高考生物一轮复习 第二单元 第3讲 细胞的物质输入和输出

1、第3讲 细胞的物质输入和输出,考点突破题型透析,实验探究素能提升,考点二 物质跨膜运输的方式,观察植物细胞的质壁分离和复原,考纲原生态,备选素材,第二单元 细胞的结构与物质运输功能,考 纲 原 生 态,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,考点一细胞的吸水和失水,知识梳理 考能诊断,1渗透作用的条件及渗透装置的分析 (2)常见渗透装置图分析,半透膜,浓度差,若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2S1的水分子数_ S1S2，外观上表现为S1液面_；若S1溶液浓度小于S2，则情况_，外观上表现为S1液面_。 在达到渗透平衡后，

2、若存在如图所示的液面差h，则S1溶液浓度_S2。因为_ _,知识梳理 考能诊断,考点一细胞的吸水和失水,多于,上升,相反,下降,仍大于,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,知识梳理 考能诊断,考点一细胞的吸水和失水,细胞膜,细胞质,失水皱缩,吸水膨胀,平衡,3植物细胞的吸水和失水,知识梳理 考能诊断,考点一细胞的吸水和失水,细胞膜液泡膜,细胞液,质壁分离复原,原来形态,1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%蔗糖溶液的渗透压小，故水可通过半透膜由蔗糖向葡萄糖

3、溶液移动。 (2)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，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。 (3)只有活的、成熟的植物细胞才能发生渗透失水和吸水，从而发生质壁分离和复原,知识梳理 考能诊断,考点一细胞的吸水和失水,1)细胞液浓度增大，植物细胞吸水能力减弱。 (2014高考山东卷)( ) (2)质壁分离过程中水分子的扩散只能单向进行。 (2014高考四川卷)( ) (3)相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，因为动物细胞没有细胞壁，对培养基的渗透压更敏感。 (2012高考上海卷)( ) (4)相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更

4、需关注培养基的渗透压，因为动物细胞没有成熟大液泡，渗透压调节能力差。 (2012高考上海卷)(,知识梳理 考能诊断,考点一细胞的吸水和失水,5)将人的红细胞放入4蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，其主要原因是蒸馏水大量进入红细胞。 (2011高考新课标全国卷)( ) (6)分别用完全营养液、蒸馏水浸泡处理来自同一洋葱鳞片叶大小、数目和生理状态一致的甲、乙两组外表皮细胞，相同时间后，将其同时放入浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液中处理一段时间后表皮细胞中的水分不再减少时，甲组细胞水分渗出量比乙组细胞低，水分出入细胞的方式是被动运输。 (2011高考新课标全国卷)(,知识梳理 考能诊断,考点一细胞的吸水

5、和失水,1(2015长安质检)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a、b两侧液面的变化是 () A加酶前a侧液面上升，加酶后b侧液面上升并高于a侧液面 B加酶前a侧液面上升，加酶后b侧液面上升并等于a侧液面 C加酶前后a、b两侧液面不变 D加酶前a、b两侧液面不变，加酶后b侧液面上升并高于a侧液面,溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相等，即加酶前a、b两侧液面不变；但加入麦芽糖酶后，麦芽糖分解，使得b侧溶液的

6、渗透压增大，水分由a侧向b侧转移，b侧液面上升并高于a侧,题组设计 解题技法,题组一渗透装置的分析与渗透作用的判断,解析,答案,图显/隐,D,2半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同(如图1)，图2是设计的能证明图1物质扩散成立的实验装置。下列有关叙述正确的是 () A图甲中水柱a将持续上升 B图甲中水柱a将保持不变 C图乙中水柱b将保持不变 D图乙中水柱b将先上升后下降，最后保持不变,图甲中由于淀粉不能透过半透膜，漏斗内溶液浓度大于烧杯中清水浓度，故水柱a表现为先上升，后保持不变；图乙中漏斗内溶液浓度大于烧杯中清水浓度，水柱b表现出先上升，但由于葡萄糖能透过半透膜进入清水中，故后来水柱b将下降，直

