(xì)胞放入一定濃度的外界溶液中，不能發(fā)生滲透作用(×)
(4)在成熟的植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離過程中，細(xì)胞的吸水能力逐漸減小(×)
2．下圖中A、B分別表示滲透作用裝置，據(jù)圖回答下列問題

(1)水分子的流動方向：
①當(dāng)溶液濃度S1＞S2時，水分子通過半透膜由S2流向S1數(shù)目多于由S1流向S2的數(shù)目，液面上升；
②當(dāng)溶液濃度S1＜S2時，水分子通過半透膜由S1流向S2數(shù)目多于由S2流向S1的數(shù)目，液面下降。當(dāng)滲透平衡時，通過半透膜的水分子達(dá)到平衡，液面不再發(fā)生變化。
(2)Δh不變時，S1、S2的大小關(guān)系為S1＞S2(填“＞”“＜”或“＝”，S1、S2中溶質(zhì)不能通過半透膜)。
(3)在圖B所示的U形玻璃管內(nèi)，左右管內(nèi)分別裝入質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等的葡萄糖、麥芽糖溶液。初始時兩管中液面相平，假設(shè)溶質(zhì)分子不能透過半透膜。
①一段時間后，兩管中液面的變化為：左管液面升高，右管液面降低。(均填“升高”“降低”或“不變”)
②如同時向兩管內(nèi)加入等量的麥芽糖酶，兩管中液面的變化分別為：左管液面先升高，后下降，右管液面先下降，再升高，最后穩(wěn)定在一定高度。

1．影響滲透作用中液面變化的因素分析
半透膜表面積的大小
半透膜兩側(cè)的濃度差

在濃度NB＝NC>NA，其他條件相同的情況下，半透膜的表面積越大，單位時間內(nèi)進(jìn)出半透膜的水量越多，液面變化越明顯
結(jié)果：vB>vC，ΔhB＝ΔhC
在其他條件相同的情況下，半透膜兩側(cè)的濃度差越大，單位時間內(nèi)進(jìn)出半透膜的水量越多，液面變化越明顯
結(jié)果：vB>vC，ΔhB>ΔhC

2．滲透裝置中溶液滲透方向與濃度的判斷

[對點落實]
1．(2019·臨沂模擬)如圖1所示的甲、乙、丙三個滲透裝置中，三個漏斗頸的內(nèi)徑相等，漏斗內(nèi)盛有濃度相同的蔗糖溶液，且漏斗內(nèi)液面高度相同，漏斗底部均封以半透膜，置于同一個水槽的清水中。三個滲透裝置半透膜的面積和所盛蔗糖溶液的體積如下表所示。圖2中曲線①②③表示漏斗液面高度隨時間的變化情況。則曲線①②③與甲、乙、丙三個裝置的對應(yīng)關(guān)系應(yīng)是(　　)

裝置編號
甲
乙
丙
半透膜面積
S
S/2
S
蔗糖溶液體積
T
T
2T

A．①－丙；②－甲；③－乙　 B．①－乙；②－甲；③－丙
C．①－甲；②－乙；③－丙 D．①－丙；②－乙；③－甲
解析：選A　丙的體積最大，吸水的量最大，漏斗液面高度最高，相對應(yīng)的是圖2中曲線①；甲、乙的體積相等，但是甲漏斗口的半透膜面積比乙的大，吸水的速度快，故甲漏斗液面高度變化要比乙的快些，對應(yīng)圖2中曲線②。
2．如圖為滲透作用實驗，開始時如圖1，a代表清水，b、c代表蔗糖溶液(蔗糖不能透過半透膜)，過一段時間后結(jié)果如圖2，漏斗管內(nèi)的液面不再發(fā)生變化，H1、H2表示漏斗管內(nèi)液面與清水的高度差。下列說法錯誤的是(　　)

A．圖1中b的濃度大于c的濃度
B．圖2中b的濃度等于c的濃度
C．圖1 a中水分子擴散到b的速率大于a中水分子擴散到c的速率
D．圖2 a中水分子擴散到b的速率等于b中水分子擴散到a的速率
解析：選B　圖2漏斗中的液面不再變化，處于平衡狀態(tài)，H1高于H2，所以圖2中b的濃度大于c的濃度。

觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原
1．實驗的操作過程及觀察指標(biāo)

