物质跨膜运输的实例（第一节物质跨膜运输的实例）

物质跨膜转运的例子(第1节物质跨膜转运的例子)

热点:细胞吸水失水实验，植物细胞质壁的分离与恢复。

1、渗透作用的原理:

(1)半透膜可以是具有生物活性的选择性渗透膜，如膀胱膜。也可以是物理过滤膜，如玻璃纸。

(2)半透膜两侧的溶液存在浓度差。

(3)作用:水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜，从相对含量低的地方向相对含量高的地方扩散。

(4)渗透的原理和结果:①原理:水分子通过半透膜的扩散。结果:水分子从低浓度溶液向高浓度溶液扩散。

(5)渗透现象的解释:①漏斗中page上升的原因:单位时间内进入蔗糖溶液的清水中的水分子数多于从蔗糖溶液中出来的清水中的水分子数；②漏斗中的液位停止上升的原因:随着液位的上升，漏斗中液体的压力越来越大，加速了水分子像烧杯一样从漏斗中运动出来，水分子进出漏斗的速度越来越接近，直到完全相等，漏斗中的液位停止上升。这时候水分子的运动就达到了动态平衡。

(6)验证渗透的条件:①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)植物的吸水和失水:①成熟的植物细胞相当于渗透装置；

原生质层:选择性渗透膜；

浓度差:细胞液与外界溶液的浓度差；

②成熟的植物细胞通过渗透作用吸收水分和失去水分；

外部溶液浓度、细胞液浓度、细胞失水；

(2)动物细胞的吸水和失水:细胞膜相当于半透膜，外界溶液和细胞质之间存在浓度差；

水分子沿着相含量的梯度进出动物细胞。

当外溶液的浓度小于细胞质的浓度时，细胞会吸水膨胀。

当外溶液浓度大于细胞质浓度时，细胞失水收缩；

当外界溶液浓度等于细胞质浓度时，水分子进入和离开细胞处于动态平衡；

(3)细胞吸水失水原理的应用(考题要素):合理灌溉作物，既满足了作物对水分的需要，又降低了土壤溶液的浓度，有利于水分吸收；

盐碱地植物不易成活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是由于土壤溶液浓度过高，甚至超过根系细胞液浓度，使细胞不易吸水甚至失水造成的。

糖渍、盐渍食品之所以不易变质，是因为在食品的外部和内部形成了高浓度的溶液，使微生物无法在其中存活和繁殖；

3.物质跨膜运输的其他例子

(1)细胞对无机盐离子的吸收:①水稻吸收的SiO44- 4、Mg2+较多，Ca2+较少；②番茄吸收较多的Mg2+、Ca2+和较少的SiO 44-；③人甲状腺滤泡上皮细胞中的碘含量明显高于血液中的碘含量。④不同微生物对不同矿物质的吸收有很大差异。

(2)物质跨膜转运的特点:(1)物质的跨膜转运并不总是遵循相对含量梯度；②细胞对物质的输入和输出有选择。

(3)生物膜的功能特性:细胞膜等生物膜是选择性渗透膜；

性能:水分子可以自由通过，有些离子和小分子可以通过，有些则不能。

4.观察植物细胞质壁的分离和恢复。

(1)实验目的:初步学会观察植物细胞质壁的分离和恢复方法；了解植物细胞渗透的原理；

(2)实验材料:紫洋葱鳞片、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜、质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液、清水。

(3)实验原理:将成熟的植物细胞置于一些对细胞无害的物质溶液中。当细胞液浓度小于外溶液浓度时，细胞液中的水分子会通过原生质层进入外溶液，使原生质层和细胞壁发生一定程度的收缩。由于原生质壁的细胞壁具有高度收缩性，当细胞不断失水时，原生质壁逐渐与细胞壁分离，即逐渐发生质壁分离。当细胞液浓度高于外液浓度时，外液中的水分子会通过质层进入细胞液，发生质壁分离的细胞整个质层会慢慢恢复原状，这样植物细胞就会逐渐发生质壁分离和恢复。

(4)实验步骤:(1)进行临时安装和观察；用镊子撕掉紫洋葱鳞片的外皮，每月0.5cm2，放入事先滴在载玻片上的水滴中，压平，盖上盖玻片。注意不要带叶肉部分；②观察:先用低倍显微镜找到紫洋葱的表皮细胞，将其移至视野中央，再用高倍显微镜观察。这是紫洋葱表皮细胞中的大紫液泡，原生质层(原生质体)紧贴细胞壁。③浆壁分离:a .滴加蔗糖溶液:从台上盖玻片一侧滴加0.3g/ml蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸干。重复这个过程3-4次，洋葱表皮细胞就会浸泡在蔗糖溶液中；b .观察:这可以在高倍显微镜下观察到。细胞核内的液泡逐渐变小变暗，原生质层(原生质体)开始与角部的细胞壁分离，最后完全分离。

