1、第6讲细胞的物质输入和输出单科命题备考导航核心素养解读命题趋势(1)阐明质膜具有选择透过性(2)概述生物膜的结构(3)举例说明物质进出细胞的方式(1)通过半透膜的模拟实验与观察植物细胞的质壁分离和复原的实验,说明质膜具有选择透过性(2)通过构建生物膜的结构模型,从结构与功能观理解生物膜的结构与功能(3)从物质和能量输入与输出平衡的视角认识物质通过多种方式进出细胞,对维持细胞正常代谢有重要意义题型内容:渗透作用和物质跨膜运输方式考查形式:通过物质运输模型、相关实例或实验分析的形式考查考点一细胞的吸水和失水1.渗透作用原理(1)概念:指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。(2)发生渗透作
2、用的条件:一是具有 半透膜 ,二是半透膜两侧的溶液具有 浓度差 。 2.动物细胞的吸水和失水(2)现象外界溶液浓度细胞质浓度细胞失水皱缩外界溶液浓度=细胞质浓度水分子进出平衡3.成熟植物细胞的吸水和失水(1)当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过 渗透作用 失水,植物细胞就发生 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 高于 外界清水,植物细胞就吸水,发生质壁分离复原现象。4.物质跨膜运输的其他实例科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+和SiO44-的培养液中培养,结果及分析如下:(1)实验结果不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。同种植物对
3、不同无机盐离子的吸收也有差异。(2)实验结论:植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性。1.渗透作用发生时,水分子由低浓度一侧扩散到高浓度一侧,进行单向扩散。()2.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,植物细胞一定会发生质壁分离。()3.质壁分离过程中,细胞液浓度增大,细胞吸水能力减弱。()4.质壁分离过程中,细胞膜与细胞壁之间、细胞膜与液泡膜之间的液体均为外界溶液。()5.在U形管两侧装入等量不同浓度的蔗糖溶液,渗透达到平衡时,两侧溶液浓度是相等的。()下图中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:当溶液浓度S1S2时,请分析液面上升的原因。当溶液浓度S1”“S2时,水
4、分子通过半透膜由S2流向S1数目多于由S1流向S2的数目,液面上升;当溶液浓度S1(3)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;若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。1.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2.渗透作用模型和植物细胞与外界溶液形成渗透系统分析渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成渗透系统图解基本组成
5、或条件半透膜、浓度差原生质层选择透过性膜、浓度差细胞液与外界溶液之间原理水分子通过半透膜的扩散作用细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透作用水扩散的方向低浓度溶液高浓度溶液考向一考查渗透系统与渗透作用的分析1.(2020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h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h将先变大后变小1.答案D漏斗液面高于烧杯说明漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中蔗糖溶液浓
6、度,A错误;若t2时刻在烧杯中加入蔗糖酶,蔗糖分解为单糖,烧杯内溶液浓度会先上升,由于c允许单糖通过,继而烧杯内溶液浓度会下降,则h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,但是由于漏斗与装置的液面不一样高,所以膜两侧溶液浓度不相等,C错误;若t2时刻在漏斗中加入蔗糖酶,蔗糖分解为单糖,漏斗内溶液浓度会先上升,由于c允许单糖通过,继而漏斗内溶液浓度会下降,则h将先变大后变小,D正确。2.如图所示U形管中间被一种能允许水分子通过而二糖不能通过的半透膜隔开,先在两侧分别加入0.1 mol/L的蔗糖溶液和麦芽糖溶液,一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的?若向U形管右侧加入某种微