7、至与清水面齐平后保持不变,解析,答案,图显/隐,题组设计 解题技法,题组一渗透装置的分析与渗透作用的判断,D,探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例,题组设计 解题技法,题组一渗透装置的分析与渗透作用的判断,3.(2014高考新课标全国卷)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，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则 () 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 Ca组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗AT

8、P大于b组 D使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.40.5 molL1之间,此题以柱形图形式考查植物细胞渗透吸水、失水的相关知识。由图可知，在此浓度范围内，随蔗糖溶液浓度升高，实验前后长度比值在逐渐增大，在0.20.4 molL1的浓度范围内，细胞吸水，且吸水量逐渐减小，在0.50.7 molL1的浓度范围内，细胞失水，且失水量逐渐增多，故A、B两项错误。细胞吸水和失水的方式均为自由扩散，均不消耗ATP，故C项错误。使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度，即实验前长度/实验后长度1时的蔗糖浓度，由图可知应介于0.40.5 molL1之间，故D项正确,题组设计 解题技法,题组二细胞吸水和失水的

9、分析,解析,答案,图显/隐,D,4(2013高考福建卷)为探究茉莉酸(植物生长调节剂)对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响，将细胞分别移至不同的培养液中继续培养3天，结果如下表。下列叙述错误的是() 注：“”表示有添加，添加后NaCl浓度为100 mmolL1，茉莉酸浓度为103 mgL1；“”表示无添加。 A胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水 B质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小 CNaCl为自变量，茉莉酸为因变量 D茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用,胡杨细胞的吸水和失水是通过渗透作用，外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，反之细胞吸水；质壁分离的细胞液泡失水，液泡体积变小；实验

10、中的NaCl和茉莉酸都是自变量，因变量是质壁分离现象的有无，通过对比可得出茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用,题组设计 解题技法,解析,答案,表格显/隐,题组二细胞吸水和失水的分析,C,渗透作用模型与植物细胞的比较,题组设计 解题技法,题组二细胞吸水和失水的分析,题组设计 解题技法,题组二细胞吸水和失水的分析,考点二物质跨膜运输的方式,知识梳理 考能诊断,1将物质运输的方式、特点和实例连线,2据图填物质跨膜运输方式,知识梳理 考能诊断,考点二物质跨膜运输的方式,3几种运输方式的比较,知识梳理 考能诊断,考点二物质跨膜运输的方式,高,低,低,低,高,高,内,外,外,内,不需要,不需

11、要,不需要,不需要,不需要,需要,需要,需要,需要,需要,葡萄糖进入红细胞,无机盐离子、氨基酸,分泌蛋白等,变形虫吞食绿脓杆菌,1)胞吞和胞吐不是跨膜运输。胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的，与膜的流动性有关，是大分子和颗粒性物质进出细胞的方式，消耗能量。 (2)物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是RNA和蛋白质等大分子进出细胞核的通道；小分子物质进出细胞核是通过跨膜运输实现的，不通过核孔。 (3)Na、K等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可通过协助扩散(或离子通道)进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的K外流和形成动作电位时的Na内流。 (4)植物吸收水分的方式是自由扩散，而吸收无机盐

12、离子的方式是主动运输，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程,知识梳理 考能诊断,考点二物质跨膜运输的方式,1)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜。 (2014高考新课标全国卷)( ) (2)被细胞胞吞的一定是固体物质。(2014高考浙江卷)() (3)突触前膜释放乙酰胆碱属于易化扩散。 (2014高考浙江卷)( ) (4)通过载体蛋白的物质转运属于主动转运。 (2014高考浙江卷)( ) (5)胞吐过程一定会发生分泌泡与质膜的融合。 (2014高考浙江卷)( ) (6)在神经细胞上动作电位产生与膜电位恢复过程中，Na流入和排 出都是主动运输。 (2012高考安

