高考生物一轮复习 第2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课件.ppt

第7讲细胞的物质输入和输出 第二单元细胞的基本结构和物质的运输 考纲要求1 物质出入细胞的方式 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 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 内容索引 知识网络答题语句 重温高考演练模拟 课时作业 考点三观察植物细胞的质壁分离和复原 考点一 物质跨膜运输的实例 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 梳理知识要点 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 现象a 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 条件 成熟植物细胞具有中央大液泡 失水皱缩 原理 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ca2 mg2 和的培养液中培养 结果及分析如下 1 实验结果 不同植物对的吸收有差异 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 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 3 当停止质壁分离时 b与c的浓度 颜色逐渐加深 b逐渐变小 相等 相等 提示 答案 突破重点难点 1 不同渗透装置中水分子运动情况及液面变化 1 溶质不能通过半透膜的情况 若s1溶液浓度大于s2溶液浓度 则单位时间内由s2 s1的水分子数多于由s1 s2的 外观上表现为s1溶液液面上升 若s1溶液浓度小于s2溶液浓度 则情况相反 外观上表现为s1溶液液面下降 在达到渗透平衡后 若存在如图所示的液面差 h 则s1溶液浓度仍大于s2溶液浓度 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 溶质能通过半透膜的情况若s1溶液浓度大于s2溶液浓度 则最初单位时间内由s2 s1的水分子数多于由s1 s2的 随着溶质的扩散 最终s1和s2溶液浓度相等 外观上表现为s1溶液液面先上升后下降 最终s1和s2溶液液面持平 若s1溶液浓度小于s2溶液浓度 则情况相反 2 成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较 特别提醒有关渗透作用的两个易错点 1 水的运输特点 无论细胞吸水还是失水 水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的 2 渗透平衡的实质 渗透平衡只意味着半透膜两侧的水分子移动到达平衡状态 既不可看作没有水分子移动 也不可看作两侧溶液浓度绝对相等 1 若半透膜允许水分子通过 不允许蔗糖分子通过 下列关于渗透现象的说法正确的是a 初始状态半透膜一侧是蔗糖 一侧是清水 渗透平衡时 半透膜两侧浓度相等b 初始状态半透膜一侧是蔗糖 一侧是清水 渗透平衡时 半透膜两侧浓度不可能相等c 初始状态半透膜两侧是不同浓度的蔗糖溶液 渗透平衡时 膜两侧浓度不可能相等d 初始状态半透膜两侧是不同浓度的蔗糖溶液 渗透平衡时 半透膜两侧浓度一定相等 答案 解析 命题点一渗透作用现象的分析 探究命题方向 初始状态半透膜一侧是蔗糖 一侧是清水 膜两侧溶液水分子进出的速率相等即渗透平衡时 半透膜两侧浓度不可能相等 仍然是蔗糖一侧的浓度较大 半透膜只能让水通过 不能让蔗糖通过 渗透平衡时 半透膜两侧浓度可能相等 2 如图表示一中间隔以半透膜 只允许水分子通过 的水槽 两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液 然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶 在加入麦芽糖酶前后m n两侧液面的变化是 答案 解析 a 加酶前m侧液面上升 加酶后n侧液面上升并高于m侧液面b 加酶前m侧液面上升 加酶后n侧液面上升并等于m侧液面c 加酶前后m n两侧液面不变d 加酶前m n两侧液面不变 加酶后n侧液面上升并高于m侧液面 命题点一渗透作用现象的分析 m侧和n侧分别加等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液 所以加酶前液面不变 麦芽糖酶将1分子的麦芽糖分解为2分子的葡萄糖 在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶 麦芽糖水解 n侧的葡萄糖溶液浓度大于m侧 进入n侧水分子的数目大于流出n侧的水分子数目 n侧液面上升且高于m侧液面 故选d 3 某同学为探究膜的通透性而设计了如图所示的渗透装置 开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平 在长颈漏斗内液面上升的过程中 命题点二与渗透作用有关的实验探究 答案 解析 a 液面上升的速率先加快后减慢最终维持稳定b 水分子通过半透膜从蔗糖溶液向清水扩散的速率逐渐减慢c 当半透膜两侧液体浓度相等时 水分子不再通过半透膜扩散d 当半透膜两侧水分子进出速率相等时 长颈漏斗内液面最高 实验开始时 由于单位体积清水中水分子数量多于蔗糖溶液 因此 水分子通过半透膜扩散进入蔗糖溶液的速率大于由蔗糖溶液扩散进入清水中的速率 随着水分子进入漏斗内量的增多 蔗糖溶液浓度下降 同时由于漏斗液面升高与烧杯中液体形成的压力差增加 