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    高考生物总复习第3单元第6课细胞的物质输入和输出学案

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    高考生物总复习第3单元第6课细胞的物质输入和输出学案

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    这是一份高考生物总复习第3单元第6课细胞的物质输入和输出学案,共24页。学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。
    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。细胞膜:相当于半透膜细胞质:有一定浓度和外界溶液发生渗透作用。(2)原理。当外界溶液的浓度<细胞质的浓度时细胞吸水膨胀当外界溶液的浓度>细胞质的浓度时细胞失水皱缩当外界溶液的浓度=细胞质的浓度时细胞形态不变3植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构。(2)原理和现象。当外界溶液浓度>细胞液浓度时细胞失水发生质壁分离现象。当外界溶液浓度<细胞液浓度时细胞吸水发生质壁分离的复原现象。1在渗透作用中当半透膜两侧溶液浓度相等时水分子不再通过半透膜。              ( × )2植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。 ( × )3渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量分数。 ( × )4虽然红细胞没有具膜细胞器但将其放入一定浓度的外界溶液中也能发生渗透作用。              (  )【教材细节命题】1(必修1 P64探究·实践)利用高浓度盐水(NaCl溶液)杀菌防腐的原理是渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡。一次施肥过多造成烧苗原因是土壤溶液浓度过高植物无法正常吸水2(必修1 P65正文)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的伸缩性大1半透膜和选择透过性膜的区别2深度分析渗透作用装置图(1)溶质不能通过半透膜的渗透装置分析。渗透系统的溶液浓度指的是物质的量浓度而非质量浓度实质是指渗透压。如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液相比质量分数为10%的蔗糖溶液的渗透压小故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。水分子是双向移动的。水分子由低浓度溶液流向高浓度溶液是表观现象实际是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。漏斗内液面上升的原因。单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数。漏斗内液面停止上升的原因。随着液面的不断上升漏斗内液体的压强越来越大从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速率加快水分子进出漏斗的速率越来越接近直至完全相等漏斗内液面不再升高此时水分子的进出达到相对平衡。渗透平衡后半透膜两侧溶液浓度不一定相等。若半透膜两侧液面仍存在液面高度差则半透膜两侧溶液就存在浓度差且液面高的一侧溶液浓度高。(2)溶质能通过半透膜的渗透装置分析。S1S2是同种溶质且能透过半透膜S1溶液浓度大于S2溶液浓度。开始时由于半透膜两侧存在浓度差S2S1的水分子数多于S1S2随后S1中的溶质透过半透膜进入S2一段时间后半透膜两侧的浓度差逐渐减小S1S2的溶液浓度相等。外观表现:S1溶液液面先上升后下降最终S1S2溶液液面持平。S1S2是两种不同的溶质且只有水和S1能透过半透膜。a:若S1的物质的量浓度大于S2则出现的现象是S1液面先升高随后S1中的溶质透过半透膜进入S2S2液面逐渐升高最终高于S1b:若S1的物质的量浓度小于S2则出现的现象是S1液面始终低于S2液面。(3)渗透装置的变式分析。1为渗透作用的初始状态其中半透膜只允许水分子通过(图中浓度为质量分数)往稳定后的图1 U形管的左侧加入少量蔗糖酶。未加酶时:由于10%的葡萄糖溶液的物质的量浓度大因此水分子由10%的蔗糖溶液→10%的葡萄糖溶液较多右侧液面升高。加蔗糖酶后:蔗糖被水解为两分子单糖(葡萄糖和果糖)导致左侧浓度升高水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液较多则左侧液面升高最终高于右侧。若把稳定后的图1 U形管右侧液面高出的部分吸走则右侧液面继续升高并达到新的平衡但抽取次数与液面高低之间呈负相关。若把图1所示装置放在失重环境中则右侧液面会升高但是稳定时两侧物质的量浓度相等因为没有重力的作用。如果此时把右侧高出的液面吸走则右侧液面不再升高。如果把图1装置改为图2装置容器是密闭的中间是可以移动的半透膜则分析方法与图1类似水分子向右移动的多半透膜向左移动。3渗透作用实验装置的拓展应用(1)验证渗透作用发生的条件。(2)比较不同溶液浓度的大小。