7、量物质(不影响溶液浓度),右侧液面高度上升,那么加入的这种微量物质最可能是()A.右侧液面高度下降;胰岛素B.右侧液面高度下降;衣藻C.两侧液面高度不变;麦芽糖酶D.两侧液面高度不变;蒸馏水2.答案C蔗糖和麦芽糖都是二糖,相同浓度、相同体积的两种溶液,加入被半透膜隔开的U形管中,水分子通过半透膜的运输处于动态平衡,因此两侧液面高度不变;若向U形管右侧加入某种微量物质(不影响溶液浓度),右侧液面高度上升,说明水分子从左侧进入右侧速率大于从右侧进入左侧速率,左侧单位体积水分子数目多于右侧,则右侧加入物质最可能为麦芽糖酶,麦芽糖酶可以将麦芽糖水解成葡萄糖,使右侧单位体积水分子数目降低。综上分析,A、
8、B、D三项均错误,C项正确。题后悟道方法渗透方向及浓度大小的判断(1)判断溶剂渗透的总方向若半透膜两侧是同种溶液,根据质量浓度或物质的量浓度判定。若半透膜两侧是不同的溶液,物质的量浓度才能体现溶质或溶剂分子数的多少,如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液,则葡萄糖溶液一侧单位体积中葡萄糖分子数多(水分子数少),水分子由蔗糖溶液一侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散。(2)判断半透膜两侧溶液浓度大小若渗透平衡后,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。考向二考查细胞吸水与失水情况的分析3.(2019福建龙岩测试)图甲是人
9、的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中,红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线;图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是()甲乙A.从图甲可见250 mmolL-1NaCl溶液不影响人红细胞的代谢B.图乙中植物细胞体积的变化是先减小后增大C.图乙中A点细胞失水量最大,此时细胞吸水能力最小D.人红细胞长时间处在300 mmolL-1NaCl溶液中可能会死亡,图乙中的处理时间内细胞一直有生物活性3.答案D图甲中,250 mmolL-1NaCl溶液中红细胞体积与初始体积之比小于1,说明人红细胞失水皱缩了,其会影响人红细胞的代谢,A错误;植物细胞
10、由于细胞壁的存在,细胞体积几乎不变,B错误;图乙中,A点细胞失水量最大,细胞液浓度最大,此时细胞吸水能力最强,C错误。4.(2020湖南长沙一中高三第二次月考)取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干,去除大的叶脉后剪成大小相同的小块,随机分成三等份,之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中,一定时间后测得甲的浓度变小,乙的浓度不变,丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞,则关于这一实验结果,下列说法不正确的是()A.实验前,甲的浓度乙的浓度丙的浓度B.实验中,细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散C.乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等D.甲、丙的浓度变化是由水分子在细胞与蔗糖溶液
11、间的移动引起的4.答案C据题分析,生理状态相同的叶片的细胞液浓度是相同的,甲浓度细胞液浓度,乙浓度=细胞液浓度,丙浓度乙的浓度丙的浓度,A正确;细胞与蔗糖溶液间的水分子移动属于自由扩散,B正确;乙的浓度不变是因为细胞液渗透压与乙的渗透压相等,但不能确定二者的蔗糖浓度相等,C错误;甲、丙的浓度变化是由渗透作用引起的,是由水分子在细胞液与蔗糖溶液间的移动引起的,D正确。题后悟道方法细胞吸水、失水的判断(1)通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断。当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水;当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水;当细胞外溶液与细胞液的浓度相等时,细胞失水量和吸水量相等,处于
