22屆新教材高考生物一輪復(fù)習(xí)第二單元細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第3講細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出課件新人教2110221371

第3講細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第二單元2022課標(biāo)要求1.闡明質(zhì)膜具有選擇透過性。2.舉例說明有些物質(zhì)順濃度梯度進出細(xì)胞,不需要額外提供能量;有些物質(zhì)逆濃度梯度進出細(xì)胞,需要能量和載體蛋白。3.舉例說明大分子物質(zhì)可以通過胞吞、胞吐進出細(xì)胞。備考指導(dǎo)1.通過列表法及圖文結(jié)合方式比較自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸?shù)膮^(qū)別和聯(lián)系,并能設(shè)計探究實驗或據(jù)圖分析某種物質(zhì)的運輸方式。2.構(gòu)建各種跨膜運輸?shù)臄?shù)學(xué)模型和溫度、O2濃度對主動運輸?shù)挠绊懬€,加深對各種跨膜運輸方式的理解。內(nèi)容索引010203第一環(huán)節(jié)必備知識落實第二環(huán)節(jié)關(guān)鍵能力形成第三環(huán)節(jié)核心素養(yǎng)提升第一環(huán)節(jié)必備知識落實知識點一水進出細(xì)胞的原理知識篩查1.滲透作用(1)概念:指水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴散過程。(2)發(fā)生滲透作用的條件:一是具有半透膜,二是半透膜兩側(cè)存在濃度差。2.動物細(xì)胞的吸水和失水(1)原理3.植物細(xì)胞的吸水和失水(以成熟植物細(xì)胞為例)(1)原理和現(xiàn)象①外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度時,細(xì)胞失水,發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。②外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度時,細(xì)胞吸水,發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。(2)質(zhì)壁分離的原因①外因:細(xì)胞液濃度<外界溶液濃度,細(xì)胞通過滲透作用失水。②內(nèi)因:細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮性。易錯易混有關(guān)滲透作用的3個易錯點(1)滲透系統(tǒng)的溶液濃度指物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)量濃度,實質(zhì)是指滲透壓。如質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的蔗糖溶液的質(zhì)量濃度相等,但質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的蔗糖溶液的滲透壓小,故水可通過半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移動。(2)水分子的移動方向是雙向的,但最終結(jié)果是由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子數(shù)較多。(3)只有活的、成熟的植物細(xì)胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原。知識落實1.下圖實驗裝置中,玻璃槽中是蒸餾水,半透膜允許單糖透過。倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液,一定時間后再加入蔗糖酶。最可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象是(

)A.漏斗中液面開始時先上升,加酶后,再上升后又下降B.在玻璃槽中會檢測出蔗糖和蔗糖酶C.漏斗中液面開始時先下降,加酶后一直上升D.在玻璃槽中會檢測出葡萄糖、果糖和蔗糖酶A蔗糖是二糖,不能穿過半透膜,所以水槽中沒有蔗糖,漏斗中液面開始時上升,加酶后蔗糖水解,滲透壓升高,液面繼續(xù)上升,但是葡萄糖和果糖能穿過半透膜,所以液面隨后會下降,A項正確,C項錯誤。由于半透膜只允許單糖分子通過,蔗糖為二糖,蔗糖酶為蛋白質(zhì),因此蔗糖和蔗糖酶不會進入玻璃槽中,B、D兩項錯誤。2.將紅細(xì)胞分別放在等滲的NaCl和KCl溶液中一段時間,前者不會引發(fā)溶血現(xiàn)象(血細(xì)胞破裂)而后者會引發(fā)。導(dǎo)致這種現(xiàn)象發(fā)生的原因是(

)A.Cl-大量進入紅細(xì)胞引起紅細(xì)胞吸水B.KCl溶液濃度大于紅細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)濃度C.K+大量進入紅細(xì)胞引起紅細(xì)胞吸水D.K+破壞了紅細(xì)胞膜的選擇透過性C將紅細(xì)胞分別放在等滲的NaCl和KCl溶液中一段時間,前者不會引發(fā)溶血現(xiàn)象,說明Na+和Cl-沒有大量進入紅細(xì)胞;后者會引發(fā)溶血現(xiàn)象,說明K+大量進入紅細(xì)胞引起紅細(xì)胞吸水。3.根據(jù)“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實驗與下圖的信息判斷,下列敘述錯誤的是(