13、徽卷)(,知识梳理 考能诊断,考点二物质跨膜运输的方式,1(2014高考安徽卷)下图为氨基酸和Na进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是 (,根据图示，肾小管管腔中的氨基酸进入上皮细胞内是逆浓度梯度运输的，属于主动运输；管腔中的Na进入上皮细胞和上皮细胞中的氨基酸运输到组织液都是顺浓度梯度转运的，且不消耗ATP，都属于被动运输，故D项正确,题组设计 解题技法,题组一物质跨膜运输方式的判断,解析,答案,图显/隐,D,2(2015苏州模拟)据报道，一种称作 “瘦素穿肠蛋白”的药物治疗肥胖，可口服使用，以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式为 () A渗透作用 B

14、胞吞 C协助扩散 D主动运输,瘦素穿肠蛋白是一种蛋白质，属于生物大分子，其吸收方式最可能是胞吞,解析,答案,题组设计 解题技法,题组一物质跨膜运输方式的判断,B,物质出入细胞方式的判断方法 (1)根据分子大小与对载体、能量的需要进行判断： (2)根据运输方向判断：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。顺浓度梯度的跨膜运输方式一般为被动运输,题组设计 解题技法,题组一物质跨膜运输方式的判断,3下图为动物细胞的细胞膜转运部分物质的示意图，下列分析不正确的是 () A根据乙侧耗能的情况可知，甲侧为细胞外，乙侧为细胞内 B图中a和b不是静止的，其运动的特性有利于物质的跨膜运输 C图示中葡萄糖的跨膜运输方

15、式与细胞吸收水分的方式相同 D用胰蛋白酶处理细胞膜，会影响葡萄糖、Na等物质的运输,主动运输需要耗能，根据细胞内ATP的供能情况可知，甲侧为外侧，乙侧为内侧，A正确；a代表磷脂分子，b代表蛋白质，载体蛋白的运动，有利于协助扩散和主动运输的进行，B正确；从图中可知，葡萄糖进入细胞需载体蛋白协助，水分子进入细胞的方式为自由扩散，C错误；葡萄糖、Na等物质的运输，均需载体蛋白的协助，因此用蛋白酶处理细胞膜，会影响其运输，D正确,题组设计 解题技法,题组二物质出入细胞方式的图示分析,解析,答案,图显/隐,C,4某科学家在研究物质运输时发现有下列四种曲线关系，在研究某种物质的运输时，发现与曲线和相符，最

16、可能是下列哪一过程 () A糖从血浆进入人的成熟红细胞 BNa通过离子通道进入神经细胞 C小肠上皮细胞从小肠内吸收氨基酸 D组织细胞从组织液吸收氧气,该种物质有最大运输速率，说明不是自由扩散，该物质运输与氧浓度有关，说明不是协助扩散，即该物质的运输方式为主动运输。A、C、D运输方式分别为：协助扩散、主动运输、自由扩散。Na通过离子通道进入神经细胞与氧浓度无关,题组设计 解题技法,题组二物质出入细胞方式的图示分析,解析,答案,图显/隐,C,5(2015黄冈模拟)将某活组织放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下培养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期测定细胞中两种离子的含量，得到如

17、图所示曲线。据图分析下列叙述中正确的是 () A该组织细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散和主动运输 B该组织细胞运输离子甲的载体蛋白数量比运输离子乙的载体蛋白数量多 C两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧 D曲线mn段和ab段表明两种离子浓度的升高抑制了细胞对水的吸收,由图可知，甲、乙两种离子的运输方式都为主动运输，限制mn和ab段离子吸收速率的因素是载体和能量,题组设计 解题技法,题组二物质出入细胞方式的图示分析,解析,答案,图显/隐,B,影响跨膜运输的曲线分析 1物质浓度,题组设计 解题技法,题组二物质出入细胞方式的图示分析,1)自由扩散时运输速率与物质浓度呈正相关，而协

