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第二单元 细胞的基本结构和物质的运输第7讲 细胞的物质输入和输出考纲要求 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。
内容索引考点一 物质跨膜运输的实例考点二 物质出入细胞的方式及影响因素考点三 观察植物细胞的质壁分离和复原知识网络 答题语句重温高考演练模拟课时作业考点一物质跨膜运输的实例梳理知识要点1.渗透系统(1)组成：一个完整的渗透系统，由两个溶液体系以及两者之间的半透膜组成。
(2)渗透作用产生的条件条件有一层______半透膜两侧的溶液具有______浓度差半透膜2.动、植物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水原理“半透膜”————浓度差 与外界溶液间具有浓度差细胞膜细胞质②现象a.外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀。
失水皱缩b.外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞。
c.外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡。
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)①条件：成熟植物细胞具有中央大液泡。
②原理③现象a.当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过 失水，植物细胞就发生 现象。
b.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 外界清水，植物细胞就吸水，发生现象。
渗透作用质壁分离质壁分离复原高于3.科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca 2＋、Mg 2＋和 的培养液中培养，结果及分析如下：(1)实验结果①不同植物对 的吸收有差异。
②同种植物对 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 。
同种无机盐离子不同无机盐离子选择性1.判断常考语句，澄清易混易错(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度( )(2)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核( )(3)质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行( )(4)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( )(5)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( )(6)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的( )诊断与思考××××××2.分析命题热图，明确答题要点如图表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞，请分析：(1)b 的颜色和大小如何发生变化？(2)c 处的浓度与细胞外的浓度 。
第7讲物质的输入和输出(限时:40分钟)1.(2015安徽宣城模拟)以下哪种情况会发生渗透作用( D )①干种子萌发时的吸水②萎蔫的青菜放进清水中变得硬挺③根毛细胞吸水④水由气孔进入外界环境⑤插在花瓶中的花枝由瓶中吸水⑥洋葱表皮细胞放在盐水中发生质壁分离⑦兔的红细胞放在盐水中发生皱缩A.①②③⑥⑦B.②③⑤⑥⑦C.②③④⑤⑥⑦D.②③⑥⑦解析:干种子萌发时,吸胀吸水;水由气孔进入外界环境,不是渗透作用;插在花瓶里的花枝经导管靠蒸腾拉力吸水,不是渗透作用;其他具有大液泡的细胞及动物细胞吸水为渗透吸水。
2.(2015河南洛阳一模)下列关于物质跨膜运输的叙述,不正确的是( B )A.人体内红细胞、肾小管上皮细胞吸收葡萄糖的方式不同B.原生质体置于等渗溶液中,几乎无水分子进出细胞C.海带细胞通过主动运输积累I-等溶质,通常不会在海水中发生质壁分离D.叶肉细胞中的CO2进入叶绿体和排出细胞外的方式完全相同解析:人体红细胞通过协助扩散方式吸收葡萄糖,肾小管上皮细胞通过主动运输方式吸收葡萄糖;原生质体置于等渗溶液中,水分子进出细胞达到动态平衡;海带细胞通过主动运输积累I-等溶质,使得细胞液浓度升高,不会在海水中失水发生质壁分离;CO2通过膜的方式是自由扩散。
3.(2016安徽宿州月考)如图表示物质进入细胞的四种方式,有关说法错误的是( A )A.温度只影响图中②和③过程的速率B.吞噬细胞通过④过程吞噬病原体C.小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是①D.生长素极性运输进入细胞的方式是③解析:图中①为自由扩散,②为协助扩散,③为主动运输,④为胞吞。
温度影响细胞膜的流动性及呼吸酶的活性,从而影响①②③④过程;乙醇经自由扩散进入细胞;生长素的极性运输属于主动运输。
4.(2015北京东城区一模)将若干生理状况基本相同,长度为3 cm 的新鲜萝卜条分为四组,分别置于三种浓度相同的溶液(实验组)和清水(对照组)中,测量每组萝卜条的平均长度,结果如图所示。