12、动态平衡。(2)根据重量或长度变化(如萝卜条)来判定。若重量增加或长度变长,则吸水;反之则失水。考点二物质进出细胞的方式1.物质出入细胞的方式(连线)2.根据下图进一步确定物质跨膜运输的方式和影响因素(1)填写以下有关跨膜运输方式及结构的名称:甲:自由扩散;乙:协助扩散;丙: 主动运输 ;a: 载体蛋白 。(2)填写有关跨膜运输方式的影响因素。甲图: 浓度差 ;乙图: 浓度差和载体蛋白 ;丙图: 载体蛋白和能量 。1.甘油是极性分子,所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜。()2.需要载体的运输方式可能是协助扩散或主动运输。()3.小肠黏膜中的一些细胞可通过被动运输将某种蛋白分泌到肠腔。()4.相
13、对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞。()5.主动运输使膜内外物质浓度趋于一致,维持了细胞的正常代谢。()6.同一种物质进入不同细胞的跨膜运输方式相同。()7.在神经细胞上动作电位产生与膜电位恢复过程中,Na+流入和排出都是主动运输。()8.被细胞胞吞的一定是固体物质。()下面是物质进出细胞的有关模型,回答相关问题:(1)甲、乙的物质进出细胞方式一样吗?为什么?(2)图乙的物质运输方式也可以逆浓度梯度进行吗?(3)只要是消耗能量的运输方式就是主动运输吗?答案(1)不一样。图甲中a点以后物质进入细胞是逆浓度梯度运输,为主动运输;图乙中物质顺浓度梯度运输,需要载体蛋白协助,但不消耗能
14、量,为协助扩散。(2)不能,逆浓度梯度运输需要消耗能量。(3)不是,需要消耗能量的运输方式除了主动运输,还有胞吞和胞吐。1.物质跨膜运输方式图解2.影响跨膜运输的因素(1)物质浓度由于自由扩散不需要载体蛋白和能量,所以物质运输速率与物质浓度成正比。由于协助扩散和主动运输需要载体蛋白,所以当所有的载体蛋白都被利用了之后,物质的运输速率将达到最大(P点及以后),此时限制物质运输速率的因素主要是载体蛋白的数量。(2)氧气浓度(红细胞的主动运输与O2无关)Q点时:无氧呼吸为物质的吸收提供能量。QP段:随着氧气含量的增加,有氧呼吸产生的能量越多,主动运输的速率越大。P点以后:当氧气含量达到一定程度后,受
15、载体蛋白数量以及其他限制因素的影响,运输速率不再增加。(3)温度3.探究物质跨膜运输方式的实验设计(1)探究是主动运输还是被动运输(2)探究是自由扩散还是协助扩散考向一考查物质出入细胞方式的判断1.(2019东北三省四市第二次联考)下列与物质运输有关的叙述错误的是()A.囊性纤维病的发生是由于有的细胞中某种蛋白质结构异常,影响某些离子跨膜运输B.生理功能不同的人体细胞,吸收葡萄糖的方式可能不同C.小肠上皮细胞吸收氨基酸的多少,取决于载体蛋白的种类和数量、能量、温度等因素D.大分子物质如抗体、神经递质和胰高血糖素的分泌过程都属于胞吐作用1.答案D囊性纤维病的发生是由于有的细胞中CFTR蛋白结构异
16、常,影响氯离子跨膜运输,A正确;人体成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,多数组织细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输,故生理功能不同的人体细胞,吸收葡萄糖的方式可能不同,B正确;小肠上皮细胞吸收氨基酸的方式为主动运输,因此与其膜上载体蛋白的种类和数量、能量、温度等因素都有关系,C正确;大分子物质如抗体、胰高血糖素的分泌过程都属于胞吐作用,而神经递质虽然也是采用胞吐的方式进入组织间隙,但神经递质主要为小分子物质,D错误。2.(2019陕西榆林模拟)如图是物质进入细胞的示意图,其中表示4种物质跨膜运输方式,下列有关说法错误的是()A.生物膜的流动性可以通过图示的方式来体现B.Na+可以通过图示的方式进
17、入人体细胞C.有机小分子都要通过图示的方式进入人体细胞D.植物根部细胞可以通过图示的方式进行吸水2.答案C胞吞、胞吐的运输方式依靠细胞膜的流动性,故生物膜的流动性可以通过图示的方式来体现,A正确;形成动作电位时的Na+内流是协助扩散,B正确;图示为主动运输,有机小分子不一定都要通过主动运输的方式进入人体细胞,如葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散,C错误;植物根部细胞吸水的方式是自由扩散,为自由扩散,D正确。题后悟道方法“三看法”判断物质出入细胞的方式注:有些小分子物质也是通过胞吞、胞吐方式运输的,如神经递质。考向二考查物质跨膜运输的影响因素及实验分析3.下列物质吸收方式中,符合下图两种曲线的是(
18、)A.肾小管吸收原尿中的葡萄糖B.胃黏膜上皮细胞吸收乙醇C.神经纤维受刺激时的Na+内流D.肝细胞从组织液中吸收氨基酸3.答案C图甲说明该物质吸收方式的影响因素为细胞膜内外的浓度差以及细胞膜上载体的数量,图乙说明该物质吸收方式不需要能量,结合两图可知该物质的运输方式为协助扩散。肾小管吸收原尿中的葡萄糖属于主动运输;胃黏膜上皮细胞吸收乙醇属于自由扩散;细胞外液中的Na+浓度高,神经纤维受刺激时的Na+内流的运输方向是从高浓度到低浓度,需要载体,不需要能量,属于协助扩散;肝细胞从组织液中吸收氨基酸属于主动运输。4.氰化物是一种剧毒物质,其通过抑制H与O2的结合,使得组织细胞不能利用氧气而陷入窒息。
