2019版高考生物一輪復習 第2單元 細胞的結構與物質的運輸 第7講 細胞的物質輸入和輸出學案 蘇教版.doc

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第7講　細胞的物質輸入和輸出 考試說明 1.物質出入細胞的方式(Ⅱ)。 2.實驗:觀察植物細胞的質壁分離和復原。 ??考點一　細胞的吸水和失水?? 1.滲透作用原理 (1)概念:指水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴散過程。 (2)發(fā)生滲透作用的條件:一是具有　　　　,二是半透膜兩側的溶液具有　　　　。 2.動物細胞的吸水和失水 (1) (2)現(xiàn) 象 3.成熟植物細胞的吸水和失水 圖2-7-1 (1)當　　　　　　　>　　　　　　　時,細胞失水,發(fā)生　　　　　　現(xiàn)象。 (2)當　　　　　　　　<　　　　　　　　時,細胞吸水,失水的細胞發(fā)生　　　　　　　　　現(xiàn)象。 理性思維 [模型與建模] 科學家將番茄和水稻分別放在含有Ca2+、Mg2+和Si的培養(yǎng)液中培養(yǎng),結果如下,據(jù)圖分析: 圖2-7-2 (1)由實驗結果可以看出,三種離子中,水稻主要吸收　　　　,番茄主要吸收　　　　　　。 (2)植物細胞吸收上述離子的方式是　　　　　,該方式與水分子運輸方式的主要區(qū)別是　　　　　　　　　　。 (3)解釋水稻培養(yǎng)液中Mg2+、Ca2+的濃度升高的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)根據(jù)實驗結果可知,不同植物對同一種無機鹽離子的吸收　　　　,同一種植物對不同種無機鹽離子的吸收　　　　　　,說明植物細胞對無機鹽離子的吸收具有　　　　(特點),這一特性與細胞膜上　　　　　　直接相關。 科學探究 通過實驗發(fā)現(xiàn),細胞質壁分離程度越大,氣孔張開程度越小甚至關閉。請據(jù)此擬定一個相關的研究課題:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 1.滲透作用的原理分析 (注:溶質分子不能通過半透膜) 圖2-7-3 (1)若S1溶液濃度大于S2,則單位時間內S2→S1的水分子數(shù)大于S1→S2的,外觀上表現(xiàn)為S1液面上升;若S1溶液濃度小于S2,則情況相反,外觀上表現(xiàn)為S1液面下降。 (2)在達到滲透平衡后,若存在液面差Δh,則S1溶液濃度仍大于S2。因為液面高的一側形成的壓強,會抑制水分子由低濃度一側向高濃度一側的擴散。 2.滲透作用模型和植物細胞與外界溶液形成滲透系統(tǒng)分析 滲透作用模型 植物細胞與外界溶 液形成滲透系統(tǒng) 圖解 (續(xù)表) 滲透作用模型 植物細胞與外界溶 液形成滲透系統(tǒng) 基本組成 或條件 　半透膜、濃度差 　原生質層——選擇透過性膜、濃度差——細胞液與外界溶液之間 原理 　水分子通過半透膜的擴散作用 　細胞液通過原生質層與外界溶液之間發(fā)生滲透 水擴散 的方向 低濃度溶液→高濃度溶液 特別提醒 (1)滲透系統(tǒng)的溶液濃度指物質的量濃度而非質量濃度,如質量分數(shù)為10%的葡萄糖溶液和質量分數(shù)為10%的蔗糖溶液的質量濃度相等,但質量分數(shù)為10%的蔗糖溶液的物質的量濃度小。 (2)水分子的移動方向是雙向移動,但最終結果是由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子數(shù)較多。 (3)滲透平衡只意味著半透膜兩側水分子移動達到平衡狀態(tài),既不可看作沒有水分子移動,也不可看作兩側溶液濃度絕對相等。 角度1　滲透系統(tǒng)與滲透作用的分析 1.[2018江淮十校聯(lián)考] 如圖2-7-4為研究滲透作用的實驗裝置,漏斗內溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液,水分子可以透過半透膜,蔗糖分子則不能。當滲透達到平衡時,液面差為m。下列有關敘述錯誤的是 (　　) 圖2-7-4 A.滲透平衡時,燒杯中的水分子仍然能夠進入漏斗 B.