2018届高考生物一轮（课标通用）课件：专题三 物质出入细胞的方式

这是一份2018届高考生物一轮（课标通用）课件：专题三 物质出入细胞的方式，共60页。PPT课件主要包含了考点8，考点9，试做真题，高手必备，萃取高招，对点精练，3实验流程等内容，欢迎下载使用。
专题三 物质出入细胞的方式
本专题主要考查物质进出细胞的方式以及渗透 作用原理在细胞物质运输中的应用。在复习时,应当注意对渗透原理的理解,以及由此 带来的最为常见的细胞的吸水和失水问题。在这里 有个重要的实验——质壁分离和质壁分离的复原,这 一实验具有很大的扩展性,比如测定细胞的浓度、判 断细胞生命力、测定外界溶液浓度的变化等,希望学弟学妹一定要理解。在复习物质进出细胞时,要从物质这方面入手,掌握物质出入细胞方式的判定方法,比如从浓度、方向、载体、能量、分子大小等方面区分物质进出细胞的方式。同时也要考虑到影响物质运输的因素及如何对物质运输产生影响的。所以,要对相关的知识进行系统的整理和比较。清华大学　李　阳
细胞的吸水与失水1.(2017·课标全国Ⅱ,4,6分,较低难度)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是(　　)A.0~4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内B.0~1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等C.2~3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压D.0~1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压
【答案】 C　由图可知,原生质体的相对体积先减小后增大,所以该植物细胞发生了质壁分离及自动复原。在质壁分离及复原过程中都有溶质进入细胞,A项错误。植物细胞原生质体的伸缩性大于细胞壁,在质壁分离过程中,原生质体体积的变化量大于细胞体积的变化量,B项错误。2~3 h内细胞发生质壁分离复原,此时物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压,C项正确。0~1 h内细胞发生质壁分离,此时液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压,D项错误。
2.(2014·课标全国Ⅰ,4,6分,较低难度)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】 B　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原生质层内,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。
3.(2014·课标全国Ⅱ,4,6分,较高难度)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 (　　)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0.4~0.5 ml·L-1之间
【答案】 D　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0.2~0.4 ml·L-1的浓度范围内,细胞吸水,且吸水量逐渐减小,在0.5~0.7 ml·L-1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0.4~0.5 ml·L-1之间,故D项正确。
4.(2011·课标全国,1,6分,较低难度)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【答案】 C　红细胞渗透吸水而涨破。
5.(2011·课标全国,4,6分,中等难度)撕取紫色洋葱外表皮,分为两份,假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致,一份在完全营养液中浸泡一段时间,浸泡后的外表皮称为甲组;另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间,浸泡后的外表皮称为乙组。然后,两组外表皮都用浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理,一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小,以及水分运出细胞的方式是(　　)A.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,主动运输B.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高,主动运输C.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低,被动运输D.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,被动运输
【答案】 C　甲组细胞浸泡在完全营养液中,由于不断吸收营养液中的营养物质,细胞液浓度增大。乙组细胞浸泡在蒸馏水中,不断吸水,细胞液浓度减小。两组细胞都用0.3 g/mL的蔗糖溶液处理,乙组细胞失水比甲组细胞多,水分进出细胞是自由扩散,属于被动运输。
6.(2015·海南单科,10,2分,中等难度)取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干,去除主脉后剪成大小相同的小块,随机分成三等份,之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中,一定时间后测得甲的浓度变小,乙的浓度不变,丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞,则关于这一实验结果,下列说法正确的是(　　)A.实验前,丙的浓度>乙的浓度>甲的浓度B.乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等C.实验中,细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散D.甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的【答案】 D　本题主要考查渗透作用的相关知识。实验前,甲的浓度>乙的浓度>丙的浓度,A项错误;乙的浓度不变,是因为植物细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等,B项错误;水分在细胞与蔗糖溶液间的移动属于自由扩散,C项错误;水分在细胞与蔗糖溶液间移动导致甲、丙的浓度发生变化,D项正确。
1.渗透作用的原理和实验
(2)验证渗透作用发生的条件
2.动植物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水