水分子扩散进入漏斗内的速率下降 而反方向水分子扩散速率升高 当水分子在半透膜两侧进出速率相等时 漏斗内液面达到最高并停止上升 即最终液面上升的速率变为0 4 2016 赣州模拟 某同学进行如下图所示的实验 甲图为实验开始状态 乙图为实验结束状态 请在乙图所示实验结果的基础上继续实验 探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜 命题点二与渗透作用有关的实验探究 增添的实验材料 蔗糖酶溶液 斐林试剂 试管 滴管 水浴锅等 1 请设计出继续实验的简要步骤 向a b两管中分别加入等量蔗糖酶溶液 观察a b两管内液面的变化 吸取a b两管内适量液体 分别加入a b两试管中 并加入斐林试剂 50 65 水浴加热 观察a b试管内有无砖红色沉淀 答案 2 预测实验现象并做出结论 如果a b两管液面高度差缩小 且a b试 管内均有砖红色沉淀 则蔗糖的水解产物能通过半透膜 如果a b两管液面高度差增大 且a试管内无砖红色沉淀 b试管内有砖红色沉淀 则蔗糖的水解产物不能通过半透膜 答案 1 验证渗透作用发生条件的方法 1 具有半透膜 2 半透膜两侧溶液具有浓度差 2 探究物质能否通过半透膜的方法 以碘和淀粉为例 5 2016 郑州十校联考 图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的nacl溶液中 红细胞的体积 v 与初始体积 v0 之比的变化曲线 图乙是某植物细胞在一定浓度的nacl溶液中细胞失水量的变化情况 下列分析正确的是 命题点三细胞吸水与失水的分析 答案 解析 a 从图甲可见250mmol l 1nacl溶液不影响人红细胞的代谢b 图乙中植物细胞体积会发生明显的变化 先减小后增大c 图乙中a点细胞失水量最大 此时细胞吸水能力最小d 人的红细胞长时间处在300mmol l 1nacl溶液中可能死亡 图乙中的处理时间内细胞一直有生物活性 图甲中 250mmol l 1nacl溶液中红细胞体积与初始体积之比小于1 说明红细胞失水皱缩 会影响红细胞的代谢 a错误 图乙中植物细胞失水量先变大后变小 之后表现为吸水 故植物细胞原生质体体积先变小后变大 植物细胞由于细胞壁的保护作用 细胞体积几乎不变 b错误 图乙中 a点植物细胞失水量最多 此时细胞吸水能力最高 c错误 人的红细胞长时间处在300mmol l 1nacl溶液中会因失水过多而死亡 而图乙细胞在处理时间内细胞先失水后吸水 说明细胞原生质层具有选择透过性 细胞一直具有生物活性 d正确 6 2016 成都模拟 五个大小相同的马铃薯幼根与物种a的幼根分别放入甲 戊五种不同浓度的蔗糖溶液中 数小时后 取出称重 重量变化如图所示 以下关于该实验结果的说法不正确的是 a 与马铃薯幼根细胞液等渗的溶液是甲溶液b 马铃薯比物种a更耐旱c 物种a幼根的细胞在甲浓度溶液中一定会发生明显的质壁分离d 在这五种蔗糖溶液中 浓度最大的是乙溶液 答案 解析 命题点三细胞吸水与失水的分析 在甲溶液中 马铃薯幼根细胞的重量不变 说明马铃薯吸水和失水处于动态平衡 甲溶液是马铃薯幼根细胞液的等渗溶液 a正确 由图可知 马铃薯吸水能力要比物种a强 所以马铃薯更耐干旱 b正确 幼根细胞的发育程度不同 因此其不一定会发生明显的质壁分离 c错误 在这五种蔗糖溶液中 乙溶液中的马铃薯幼根细胞的重量减少最大 说明乙溶液的浓度最大 d正确 1 通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断 当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时 细胞失水 当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时 细胞吸水 当细胞外溶液与细胞液的浓度相等时 细胞失水量和吸水量相等 处于动态平衡 2 根据重量或长度变化 如萝卜条 来判定 若重量增加或长度变长 则吸水 反之则失水 细胞吸水 失水的判断方法 考点二 物质出入细胞的方式及影响因素 1 物质出入细胞的方式 连线 梳理知识要点 特点 方式 实例 不需载体蛋白和能量 需载体蛋白 不需能量 需载体蛋白和能量 需能量 不需载体蛋白 a 主动运输b 自由扩散c 协助扩散d 胞吞和胞吐 水 o2 co2 甘油 乙醇 红细胞吸收葡萄糖 小肠上皮细胞吸收葡萄糖 大分子 颗粒性物质 特别提醒 1 小分子跨膜运输体现了膜的功能特点 选择透过性 胞吞和胞吐体现了膜的结构特点 流动性 2 大分子胞吞 胞吐过程中穿过的生物膜层数为0层 浓度差主要影响自由扩散和协助扩散 自由扩散中 浓度差越 运输速率越 协助扩散中 浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加 原因是受的限制 大 大 载体数量 2 影响物质跨膜运输因素的分析 1 浓度差对物质跨膜运输的影响 2 载体数量对跨膜运输的影响 载体蛋白主要影响和 其他条件适宜的情况下 载体蛋白数量越多 运输速率越大 自由扩散不受载体蛋白数量的影响 协助扩散 主动运输 3 氧气含量对跨膜运输的影响通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率 p点时 为离子的吸收提供能量 pq段 随着氧气含量的增加 有氧呼吸产生的能量越 主动运输的速率也越大 q点以后 当氧气含量达到一定程度后 受载体蛋白数量以及其他的限制因素运输速率不再增加 无氧呼吸 多 4 温度 1 判断常考语句 澄清易混易错 1 细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内 2 na 与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输 