第7讲细胞的物质输入和输出1.下列现象中属于渗透作用的是( D )A.水分子通过细胞壁B.葡萄糖分子通过细胞膜C.K+通过原生质层D.水分子通过原生质层解析:渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
葡萄糖、K+不属于溶剂分子,细胞壁不是半透膜。
2.(2017·山东实验中学月考)下列有关植物细胞质壁分离及复原实验的叙述,正确的是( D )A.紫色洋葱内表皮细胞具有大液泡,是该实验的最佳材料B.具选择透过性的细胞膜是植物细胞吸水的结构基础C.质壁分离后,细胞壁与原生质层之间充满细胞液D.原生质层两侧溶液渗透压大小影响质壁分离速率解析:紫色洋葱外表皮细胞具有大液泡,是该实验的最佳材料;具有选择透过性的原生质层是植物细胞吸水或失水的结构基础;质壁分离后,细胞壁与原生质层之间充满外界溶液;原生质层两侧溶液渗透压的大小影响质壁分离的速率。
3.下列关于物质运输的叙述,错误的是( B )A.协助扩散过程中,需要载体蛋白协助,但不需要ATP供能B.人的红细胞吸收葡萄糖的过程,需要载体蛋白和ATP供能C.质壁分离复原过程中,水分子内流导致细胞内渗透压降低D.胰岛素分泌过程中,囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分解析:协助扩散是物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧,需要载体蛋白的协助,但是顺浓度梯度进行,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量;人体红细胞吸收葡萄糖是协助扩散;质壁分离复原过程中,水分子内流导致细胞内溶剂相对增多,渗透压降低;胰岛素分泌过程属于胞吐,高尔基体产生的囊泡到达细胞膜时,囊泡膜与细胞膜融合,成为细胞膜的一部分。
4.图甲、乙分别为物质进出细胞的坐标图和模式图,下列相关说法正确的是( C )A.图甲、乙所代表的运输方式没有共同点B.图乙所示的运输方式也可以逆浓度梯度进行C.图乙所示的细胞可能是红细胞D.只要是消耗能量的运输方式就是主动运输解析:甲、乙所代表的物质运输方式分别为主动运输和协助扩散,其共同点是都需要载体;协助扩散运输方式不可以逆浓度梯度进行;红细胞吸收葡萄糖是协助扩散,图乙所示的细胞可能是红细胞;胞吞、胞吐也需要消耗能量。
5.(2016·河北衡水模拟)将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的物质M溶液中,并测定洋葱表皮细胞吸收M的速率,结果如图所示。
对结果的解释最合理的是( C )A.细胞吸收M的方式为自由扩散B.细胞吸收M的方式为主动运输C.细胞吸收M需载体蛋白的参与D.细胞吸收M所需能量供应不足解析:通入空气前后物质M的吸收速率相等,说明该物质的吸收不需要消耗细胞呼吸产生的ATP,即运输方式不是主动运输;两种溶液的浓度不同,但吸收速率相等,说明该物质的运输方式不可能是自由扩散;由此可推断该物质的运输方式是协助扩散,需要载体蛋白的参与。
6.某实验小组从同一马铃薯上取相同长度的甲、乙、丙、丁、戊5根马铃薯条,对甲不作处理,作为对照组,乙、丙、丁、戊分别放置在浓度分别为a、b、c、d的蔗糖溶液中处理1 h,然后将这5根马铃薯条依次放入质量相同的甲、乙、丙、丁、戊5杯蒸馏水中静置1 h后,取出马铃薯条,测定蒸馏水质量的变化量,结果如图所示。
据此判断,下列推测正确的是( D )A.蔗糖溶液浓度大小关系为c<b<a<dB.原马铃薯条细胞液浓度位于b和c之间C.浓度为c的蔗糖溶液使马铃薯条细胞失水过多而死亡D.戊组质量不变的原因可能是细胞的原生质层已没有选择透过性解析:据图分析,戊中的蒸馏水质量没有变化,说明d的浓度最高,导致细胞过度失水死亡,丁的减少量最大,说明c的浓度次之,依次分析b、a依次减少,所以浓度大小关系是a<b<c<d;根据甲组的位置可知原马铃薯条细胞液浓度位于b和a间;浓度为c的蔗糖溶液使马铃薯条细胞失水,但是没有死亡;戊组质量不变的原因可能是细胞外液浓度过高,细胞已经死亡,其原生质层已没有选择透过性。
7.如图为受体介导的胞吞作用,根据图示,下列叙述不正确的是( A )A.该过程以膜的选择透过性为基础才能发生B.该过程要有细胞表面识别和内部供能才可能完成C.构成囊泡的基本支架是磷脂双分子层D.神经细胞释放神经递质的过程有膜成分的更新解析:胞吞、胞吐作用以膜的流动性为基础才能发生;由题图可知,胞吞过程需要信息分子与受体结合才能发生,体现了细胞膜表面识别作用,胞吞过程需要消耗能量;囊泡是细胞膜内陷形成的,构成细胞膜的基本支架是磷脂双分子层;神经细胞通过胞吐方式将神经递质释放出细胞外,突触小泡与细胞膜融合实现了细胞膜成分的更新。
能力达标8.如图为细胞吸水力随质壁分离程度变化曲线,下列相关叙述正确的是( D )A.在质壁分离复原过程中,细胞吸水力应逐渐升高B.细胞吸水力与质壁分离程度呈负相关C.细胞不发生质壁分离就没有吸水力D.如果增大外界溶液的浓度,则细胞的质壁分离程度可能更高解析:据图可知,细胞吸水力与质壁分离程度呈正相关;而质壁分离复原过程与质壁分离过程相反,因此在质壁分离复原过程中细胞吸水力应逐渐降低;细胞的吸水能力取决于其细胞液浓度高低,即使不发生质壁分离,细胞液也是有一定浓度的;如果增大外界溶液的浓度,则细胞的失水程度增大,质壁分离程度可能更高。
