1、第6讲物质出入细胞的方式考点知识内容要求命题趋势9.物质出入细胞的方式(1)扩散和渗透的过程b以选择题考查为主,关注渗透作用和主动转运的机理,重视教材实验考查。(2)动、植物细胞吸水和失水的过程及原因b(3)被动转运和主动转运b(4)胞吞和胞吐a(5)活动:观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原b知识1渗透作用原理及实例1.扩散和渗透(1)扩散含义:分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象结果:物质分子分布均匀,达到平衡(2)渗透含义:水分子通过膜的扩散方向:从水分子数相对较多的一侧进入水分子数相对较少的一侧2.细胞的吸水和失水条件实例吸水细胞液(或细胞质)浓度外界溶液浓度红细胞在水中吸水破
2、裂;成熟植物细胞在水中吸水膨胀,但不破裂失水细胞液(或细胞质)浓度N若漏斗管内液面不变,则M=N若漏斗管内液面下降,则MN2.验证渗透作用发生的条件(1)具有半透膜:(2)具有浓度差:知能拓展(1)半透膜两侧溶液间的水分子是进行双向运动的,我们只能观测到由双向水分子运动快慢的差异所导致的液面改变。(2)若溶质分子能通过半透膜,则先是浓度高的一侧液面升高,随后另一侧液面上升,最后达到渗透平衡。动态平衡是相对的而非绝对的。3.探究物质能否通过半透膜(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
3、不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半透膜1.两种不同浓度的溶液在渗透时水移动的方向及渗透平衡后两溶液浓度大小的判断(1)若S1溶液的浓度大于S2溶液的浓度,则单位时间内S2S1的水分子数多于S1S2的,外观上表现为S1溶液的液面上升;若S1溶液的浓度小于S2溶液的浓度,则情况相反,外观上表现为S1溶液的液面下降。(2)在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差h,则S1溶液的浓度仍大于S2。因为液面高的一侧形成的压强会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。2.结合渗透作用装置图,联系渗透作用的条件,解读相关信息(1)A图中,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
4、浓度一侧扩散。(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,最后两侧液面相平。(3)B图中若浸在烧杯低浓度溶液中的是透析袋,由于透析袋内的溶质分子不能透过,吸收一定水分后,膨胀到一定程度,受到透析袋的束缚力的影响,水分子进出达到动态平衡。此时透析袋内外的溶液浓度是不相等的,透析袋内溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度。典例1将某植物花冠切成大小和形状相同的细条,分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等),取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度,结果如图所示。假如蔗糖溶液与花
5、冠细胞之间只有水分交换,则()A.实验后,a组液泡中的溶质浓度比b组的高B.浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的C.a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组D.使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.40.5 molL-1之间答案D分析实验结果可知,a、b、c三组花冠切条在实验后长度变大,表明细胞吸水,其中a组细条浸泡后较b组细条浸泡后长,说明a组吸水较多,其液泡中溶质浓度应比b组低,A错误;d、e、f三组花冠切条在实验后长度变小,表明细胞失水,f组失水量为正,b组失水量为负,所以浸泡导致f组液泡的失水量大于b组的,B错误;水分子进出细胞的方式是扩散,不消耗能量,C错误;当实验前