漏斗内溶液浓度为M烧杯内溶液浓度为N以下为各种现象及对应的结论:(3)探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例)烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液结论变蓝不变蓝碘能通过半透膜而淀粉不能不变蓝变蓝淀粉能通过半透膜而碘不能变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透膜不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半透膜考向1| 渗透作用的原理及应用分析1(2021·福建重点高中联考)将生鸡蛋的大头保持壳膜(蔗糖分子不能通过小分子和离子可以通过)完好去掉蛋壳小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出往蛋壳内灌入质量分数为15%的蔗糖溶液然后放在盛有清水的烧杯中并用铅笔标上吃水线(如图所示)。下列分析错误的是(  )A发生渗透作用需要有半透膜壳膜相当于半透膜B水分子以扩散的方式进出壳膜当稳定后仍然可以进出C若将清水换为质量分数为15%的NaCl溶液则蛋壳先下沉后上浮D若将正常的线粒体放入清水中则线粒体外膜先涨破C 解析:分析题意及题图可知该实验中相当于渗透装置中半透膜的是壳膜A正确。水分子可以一直进出半透膜稳定后保持动态平衡B正确。若将烧杯中的清水换为质量分数为15%NaCl溶液膜内的溶液渗透压小于NaCl溶液的渗透压单位时间内进入壳膜的水分子少于从壳膜流出的水分子先导致蛋壳上浮;由于NaCl都可以通过半透膜因此半透膜两侧溶液的浓度差逐渐减小最后逆转单位时间内进入壳膜的水分子多于从壳膜流出的水分子后导致蛋壳下沉C错误。若将正常线粒体放在清水中由于内膜向内折叠增大了膜面积故外膜先破裂内膜后破裂D正确。2下图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水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MN两侧液面的变化是(  )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MN两侧液面不变D加酶前MN两侧液面不变加酶后N侧液面上升并高于M侧液面D 解析:M侧和N侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液所以加酶前MN两侧液面不变;麦芽糖酶将可以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进入N侧水分子的数目多于流出N侧的水分子数目N侧液面上升且高于M侧液面。3(2021·湖北卷)红细胞在高渗NaCl溶液(浓度高于生理盐水)中体积缩小在低渗NaCl溶液(浓度低于生理盐水)中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙述正确的是(  )A细胞膜对NaCl的通透性远高于水分子水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液B细胞膜对水分子的通透性远高于NaCl水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液C细胞膜对NaCl的通透性远高于水分子NaCl从高渗溶液扩散至低渗溶液D细胞膜对水分子的通透性远高于NaClNaCl从高渗溶液扩散至低渗溶液B 解析:大多数水分子以协助扩散的方式进出细胞少数水分子以自由扩散的方式进出细胞NaCl以主动运输的方式进出红细胞。自由扩散和协助扩散比主动运输更容易故细胞膜对水分子的通透性远高于NaCl。由于自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度进行的而主动运输是逆浓度梯度进行的故水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液NaCl从低渗溶液扩散至高渗溶液B正确ACD错误。考向2| 动植物细胞的吸水与失水4(2021·山东济宁模拟)在无任何相反压力时渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂不同的细胞用不同的机制解决这种危机。下图表示高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀据此推断下列说法正确的是(  )A动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白的协助B植物细胞吸水达到渗透平衡时细胞内外溶液浓度相等C若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中其收缩泡的伸缩频率会升高D三种细胞发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜A 解析:动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外以减小细胞内液的渗透压防止细胞渗透吸水涨破A正确;植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水但是由于细胞壁的支撑作用吸水到一定程度后达到平衡故此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度B错误;原生生物生活在低渗溶液中会通过收缩泡将多余的水排到细胞外若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中其收缩泡的伸缩频率会降低C错误;动物细胞和原生生物发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜而植物细胞发生渗透吸水的原理是原生质层相当于半透膜D错误。