2020版高考生物一轮复习课时跟踪检测07 物质跨膜运输的实例和方式 含解析
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第7讲物质跨膜运输实例【名师预测】物质跨膜运输实例部分的渗透作用、动植物细胞的失水和吸水以及观察植物细胞质壁分离和复原实验都曾出现在高考中,而且多是以选择题的形式但度考查,题目难度中等;在以后高考中这部分知识还会以一定的频率的出现,考查形式和难度与以前保持稳定。
【知识精讲】一、基础梳理1.渗透作用(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)渗透系统的组成及条件①具有半透膜。
半透膜可以是生物性的选择透过性膜,如细胞膜,也可以是物理性的过滤膜,如玻璃纸。
②半透膜两侧的溶液具有浓度差。
浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差,即物质的量浓度之差,而不是质量分数浓度差。
(3)常见渗透装置图分析①水分的流动判断:当溶液浓度S1>S2时,水分就通过半透膜由S2流向S1;当溶液浓度S1<S2时,水分就通过半透膜由S1流向S2。
②在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差Δh,则S1溶液浓度仍大于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.动物细胞的吸水和失水(2)原理和现象①外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀。
②外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩。
③外界溶液浓度=细胞质浓度⇒水分进出平衡。
3.植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构(2)原理和现象①外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞失水,发生质壁分离现象。
②外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原现象。
4.观察植物细胞的质壁分离和复原(实验)(1)实验原理①成熟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,能渗透吸水和失水。
③原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。
(2)实验步骤操作一:观察新制取的洋葱表皮①制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片②低倍显微镜观察⎩⎪⎨⎪⎧有一个紫色的中央大液泡原生质层紧贴细胞壁 操作二:将洋葱表皮置于较大浓度的溶液中观察②低倍显微镜观察⎩⎪⎨⎪⎧中央液泡逐渐变小(紫色加深)原生质层与细胞壁逐渐分离操作三:将操作二中的洋葱表皮置于清水中观察②低倍显微镜观察⎩⎪⎨⎪⎧中央液泡逐渐变大原生质层逐渐贴近细胞壁 (3)实验结论二、规律总结考向1 考查渗透作用的原理及条件例题1.(2019·河南高二期末)下图为研究渗透作用的实验装置,漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,水分子可以透过半透膜,蔗糖分子则不能。
一、选择题1.一个透析袋(其膜为半透膜)中装有物质M和分解它的酶,此袋放在盛有蒸馏水的容器中。
第二天检查时,在蒸馏水中发现有物质X。
根据这一观察,下列哪一项是正确的()①酶分解物质X②M被分解③X是物质M的组成成分④X能透过透析袋A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④答案 B解析根据题意可知,第二天在蒸馏水中发现有物质X,说明M已被分解,X为物质M的分解产物,且能透过透析袋。
2.(2018·湖南郴州一模)某同学取三个生理状态相同的洋葱鳞片叶外表皮细胞,经过处理后,出现如图所示的现象。
下列分析错误的是()A.A细胞处于质壁分离状态B.各细胞的细胞液浓度依次是:C>A>BC.A、B、C三细胞处于不同浓度的溶液中,则A与B细胞所处的外界溶液浓度是A>BD.标号①指的物质是细胞质答案 D解析细胞A、C的原生质层与细胞壁分离,处于质壁分离状态,A正确;细胞A发生轻度质壁分离,细胞B未发生质壁分离,细胞C质壁分离的程度大,三者失水量由多到少为C>A>B,各细胞的细胞液浓度由高到低依次是C>A>B,B正确;A、B、C三细胞所处的外界溶液浓度由大到小为C>A>B,C正确;标号①指的是原生质层与细胞壁的间隙,充满的是外界溶液,D错误。