3 细胞外液中的k 进入神经细胞属于自由扩散 4 液泡中积累了大量离子 故液泡膜不具有选择透过性 5 主动运输使膜内外物质浓度趋于一致 维持了细胞的正常代谢 6 同一种物质进出不同细胞时 运输方式可能不同 2 分析命题热图 明确答题要点图甲 乙分别为物质进出细胞的坐标图和模式图 请分析回答 1 甲 乙的物质进出细胞方式一样吗 为什么 提示 不一样 图甲中a点以后物质是逆浓度梯度运输 为主动运输 图乙中物质顺浓度梯度运输 需要载体蛋白 但不消耗能量 为协助扩散 2 图乙的物质运输方式也可以逆浓度梯度进行吗 提示 不能 逆浓度梯度运输一定消耗能量 3 只要是消耗能量的运输方式就是主动运输吗 提示 不是 需要消耗能量的运输方式除了主动运输 还有胞吞和胞吐 命题点一物质跨膜运输方式的判断 探究命题方向 疑难精讲 三看法 快速判定物质出入细胞的方式 1 如图显示物质p和q跨膜出细胞 下列叙述正确的是 答案 解析 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 命题点一物质跨膜运输方式的判断 物质p出细胞是逆浓度梯度 为主动运输 物体q出细胞是顺浓度梯度 可表示被动运输 氧气的运输方式是自由扩散 即图中物质q a错误 水分子的运输方式是自由扩散 可用物质q表示 但物质q不一定是水分子 b错误 物质p出细胞需要载体 物质q出细胞是被动运输 包括自由扩散和协助扩散 而自由扩散不需要载体 c错误 物质p的运输方向是低浓度到高浓度 表示主动运输 需要消耗能量 物质q的运输方向是高浓度到低浓度 可表示被动运输 不需要消耗能量 d正确 2 2016 保定调研 小鼠细胞在浓度为100mmol l 1和300mmol l 1的物质n溶液中 某时刻吸收物质n的速率依次是10mmol min 1和20mmol min 1 下列相关叙述正确的是a 持续增加物质n的浓度 其进入细胞的速率会持续增大b 增加氧气的浓度 物质n进入细胞的速率会持续增大c 增加载体的数量 物质n进入细胞的速率会持续增大d 无法确定物质n进入细胞的方式 答案 解析 命题点一物质跨膜运输方式的判断 题干中仅给出了物质n溶液浓度不同时 小鼠细胞吸收物质n的速率不同 没有给出物质n在细胞内的浓度及吸收物质n是否需要能量和载体的信息 因此不能确定物质n进入细胞的具体方式 若细胞吸收物质n的方式是协助扩散或主动运输 则随物质n的浓度持续增加 吸收速率不会持续增大 若细胞吸收物质n的方式是自由扩散或协助扩散 则吸收速率与氧气浓度无关 若是主动运输 受载体数量限制 吸收速率也不会随氧气浓度的增加而持续增大 若细胞吸收物质n的方式是自由扩散 吸收速率与载体数量无关 若是主动运输 吸收速率也不会随载体数量的增加而持续增大 3 下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 答案 解析 命题点一物质跨膜运输方式的判断 a 载体 逆浓度运输溶质分子b 载体 具有atp酶活性c 载体 和 转运方式不同d 载体 转运溶质分子的速率比自由扩散快 由图可知载体 逆浓度梯度运输溶质分子 a正确 载体 顺浓度梯度运输溶质分子 不消耗atp 不具有atp酶活性 b错误 载体 和 转运方式不同 前者是主动运输 后者是协助扩散 c正确 协助扩散有载体协助 自由扩散没有 前者快 d正确 有关物质出入细胞方式的6个 不要漏掉 1 需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外 不要漏掉协助扩散 2 消耗能量的运输方式除主动运输外 不要漏掉胞吞和胞吐 3 从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外 不要漏掉协助扩散 4 影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外 不要漏掉浓度差 5 与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外 不要漏掉载体蛋白的合成场所 核糖体 6 运输速率与o2浓度无关的运输方式除自由扩散外 不要漏掉协助扩散 命题点二影响物质跨膜运输的因素及方式的探究 4 如图表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度变化与该物质进入细胞膜内速率的关系 据图分析 下列说法正确的是 a 该物质进入细胞的方式是自由扩散b 该物质通过膜时必须与载体蛋白结合c 该物质可能是水或甘油d 该物质只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动 答案 解析 据图分析 在一定范围内随着物质浓度增加该物质运输速率增加 当物质浓度达到一定时 物质运输速率不再增加 说明受到载体数量的限制 故该物质运输方式为协助扩散或主动运输 a错误 协助扩散的特点是需要载体 不需要能量 主动运输的特点是需要载体和能量 b正确 水和甘油是通过自由扩散进入细胞膜 c错误 协助扩散是从高浓度到低浓度运输 主动运输从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动 d错误 5 用呼吸抑制剂处理人体红细胞 下列物质吸收量显著减少的一组是 答案 解析 命题点二影响物质跨膜运输的因素及方式的探究 氨基酸是主动运输 其吸收需要细胞呼吸提供的能量和载体蛋白 葡萄糖进入红细胞是协助扩散 与能量无关 a错误 氨基酸和钾离子的运输方式都是主动运输 能量降低会使其吸收速率下降 b正确 氧气和水的运输方式都是自由扩散 抑制细胞呼吸对它们的吸收没有影响 c错误 甘油和脂肪酸都是自由扩散 d错误 6 柽柳是泌盐植物 叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出 是强耐盐植物 柽柳从土壤中吸收无机盐是主动运输还是被动运输 请设计实验加以证明 1 实验步骤 取甲 乙两组生长发育相同的柽柳幼苗 放入适宜浓度的含有ca2 k 的溶液中 甲组给予正常的呼吸条件 乙组 命题点二影响物质跨膜运输的因素及方式的探究 完全抑制细胞呼吸 一段时间后测定两组植株根系对ca2 k 的吸收速率 答案 2 实验结论 若两组植株对ca2 k 的吸收速率相同 说明 答案 柽柳从土壤中吸收无机 盐是被动运输 若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率 说明柽柳从土壤中吸收无机盐 是主动运输 探究物质跨膜运输方式的实验设计 1 探究是主动运输还是被动运输 2 探究是自由扩散还是协助扩散 命题点三各种 膜 特点的区分 疑难精讲借助结构模式图 比较 区分不同 膜 的特点 1 选择透过性膜是指细胞膜等具有活性的生物膜 它具有半透膜的物理特性 更重要的是具有主动选择性 对物质的吸收与否及吸收的多少取决于膜上载体蛋白的种类与数量 因此不能将生物膜看作单纯的半透膜 2 半透膜是指某些物质可以通过 而另一些物质不能通过的多孔性薄膜 物质能否通过取决于分子的大小 如常见的半透膜有动物的膀胱膜 肠衣 鸡蛋的蛋壳膜等 水 葡萄糖等较小的分子可以通过 而蔗糖 蛋白质等较大的分子不能通过 3 核膜是双层膜 将细胞的核 质分开 由于其上有核孔 mrna只能通过核孔进入细胞质 而氨基酸 葡萄糖 离子和小分子等可通过核膜 命题点三各种 膜 特点的区分 7 比较生物膜和人工膜 双层磷脂 对多种物质的通透性 结果如图 据此不能得出的推论是 a 生物膜上存在着协助h2o通过的物质b 生物膜对k na cl 的通透具有选择性c 离子以协助扩散方式通过人工膜d 分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率 答案 解析 a项 由图示可知 生物膜和人工膜对甘油 co2 o2的通透性相同 而生物膜对h2o的通透性大于人工膜的 说明生物膜上存在着协助h2o通过的物质 b项 生物膜对k na cl 的通透性不同 说明生物膜对这些离子的通透具有选择性 c项 从图中可以看出 人工膜对k na cl 的通透性相同 说明人工膜对离子的吸收无选择性 生物膜对离子的通透性不同 且大于人工膜的通透性 说明生物膜上有协助离子通过的物质 而人工膜上无协助离子通过的物质 故离子不是以协助扩散方式通过人工膜 d项 甘油 co2 o2 h2o等不同物质的分子大小不同 其通过人工膜的扩散速率也不同 说明分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率 命题点三各种 膜 特点的区分 8 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 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 答案 解析 胞吞 胞吐作用以膜的流动性为基础才能发生 a项错误 由题图中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 而且胞吞过程需要消耗能量 b项正确 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 c项正确 神经细胞通过胞吐方式将神经递质释放到细胞外 突触小泡与细胞膜的融合实现了细胞膜成分的更新 d项正确 考点三 观察植物细胞的质壁分离和复原 1 实验原理 1 成熟的植物细胞的原生质层相当于一层 2 具有一定的浓度 细胞能渗透吸水和失水 3 原生质层比细胞壁的伸缩性 解读实验流程 半透膜 细胞液 大 2 实验步骤 紧贴细胞壁 质量浓度为 0 3g ml的蔗糖溶液 清水 变深 变浅 逐渐变大 逐渐变小 3 现象与结论 特别提醒 1 本实验存在两组对照实验 2 质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液 这是由于细胞壁是全透性的且有水分子通过原生质层渗出来 点拨实验关键 1 巧判细胞能否发生质壁分离和复原 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 不发生质壁分离和复原现象 具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离和复原现象 2 从溶液角度分析 在一定浓度 溶质不能透过膜 的溶液中只会发生质壁分离现象 不能发生质壁分离后自动复原现象 只有用清水或低渗溶液处理 方可复原 在一定浓度 溶质可透过膜 的溶液 如kno3 甘油等 中可发生质壁分离后自动复原现象 在过高浓度溶液中可发生质壁分离现象 因过度失水而不会发生质壁分离复原现象 2 质壁分离和复原实验的拓展应用 1 判断成熟植物细胞的死活 2 测定细胞液浓度范围 3 比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 4 鉴别不同种类的溶液 如kno3溶液和蔗糖溶液 问题探究 1 实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗 不一定 但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素 使液泡呈现紫色 更有利于观察 提示 2 该实验无独立的对照组 为什么还叫对照实验 该实验中 实验组和对照组在同一装片中先后进行 属于自身对照 提示 探究命题方向 命题点一实验基础 1 用洋葱鳞片叶表皮制备 观察细胞质壁分离实验 的临时装片 观察细胞的变化 