)A.發(fā)生質(zhì)壁分離時,植物細(xì)胞失去的水分主要來自大液泡B.A/B的值越大,說明所滴加的蔗糖溶液濃度越大C.所滴加的蔗糖溶液濃度越大,該細(xì)胞的A越小D.圖中A/B的值越大,說明細(xì)胞質(zhì)壁分離程度越高C細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里面的細(xì)胞液,發(fā)生質(zhì)壁分離時,植物細(xì)胞失去的水分主要來自大液泡,A項正確。A/B=細(xì)胞的長度/原生質(zhì)體的長度,A的變化很小,所以A/B的值越大,說明原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間的距離越大,則質(zhì)壁分離程度越大,所滴加的蔗糖溶液濃度越大,B、D兩項正確。題圖中的A是從細(xì)胞的兩端測量的,代表的是細(xì)胞的長度,由于細(xì)胞壁的伸縮性很小,所以A變化很小,幾乎不變,C項錯誤。知識點二物質(zhì)進出細(xì)胞的方式知識篩查1.被動運輸(1)概念:物質(zhì)以擴散方式進出細(xì)胞,不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量,這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱為被動運輸。(2)類型

2.主動運輸與胞吞、胞吐(1)主動運輸①方向:逆濃度梯度,離子或分子從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)。②條件:載體蛋白和能量。③生理意義:主動運輸普遍存在于動植物和微生物細(xì)胞中,通過主動運輸來選擇吸收所需要的物質(zhì),排出代謝廢物和對細(xì)胞有害的物質(zhì),從而保證細(xì)胞和個體生命活動的需要。(2)胞吞、胞吐

知識落實1.在物質(zhì)進出細(xì)胞的方式中,自由擴散區(qū)別于協(xié)助擴散的特點是(

)A.由高濃度向低濃度擴散B.需要轉(zhuǎn)運蛋白C.由低濃度向高濃度擴散D.不需要轉(zhuǎn)運蛋白D自由擴散與協(xié)助擴散的相同之處是物質(zhì)順濃度梯度(高濃度→低濃度)跨膜運輸,同時均不消耗能量;不同之處表現(xiàn)在自由擴散不需要轉(zhuǎn)運蛋白,而協(xié)助擴散需要轉(zhuǎn)運蛋白。2.研究發(fā)現(xiàn),水分子進入植物細(xì)胞的兩種方式如下圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.圖中不需要水通道蛋白的跨膜運輸方式為自由擴散B.水分子通過水通道蛋白是順濃度梯度進行的C.土壤溶液濃度過高時,植物只通過水通道蛋白失水D.根毛細(xì)胞的吸水能力與其細(xì)胞液中水的相對含量有關(guān)C題圖中不需要水通道蛋白的跨膜運輸方式中水分子從高濃度一側(cè)運輸?shù)降蜐舛纫粋?cè),不需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助,不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量,為自由擴散,A項正確。水分子通過水通道蛋白從高濃度一側(cè)運輸?shù)降蜐舛纫粋?cè),即是順濃度梯度進行的,B項正確。土壤溶液濃度過高時,植物會通過自由擴散和協(xié)助擴散的方式失水,C項錯誤。根毛細(xì)胞的吸水能力取決于土壤溶液濃度與其細(xì)胞液濃度的差值,即與其細(xì)胞液中水的相對含量有關(guān),D項正確。3.有一種物質(zhì)逆濃度梯度透過小腸絨毛上皮細(xì)胞膜,且需要膜上蛋白質(zhì)的協(xié)助。這種物質(zhì)及其透過小腸絨毛上皮細(xì)胞膜的方式分別是(

)A.氧氣,自由擴散B.葡萄糖,協(xié)助擴散C.葡萄糖,主動運輸

D.蛋白質(zhì),胞吐C該物質(zhì)在膜上蛋白質(zhì)的協(xié)助下逆濃度梯度透過小腸絨毛上皮細(xì)胞膜,故為主動運輸;葡萄糖進入小腸絨毛上皮細(xì)胞的方式為主動運輸。知識點三探究植物細(xì)胞的吸水和失水知識篩查1.實驗原理(1)成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。(2)細(xì)胞液具有一定的濃度,能滲透吸水和失水。(3)原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大得多。2.實驗流程