3.(2018·天津河西一模)以紫色洋葱鳞片叶为材料进行细胞质壁分离和复原的实验,细胞长度和原生质体长度分别用X和Y表示(如图),在处理时间相同的前提下()A.同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越小,则紫色越浅B.不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越小,则越不易复原C.同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越大,则所用蔗糖溶液浓度越低D.不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越大,则细胞的正常细胞液浓度越高答案 A解析同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越小,质壁分离越不明显,紫色越浅,A正确;不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越小,质壁分离越不明显,说明该细胞细胞液与外界溶液浓度差越小,越容易复原,B错误;同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越大,质壁分离越明显,所用蔗糖溶液浓度越高,C错误;不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越大,质壁分离越明显,说明细胞液的浓度越低,D错误。
第7讲 物质跨膜运输的实例、方式1.物质出入细胞的方式(Ⅱ) 2.实验:(1)通过模拟实验探究膜的透性(2)观察植物细胞的质壁分离和复原细胞的吸水和失水1.渗透作用(1)概念:水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。
(2)发生的条件⎩⎪⎨⎪⎧具有半透膜半透膜两侧具有浓度差 2.动植物细胞发生渗透作用的条件分析(1)动物细胞⎩⎪⎨⎪⎧细胞膜:相当于半透膜细胞质:有一定浓度和外界溶液发生渗透作用(2)植物细胞的吸水和失水①成熟植物细胞的结构②原理和现象a .外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞失水,发生质壁分离现象;b .外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原现象。
③质壁分离的原因a .外因:细胞液浓度<外界溶液浓度,细胞通过渗透作用失水;b .内因:细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。
1.(必修1 P60图4—1改编)将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中,一段时间后红细胞破裂,主要原因是( )A .红细胞膜具有水溶性B .红细胞的液泡体积增大C .蒸馏水大量进入红细胞D .低温时红细胞膜流动性增大解析:选C 。
将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中,红细胞会因大量蒸馏水进入而破裂;红细胞膜是脂溶性的;人的红细胞没有液泡;因低温时分子运动减慢而导致细胞膜的流动性降低。
2.(深入追问)(1)渗透作用中,膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度吗?提示:不是,溶液浓度指物质的量的浓度。
(2)对于动植物细胞来说,单位时间内,水分子进出细胞的数量相等时,细胞内外液体的浓度一定相等吗?提示:不一定。
对动物细胞来说,水分子进出细胞的数量相等时,细胞内外溶液的浓度相等。
但植物细胞有细胞壁的支持、保护作用,当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时,有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。
1.渗透作用模型和植物细胞与外界溶液形成渗透系统的比较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水扩散的方向低浓度溶液→高浓度溶液2.验证渗透作用发生的条件(1)需要半透膜(2)半透膜两侧溶液需要有浓度差【感知考题】成熟植物细胞的主要吸水方式是渗透吸水。
课时作业7物质跨膜运输的实例时间:45分钟满分:100分一、选择题(每小题5分,共60分)1.(2021·山东滨州一模)为探究植物A能不能移植到甲地生长,某生物学争辩性学习小组通过试验测定了植物A细胞液浓度,试验结果如下表。
为保证植物A 移植后能正常生存,甲地土壤溶液的浓度应()A.C.≥0.2mol/L D.≥0.3mol/L解析:当细胞液浓度小于四周土壤溶液浓度时,细胞会失水发生质壁分别,植物将不能正常生存。