9.为研究甲地某植物能不能移植到乙地生长,某生物学研究性学习小组设计了一个测定该植物细胞液浓度的实验方案,实验结果如下表:液的浓度最可能是( D )A.>0.19B.>0.23C.<0.27D.<0.23解析:表中信息显示:该植物在浓度为0.19 mol/L的蔗糖溶液中不分离,在浓度为0.23 mol/L 的蔗糖溶液中刚发生分离,而细胞液的浓度范围应介于刚发生质壁分离和未发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间,即介于0.19～0.23之间;在此基础上结合题意“乙地土壤溶液的浓度适合该植物生长”可推知:该植物细胞能够从乙地土壤溶液中吸收水分,所以乙地土壤溶液的浓度应低于该植物细胞液的浓度,最可能是<0.23。
10.(2016·湖南长沙模拟)用2 mol·L-1的乙二醇溶液和2 mol·L-1的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞,观察质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如图所示。
下列表述不正确的是( C )A.该细胞不可能是根尖分生区的细胞B.AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大C.BC段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡D.用一定浓度的KNO3溶液代替乙二醇溶液,可得到类似的结果解析:能发生质壁分离的细胞是具有大液泡的成熟植物细胞,根尖分生区细胞是未成熟的植物细胞,因此该种细胞不可能是根尖分生区细胞;AB段原生质体相对体积不断减小,说明细胞液浓度逐渐增大;BC段由于乙二醇进入细胞内,导致质壁分离复原;用一定浓度的KNO3溶液处理该细胞,由于K+和N通过主动运输进入细胞内,因此也会发生质壁分离后自动复原。
11.(2017·湖南桃江月考)Na+K+泵是一种常见的 ATP驱动泵(如图所示),是一种在动物细胞的能量系统中起主要作用的载体,也是一种能催化ATP水解的酶。
这种泵每消耗1分子的ATP,就逆浓度梯度将3分子的Na+泵出细胞外,将2分子的K+泵入细胞内。
由此可知( D )A.该载体不一定能催化ATP水解,但一定能促进物质的转运B.Na+通过Na+K+泵的跨膜运输方式是主动运输,K+通过Na+K+泵的跨膜运输方式是协助扩散C.葡萄糖进入红细胞的方式与Na+和K+通过Na+K+泵的跨膜运输的方式相同D.Na+K+泵对维持动物细胞的渗透压平衡起重要作用解析:根据题意,“Na+K+泵是一种常见的ATP驱动泵,也是能催化ATP水解的酶”,所以该载体一定能催化ATP水解;由图中信息可知,该过程中Na+和K+都是逆浓度运输,所以属于主动运输;葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散。
12.如图表示物质跨膜运输速率与影响因素间的关系曲线图,据图回答下列关于细胞吸收外界物质的问题。
(1)图A表示的物质运输的方式是,影响其物质转运的主要因素是。
图B中从m点开始,运输速率不再增加,可能的原因是。
(2)比较图A与图B,在物质运输上,两者存在的共同点是。
(3)图C、图D中,可表示Ca2+进入成熟红细胞内的运输方式是,并说明理由: 。
请对图D中p点作出解释: 。
(4)图A～图D,可表示被动运输的是(多选)。
(5)神经细胞转运Na+的方式是。
解析:(1)图A表示物质跨膜运输速率随物质浓度升高而增大,表示的是自由扩散,影响运输速率的主要因素是细胞膜内外的物质浓度差;图B中,运输速率随物质浓度的增大先增大最后趋于平缓,说明是主动运输或协助扩散,而两者都有载体蛋白参与,m点以后运输速率不再增加,可能是因为膜上载体蛋白数量限制(协助扩散)或膜上载体蛋白数量限制和能量限制(主动运输)。
(2)自由扩散与协助扩散的共同特点是物质从高浓度一侧向低浓度一侧运输。
(3)图C可表示Ca2+进入成熟红细胞内的运输方式,因为成熟的红细胞没有线粒体,只能进行无氧呼吸,氧气浓度增加,无氧呼吸产生的能量几乎不变,运输速率几乎不变;p点表示氧气浓度为0时,细胞通过无氧呼吸产生能量运输物质。
(4)A、B、C可以表示被动运输。
D必须要提供能量才可以,所以D属于主动运输。
(5)神经细胞转运Na+的方式是被动运输(动作电位)和主动运输(恢复静息电位)。
答案:(1)自由扩散细胞膜内外的物质浓度差膜上载体蛋白数量限制(协助扩散)或膜上载体蛋白数量限制和能量限制(主动运输) (2)物质从高浓度一侧向低浓度一侧运输(3)图C 成熟的红细胞没有线粒体,只能进行无氧呼吸,O2浓度增加,无氧呼吸产生的能量几乎不变,细胞转运速率几乎不变O2浓度为0时,细胞通过无氧呼吸产生能量转运物质(4)A、B、C (5)被动运输(动作电位)和主动运输(恢复静息电位)13. (2017·河南洛阳月考)如图为研究渗透作用的实验装置,请回答下列问题:(1)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,漏斗内外起始液面一致。
渗透平衡时液面差为Δh,此时S1和S2浓度大小关系为。
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的 ,两者在物质透过功能上的差异是。
(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
实验材料:紫色洋葱。
实验器具:如图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等。
实验试剂:蒸馏水,0.3 g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。
部分实验步骤和结果如下:①选两套渗透装置,标记代号X和Y。
在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致。