6、长度/实验后长度=1时,花冠切条长度不变,根据实验结果可判断其对应的蔗糖浓度应介于0.40.5 molL-1之间,D正确。知识拓展(1)无大液泡的植物细胞不能发生渗透作用。(2)动物细胞也是一个渗透系统,质膜相当于半透膜,细胞质有一定浓度;当细胞质与外界溶液存在浓度差时,细胞通过渗透作用吸水或失水。但动物细胞无细胞壁,不能发生质壁分离及质壁分离复原。1-1(2020浙江稽阳5月联考)取某一红色花冠的2个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞,将它们分别放置在甲、乙两种溶液中,测得液泡直径的变化如图所示。下列叙述正确的是()A.第2分钟前甲溶液中细胞的失水速率大于乙溶液B.第4分钟后乙溶液中细胞失水过
7、多而死亡C.第6分钟时甲溶液中细胞细胞液浓度大于外界溶液浓度D.甲、乙两种溶液的浓度不同,溶质种类也一定不同答案C分析题图可知:甲溶液中的细胞的液泡直径先变小后恢复到原样,发生质壁分离自动复原,说明甲物质可以通过原生质层进入细胞液,乙溶液中的细胞的液泡先变小后维持不变,只发生质壁分离,说明乙物质不能进入细胞液。第2分钟前乙溶液中细胞的液泡直径降得更快,细胞失水速率大于甲溶液,A错误;第4分钟后乙溶液中的细胞是否已经死亡无法确定,B错误;第6分钟时甲溶液中细胞发生质壁分离复原,细胞吸水,细胞液浓度大于外界溶液浓度,C正确;甲、乙两种溶液溶质种类不同,溶液浓度可能相同,D错误。考点二物质出入细胞的
8、方式1.影响物质跨膜运输的因素(1)物质浓度(在一定的范围内)A.扩散B.易化扩散或主动转运(2)氧气浓度A.扩散或易化扩散B.主动转运(3)温度2.探究物质跨膜运输的方式(以植物为例)(1)探究是主动转运还是被动转运(2)探究是扩散还是易化扩散知能拓展(1)胞吞和胞吐是借助膜的融合完成的,与膜的流动性有关,是大分子和颗粒性物质进出细胞的物质运输方式,消耗能量。(2)物质进出细胞核并非都通过核孔复合体。核孔复合体是RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道;小分子物质进出细胞核是通过核被膜或核孔复合体。(3)Na+、K+等无机盐离子一般以主动转运方式进出细胞,但也可通过易化扩散(离子通道)进出
9、细胞,如神经细胞维持静息电位时的K+外流和形成动作电位时的Na+内流。(4)载体蛋白具有特异性,协助运输不同物质的载体蛋白不同,不同生物质膜上的载体蛋白的种类和数量也不同。(5)当质膜上的载体蛋白全部参与物质的运输时,该载体蛋白转运的物质的运输速率不再增大。1.结合实例直接进行判断运输方式实例扩散水、气体(O2、CO2等)、脂溶性物质(甘油、脂肪酸、性激素、乙醇、乙二醇、苯等)的跨膜运输易化扩散葡萄糖进入(哺乳动物)红细胞等主动转运无机盐离子、氨基酸、核苷酸、葡萄糖等逆浓度梯度进出细胞胞吞、胞吐巨噬细胞吞噬抗原及细胞碎片等、分泌蛋白的分泌2.根据分子大小及是否需要载体蛋白、能量进行判断(一般情
10、况下)3.根据运输方向判断:逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动转运。知能拓展(1)如果进行转运的物质是大分子物质如蛋白质,一般只能通过胞吞或胞吐方式进行运输,不能通过扩散、易化扩散或主动转运方式进行运输。胞吞、胞吐过程均不需要载体蛋白,但消耗ATP。(2)如果进行转运的物质是小分子物质或离子,则一般通过扩散、易化扩散或主动转运方式进行。(3)小分子物质,如果是脂溶性强的物质如乙醇或气体分子,则通过扩散方式进出细胞。水分子虽然极性较强,但分子很小,也主要通过扩散方式进出细胞。扩散不需要载体蛋白协助,顺浓度梯度进行,也不消耗ATP。(4)各种离子和脂溶性差的小分子物质如葡萄糖、氨基酸等,在通过质膜时需
11、要载体蛋白协助。这些物质进出细胞时,如果顺浓度梯度则一般为易化扩散,如果逆浓度梯度则为主动转运。例如K+由组织液进入神经细胞是以主动转运的方式进行的。典例2(2020浙江义乌高三适应考)某研究小组将相同生理状况的洋葱表皮细胞分别用甲、乙、丙、丁、戊五种浓度依次改变的尿素溶液制成临时装片,然后在显微镜下进行首次观察,5分钟后进行二次观察,部分实验结果如表所示,下列相关叙述正确的是()尿素溶液浓度甲乙丙丁戊首次观察结果无变化无变化无变化无变化无变化二次观察结果质壁分离显著质壁分离显著初始分离明显?细胞膨胀A.丁处实验结果一定是细胞体积无变化B.甲、乙、丙、丁、戊五种尿素溶液浓度依次增大C.过一段时
