第3讲物质跨膜运输的实例和方式
知识点一细胞的吸水和失水
1．渗透作用
2．动物细胞的吸水和失水
3．植物细胞的吸水和失水
知识点二物质进出细胞的方式
1．巧记细胞吸水和失水的“一、二、三”
2．一个实验：质壁分离和复原实验
3．辨析有关渗透作用的“三”个易错点
(1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液其质量浓度相等，但质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压小，故水分子可通过半透膜由10%蔗糖溶液向10%葡萄糖溶液移动。
(2)水分子双向移动，最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。
(3)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度相等。
4．物质跨膜运输的三种方式
(1)自由扩散：高浓度→低浓度；不需载体蛋白；不需能量。
(2)协助扩散：高浓度→低浓度；需载体蛋白；不需能量。
(3)主动运输：低浓度→高浓度；需载体蛋白；需能量。
5．必记物质运输的三个“不一定”
(1)小分子物质的运输方式不一定都是跨膜运输，如神经递质的释放是胞吐作用。
(2)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
(3)消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。
6．细胞发生质壁分离的四个条件
(1)具有细胞壁，如动物细胞不能发生质壁分离。
(2)具有大液泡，如根尖分生区细胞可以观察有丝分裂，但不能观察到质壁分离。
(3)必须是活细胞，无论质壁分离还是质壁分离复原，细胞都必须是活的。
(4)外界溶液浓度大于细胞液浓度。
细胞的吸水和失水
[过程体验]
A 、
B 分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题
(1)水分子的流动方向：①当溶液浓度S 1＞S 2时，水分子通过半透膜由S 2流向S 1；②当溶液浓度S 1＜S 2时，水分子通过半透膜由S 1流向S 2。
(2)渗透达到平衡，半透膜两侧的水分子是静止不动的。(×)
(3)Δh 不变时，S 1、S 2的大小关系为S 1＞S 2(填“＞”“＜”或“＝”)(S 1、S 2中溶质不能通过半透膜)。
(4)在图B 所示的U 形玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。
①一段时间后，两管中液面的变化为：左管液面升高，右管液面降低。(均填“升高”“降低”或“不变”)
②如同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为：左管液面先升高，后下降，右管液面先下降，再升高，最后稳定在一定高度。
[系统认知]
1．渗透系统的组成分析 项目
渗透作用模型
植物细胞渗透系统
图解
组成条件
半透膜
一些物质可以透过，另一些物质
不能透过的多孔性薄膜(如玻璃
纸)
原生质层相当于半透膜
浓度差
半透膜两侧的溶液体系(S 1，S 2)
细胞液(S 1)与外界溶液(S 2)之间 渗透作用发生
S 1＜S 2 漏斗内液面下降 细胞失水；可发生质壁分离 S 1＞S 2 漏斗内液面上升 细胞吸水；可发生质壁分离复原
S 1＝S 2 水分进出平衡，液面不变
细胞既不吸水也不失水
2．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：
1．半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同(如图1)
，预测图
2的实验结果(开始时漏斗内外液面相平)最可能的是( )
A ．图甲中水柱a 将持续上升
B ．图甲中水柱a 将保持不变
C ．图乙中水柱b 将保持不变
D ．图乙中水柱b 将先上升后下降
解析：选D 淀粉不能透过半透膜，故图甲中的水柱a 上升到最大高度后将静止；葡萄糖可以透过半透膜，故图乙漏斗内液体先吸水，水柱b 上升，因葡萄糖的外渗，最终扩散平衡时漏斗内外葡萄糖浓度相等，即内外液面相平。
2．(2017·泰安一模)图甲为两个渗透装置，溶液a 、b 为不同浓度的同种溶液，且a 溶液浓度＜b 溶液浓度，c 为清水，图乙为显微镜下观察到的某植物表皮细胞，下列叙述错误的是( )
A．图甲中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面
B．图乙中的⑤④⑥相当于图甲中的②
C．若图乙所示为某农作物根毛细胞，此时应及时灌溉
D．图乙中的⑦与图甲中的②通透性不同
解析：选B根据题干“a溶液浓度＜b溶液浓度，c为清水”可推断一段时间后装置2的液面高于装置1的液面；图乙细胞中含有大液泡，因此可以构成渗透系统，其中原生质层相当于图甲中的②半透膜，图乙中⑥为细胞膜，⑦为液泡膜，以及两者之间的细胞质即⑧共同构成原生质层；若图乙所示为某农作物根毛细胞，上述图中细胞发生了质壁分离，应及时灌溉；图乙中⑦的膜具有选择透过性，图甲中的②没有选择透过性，只要微粒大小小于膜上的孔均可以通过。
[探规寻律]“U”形管中水分子移动方向的分析
(1)膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高，浓度低的一侧渗透压低，
水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散快。
(2)两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一
侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升高，
最后两侧液面持平。
(3)如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
物质运输的方式
[过程体验]
1．物质出入细胞方式的判断
A．水
B．O2、CO2
C．红细胞吸收葡萄糖
D．甘油、脂肪酸、性激素、乙醇等脂溶性物质
E．小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖
F．无机盐、葡萄糖等逆浓度进出细胞
G．神经细胞静息状态下K＋外流和兴奋时Na＋内流
H．人红细胞吸收K＋排出Na＋