19、如图为研究植物根尖吸收钾离子的相关实验。下列分析不正确的是()A.通过实验甲可以判断植物根尖细胞吸收K+属于主动运输B.实验甲中,4 h后氧气消耗速率下降是因为细胞外K+浓度降低C.实验乙中,4 h后吸收K+的能量可能来自无氧呼吸D.实验乙加入氰化物后,细胞对氧气的吸收速率不变4.答案D由题中实验甲可知,加入KCl后,氧气的消耗速率增加,说明植物根尖细胞吸收K+需要消耗能量,属于主动运输,A正确;实验甲中,4 h后氧气消耗速率下降是因为细胞外K+浓度降低,细胞吸收K+的量减少,B正确;实验乙中,4 h后组织细胞吸收K+的速率不再降低,说明此时细胞已经不能利用氧气,其吸收K+的能量可能来自无氧呼
20、吸,C正确;氰化物能抑制H与O2的结合,因此实验乙加入氰化物后,细胞对氧气的吸收速率下降,D错误。题后悟道方法运输曲线中的运输方式判断(1)有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输。(2)运输速率与细胞外浓度成正比关系的曲线表示自由扩散。(3)运输速率与呼吸作用或氧浓度有关系的曲线表示主动运输。实验观察植物细胞的质壁分离和复原1.实验原理成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。(2)细胞液具有一定的浓度,细胞能渗透吸水和失水。(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大。2.实验步骤3.现象与结论1.实验分析(1)用紫色洋葱鳞片叶外表皮作实验材料的原因:紫色洋
21、葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中有花青素,使液泡中的细胞液呈紫色,有利于观察。(2)发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间的物质分析:因为细胞壁是全透性的,所以洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。(3)本实验存在两组对照实验(4)引发质壁分离的两种原因(5)在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离后,在清水中却不能观察到质壁分离复原的原因是细胞失水过多或失水时间过长导致细胞死亡。(6)本实验是教材中涉及“显微观察”的实验中唯一的一个“只在低倍镜下”观察(不曾换“高倍镜”)的实验。2.质壁分离和复原实验的拓展应用(1)判断成熟植物细胞的死活(2)测定细胞液浓度范围(3)比较不同成熟植物
22、细胞的细胞液浓度(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)1.下列有关“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验操作,叙述正确的是()A.在步骤C中只需滴加1滴蔗糖溶液B.整个实验现象的观察应维持在低倍镜下C.步骤A具体操作过程为“解离染色漂洗制片”D.步骤F观察实验结果和步骤D相比,液泡颜色变深1.答案B在步骤C引流操作中需滴加多滴蔗糖溶液,用吸水纸在对侧吸引,A错误;步骤A制片时不需要进行解离和染色,C错误;质壁分离复原的细胞,细胞吸水,液泡颜色变浅,D错误。2.将甲、乙、丙三个未发生质壁分离的成熟植物细胞置于同一蔗糖溶液中,在显微镜下持续观察它们的状态,直到细胞形态不再发生变化时,
23、三个细胞的状态如表所示:细胞种类细胞状态甲细胞刚发生质壁分离乙细胞没有发生质壁分离丙细胞质壁分离现象明显下列判断正确的是()A.细胞形态不再发生变化是因为细胞已经死亡B.实验前甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度关系是乙甲丙C.实验后甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度关系是乙甲600+246151+205+427125+97+61776+81+7浓度7%都发生质壁分离,且所需时间1354+浓度7%不发生质壁分离复原938+11以上25+注:“+”表示质壁分离与复原的程度A.处理的NaCl溶液浓度越高,质壁分离发生越快,质壁分离程度越大B.实验观察细胞质壁分离与复原的NaCl溶液浓度最好在4%6%之间选择