12、间观察,乙组可能会质壁分离复原D.过一段时间观察,甲组不可能质壁分离复原,因细胞失水过多而死亡解题关键本题是细胞质壁分离和质壁分离复原原理的应用,植物细胞吸收尿素是植物质壁分离后自动复原的原因,也是解题的突破。答案C丁处尿素浓度介于丙、戊之间,细胞介于质壁分离与吸水膨胀之间,细胞体积变大、变小或无变化都有可能,A错误;戊中细胞吸水膨胀,说明尿素溶液浓度小于细胞液的浓度;甲中质壁分离现象明显,细胞失水,尿素浓度大于细胞液的浓度,甲、乙、丙、丁、戊五种尿素溶液浓度依次减小,B错误;尿素分子可以通过原生质层进入细胞液,使原生质层两边的浓度差逐渐减小,过一段时间观察,乙组可能发生质壁分离复原现象,C正
13、确;如果尿素溶液的浓度没有远远大于细胞液的浓度,细胞不会因过度失水而死亡,尿素分子可以进入细胞液导致质壁分离自动复原,D错误。2-1(2021浙江1月选考,12,2分)如图为植物细胞质膜中H+-ATP酶将细胞质中的H+转运到膜外的示意图。下列叙述正确的是()A.H+转运过程中H+-ATP酶不发生形变B.该转运可使膜两侧H+维持一定的浓度差C.抑制细胞呼吸不影响H+的转运速率D.线粒体内膜上的电子传递链也会发生图示过程答案B由图示可知,植物细胞质中的H+转运到膜外是由低浓度一侧转运到高浓度一侧,需要H+-ATP酶参与和ATP供能,属于主动转运,该转运可使膜两侧H+维持一定的浓度差,转运过程中转运
14、蛋白要发生形变,A错误,B正确;抑制细胞呼吸将减少能量供应,影响H+的转运速率,C错误;线粒体内膜上的电子传递链上没有H+-ATP酶,不会发生上述过程,D错误。考点三观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原(实验)1.植物细胞质壁分离及复原的原理中央液泡大小原生质层的位置0.3 g/mL蔗糖溶液变小(细胞失水)原生质层与细胞壁逐渐分离清水逐渐恢复原来大小(细胞吸水)原生质层恢复到原来位置2.植物细胞质壁分离及复原实验材料选择新鲜紫色洋葱鳞片叶外表皮是进行此项实验的较理想材料。它既容易被剥离而制成临时装片,又很容易在显微镜下观察实验现象。实验证明:质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液很容易使洋葱
15、鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离,短时间内对细胞的伤害很小;而清水又可使质壁分离得到复原。3.实验步骤知能拓展(1)植物细胞发生质壁分离现象的条件活细胞;具有原生质层;外界溶液浓度大于细胞液浓度;具有一个中央大液泡。(2)植物细胞质壁分离复原条件活细胞;外界溶液浓度小于细胞液浓度。(3)实验中应注意的问题及分析注意事项分析制片时应选用紫色洋葱鳞片叶的外表皮紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的液泡是深色的,实验过程中便于观察液泡的变化蔗糖溶液浓度不能过高过高浓度的蔗糖溶液会使细胞因失水过多而死亡,不能发生质壁分离复原现象滴加蔗糖溶液时,一次滴液不要太多避免糖液溢至盖玻片上,污染物镜镜头质壁分离现象出现后,观
16、察时间不宜过长质壁分离时间过长,细胞会因失水时间过长而死亡1.细胞能否发生质壁分离及复原的判断方法(1)从细胞角度分析死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不能发生质壁分离及复原现象。具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。(2)从溶液角度分析在溶质不能透膜的一定浓度溶液中只会发生质壁分离现象,不能自动复原。在溶质可透膜的一定浓度溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。在高浓度溶液中可发生质壁分离现象,但不会发生质壁分离复原现象。盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞,不适于做质壁分离实验的外界溶液。2.植物细胞质壁分离及复原的拓展应用(1)判断成熟植
