内容正文:
第6讲 细胞的物质输入和输出
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。
考点一 动植物细胞的吸水和失水的原理
1.渗透作用
2.水进出细胞的原理
(1)动物细胞的吸水和失水
(2)植物细胞的吸水和失水
水分子的扩散速度,实验中要注意排除各种无关变量的干扰,如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相等,以确保实验的准确性。
1.这里的浓度是溶质的物质的量浓度,不是溶质的质量浓度。例如向两烧杯水中各加入1 g葡萄糖和1 g蔗糖完全溶解后,葡萄糖溶液的物质的量浓度大于蔗糖溶液的物质的量浓度。
2.液面稳定时,处于动态平衡,两者之间还是有水分子进出,只不过数目基本相同。
3.液面稳定后,只要存在液面差,原高浓度的溶液浓度仍大于原低浓度的溶液。
(必修1 P67“拓展应用”)温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率(利用课本给出的渗透装置)检验该结论的实验设计为:将该渗透装置于不同温度的环境中,通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢,判定温度是否影响
(必修1 P72“拓展应用”)草履虫在淡水中能通过伸缩泡排出细胞内过多的水,以防止细胞涨破,如果将草履虫放到蒸馏水中,伸缩泡的伸缩频率加快,如果将草履虫放到海水中,伸缩泡的伸缩频率减慢。
题型一 渗透作用现象分析
1.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会下降,液面b会上升
C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时,甲、乙溶液的浓度相等
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
答案 A
解析 如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的浓度低于乙,则水分子主要向乙侧扩散,液面a会下降,液面b会上升,A正确;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,由于蔗糖是二糖,葡萄糖是单糖,因此甲的物质的量浓度大于乙,则液面a会上升,液面b会下降,B错误;当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时,由于两侧的液面高度可能不同,甲、乙溶液的渗透压也不一定相等,C、D错误。
2.(2022·湖南长沙高三统考考前演练)如图实验装置,玻璃槽中是蒸馏水,半透膜允许单糖透过。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。最可能的实验现象是( )
A.漏斗中液面开始时先上升,加酶后再上升又下降
B.在玻璃槽中会测到蔗糖和蔗糖酶
C.漏斗中液面开始时先下降,加酶后一直上升
D.在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶
答案 A
解析 根据题意,蔗糖属于二糖,不能透过半透膜,因此漏斗内装入蔗糖溶液后,水分子的运动总体表现为进入漏斗,漏斗内液面上升;一定时间后再加入蔗糖酶,蔗糖酶能催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖,导致漏斗内溶液物质的量浓度增大,半透膜两侧溶液浓度差增大,故漏斗内液面再上升;之后由于葡萄糖和果糖是单糖,能透过半透膜从漏斗扩散到玻璃槽中,因此半透膜两侧溶液的浓度差减小,漏斗内液面下降,A正确,C错误;半透膜不允许蔗糖和蔗糖酶通过,则在玻璃槽中不会出现蔗糖和蔗糖酶,蔗糖水解产物是葡萄糖和果糖,在玻璃槽中会测出葡萄糖和果糖,B、D错误。
渗透装置中溶液中水分子渗透方向与溶液浓度的判断
(2) 溶的液判浓断度 → 若渗透平衡后,半透膜两侧液面仍存在液面差,则半透膜两侧溶液就存在浓度差,液面差越大,浓度差就越大,且液面高的一侧溶液浓度高
题型二 细胞的吸水和失水
3.(2017·全国卷Ⅱ)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是( )
A.0~4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内
B.0~1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等
C.2~3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压
D.0~1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压
答案 C
解析 0~4 h内,开始一段时间内,原生质体的相对体积逐渐减小,说明细胞液浓度小于物质A溶液的浓度,当原生质体相对体积达到最小后又逐渐增大,说明部分物质A通过细胞膜进入细胞内,使细胞液浓度增大,从而使细胞吸水,表现为原生质体相对体积逐渐增大,A错误;因细胞壁的伸缩性较小,而原生质体的伸缩性较大,故0~1 h内细胞体积的变化量小于原生质体体积的变化量,B错误;据图可知,2~3 h内,原生质体的相对体积增大,表明细胞吸水,此时物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压,C正确;0~1 h内,原生质体