因此,为保证植物移植后能正常生存,甲地土壤溶液浓度应≤0.15mol/L。
答案:A2.甜菜块根细胞中有花青素,使块根呈红色。
将块根切成小块放在蒸馏水中,水无明显的颜色变化。
但用盐酸处理这些块根后,则能使水变红,这是由于() A.细胞壁被盐酸破坏B.花青素不溶于水而溶于盐酸C.盐酸破坏了细胞膜的选择透过性D.盐酸破坏了原生质层的选择透过性解析:花青素存在于液泡的细胞液中,单纯破坏细胞膜、细胞壁,只要液泡未破坏,花青素就不会出来,液泡膜与细胞膜以及两膜之间的细胞质合称原生质层,可看成是一层选择透过性膜。
答案:D3.(2021·西城区期末)将洋葱表皮细胞置于确定浓度的KNO3溶液中,一段时间后用显微镜观看,未观看到质壁分别现象。
以下推想不合理的是() A.所取洋葱表皮细胞可能是死细胞B.KNO3溶液浓度可能低于细胞液浓度C.细胞在盐溶液中不发生质壁分别D.细胞可能发生质壁分别后又自动复原解析:死细胞不会发生质壁分别现象。
只有KNO3溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞液中的水分才能向外渗透,毁灭质壁分别现象。
KNO3溶液中的钾离子和硝酸根离子都可以通过主动运输的方式进入细胞,故在确定浓度的KNO3溶液中细胞可能发生质壁分别后又自动复原了。
当盐溶液的浓度大于细胞液浓度时,活的成熟植物细胞就会发生质壁分别现象。
答案:C4.(2021·江西重点中学联考)以下有关植物对水分吸取和对矿质元素吸取的叙述中正确的是()A.将洋葱根尖的分生区细胞和大肠杆菌细胞放在30%的蔗糖溶液中会发生质壁分别现象B.用质壁分别和复原可以推断原生质体有无活性C.缺镁和缺铁都会使植物失绿即叶片发黄,缺镁,老的部位先失绿,缺铁,嫩的部位先失绿D.植物吸取水分和吸取矿质元素离子的动力都是蒸腾作用解析:洋葱根尖的分生区细胞和大肠杆菌细胞没有大的液泡,在30%的蔗糖溶液中不会发生质壁分别现象,故A错误。
物质跨膜运输的实例和方式考点一 渗透作用与质壁分离[重难深化类]1.渗透作用原理2.动物细胞的吸水和失水(2)现象⎩⎪⎨⎪⎧①外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀②外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩③外界溶液浓度=细胞质浓度⇒细胞形态不变3.成熟植物细胞的吸水和失水(据图填空)(1)当外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞失水,发生质壁分离现象。
(2)当外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞吸水,失水的细胞发生质壁分离复原现象。
[基础自测]1.判断下列叙述的正误(1)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核(×)(2)质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行(×)(3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中,不能发生渗透作用(×)(4)在成熟的植物细胞发生质壁分离过程中,细胞的吸水能力逐渐减小(×)2.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:①当溶液浓度S1>S2时,水分子通过半透膜由S2流向S1数目多于由S1流向S2的数目,液面上升;②当溶液浓度S1<S2时,水分子通过半透膜由S1流向S2数目多于由S2流向S1的数目,液面下降。
当渗透平衡时,通过半透膜的水分子达到平衡,液面不再发生变化。
(2)Δh不变时,S1、S2的大小关系为S1>S2(填“>”“<”或“=”,S1、S2中溶质不能通过半透膜)。
(3)在图B所示的U形玻璃管内,左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。
初始时两管中液面相平,假设溶质分子不能透过半透膜。
①一段时间后,两管中液面的变化为:左管液面升高,右管液面降低。
(均填“升高”“降低”或“不变”)②如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.影响渗透作用中液面变化的因素分析2.渗透装置中溶液渗透方向与浓度的判断[对点落实]1.(2019·临沂模拟)如图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中,三个漏斗颈的内径相等,漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液,且漏斗内液面高度相同,漏斗底部均封以半透膜,置于同一个水槽的清水中。