17、物细胞是否是活细胞待测成熟植物细胞+一定浓度的蔗糖溶液发生质壁分离是活细胞不发生质壁分离是死细胞(2)测定细胞液浓度范围待测成熟植物细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间(3)比较不同的成熟植物细胞的细胞液浓度不同的成熟植物细胞+同一适宜浓度的蔗糖溶液发生质壁分离所需时间越短,细胞液浓度越小,反之细胞液浓度越大(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)知能拓展(1)将发生质壁分离的植物细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中,植物细胞会发生质壁分离复原,但如果所用溶液为葡萄糖、KNO3、尿素、乙二醇等,发生质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质
18、而使细胞液浓度增大,植物细胞会吸水引起质壁分离自动复原现象。(2)质壁分离后,在原生质层和细胞壁之间,充斥的液体为外界溶液(如蔗糖溶液)。(3)质壁分离过程中,外界溶液浓度大于细胞液浓度,质壁分离程度越大,植物细胞吸水能力越强;质壁分离复原过程中,外界溶液浓度小于细胞液浓度。典例3在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如图所示)。下列有关叙述正确的是()A.第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞溶胶区域B.第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处C.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体,以免污染镜头D.为了节约实验时间
19、,通常可以省略第一次显微观察步骤解题关键“质壁分离和复原实验”是通过对同一实验材料的三次观察才得出相关结论,且每次观察都不能省略。答案B“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,第一次是对正常细胞的液泡体积、颜色等进行观察,以此作为滴加蔗糖溶液后,判断细胞是否发生质壁分离的标准,因此不能省略,D错误;第一次观察时容易看到较大的紫色液泡和较小的无色细胞溶胶区域,A错误;吸水纸的主要作用是引流,加速滴加的液体向对侧扩散,C错误;第二次观察的是植物细胞的质壁分离过程,在显微镜下可以看到质壁分离最先出现在细胞的角隅处,B正确。3-1如图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图,下列叙述中正确的是(
20、)A.A、B分别表示细胞和液泡的长度B.B越小,表示细胞失水越少C.若将细胞置于清水中,细胞的体积略有增大D.若该细胞处于40%蔗糖溶液中,B/A将变大答案CA、B分别表示细胞和原生质体的长度,A错误;B越小,表示细胞失水越多,B错误;若将细胞置于清水中,细胞的体积因细胞吸水膨胀略有增大,C正确;若该细胞处于40%蔗糖溶液中,细胞失水将导致B/A变小,D错误。3-2将完全相同的两个植物细胞分别放置在甲、乙溶液中,对细胞失水量进行统计后绘制出如图曲线。下列叙述错误的是()A.甲溶液比乙溶液浓度高导致植物细胞失水较多B.植物细胞在乙溶液中发生质壁分离和自动复原C.图中放入甲、乙溶液的细胞质壁分离后
21、放入清水中有可能都复原D.若乙溶液的浓度稍增大,则曲线的变化可能为a点上升,b点左移答案D分析图示可知,植物细胞在甲溶液中一直处于失水状态,且失水较快,在乙溶液中先失水后吸水,即发生了质壁分离与自动复原,A、B正确;若放入甲、乙溶液的细胞仍存活,则都可能发生质壁分离复原,C正确;乙溶液的浓度稍增大,则细胞发生质壁分离时失水量增大,即a点上升,质壁分离后复原所需时间延长,即b点右移,D错误。1.(2020浙江1月选考,5,2分)物质X通过质膜从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧,须载体蛋白参与且不消耗能量。这种转运方式属于()A.易化扩散B.主动转运C.扩散D.渗透答案A2.(2019浙江4月选考,
