（人教通用）2020版高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第二單元 細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的運(yùn)輸 第6講 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出講義.docx

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第6講　細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出 [考綱要求]　1.物質(zhì)出入細(xì)胞的方式(Ⅱ)。2.實驗：(1)通過模擬實驗探究膜的透性；(2)觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原。 考點一　物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶嵗? 1．滲透作用 (1)概念：指水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴(kuò)散過程。 (2)滲透作用產(chǎn)生的條件：一是具有半透膜，二是半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。 2．動、植物細(xì)胞的吸水和失水 (1)動物細(xì)胞的吸水和失水 ②現(xiàn)象 外界溶液濃度<細(xì)胞質(zhì)濃度?細(xì)胞吸水膨脹； 外界溶液濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度?細(xì)胞失水皺縮； 外界溶液濃度＝細(xì)胞質(zhì)濃度?水分進(jìn)出平衡。 概念辨析　半透膜與選擇透過性膜的比較 a．區(qū)別：半透膜是無生命的物理性薄膜，物質(zhì)能否通過取決于分子的大??；選擇透過性膜是具有活性的生物膜，載體蛋白的存在決定了其對不同物質(zhì)吸收的選擇性。細(xì)胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透過性喪失。 b．共性：都允許水分子自由通過，而不允許生物大分子通過。 (2)植物細(xì)胞的吸水和失水(以成熟植物細(xì)胞為例) ①原理 ②現(xiàn)象 a．當(dāng)外界溶液的濃度大于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞就通過滲透作用失水，植物細(xì)胞就發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。 b．將已發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞放入清水中，此時細(xì)胞液的濃度大于外界清水，植物細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。 3．物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑嵗? (1)植物對無機(jī)鹽離子的吸收 ①不同植物對同種無機(jī)鹽離子的吸收有差異。 ②同種植物對不同無機(jī)鹽離子的吸收也有差異。 (2)人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞對碘的吸收是逆(填“逆”或“順”)濃度梯度進(jìn)行的。 (3)不同微生物對不同礦物質(zhì)的吸收表現(xiàn)出較大的差異性。 (1)滲透作用中膜兩側(cè)溶液的濃度指的是質(zhì)量百分比濃度(　　) (2)在滲透作用中，當(dāng)半透膜兩側(cè)溶液濃度相等時，水分子不再通過半透膜(　　) (3)將動物細(xì)胞放入一定濃度的外界溶液中，不能發(fā)生滲透作用(　　) (4)植物細(xì)胞的原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核(　　) (5)無機(jī)鹽離子都是逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸?shù)?　　) 如圖甲、乙、丙分別是細(xì)胞在不同濃度溶液中水分子的跨膜運(yùn)輸示意圖(箭頭大小代表水分子數(shù)的多少)。請回答下列問題： (1)若將人的成熟紅細(xì)胞放入清水中，會出現(xiàn)如圖所示哪種現(xiàn)象？分析原因。 提示　會出現(xiàn)如圖甲所示現(xiàn)象。將人的成熟紅細(xì)胞放入清水中，由于發(fā)生滲透作用，從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的水分子多于從細(xì)胞內(nèi)到細(xì)胞外的水分子，因此細(xì)胞吸水。 (2)若將洋蔥表皮細(xì)胞放在質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中，會出現(xiàn)如圖所示哪種現(xiàn)象？達(dá)到平衡時，水分子進(jìn)出細(xì)胞的狀況是圖中哪一種？ 提示　將洋蔥表皮細(xì)胞放在質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中，細(xì)胞外界溶液濃度較大，細(xì)胞失水，如圖丙所示；達(dá)到平衡狀態(tài)時，水分子進(jìn)出細(xì)胞的速率相等，如圖乙所示。 (3)若某葉肉細(xì)胞正處于圖甲所示狀態(tài)，一段時間內(nèi)細(xì)胞體積增大，最終會不會漲破？為什么？ 提示　細(xì)胞不會漲破，因為植物細(xì)胞有細(xì)胞壁的保護(hù)。 1．滲透作用原理的應(yīng)用 (1)驗證滲透作用發(fā)生的條件 (2)比較不同溶液濃度的大小 比較項目 漏斗內(nèi) 燒杯內(nèi) 溶液濃度 M N 現(xiàn)象及結(jié)論 ①若漏斗內(nèi)液面上升，則M>N ②若漏斗內(nèi)液面不變，則M＝N ③若漏斗內(nèi)液面下降，則Mb>a 答案　D 解析　分析題圖可知，a組細(xì)胞基本可以維持原狀，b組細(xì)胞吸水膨脹，c組細(xì)胞失水皺縮；與a組相比，b組細(xì)胞吸水，細(xì)胞內(nèi)液滲透壓降低；向a組燒杯中加入少量葡萄糖后，首先會使外界溶液滲透壓大于細(xì)胞內(nèi)液滲透壓，從而使細(xì)胞失水皺縮，后來葡萄糖通過協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，造成細(xì)胞內(nèi)液滲透壓大于外界溶液，細(xì)胞吸水恢復(fù)原狀；細(xì)胞形態(tài)的改變是細(xì)胞通過滲透作用失水或吸水造成的，不消耗ATP。 4．(2018博雅聞道第一次聯(lián)合質(zhì)檢)將洋蔥某部位細(xì)胞放入一定濃度的物質(zhì) A 溶液中，發(fā)現(xiàn)其原生質(zhì)體體積自行變化趨勢如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．該部位可能位于洋蔥的根尖分生區(qū) B．物質(zhì) A 可能為 2 mol/L 的蔗糖溶液 C．該細(xì)胞出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象后又自動復(fù)原 D．原生質(zhì)體相對體積恢復(fù)到100%后無水進(jìn)出 答案　C 解析　洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞沒有大液泡，不能發(fā)生質(zhì)壁分離，A 項錯誤；植物細(xì)胞在蔗糖溶液中不能發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原的現(xiàn)象，B項錯誤；分析題圖可知，原生質(zhì)體的相對體積先減小后增大，最終恢復(fù)到100%，說明該細(xì)胞出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象后又自動復(fù)原，C項正確；當(dāng)原生質(zhì)體相對體積恢復(fù)到100%后依然有水分子進(jìn)出，D 項錯誤。 