下列有关实验操作和结果的叙述 正确的是a 将装片放在酒精灯上加热后 再观察细胞质壁分离现象b 在盖玻片一侧滴加清水 细胞吸水膨胀但不会破裂c 用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞 均能观察到质壁分离现象d 当质壁分离不能复原时 细胞仍具有正常生理功能 答案 解析 观察细胞质壁分离实验中用的是活细胞 因此不能放在酒精灯上加热 在盖玻片一侧滴加清水 细胞吸水 由于植物细胞有细胞壁 所以不会破裂 用蔗糖溶液处理细胞时 如果浓度过低不发生质壁分离 如果浓度过高 细胞会失水过多而死亡 当质壁分离不能复原时 细胞已经死亡 不能进行正常生理功能 命题点一实验基础 2 某学生将2 5 的尿滴加在载玻片上的蚕豆表皮上 观察到植物细胞的质壁分离 2h后打算再次观察时却发现理想的视野找不到了 原因是a 错拿了对照样品b 时间过长 细胞壁也收缩了c 溶质颗粒被缓慢吸收 使水分再度进入细胞d 2h前观察到的现象是假象 答案 解析 将2 5 的尿滴加在载玻片上的蚕豆表皮上 植物细胞发生质壁分离的原因是尿液浓度大于细胞液浓度 2h后视野中找不到质壁分离的细胞了 是因为尿液中尿素等溶质颗粒缓慢被细胞吸收 导致细胞液浓度逐渐增大 当细胞液浓度大于外界溶液浓度时 水分再度进入细胞 使细胞自动发生了质壁分离复原 命题点二实验拓展 3 植物叶片表皮上分布有大量气孔 如图为气孔结构示意图 气孔两侧的细胞称为保卫细胞 决定着气孔的开闭 有人提出气孔的开闭与保卫细胞的吸水和失水有关 请你根据所给的材料和用具设计一个实验 探究保卫细胞吸水和失水与气孔开闭之间的关系 并得出相应的结论 1 实验原理 活细胞在不同浓度的溶液中会发生渗透失水或吸水 此实验中应分析两种状态 一是在低浓度的溶液中细胞吸水时气孔的开闭情况 二是在高浓度的溶液中细胞失水时气孔的开闭情况 对比两种状态便可得出相应的结论 答案 解析 2 材料用具 显微镜 镊子 刀片 吸管 载玻片 盖玻片 吸水纸 蒸馏水 质量浓度为0 3g ml的蔗糖溶液 蚕豆叶片 3 实验步骤 取载玻片2片 分别在中央滴加蒸馏水和蔗糖溶液各一滴 用镊子撕取蚕豆叶片下表皮两块 分别置于载玻片中央的液滴中 盖 上盖玻片 将装片分别置于显微镜下观察 答案 4 实验结果预测及结论 如果蒸馏水中气孔开放 蔗糖溶液中气孔关闭 说明失水使气孔关闭 吸水使气孔开放 如果蒸馏水中气孔关闭 蔗糖溶液中气孔开放 说明失水使气孔开放 吸水使气孔关闭 答案 知识网络答题语句 构建知识网络 1 渗透作用的发生必须依赖的条件是 半透膜和膜两侧的浓度差 2 原生质层的组成是 细胞膜和液泡膜以及两膜之间的细胞质 3 成熟植物细胞发生质壁分离的原因是 外界溶液的浓度大于细胞液浓度 且原生质层比细胞壁伸缩性大 4 自由扩散与协助扩散的共同点是 物质顺浓度梯度扩散 5 主动运输的特点是 需载体 需能量 一般逆浓度 6 胞吞和胞吐的共同点是 运输的都是大分子 都需能量 都依赖于膜泡运输 必背答题语句 重温高考演练模拟 1 2016 全国乙 2 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 答案 解析 1 2 3 4 6 5 离子泵通过消耗atp进行离子的跨膜运输 属于主动运输 a错误 主动运输一般为逆浓度梯度运输 b错误 主动运输速率受atp供能和具有活性的载体蛋白数量的限制 co中毒会导致供氧不足 进而导致细胞呼吸速率下降 atp供能减少 离子泵跨膜运输离子的速率降低 c正确 蛋白质变性剂会降低具有活性的载体蛋白的数量 使离子泵跨膜运输离子的速率降低 d错误 1 2 3 4 6 5 2 2014 新课标 4 下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述 错误的是a 与白色花瓣相比 采用红色花瓣有利于实验现象的观察b 用黑藻叶片进行实验时 叶绿体的存在会干扰实验现象的观察c 用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同d 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素 有利于实验现象的观察 答案 解析 1 2 3 4 6 5 红色花瓣与白色花瓣相比 其细胞液中因含花青素而呈现红色 有利于实验现象的观察 a正确 用黑藻叶片进行实验时 叶绿体的存在使原生质层呈现绿色 与无色的细胞液形成鲜明的对比 有利于实验现象的观察 b错误 紫色洋葱鳞片叶外表皮不同细胞的细胞液浓度可能不同 因此 放在同一浓度蔗糖溶液中发生质壁分离的程度可能不同 c正确 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素 有利于实验现象的观察 d正确 1 2 3 4 6 5 3 2014 新课标 4 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 结果如下图所示 假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换 则 答案 解析 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 4 0 5mol l 1之间 1 2 3 4 6 5 a项 通过图示可以看出 a组和b组实验前长度 实验后长度的值都小于1 表明细胞吸水导致细条变长 由于a组实验前长度 实验后长度的值小于b组实验前长度 实验后长度的值 说明a组吸水较多 b组吸水较少 所以实验后a组液泡中的溶质浓度比b组的低 b项 分析柱状图可知 f组细胞失水 而b组细胞吸水 因此浸泡导致f组细胞中液泡的失水量大于b组的 c项 水分进出细胞的方式是自由扩散 不消耗atp