滲透平衡吋,溶液S1的濃度大于溶液S2的濃度 C.若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液,再次平衡時m將增大 D.若向燒杯中加入適量同現(xiàn)S2濃度相等的蔗糖溶液,再次平衡時m將減小 2.如圖2-7-5為滲透作用實驗,開始時如圖甲所示,A代表清水,B、C代表蔗糖溶液,過一段時間后結果如圖乙所示,漏斗管內液面不再變化,h1、h2表示漏斗內液面與清水的液面差。下列說法錯誤的是 (　　) A.圖甲中B的濃度一定大于C的濃度 B.圖乙中B的濃度一定等于C的濃度 C.圖甲A中的水分子擴散到B的速度大于A中水分子擴散到C的速度 圖2-7-5 D.圖乙A中水分子擴散到B的速度等于B中水分子擴散到A的速度 技法提煉　滲透方向及濃度大小的判斷 (1)判斷溶劑滲透的總方向 ①若半透膜兩側是同種溶液,根據(jù)質量濃度或物質的量濃度判定。 ②若半透膜兩側是不同的溶液,物質的量濃度才能體現(xiàn)溶質或溶劑分子數(shù)的多少,如半透膜兩側為質量分數(shù)相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液,則葡萄糖溶液一側單位體積中葡萄糖分子數(shù)多(水分子數(shù)少),水分子由蔗糖溶液一側通過半透膜向葡萄糖溶液一側擴散。 (2)判斷半透膜兩側溶液濃度大小 若滲透平衡后,半透膜兩側液面仍存在液面差,則半透膜兩側溶液就存在濃度差,液面差越大,濃度差就越大,且液面高的一側溶液濃度高。 角度2　細胞吸水與失水情況的分析 3.[2014全國卷Ⅱ] 將某植物花冠切成大小和形狀相同的細條,分為a、b、c、d、e和f組(每組的細條數(shù)相等),取上述6組細條分別置于不同濃度的蔗糖溶液中,浸泡相同時間后測量各組花冠細條的長度,結果如圖2-7-6所示。假如蔗糖溶液與花冠細胞之間只有水分交換,則 (　　) 圖2-7-6 A.實驗后,a組液泡中的溶質濃度比b組的高 B.浸泡導致f組細胞中液泡的失水量小于b組的 C.a組細胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b組 D.使細條在浸泡前后長度不變的蔗糖濃度介于0.4~0.5 molL-1之間 4.如圖2-7-7所示,圖甲是人的紅細胞長時間處在不同濃度的NaCl溶液中,紅細胞的體積(V)與初始體積(V0)之比的變化曲線;圖乙是某植物細胞在一定濃度的NaCl溶液中細胞失水量的變化情況。下列分析正確的是 (　　) 圖2-7-7 A.從圖甲可見250 mmolL-1 NaCl溶液不影響人紅細胞的代謝 B.圖乙中植物細胞體積會發(fā)生明顯的變化,先減小后增大 C.圖乙中a點細胞失水量最大,此時細胞吸水能力最小 D.人的紅細胞長時間處在300 mmolL-1 NaCl溶液中可能死亡,圖乙中的處理時間內細胞一直有生物活性 ??考點二　物質進出細胞的方式?? 1.物質運輸?shù)姆绞?、特點和實例(連線) 　　　特點　　　　　 　方式　　　　 　實例 ①不需載體和能量　　 a.主動運輸　　 Ⅰ.水、O2、CO2、 甘油、乙醇 ②需載體,不需能量 b.自由擴散 Ⅱ.紅細胞吸 收葡萄糖 ③需載體和能量 c.協(xié)助擴散 Ⅲ.小腸上皮細胞 吸收葡萄糖 ④需能量,不需載體 d.胞吞和胞吐 Ⅳ.大分子、 顆粒物質 2.根據(jù)圖2-7-8進一步確定物質跨膜運輸?shù)姆绞胶陀绊懸蛩? 圖2-7-8 (1)填寫以下有關跨膜運輸方式及結構的名稱: 甲:　　　　　　;乙:　　　　　　;丙:　　　　　　;a:　　　　　　。 (2)填寫以下有關跨膜運輸方式的影響因素:甲圖:　; 乙圖:　　　　　　　　　;丙圖:　　　　　　　　。 理性思維 1.[歸納與概括] (1)同一種物質進入不同細胞的方式相同嗎?舉例說明。 (2)同一種物質出入同一細胞的方式相同嗎?舉例說明。 2.[歸納與概括] 免疫細胞行使免疫功能時,會涉及胞吞和胞吐這兩種物質跨膜運輸方式,這兩種方式的共同點有哪些? 科學探究 有人認為小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴散或ATP驅動的主動運輸。為了證實這一假設,進行了以下實驗探究:取甲、乙兩組生長狀況相同的小腸上皮細胞,分別置于適宜濃度的葡萄糖培養(yǎng)液中,甲組進行正常呼吸,乙組用細胞　　　　　　處理。