科學(xué)思維　兩種方法判斷細(xì)胞的吸水、失水 (1)通過比較細(xì)胞外溶液和細(xì)胞液的濃度大小來判斷：當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞失水；當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞吸水；當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度與細(xì)胞液的濃度相等時，細(xì)胞失水量和吸水量相等，處于動態(tài)平衡。 (2)根據(jù)重量或長度變化(如蘿卜條)來判斷：若重量增加或長度變長，則吸水；反之則失水。 考點二　物質(zhì)出入細(xì)胞的方式及影響因素 1．各種物質(zhì)出入細(xì)胞方式的比較 物質(zhì)出入細(xì)胞的方式 被動運(yùn)輸 主動運(yùn)輸 胞吞 胞吐 自由擴(kuò)散 協(xié)助擴(kuò)散 圖例 運(yùn)輸方向 高濃度→低濃度 低濃度→高濃度 胞外→胞內(nèi) 胞內(nèi)→胞外 是否需要 載體 否 是 是 否 是否消耗 能量 否 否 是 是 舉例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯的跨膜運(yùn)輸 人的紅細(xì)胞吸收葡萄糖 小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽等 吞噬細(xì)胞吞噬抗原 胰島素、消化酶、抗體的分泌 特別提醒　(1)從低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)運(yùn)輸一定是主動運(yùn)輸，因為逆濃度梯度運(yùn)輸需要消耗能量。 (2)同一種物質(zhì)進(jìn)出不同細(xì)胞時，運(yùn)輸方式可能不同，如紅細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴(kuò)散，小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖的方式則是主動運(yùn)輸。 (3)Na＋、K＋等無機(jī)鹽離子一般以主動運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)出細(xì)胞，但也可通過協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。 (4)RNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)通過核孔進(jìn)出細(xì)胞核，而不是通過胞吞、胞吐作用。 2．影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸因素的分析 (1)濃度差對物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊? 濃度差主要影響自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。自由擴(kuò)散中，濃度差越大，運(yùn)輸速率越大；協(xié)助擴(kuò)散中，濃度差達(dá)到一定程度后運(yùn)輸速率不再繼續(xù)增加，原因是受載體蛋白數(shù)量的限制。 (2)載體蛋白數(shù)量對跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊? 載體蛋白主要影響協(xié)助擴(kuò)散和主動運(yùn)輸。其他條件適宜的情況下，協(xié)助擴(kuò)散載體蛋白數(shù)量越多，運(yùn)輸速率越大；主動運(yùn)輸中載體蛋白數(shù)量達(dá)到一定程度后運(yùn)輸速率不再增加，可能原因是受能量供應(yīng)限制。自由擴(kuò)散不受載體蛋白數(shù)量的影響。 (3)氧氣含量對跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊? 通過影響細(xì)胞的呼吸進(jìn)而影響主動運(yùn)輸?shù)乃俾省? ①P點時：無氧呼吸為物質(zhì)的運(yùn)輸提供能量。 ②PQ段：隨著氧氣含量的增加，有氧呼吸產(chǎn)生的能量越多，主動運(yùn)輸?shù)乃俾试酱蟆? ③Q點以后：當(dāng)氧氣含量達(dá)到一定程度后，受載體蛋白數(shù)量以及其他限制因素的影響，運(yùn)輸速率不再增加。 (4)溫度 (1)細(xì)胞質(zhì)中的氫離子可以通過擴(kuò)散作用進(jìn)入液泡內(nèi)(　　) (2)Na＋與有關(guān)載體蛋白結(jié)合排出神經(jīng)細(xì)胞屬于主動運(yùn)輸(　√　) (3)細(xì)胞外液中的K＋進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞屬于自由擴(kuò)散(　　) (4)液泡中積累了大量離子，故液泡膜不具有選擇透過性(　　) (5)主動運(yùn)輸使膜內(nèi)外物質(zhì)濃度趨于一致，維持了細(xì)胞的正常代謝(　　) (6)人紅細(xì)胞吸收膽固醇與吸收葡萄糖的相同點是需要載體蛋白的協(xié)助(　　) (7)新生兒從乳汁中獲得抗體需要消耗能量(　√　) (8)激素必須通過主動運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)才能完成對細(xì)胞代謝的調(diào)節(jié)(　　) 1．分析物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的有關(guān)圖像 (1)圖甲、乙所示物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式一樣嗎？為什么？ 提示　不一樣。圖甲中a點以后物質(zhì)是逆濃度梯度運(yùn)輸，為主動運(yùn)輸；圖乙中物質(zhì)順濃度梯度運(yùn)輸，需要載體蛋白，但不消耗能量，為協(xié)助擴(kuò)散。 (2)圖乙所示的運(yùn)輸方式也可以逆濃度梯度進(jìn)行嗎？ 提示　不能，逆濃度梯度運(yùn)輸一定消耗能量。 (3)只要是消耗能量的運(yùn)輸方式就是主動運(yùn)輸嗎？ 提示　不是，消耗能量的運(yùn)輸方式除了主動運(yùn)輸，還有胞吞和胞吐以及穿越核孔的運(yùn)輸方式。 2．完善物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式圖解 命題點一　物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的判斷 1．(2018全國Ⅱ，2)下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹觯_的是(　　) A．吞噬細(xì)胞攝入病原體的過程屬于協(xié)助擴(kuò)散 B．固醇類激素進(jìn)入靶細(xì)胞的過程屬于主動運(yùn)輸 C．神經(jīng)細(xì)胞受到刺激時產(chǎn)生的Na＋內(nèi)流屬于被動運(yùn)輸 D．護(hù)膚品中的甘油進(jìn)入皮膚細(xì)胞的過程屬于主動運(yùn)輸 答案　C 解析　吞噬細(xì)胞攝入病原體的過程屬于胞吞，A項錯誤；固醇類激素如性激素以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入靶細(xì)胞，B項錯誤；靜息狀態(tài)時，神經(jīng)細(xì)胞膜外的Na＋濃度高于膜內(nèi)，受到刺激時產(chǎn)生的Na＋內(nèi)流是由通道蛋白協(xié)助的被動運(yùn)輸，C項正確；護(hù)膚品中的甘油屬于小分子脂溶性物質(zhì)，以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入皮膚細(xì)胞，D項錯誤。 2．(2018合肥檢測)主動運(yùn)輸消耗的能量可來自ATP或離子電化學(xué)梯度等。如圖為Na＋、葡萄糖進(jìn)出小腸上皮細(xì)胞的示意圖。下列關(guān)于圖中物質(zhì)跨膜運(yùn)輸過程的分析錯誤的是(　　) A．