22、9,2分)哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后制作临时装片,用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是()A.在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离B.在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞C.在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散答案C在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩,但兔红细胞无细胞壁,不会发生质壁分离,A错误;在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态
23、未变,但此时仍有水分子进出细胞,B错误;在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂,C正确;渗透作用是指水分子从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行的扩散,D错误。3.(2018浙江4月选考,17,2分)在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中,依次观察到的结果示意图如下,其中、指细胞结构。下列叙述正确的是()A.甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象B.甲乙变化的原因之一是结构的伸缩性比的要大C.乙丙的变化是由外界溶液浓度小于细胞液浓度所致D.细胞发生渗透作用至丙状态,一段时间后该细胞会破裂答案C甲细胞形态正常,说明此时水分子进出细胞处于动态平衡状态,进入细胞
24、的水分子和从细胞出去的水分子一样多,A错误;甲乙发生了渗透失水现象,细胞质壁分离,原因之一是结构细胞壁的伸缩性比结构质膜的伸缩性要小,B错误;乙丙发生了渗透吸水,此时外界溶液浓度比细胞液浓度小,C正确;丙细胞发生渗透吸水,但植物细胞渗透吸水只会膨胀不会胀破,D错误。1.(2020浙江绿色评价联盟适应考)人小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动转运,而葡萄糖进出肝细胞的方式为易化扩散。下列叙述错误的是()A.葡萄糖进出肝细胞均需膜蛋白协助B.血糖浓度影响葡萄糖进出肝细胞的方向和速率C.小肠上皮细胞可从较低浓度的葡萄糖溶液中吸收葡萄糖D.小肠上皮细胞膜上的载体蛋白形状发生改变的过程释放能量答案D葡萄糖
25、进出肝细胞均需膜蛋白协助,A正确;葡萄糖进出肝细胞的跨膜方式为易化扩散,从高浓度到低浓度,需要载体蛋白的协助,故血糖浓度影响葡萄糖进出肝细胞的方向和速率,B正确;小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动转运,可从较低浓度的葡萄糖溶液中吸收葡萄糖,C正确;小肠上皮细胞膜上的载体蛋白形状发生改变是为了与葡萄糖相结合,在消耗能量的情况下,将葡萄糖运进细胞,该过程吸收能量,D错误。2.人体组织细胞可将胞外K+移到胞内,同时将胞内Na+移到胞外,使得胞内K+浓度约为胞外的30倍,胞外Na+浓度约为胞内的12倍。这种转运方式属于() A.主动转运B.易化扩散C.扩散D.渗透答案A根据题干分析“胞内K+浓度约为胞
26、外的30倍,胞外Na+浓度约为胞内的12倍”,所以细胞将胞外K+移到胞内,同时将胞内Na+移到胞外是将物质从低浓度运输至高浓度,因此运输方式是主动转运。解题关键本题着重考查了物质跨膜运输方式的异同点,要求考生能够根据不同物质运输方式的特点确定物质跨膜运输的方式。3.下列关于“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”活动的叙述,正确的是()A.制作洋葱表皮细胞装片需经解离、压片等操作才能将细胞分散B.从低倍镜换到高倍镜时,需转动光圈才能换上高倍物镜C.质壁分离过程中水分子从胞内单向运动到胞外导致液泡变小D.质壁分离复原过程中,细胞吸水速度逐渐减慢答案D制作洋葱表皮细胞装片时不需要将细胞分散,直