2．質(zhì)壁分離發(fā)生的條件
(1)從細(xì)胞角度分析
①死細(xì)胞、動物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞(如根尖分生區(qū)細(xì)胞)不發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。
②具有中央大液泡的成熟植物活細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。
(2)從溶液角度分析
①在一定濃度(溶質(zhì)不能透過膜)的溶液中只會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，不能發(fā)生自動復(fù)原現(xiàn)象(只有用清水或低滲溶液處理，方可復(fù)原)。
②在一定濃度(溶質(zhì)可透過膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原現(xiàn)象。
③在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。
[對點落實]
3．下圖為某同學(xué)利用紫色洋蔥鱗片葉作為實驗材料，觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原的基本操作步驟。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)

A．第二次觀察(d)和第一次觀察(b)形成對照，第三次觀察(f)和第二次觀察(d)形成對照
B．該實驗用顯微鏡主要觀察原生質(zhì)層和細(xì)胞壁的位置關(guān)系、液泡的顏色和大小等
C．如果將蔗糖溶液換成濃度適宜的KNO3溶液，則可以省略e過程
D．增大蔗糖溶液的濃度，實驗效果會更明顯且不影響細(xì)胞的活性
解析：選D　題圖中共有三次顯微鏡觀察，觀察的指標(biāo)主要是原生質(zhì)層和細(xì)胞壁的位置關(guān)系以及液泡的大小和顏色；第二次觀察與第一次觀察形成對照，第三次觀察與第二次觀察形成對照；如果將蔗糖溶液換成濃度適宜的KNO3溶液，由于在細(xì)胞失水的同時，不斷以主動運輸?shù)姆绞将@得K＋和NO，導(dǎo)致細(xì)胞液濃度升高，當(dāng)其大于外界溶液濃度時，細(xì)胞開始吸水，從而出現(xiàn)質(zhì)壁分離自動復(fù)原的現(xiàn)象；如果蔗糖溶液的濃度過高，會導(dǎo)致細(xì)胞過度失水而死亡。
4．(2018·浙江4月選考)在觀察某植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原實驗中，依次觀察到的結(jié)果示意圖如下，其中①、②指細(xì)胞結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是(　　)

A．甲狀態(tài)時不存在水分子跨膜運輸進(jìn)出細(xì)胞的現(xiàn)象
B．甲→乙變化的原因之一是結(jié)構(gòu)①的伸縮性比②的要大
C．乙→丙的變化是由于外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度所致
D．細(xì)胞發(fā)生滲透作用至丙狀態(tài)，一段時間后該細(xì)胞會破裂
解析：選C　甲細(xì)胞維持正常形態(tài)，進(jìn)入細(xì)胞的水分子和從細(xì)胞出去的水分子一樣多，處于動態(tài)平衡狀態(tài)；甲→乙發(fā)生了滲透失水，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，原因之一是結(jié)構(gòu)①(細(xì)胞壁)的伸縮性比結(jié)構(gòu)②(或原生質(zhì)層)的伸縮性要小；乙→丙發(fā)生了滲透吸水，此時外界溶液濃度比細(xì)胞液濃度??；植物細(xì)胞由于有細(xì)胞壁，滲透吸水其體積變大，但不會破裂。
5．某同學(xué)進(jìn)行“觀察洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原”實驗時，將觀察到的某個細(xì)胞大小變化情況繪制成了曲線(如圖)。下列敘述正確的是(注：細(xì)胞的初始大小相對值記為1)(　　)

A．b～c段，由于失水過多，細(xì)胞可能已經(jīng)死亡
B．c～d段，水分子的運動方向是從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)
C．d～e段，細(xì)胞液濃度等于外界溶液濃度
D．e時液泡的顏色比a時淺
解析：選D　結(jié)合題意分析曲線可知，c點后細(xì)胞大小相對值變大，說明細(xì)胞吸水發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，因此b～c段細(xì)胞是活細(xì)胞；圖中c～d段水分子的運動方向既有從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，也有從細(xì)胞內(nèi)進(jìn)入細(xì)胞外，但進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的水分子數(shù)多于離開細(xì)胞的水分子數(shù)；d～e段，細(xì)胞大小相對值大于1，說明細(xì)胞吸水，故細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度；由于e時細(xì)胞大小相對值大于1，細(xì)胞吸水，故e時液泡內(nèi)細(xì)胞液濃度降低，液泡的顏色比a時淺。
[歸納拓展]
質(zhì)壁分離實驗中的兩組對照