葡萄糖從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞是不需耗能的主動運(yùn)輸 B．Na＋從小腸上皮細(xì)胞進(jìn)入組織液是需要消耗ATP的主動運(yùn)輸 C．葡萄糖從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞與Na＋從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞相伴隨 D．Na＋從腸腔到小腸上皮細(xì)胞以及葡萄糖從小腸上皮細(xì)胞到組織液均為被動運(yùn)輸 答案　A 解析　由圖可知，葡萄糖從腸腔逆濃度梯度進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞，屬于主動運(yùn)輸，需消耗能量，A項錯誤；Na＋從小腸上皮細(xì)胞進(jìn)入組織液是逆濃度梯度進(jìn)行的，需要載體蛋白協(xié)助并需要消耗ATP，屬于主動運(yùn)輸，B項正確；從圖示可看出，葡萄糖從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞與Na＋從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞共用一個載體，C項正確；Na＋從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞的方式是協(xié)助擴(kuò)散，葡萄糖從小腸上皮細(xì)胞進(jìn)入組織液的方式也是協(xié)助擴(kuò)散,均為被動運(yùn)輸，D項正確。 科學(xué)思維　“三看法”快速判定物質(zhì)出入細(xì)胞的方式 命題點二　影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩胤治? 3．(2015全國Ⅱ，1)將三組生理狀態(tài)相同的某植物幼根分別培養(yǎng)在含有相同培養(yǎng)液的密閉培養(yǎng)瓶中，一段時間后，測定根吸收某一礦質(zhì)元素離子的量。培養(yǎng)條件及實驗結(jié)果見下表： 培養(yǎng)瓶中氣體 溫度/℃ 離子相對吸收量/% 空氣 17 100 氮?dú)? 17 10 空氣 3 28 下列分析正確的是(　　) A．有氧條件有利于該植物幼根對該離子的吸收 B．該植物幼根對該離子的吸收與溫度的變化無關(guān) C．氮?dú)猸h(huán)境中該植物幼根細(xì)胞吸收該離子不消耗ATP D．與空氣相比，氮?dú)猸h(huán)境有利于該植物幼根對該離子的吸收 答案　A 解析　溫度為17 ℃條件下，氮?dú)?缺氧)環(huán)境中該植物幼根對離子的吸收量比氧氣環(huán)境中低，說明有氧條件有利于該植物幼根吸收該離子，同時說明幼根吸收該離子為主動運(yùn)輸，A項正確、D項錯誤；氮?dú)猸h(huán)境中該植物幼根細(xì)胞吸收該離子仍需要消耗ATP，此時幼根消耗的ATP是無氧呼吸產(chǎn)生的，C項錯誤；空氣中培養(yǎng)，溫度為17 ℃時，離子吸收量明顯高于3 ℃時，可知該植物幼根對該離子的吸收與溫度有關(guān)，B項錯誤。 4．(2019湖南五市十校高三一模)人體細(xì)胞膜上存在一種蛋白質(zhì)離子通道，在膜電位發(fā)生變化時，蛋白質(zhì)通道的閘門開啟或關(guān)閉，完成無機(jī)鹽離子進(jìn)出細(xì)胞的運(yùn)輸。如圖所示為物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的三種途徑，下列說法正確的是(　　) A．膜電位由靜息電位變?yōu)閯幼麟娢粫r，Ca2＋通道蛋白開啟 B．影響途徑①的因素只有物質(zhì)的濃度差 C．溫度只影響物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式中途徑③的速率 D．甲物質(zhì)是ATP，可為途徑②和③提供能量 答案　A 解析　分析題圖可知，膜電位由內(nèi)負(fù)外正的靜息電位變?yōu)閮?nèi)正外負(fù)的動作電位時，Ca2＋通道蛋白開啟，Ca2＋內(nèi)流，A正確；途徑①是葡萄糖從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運(yùn)輸且需要載體協(xié)助，運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散，該運(yùn)輸方式不僅受物質(zhì)的濃度差影響，還受載體蛋白的數(shù)量影響，B錯誤；溫度可影響ATP的合成及膜上蛋白質(zhì)的運(yùn)動，途徑③為胞吐，需要消耗能量，途徑①②都需要載體蛋白協(xié)助，因此運(yùn)輸速率都與溫度有關(guān)，C錯誤；甲物質(zhì)是細(xì)胞呼吸第一階段和有氧呼吸第二、三階段所產(chǎn)生的ATP，ATP為途徑③胞吐提供能量，途徑②依賴蛋白通道的開啟，不消耗能量，D錯誤。 命題點三　物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)挠嘘P(guān)探究實驗分析 5．(2017海南，6)將生長狀態(tài)一致的某種植物幼苗分成甲、乙兩組，分別移入適宜的營養(yǎng)液中在光下培養(yǎng)，并給甲組的營養(yǎng)液適時通入空氣，乙組不進(jìn)行通氣處理。一定時間后測得甲組的根對a離子的吸收速率遠(yuǎn)大于乙組的。關(guān)于這一實驗現(xiàn)象，下列說法錯誤的是(　　) A．給營養(yǎng)液通入空氣有利于該植物的生長 B．根細(xì)胞對a離子的吸收過程屬于自由擴(kuò)散 C．根細(xì)胞對a離子的吸收過程有能量的消耗 D．根細(xì)胞的有氧呼吸有利于根對a離子的吸收 答案　B 解析　由題目給出的信息“甲組的根對a離子的吸收速率遠(yuǎn)大于乙組的”，說明根對a離子的吸收過程屬于主動運(yùn)輸，主動運(yùn)輸需要能量和載體蛋白，B項錯誤，C項正確；給營養(yǎng)液通入的空氣中含有氧氣，根細(xì)胞獲得氧氣，有氧呼吸能正常進(jìn)行，有利于根對a離子的吸收，有利于該植物的生長，A、D項正確。 6．(2018天津河西區(qū)高三三模)慕尼黑工業(yè)大學(xué)的教授構(gòu)建了一個能自己移動和改變形態(tài)的“類細(xì)胞”模型，由膜外殼和填入物構(gòu)成。請回答下列問題： (1)該模型類似于__________________產(chǎn)生的囊泡，其邊界(膜外殼)由________________組成。 (2)該模型中填入了細(xì)胞骨架和驅(qū)動蛋白，作為運(yùn)動的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，另外還需要填入________作為直接能源。 (3)將該結(jié)構(gòu)置于一定濃度的K＋溶液中一段時間，檢測發(fā)現(xiàn)K＋不能進(jìn)入其中。你認(rèn)為應(yīng)怎樣對該模型進(jìn)行改造？并寫出理由。_________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 答案　(1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體　磷脂分子 (2)ATP (3)在其膜外殼中加入K＋的載體蛋白，因為K＋進(jìn)入細(xì)胞的跨膜運(yùn)輸方式是主動運(yùn)輸，需要相應(yīng)載體蛋白的協(xié)助 解析　(1)細(xì)胞中能產(chǎn)生囊泡的細(xì)胞器有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體；該模型的邊界(膜外殼)是由磷脂分子構(gòu)成的。 (2)生物體生命活動所需能量的直接來源是ATP。 (3)K＋進(jìn)入細(xì)胞的跨膜運(yùn)輸方式為主動運(yùn)輸，需要相應(yīng)的載體的協(xié)助，并消耗能量。若將該結(jié)構(gòu)置于一定濃度的K＋溶液中一段時間，檢測發(fā)現(xiàn)K＋不能進(jìn)入其中，說明膜上缺乏相應(yīng)的載體蛋白，因此應(yīng)該在其膜外殼中加入K＋的載體蛋白。 