3.現(xiàn)象與結(jié)論

4.特別提醒(1)本實驗存在兩組對照實驗(2)本實驗是高中生物學(xué)教科書中涉及“用顯微鏡觀察”的實驗中唯一“只在低倍鏡下”(不換“高倍鏡”)觀察的實驗。知識落實1.在“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實驗中,對紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞臨時裝片進行了三次觀察和兩次處理。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.第一次觀察為低倍鏡觀察,后兩次為高倍鏡觀察B.第一次處理滴加的液體為清水,第二次處理滴加的液體為質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液C.若將紫色洋蔥鱗片葉的外表皮換成內(nèi)表皮,則不會發(fā)生質(zhì)壁分離D.紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中不屬于原生質(zhì)層的有細(xì)胞壁、細(xì)胞核和細(xì)胞液D在“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實驗中,一般需要進行三次顯微觀察,第一次是對正常細(xì)胞的觀察,第二次是對發(fā)生質(zhì)壁分離細(xì)胞的觀察,第三次是對發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原細(xì)胞的觀察,三次觀察均為低倍鏡觀察,A項錯誤。第一次處理滴加的液體為質(zhì)量濃度為0.3

g/mL的蔗糖溶液,觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象;第二次滴加的液體為清水,觀察質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象,B項錯誤。紫色洋蔥鱗片葉的內(nèi)表皮細(xì)胞也會發(fā)生質(zhì)壁分離,但其細(xì)胞液中不含色素,不容易觀察,C項錯誤。原生質(zhì)層是指細(xì)胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì),紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中不屬于原生質(zhì)層的有細(xì)胞壁、細(xì)胞核和細(xì)胞液,D項正確。2.將甲、乙兩種植物的塊莖切成形狀、大小相同的細(xì)條,分別置于質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中,繪制的失水量曲線如下圖所示。下列敘述錯誤的是(

)A.與圖相關(guān)細(xì)胞的原生質(zhì)層會有一定程度的收縮B.由圖推知甲植物細(xì)胞液的質(zhì)量濃度小于乙植物細(xì)胞液的質(zhì)量濃度C.4min時細(xì)胞液的滲透壓大于外界溶液的滲透壓D.8min時水分子跨膜運輸進出細(xì)胞基本達到平衡C由題圖可知,甲、乙兩種植物細(xì)胞在質(zhì)量濃度為0.3

g/mL的蔗糖溶液中都失水,說明甲、乙植物細(xì)胞液的質(zhì)量濃度都低于0.3

g/mL的蔗糖溶液。甲植物失水的速率更快,說明甲植物細(xì)胞液的質(zhì)量濃度低于乙植物的。4

min時,細(xì)胞仍然在失水,說明細(xì)胞液的滲透壓小于外界溶液的滲透壓。8

min時失水量基本不再增加,水分子跨膜運輸進出細(xì)胞基本達到平衡。3.用物質(zhì)的量濃度為2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分別浸泡某種植物細(xì)胞,觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象,得到其原生質(zhì)體體積變化情況如右上圖所示。下列敘述正確的是(

)A.該細(xì)胞可能是某種植物根尖分生區(qū)的細(xì)胞B.AB段曲線表明細(xì)胞液濃度在逐漸增大C.CD段表明該細(xì)胞開始因失水過多而逐漸死亡D.用一定濃度的KNO3溶液浸泡細(xì)胞,可得到類似蔗糖溶液的結(jié)果B能發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞是具有大液泡的成熟植物細(xì)胞,根尖分生區(qū)細(xì)胞是未成熟的植物細(xì)胞,因此該種細(xì)胞不可能是根尖分生區(qū)細(xì)胞,A項錯誤。AB段原生質(zhì)層的相對體積逐漸減小,說明細(xì)胞失水,細(xì)胞液濃度在逐漸增大,B項正確。CD段表明細(xì)胞吸收乙二醇,細(xì)胞液濃度逐漸增大,發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原,C項錯誤。KNO3溶液中的離子也可以進入細(xì)胞液,可得到類似乙二醇溶液的結(jié)果,D項錯誤。4.某班級為探究植物細(xì)胞外界溶液濃度與質(zhì)壁分離程度的關(guān)系,用原生質(zhì)層長度(b)與細(xì)胞長度(a)的比值(b/a)表示質(zhì)壁分離程度,用不同質(zhì)量濃度的NaCl溶液進行實驗,結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是(