18、助扩散和主动运输由于有载体蛋白的参与，有饱和点的出现。 (2)载体蛋白的两大特点。 具有特异性：不同物质的载体蛋白不同，不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量也不同。 具有饱和性：当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时，细胞吸收该运载物质的速率不再随物质浓度的增大而增大,题组设计 解题技法,题组二物质出入细胞方式的图示分析,2氧气浓度,题组设计 解题技法,题组二物质出入细胞方式的图示分析,1)由于自由扩散和协助扩散不需要消耗能量，因此其运输速率与氧气浓度和细胞呼吸强度无关。 (2)有氧呼吸和无氧呼吸都可以为主动运输提供能量，因此，氧气浓度为0时，可由无氧呼吸为其提供能量，故右图中曲线的起点不在原点。但当以细

19、胞呼吸强度为自变量时，曲线的起始点应在原点,题组设计 解题技法,题组二物质出入细胞方式的图示分析,观察植物细胞的质壁分离和复原,实验探究 规范步骤,实验原理 (1)一个处于外界溶液中的成熟植物细胞和外界溶液构成一个渗透系统。原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，与外界溶液能够产生浓度差。 (2)原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。 (3)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞渗透失水，进而发生质壁分离。 (4)当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞渗透吸水，发生质壁分离复原,实验步骤,实验探究 规范步骤,观察植物细胞的质壁分离和复原,实验归纳 (1)实验选材： 选用的植物细胞要有中央大液

20、泡，质壁分离及复原现象明显。 细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。 动物细胞没有细胞壁，不发生质壁分离现象。 (2)实验试剂的使用： 若使用浓度过高的蔗糖溶液，则质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，使细胞过度失水而死亡,实验探究 规范步骤,观察植物细胞的质壁分离和复原,实验探究 规范步骤,观察植物细胞的质壁分离和复原,1(2014高考新课标全国卷)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

21、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,本题考查细胞质壁分离实验的选材。液泡有颜色的组织细胞观察质壁分离效果更明显，A项正确。黑藻叶片细胞中的叶绿体在细胞膜内，细胞发生质壁分离时，能以叶绿体为标志，观察原生质层的收缩，B项错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位的细胞，液泡大小不同，细胞液浓度不同，发生质壁分离程度可能不同，C项正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中的色素随着质壁分离的进行，颜色越来越深，有利于质壁分离现象的观察，D项正确,题组设计 解题技法,解析,答案,题组一植物细胞质壁分离实验的材料、原理及操作,B,2(2014高考江苏卷)在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，

22、对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如下图所示)。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,本题考查植物细胞的质壁分离和复原。成熟的植物细胞中，液泡占据了大多数的空间，无色的细胞质区域较小，A项错误；细胞的角隅处由于与外界接触面积大，失水速率较高，首先发生质壁分离，B项正确；吸水纸的作用在于吸引溶液，使细胞充分浸润在外界溶液中，C项错误；本实验中包含实验前后的自身对照，不能

23、省略第一次显微观察，D项错误,题组设计 解题技法,解析,答案,图显/隐,题组一植物细胞质壁分离实验的材料、原理及操作,B,质壁分离的原因分析,题组设计 解题技法,题组一植物细胞质壁分离实验的材料、原理及操作,该实验中存在两次自身对照：第一次是自然状态与质壁分离状态对照，第二次是复原后状态与质壁分离状态对照,题组设计 解题技法,题组一植物细胞质壁分离实验的材料、原理及操作,3如图为显微镜下某植物细胞在质量分数为30%的蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是 () A若将细胞置于清水中，A仍保持不变 B若该细胞处于质量分数为40%的蔗糖溶液中，B/A值将变小 CB/A值能表示细胞失水的程度 DA、

24、B分别表示细胞和液泡的 长度,图示细胞处于质壁分离状态，由于细胞壁的伸缩性很小，将细胞置于清水中时，A仍保持不变。若该细胞在质量分数为40%的蔗糖溶液中，A不变，但因失水更多而使B减小，所以B/A值将变小，因而该值可表示细胞失水的程度。图中A表示细胞的长度，B表示原生质体的长度，而不是液泡的长度,题组设计 解题技法,题组二渗透作用的应用分析,解析,答案,图显/隐,D,4.(2013高考江苏卷)右图为研究渗 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 衡时的液面差为h，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_,题组设计 解题技法,题组二渗透作用的应用分析,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，质量浓度为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： 选两套渗透