若小腸上皮細胞是以ATP驅動的主動運輸方式吸收葡萄糖的,則一段時間后兩組溶液中葡萄糖濃度降低的是　　　　組。 1.各種物質出入細胞方式的比較 物質出入 細胞的 方式 被動運輸 主動運輸 胞吞 胞吐 自由擴散 協(xié)助擴散 圖例 (續(xù)表) 物質出入 細胞的 方式 被動運輸 主動運輸 胞吞 胞吐 自由擴散 協(xié)助擴散 運輸方向 高濃度→低濃度 一般為低濃度→ 高濃度 胞外→胞內 胞內→胞外 特點 不需要載體, 不消耗能量 需要載體, 不消耗能量 需要載體, 消耗能量 不需要載體, 消耗能量 舉例 　O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯的跨膜運輸 　人的紅細胞吸收葡萄糖 　小腸上皮細胞吸收葡萄糖、氨基酸、無機鹽等 　吞噬細胞吞噬抗原 　胰島素、消化酶、抗體的分泌 影響因素 　細胞膜內外物質的濃度差 　細胞膜內外物質的濃度差;膜載體的種類和數(shù)量 　膜載體的種類和數(shù)量;能量(溫度、氧濃度) 　溫度、能量等 特別提醒 (1)從低濃度向高濃度方向運輸一定是主動運輸。因為逆濃度梯度運輸需要消耗能量。 (2)同一種物質進出不同細胞時,運輸方式可能不同,如紅細胞吸收葡萄糖的方式為協(xié)助擴散,小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式則是主動運輸。 (3)Na+、K+等無機鹽離子一般以主動運輸?shù)姆绞竭M出細胞,但也可通過協(xié)助擴散進出細胞。 (4)RNA和蛋白質等大分子物質進出細胞核通過的結構是核孔,而非胞吞、胞吐。 2.物質跨膜運輸方式圖解 圖2-7-9 3.影響細胞物質運輸?shù)囊蛩? (1)物質濃度 圖2-7-10 ①由于自由擴散不需要載體蛋白和能量,所以物質運輸速率與物質濃度成正比。 ②由于協(xié)助擴散和主動運輸需要載體蛋白,所以當所有的載體蛋白都被利用了之后,物質的運輸速率將達到最大(P點),此時限制物質運輸速率的因素主要是載體蛋白的數(shù)量。 ③由于主動運輸可以逆濃度梯度運輸物質,所以當細胞內濃度大于細胞外濃度時,物質仍可以被吸收進入細胞。 (2)O2濃度 圖2-7-11 ①由于自由擴散和協(xié)助擴散的動力來自物質的濃度差造成的勢能,不需要細胞產生的ATP,所以O2濃度不影響它們的運輸速率。 ②由于主動運輸需要消耗ATP,而ATP主要來自有氧呼吸,所以O2濃度可以影響主動運輸?shù)倪\輸速率。 (3)溫度 圖2-7-12 角度1　物質出入細胞方式的判斷 1.[2018山西五校聯(lián)考] 下列關于細胞的物質跨膜運輸?shù)臄⑹?錯誤的是 (　　) A. 某些小分子物質可以通過胞吐的方式從細胞中運出 B. 抑制細胞膜上載體的作用不會阻礙性激素進入細胞 C. 葡萄糖進入人體細胞的方式有主動運輸和協(xié)助擴散兩種 D. 細胞主動運輸物質的結果是使該物質在細胞膜內外的濃度趨于平衡 2.[2014安徽卷] 如圖2-7-13為氨基酸和Na+進出腎小管上皮細胞的示意圖。下表選項中正確的是 (　　) 圖2-7-13 選項 管腔中氨基酸 →上皮細胞 管腔中Na+ →上皮細胞 上皮細胞中氨 基酸→組織液 A 主動運輸 被動運輸 主動運輸 B 被動運輸 被動運輸 被動運輸 C 被動運輸 主動運輸 被動運輸 D 主動運輸 被動運輸 被動運輸 技法提煉　“兩步法”判斷物質出入細胞的方式 (1)根據(jù)分子的大小、是否需要能量和載體蛋白進行判斷: 圖2-7-14 (2)根據(jù)運輸方向判斷:順濃度梯度的跨膜運輸方式是自由擴散和協(xié)助擴散,逆濃度梯度的跨膜運輸方式一定是主動運輸?！　? 角度2　物質跨膜運輸?shù)挠绊懸蛩丶皩嶒灧治? 3.[2017海南卷] 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離子的吸收速率遠大于乙組的。關于這一實驗現(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.根細胞對a離子的吸收過程屬于自由擴散 C.根細胞對a離子的吸收過程有能量的消耗 D.根細胞的有氧呼吸有利于根對a離子的吸收 4.