1、素养进阶素养进阶(二二)生物膜的选择透过性及物质跨膜运输生物膜的选择透过性及物质跨膜运输方式方式界定生物膜的选择透过性与人工膜(或半透膜)的半透性选择透过性膜与半透膜或人工膜比较膜的种类物质透过性特点半透膜较小物质通过，较大物质不能通过无生物活性，只要分子够小就可以透过了选择透过性膜要选择吸收的离子、小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子不能通过具有选择性和生物活性，是生物膜，即分子够小时也未必能透过，需依据细胞主动选择对点训练 1 比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如图。据此不能得出的推论是()A.生物膜上存在着协助 H2O 通过的物质B.生物膜对 K、Na、Cl的
2、通透具有选择性C.离子以易化(协助)扩散方式通过人工膜D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率解析观察图像，除甘油、O2和 CO2外，其余物质在生物膜上的通透性均比在人工膜上的通透性大，说明生物膜上存在协助运输某些物质的物质，A 正确；由于K、Na、Cl在生物膜上的通透性有差异，所以能够体现选择性，B 正确；图像中没有信息证明离子在跨膜运输过程中是否消耗能量，因此不能判断离子的跨膜运输方式为协助扩散，C 错误；图像中不同物质的分子大小不同，膜对其通透性也不同，说明分子大小影响其跨膜运输的速率，D 正确。答案C对点训练 2 如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：(1)漏斗内溶液(S1)和
3、漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液， 漏斗内外起始液面一致。 渗透平衡时的液面差为h，此时 S1和 S2浓度大小关系为_。(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的_，两者在物质透过功能上的差异是_。(3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。实验材料：紫色洋葱。实验器具：如图所示的渗透装置(不含溶液)，光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。实验试剂：蒸馏水，0.3 g/mL 的蔗糖溶液和与其等渗的 KNO3溶液。部分实验步骤和结果如下：选两套渗透装置，标上代号 X 和 Y。 在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置 X 和 Y 的漏斗内
4、加入适量的蔗糖溶液和 KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有_(填代号)。选两片洁净的载玻片，_，在载玻片中央分别滴加_，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和 KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是_。(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是_。解析(1)由于渗透平衡时存在h，所以漏斗内的蔗糖浓度仍然大于漏斗外，即S1S2。(2)图中的半透膜模拟的是成熟植物细胞中的原生质层。半透膜没有生物活性，不具有选择透过性；而原生质层具有生物活性，有选择透过性，可以主动运输
5、有关物质。(3)两套渗透装置中，加蔗糖溶液的渗透装置会出现液面差，而加 KNO3溶液的渗透装置不出现液面差。选两片洁净的载玻片，标号，在载玻片中央分别滴加蒸馏水，然后将撕取的洋葱鳞片叶外表皮展平置于蒸馏水中，加上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片。将洋葱鳞片叶外表皮细胞分别浸润在所提供的蔗糖溶液和 KNO3溶液中，由于外界溶液的浓度高于洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度，细胞失水，因此两个临时装片中的洋葱鳞片叶外表皮细胞都出现质壁分离现象；但是浸润在 KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞在一段时间后还会出现质壁分离后自动复原现象。答案(1)S1S2(2)原生质层原生质层能主动运输有关物质而半透
6、膜不能(3)X标号蒸馏水质壁分离(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原物质跨膜运输方式的实验探究1.探究是主动运输还是被动运输(或探究是否耗能)2.探究是自由扩散还是协助扩散(或探究是否需转运蛋白)注：但凡影响呼吸作用的因素(如供氧状况、温度等)均会影响供能状况进而影响主动运输或胞吞胞吐。对点训练 3 小肠的吸收是指食物消化后的产物、 水和无机盐等通过小肠上皮细胞进入血液和淋巴的过程。0.9%的 NaCl 溶液是与兔的体液渗透压相等的生理盐水。某同学将处于麻醉状态下的兔的一段排空小肠结扎成甲、乙、丙、丁 4 个互不相通、长度相等的肠袋(血液循环正常)，并进行实验，实验步骤和实验结果如表