27、接撕取洋葱表皮即可,A错误;从低倍镜换到高倍镜时,需转动转换器才能换上高倍物镜,B错误;质壁分离过程中水分子进行双向扩散,只是从胞内运动到胞外的水分子较多,C错误;质壁分离复原过程中,细胞液浓度逐渐减小,细胞吸水速度逐渐减慢,D正确。4.(2020浙江嘉兴5月教学测试)由我国科学家研制成功的耐盐碱“海水稻”,依靠质膜和液泡膜上的Na+/H+反向转运蛋白将细胞溶胶内的Na+逆浓度梯度排出细胞或将Na+区隔化于液泡中,减少Na+对植物细胞的伤害。下列分析错误的是()A.Na+排出细胞需要载体蛋白协助及消耗能量B.将Na+区隔化于液泡中会降低细胞的吸水能力C.该转运蛋白的功能体现了生物膜的选择透性D
28、.提高该转运蛋白基因的表达能提高植物的抗盐性答案BNa+排出细胞是从低浓度向高浓度方向运输,属于主动转运,需要载体蛋白协助,并消耗能量,A正确;将Na+区隔化于液泡中,提高了细胞液的浓度,可以增强细胞的吸水能力,B错误;Na+的跨膜运输属于主动转运,体现了液泡膜和质膜的选择透性,C正确;由于该载体蛋白的作用,液泡内Na+浓度增大,有利于细胞吸水,从而提高植物的抗盐性,所以提高该转运蛋白基因的表达能提高植物的抗盐性,D正确。易错提醒题中指出“依靠质膜和液泡膜上的Na+/H+反向转运蛋白将细胞溶胶内的Na+逆浓度梯度排出细胞或将Na+区隔化于液泡中”,完全符合主动转运的特点,并且该过程增大了细胞液
29、的浓度,使植物细胞的吸水能力增强,从而适应盐碱环境。5.如图是某同学进行“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”活动时拍摄的显微镜下的细胞图像。下列叙述正确的是()A.所指暗线是细胞壁,它两侧的蔗糖溶液浓度会有较大的差异B.所指亮区是细胞溶胶,观察不到细胞器是因为它们都是半透明的C.所指暗区是细胞液,它属于细胞质,复原时也有水分子出液泡D.所指亮区是质膜,该实验证明了它的选择透性与细胞壁不同答案C所指暗线是细胞壁,具有全透性,它两侧的蔗糖溶液浓度没有明显差异,A错误;所指亮区是质膜和细胞壁之间的区域,B错误;所指暗区是细胞液,它属于细胞质,复原时也有水分子出液泡,C正确;所指亮区是质膜和液
30、泡膜之间的部分,D错误。6.某同学用形态和生理状况相似的某植物叶片下表皮细胞为材料,进行了如下实验,实验过程中相关细胞都保持生理活性,结果如表所示。下列分析错误的是()实验组别abcdef蔗糖溶液浓度(g/mL)0.250.300.350.400.450.50实验前细胞长度/实验后细胞长度0.700.800.901.061.101.15A.6组实验中,表皮细胞都能发生渗透作用,出现吸水或失水现象B.随着蔗糖溶液浓度的提高,实验后表皮细胞长度先增长再保持不变最后变短C.实验后,c组液泡中的溶质浓度大于b组D.细胞在实验前后长度不变时所处的蔗糖溶液浓度介于0.35 g/mL和0.40 g/mL之间
31、答案B分析表格数据可知,不同的蔗糖溶液浓度,实验前细胞长度/实验后细胞长度不同,说明表皮细胞都能发生渗透作用,出现吸水或失水现象,A正确;随着蔗糖溶液浓度的提高,实验后的表皮细胞长度依次减小,B错误;由实验数据可知,表皮细胞在两组蔗糖溶液中均吸水,且c组蔗糖溶液浓度大于b组,因此c组细胞吸水量小于b组,c组液泡中的溶质浓度大于b组,C正确;由实验数据可知,细胞在实验前后长度不变时所处的蔗糖溶液浓度介于0.35 g/mL和0.40 g/mL之间,D正确。7.图一是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜转运示意图,其中离子通道是一种通道蛋白,通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道,允许适当大小的离子顺浓度梯度通过