课时检测(七) 物质跨膜运输的实例和方式一、选择题1.红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是()A.都可以从低浓度到高浓度一边B.都需要供给ATPC.都需要载体协助D.既需要载体协助又需要消耗能量解析:选C红细胞吸收无机盐和葡萄糖的方式分别是主动运输和协助扩散,主动运输和协助扩散都需要细胞膜上载体蛋白的参与。
主动运输将物质从低浓度一侧运往高浓度一侧,且需要载体协助和消耗ATP;协助扩散将物质从高浓度一侧运往低浓度一侧,需要载体协助,不消耗能量。
2.下列关于物质出入细胞方式的叙述正确的是()A.人的红细胞吸收甘油和葡萄糖都不消耗ATPB.糖醋蒜在腌制中慢慢具有糖醋味,是细胞主动运输吸收糖分子和醋酸分子的结果C.胞吐过程充分体现了细胞膜上载体蛋白的专一性D.神经细胞内的K+经钾离子通道主动运输出细胞解析:选A人的红细胞吸收甘油的方式是自由扩散,而吸收葡萄糖的方式是协助扩散,二者都不消耗能量,A正确;糖醋蒜在腌制中细胞已死亡,糖分子和醋酸分子扩散进入细胞,B错误;胞吐过程中不需要细胞膜上的载体蛋白,C错误;神经细胞内的K+经钾离子通道运出细胞的方式为协助扩散,D错误。
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质基质区域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,通常可以省略第一次显微观察步骤解析:选B第一次观察时未滴入蔗糖溶液,细胞还没有发生质壁分离,较易观察到的是紫色大液泡,细胞质基质所占区域很小;第二次观察时已经通过引流法使紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中,可以发现在细胞的角隅处首先发生质壁分离;吸水纸的主要作用是吸引蔗糖溶液(或清水);第一次显微观察是为了获得实验前的现象,以便于和实验中的现象变化作对照,不能省略。
(2016·高考天津卷)在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中,显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。
下列叙述正确的是()A.由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜B.甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生C.与甲相比,乙所示细胞的细胞液浓度较低D.由乙转变为丙的过程中,没有水分子从胞内扩散到胞外解析:选B。
图甲、乙、丙分别表示细胞的正常形态、质壁分离状态、质壁分离复原状态,实验全过程都在低倍显微镜下观察,不需要更换目镜,这些状态可以在同一个细胞内依次发生,A项错误,B项正确;与甲相比,乙所示细胞由于失水发生了质壁分离,细胞液浓度较高,C项错误;在质壁分离复原的过程中,从细胞内扩散到细胞外的水分子少于从细胞外扩散到细胞内的水分子,D项错误。
(2016·高考江苏卷)如图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。
下列相关叙述错误的是()A.载体①逆浓度运输溶质分子B.载体②具有ATP酶活性C.载体①和②转运方式不同D.载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快解析:选B。
由题图可知,载体①将溶质分子从低浓度向高浓度、由胞外向胞内转运,故载体①逆浓度运输溶质分子,A项正确;图中载体②将溶质分子从高浓度到低浓度、由胞内向胞外转运,不消耗A TP,故不能判断载体②是否具有ATP酶活性,B项错误;载体①运输溶质分子的方式是主动运输,载体②运输溶质分子的方式是协助扩散,C项正确;依赖载体蛋白被动运输的速率要比自由扩散快,D项正确。
(2016·高考浙江卷)当人体血糖浓度偏高时,质膜中的某种葡萄糖载体可将葡萄糖转运至肝细胞内,血糖浓度偏低时则转运方向相反。
下列叙述正确的是()A.该载体在血糖浓度偏低时的转运需要消耗A TPB.转运速率随血糖浓度升高不断增大C.转运方向不是由该载体决定的D.胰岛素促进葡萄糖运出肝细胞解析:选C。
在血糖浓度偏低时,肝细胞可通过协助扩散的方式将葡萄糖运出细胞,A错;葡萄糖进入肝细胞需要载体协助,由于葡萄糖载体数量是一定的,所以转运速率不会随血糖浓度升高而一直增大,B错;由题可知血糖浓度高时葡萄糖进入肝细胞,血糖浓度低时葡萄糖运出细胞,血糖的转运方向是由血糖浓度决定的,不是由载体决定的,C正确;胰岛素是通过促进细胞对血糖的吸收、贮存和利用来降低血糖浓度的,胰岛素促进葡萄糖进入肝细胞,D错。