②现象a.外界溶液浓度小于细胞质浓度→细胞吸水膨胀。b.外界溶液浓度大于细胞质浓度→细胞失水皱缩。c.外界溶液浓度等于细胞质浓度→细胞维持正常形态,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a.成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。b.细胞液具有一定的浓度,能渗透吸水和失水。c.原生质层比细胞壁的伸缩性大得多。
③现象a.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,发生质壁分离现象。b.将已经发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时,细胞液的浓度大于外界清水,植物细胞就吸水,发生质壁分离复原现象。
3.观察植物细胞的质壁分离和复原(1)原理:成熟的植物细胞与外界溶液可构成渗透系统,能发生渗透作用。(2)实验材料①紫色的洋葱鳞片叶:取其外表皮细胞,因为具有紫色的大液泡,易于观察。②质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液:浓度过小,质壁分离现象不明显,影响观察;浓度过大,会使细胞在短时间内因失水过多而死亡,无法观察质壁分离复原现象。
(4)现象与结论成熟的植物细胞能与外界溶液发生渗透作用:①当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,发生质壁分离现象,说明细胞失水;②当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,发生质壁分离的植物细胞会发生质壁分离复原现象,说明细胞吸水。
典例导引1(2017·云南曲靖质检,7)将某植物细胞分为两组,分别浸于浓度为0.3 g/mL的(Ⅰ)蔗糖溶液与(Ⅱ)尿素溶液中,然后每隔5 min用显微镜观察一次,并测量原生质体(仅由细胞膜包住细胞质的细胞部分,不含细胞壁)的表面积,其结果如右图所示。则下列叙述错误的是(　　)
A.实验开始后20 min,(Ⅰ)和(Ⅱ)两组的细胞均发生了质壁分离B.实验开始后30 min,(Ⅰ)的细胞中必含蔗糖C.实验开始后30 min,(Ⅱ)的细胞中必含尿素D.此图显示在细胞生活正常时尿素可通过细胞膜,而蔗糖却不能通过细胞膜
【解析】 一定浓度的蔗糖和尿素都能使植物细胞发生质壁分离现象,A项正确。20 min后放入蔗糖溶液的原生质体相对表面积不再发生变化,说明失水达到了最大程度,此时蔗糖溶液没有进入细胞,B项错误。20 min后放入尿素溶液中的细胞开始吸水,处于复原过程是由于细胞能吸收尿素,C项正确。植物细胞不断吸收尿素,使细胞液的浓度不断增大,细胞吸水的能力不断增强,使细胞逐渐由失水状态变为吸水状态,植物细胞自动发生质壁分离复原现象,所以,原生质体开始逐渐减少随后又不断增大;蔗糖分子不能进入植物细胞,在蔗糖溶液中细胞失水,原生质层收缩,使细胞液浓度升高,失水减慢,直至平衡,原生质体不再变小,D项正确。【答案】 B
高招1以渗透原理为基础拓展细胞的吸水与失水1.判断植物细胞是否为活细胞
2.测定细胞液的浓度范围待测成熟植物细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液 当有50%的细胞发生质壁分离时,细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖浓度之间。
3.鉴别不同种类的外界溶液(例如KNO3溶液、蔗糖溶液)
1.(2017·广东联考,7)某种耐盐植物细胞的液泡膜上有一种载体蛋白,能将Na+逆浓度梯度运入液泡,从而降低Na+对细胞质基质中酶的伤害。下列叙述错误的是(　　)A.Na+和水分子进入液泡的方式不同,Na+进入液泡的方式为主动运输B.该载体蛋白数量增多有助于提高植物的耐盐性C.升高温度Na+的运输速度会加快D.液泡膜、细胞膜、细胞质共同构成了原生质层
【答案】 C　Na+进入液泡的方式为主动运输,需要载体蛋白协助,并消耗能量,而水进入液泡的方式为自由扩散,A项正确;该载体蛋白增多有利于Na+进入液泡,提高细胞液的浓度,提高耐盐性,B项正确;载体蛋白的活性受温度的影响,在一定温度范围内,温度升高,载体蛋白的活性增强,在高于最适温度后随温度的升高,载体蛋白的活性降低,C项错误;液泡膜、细胞膜以及两层膜之间的细胞质构成了原生质层,D项正确。
2.(2017·河南洛阳期末联考,13)将若干生理状况基本相同,长度为3 cm的鲜萝卜条分为四组,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,结果如下图。据图分析,下列叙述错误的是(　　)A.对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性较小B.蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为细胞不吸收蔗糖C.实验说明萝卜细胞膜上运载甘油的载体比葡萄糖载体数量多D.实验结束后,实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大
【答案】 C　对照组中细胞吸水,但由于细胞壁的伸缩性相对较小,所以细胞体积增大较小,A项正确。细胞发生质壁分离时,若溶质分子不能被细胞吸收(如蔗糖),细胞不能发生质壁分离的自动复原;若溶质分子能够被吸收(不论是主动吸收如KNO3,还是被动吸收如甘油),细胞能发生质壁分离的自动复原,B项正确。甘油为脂溶性小分子,进入细胞的方式为自由扩散,所以细胞膜上没有运输甘油的载体蛋白,C项错误。蔗糖组细胞只失去水分,所以细胞液浓度变大,甘油组和葡萄糖组由于都吸收了溶质进入细胞,所以细胞液浓度也变大了,D项正确。
3.(2017·辽宁沈阳模拟,6)右图为某紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。下列叙述合理的是(　　)A.图中编号中属于选择透性膜的是②④B.将该细胞浸入清水当中,③中的紫色会越来越浅C.将该细胞浸入低浓度蔗糖溶液中,液泡体积会增大,当其不再增大时,细胞液浓度等于外界溶液浓度D.用黑藻叶片细胞替代图中细胞进行质壁分离实验,叶绿体的存在会影响观察
【答案】 A　各种生物膜都具有选择透过性,②④分别是细胞膜、液泡膜,A项正确;将该细胞浸入清水,细胞吸水,细胞液紫色变浅,③不是细胞液,B项错误;植物细胞的细胞壁限制了细胞体积的增大,所以当植物细胞体积不再增大时,细胞液浓度通常大于外界溶液浓度,C项错误;叶绿体分布在原生质层中,它的存在有利于质壁分离的观察,D项错误。
4.(2016·福建福州质检,4)下列关于紫色洋葱外表皮细胞吸水和失水实验的叙述,正确的是(　　)A.实验过程需要加入龙胆紫染液对细胞进行染色B.复原过程中细胞液浓度将下降至与外界溶液等渗C.相同条件下紫色洋葱内表皮细胞也会发生质壁分离D.若外表皮细胞死亡,能发生质壁分离但不会发生复原现象【答案】 C　洋葱外表皮细胞由于液泡中含有色素,不需染色,A项错误;质壁分离的复原过程是由于细胞液浓度大于细胞外浓度,随着水分的进入,由于细胞壁的限制细胞不能无限吸水,水分进出平衡,细胞内外浓度不相等,B项错误;相同条件下紫色洋葱内表皮细胞也会发生质壁分离,但由于无色素,不便于做实验材料,C项正确;若细胞死亡,细胞变为全透性,不会发生质壁分离和复原,D项错误。
5.(2016·辽宁沈阳模拟,15)下图A中有两个渗透装置,装置1中盛有溶液a,装置2中盛有溶液b,溶液a、b为不等浓度的同种溶液,且a溶液浓度