5(2021·海南海口二模)取某一红色花冠的两个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞将它们分别放置在甲、乙两种溶液中测得细胞失水量的变化如下图1所示液泡直径的变化如下图2所示。下列叙述正确的是(  )A1中的曲线甲、乙分别对应图2中的曲线Ⅰ、ⅡB4 min后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡C曲线Ⅰ的变化是细胞通过主动运输吸收溶质的结果D4 min后曲线Ⅱ中液泡直径不变可能是因为水分子进出平衡D 解析:分析题图可知1中的曲线甲对应图2中的曲线1中的曲线乙对应图2中的曲线A误;4 min乙溶液中的细胞开始吸水即乙溶液中细胞发生质壁分离复原B错误;曲线的变化是细胞通过主动运输(KNO)或自由扩散(如甘油)吸收溶质后质壁分离复原的结果C错误;4 min后曲线中液泡直径不变可能是因为此时细胞处于水分子进出平衡的状态D正确。考点二 物质跨膜运输的方式1物质进出细胞的方式2物质跨膜运输的方式和影响因素(1)图示表示的跨膜运输方式中甲为主动运输乙为自由扩散丙为协助扩散丁为协助扩散(2)中物质a载体蛋白b通道蛋白c载体蛋白。它们都属于转运蛋白(3)影响跨膜运输方式的因素:甲为载体蛋白和能量乙为浓度差丙、丁为浓度差和转运蛋白1主动运输都是逆浓度梯度进行的。 ( √ )2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。 ( × )3大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞内并且要消耗能量。              ( × )4低温不影响矿质离子的吸收速率。 ( × )5新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量。 (  )6同种物质进出同一细胞的方式一定相同。 ( × )7以胞吐的方式排出细胞的物质不一定都是生物大分子。 ( √ )【教材细节命题】1(必修1 P70与社会的联系)囊性纤维化是细胞中某种蛋白质结构异常影响了NaCl的跨膜运输这一事例说明这种结构蛋白属于细胞膜上的载体蛋白也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上载体蛋白的种类和数量来实现的。2(必修1 P66正文)转运蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质。它包括两大类:载体蛋白和通道蛋白。载体蛋白每次转运都会发生自身构象的改变。过去人们普遍认为水分子都是通过自由扩散进出细胞的后来研究表明水分子更多是通过细胞膜上的水通道蛋白协助扩散方式进出细胞的。1膜上的两种转运蛋白比较名称载体蛋白道蛋白转运对象只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过特点运输过程中与被运输的分子或离子特异性结合(具有类似于酶和底物结合的饱和效应)每次转运时都会发生自身构象的改变转运分子或离子不需要与通道蛋白结合参与运输方式主动运输和协助扩散被动运输(协助扩散)转运速率与物质浓度不成比例成比例且比载体蛋白介导的转运速率更(1 000倍以上)2.模式图中物质跨膜运输方式的判断3不同因素对物质跨膜运输的影响(1)影响因素。(2)曲线分析。4探究物质跨膜运输方式的实验设计思路(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。5归纳概括同一物质的不同运输方式物质相应过程运输方式葡萄糖进入红细胞协助扩散进入小肠绒毛上皮细胞、肾小管重吸收葡萄糖主动运输Na进入神经细胞协助扩散(靠离子通道)运出神经细胞主动运输(钠—钾泵)K进入神经细胞主动运输(钠—钾泵)运出神经细胞协助扩散(靠离子通道)考向1| 物质跨膜运输方式的判断1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图示中葡萄糖的跨膜运输方式与细胞吸收水分的方式相同C图中ab不是静止的其运动的特性有利于物质的跨膜运输D用胰蛋白酶处理细胞膜会影响葡萄糖、Na等物质的运输B 解析:动物细胞内的K浓度远高于细胞外会通过主动运输将K运到细胞内(图中K进细胞耗能)Na正好相反细胞通过主动运输的方式将Na运输到细胞外(图中Na出细胞耗能)据此可判断甲侧是细胞外乙侧是细胞内A正确;图中细胞吸收水的方式是自由扩散与图中葡萄糖的跨膜运输方式不同B错误;图中的a是磷脂双分子层b为蛋白质组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质大都可以运动细胞膜的流动性有利于物质的跨膜运输C正确;葡萄糖、Na等物质的跨膜运输需要载体蛋白用胰蛋白酶处理细胞膜会破坏细胞膜上的载体蛋白进而影响到葡萄糖、Na等物质的运输D正确。2(2021·安徽五校联考)下图所示是水分子进入细胞的两种方式下列有关叙述错误的是(  )A通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质B肾小管和集合管对水分的重吸收主要与水通道蛋白有关C水通道蛋白还能允许一部分离子通过该过程属于主动运输D水分子通过水通道蛋白的运输属于被动运输不需要细胞代谢供能C 解析:水通道蛋白属于贯穿类蛋白质A正确;肾小管和集合管对水分的重吸收主要依赖于水通道蛋白的协助B正确;通过通道蛋白的跨膜运输属于协助扩散且水通道蛋白具有专一性一般不能允许其他离子或小分子通过C错误;水通道蛋白跨膜运输水分子的过程不需要细胞代谢供能D正确。