)A.濃度1可能是清水對照B.NaCl溶液濃度從1至5逐漸升高C.濃度2已引起質(zhì)壁分離D.外界溶液濃度越大,質(zhì)壁分離程度越小D由于植物細(xì)胞存在細(xì)胞壁,當(dāng)植物細(xì)胞吸水時,原生質(zhì)層也不會大于細(xì)胞長度,而濃度1中b/a值為1,表明植物細(xì)胞不發(fā)生失水,因此外界溶液可能是清水。NaCl溶液的質(zhì)量濃度從1至5時,b/a值逐漸變小,植物細(xì)胞質(zhì)壁分離程度越來越大,NaCl溶液的質(zhì)量濃度逐漸升高。濃度2中b/a值小于1,表明原生質(zhì)層長度比細(xì)胞長度短,植物已發(fā)生質(zhì)壁分離。在一定范圍內(nèi),外界溶液濃度越大,質(zhì)壁分離程度越大。第二環(huán)節(jié)關(guān)鍵能力形成能力形成點一滲透作用的原理和應(yīng)用典型例題(不定項選擇題)下圖為滲透作用實驗示意圖,開始時如圖1,a代表清水,b、c代表蔗糖溶液(蔗糖不能透過半透膜),過一段時間后結(jié)果如圖2,漏斗管內(nèi)的液面不再發(fā)生變化,H1、H2表示漏斗管內(nèi)液面與清水的高度差。下列說法正確的是(