第讲物质跨膜运输的实例和方式[考纲明细] .物质出入细胞的方式(Ⅱ).实验:()通过模拟实验探究膜的透性()观察植物细胞的质壁分离和复原课前自主检测判断正误并找到课本原话.玻璃纸是一种选择透过性膜,水分子可以透过它,而蔗糖分子则不能。
(—问题探讨)(×).植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。
(—正文)(√).对农作物施肥过多,会造成“烧苗”现象。
(—探究实验)(√).红细胞吸水与失水的多少取决于红细胞内外浓度的差值。
(—思考与讨论)(√).吃比较咸的食物,口腔和唇的黏膜有渴的感觉。
(—与生活联系)(×).将成熟植物细胞浸润在质量浓度为的蔗糖溶液中,会发生质壁分离现象,再放入清水中可以复原。
(—探究实验)(×).植物细胞壁具有选择透过性,水分子和溶解在水里的物质能够自由通过。
(—相关信息)(×).生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。
(—正文)(√).不同的饮料浓度不同,浓度低的饮料可以用来补充体内水分。
(—与社会联系)(√).轮作是农业生产中经常使用的方法,农民在同一块田地里长期种植同种作物,对土壤肥力有利。
(—拓展题)(×).除了水、氧、二氧化碳外,甘油、乙醇、苯等物质也可以通过自由扩散进出细胞。
(—相关信息)(√).人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞。
这是细胞的主动运输作用,有利于细胞新陈代谢的正常进行。
(—思考)(×).囊性纤维病是细胞中某些蛋白质结构异常导致的。
(—与社会联系)(√).温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性,进而影响物质运输速率,如低温会使物质跨膜运输速率下降。
(—拓展题)(√)(·全国卷Ⅰ)下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述,错误的是( ).在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中的和.农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收.土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收.给玉米施肥过多时,会因根系水分外流引起“烧苗”现象答案解析植物根细胞从土壤中能吸收无机盐,但无机盐需以离子形式存在,所以不能被直接吸收利用,错误;根细胞吸收矿质元素的方式是主动运输,主动运输需要消耗能量,农田适时松土能促进根系的有氧呼吸,为根细胞吸收矿质元素提供更多的能量,因此农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收,正确;土壤中微生物可以分解植物秸秆中的有机物,产生无机盐离子,从而可以被根系吸收,正确;给玉米施肥过多时,会使土壤溶液浓度过高,大于根系细胞的细胞液的浓度,植物细胞失水,导致植物因失水而萎蔫,引起“烧苗”现象,正确。
配餐作业(七) 物质跨膜运输的实例和方式.在如图所示的装置中,、、中均为一定浓度的蔗糖溶液,溶液之间均用半透膜隔开,一段时间后达到渗透平衡形成一定的高度差,如图所示,>,在达到平衡后,、、中蔗糖溶液的浓度大小关系为( ).>>.==.无法确定.>>解析在达到渗透平衡后,单位时间内,水分子通过半透膜从到及从到扩散的速率相等,由于影响水分子扩散速率的因素有两个,即溶液的浓度和水柱形成的静水压,故中溶液浓度大于中溶液浓度。
同理可知,中溶液浓度大于中溶液浓度,但由于水柱形成的静水压比水柱形成的静水压小,故可推知中溶液浓度大于中溶液浓度。
因此,蔗糖溶液的浓度大小关系为>>,正确。
答案.(·江西名校联盟学段检测)下列关于质壁分离与复原实验的说法,正确的是( ).紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞不能发生质壁分离.需要把装片放在酒精灯上加热固定后再观察.该实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异.发生质壁分离后处于复原过程的细胞吸水能力逐渐增强解析紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞为成熟的植物细胞,可以发生质壁分离,错误;观察质壁分离与复原实验中实验材料一直处于生活状态,不能加热固定,错误;质壁分离实验可以说明细胞膜是选择透过性膜,而细胞壁是全透的,正确;发生质壁分离后处于复原过程的细胞吸水能力逐渐减弱,错误。
答案.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细胞临时装片进行了三次观察和两次处理。