d项 根据柱状图可知 在浓度为0 4mol l 1的蔗糖溶液中的c组细胞吸水 而在浓度为0 5mol l 1的蔗糖溶液中的d组细胞失水 所以使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0 4 0 5mol l 1之间 1 2 3 4 6 5 4 2015 全国 1 将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中 一段时间后 测定根吸收某一矿质元素离子的量 培养条件及实验结果见下表 答案 解析 下列分析正确的是a 有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收b 该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关c 氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗atpd 与空气相比 氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收 1 2 3 4 6 5 17 条件下氮气 缺氧 环境中该植物幼根对离子的吸收量比氧气条件下低 说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子 同时说明幼根吸收该离子为主动运输 a正确 d错误 氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子仍需要消耗atp 此时幼根消耗的atp是无氧呼吸产生的 c错误 空气中培养 温度为17 离子吸收量明显高于3 时 可知该植物幼根对该离子的吸收与温度有关 b错误 1 2 3 4 6 5 5 2017 烟台质检 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 原生质层长度和细胞长度分别用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 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高c 不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理 x y值越小 则越易复原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 解析 1 2 3 4 6 5 同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理 x y值越小 说明质壁分离程度越大 失水越多 则紫色越深 a错误 同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理 x y值越大 说明质壁分离程度越小 失水越少 则所用蔗糖溶液浓度越低 b错误 不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理 x y值越小 说明质壁分离程度越大 则越难以复原 c错误 不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理 x y值越大 说明质壁分离程度越小 失水越少 则细胞的正常细胞液浓度越高 d正确 1 2 3 4 6 5 6 下图为研究渗透作用的实验装置 请回答下列问题 由于渗透平衡后漏斗内液面高 再结合液体压强原理 说明此时s1的浓度高 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 渗透平衡时的液面差为 h 此时s1和s2浓度大小关系为 答案 解析 s1 s2 1 2 3 4 6 5 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 成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性 相当于一层半透膜 但原生质层具有选择透过性 可主动运输细胞需要吸收或排出的物质 而半透膜不具有生物活性 原生质层 原生质层能主动运输有关物质而半透膜不能 答案 解析 1 2 3 4 6 5 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 如上图所示的渗透装置 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 3g 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 选两套渗透装置 标上代号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 渗透平衡时出现液面差的装置有 填代号 x 答案 解析 1 2 3 4 6 5 蔗糖不能透过半透膜 而kno3可以透过半透膜 故两者达到动态平衡时 装蔗糖溶液的实验组的漏斗内外出现液面差 1 2 3 4 6 5 选两片洁净的载玻片 在载玻片中央分别滴加 制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态 实验分组应注意编号并标注 制作植物细胞临时装片时在载玻片上先滴一滴蒸馏水 可保持细胞的活性 并有利于材料展开 答案 解析 标号 蒸馏水 1 2 3 4 6 5 观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和kno3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化 