氰化物是一種劇毒物質,其通過抑制[H]與O2的結合,使得組織細胞不能利用氧氣而陷入內窒息。如圖2-7-15為研究植物根尖吸收鉀離子的相關實驗。下列分析不正確的是 (　　) 圖2-7-15 A.通過實驗甲可以判斷植物根尖細胞吸收K+屬于主動運輸 B.實驗甲中,4 h后氧氣消耗速率下降是因為細胞外K+濃度降低 C.實驗乙中,4 h后吸收K+的能量可能來自無氧呼吸 D.實驗乙加入氰化物后,細胞對氧氣的吸收速率不變 ??考點三　觀察植物細胞的質壁分離和復原 ?? 1.實驗原理 (1)成熟的植物細胞構成滲透系統(tǒng),可發(fā)生滲透作用。 (2)當細胞液濃度<外界溶液濃度時,細胞失水,發(fā)生質壁分離;當細胞液濃度>外界溶液濃度時,細胞吸水,發(fā)生質壁分離復原。 2.實驗流程 圖2-7-16 3.實驗結論 圖2-7-17 4.實驗分析 (1)用紫色洋蔥鱗片葉外表皮作實驗材料的原因:紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液中有花青素,使液泡中的細胞液呈紫色,有利于觀察。 (2)發(fā)生質壁分離的洋蔥表皮細胞的原生質層與細胞壁之間的物質分析:因為細胞壁是全透性的,所以洋蔥表皮細胞的原生質層與細胞壁之間是蔗糖溶液。 (3)本實驗存在兩組對照實驗 (4)引發(fā)質壁分離的兩種原因 (5)在一定濃度的蔗糖溶液中發(fā)生質壁分離后,在清水中卻不能觀察到質壁分離復原的原因是細胞失水過多或失水時間過長導致細胞死亡。 (6)本實驗是教材中涉及“顯微觀察”的實驗中唯一的一個“只在低倍鏡下”觀察(不曾換“高倍鏡”)的實驗。 1.[2017海南卷] 為研究植物細胞質壁分離現(xiàn)象,某同學將某植物的葉表皮放入一定濃度的甲物質溶液中,一段時間后觀察到葉表皮細胞發(fā)生了質壁分離現(xiàn)象。下列說法錯誤的是 (　　) A.該植物的葉表皮細胞是具有液泡的活細胞 B.細胞內甲物質的濃度高于細胞外甲物質的濃度 C.細胞液中的H2O可以經擴散進入甲物質溶液中 D.甲物質和H2O能自由通過該葉表皮細胞的細胞壁 2.[2017湖南重點名校聯(lián)考] 以紫色洋蔥鱗片葉為材料進行細胞質壁分離和復原的實驗,原生質體長度和細胞長度分別用X和Y表示(如圖2-7-18所示),在處理時間相同的前提下 (　　) 圖2-7-18 A. 同一細胞用不同濃度蔗糖溶液處理,X/Y值越小,則紫色越淺 B. 同一細胞用不同濃度蔗糖溶液處理,X/Y值越大,則所用蔗糖溶液濃度越高 C. 不同細胞用相同濃度蔗糖溶液處理,X/Y值越小,則越易復原 D. 不同細胞用相同濃度蔗糖溶液處理,X/Y值越大,則細胞的正常細胞液濃度越高 3.將若干生理狀況基本相同,長度為4 cm的鮮蘿卜條分為四組,分別置于清水(對照組)和濃度相同的三種溶液中(實驗組),尿素溶液、KNO3溶液和蔗糖溶液分別編號為1、2、3組。測量每組蘿卜條的平均長度,結果如圖2-7-19所示。據(jù)圖分析,下列敘述正確的是 (　　) 圖2-7-19 A.實驗組中都發(fā)生了質壁分離和復原現(xiàn)象 B.對照組中水分子在前15 min進入了細胞,15 min之后不再進入 C.1組中的尿素分子和2組中的K+、N都進入了細胞,但進入的方式不同 D.3組中,如果一直增大蔗糖溶液濃度,蘿卜條就會一直縮短 歸納提升　植物細胞質壁分離及復原的拓展應用 (1)判斷成熟植物細胞是否是活細胞 待測成熟植物細胞+一定濃度的蔗糖溶液 (2)測定細胞液濃度范圍 待測成熟植物細胞+一系列梯度濃度的蔗糖溶液細胞液濃度介于未發(fā)生質壁分離和剛發(fā)生質壁分離的蔗 糖溶液濃度之間 (3)比較不同成熟植物細胞的細胞液濃度大小 不同成熟植物細胞+適宜的同一濃度的蔗糖溶液發(fā)生質壁分離所需時間越短,細胞液濃度越小, 反之,細胞液濃度越大 (4)鑒別不同種類的溶液(如KNO3和蔗糖溶液) 成熟植物細胞+不同種類溶液 ??歷年真題明考向?? 1.[2017全國卷Ⅱ] 將某種植物的成熟細胞放入一定濃度的物質A溶液中,發(fā)現(xiàn)其原生質體(即植物細胞中細胞壁以內的部分)的體積變化趨勢如圖2-7-20所示。下列敘述正確的是 (　　) 圖2-7-20 A.0~4 h內物質A沒有通過細胞膜進入細胞內 B.0~1 h內細胞體積與原生質體體積的變化量相等 C.2~3 h內物質A溶液的滲透壓小于細胞液的滲透壓 D.0~1 h內液泡中液體的滲透壓大于細胞質基質的滲透壓 2.