科學(xué)探究　探究物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的實驗設(shè)計思路 (1)探究是主動運(yùn)輸還是被動運(yùn)輸 (2)探究是自由擴(kuò)散還是協(xié)助擴(kuò)散 考點三　觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原 1．實驗原理 (1)成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。 (2)細(xì)胞液具有一定的濃度，細(xì)胞能滲透吸水和失水。 (3)原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大。 2．實驗步驟 3．現(xiàn)象與結(jié)論 歸納總結(jié)　(1)本實驗存在兩組對照實驗 (2)質(zhì)壁分離后在細(xì)胞壁和細(xì)胞膜之間的是濃度降低的外界溶液。這是由于細(xì)胞壁是全透性的，且有水分子通過原生質(zhì)層滲出來。 1．不同外界溶液中植物細(xì)胞的變化分析 將成熟植物的細(xì)胞依次浸于蒸餾水、物質(zhì)的量濃度為0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.5 mol/L的尿素溶液中，原生質(zhì)體(即植物細(xì)胞中細(xì)胞壁以內(nèi)的部分)的體積隨時間變化如圖，分析如下： (1)A曲線表示細(xì)胞在蒸餾水中：細(xì)胞略膨脹，但是由于細(xì)胞壁的存在，原生質(zhì)體的體積不能無限膨脹。 (2)B曲線表示細(xì)胞在0.5 mol/L的尿素溶液中：細(xì)胞先因滲透失水而發(fā)生質(zhì)壁分離，后由于尿素能進(jìn)入細(xì)胞，使得質(zhì)壁分離后的細(xì)胞因吸水而自動復(fù)原；KNO3、甘油、乙二醇等溶液中也可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原現(xiàn)象。 (3)C曲線表示細(xì)胞在0.3 mol/L的蔗糖溶液中：蔗糖不能進(jìn)入細(xì)胞，因此質(zhì)壁分離后細(xì)胞不能發(fā)生自動復(fù)原。 2．質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗的拓展應(yīng)用 (1)判斷成熟植物細(xì)胞的死活 (2)測定細(xì)胞液濃度范圍 (3)比較不同成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度 (4)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 問題探究 如圖表示正在進(jìn)行質(zhì)壁分離的紫色洋蔥細(xì)胞，請分析： (1)實驗時一定要選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞嗎？ 提示　不一定。但紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的細(xì)胞液中含有色素，使液泡呈現(xiàn)紫色，便于觀察。 (2)b的大小和顏色如何發(fā)生變化？ 提示　b逐漸變小，顏色逐漸加深。 (3)當(dāng)停止質(zhì)壁分離時，b與c的濃度相等。 (4)該實驗無獨(dú)立的對照組，為什么還叫對照實驗？ 提示　該實驗中，實驗組和對照組在同一裝片中先后進(jìn)行，屬于自身對照。 命題點一　實驗原理和基本步驟分析 1．(2018榆林二模)以紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞作為觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗的材料，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．正在發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞，其吸水能力逐漸減弱 B．正在發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞，其紫色區(qū)域逐漸縮小，該區(qū)域顏色逐漸變深 C．發(fā)生質(zhì)壁分離后完全復(fù)原的細(xì)胞，其細(xì)胞液濃度最終與外界溶液濃度相同 D．該實驗不選擇紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞作材料，是由于該類細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離 答案　B 解析　紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的細(xì)胞液呈紫色，正在發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞，因不斷失水導(dǎo)致細(xì)胞液的濃度逐漸增大，紫色區(qū)域逐漸縮小，該區(qū)域顏色逐漸變深，其吸水能力逐漸增強(qiáng)，A錯誤，B正確；因具有支持和保護(hù)作用的細(xì)胞壁也有一定程度的伸縮性，實驗發(fā)生質(zhì)壁分離后完全復(fù)原的細(xì)胞，其細(xì)胞液濃度最終與外界溶液濃度相同或大于外界溶液濃度，C錯誤；該實驗不選擇紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞作材料，是由于該類細(xì)胞的細(xì)胞液無色，不易觀察質(zhì)壁分離及其復(fù)原現(xiàn)象，D錯誤。 2．某學(xué)生將2.5%的尿素溶液滴加在載玻片上的蠶豆表皮上，觀察到植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離。2 h后打算再次觀察時卻發(fā)現(xiàn)無法找到理想的視野。原因是(　　) A．錯拿了對照樣品 B．時間過長，細(xì)胞壁也收縮了 C．溶質(zhì)顆粒被緩慢吸收，使水分再度進(jìn)入細(xì)胞 D．2 h前觀察到的現(xiàn)象是假象 答案　C 命題點二　實驗的拓展和應(yīng)用 3．(2018安陽一模)某研究小組用5種植物材料進(jìn)行質(zhì)壁分離實驗。在相同的放大倍數(shù)下，記錄視野中的細(xì)胞數(shù)目，然后滴加蔗糖溶液，記錄從滴加蔗糖溶液到發(fā)生“初始質(zhì)壁分離”的平均時間，繪制成下圖。下列說法正確的是(　　) A．據(jù)圖分析可知，5種植物材料中山茶細(xì)胞最小 B．該實驗在觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象時，沒有設(shè)計對照實驗 C．若在發(fā)生質(zhì)壁分離后滴加清水，則5種材料復(fù)原時間都不同 D．5種材料中，紅花檵木發(fā)生質(zhì)壁分離的速度最快 答案　D 解析　在相同的放大倍數(shù)下，視野中山茶的細(xì)胞數(shù)目最少，說明其細(xì)胞最大，紅花檵木觀察到的細(xì)胞數(shù)目最多，細(xì)胞最小，A錯誤；蔗糖溶液滴加之前和之后形成前后自身對照，B錯誤；若在發(fā)生質(zhì)壁分離后滴加清水，則不能確定5種材料復(fù)原時間，C錯誤；5種材料中，紅花檵木從滴加蔗糖溶液到發(fā)生“初始質(zhì)壁分離”的平均時間最短，發(fā)生質(zhì)壁分離的速度最快，D正確。 4．取某一紅色花冠的2個大小相同、生理狀態(tài)相似的花瓣細(xì)胞，將它們分別放置在甲、乙兩種溶液中，測得細(xì)胞失水量的變化如圖1，液泡直徑的變化如圖2，下列敘述正確的是(　　) A．第4分鐘后乙溶液中細(xì)胞由于失水過多而死亡 B．甲、乙兩種溶液的濃度不同，溶質(zhì)也不可能相同 C．第2分鐘前乙溶液中花瓣細(xì)胞的失水速率大于甲溶液 D．圖2中曲線Ⅰ和圖1中乙溶液中細(xì)胞失水量曲線對應(yīng) 答案　D 解析　第4分鐘后乙溶液中細(xì)胞吸水，發(fā)生了質(zhì)壁分離復(fù)原，A錯誤；圖1中兩條曲線的差異是甲、乙溶液溶質(zhì)不同造成的，甲溶液中溶質(zhì)不能被細(xì)胞吸收，乙溶液中的溶質(zhì)可以被細(xì)胞通過主動運(yùn)輸?shù)姆绞轿?