實驗組
對照組
第一組
經(jīng)質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液處理后發(fā)生質(zhì)壁分離的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞
自然狀態(tài)下的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞
第二組
用清水處理后發(fā)生了質(zhì)壁分離復(fù)原的細(xì)胞
發(fā)生了質(zhì)壁分離的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞

滲透作用對保持細(xì)胞正常滲透平衡有重要作用，利用滲透原理可以用于防腐，改良鹽堿地等。利用質(zhì)壁分離及復(fù)原實驗可以判斷細(xì)胞活性，確定細(xì)胞液的濃度范圍以及溶液濃度大小的判斷等。
1．判斷成熟植物細(xì)胞是活細(xì)胞還是死細(xì)胞

2．測定細(xì)胞液濃度范圍

3．比較不同植物成熟細(xì)胞的細(xì)胞液濃度

4．鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)

[對點落實]
6．(2017·海南高考)為研究植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象，某同學(xué)將某植物的葉表皮放入一定濃度的甲物質(zhì)溶液中，一段時間后觀察到葉表皮細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離現(xiàn)象。下列說法錯誤的是(　　)
A．該植物的葉表皮細(xì)胞是具有液泡的活細(xì)胞
B．細(xì)胞內(nèi)甲物質(zhì)的濃度高于細(xì)胞外甲物質(zhì)的濃度
C．細(xì)胞液中的H2O可以經(jīng)擴散進(jìn)入甲物質(zhì)溶液中
D．甲物質(zhì)和H2O能自由通過該葉表皮細(xì)胞的細(xì)胞壁
解析：選B　具有大液泡的活細(xì)胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離；質(zhì)壁分離過程中，細(xì)胞失水，此時，細(xì)胞外甲物質(zhì)的濃度高于細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞液的濃度；水分子跨膜的方式是自由擴散；細(xì)胞壁是全透的，甲物質(zhì)和H2O能自由通過。
7．(2015·海南高考)取生理狀態(tài)相同的某種植物新鮮葉片若干，去除主脈后剪成大小相同的小塊，隨機分成三等份，之后分別放入三種濃度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定時間后測得甲的濃度變小，乙的濃度不變，丙的濃度變大。假設(shè)蔗糖分子不進(jìn)出細(xì)胞，則關(guān)于這一實驗結(jié)果，下列說法正確的是(　　)
A．實驗前，丙的濃度＞乙的濃度＞甲的濃度
B．乙的濃度不變是因為細(xì)胞內(nèi)蔗糖溶液濃度與乙的濃度相等
C．實驗中，細(xì)胞與蔗糖溶液間的水分移動屬于協(xié)助擴散
D．甲、丙的濃度變化是由水分在細(xì)胞與蔗糖溶液間移動引起的
解析：選D　成熟的植物細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)，當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，反之發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，兩者濃度相等時，吸水量與失水量相等，水分進(jìn)出達(dá)到平衡狀態(tài)；分析實驗結(jié)果可知，實驗過程中，甲吸水、乙水分進(jìn)出平衡、丙失水，所以實驗前甲的濃度＞乙的濃度＞丙的濃度；乙的濃度不變是因為細(xì)胞外蔗糖溶液濃度與乙的細(xì)胞液濃度相等，水分進(jìn)出平衡；實驗中細(xì)胞與蔗糖溶液間的水分移動屬于自由擴散；甲、丙的濃度變化是由水分在細(xì)胞與蔗糖溶液間移動引起的。
8．(2018·濰坊模擬)用不同濃度的NaCl溶液處理洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞，研究其發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原的快慢，結(jié)果如下表所示，下列說法正確的是(　　)

不同濃度NaCl溶液處理細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原的時間(s)
NaCl溶液濃度(%)
開始質(zhì)壁分離時間
完全質(zhì)壁分離時間
質(zhì)壁分離最大程度
完全質(zhì)壁分離復(fù)原時間
質(zhì)壁分離復(fù)原程度
0.8
不發(fā)生

不發(fā)生

0.9～1
219
497
＋
＞600
＋
2
46
151
＋＋
205
＋＋
4
27
125
＋＋＋
97
＋＋＋
6
17
76
＋＋＋＋
81
＋＋＋＋
7
濃度≥7%都發(fā)生質(zhì)壁分離，且所需時間＜13
54
＋＋＋＋
濃度≥7%不發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原
9
38
＋＋＋＋
11以上
甲>丙
C．實驗后甲、乙、丙三個細(xì)胞的細(xì)胞液濃度關(guān)系是乙