[2016全國卷Ⅰ] 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釋放的能量跨膜運輸離子。下列敘述正確的是 (　　) A.離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協(xié)助擴散 B.離子通過離子泵的跨膜運輸是順著濃度梯度進行的 C.動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率 D.加入蛋白質變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率 3.[2016江蘇卷] 圖2-7-21為一種溶質分子跨膜運輸?shù)氖疽鈭D。下列相關敘述錯誤的是 (　　) 圖2-7-21 A.載體①逆濃度運輸溶質分子 B.載體②具有ATP酶活性 C.載體①和②轉運方式不同 D.載體②轉運溶質分子的速率比自由擴散快 4.[2015全國卷Ⅱ] 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元素離子的量。培養(yǎng)條件及實驗結果見下表: 培養(yǎng)瓶中氣體 溫度(℃) 離子相對吸收量(%) 空氣 17 100 氮氣 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 C.氮氣環(huán)境中該植物幼根細胞吸收該離子不消耗ATP D.與空氣相比,氮氣環(huán)境有利于該植物幼根對該離子的吸收 5.[2015海南卷] 取生理狀態(tài)相同的某種植物新鮮葉片若干,去除主脈后剪成大小相同的小塊,隨機分成三等份,之后分別放入三種濃度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中,一定時間后測得甲的濃度變小,乙的濃度不變,丙的濃度變大。假設蔗糖分子不進出細胞,則關于這一實驗結果,下列說法正確的是 (　　) A.實驗前,丙的濃度>乙的濃度>甲的濃度 B.乙的濃度不變是因為細胞內蔗糖濃度與乙的濃度相等 C.實驗中,細胞與蔗糖溶液間的水分移動屬于協(xié)助擴散 D.甲、丙的濃度變化是由水分在細胞與蔗糖溶液間移動引起的 第7講　細胞的物質輸入和輸出 考點一 【知識梳理】 1.(2)半透膜　濃度差 2.(1)細胞膜　細胞質　(2)失水皺縮 3.全透性　小　細胞質 (1)外界溶液濃度　細胞液濃度　質壁分離 (2)外界溶液濃度　細胞液濃度　質壁分離復原 理性思維 (1)Si　Mg2+、Ca2+ (2)主動運輸　需要載體,消耗能量 (3)水稻吸收水分的量多于吸收Mg2+、Ca2+的量 (4)不同　也有差異　選擇性　載體蛋白 科學探究 探究氣孔開閉與細胞吸水、失水的關系 【命題角度】 1.C　[解析] 滲透平衡時,水分子進出漏斗的速率相等,A項正確;滲透平衡吋,漏斗內液面高于燒杯內液面,溶液S1的濃度應大于溶液S2的濃度,B項正確;吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液,再次平衡時m將減小,C項錯誤;現(xiàn)S2濃度比原S2濃度大,加入適量同現(xiàn)S2濃度相等的蔗糖溶液,再次平衡時m將減小,D項正確。 2.B　[解析] 由題圖乙可知,B中吸水比C多,所以圖甲中B的濃度高,A正確。圖乙中達到平衡時,由于h1比h2高,所以B中的濃度大,B錯誤。圖甲中由于B濃度大于C濃度,所以水分子從A到B的速度比從A到C快,C正確。圖乙中達到動態(tài)平衡時,水分子由A到B和由B到A的速度相等,D正確。 3.D　[解析] 實驗前長度/實驗后長度的值為1時,水分進出細胞達到平衡;比值小于1時,表明細胞吸水,且比值越小花冠吸水越多;比值大于1時,表明細胞失水,且比值越大,花冠失水越多。據(jù)圖可推知, a組吸水多于b組,因此實驗后a組細胞液中溶質濃度低于b組,A項錯誤。f組比值大于b組,因此失水量大于b組,B項錯誤。水分子進出細胞的方式是自由擴散,不消耗能量,C項錯誤。由c組吸水,d組失水,細胞液濃度與外界溶液濃度相等時實驗前長度/實驗后長度=1,判斷出細條的細胞液濃度介于0.4~0.5 molL-1之間,D項正確。 