7、。实验组别实验步骤甲乙丙丁向肠袋内注入等量的溶液，使其充盈0.7% NaCl10 mL0.9% NaCl10 mL1.1% NaCl10 mL0.9% NaCl微量Na载体蛋白的抑制剂共 10 mL维持正常体温半小时后，测肠袋内NaCl 溶液的量1 mL3 mL5 mL9.9 mL请根据实验结果回答问题：(1)实验开始时，水在肠腔和血液之间的移动方向是：甲组从_；丙组从_。在这一过程中水分子的运动方向是从溶液浓度_处流向溶液浓度_处。本实验中水分子的这种移动过程称为_。(2)比较乙和丁的实验结果，可推测小肠在吸收 Na时，需要_的参与。解析(1)根据题干信息，0.9%的 NaCl 溶液与兔的体
8、液渗透压相等，而甲组中肠袋内 NaCl 溶液的渗透压小于兔的体液渗透压，水从低浓度处向高浓度处渗透，因此水从肠腔进入血液，丙组中肠袋中 NaCl 溶液渗透压高于兔的体液渗透压，水从血液进入肠腔。该实验中水分子的这种移动过程称为渗透作用。(2)乙和丁两组 NaCl 溶液浓度相等，但半小时后，丁组肠袋中的溶液与实验开始时相比减少量要明显少于乙组，说明该组中小肠对水的吸收能力弱。造成此现象的原因是丁组有 Na载体抑制剂，其抑制了小肠对 Na的吸收，实验开始时小肠只能吸收水分，导致肠腔中的溶液浓度升高，当其渗透压高于体液渗透压时，水吸收受阻，从而导致肠袋内溶液减少量小。答案(1)肠腔进入血液血液进入肠
9、腔低高渗透作用(2)Na载体蛋白对点训练 4 下图是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输方式示意图， 其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道，具有离子选择性。请仔细观察图示回答有关问题：(1)很多研究结果都能够有力地支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质 不 易 透 过 生 物 膜 ” 这 一 理 论 。 这 证 明 组 成 细 胞 膜 的 主 要 成 分 中 有_(方框里填标号)。(2)鲨鱼体内能积累大量的盐，当盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外。经研究，鲨鱼体内多余的盐分是经途径排出的，那么其跨膜运输的方式是_。(3)对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后，其对 C
10、a2的吸收明显减少，但对 K、C6H12O6的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑制了心肌细胞膜上运输 Ca2的_的活性。(4)柽柳是一种泌盐植物，其叶子和嫩枝可以将吸收于植物体内的盐分排出。现欲判断柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输，请设计实验加以证明。实验步骤：a.取甲、乙两组生长发育状况相同的柽柳植株，放入适宜浓度的含有 Ca2、K的溶液中。b.甲组给予正常的呼吸条件，乙组_。c.一段时间后，测定_。实验结论：a.若两组植株对Ca2、 K的吸收速率相同， 说明_。b. 若 乙 组 植 株 对 Ca2、 K的 吸 收 速 率 明 显 _ 甲 组 ， 说 明_。解析(1)由题
11、意可知，细胞膜组成成分中有脂质分子，结合图示分析，该物质应为(甲)磷脂分子。(2)途径是通过通道蛋白的协助进行的，鲨鱼体内多余的盐分可在通道蛋白的协助下由高浓度的细胞膜内侧运输到低浓度的细胞膜外侧，因此其跨膜运输的方式应为协助扩散。(3)蟾蜍的心肌细胞对 Ca2、K、C6H12O6的吸收都是通过主动运输进行的，运输这些物质的载体蛋白的种类各不相同，“施加某种毒素后，其对 Ca2的吸收明显减少，但对 K、C6H12O6的吸收不受影响”说明该毒素只抑制了心肌细胞膜上运输 Ca2的(乙)载体蛋白的活性。(4)主动运输和被动运输相比，前者需要消耗能量，后者不需消耗能量。本实验可通过控制供能的多少来确定柽柳吸收无机盐的方式。若两组植株对 Ca2、K的吸收速率相同，说明柽柳对无机盐的吸收不需消耗能量，应为被动运输；若乙组吸收速率明显小于甲组，则说明柽柳从土壤中吸收无机盐需要消耗能量，应为主动运输。答案(1)甲磷脂分子(2)协助扩散(3)乙载体蛋白(4)b.完全抑制呼吸c.两组植株对 Ca2、K的吸收速率a.柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输b.小于柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输