，但兩種溶液的濃度可能相同，B錯誤；據(jù)圖1中第2分鐘前兩曲線的變化趨勢可知，處于甲溶液中的花瓣細(xì)胞的失水速率大于乙溶液，C錯誤；分析圖2可知，曲線Ⅰ中液泡先變小后恢復(fù)到原樣，與乙溶液中細(xì)胞失水量曲線對應(yīng)，曲線Ⅱ中液泡先變小后維持不變，與甲溶液中細(xì)胞失水量曲線對應(yīng)，D正確。 矯正易錯　強(qiáng)記長句 1．水分子由低濃度溶液流向高濃度溶液是表觀現(xiàn)象，實際上水分子是雙向移動的，只是由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子數(shù)較多。 2．滲透平衡不可看作沒有水分子移動，也不可看作兩側(cè)溶液濃度絕對相等，只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動達(dá)到動態(tài)平衡狀態(tài)。 3．物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核并非都通過核孔。核孔是RNA和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道；一般，小分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核是通過跨膜運(yùn)輸實現(xiàn)的，都具有選擇性。 4．Na＋、K＋等無機(jī)鹽離子一般以主動運(yùn)輸方式進(jìn)出細(xì)胞，但也可通過協(xié)助擴(kuò)散(或離子通道)進(jìn)出細(xì)胞，如神經(jīng)細(xì)胞維持靜息電位時的K＋外流和形成動作電位時的Na＋內(nèi)流。 5．植物吸收水分的方式是自由擴(kuò)散，而吸收無機(jī)鹽離子的方式是主動運(yùn)輸，因此可以說植物對水分和無機(jī)鹽的吸收是兩個相對獨(dú)立的過程。 6．物質(zhì)跨膜運(yùn)輸(自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動運(yùn)輸)體現(xiàn)了生物膜的選擇透過性；大分子物質(zhì)和顆粒性物質(zhì)的胞吞、胞吐體現(xiàn)了生物膜的流動性。 請回答與物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞有關(guān)的問題： 1．植物細(xì)胞原生質(zhì)層的組成是細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。 2．成熟植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因是外界溶液的濃度大于細(xì)胞液濃度，且原生質(zhì)層比細(xì)胞壁伸縮性大。 3．與主動運(yùn)輸有關(guān)的細(xì)胞器主要是哪兩種，并說明其作用：核糖體合成載體蛋白，線粒體為主動運(yùn)輸提供能量。 4．溫度對被動運(yùn)輸和主動運(yùn)輸都有影響，其原因是溫度影響磷脂分子和蛋白質(zhì)分子的運(yùn)動速率，影響膜的流動性。另外，溫度也影響酶的活性，進(jìn)而影響能量的供應(yīng)。 5．從細(xì)胞膜組成和結(jié)構(gòu)的角度推測，水分子進(jìn)入細(xì)胞的兩條途徑分別是通過磷脂雙分子層的自由擴(kuò)散和通過水通道蛋白的協(xié)助擴(kuò)散。 重溫高考　演練模擬 1．(2018全國Ⅰ，3)下列有關(guān)植物根系吸收利用營養(yǎng)元素的敘述，錯誤的是(　　) A．在酸性土壤中，小麥可吸收利用土壤中的N2和NO B．農(nóng)田適時松土有利于農(nóng)作物根細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收 C．土壤微生物降解植物秸稈產(chǎn)生的無機(jī)離子可被根系吸收 D．給玉米施肥過多時，會因根系水分外流引起“燒苗”現(xiàn)象 答案　A 解析　小麥不能直接吸收土壤中的N2，N2必須被固定后才能被植物吸收利用，A項錯誤；農(nóng)田松土可增強(qiáng)農(nóng)作物根的有氧呼吸，為礦質(zhì)元素的吸收供能，有利于對礦質(zhì)元素的吸收，B項正確；土壤微生物降解植物秸稈產(chǎn)生的無機(jī)離子可溶解在土壤溶液中，從而被根系吸收利用，C項正確；施肥過多會使土壤溶液濃度大于根細(xì)胞液濃度，從而使根細(xì)胞因失水過多而死亡，造成“燒苗”現(xiàn)象，D項正確。 2．(2018海南，6)將水稻幼苗培養(yǎng)在含MgSO4的培養(yǎng)液中，一段時間后，發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)液中Mg2＋和SO的含量下降，下列敘述不合理的是(　　) A．Mg2＋通過自由擴(kuò)散進(jìn)入根細(xì)胞 B．MgSO4必須溶解在水中才能被根吸收 C．根吸收的Mg2＋可以參與葉綠素的形成 D．降低溫度會影響水稻根系對Mg2＋的吸收 答案　A 解析　Mg2＋通過主動運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入根細(xì)胞，A錯誤。 3．(2017海南，9)為研究植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象，某同學(xué)將某植物的葉表皮放入一定濃度的甲物質(zhì)溶液中，一段時間后觀察到葉表皮細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離現(xiàn)象。下列說法錯誤的是(　　) A．該植物的葉表皮細(xì)胞是具有液泡的活細(xì)胞 B．細(xì)胞內(nèi)甲物質(zhì)的濃度高于細(xì)胞外甲物質(zhì)的濃度 C．細(xì)胞液中的H2O可以經(jīng)自由擴(kuò)散進(jìn)入甲物質(zhì)溶液中 D．甲物質(zhì)和H2O能自由通過該葉表皮細(xì)胞的細(xì)胞壁 答案　B 解析　具有大的液泡的活細(xì)胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離，A項正確；質(zhì)壁分離過程中，細(xì)胞在失水，此時，細(xì)胞外甲物質(zhì)的濃度高于細(xì)胞內(nèi)甲物質(zhì)的濃度，B項錯誤；水分子跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞亲杂蓴U(kuò)散，C項正確；細(xì)胞壁是全透性的，甲物質(zhì)和H2O能自由通過，D項正確。 4．(2016全國乙，2)離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，能利用水解ATP釋放的能量跨膜運(yùn)輸離子。下列敘述正確的是(　　) A．離子通過離子泵的跨膜運(yùn)輸屬于協(xié)助擴(kuò)散 B．離子通過離子泵的跨膜運(yùn)輸是順著濃度梯度進(jìn)行的 C．動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運(yùn)輸離子的速率 D．加入蛋白質(zhì)變性劑會提高離子泵跨膜運(yùn)輸離子的速率 答案　C 解析　離子泵通過消耗ATP進(jìn)行離子的跨膜運(yùn)輸，屬于主動運(yùn)輸，A項錯誤；主動運(yùn)輸一般為逆濃度梯度運(yùn)輸，B項錯誤；主動運(yùn)輸速率受ATP供能和具有活性的載體蛋白數(shù)量的限制，一氧化碳中毒會導(dǎo)致供氧不足，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞呼吸速率下降，ATP供能減少，使離子泵跨膜運(yùn)輸離子的速率降低，C項正確；蛋白質(zhì)變性劑會降低具有活性的載體蛋白的數(shù)量，使離子泵跨膜運(yùn)輸離子的速率降低，D項錯誤。 5．如圖為一種溶質(zhì)分子跨膜運(yùn)輸?shù)氖疽鈭D。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．載體①逆濃度運(yùn)輸溶質(zhì)分子 B．載體②具有ATP酶活性 C．載體①和②轉(zhuǎn)運(yùn)方式不同 D．