④质膜分离的恢复:a .滴清水:然后在盖玻片的一面滴清水，另一面用吸水纸吸干。如此重复3~4次，洋葱表皮细胞就会浸泡在清水中。b .观察:这可以在高倍显微镜下观察到。细胞内液泡逐渐膨胀，颜色逐渐变浅，原生质层逐渐与细胞壁粘连。

(5)结论:细胞液和外界溶液确实能透过原生质层。当细胞液浓度低于外溶液浓度时，洋葱鳞叶表皮细胞失水，造成质壁分离。当细胞液浓度高于外溶血时，洋葱鳞片叶表皮细胞吸水，出现质膜分离的细胞，发生质膜分离和回收。细胞能否从外界吸收水分子，取决于细胞液的浓度和外界溶液的浓度。当细胞液的浓度高于外界溶液的浓度时，细胞就会吸收水分，否则就会失水。

举例:1。下列关于图A、图B、图C的说法正确的是()

A.成熟的植物细胞能有质壁分离的原因之一是它们的细胞膜相当于图a中的③。

B.图B中，进入细胞的三种物质中，只有钠离子转运不是主动转运。

C.在图B中，运输葡萄糖和钠离子的载体是相同的，因此可以看出载体不是特异性的。

D.在图C中，限制B点和C点物质运输速率的因素分别是载体数量和能量。

【答案】b【解析】

【解析】本题考察物质在细胞中的渗透和进出方式。准确的读图和记忆相关知识点是解决问题的关键。

【回答】

A.成熟植物细胞能发生质壁分离的原因之一是其原生质层相当于图A中的错误③，A；

B.根据图，在图B中，三种物质进入细胞的方式中，只有钠离子的转运不活跃，B是正确的；

C.细胞膜载体特异，C错；

D.在图C中，限制B点和C点物质输运速率的因素分别是能量和载流子的数量。d是错的。

所以选b。

例:2。一个同学设计的渗透装置实验如图(初始状态)，烧杯里装的是蒸馏水。图中的猪膀胱膜允许单糖通过。在倒置的长颈漏斗中加入蔗糖溶液一段时间，然后加入蔗糖酶(微量)。对该实验正确的描述是()

A.开始时漏斗中的液面先上升，加酶后下降。

B.漏斗中的液位先上升，加酶后继续上升，然后保持一定的液位差不变。

c、漏斗内液位先上升，加酶后继续上升，然后下降，最后保持内外液位基本水平。

d、加酶后烧杯中唯一能检测到的有机物是葡萄糖。

【答案】c

[分析]

【解析】本题主要考查渗透装置。【答案】先将蔗糖溶液放入长颈漏斗中，由于蔗糖不能通过猪膀胱膜，漏斗液面上升。加入蔗糖酶后，会发生水解反应，产生大量的葡萄糖和果糖。漏斗中的分子数量会增加，而单糖分子进入烧杯需要一定的时间，所以液面要继续上升然后下降，最后内外液面基本持平。综上，C是对的，ABD是错的。所以选c。

例:3。一名学生用紫洋葱的鳞状叶表皮作为实验材料，观察到A、b两幅图像，请回答问题:

(1)将洋葱_ _ _ _ _ _(填“内”或“外”)的皮撕开，放在滴有水的载玻片上，制成临时载玻片。用显微镜能观察到的是图_ _ _ _ _。(2)将0.3g/mL蔗糖溶液滴在盖玻片的一侧，用吸水纸从另一侧吸取。重复几次后，就可以观察了。

试验部位:观察植物细胞质壁的分离和恢复。

分析:(1)要观察植物细胞的质壁分离现象，需要利用紫洋葱的鳞状叶的外皮。因为细胞中含有一个大的紫色液泡，所以很容易观察到；(2)植物细胞质壁的分离是指原生质层与细胞壁的分离，因为原生质层的延伸大于细胞壁的延伸。(3)在有质壁分离的细胞中，细胞液浓度变大，液泡颜色变深。据此分析解决方案。

答:(1)要观察植物细胞的质膜分离现象，需要用紫洋葱鳞状叶的外皮。因为细胞中含有一个大的紫色液泡，所以很容易观察到。滴入清水。由于清水浓度小于细胞液浓度，细胞吸水，液泡变大，如图a所示(2)滴入蔗糖溶液后，细胞失水，造成质膜分离。图B显示了细胞。(3)细胞液存在于液泡中，图A中的A表示液泡，图B中的B表示原生质层与细胞壁之间的空间隙，C表示液泡。所以答案是:(1)外甲(2)质膜分离(3)a和c。