24、C.洋葱鳞片叶外表皮细胞的浓度与约7%的NaCl溶液浓度相等D.若某浓度蔗糖溶液与浓度4%的NaCl溶液渗透压相当,则在两种溶液中细胞的质壁分离与复原程度应大致相同5.答案ACD处理的NaCl溶液浓度越高,质壁分离发生越快,质壁分离程度逐渐增大,到达一定程度将不再变化;当NaCl溶液浓度为0.8%时不发生质壁分离与复原现象,当NaCl溶液浓度7%时质壁分离后将不再复原,当NaCl溶液浓度为0.9%4%时,质壁分离程度较小,实验观察细胞质壁分离与复原的NaCl溶液浓度最好在4%6%之间选择;当NaCl溶液浓度为0.8%时,不发生质壁分离与复原现象,当NaCl溶液浓度在0.9%1%时细胞刚发生质壁
25、分离与复原,所以洋葱鳞片叶外表皮细胞的浓度与约0.8%的NaCl溶液浓度相等;若某浓度蔗糖溶液与浓度4%的NaCl溶液渗透压相当,则在两种溶液中细胞的质壁分离的程度应大致相同,但在蔗糖溶液中不会发生质壁分离复原。6.【不定项选择题】如图为细胞膜部分结构与功能的示意图。依据此图作出的判断正确的是()A.细胞膜上的钠钾泵同时具有运输和催化的功能B.K+通过K+通道的外流最终导致细胞内外K+浓度相等C.膜两侧K+、Na+浓度差依靠钠钾泵和磷脂双分子层共同维持D.细胞内K+外流和细胞外Na+内流的过程都消耗ATP6.答案AC题图中的钠钾泵可以运输K+、Na+,还可催化ATP水解过程;细胞内的K+浓度高
26、于细胞外,因此K+通过K+通道的外流应属于协助扩散,K+的外流导致膜两侧存在电位差(参考神经细胞),即内负外正,而膜外的正电位排斥K+(阳离子)的扩散,最终膜两侧的K+仍存在浓度差,即细胞内的K+浓度高于细胞外;K+、Na+通过钠钾泵的运输产生并维持细胞内外的浓度差,且无机盐离子是不能自由通过磷脂双分子层的;由图可知,K+通过K+通道外流和细胞外Na+内流的运输方式都为协助扩散,不需要消耗ATP。一、单项选择题1.(2020河北邢台高三第二次月考)已知物质X与物质Y能产生蓝色反应,用X、Y的溶液作为材料来探究物质能否通过半透膜,下列实验的现象和结论对应错误的是()选项烧杯内盛有X溶液漏斗内盛有
27、Y溶液结论A变蓝不变蓝Y能通过半透膜,而X不能B不变蓝不变蓝X能通过半透膜,而Y不能C变蓝变蓝X和Y都能通过半透膜D不变蓝变蓝X能通过半透膜,而Y不能1.答案B若烧杯内盛有的X溶液变蓝,漏斗内盛有的Y溶液不变蓝,说明漏斗内的Y物质能通过半透膜进入烧杯内,但烧杯内的X物质不能通过半透膜进入漏斗内,A正确;若烧杯内盛有的X溶液与漏斗内盛有的Y溶液都不变蓝,说明漏斗内的Y物质不能通过半透膜进入烧杯内,烧杯内的X物质也不能通过半透膜进入漏斗内,B错误;若烧杯内盛有的X溶液与漏斗内盛有的Y溶液都变蓝,说明漏斗内的Y物质能通过半透膜进入烧杯内,烧杯内的X物质也能通过半透膜进入漏斗内,C正确;若烧杯内盛有的
28、X溶液不变蓝,漏斗内盛有的Y溶液变蓝,说明漏斗内的Y物质不能通过半透膜进入烧杯内,但烧杯内的X物质则能通过半透膜进入漏斗内,D正确。2.下列有关细胞吸水和失水的叙述,正确的是()A.水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差B.当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时,哺乳动物红细胞失水皱缩C.当外界溶液的浓度比细胞液的浓度低时,洋葱鳞片叶的表皮细胞吸水涨破D.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度相同2.答案A水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差,当外界溶液浓度高于细胞液(质)浓度时,细胞失水,当外界溶液浓度低于细胞液(质)浓度时,细胞吸水;当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时,红细胞
29、一般会因持续吸水而涨破;植物细胞有细胞壁,不会吸水涨破;紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定都相同,用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同。3.(2019山东招远一中高三月考)将某植物细胞分为两组,分别浸于浓度为0.3 g/mL的()蔗糖溶液与()尿素溶液中,然后每5分钟用显微镜观察一次,并测量原生质体的表面积(相对值),其结果如图所示。则下列叙述错误的是()A.实验开始后20分钟内,()和()两组的细胞均发生了质壁分离B.此图说明了细胞膜具有选择透过性C.实验开始后30分钟,()组细胞中必含尿素D.实验开始后30分钟,()组细胞中必含蔗糖3.答案D本
30、题通过对原生质体表面积(相对值)的分析考查科学思维中的演绎与推理能力。在实验开始后20分钟内,图中曲线显示,ab段原生质体表面积(相对值)逐渐减小,说明()和()两组的细胞均失水发生了质壁分离,A正确。蔗糖分子不能进入细胞,因此20分钟后()组的细胞不会发生质壁分离复原的现象;尿素分子可以进入细胞,最终使细胞液浓度大于外界溶液浓度,导致细胞吸水,因此20分钟后()组的细胞发生了质壁分离后自动复原的现象,这也说明了细胞膜具有选择透过性,B、C正确,D错误。4.(2019山东烟台期末)8%的盐酸会杀死细胞,将洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在8%的盐酸中,发现部分细胞发生了质壁分离,部分细胞未发生,对此现象