載體②轉(zhuǎn)運(yùn)溶質(zhì)分子的速率比自由擴(kuò)散快 答案　B 解析　由圖可知載體①逆濃度梯度運(yùn)輸溶質(zhì)分子，A正確；載體②順濃度梯度運(yùn)輸溶質(zhì)分子，不消耗ATP，不具有ATP酶活性，B錯誤；載體①和②轉(zhuǎn)運(yùn)方式不同，前者是主動運(yùn)輸，后者是協(xié)助擴(kuò)散，C正確；協(xié)助擴(kuò)散有載體蛋白協(xié)助，自由擴(kuò)散沒有，因此運(yùn)輸速率比自由擴(kuò)散快，D正確。 一、選擇題 1．(2018北京，1)細(xì)胞膜的選擇透過性保證了細(xì)胞內(nèi)相對穩(wěn)定的微環(huán)境。下列物質(zhì)中，以自由擴(kuò)散方式通過細(xì)胞膜的是(　　) A．Na＋ B．二氧化碳 C．RNA D．胰島素 答案　B 解析　一般情況下，氣體(二氧化碳)以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞，B正確。 2．(2018齊齊哈爾高三三模)下列與物質(zhì)運(yùn)輸相關(guān)的敘述，正確的是(　　) A．黑藻細(xì)胞在質(zhì)壁分離的過程中細(xì)胞液的滲透壓逐漸減小 B．溫度影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸速率只是因為影響了膜的流動性 C．小腸上皮細(xì)胞吸收甘油的速率與其膜上的載體數(shù)量無關(guān) D．胰島素分泌到內(nèi)環(huán)境的過程需要細(xì)胞膜上載體蛋白的協(xié)助 答案　C 解析　正在發(fā)生質(zhì)壁分離的黑藻，因細(xì)胞不斷失水，細(xì)胞液濃度逐漸升高，細(xì)胞液的滲透壓逐漸增大，A項錯誤；溫度影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸速率，原因可能是影響了膜的流動性，或者影響了酶的活性，進(jìn)而影響了細(xì)胞的能量供應(yīng)，B項錯誤；甘油通過自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，不需要細(xì)胞膜上的載體蛋白協(xié)助，C項正確；胰島素通過胞吐進(jìn)入內(nèi)環(huán)境，不需要載體蛋白的協(xié)助，D項錯誤。 3．比較生物膜和人工膜(雙層磷脂)對多種物質(zhì)的通透性，結(jié)果如圖，據(jù)此不能得出的推論是(　　) A．生物膜上存在著協(xié)助H2O通過的物質(zhì) B．生物膜對K＋、Na＋、Cl－的通透具有選擇性 C．離子以協(xié)助擴(kuò)散方式通過人工膜 D．分子的大小影響其通過人工膜的擴(kuò)散速率 答案　C 解析　由圖示可知，生物膜和人工膜對甘油、CO2、O2的通透性相同，而生物膜對H2O的通透性大于人工膜，說明生物膜上存在著協(xié)助H2O通過的物質(zhì)，A項正確；生物膜對K＋、Na＋、Cl－的通透性不同，說明生物膜對這些離子的通透具有選擇性，B項正確；從圖中可以看出，人工膜對K＋、Na＋、Cl－的通透性相同，說明人工膜對離子的吸收無選擇性，生物膜對離子的通透性不同，且大于人工膜的通透性，說明生物膜上有協(xié)助離子通過的物質(zhì)，而人工膜上無協(xié)助離子通過的物質(zhì)，故離子不是以協(xié)助擴(kuò)散方式通過人工膜，C項錯誤；甘油、CO2、O2、H2O等不同物質(zhì)的分子大小不同，其通過人工膜的擴(kuò)散速率也不同，說明分子的大小影響其通過人工膜的擴(kuò)散速率。 4．(2018唐山高三第一次模擬)H＋的跨膜運(yùn)輸有的與質(zhì)子泵(H＋的載體蛋白)有關(guān)。質(zhì)子泵分為三種，一種為生成ATP的F—型質(zhì)子泵，兩種為消耗ATP的P—型質(zhì)子泵和V—型質(zhì)子泵。下列說法正確的是(　　) A．F—型質(zhì)子泵為H＋逆濃度梯度運(yùn)輸 B．P—型質(zhì)子泵為H＋順濃度梯度運(yùn)輸 C．類囊體薄膜上的質(zhì)子泵為V—型 D．線粒體內(nèi)膜上的質(zhì)子泵為F—型 答案　D 解析　F—型質(zhì)子泵不消耗ATP，說明F－型質(zhì)子泵不能逆濃度梯度運(yùn)輸H＋，A項錯誤；P—型質(zhì)子泵消耗ATP，可推知P—型質(zhì)子泵為H＋逆濃度梯度運(yùn)輸，B項錯誤；類囊體薄膜上進(jìn)行的光反應(yīng)過程能生成ATP，說明類囊體薄膜上的質(zhì)子泵為F—型，C項錯誤；線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的有氧呼吸的第三階段能生成ATP，可推知線粒體內(nèi)膜上的質(zhì)子泵為F—型，D項正確。 5．(2018貴陽高三5月適應(yīng)性考試)膜蛋白是生物膜上多種蛋白的統(tǒng)稱，與生物膜的功能密切相關(guān)。下列有關(guān)膜蛋白的敘述正確的是(　　) A．組成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)大多分布在細(xì)胞膜的外表面 B．一種離子通道只允許一種離子通過，可隨時開放 C．小分子和離子的跨膜運(yùn)輸都需要載體蛋白參與 D．載體蛋白運(yùn)輸物質(zhì)具有選擇性是由其結(jié)構(gòu)決定的 答案　D 解析　組成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層，且大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動的，A錯誤；離子通道只有在對特定刺激發(fā)生反應(yīng)時才瞬時開放，B錯誤；有些小分子物質(zhì)如O2等氣體以自由擴(kuò)散方式跨膜運(yùn)輸，不需要載體蛋白，C錯誤；載體蛋白與被傳遞的分子特異性結(jié)合使其越過細(xì)胞膜，所以載體蛋白結(jié)構(gòu)的特異性決定其運(yùn)輸物質(zhì)具有選擇性，D正確。 6．(2018天津紅橋區(qū)高三二模)研究發(fā)現(xiàn)，在小腸絨毛的微絨毛面存在著兩種運(yùn)輸葡萄糖的載體——SGLT1和GLUT2，前者是主動運(yùn)輸?shù)妮d體，后者是協(xié)助擴(kuò)散的載體?？茖W(xué)家通過體外實驗，將不同葡萄糖濃度下的運(yùn)輸速率繪制了如下圖所示的曲線，下列說法中錯誤的是(　　) A．在較高濃度下，細(xì)胞主要依賴主動運(yùn)輸來增大吸收速率 B．在較低濃度下，主動運(yùn)輸?shù)妮d體先達(dá)到飽和狀態(tài) C．主動運(yùn)輸需要消耗細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量 D．小腸絨毛細(xì)胞對葡萄糖運(yùn)輸?shù)膬煞N方式可同時進(jìn)行 答案　A 解析　由圖示可知，在較高濃度下，GLUT2的運(yùn)輸速率較大，即細(xì)胞通過協(xié)助擴(kuò)散吸收葡萄糖的速率明顯高于主動運(yùn)輸吸收葡萄糖的速率，所以細(xì)胞主要依賴協(xié)助擴(kuò)散來增大吸收速率，A項錯誤；由圖示可知，在較低濃度下，主動運(yùn)輸就可達(dá)到最大運(yùn)輸速率，即主動運(yùn)輸?shù)妮d體先達(dá)到飽和狀態(tài)，B項正確；主動運(yùn)輸需要消耗細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量以及細(xì)胞膜上的載體蛋白的協(xié)助，C項正確；由圖示可知，葡萄糖總的運(yùn)輸速率為兩種運(yùn)輸速率之和，所以可確定小腸絨毛細(xì)胞對葡萄糖的兩種運(yùn)輸方式可同時進(jìn)行，D項正確。 7．(2019安慶高三質(zhì)檢)利用熒光素雙醋酸酯(FDA)染色法測定動物細(xì)胞的活力，其基本原理是FDA本身無熒光，可自由通過細(xì)胞膜，經(jīng)細(xì)胞內(nèi)酯酶分解產(chǎn)生熒光素，積累在細(xì)胞內(nèi)并能發(fā)出綠色熒光，下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．實驗中配制的FDA溶液是一種低滲溶液 B．FDA通過胞吞作用進(jìn)入細(xì)胞，需要消耗能量 C．熒光素分子能以自由擴(kuò)散的方式通過細(xì)胞膜 D．