下列有关叙述正确的是( ).第一次观察为低倍镜观察,后两次为高倍镜观察.第一次处理滴加的液体为清水,第二次滴加的液体为的蔗糖溶液.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮,则不会发生质壁分离.紫色洋葱鳞片叶外表皮中不属于原生质层的有细胞壁、细胞核和细胞液解析“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,一般需要进行三次显微观察,第一次是正常细胞的观察,第二次是质壁分离细胞的观察,第三次是质壁分离复原细胞的观察。
课下达标检测(七)物质跨膜运输的实例和方式一、选择题1.红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是( )A.都可以从低浓度一侧到高浓度一侧B.都需要供给ATPC.都需要载体蛋白协助D.既需要载体蛋白协助又需要消耗能量解析:选C 红细胞吸收无机盐和葡萄糖的方式分别是主动运输和协助扩散,主动运输和协助扩散都需要细胞膜上载体蛋白的参与。
主动运输将物质从低浓度一侧运往高浓度一侧,且需要载体蛋白协助和消耗ATP;协助扩散将物质从高浓度一侧运往低浓度一侧,需要载体蛋白协助,不消耗能量。
2.下列关于细胞质壁分离的叙述,正确的是( )A.植物细胞在一定条件下都能观察到明显的质壁分离现象B.动物细胞不能发生质壁分离的根本原因是不具有半透膜C.一定浓度的甘油溶液可以使洋葱表皮细胞发生质壁分离D.处于质壁分离状态时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度解析:选C 成熟的植物细胞在高浓度溶液中才能观察到明显的质壁分离现象;动物细胞不能发生质壁分离的根本原因是不具有细胞壁;一定浓度的甘油溶液可以使洋葱表皮细胞发生质壁分离;处于质壁分离状态的细胞,若处在质壁分离过程中,则细胞液浓度小于外界溶液的浓度,若处在质壁分离复原过程中,则细胞液浓度大于外界溶液的浓度。
3.(2017·浙江11月选考单科卷)下列物质出入细胞过程中,需消耗ATP的是( ) A.甘油进入人体皮肤细胞B.葡萄糖通过易化扩散进入红细胞C.矿质离子逆浓度梯度转运至根细胞内D.质壁分离过程中水分子进出洋葱表皮细胞解析:选C 甘油进入细胞、水分子进出细胞及易化扩散,都是被动转运,不需要消耗ATP。
4.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,三个细胞的状态如表所示: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<丙D.细胞形态不再发生变化时三个细胞的细胞液浓度相等解析:选B 细胞形态不再发生变化并不代表细胞已经死亡,可能正处于水分子进出细胞的动态平衡状态;细胞内外浓度差越大,质壁分离现象越明显,而实验所用蔗糖溶液浓度相同,故实验前丙细胞的细胞液浓度最小,乙细胞的细胞液浓度最大;实验后乙没有发生质壁分离,甲刚发生分离,而丙质壁分离明显,说明此时细胞液浓度关系为乙>甲=丙。
物质跨膜运输的实例和方式一、选择题1.(2018·扬州学测模拟)某兴趣小组为探究选取观察植物细胞质壁分离实验的材料,选取了如下细胞,①蚕豆叶的表皮细胞、②植物的根毛细胞、③用盐酸解离的洋葱根尖细胞、④根尖分生区细胞。
其中能发生质壁分离的一组是( )A.①②B.②③C.①③D.②③④解析:选A 蚕豆叶的表皮细胞、植物的根毛细胞,均有大液泡和细胞壁,可用于观察质壁分离。
洋葱根尖细胞解离后细胞已死亡,根尖分生区的细胞没有中央大液泡,在高浓度溶液中均不能发生质壁分离。
2.(2019·海门中学学测模拟)把蚕豆叶表皮浸在质量分数为7%的尿素溶液中,开始表皮细胞发生了质壁分离,然后又自动复原,发生自动复原的原因是( )A.原生质层受破坏B.尿素分子进入细胞C.细胞壁破坏D.尿素溶液浓度低于细胞液浓度解析:选B 把蚕豆叶表皮浸在质量分数为7%的尿素溶液中,由于原生质层两侧存在浓度差,开始表皮细胞发生了质壁分离;随后由于尿素分子被吸收进入细胞,改变了浓度差的方向,故又自动复原。
3.(2019·徐州学测模拟)下列关于如图物质跨膜运输方式的叙述,正确的是( )A.甲、乙均为协助扩散B.甲为协助扩散,乙为主动运输C.甲、乙均为主动运输D.甲为主动运输,乙为协助扩散解析:选A 图中甲、乙物质运输过程均需要载体蛋白且顺浓度梯度进行,为协助扩散。
4.(2018·海南高考)将水稻幼苗培养在含MgSO4的培养液中,一段时间后,发现营养液中Mg2+和SO2-4的含量下降,下列叙述不合理的是( )A.Mg2+通过自由扩散进入根细胞B.MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收C.根吸收的Mg2+可以参与叶绿素的形成D.降低温度会影响水稻根系对Mg2+的吸收解析:选A 无机盐离子通过主动运输进入根细胞;土壤中的无机盐必须溶解在水中才能被根吸收;Mg2+参与叶绿素的形成;温度能影响细胞膜的流动性,也会影响到细胞呼吸相关酶的活性,进而影响物质跨膜运输的速率,影响水稻根系对Mg2+的吸收。