4.D　[解析] 由題圖甲可知,250 mmolL-1 NaCl溶液中紅細胞體積與初始體積之比小于1.0,說明紅細胞失水皺縮,會影響紅細胞的代謝,A錯誤;圖乙中植物細胞失水量先變大后變小,之后表現(xiàn)為吸水,故植物細胞原生質體體積先變小后變大,植物細胞由于有細胞壁的保護作用,細胞體積幾乎不變,B錯誤;圖乙中,a點植物細胞失水量最大,此時細胞吸水能力最大,C錯誤;人的紅細胞長時間處在300 mmolL-1 NaCl溶液中可能會因失水過多而死亡,而圖乙細胞在處理時間內細胞先失水后吸水,說明細胞原生質層具有選擇透過性,細胞一直具有生物活性,D正確。 考點二 【知識梳理】 1.①—b—Ⅰ?、凇猚—Ⅱ?、邸猘—Ⅲ?、堋猟—Ⅳ 2.(1)自由擴散　協(xié)助擴散　主動運輸　載體蛋白 (2)濃度差　濃度差和載體蛋白　載體蛋白和能量 理性思維 1.(1)不一定相同,人的紅細胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴散,腎小管細胞重吸收葡萄糖的方式是主動運輸。 (2)不一定相同,神經元吸收鉀離子的方式是主動運輸,而靜息時鉀離子外流的方式是協(xié)助擴散。 2.能運輸生物大分子等;運輸過程中形成囊泡;需要消耗能量。 科學探究 呼吸抑制劑　甲 【命題角度】 1.D　[解析] 某些小分子物質(如氨基酸類神經遞質)也可以通過胞吐的方式從細胞中運出,A項正確;性激素的化學本質為脂質中的固醇,它是以自由擴散的方式跨膜運輸?shù)?自由擴散不需要載體的協(xié)助,所以抑制細胞膜上載體的作用不會阻礙性激素進入細胞,B項正確;葡萄糖進入人體小腸絨毛上皮細胞的方式是主動運輸,進入人體紅細胞的方式是協(xié)助擴散,即葡萄糖進入人體細胞的方式有主動運輸和協(xié)助擴散兩種,C項正確;主動運輸是逆濃度梯度進行的,因此細胞主動運輸物質的結果不會使該物質在細胞膜內外的濃度趨于平衡,D項錯誤。 2.D　[解析] 由題圖可知,氨基酸從腎小管管腔進入上皮細胞中是從低濃度一側到高濃度一側,運輸方式是主動運輸;而鈉離子通過腎小管管腔進入上皮細胞是從高濃度一側運輸?shù)降蜐舛纫粋?運輸方式屬于被動運輸;上皮細胞中的氨基酸進入組織液是從高濃度一側運輸?shù)降蜐舛纫粋?只需要載體、不需要能量,運輸方式為被動運輸。 3.B　[解析] 由實驗現(xiàn)象可知,氧氣含量影響根對a離子的吸收,說明根細胞吸收a離子的方式是主動運輸,B項錯誤。 4.D　[解析] 由實驗甲可知,加入KCl后,氧氣的消耗速率增加,說明植物根尖細胞吸收K+需要消耗能量,屬于主動運輸,A正確;實驗甲中,4 h后氧氣消耗速率下降是因為細胞外K+濃度降低,細胞吸收K+的量減少,B正確;實驗乙中,4 h后組織細胞吸收K+的速率不再降低,說明此時細胞已經不能利用氧氣,其吸收K+的能量可能來自無氧呼吸,C正確;由題意可知,氰化物能抑制[H]與O2的結合,因此實驗乙加入氰化物后,細胞對氧氣的吸收速率減慢,D錯誤。 考點三 【命題角度】 1.B　[解析] 能發(fā)生質壁分離現(xiàn)象,說明該植物葉表皮細胞是具有大液泡的活細胞,A項正確。發(fā)生質壁分離是由于細胞滲透失水,故細胞外甲物質溶液的濃度高于細胞內,B項錯誤。H2O在細胞液和甲物質溶液間雙向擴散,只是從細胞液擴散到細胞外的水分子數(shù)多, C項正確。植物細胞壁具有全透性,甲物質和H2O能自由通過, D項正確。 2.D　[解析] 同一細胞用不同濃度蔗糖溶液處理,X/Y值越小,說明質壁分離程度越大,細胞失水越多,則紫色越深,A錯誤;同一細胞用不同濃度蔗糖溶液處理,X/Y值越大,說明質壁分離程度越小,細胞失水越少,則所用蔗糖溶液濃度越低,B錯誤;不同細胞用相同濃度蔗糖溶液處理,X/Y值越小,說明質壁分離程度越大,越難以復原,C錯誤;不同細胞用相同濃度蔗糖溶液處理,X/Y值越大,說明質壁分離程度越小,細胞失水越少,則細胞的正常細胞液濃度越高,D正確。 3.C　[解析] 蔗糖溶液中,細胞只能發(fā)生質壁分離,A錯誤;對照組中在前15 min水分子進入細胞的數(shù)多于出細胞的數(shù),15 min之后水分子進出細胞處于動態(tài)平衡,B錯誤;1組中的尿素分子和2組中的K+、N都進入了細胞,尿素的運輸方式是自由擴散,而K+、N進入細胞的方式是主動運輸,C正確;3組中,如果一直增大蔗糖溶液濃度,蘿卜條就會縮短,但由于細胞壁的支持作用,蘿卜條不可能無限縮短,D錯誤。 