31、,下列叙述正确的是()A.发生质壁分离过程中,光学显微镜下始终能观察到染色体B.发生质壁分离过程中,H2O、HCl都能通过细胞膜和液泡膜C.发生质壁分离一段时间后,细胞置于清水中将可以复原D.若未发生质壁分离,则说明细胞液的浓度大于8%的盐酸4.答案B洋葱鳞片叶表皮细胞是高度分化的成熟的植物细胞,不具有分裂能力,不能观察到染色体,A错误;能发生质壁分离的细胞是活细胞,发生质壁分离过程中,H2O、HCl都能通过细胞膜和液泡膜,B正确;8%的盐酸会杀死细胞,所以将洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在8%的盐酸中发生质壁分离一段时间后,细胞会死亡,再将细胞置于清水中不可以复原,C错误;若未发生质壁分离,有可能细
32、胞已经死亡,不能说明细胞液的浓度大于8%的盐酸,D错误。5.如图所示为植物细胞物质跨膜运输的三种示意图,下列有关叙述正确的是()A.甘油分子可以通过图乙的方式从高浓度到低浓度运输到细胞内B.图乙中的载体蛋白具有专一性,发挥作用后即失活C.三个过程都体现细胞膜具有控制物质进出细胞的功能D.图丙中消耗的ATP主要来自细胞呼吸,也可来自光合作用的光反应5.答案C图乙的运输方式为协助扩散,甘油分子的运输方式是自由扩散,对应图甲方式;图乙为协助扩散,需在载体蛋白的协助下,将物质由高浓度运输到低浓度,载体蛋白具有专一性,且能够反复利用;图中三个过程均体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能;图丙中消耗的AT
33、P主要来自细胞呼吸,光合作用产生的ATP只能用于暗反应。6.(2019湖北武汉月考)离体培养某哺乳动物肌肉细胞时,在有氧条件下测得细胞膜内、外K+和Na+的分布如表:K+Na+膜内浓度(mmolL-1)14010膜外浓度(mmolL-1)4150缺氧培养时膜两侧Na+浓度差逐渐减小,则维持膜内外离子不平衡的方式以及缺氧培养时K+浓度差的变化分别是()A.协助扩散,K+浓度差逐渐增大B.主动运输,K+浓度差逐渐增大C.主动运输,K+浓度差逐渐减小D.协助扩散,K+浓度差逐渐减小6.答案C题中信息显示维持离子膜内外的不平衡与氧气有关,应为消耗能量的过程,A、D错误;根据缺氧培养时膜两侧Na+浓度差
34、逐渐减小,为了维持细胞内外的渗透压平衡,可以推知K+浓度差在缺氧时也是逐渐减小的,C正确,B错误。7.(2019广东珠海高三学业质量监测)用不同水温培养水稻,一段时间后检测溶液中各离子浓度,结果如图所示。下列说法错误的是()A.水稻对多种离子都有吸收,因为它们对细胞和生物体的生命活动有重要作用B.水稻对不同离子吸收量有差异,可能与细胞膜上相应载体的数量有关C.温度可能是通过影响根部的呼吸速率,从而影响了根部对无机盐的主动运输D.高温和低温都会影响根部对无机盐的吸收,其中对锰和钙的吸收影响最大7.答案D根据柱形图可知,水稻对多种离子都有吸收,这是由于这些无机盐对细胞和生物体的生命活动有重要作用,
35、A正确;离子的吸收方式为主动运输,该运输方式需要载体蛋白的协助,因此水稻对不同离子吸收量有差异,可能与细胞膜上相应载体的数量有关,B正确;无机盐的吸收方式是主动运输,需要细胞呼吸为其提供能量,温度可影响呼吸酶的活性,故温度可能是通过影响根部的呼吸速率,从而影响了根部对无机盐的主动运输,C正确;由柱形图可知,高温和低温都会影响根部对无机盐的吸收,其中钾和硅酸的吸收比率明显降低,所以高温和低温对钾和硅酸的吸收影响最大,D错误。8.(2019黑龙江牡丹江一中高三开学摸底)下列有关物质跨膜运输的叙述,正确的是()A.线粒体DNA受损伤,对神经细胞吸收K+没有影响B.相对分子质量比较小的物质都可以通过自
36、由扩散进入细胞C.胰岛B细胞分泌胰岛素时消耗能量,因此胰岛素出入细胞属于主动运输D.对离体培养的小肠上皮细胞进行紫外线处理,结果吸收甘氨酸的功能丧失,可能的原因是细胞膜上的载体蛋白缺失或结构发生变化8.答案D神经细胞吸收K+的方式是主动运输,需要线粒体提供能量,线粒体DNA受损伤会对线粒体的功能产生影响,因此对神经细胞吸收K+有影响,A错误;被细胞选择性吸收的相对分子质量比较小的物质,有的是通过自由扩散进入细胞,有的是通过协助扩散进入细胞,也有的是通过主动运输进入细胞,B错误;胰岛B细胞以胞吐的方式分泌胰岛素时消耗能量,C错误;小肠上皮细胞吸收甘氨酸的方式是主动运输,需要载体蛋白的协助和消耗能