5.(2016·天津高考)在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中,显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。
下列有关叙述正确的是( )A.由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜B.甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生C.与甲相比,乙所示细胞的细胞液浓度较低D.由乙转变为丙的过程中,没有水分子从胞内扩散到胞外解析:选B 观察甲、乙、丙三种细胞状态所用显微镜倍数没有发生变化;甲→乙→丙表示质壁分离和质壁分离复原的过程,只要细胞不死亡,此过程可在一个细胞内依次发生;与甲相比,乙细胞发生质壁分离,细胞液浓度升高,渗透压升高;细胞膜是选择透过性膜,水分子可以自由通过,在由乙转变为丙的过程中,既有水分子扩散到细胞外,又有水分子扩散到细胞内,只是扩散到细胞内的多于扩散到细胞外的。
6.(2018·海南高考)小麦种子萌发过程中,α淀粉酶在糊粉层的细胞中合成,在胚乳中分解淀粉。
该酶从糊粉层细胞排到细胞外的方式是( )A.顺浓度梯度经自由扩散排出B.逆浓度梯度经协助扩散排出C.通过离子通道排出D.含该酶的囊泡与质膜融合排出解析:选D α淀粉酶的化学本质是大分子蛋白质,从糊粉层细胞排到细胞外的方式是胞吐。
7.为研究植物细胞质壁分离现象,某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中,一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。
下列说法错误的是( )A.该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞B.细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度C.细胞液中的H2O可以经扩散进入甲物质溶液中D.甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁解析:选B 具有大液泡的活细胞才能发生质壁分离。
质壁分离过程中,细胞在失水,此时,细胞外甲物质的浓度高于细胞内甲物质的浓度。
水分子跨膜运输的方式是自由扩散。
细胞壁是全透的,甲物质和H2O 能自由通过。
8.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。
下列叙述正确的是( )A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率解析:选C 由题意可知,离子通过离子泵进行跨膜运输需要消耗能量,而协助扩散不需要消耗能量。
消耗能量的物质跨膜运输一般是逆浓度梯度进行的。
动物一氧化碳中毒会影响红细胞运输氧气,进而影响有氧呼吸,影响ATP的合成,从而降低离子泵跨膜运输离子的速率。
离子泵是一种蛋白质,因此加入蛋白质变性剂会破坏离子泵的结构,进而降低离子泵跨膜运输离子的速率。
9.当人体血糖浓度偏高时,质膜中的某种葡萄糖载体可将葡萄糖转运至肝细胞内,血糖浓度偏低时则转运方向相反。
下列叙述正确的是( )A.该载体在血糖浓度偏低时的转运需要消耗ATPB.转运速率随血糖浓度升高不断增大C.转运方向不是由该载体决定的D.胰岛素促进葡萄糖运出肝细胞解析:选C 当人体血糖浓度偏高时,质膜中的某种葡萄糖载体可将葡萄糖转运至肝细胞内;血糖浓度偏低时则转运方向相反,两种转运都是由高浓度处至低浓度处,转运方式均为协助扩散,故该载体在血糖浓度偏低时的转运不需要消耗ATP。
由于协助扩散受质膜上载体数量的限制,转运速率不随血糖浓度升高而不断增大。
由题干信息可知,转运方向由质膜两侧的葡萄糖浓度差决定,而不是由该载体决定。
胰岛素能降低血糖浓度,促进葡萄糖进入肝细胞。
10.下图显示物质P和Q跨膜出细胞,下列叙述正确的是( )A.物质P可能是氧气B.物质Q一定是水分子C.物质P和Q出细胞都需要载体D.物质P和Q出细胞未必都消耗能量解析:选D 物质P逆浓度梯度出细胞,为主动运输;物质Q顺浓度梯度出细胞,为被动运输。
被动运输包括协助扩散和自由扩散,自由扩散不需要载体。
氧气和水分子通过自由扩散出细胞,但物质Q出细胞可能是协助扩散,也可能是自由扩散,自由扩散不需要载体。
主动运输消耗能量,但被动运输不消耗能量。