歷年真題明考向 1.C　[解析] 由圖示可知,0~4 h內原生質體的相對體積先減小再增大,說明發(fā)生了質壁分離自動復原現(xiàn)象,物質A可以進入細胞內,A項錯誤。細胞壁的伸縮性比原生質體的伸縮性小,0~1 h內細胞體積與原生質體體積的變化量不相等,B項錯誤。2~3 h內細胞吸水,物質A溶液的滲透壓小于細胞液的滲透壓,C項正確。0~1 h內細胞失水,液泡中液體的滲透壓小于細胞質基質的滲透壓,D項錯誤。 2.C　[解析] 本題考查物質的跨膜運輸與環(huán)境因素對物質跨膜運輸?shù)挠绊?主要考查學生的分析與應用能力。依題意,離子泵運輸離子是一種消耗ATP的跨膜運輸方式,屬于主動運輸,A項錯誤。主動運輸可逆濃度梯度運輸物質,B項錯誤。動物一氧化碳中毒會影響細胞呼吸,從而降低離子泵跨膜運輸離子的速率,C項正確。蛋白質變性劑會使離子泵變性,從而降低離子泵跨膜運輸離子的速率,D項錯誤。 3.B　[解析] 從題圖中可以看出,載體①是將溶質分子從濃度低的一側運輸至濃度高的一側,屬于逆濃度梯度運輸,A項正確。載體②是順濃度梯度運輸溶質分子,不需要消耗ATP,B項錯誤。圖中載體①運輸溶質分子的方式是主動運輸,載體②運輸溶質分子的方式是協(xié)助擴散,C項正確。由于載體②對溶質分子的轉運不僅是順濃度梯度進行而且有載體的協(xié)助,所以其轉運速率大于自由擴散速率,D項正確。 4.A　[解析] 本題考查根細胞呼吸與物質跨膜運輸?shù)年P系。通過表中數(shù)據(jù)可以看出,培養(yǎng)瓶中的氣體由空氣變?yōu)榈獨鈺r,離子的相對吸收量減少,說明該植物幼根對該離子的吸收需要細胞有氧呼吸提供能量,即主動運輸過程,A項正確。溫度會影響酶的活性,從而影響根細胞的呼吸作用,進而影響根對該離子的吸收,B項錯誤。氮氣環(huán)境中根細胞進行無氧呼吸,吸收該離子消耗的ATP來自于無氧呼吸,C項錯誤。氮氣環(huán)境中細胞進行無氧呼吸釋放的能量少于有氧條件下,所以氮氣環(huán)境不利于該植物幼根對該離子的吸收,D項錯誤。 5.D　[解析] 本題考查植物細胞的失水與吸水。水分進出細胞的方式為自由擴散,C項錯誤。當細胞液濃度與細胞外溶液濃度相等時,水分進出細胞的速率相等,外界溶液濃度不變,若細胞液濃度低于細胞外溶液濃度,則細胞失水,外界溶液濃度變小,反之細胞吸水,外界溶液濃度變大,根據(jù)題干可知,實驗前丙的濃度<乙的濃度<甲的濃度,A項錯誤。乙的濃度與細胞液的濃度相等,但細胞液濃度并非是細胞內蔗糖濃度,B項錯誤。水分可以通過原生質層在細胞與蔗糖溶液間擴散,從而導致細胞液與外界溶液的濃度發(fā)生變化,D項正確。 1.下圖表示與自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸有關的圖例及曲線。下列選項對應正確的是 (　　) A.肺泡上皮細胞吸收氧氣——①⑤ B.紅細胞吸收葡萄糖——③⑥ C.根尖細胞吸收礦質離子——③⑤⑥ D.肌肉細胞吸收水——②④ [解析] C?、佗冖郾硎救N跨膜運輸方式,分別是自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸,④⑤⑥表示三種影響因素曲線,分別對應自由擴散、協(xié)助擴散或主動運輸、主動運輸。肺泡上皮細胞吸收氧氣和肌肉細胞吸收水的方式均是自由擴散,都對應①④;紅細胞吸收葡萄糖屬于協(xié)助擴散,對應②⑤;根尖細胞吸收礦質離子屬于主動運輸,對應③⑤⑥。 2.將一新鮮馬鈴薯塊莖切成4根粗細相同且長度為5.0 cm的小條,再將這4根馬鈴薯小條分別放在不同濃度的KNO3溶液中,分兩次(浸入30 min和4 h)測量每一根的長度,結果如圖所示。下列結論錯誤的是 (　　) A.a中馬鈴薯細胞通過滲透作用吸水 B.b中馬鈴薯細胞質壁分離后逐漸復原 C.c中馬鈴薯細胞質壁分離 D.d中馬鈴薯細胞外KNO3溶液的濃度增加 [解析] D　由題圖可以看出,a中馬鈴薯小條的長度增加,說明細胞通過滲透作用吸水,A項正確;b中馬鈴薯小條的長度先縮短后復原,說明細胞失水后又吸水,即發(fā)生質壁分離后逐漸復原,B項正確;c中馬鈴薯小條的長度變短,說明細胞失水,細胞發(fā)生質壁分離,C項正確;d中馬鈴薯小條的長度變短,說明細胞失水,細胞外KNO3溶液的濃度降低,D項錯誤。 