两者都能出现的现象是 成熟的植物细胞处于不同种类的高浓度的外界溶液中时都会因渗透失水而发生质壁分离现象 答案 解析 质壁分离 4 上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是 由于kno3可被植物细胞吸收 而蔗糖不会被细胞吸收 因此一段时间后 kno3实验组的细胞液浓度升高而吸水 发生质壁分离自动复原现象 答案 解析 kno3溶液中的细胞 质壁分离后会自动复原 1 2 3 4 6 5 课时作业 1 下列有关细胞吸水和失水的叙述 正确的是a 水分子进出细胞 取决于细胞内外溶液的浓度差b 当外界溶液的浓度比细胞液的浓度低时 哺乳动物红细胞失水皱缩c 当外界溶液的浓度比细胞液的浓度低时 洋葱鳞片叶的表皮细胞吸水涨破d 用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度相同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差 当外界溶液浓度高于细胞液浓度时 细胞失水 当外界溶液浓度低于细胞液浓度时 细胞吸水 当外界溶液的浓度低时 哺乳动物红细胞一般会因持续吸水而涨破 植物细胞有细胞壁 不会吸水涨破 紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定都相同 用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 如图所示 容器甲中含0 02mol l 1蔗糖 0 03mol l 1尿素 容器乙中含0 01mol l 1蔗糖 0 05mol l 1尿素 甲 乙间隔一层半透膜 第一种情况 半透膜只允许水分子通过 第二种情况 半透膜允许水分子和尿素分子通过 当达到动态平衡时 这两种情况下的液面高度情况是 答案 解析 a 一样高 甲高于乙b 乙高于甲 不能确定c 乙高于甲 甲高于乙d 一样高 不能确定 第一种情况 半透膜只允许水分子通过 则甲溶液中总的物质的量浓度为0 05mol l 1 乙溶液中总的物质的量浓度为0 06mol l 1 乙溶液的渗透压高于甲的 故最终乙液面高于甲 第二种情况 半透膜允许水分子和尿素分子通过 那么最终半透膜两侧的尿素浓度相等 但是甲溶液中的蔗糖浓度大于乙的 故最终甲液面高于乙 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 用相同的完全培养液 在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗 在两者的吸水率几乎相同的情况下 72h后原培养液中部分离子浓度发生了如下表所示的变化 表中数据为72h后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百分比 分析下表不能得出的结论是 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 a 不同植物对同一离子的需要量是不同的b 与番茄相比 水稻对的需要量大 对ca2 的需要量小c 植物对无机盐离子的吸收具有选择性d 植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关 解析 4 2016 潍坊统考 下列关于质壁分离和复原实验的叙述 正确的是a 水以主动运输的方式渗出细胞使细胞发生质壁分离b 细胞质壁分离复原时原生质层变厚c 用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞均能观察到质壁分离和复原现象d 质壁分离复原过程中细胞的吸水能力逐渐减弱 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 水分子的运输方式是自由扩散 a错误 细胞质壁分离复原时 液泡不断吸水 液泡体积逐渐变大 原生质层变薄 b错误 用高浓度的蔗糖溶液处理会使植物细胞过度失水而死亡 不会观察到质壁分离复原现象 c错误 质壁分离复原过程中 细胞液浓度逐渐降低 导致细胞的吸水能力逐渐减弱 d正确 5 2017 合肥检测 主动运输消耗的能量可来自atp或离子电化学梯度等 如图为na 葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图 下列关于图中物质跨膜运输过程的分析错误的是 答案 解析 a 葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是不需耗能的主动运输b na 从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗atp的主动运输c 葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与na 从肠腔到小肠上皮细胞相伴随d na 从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为被动运输 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由图可知 葡萄糖从肠腔逆浓度梯度进入小肠上皮细胞 属于主动运输 但不消耗atp 则消耗的能量应来自离子电化学梯度 a错误 na 从小肠上皮细胞进入组织液是逆浓度梯度进行的 且需要载体蛋白协助和需要消耗atp 属于主动运输 b正确 从图示可看出 葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与na 从肠腔到小肠上皮细胞共用一个载体 c正确 na 从肠腔进入小肠上皮细胞的方式是协助扩散 葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液的方式也是协助扩散 均为被动运输 d正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 2016 贵阳监测 如图为物质进出细胞的分类示意图 已知物质进出细胞的方式有胞吞 胞吐 自由扩散 协助扩散和主动运输 下列叙述中不正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 a 若a与b的分类依据为是否消耗能量 则f可表示主动运输b 若a与b的分类依据为是否需要载体蛋白 则g可表示自由扩散c 若a与b的分类依据为是否需要载体蛋白 则c可表示主动运输d 若a与b的分类依据为是否消耗能量 则c d可表示被动运输 答案 解析 自由扩散和协助扩散不消耗能量 胞吞和胞吐 主动运输都需要消耗能量 因此若a与b的分类依据为是否消耗能量 则c和d为自由扩散和协助扩散 g和h为胞吞和胞吐 f为主动运输 自由扩散和协助扩散属于被动运输 a d项正确 物质进出细胞的方式中只有协助扩散和主动运输需要载体蛋白的协助 若a与b的分类依据为是否需要载体蛋白 则c和d为协助扩散和主动运输 f为自由扩散 g和h为胞吞和胞吐 b项错误 c项正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7 新生儿小肠上皮细胞通过消耗atp 可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖 这两种物质分别被吸收到血液中的方式是a 主动运输 主动运输b 胞吞 主动运输c 主动运输 胞吞d 被动运输 主动运输 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 免疫球蛋白是大分子物质 进入细胞的方式只能是胞吞 半乳糖是小分子物质 小分子物质的运输方式是主动运输和被动运输 本题题干已提示小肠上皮细胞通过消耗atp 可直接吸收半乳糖 小分子物质的运输方式中消耗能量 atp 的只有主动运输一种方式 所以吸收半乳糖的方式是主动运输 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 下列有关物质通过细胞膜的说法 正确的是a 分泌蛋白的分泌需要能量但不需要细胞膜上的载体蛋白b 小分子物质和离子都是通过自由扩散进入细胞c 葡萄糖等较大的分子只能通过主动运输进入细胞d 当植物细胞液浓度高于细胞外液浓度时会发生质壁分离 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 分泌蛋白等大分子物质通过细胞的方式是非跨膜运输 即胞吞与胞吐 不需要载体 但消耗能量 小分子或离子通过细胞膜的运输方式有自由扩散 协助扩散和主动运输 葡萄糖进入红细胞是协助扩散 当植物细胞液浓度高于细胞外液浓度时 细胞吸水膨胀 不会发生质壁分离 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 下图表示小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的运输 每种物质转运的方向由箭头表明 黑点的数量代表每种物质的浓度 下列叙述正确的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 a a物质可能是氧气 b物质可能是葡萄糖b a物质可能是水 b物质可能是甘油c a物质可能是胆固醇 b物质可能是氧气d a物质可能是葡萄糖 b物质可能是氨基酸 据图分析 a物质从膜外高浓度到膜内低浓度运输 无需载体和能量 为自由扩散 b物质从膜外低浓度到膜内高浓度运输 需要载体和能量 为主动运输 氧气 水 甘油吸收为自由扩散 葡萄糖 氨基酸吸收为主动运输 故a正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 如图中曲线a b表示分子跨膜运输速率与o2浓度的关系 下列分析错误的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 a 曲线a代表被动运输 曲线b代表主动运输b 曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要载体蛋白c 曲线b运输速率达到饱和的主要原因是细胞膜上载体蛋白的数量有限d 温度可影响生物膜的流动性 从而对曲线a b代表的运输速率产生影响 由图判断曲线a代表被动运输 曲线b代表主动运输 被动运输包括自由扩散和协助扩散 协助扩散需要载体蛋白 物质跨膜运输与膜的流动性有关 膜的流动性的速率与温度有关 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中 会发生质壁分离现象 图a是发生质壁分离的植物细胞 图b是显微镜下观察到的某一时刻的图像 请据图回答下列问题 质壁分离是原生质层和细胞壁的分离 原生质层包括细胞膜 液泡膜以及两层膜之间的细胞质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和 的分离 后者的结构包括 和 以及二者之间的细胞质 内填图中序号 原生质层 2 4 答案 解析 2 植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是 植物细胞自身应具备的结构特点是 外界溶液浓度高于细胞液浓度 原生质层具有选择透过性 原生质层的 发生质壁分离的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度 而植物细胞自身具备的结构特点是原生质层具有选择透过性 原生质层的伸缩