2023版高考生物一轮总复习第3单元细胞的能量供应和利用第6课细胞的物质输入和输出教师用书

这是一份2023版高考生物一轮总复习第3单元细胞的能量供应和利用第6课细胞的物质输入和输出教师用书，共20页。教案主要包含了教材细节命题，易错提醒，命题动态等内容，欢迎下载使用。
第6课　细胞的物质输入和输出
►学业质量水平要求◄
1．基于对不同物质跨膜运输实例的分析，理解细胞内物质运输与能量供应的关系，并归纳跨膜运输的方式与特点。(生命观念、科学思维)
2．基于对不同物质跨膜运输发生条件的比较，认同不同运输方式需要的条件不同。(科学思维)
3．设计实验探究细胞膜的透性；分析植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验。(科学探究)
4．依据渗透作用原理指导灌溉和施肥。(社会责任)

考点一　细胞的吸水和失水

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)渗透作用产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。
2．动物细胞的吸水和失水
(1)条件。
①细胞膜：相当于半透膜。
②细胞质：有一定浓度，和外界溶液发生渗透作用。
(2)原理。
①当外界溶液的浓度细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。
②当外界溶液浓度①处理后
B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
A　解析：由题图可知，经①②③处理后气孔变化分别为基本不变、关闭、张开，说明①②③处理后保卫细胞的变化分别为①形态几乎不变，细胞液浓度基本不变；②失水，细胞液浓度变大；③吸水，细胞液浓度变小，C正确。保卫细胞经③处理后的细胞液浓度小于①处理后，A错误。②处理后保卫细胞失水，最可能发生质壁分离，B正确。推测3种蔗糖溶液浓度的高低为②>①>③，D正确。
4．(2021·辽宁沈阳一模)某同学为观察植物细胞的质壁分离和复原，将同一植物相同部位的细胞分别置于物质的量浓度一定且相等的物质A溶液和物质B溶液中，发生质壁分离后再置于蒸馏水中，实验过程中两组细胞的液泡体积随时间的变化曲线Ⅰ、Ⅱ如下图所示。相关推测正确的是(　　)

A．a点前，有物质A和水分子通过细胞膜进出细胞
B．a点前，细胞体积与原生质体体积变化量相等
C．b点前，液泡中的渗透压大于外界的渗透压
D．c点前，两组实验中细胞的细胞液浓度相等
A　解析：分析题图可知，两种溶液的物质的量浓度相同，而两条曲线失水速率不同，可推测a点前，有水分子和物质A分子通过细胞膜进出细胞，导致A溶液中细胞的细胞液浓度增大，失水速率减慢，A正确；由于细胞壁的伸缩性和原生质体的伸缩性不同，所以a点前失水过程中细胞的体积变化量小于原生质体的体积变化量，B错误；b点前，细胞处于失水状态，液泡中的渗透压小于外界的渗透压，C错误；置于蒸馏水中后，细胞渗透吸水，但由于细胞壁的限制，至c点时，液泡体积均达到最大，但在a点前有物质A进入细胞内，故到达平衡时两组细胞液浓度不相等，D错误。
5．(2022·山东烟台模拟)某研究小组用5种植物材料进行质壁分离实验。在相同的放大倍数下，记录视野中的细胞数目，然后滴加蔗糖溶液，记录从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间，绘制成下图。下列说法正确的是(　　)

A．据图分析可知，5种植物材料中山茶细胞最小
B．该实验在观察质壁分离现象时，没有设计对照实验
C．若在发生质壁分离后滴加清水，则5种材料复原时间都不同
D．5种材料中，红花檵木发生质壁分离的速度最快
D　解析：在相同的放大倍数下，视野中山茶的细胞数目最少，说明其细胞最大，观察到的红花檵木细胞数目最多，说明其细胞最小，A错误；蔗糖溶液滴加之前和之后形成前后自身对照，B错误；若在发生质壁分离后滴加清水，则不能确定5种材料复原时间，C错误；5种材料中，红花檵木从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间最短，发生质壁分离的速度最快，D正确。

【命题动态】理解细胞吸水和失水的原理，掌握植物细胞质壁分离与复原的实验技能，是高考常考的能力层次。考题大多以实验题或分析说明题的形式出现，渗透作用装置的设计、渗透作用的条件及相关内容的拓展性研究，均可设题进行考查。关于物质跨膜运输的方式，高考主要集中在“物质出入细胞的方式”和“影响物质跨膜运输的因素”两个方面，常以图示、曲线、表格数据等为情境命题，考查对相关知识的理解能力及进行综合分析、判断和推理的能力。