11.下列过程中,不属于胞吐作用的是( )A.浆细胞分泌抗体到细胞外的过程B.mRNA从细胞核到细胞质的过程C.分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程D.突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程解析:选B 胞吐是指细胞需要外排的大分子等物质,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处与细胞膜融合,将大分子等排出细胞的现象。
细胞胞吐的一般是大分子等物质,此过程需要消耗能量。
浆细胞分泌抗体、胰腺的腺泡细胞向胞外分泌蛋白、突触小泡向突触间隙释放神经递质都属于胞吐。
mRNA通过核孔从细胞核到细胞质的过程不属于胞吐。
12.将蚕豆植株放在湿润的空气中光照一段时间后,取蚕豆叶下表皮制作临时装片。
先在清水中观察,然后用0.3 g/mL蔗糖溶液取代清水,继续观察,结果如图所示。
下列有关叙述正确的是( )A.只有将保卫细胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液中时,才构成一个渗透系统B.当从清水转入0.3 g/mL蔗糖溶液中时,保卫细胞细胞液浓度将逐渐增加C.在清水中,保卫细胞发生渗透失水而导致气孔开放D.蔗糖分子扩散进入保卫细胞后,细胞渗透吸水导致气孔关闭解析:选B 将保卫细胞放在清水中,细胞液和外界的清水存在浓度差,可以构成一个渗透系统;分析图示,植物在清水中叶片中气孔是开放的,而在0.3 g/mL的蔗糖溶液中,保卫细胞发生渗透失水,细胞液浓度增加;在清水中,保卫细胞吸水,气孔开放;蔗糖溶液中细胞失水,导致气孔关闭,但原生质层具有选择透过性,蔗糖不能进入细胞。
13.(2019·无锡一模,多选)在探究植物细胞的吸水和失水实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理,下列叙述错误的是( )A.第一次观察为低倍镜观察,后两次为高倍镜观察B.第一次处理滴加的液体为清水,第二次滴加的液体为0.3 g·mL-1的蔗糖溶液C.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮,则不会发生质壁分离D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中不属于原生质层的结构有细胞壁、细胞核和细胞液解析:选ABC 三次观察均在低倍镜下进行;第一次处理滴加的液体为0.3 g·mL-1的蔗糖溶液,观察质壁分离现象,第二次滴加的液体为清水,观察质壁分离复原现象;紫色洋葱鳞片叶的内表皮也有大液泡,滴加0.3 g·mL-1的蔗糖溶液后会发生质壁分离,洋葱鳞片叶的内表皮细胞液泡中无明显颜色的色素,实验现象不易观察到;原生质层包括细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质。
14.(多选)某实验小组用右图所示实验装置探究鱼鳔膜的通透性。
实验开始时漏斗内外液面等高,实验中观察到漏斗内液面上升到一定高度后不再上升。
相关叙述正确的是( )A.漏斗中液面上升速率逐渐减小B.水分子只能由鱼鳔膜外进入膜内C.液面静止时,鱼鳔膜内外溶液浓度相等D.实验结果表明鱼鳔膜是一种半透膜解析:选AD 开始时,因膜内蔗糖溶液浓度高于膜外,水分子进入鱼鳔膜的速度大于出来的速度,漏斗中的液面会较快上升;随着液面的上升,膜两侧浓度差逐渐减小,液面上升的速率会逐渐下降,直至不再上升。
鱼鳔膜是一种半透膜,水分子能自由通过,即水分子既能由鱼鳔膜外进入膜内,也能由膜内到达膜外。
由于蔗糖分子不能通过鱼鳔膜,所以液面静止时内外溶液浓度不可能相等。
15.(多选)协同运输是物质跨膜运输的一种方式,其过程如图所示。
细胞膜上的载体蛋白同时与Na+和葡萄糖结合后,在膜两侧Na+浓度梯度驱动下吸收葡萄糖,跨膜的Na+再由另一种载体蛋白运回膜外。
对此过程分析错误的是( )A.运输Na+的载体蛋白因不止一种而缺乏特异性B.Na+的协同运输所需能量直接来自ATP水解C.图示细胞吸收葡萄糖是一种特殊的主动运输D.细胞内外Na+浓度相等时,协同运输不能进行解析:选AB 细胞膜上的载体蛋白只能运输特定的物质,具有特异性;Na+的协同运输所需动力是浓度差;协同运输所需要的能量来自膜两侧离子的浓度梯度,维持这种浓度梯度依靠钠钾泵或质子泵,所以是一种特殊的主动运输;细胞内外Na+浓度相等时,不形成浓度梯度,协同运输不能进行。
二、非选择题16.(2019·淮安调研)如图1为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图,GLUT是一种葡萄糖载体蛋白。
图2表示GLUT介导的肝细胞和原核生物细胞对葡萄糖的摄取速率与葡萄糖浓度的关系。
请回答下列问题:(1)小肠上皮细胞面向肠腔的一侧形成微绒毛的作用是________________________,与肠腺细胞合成和分泌消化酶相关的细胞器有____________________________。