)A.圖1中b的濃度大于c的濃度B.圖2中b的濃度等于c的濃度C.圖1a中水分子擴散到b的速率大于a中水分子擴散到c的速率D.圖2a中水分子擴散到b的速率等于b中水分子擴散到a的速率ACD圖2漏斗中的液面不再變化,處于平衡狀態(tài),H1高于H2,所以圖2中b的濃度大于c的濃度。整合構(gòu)建1.常見滲透裝置的圖形分析(1)溶質(zhì)不能透過半透膜的情況①若S1溶液濃度大于S2溶液濃度,則單位時間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于由S1→S2的,外觀上表現(xiàn)為S1溶液液面上升;若S1溶液濃度小于S2溶液濃度,則情況相反,外觀上表現(xiàn)為S1溶液液面下降。②在達到滲透平衡后,若存在如上頁右下圖所示的液面差Δh,則S1溶液濃度仍大于S2溶液濃度。因為液面高的一側(cè)形成的壓強,會阻止溶劑由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴散。(2)溶質(zhì)能透過半透膜的情況若S1溶液濃度大于S2溶液濃度,則最初單位時間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于由S1→S2的,隨著溶質(zhì)的擴散,最終S1溶液和S2溶液濃度相等,外觀上表現(xiàn)為S1溶液液面先上升后下降,最終S1溶液和S2溶液液面持平;若S1溶液濃度小于S2溶液濃度,則情況相反。2.滲透方向及濃度大小的判斷(1)判斷溶劑滲透的總方向①若半透膜兩側(cè)是同種溶液,根據(jù)質(zhì)量濃度或物質(zhì)的量濃度判定。②若半透膜兩側(cè)是不同的溶液,物質(zhì)的量濃度才能體現(xiàn)溶質(zhì)或溶劑分子數(shù)的多少,如半透膜兩側(cè)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液,則葡萄糖溶液一側(cè)單位體積中葡萄糖分子數(shù)多(水分子數(shù)少),水分子由蔗糖溶液一側(cè)通過半透膜向葡萄糖溶液一側(cè)擴散。(2)判斷半透膜兩側(cè)溶液濃度大小若滲透平衡后,半透膜兩側(cè)液面仍存在液面差,則半透膜兩側(cè)溶液就存在濃度差,液面差越大,濃度差就越大,且液面高的一側(cè)溶液濃度高。3.滲透系統(tǒng)組成的實驗探究甲、乙對比可說明滲透作用的發(fā)生必須具有半透膜;甲、丙對比可說明滲透作用的發(fā)生必須滿足半透膜兩側(cè)存在濃度差。訓(xùn)練突破1.右圖為研究滲透作用的實驗裝置,漏斗內(nèi)溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液,水分子可以透過半透膜,而蔗糖分子則不能。漏斗內(nèi)外起始時液面相平,當(dāng)滲透達到平衡時,液面差為m。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.滲透平衡時,S1溶液的濃度等于S2溶液的濃度B.若向漏斗中加入蔗糖分子,則平衡時m變小C.達到滲透平衡時,仍有水分子通過半透膜進出D.若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液,再次平衡時m將增大C漏斗內(nèi)外起始時液面相平,液面差m的形成與漏斗內(nèi)外的滲透壓不同有關(guān),當(dāng)達到滲透平衡時,由于液面高的一側(cè)形成的壓強會阻止水分子由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴散,使S1溶液的濃度仍大于S2溶液的濃度,A項錯誤。向漏斗中加入蔗糖分子會使半透膜兩側(cè)的濃度差變大,則平衡時m變大,B項錯誤。吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液,會導(dǎo)致漏斗內(nèi)蔗糖溶液的滲透壓減小,再次平衡時m將減小,D項錯誤。2.下圖中X、Y、Z分別為蒸餾水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的葡萄糖溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的淀粉溶液,且單糖能通過半透膜而二糖、多糖不能通過半透膜。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.裝置A的現(xiàn)象是左側(cè)液面先下降后上升,最終左右液面持平B.若將A裝置中左右兩側(cè)替換為等量的同濃度的蔗糖溶液,并向左右兩側(cè)分別加入相等且適量的蔗糖酶、淀粉酶,則左側(cè)液面先升后降最后不變C.裝置B燒杯中溶液液面下降的速率逐漸減緩D.裝置B達到滲透平衡后,由于液面差的存在,水分子向半透膜兩側(cè)擴散的速度不同D裝置A中X為蒸餾水、Y為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的葡萄糖溶液,一開始,由于裝置A右側(cè)溶液濃度高,水向右側(cè)擴散的速率大于水向左側(cè)擴散的速率,左側(cè)液面下降;隨著葡萄糖從右向左通過半透膜,左側(cè)溶液濃度不斷上升,左側(cè)液面上升;最終當(dāng)葡萄糖在左右兩側(cè)含量相同時,水向右側(cè)擴散的速率等于水向左側(cè)擴散的速率,左右液面持平,A項正確。由于酶具有專一性,蔗糖只能被蔗糖酶催化水解而不能被淀粉酶催化水解,左側(cè)一分子蔗糖水解成兩分子單糖,左側(cè)溶液濃度上升,液面升高;隨后單糖通過半透膜從左側(cè)向右側(cè)擴散,使左側(cè)溶液濃度降低,液面下降;最終達到動態(tài)平衡,B項正確。裝置B中Z溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的淀粉溶液)濃度大于X溶液(蒸餾水)濃度,所以漏斗中溶液液面上升、燒杯中溶液液面下降,但隨著液面差的增大,液柱對半透膜的壓強阻礙了水分子向漏斗的擴散,使燒杯液面下降的速率逐漸減緩,C項正確。在達到滲透平衡后,水分子向半透膜兩側(cè)擴散的速度相同,D項錯誤。能力形成點二物質(zhì)輸入和輸出方式的比較典型例題右圖甲和圖乙反映物質(zhì)進出細(xì)胞的方式。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.抑制細(xì)胞呼吸,對圖甲所示類型無影響,而對圖乙所示類型有影響B(tài).依據(jù)物質(zhì)濃度梯度,只要是順濃度梯度的運輸就是圖甲所示類型中的自由擴散C.依據(jù)是否需要轉(zhuǎn)運蛋白,需要轉(zhuǎn)運蛋白的運輸就是圖甲所示類型中的協(xié)助擴散D.甲和乙都屬于跨膜運輸D圖甲表示自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸;圖乙表示胞吞和胞吐,其中主動運輸、胞吞和胞吐均需要能量,故抑制細(xì)胞呼吸,對圖甲和圖乙所示類型均有影響,A項錯誤。自由擴散和協(xié)助擴散均是順濃度梯度進行的,B項錯誤。需要轉(zhuǎn)運蛋白的運輸有協(xié)助擴散和主動運輸,C項錯誤。整合構(gòu)建1.物質(zhì)跨膜運輸方式的比較2.影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩?1)物質(zhì)濃度(在一定的范圍內(nèi))(2)氧氣濃度(哺乳動物成熟紅細(xì)胞的主動運輸與O2無關(guān))