3.如圖中曲線a、b表示物質跨膜運輸(不包括胞吞和胞吐)的方式,下列表述錯誤的是 (　　) A.只有在氧氣存在時才會發(fā)生方式b所示的物質運輸 B.質壁分離過程中,水分子通過方式a進出細胞 C.方式b的最大轉運速率與載體蛋白數(shù)量有關 D.b運輸方式能體現(xiàn)細胞膜的選擇透過性 [解析] A　由題圖可知,曲線a表示物質的運輸速率與被轉運分子的濃度成正比,因此曲線a表示的是自由擴散;曲線b表示在一定范圍內物質的運輸速率與被轉運分子的濃度呈正相關,而超過一定的范圍,物質的運輸速率不隨被轉運分子濃度的增大而增大,因此曲線b表示的是主動運輸或協(xié)助擴散。協(xié)助擴散不消耗能量,而主動運輸亦可由無氧呼吸供能,A項錯誤;水分子通過自由擴散方式進出細胞,B項正確;方式b的最大運輸速率與載體蛋白的種類和數(shù)量有關,C項正確;主動運輸和協(xié)助擴散都需要載體蛋白,體現(xiàn)了細胞膜具有選擇透過性,D項正確。 4.[2017遼寧鞍山二模] 如圖為細胞膜的結構示意圖,A、B、D表示膜中的組成成分,a、b、c、d表示物質跨膜運輸方式。下列說法錯誤的是 (　　) A.若該圖表示癌細胞膜,則膜上含量較正常細胞減少的是物質D B.若該圖表示肌細胞膜,則b和c過程運輸?shù)臍怏w可分別是O2和CO2 C.若該圖表示下丘腦細胞膜,則抗利尿激素分泌時共穿過0層磷脂分子 D.若該圖表示人體紅細胞膜,則葡萄糖進入該細胞的方式為a [解析] D　據(jù)題圖分析,D表示糖蛋白,癌細胞表面的糖蛋白減少,所以容易擴散和轉移,A正確;題圖中b、c表示自由擴散,b可以表示氧氣的吸收,c可以表示二氧化碳的排出,B正確;抗利尿激素的化學本質是蛋白質,其通過胞吐的方式分泌到細胞外,所以經過的生物膜為0層,C正確;a表示主動運輸,而葡萄糖進入紅細胞的方式是協(xié)助擴散,D錯誤。 5.取某植物的少量根尖組織,滴加清水制成臨時裝片,如圖A所示,以此研究植物細胞的一些生命活動,整個實驗過程保證細胞始終為生活狀態(tài)。據(jù)圖回答: (1)用一定濃度的X溶液處理臨時裝片A,得到如圖C所示的結果,據(jù)圖判斷物質X進入細胞的方式應該為　　　　　　。 (2)據(jù)圖C推測在整個實驗過程中,圖B所示細胞發(fā)生的形態(tài)變化是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。發(fā)生這些變化的條件為①植物細胞的　　　　　　相當于一層半透膜,②　　　　　　　　　　之間存在濃度差。 (3)為了更好地觀察植物細胞失水和吸水過程,通常選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞作為實驗材料,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 [答案] (1)主動運輸 (2)先發(fā)生質壁分離,然后發(fā)生質壁分離自動復原　原生質層　細胞液與細胞外界溶液 (3)紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞有紫色的大液泡,便于觀察 [解析] (1)由題圖C可知,實驗之初細胞內物質X的濃度小于細胞外,隨著時間的延長,細胞內物質X的濃度大于細胞外,由低濃度到高濃度的運輸方式為主動運輸。(2)據(jù)題圖C推測在整個實驗過程中,圖B所示細胞先是由于細胞內物質X的濃度小于細胞外,發(fā)生滲透失水出現(xiàn)質壁分離,隨著時間的延長,由于主動運輸使細胞內物質X的濃度大于細胞外,細胞發(fā)生滲透吸水出現(xiàn)質壁分離自動復原。細胞發(fā)生質壁分離和質壁分離自動復原的條件有兩個,一是有半透膜,植物細胞的原生質層相當于一層半透膜,二是細胞液與細胞外界溶液之間存在濃度差。(3)由于紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞有紫色的大液泡,便于觀察,故通常選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞作為實驗材料。