一定范圍內(nèi)，熒光強(qiáng)度與細(xì)胞活力呈正相關(guān) 答案　D 解析　根據(jù)題意可知，F(xiàn)DA可自由通過細(xì)胞膜，說明FDA進(jìn)入細(xì)胞的方式是自由擴(kuò)散，所以實驗中配制的FDA溶液是一種高滲溶液，A、B錯誤；“細(xì)胞內(nèi)酯酶分解產(chǎn)生熒光素，積累在細(xì)胞內(nèi)并能產(chǎn)生綠色熒光”，說明熒光素在細(xì)胞內(nèi)，不能擴(kuò)散出細(xì)胞，C錯誤；FDA經(jīng)細(xì)胞內(nèi)酯酶分解產(chǎn)生熒光素，綠色熒光的強(qiáng)度越強(qiáng)，則說明酶活性越高，所以綠色熒光的強(qiáng)度與原生質(zhì)體的活力呈正相關(guān)，D正確。 8．(2018濟(jì)南3月模擬)下列關(guān)于“觀察洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原”活動的敘述，錯誤的是(　　) A．正在發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞中能觀察到紫色的中央液泡逐漸縮小，顏色逐漸加深 B．在一定蔗糖濃度范圍內(nèi)，不斷增加外界蔗糖溶液濃度，引起質(zhì)壁分離所需時間不斷縮短，質(zhì)壁分離程度不斷加大 C．細(xì)胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)時，細(xì)胞液濃度可能大于外界溶液濃度 D．若將洋蔥表皮細(xì)胞放在一定濃度的淀粉溶液中，可發(fā)生質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離自動復(fù)原現(xiàn)象 答案　D 解析　正在發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞，因不斷失水導(dǎo)致細(xì)胞中紫色的中央液泡逐漸縮小，顏色逐漸加深，A正確；在一定蔗糖濃度范圍內(nèi)，不斷增加外界蔗糖溶液濃度，隨著外界蔗糖溶液濃度與細(xì)胞液的濃度差增大，引起質(zhì)壁分離所需時間不斷縮短，質(zhì)壁分離程度不斷加大，B正確；細(xì)胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)時，可能正處于質(zhì)壁分離的過程中，也可能已經(jīng)達(dá)到滲透平衡或正處于質(zhì)壁分離復(fù)原的過程中，若正處于質(zhì)壁分離復(fù)原的過程中，則細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度，細(xì)胞滲透吸水，C正確；若將洋蔥表皮細(xì)胞放在一定濃度的淀粉溶液中，若淀粉溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，則可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但因淀粉不能被細(xì)胞吸收，所以不會發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原現(xiàn)象，D錯誤。 9．(2018沈陽高三一模)某實驗小組在室溫條件下，將紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞置于一定濃度的某溶液中，測得細(xì)胞液濃度與該溶液濃度的比值(P值)隨時間的變化曲線如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．該溶液可以是一定濃度的KCl溶液 B．細(xì)胞在t1時刻開始從外界溶液中吸收溶質(zhì) C．t1～t2時間段內(nèi)，液泡體積有所增大 D．若降低溫度，則t1～t2時間段會變長 答案　B 解析　據(jù)圖分析可知，細(xì)胞液濃度與該溶液濃度的比值(P值)隨時間的變化逐漸增大，最后趨于穩(wěn)定，即細(xì)胞液濃度不斷增加，且最后是細(xì)胞外界溶液的三倍，說明在該溶液中細(xì)胞先不斷失水，后溶質(zhì)分子進(jìn)入液泡，導(dǎo)致細(xì)胞液濃度高于該溶液，因此該溶液可以是一定濃度的KCl溶液，A正確；細(xì)胞在t1時刻之前就已經(jīng)開始從外界溶液中吸收溶質(zhì)，B錯誤；t1～t2時間段內(nèi)，細(xì)胞液濃度大于該溶液濃度，則細(xì)胞吸水導(dǎo)致液泡體積有所增大，C正確；若降低溫度，該溶液中的溶質(zhì)分子進(jìn)入細(xì)胞的速度會降低，則t1～t2時間段會變長，D正確。 10．(2018宜興一模)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，某植物細(xì)胞利用ATP酶和質(zhì)子泵把細(xì)胞內(nèi)的H＋泵出，導(dǎo)致細(xì)胞外H＋濃度較高，形成細(xì)胞內(nèi)外的H＋濃度差；“H＋—蔗糖載體”能夠依靠H＋濃度差把H＋和蔗糖分子運(yùn)入細(xì)胞。以上兩個過程如圖所示，由此可以推斷出(　　) A．該植物細(xì)胞在蔗糖溶液中不會發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原 B．質(zhì)子泵的化學(xué)本質(zhì)是一種蛋白質(zhì) C．H＋從細(xì)胞內(nèi)運(yùn)出細(xì)胞的方式是協(xié)助擴(kuò)散 D．該植物細(xì)胞吸收蔗糖分子的速率不受氧氣濃度的影響 答案　B 解析　由H＋—蔗糖載體能夠依靠H＋濃度差把H＋和蔗糖分子運(yùn)入細(xì)胞可知，該植物細(xì)胞在蔗糖溶液中，可以吸收外界溶液的蔗糖，會發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原，A錯誤；質(zhì)子泵是氫離子跨膜運(yùn)輸?shù)妮d體，載體的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，B正確；H＋從細(xì)胞內(nèi)運(yùn)出細(xì)胞需要消耗能量，需要載體，為主動運(yùn)輸，C錯誤；該植物細(xì)胞吸收蔗糖分子的速率，依賴于細(xì)胞內(nèi)外H＋濃度差，但是H＋濃度差的維持和能量供應(yīng)有關(guān)，故該植物細(xì)胞吸收蔗糖分子的速率受氧氣濃度的影響，D錯誤。 二、非選擇題 11．(2018成都高三一診)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜的跨膜蛋白中，有一種與水的跨膜運(yùn)輸有關(guān)的水通道蛋白?；卮鹣铝袉栴}： (1)細(xì)胞膜上跨膜蛋白的合成類似于分泌蛋白，核糖體上合成的肽鏈，需要在__________________中加工和修飾后，再運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜上。 (2)從細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)分析，由于__________________________的原因，水分子自由擴(kuò)散通過細(xì)胞膜時會受到一定的阻礙。現(xiàn)在研究確認(rèn)，細(xì)胞膜上的水通道蛋白能幫助水分子從低滲溶液向高滲溶液方向跨膜運(yùn)輸，這種水分子跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞莀_______________。 (3)哺乳動物紅細(xì)胞在低滲溶液中能迅速吸水漲破，有人推測這可能與水通道蛋白有關(guān)。請設(shè)計實驗，驗證這個推測是正確的。(要求：寫出實驗思路、預(yù)期實驗結(jié)果) 答案　(1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體　(2)磷脂雙分子層內(nèi)部具有疏水性　協(xié)助擴(kuò)散　(3)實驗思路：將哺乳動物紅細(xì)胞分成等量的兩份，編號甲組、乙組，將甲組紅細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)破壞，乙組紅細(xì)胞不作處理，然后將兩組細(xì)胞同時置于蒸餾水中，測定兩組細(xì)胞吸水漲破所需的時間。