37、量,对离体培养的小肠上皮细胞进行紫外线处理,结果吸收甘氨酸的功能丧失,可能的原因是基因突变导致细胞膜上的载体蛋白缺失或结构发生变化,D正确。9.(2019福建宁德高三期末)如图为葡萄糖浓度对人体某细胞转运葡萄糖速率的影响,实线表示仅存在葡萄糖的情况,虚线表示同时存在稳定浓度的半乳糖的情况。据图分析正确的是()A.半乳糖对葡萄糖的转运有竞争作用B.半乳糖的存在促进了葡萄糖的转运C.细胞膜转运葡萄糖需要消耗能量D.葡萄糖的转运速率随葡萄糖浓度的升高将持续增大9.答案A据图可知,当同时存在稳定浓度的半乳糖和葡萄糖时,葡萄糖的转运速率比仅有葡萄糖时的速率低,推测半乳糖对葡萄糖的转运有竞争作用,A正确;
38、半乳糖的存在降低了葡萄糖的转运速率,B错误;细胞吸收葡萄糖的方式可能是协助扩散,也可能是主动运输,因此细胞膜转运葡萄糖不一定需要消耗能量,C错误;据图可知,在一定范围内,葡萄糖的转运速率随葡萄糖浓度的升高而增大,但葡萄糖运输速率受载体数量的影响,因此葡萄糖的转运速率不会随着葡萄糖浓度的升高而持续增大,D错误。二、不定项选择题10.(2019河北石家庄一模)用打孔器制取新鲜萝卜圆片若干,平均分为6组且每组重量为W1,再分别浸泡在不同浓度的蔗糖溶液中,一段时间后取出材料,用吸水纸吸干表面水分并分别称重(W2)。其中W2-W1W1与蔗糖溶液浓度的关系如图所示,下列分析正确的是()A.蔗糖溶液浓度为0
39、 g/mL的一组,W2-W1=0B.一定范围内随着蔗糖溶液浓度的增大,各组细胞的质壁分离程度在逐渐增大C.蔗糖溶液浓度为0.1 g/mL的一组,植物细胞没有物质的跨膜运输D.当蔗糖溶液浓度大于0.4 g/mL时,原生质层失去选择透过性10.答案D看图曲线可知,蔗糖溶液浓度为0 g/mL时,(W2-W1)/W1=0.04,说明W2-W10,A错误;据图曲线可知,(W2-W1)/W1的值大于0时,随蔗糖溶液浓度的增加,细胞吸水量越来越少,此时细胞不发生质壁分离现象,当(W2-W1)/W1的值小于0时,在一定范围内随着蔗糖溶液的浓度增加,细胞失水量越来越多,即各组细胞的质壁分离程度逐渐增大,B错误;
40、据图曲线可知,蔗糖溶液浓度为0.1 g/mL时,细胞仍有水分子的跨膜运输,只不过水分子的进出处于平衡状态,C错误;据图曲线可知,当蔗糖溶液浓度大于0.4 g/mL时,原生质层失去选择透过性,D正确。11.(2019吉林长春实验中学高三期末)魏小胖同学体检,其胃液的pH为1.2,医生告诉他这是正常的,这是通过质子泵维持的。质子泵催化1分子的ATP水解所释放出的能量,可驱动1个H+从胃壁细胞进入胃腔和1个K+从胃腔进入胃壁细胞,K+又可经通道蛋白顺浓度梯度进入胃腔。下列相关叙述正确的是()A.K+进出细胞的方式不同,不一定都需要能量B.质子泵具有ATP水解酶的功能,能够催化ATP的水解C.H+从胃
41、壁细胞进入胃腔与葡萄糖进入红细胞的跨膜运输方式不同D.质子泵驱动K+进入细胞与突触后膜兴奋时Na+进入细胞跨膜运输方式相同11.答案ABCK+从胃腔进入胃壁细胞需消耗ATP水解所释放的能量,其方式是主动运输,细胞内K+经通道蛋白顺浓度梯度进入胃腔,其方式是协助扩散,两者不一样,A正确;质子泵能催化ATP的水解,因此具有ATP水解酶的功能,B正确;H+从胃壁细胞进入胃腔,需消耗ATP水解所释放的能量,其方式是主动运输,葡萄糖进入红细胞的跨膜运输方式是协助扩散,C正确;质子泵驱动K+进入细胞需要消耗能量,为主动运输,突触后膜兴奋时,Na+进入细胞的跨膜运输方式为协助扩散,D错误。12.(2019河
42、北武邑中学高三质检)如图是小肠上皮细胞吸收铁离子的示意图,相关叙述正确的是()A.蛋白1运输亚铁血红素的动力是浓度差B.蛋白2能降低化学反应的活化能C.蛋白3运输Fe2+的方式属于主动运输D.蛋白4运输Fe2+需要消耗能量12.答案ABC据图分析,亚铁血红素通过蛋白1进入细胞,从高浓度向低浓度运输,为协助扩散,动力是浓度差,A正确;Fe3+在蛋白2的作用下变成了Fe2+,说明蛋白2是酶,具有催化作用,其作用机理是降低化学反应的活化能,B正确;Fe2+通过蛋白3逆浓度梯度进入细胞,说明其运输方式为主动运输,C正确;蛋白4运输Fe2+是从高浓度向低浓度运输,为协助扩散,不需要消耗能量,D错误。三、
43、非选择题13.(2019甘肃静宁一中二模)图1是物质出入细胞的示意图,图2中曲线甲、乙分别代表物质进出细胞的两种方式。图1图2(1)图2中曲线甲代表,影响曲线乙所示物质进出细胞方式的因素主要有、。(2)K+、O2和葡萄糖这三种物质中,通过d方式进入红细胞的是,这体现了细胞膜的性。(3)若图1代表某细胞的细胞膜,该细胞能分泌胰岛素,此物质运出细胞的方式称为,这依赖于细胞膜的特点。13.答案(1)自由扩散载体的数量能量(或ATP)的供应(2)葡萄糖选择透过(3)胞吐作用流动性解析(1)甲运输方式中,物质运输速率和细胞外物质的浓度成正比,只受物质浓度差的影响,可判断为自由扩散。而乙运输方式中,物质可
