内容正文:
第6讲 细胞的物质输入和输出
四层——高考考什么
四翼——高考怎么考
1.阐明质膜具有选择透过性。
2.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量;有些物质逆浓度梯度进出细胞,需要能量和载体蛋白。
3.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞
4.实验:观察植物细胞的质壁分离和复原。
1.本讲多考查物质跨膜运输的方式、特点及判断方法。能力考查点多为理论联系实际,并结合渗透作用和物质跨膜运输的相关模型解决实际问题。
2.命题多以选择题的形式出现,主要命题形式是结合题干文字信息或图示等,对不同表述作出正确的判断,试题难度不大。
考点一 水进出细胞的原理
1.渗透作用
(1)概念:水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。
(2)发生条件:一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。
(3)现象分析
①漏斗内液面上升的原因:单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数。
②漏斗内液面停止上升的原因:随着液面的不断上升,漏斗内液体的压强越来越大,从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速度加快,水分子进出漏斗的速率越来越接近,直至完全相等,漏斗内液面不再升高,此时水分子的进出达到相对平衡。
2.动物细胞的吸水和失水
(2)现象
①外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀
②外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩
③外界溶液浓度=细胞质浓度⇒细胞维持正常形态
3.植物细胞的吸水和失水
(1)原理
(2)现象
①当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞通过渗透作用失水,植物细胞逐渐发生质壁分离现象。
②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溶液浓度,植物细胞吸水,逐渐发生质壁分离复原现象。
[重点整合]
1.渗透作用的现象分析
(1)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%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液的质量浓度相等,但质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压小,故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。
(2)水分子由低浓度溶液流向高浓度溶液是表观现象,实际上水分子是双向移动的,只是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。
(3)漏斗内液面上升的原因:单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数。
(4)漏斗内液面停止上升的原因:随着液面的不断上升,漏斗内液体的压强越来越大,从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速率加快,水分子进出漏斗的速率越来越接近,直至完全相等,漏斗内液面不再升高,此时水分子的进出达到相对平衡。
(5)若渗透平衡后,半透膜两侧液面仍存在液面高度差,则半透膜两侧溶液就存在浓度差,且液面高的一侧溶液浓度高。
2.渗透作用实验装置的拓展应用
(1)验证渗透作用发生的条件
(2)比较不同溶液浓度的大小
漏斗内溶液浓度为M,烧杯内溶液浓度为N,以下为各种现象及对应的结论:
(3)探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例)
烧杯内盛
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
[考向突破]
考向一 考查渗透作用的原理及应用分析
1.(2021·湖北四地七校联盟高三联考)某兴趣小组用图甲研究渗透作用,a和b均为蔗糖溶液,c允许单糖通过。图乙为实验结果。下列说法正确的是( )
A.烧杯中蔗糖溶液浓度大于漏斗中蔗糖溶液浓度
B.若t2时刻在烧杯中加入蔗糖酶,则Δh最终将变小
C.t2时刻半透膜两侧蔗糖溶液浓度相同
D.若t2时刻在漏斗中加入蔗糖酶,则Δh将先变大后变小
解析 分析图乙,Δh先增加后趋于稳定,说明漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中蔗糖溶液浓度,A错误;若t2时刻在烧杯中加入蔗糖酶,蔗糖分解为单糖,烧杯内溶液浓度会升高,由于c允许单糖通过,继而烧杯中溶液浓度会下降,则Δh将先变小后变大,B错误;t2时刻半透膜两侧水分子进出速度相等,但是由于漏斗与烧杯的液面不一样高,所以膜两侧溶液浓度不相等,C错误。
答案 D
2.(2021·东营模拟)如图为一个渗透装置,假设溶质分子或离子不能通过半透膜,实验开始时,液面a和b平齐。下列判断不正确的是( )
A.如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的浓度低于乙,则液面a会下降,液面b会上升
B.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液,两者的质量分数相同,则液面a会上升,液面b会下降
C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时,甲、乙溶液的浓度不一定相等
D.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时,甲、乙溶液的渗透压一定相等
解析 如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的浓度低于乙,则水主要向乙一侧扩散,则