預(yù)期實驗結(jié)果：乙組吸水漲破所需時間短，說明推測正確。 解析　(1)根據(jù)蛋白質(zhì)的合成與分泌過程可知，核糖體合成的肽鏈需要先后經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工和修飾才能成為成熟的蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外或運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜上。 (2)細(xì)胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，其內(nèi)部具有疏水性，所以水分子自由擴(kuò)散通過細(xì)胞膜時會受到一定的阻礙。根據(jù)題意，水分子通過水通道蛋白的運(yùn)輸是從低滲溶液向高滲溶液方向運(yùn)輸?shù)?，因此該運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散。 (3)根據(jù)題意，要驗證哺乳動物紅細(xì)胞在低滲溶液中能迅速吸水漲破與水通道蛋白有關(guān)，則根據(jù)實驗的單一變量原則和對照性原則，設(shè)計實驗思路為：將哺乳動物紅細(xì)胞分成等量的兩份，編號甲組、乙組，將甲組紅細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)破壞，乙組紅細(xì)胞不作處理，然后將兩組細(xì)胞同時置于蒸餾水中，測定兩組細(xì)胞吸水漲破所需的時間。若乙組吸水漲破所需時間短，說明推測正確。 12．正常細(xì)胞內(nèi)K＋濃度約為細(xì)胞外的30倍，細(xì)胞外Na＋濃度約為細(xì)胞內(nèi)的12倍。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)外的Na＋濃度差、K＋濃度差減小時，細(xì)胞膜上的Na＋/K＋－ATP酶發(fā)揮作用，這種酶可以通過水解ATP，將細(xì)胞內(nèi)的Na＋移出膜外，將細(xì)胞外的K＋移入膜內(nèi)。如圖甲所示： (1)膜內(nèi)外Na＋具有濃度差，與膜的________性有關(guān)。Na＋/K＋－ATP酶將細(xì)胞內(nèi)的Na＋移出膜外的跨膜運(yùn)輸方式是________________。 (2)在運(yùn)輸Na＋和K＋的過程中，Na＋/K＋－ATP酶的________發(fā)生改變，有利于其與離子的結(jié)合與分離。 (3)比較圖乙和圖丙，當(dāng)Na＋和K＋________濃度差流過Na＋/K＋－ATP酶時，將ADP合成ATP，說明進(jìn)行ATP合成或分解的反應(yīng)條件取決于___________________________________。 (4)生物膜系統(tǒng)的________作用及能量是維系細(xì)胞有序性的基礎(chǔ)，線粒體內(nèi)膜上主要完成類似圖________的過程。 答案　(1)選擇透過　主動運(yùn)輸　(2)空間結(jié)構(gòu) (3)順　離子濃度差(或離子流動方向)　(4)分隔　乙 解析　 (1)由于生物膜具有選擇透過性，使得膜內(nèi)外的物質(zhì)(如Na＋)存在濃度差。根據(jù)題干中信息可知，Na＋運(yùn)出細(xì)胞是逆濃度梯度進(jìn)行的，而且需要消耗能量，故為主動運(yùn)輸。(2)由圖示可知，在運(yùn)輸Na＋和K＋的過程中，Na＋/K＋－ATP酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，這種改變有利于其與離子的結(jié)合與分離。(3)由題圖乙可知，Na＋和K＋順濃度差流過Na＋/K＋－ATP酶時，將ADP合成ATP，由題圖丙可知，當(dāng)Na＋和K＋逆濃度差流過Na＋/K＋－ATP酶時，生成ADP；根據(jù)以上分析可知，離子的流動方向決定了是將ADP合成ATP還是將ATP水解生成ADP。(4)生物膜系統(tǒng)的分隔作用及能量可以維系細(xì)胞有序高效地進(jìn)行各項生命活動，線粒體是有氧呼吸的主要場所，線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的是有氧呼吸第三階段的反應(yīng)，有大量ATP的合成，故其內(nèi)膜上主要完成類似圖乙的過程。 13.現(xiàn)有A、B、C三瓶外觀一樣但沒有標(biāo)簽的溶液，已知三種溶液是質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的蔗糖溶液、0.3 g/mL的蔗糖溶液和0.1 g/mL的葡萄糖溶液。某同學(xué)利用如圖所示的裝置設(shè)計了兩組實驗。(注：圖中半透膜允許溶劑和葡萄糖分子通過，不允許蔗糖分子通過) 實驗Ⅰ：同時將等量的A液和B液分別放入U形管的左、右兩側(cè)，一段時間后，左側(cè)的液面升高； 實驗Ⅱ：將等量的B液和C液分別放入U形管的左、右兩側(cè)，一段時間后，液面發(fā)生了下列變化：右側(cè)先升高后降低。 (1)本實驗應(yīng)用的原理是________________，判斷的依據(jù)是____________________________。 (2)根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：A液是________________，B液是________________。 (3)用紫色洋蔥鱗片葉探究植物細(xì)胞吸水和失水方式的實驗中，常選用________________溶液，觀察指標(biāo)主要有________________、________________及細(xì)胞大小。 (4)為了清晰地觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象，若用不含色素的洋蔥內(nèi)表皮作實驗材料，可采用的方法是_____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (5)為探究洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度，需要設(shè)計相關(guān)實驗，請寫出設(shè)計思路。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)滲透作用　圖中裝置具有半透膜，且膜兩側(cè)溶液具有濃度差　(2)0.3 g/mL的蔗糖溶液　0.1 g/mL的蔗糖溶液　(3)0.3 g/mL的蔗糖　中央液泡的大小及顏色深淺　原生質(zhì)層的位置　(4)在蔗糖溶液中加入紅墨水　(5)配制一系列濃度梯度的蔗糖溶液，并利用系列溶液分別重復(fù)上述實驗，觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離的狀態(tài)，細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的蔗糖溶液濃度之間 解析　(1)圖中實驗裝置具有半透膜，膜兩側(cè)溶液具有濃度差，能夠發(fā)生滲透作用，即應(yīng)用了滲透作用原理。(2)圖中左側(cè)液面升高，說明左側(cè)液體的滲透壓大于右側(cè)液體的。由于半透膜允許溶劑和葡萄糖分子通過，不允許蔗糖分子通過，所以左側(cè)液面不可能是0.1 g/mL的葡萄糖溶液(若左側(cè)液體是0.1g/mL的葡萄糖溶液，則左側(cè)液面應(yīng)該是先升高后降低)，A液只可能是0.3 g/mL的蔗糖溶液，B液只可能是0.1 g/mL的蔗糖溶液。(3)0.3 g/mL的蔗糖溶液是觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象的最佳溶液濃度，通過觀察中央液泡的大小和原生質(zhì)層的位置可以判斷是否發(fā)生質(zhì)壁分離。(4)若用不含色素的洋蔥內(nèi)表皮作實驗材料，為了看清楚原生質(zhì)層的位置，可以在外界溶液中加入有色物質(zhì)。(5)探究洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度時，應(yīng)當(dāng)將外界溶液(蔗糖溶液)的濃度作為自變量，質(zhì)壁分離的狀態(tài)作為因變量。