考向2| 影响物质跨膜运输的因素分析3(2021·广东广州模拟)下图是几种物质进出细胞方式中运输速率与影响因素间的关系曲线图下列叙述中正确的是(  )A与氧气进出细胞相符的图有①③⑤B与葡萄糖进入红细胞相符的图有①④⑥CK进入神经细胞相符的图有②④⑤D与蛋白质类物质进出细胞相符的图有②③⑥A 解析:题图中分别表示自由扩散、协助扩散或主动运输、被动运输或由无氧呼吸供能的主动运输、主动运输、自由扩散、协助扩散或主动运输。氧气通过自由扩散的方式进出细胞与此相符的是①③⑤A正确;葡萄糖通过协助扩散的方式进入红细胞与此相符的是②③⑥B错误;K进入神经细胞的方式是主动运输与图中②④⑥相符C错误;蛋白质类物质通过胞吞或胞吐进出细胞D错误。【易错提醒】有关物质出入细胞方式的六个不要漏掉(1)需要转运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转运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)NaK等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞但不要漏掉也可通过协助扩散(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(2021·全国甲卷)植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K。回答下列问题:(1)细胞外的K可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统生物膜的结构特点是________________。(2)细胞外的K能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由________复合物构成的其运输的特点是_________________(答出1点即可)(3)细胞外的K可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下根细胞对K的吸收速率降低原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)生物膜的结构特点是具有流动性。(2)离子通道是由蛋白质复合物构成的一种通道只能让某种离子通过而另一些离子则不容易通过即离子通道具有选择性。(3)细胞外的K可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。该过程是主动运输过程主动运输需要消耗能量而细胞中的能量由细胞呼吸提供因此呼吸抑制剂会影响细胞对K的吸收速率。答案:(1)具有流动性 (2)蛋白质 顺浓度梯度或具有选择性 (3)细胞逆浓度梯度吸收K是主动运输过程需要能量呼吸抑制剂会影响细胞呼吸供能故使细胞主动运输速率降低考向3| 物质跨膜运输的有关实验5在适宜条件下测得的某植物根细胞对ab两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示(ab两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度ab两种物质的吸收速率)。回答下列问题。(1)根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的含义是____________________________________________。(2)实验结果表明:当外界溶液中b的浓度达到一定数值时再增加b的浓度根细胞对b的吸收速率不再增加。可能的原因是__________________________________________________________________________________________(3)王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输李同学认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论。答案:(1)物质通过简单的扩散方式进出细胞 (2)细胞膜上运输b的转运蛋白数量是有限的当所有转运蛋白都参加运输时运输速率达到最大此后b浓度再增加运输速率也不会增加 (3)实验思路:设置甲、乙两组甲组在适宜条件下测定根细胞对外界溶液中b的吸收速率;乙组在外界溶液中加入呼吸抑制剂在相同条件下测定根细胞对外界溶液中b的吸收速率。预期结果和结论:若乙组的吸收速率低于甲组说明b的跨膜运输需要能量属于主动运输则王同学的判断是正确的;若乙组的吸收速率与甲组相同说明b的跨膜运输不需要能量不属于主动运输则王同学的判断是错误的。考点三 (探究·实践)探究植物细胞的吸水和失水1实验原理(1)成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。(2)原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。2实验步骤3实验结论(1)成熟植物细胞能与外界溶液构成渗透系统并发生渗透作用。(2)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时细胞失水出现质壁分离现象。(3)当外界溶液浓度小于细胞液浓度时细胞吸水出现质壁分离复原现象1质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行。 ( × )2低倍镜观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离时随中央液泡变小紫色变深。              ( √ )3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 ( × )4大蒜根尖分生区细胞可用于观察细胞的质壁分离与复原。 ( × )5需要高倍显微镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离。 ( × )1本实验存在的两组对照实验本实验存在的两组实验均为自身对照自身对照是指对照组和实验组在同一研究对象上进行是实验前后之间的对照。2质壁分离及复原发生的条件3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)比较未知浓度溶液的浓度大小。(5)鉴别不同种类的溶液(KNO3溶液和蔗糖溶液)考向1| 实验原理和基本步骤分析1下图表示紫色洋葱鳞片叶同一部位的外表皮细胞在蔗糖或氯化钠溶液中质壁分离的情况。下列分析正确的是(  )A制作临时装片时都需要在载玻片上滴12滴生理盐水B当两种溶液浓度为1.0 mol·L1细胞均失水死亡C洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度可能与0.2 mol·L1的蔗糖溶液的相当D宜选择浓度为0.8 mol·L1的氯化钠溶液用于观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离与复原实验C 解析:制作洋葱鳞片叶表皮细胞的临时装片时需要在载玻片上滴加清水A错误。当两种溶液浓度为1.0 mol·L1氯化钠溶液中发生质壁分离的细胞达到100%说明细胞均失水;而蔗糖溶液中发生质壁分离的细胞达到60%说明至少有60%的细胞失水但都不能说明细胞均失水死亡B错误。当两种溶液的浓度为0.2 mol·L1两种溶液中都没有发生质壁分离的细胞而浓度高于0.2 mol·L1时都有细胞开始发生质壁分离说明洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度可能与0.2 mol·L1的蔗糖溶液的相当C正确。因氯化钠溶液中的NaCl都可以通过主动运输方式被细胞吸收可能导致细胞发生质壁分离后又自动复原对实验现象的观察有影响所以观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离与复原实验时不宜选择氯化钠溶液D误。2利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞和不同浓度的蔗糖溶液可以探究细胞发生质壁分离和复原的情况。下列有关该实验的叙述正确的是(  )A在逐渐发生质壁分离的过程中细胞的吸水能力逐渐增强B该实验利用同一块植物组织探究了质壁分离和复原的情况没有设计对照C将装片在酒精灯上加热后再观察质壁分离及复原现象会更明显D不同浓度蔗糖溶液下发生质壁分离的细胞滴加清水后都能复原A 解析:质壁分离过程中随着细胞逐渐失水细胞液浓度增大细胞的吸水能力逐渐增强A正确;清水中的细胞生活状态与加入蔗糖溶液后的细胞状态形成对照即质壁分离前后形成对照质壁分离和复原形成对照B错误;质壁分离与复原实验必须用活的成熟的植物细胞作材料将装片在酒精灯上加热会使细胞死亡而死细胞不会再发生质壁分离及复原C错误;蔗糖溶液浓度过高会使细胞失水过多、过快而死亡加入清水后细胞不会发生质壁分离复原D错误。考向2| 实验的拓展和应用3(2021·广东卷)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(  )A比较保卫细胞细胞液浓度处理后>①处理后B质壁分离现象最可能出现在滴加后的观察视野中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>③A 解析:由题图可知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形态几乎不变细胞液浓度基本不变;失水细胞液浓度变大;吸水细胞液浓度变小C正确。保卫细胞经处理后的细胞液浓度小于处理后A错误。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>③D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(  )Aa点前有物质A和水分子通过细胞膜进出细胞Ba点前细胞体积与原生质体体积变化量相等Cb点前液泡中的渗透压大于外界的渗透压Dc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5种材料复原时间都不同D5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种材料中红花木从滴加蔗糖溶液到发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(  )ACa2通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散BCa2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DH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D1 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/LNaCl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NaCl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)。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。 

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