44、由低浓度向高浓度一侧运输,属于主动运输。主动运输需要载体蛋白的协助和消耗能量,曲线乙中Q点对应时刻细胞不再吸收该物质,此时,限制物质进出细胞的因素是载体的数量和能量供应。(2)图中d方式需要载体蛋白的协助,不需要消耗能量,属于协助扩散。K+进入红细胞的方式属于主动运输,O2进入红细胞的方式属于自由扩散,而葡萄糖进入红细胞的方式属于协助扩散,这体现了细胞膜的选择透过性。(3)若图1代表某细胞的细胞膜,该细胞能分泌胰岛素,胰岛素属于分泌蛋白,此物质运出细胞的方式为胞吐,其依赖于细胞膜具有一定流动性的结构特点。14.(2019广东中山一中高三二联)某同学为探究不同物质及浓度对洋葱表皮细胞失水的影响,
45、设计了如下实验。请回答:步骤1配制具有一定浓度梯度的蔗糖和氯化钠溶液各10 mL,分别加入培养皿中,加盖、编号。步骤2从同一紫色洋葱鳞片叶的相同部位撕取外表皮若干,分别迅速投入到上述培养皿中,使其完全浸入溶液,浸泡10 min。步骤3依次取出洋葱鳞片叶外表皮,制成临时装片,用显微镜观察并拍照。步骤4统计照片中细胞总数及质壁分离细胞数,计算质壁分离细胞占比,结果如图。(1)步骤1中培养皿加盖的目的是。步骤3中制作临时装片时,需在载玻片中央滴加12滴。(2)实验表明,当两种溶液的浓度低于0.2 molL-1时,洋葱表皮细胞几乎不发生质壁分离,原因是。在0.4 molL-1蔗糖溶液中大约只有20%的
46、细胞发生了质壁分离,同一表皮的细胞质壁分离不同步的原因是。(3)根据实验结果分析,0.6 molL-1 NaCl溶液的渗透压比0.6 molL-1 蔗糖溶液的渗透压。(4)在“观察植物细胞质壁分离及复原实验”中,一般认为使材料中50%左右的细胞发生质壁分离的溶液浓度为理想实验浓度,因为用该浓度溶液进行实验。14.答案(1)防止水分蒸发而引起溶液浓度改变相应培养皿中的溶液(2)外界溶液的浓度低于洋葱表皮细胞的细胞液浓度不同细胞的细胞液浓度存在差异(3)高(4)既能保证观察到质壁分离现象,又不至于细胞因失水过多而影响其复原解析(1)分析题干信息,一定浓度梯度的蔗糖和氯化钠溶液是本实验的自变量,其他
47、会影响本实验结果或现象的因素为无关因素,需要进行平衡处理(单一变量原则)。步骤1中培养皿加盖的目的是防止水分蒸发而引起溶液浓度改变。步骤3需要在载玻片上滴加相应培养皿中的溶液。(2)分析题图,可知在溶液浓度低于0.2 mol/L时,洋葱表皮细胞几乎不发生质壁分离,原因是外界溶液的浓度低于洋葱表皮细胞的细胞液浓度。同一表皮细胞质壁分离不同步,说明不同细胞的细胞液浓度不同,细胞失水速率不同。(3)根据图中实验结果分析,同一浓度的两种溶液中的质壁分离细胞所占比例不完全相同,浓度大于0.2 molL-1时,表现出NaCl溶液中的质壁分离细胞所占比例较高,说明相同浓度下,NaCl溶液中的细胞更容易失水,
48、即相同浓度下NaCl溶液的渗透压高。(4)使材料中50%左右的细胞发生质壁分离的溶液浓度为理想实验浓度的原因:用该浓度溶液进行实验既能保证观察到质壁分离现象,又不至于细胞因失水过多而影响其复原。15.(2019内蒙古赤峰二中高三月考)为探究主动运输的特点,科研人员利用如图装置进行实验,其中HgCl2是一种可以影响ATP水解的新陈代谢抑制剂。请分析回答:(1)本实验的名称是。(2)请写出ATP水解的反应式:。(3)写出实验进行过程中需要控制的两个无关变量:。(4)实验得到如图所示的结果。根据实验结果,科研人员在实验前后需测定。比较乙组和甲组结果,得出的结论是。与甲组相比,丙组吸收磷酸盐较少的原因
49、可能是。15.答案(1)探究HgCl2和细胞成熟程度对细胞主动运输(吸收磷酸盐)的影响(2)ATPADP+Pi+能量(3)温度、pH、溶解氧、溶液的用量、胡萝卜片的数量等(4)溶液中磷酸盐的浓度细胞主动运输(吸收磷酸盐)需要消耗能量(或能量供应不足会影响主动运输)幼嫩组织供能少(或幼嫩组织细胞膜上载体少)解析(1)图示可知,该实验有胡萝卜的成熟程度和HgCl2的有无两个自变量,因变量为细胞主动运输速率(用磷酸盐吸收速率表示),故该实验的目的为探究HgCl2和细胞成熟程度对细胞主动运输(吸收磷酸盐)的影响。(2)ATP水解的反应式:ATPADP+Pi+能量。(3)无关变量是指除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素会对实验结果造成影响,本实验中无关变量有温度、pH、溶解氧、溶液的用量、胡萝卜片的数量等。(4)由于坐标图的纵坐标是实验前后溶液中磷酸盐浓度差,因此需要在实验前后测定溶液中磷酸盐的浓度。甲组中实验前后溶液中磷酸盐浓度差最大,而HgCl2是一种可以影响ATP水解的新陈代谢抑制剂,乙组瓶中加入了HgCl2,说明能量供应不足会影响细胞吸收磷酸盐。影响主动运输的因素主要有能量供应和细胞膜载体数量,甲组中是成熟胡萝卜片,丙组中是幼嫩胡萝卜片,其他条件都相同,故丙组中幼嫩组织供能少或幼嫩组织细胞膜上载体少可能是导致丙组吸收磷酸盐较少的原因。