32、,代表物质转运方式。图二表示物质通过膜转运的速率(纵坐标)随环境中O2浓度(横坐标)的变化。请仔细观察图示并回答有关问题:(1)很多研究成果有力支持“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”这一事实。这证明组成质膜的主要成分中有图一中所示的。(2)鲨鱼体内能积累大量的盐,但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盐分是经途径排出的,那么其跨膜转运的方式是。(3)蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+、C6H12O6的方式相同,若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞,则Ca2+、K+、C6H12O6等物质吸收均受到显著的影响,其原因是。若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+吸
33、收明显减少,但K+、C6H12O6的吸收不受影响,最可能的原因是该毒素抑制了图一中所示的转运Ca2+的的活动。(4)图二与图一中的(填序号)代表的物质转运方式一致。图中曲线出现BC段的主要原因是。答案(1)甲磷脂分子(2)易化扩散(3)细胞缺少ATP乙载体蛋白(4)载体蛋白的数量有限解析(1)根据相似相溶原理,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,能充分说明组成质膜的主要成分中有磷脂分子,图一中甲代表磷脂分子。(2)鲨鱼体内多余盐分是经途径排出的,途径是通过离子通道进出细胞,不需要消耗能量,因此是易化扩散。(3)蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+、C6H12O6的方式都是主动转运
34、,需要载体蛋白和ATP,用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞后,因缺少ATP,细胞对Ca2+、K+、C6H12O6等物质的吸收均受到显著的影响。对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后,细胞对Ca2+的吸收明显减少,但对K+、C6H12O6的吸收不受影响,说明其不影响ATP的作用,证明该毒素抑制了转运Ca2+的乙载体蛋白的活动。(4)图二显示,在一定范围内,跨膜转运的速率随O2浓度的增大而增大,当O2浓度达到一定值后,即使O2浓度再增大,跨膜转运的速率也不变,这表明这种跨膜转运的方式与细胞呼吸相关,需要消耗细胞呼吸产生的ATP,为主动转运。图一中的代表主动转运,主动转运需要载体蛋白、需要消耗能量,图二中出现BC
35、段与载体蛋白数量有关。B组综合提升1.葡萄糖出入哺乳动物红细胞的跨膜转运方式属于易化扩散,下列叙述正确的是()A.该转运过程伴随着载体蛋白的形状改变B.红细胞内葡萄糖浓度越高,转运速率越大C.易化扩散的转运方向是由载体蛋白决定的D.易化扩散是细胞最重要的吸收和排出物质的方式答案A易化扩散的特点是需要载体蛋白,但不需要消耗能量,属于被动转运,转运过程伴随着载体蛋白的形状改变,结束后恢复,A正确;红细胞内葡萄糖浓度越高,转运速率越小,B错误;易化扩散的转运方向是由物质浓度决定的,C错误;主动转运是细胞最重要的吸收和排出物质的方式,D错误。2.(2020浙江湖丽衢4月联考)将若干生理状况基本相同,长
36、度为3 cm的鲜萝卜条分为四组,分别置于三种物质的量浓度相同的溶液(实验组)和清水(对照组)中,测量每组萝卜条的平均长度,结果如图。据图分析,下列叙述错误的是()A.对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性较小B.清水、甘油溶液和葡萄糖溶液中的萝卜条细胞发生了渗透吸水C.实验结果说明萝卜质膜上甘油载体的数量比葡萄糖载体多D.实验结束后,实验组中萝卜条的细胞液浓度都比实验前大答案C实验中对照组是用清水处理的,萝卜条会通过渗透作用吸水,其长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性较小,A正确;根据题中曲线变化可判断,除清水中的萝卜条细胞发生了渗透吸水外,甘油溶液和葡萄糖溶液中的萝卜条细胞在渗透失水