1．(2021·山东卷)液泡是植物细胞中储存Ca2＋的主要细胞器。液泡膜上的H＋焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H＋，建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度。该浓度梯度驱动H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2＋以与H＋相反的方向同时通过CAX进入液泡并储存。下列说法错误的是(　　)
A．Ca2＋通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散
B．Ca2＋通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺
C．加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Ca2＋通过CAX的运输速率变慢
D．H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输
[思维培养]

A　解析：Ca2＋通过 CAX 的跨膜运输方式为主动运输，所需要的能量由H＋顺浓度梯度产生的势能提供，A错误；Ca2＋通过 CAX 的运输进入液泡增加细胞液的浓度，有利于植物细胞保持坚挺，B正确；加入 H＋焦磷酸酶抑制剂，则液泡中的H＋浓度降低，液泡膜两侧的 H＋浓度梯度差减小，为Ca2＋通过 CAX 的运输提供的能量减少，C正确；H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式需要水解无机焦磷酸释放的能量来提供，为主动运输，D正确。
2．(2021·湖南卷)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是(　　)
A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低
D．1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
[思维培养]

D　解析：施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A正确；发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B正确；植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确；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，1 mol/L的NaCl溶液和1 mol/L的蔗糖溶液的渗透压不相同，是因为NaCl溶液中含有Na＋和Cl－，其渗透压高于蔗糖溶液，D错误。

1．(生活、学习和实践情境)寄生在人体肠道内的原生动物痢疾内变形虫无线粒体，能通过胞吐分泌蛋白酶，溶解人的肠壁组织，通过胞吞将肠壁细胞消化，并引发阿米巴痢疾。下列叙述正确的是(　　)
A．痢疾内变形虫体内无双层膜的细胞结构
B．痢疾内变形虫细胞膜上具有蛋白酶的载体
C．痢疾内变形虫胞吞肠壁细胞不需要消耗能量
D．痢疾内变形虫蛋白酶的合成和加工需要内质网和高尔基体参与
D　解析：痢疾内变形虫虽无线粒体，但其为原生动物，属于真核生物，因此，其体内存在双层膜的细胞结构，如细胞核，A错误；痢疾内变形虫分泌蛋白酶的方式是胞吐，因此细胞膜上不具有蛋白酶的载体，B错误；痢疾内变形虫胞吞肠壁细胞需要消耗能量，C错误；痢疾内变形虫中的蛋白酶属于分泌蛋白，因此其合成和加工需要内质网和高尔基体参与，D正确。
2．(科学实验和探究情境)取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是(　　)
A．甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B．若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零
C．若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D．若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
D　解析：由题干信息可知，叶细胞与溶液之间无溶质交换，而甲组的甲糖溶液浓度升高，则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度，引起了细胞吸水，A正确；若乙糖溶液浓度不变，说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等，叶细胞净吸水量为零，B正确；若乙糖溶液浓度降低，说明细胞失水，叶肉细胞可能发生了质壁分离，C正确；若乙糖溶液浓度升高，说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度，细胞吸水，而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍，因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组，D错误。
3．(生命科学史情境)诺贝尔化学奖曾经授予研究细胞膜通道蛋白的科学家。通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质，它包含离子通道蛋白和水通道蛋白。下列相关叙述错误的是(　　)
A．肾小管上皮细胞膜上可能存在水通道蛋白，有利于对原尿中水的重吸收
B．磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子的运输都需要水通道蛋白
C．神经细胞在静息状态下K＋外流的过程是通过K＋通道来完成的被动运输
D．离子通道一般具有特异性，在特定信息的作用下才会开放，能实现相应物质的快速运输
B　解析：肾小管上皮细胞膜上可能存在水通道蛋白，有利于对原尿中水的重吸收，A正确；磷脂双分子层内部是疏水的，磷脂双分子层是可以运动的，水分子可以通过自由扩散的方式跨膜运输，也可以通过水通道蛋白以协助扩散的方式跨膜运输， B错误；神经细胞在静息状态下钾离子外流的过程是通过钾离子通道来完成的被动运输，C正确；离子通道一般具有特异性，在特定信息的作用下才会开放，能实现相应物质的快速运输，D正确。