37、时也发生了渗透吸水,只是开始时失水量较大,B正确;甘油通过扩散的方式进出细胞,不需要借助载体蛋白,C错误;实验结束后,甘油溶液和葡萄糖溶液中的萝卜条虽然恢复到了最初的长度,但是由于吸收了溶液中的溶质而增大了细胞液浓度,蔗糖溶液中的萝卜条由于渗透失水而导致细胞液浓度增大,D正确。解题关键本题以坐标图为载体,主要考查物质跨膜运输的方式,考查学生对所给信息的分析和理解能力。对于此类试题,考生应掌握小分子物质跨膜运输的方式和特点。3.主动转运的能量可来自ATP水解或电化学梯度(离子的浓度梯度),如图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖跨膜运输的示意图,其中a、b、c表示载体蛋白。据图分析,下列叙述正确的是()
38、A.载体蛋白b转运葡萄糖的过程中需要ATP水解供能B.在载体蛋白c的协助下,细胞内外的Na+浓度趋于相同C.肠腔中的Na+浓度降低,会影响小肠上皮细胞吸收葡萄糖D.机体短暂的供氧不足,会影响葡萄糖由小肠上皮细胞进入组织液答案C载体蛋白b转运葡萄糖是从高浓度一侧到低浓度一侧,属于易化扩散,不需要消耗能量,A、D错误;在载体蛋白c的协助下,Na+逆浓度梯度运输且消耗能量,属于主动转运,一般逆浓度梯度进行,故载体蛋白c不能使细胞内外的Na+浓度趋于相同,B错误。4.人体细胞质膜上存在一种蛋白质离子通道,在膜电位发生变化时,蛋白质通道的闸门开启或关闭,完成无机盐离子进出细胞的转运。如图所示为物质进出细
39、胞的三种途径,下列说法正确的是()A.膜电位由静息电位变为动作电位时Ca2+通道蛋白开启B.影响途径的因素只有物质的浓度差C.温度只影响物质进出细胞方式中途径的速率D.甲物质是ATP,可为途径和提供能量答案A图中显示,膜电位由外正内负的静息电位变为外负内正的动作电位时,Ca2+通道蛋白开启,Ca2+内流,A正确;途径是葡萄糖从高浓度一侧向低浓度一侧运输且需要载体协助的运输方式,为易化扩散,该运输方式不仅受物质浓度差的影响,还受载体蛋白数量的影响,B错误;温度可影响ATP的合成及膜上蛋白质的运动,途径为胞吐,需要消耗能量,途径都需要蛋白质协助,因此的运输速率都与温度有关,C错误;甲物质是细胞呼吸
40、第一阶段和需氧呼吸第二、三阶段所产生的ATP,ATP为途径胞吐提供能量,途径依赖通道蛋白,不消耗能量,D错误。5.如图是质膜上Na+/K+-ATP酶的结构示意图,下列叙述错误的是()A.该酶的形状变化为ATP的水解供能B.该酶有利于质膜两侧某些离子保持一定的浓度差C.该酶有利于神经细胞保持一定的膜电位D.该酶既能催化ATP水解,又能作为载体蛋白答案A由图可知,该酶的形状变化需要ATP水解供能,A错误;该酶主动转运钾、钠离子进出细胞,有利于质膜两侧钾、钠离子保持一定的浓度差,B正确;该酶维持神经细胞内高钾的环境,有利于神经细胞保持一定的膜电位,C正确;该酶兼有催化ATP水解和载体蛋白的功能,D正
41、确。6.Hg2+能抑制ATP水解。科研人员为探究不同浓度的Hg2+对洋葱根尖成熟区细胞和分生区细胞吸收K+的影响进行了相关实验,结果如表所示。请回答下列问题:实验材料组别Hg2+浓度(mgL-1)实验后细胞内K+浓度(mgL-1)成熟区细胞和适宜浓度的K+溶液A1010A2107A3204分生区细胞和上述浓度的K+溶液B105B2102B3201(1)洋葱根尖细胞中能产生ATP的部位有。针对成熟区细胞设置A1组作为对照组的目的是。(2)分析上表中数据可知,随着Hg2+浓度的升高,细胞吸收K+的量(填“增多”“不变”或“减少”),可能的原因是。(3)对比A1组和B1组,可得出的结论是。答案(1)
42、细胞溶胶和线粒体排除无关变量的干扰,以确保实验结果是由不同浓度的Hg2+引起的(2)减少细胞吸收K+属于主动转运,需要ATP供能,而Hg2+通过抑制ATP水解影响K+的吸收(3)与分生区细胞相比,成熟区细胞对K+的吸收量更大解析(1)洋葱根尖细胞可以进行呼吸作用,不能进行光合作用,因此其产生ATP的场所有细胞溶胶和线粒体;针对成熟区细胞设置A1组作为对照组,目的是排除无关变量的干扰,以确保实验结果是由不同浓度的Hg2+引起的。(2)分析表中数据可知,随着Hg2+浓度的升高,细胞吸收K+的量减少,可能的原因是细胞吸收K+属于主动转运,需要ATP供能,而Hg2+通过抑制ATP水解影响K+的吸收。(3)根据表中数据分析,A1、B1实验后细胞内K+浓度分别为10 mgL-1、5 mgL-1,说明与分生区细胞相比,成熟区细胞对K+的吸收量更大。