(3)溫度

知識延伸同一物質(zhì)的不同運輸方式

物質(zhì)相應(yīng)過程運輸方式葡萄糖進入紅細(xì)胞協(xié)助擴散進入小腸絨毛上皮細(xì)胞、腎小管重吸收葡萄糖主動運輸Na+進入神經(jīng)細(xì)胞協(xié)助擴散(靠離子通道)運出神經(jīng)細(xì)胞主動運輸(Na+-K+泵)K+進入神經(jīng)細(xì)胞主動運輸(Na+-K+泵)運出神經(jīng)細(xì)胞協(xié)助擴散(靠離子通道)訓(xùn)練突破1.下圖表示與自由擴散、協(xié)助擴散有關(guān)的圖例或曲線。下列選項對應(yīng)正確的是(

)A.肺泡上皮細(xì)胞吸收氧氣——①④B.人的成熟紅細(xì)胞吸收葡萄糖——②③C.甘油進出細(xì)胞——①③D.肌肉細(xì)胞吸收水——②④C①②表示兩種跨膜運輸方式,分別是自由擴散、協(xié)助擴散;③④表示兩種影響因素曲線,分別對應(yīng)自由擴散、協(xié)助擴散。肺泡上皮細(xì)胞吸收氧氣的方式是自由擴散,對應(yīng)①③;人的成熟紅細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴散,對應(yīng)②④;甘油進出細(xì)胞的方式是自由擴散,對應(yīng)①③;肌肉細(xì)胞吸收水的方式是自由擴散和協(xié)助擴散,對應(yīng)①②③④。2.小腸上皮細(xì)胞跨膜運輸葡萄糖的過程如下圖及下表所示。下列說法正確的是(

)A.由圖、表可知,葡萄糖進出小腸上皮細(xì)胞的方式是主動運輸B.圖中同向轉(zhuǎn)運蛋白可同時轉(zhuǎn)運Na+和葡萄糖,所以該轉(zhuǎn)運蛋白不具有特異性C.人體的體溫發(fā)生變化時,不會影響Na+進出小腸上皮細(xì)胞D.小腸上皮細(xì)胞Na+排出的方式和神經(jīng)細(xì)胞K+外流的方式不同組織液小腸上皮細(xì)胞腸腔高Na+低Na+高Na+低K+高K+

低葡萄糖高葡萄糖低葡萄糖D葡萄糖進入小腸上皮細(xì)胞是由低濃度向高濃度運輸,為主動運輸,但運出小腸上皮細(xì)胞的方式為協(xié)助擴散,A項錯誤。題圖中同向轉(zhuǎn)運蛋白可同時轉(zhuǎn)運Na+和葡萄糖,Na+和葡萄糖結(jié)合在轉(zhuǎn)運蛋白的不同部位,因此該轉(zhuǎn)運蛋白具有特異性,B項錯誤。人體的體溫發(fā)生變化會影響細(xì)胞膜上的分子運動,進而影響Na+進出細(xì)胞的速率,C項錯誤。小腸上皮細(xì)胞Na+排出的方式為主動運輸,神經(jīng)細(xì)胞K+外流的方式為被動運輸,D項正確。3.圖①表示葡萄糖、Na+和O2進出肝細(xì)胞的方式,圖②、圖③表示這些物質(zhì)進出該細(xì)胞時,轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量或O2濃度與運輸速率的關(guān)系。下列說法錯誤的是(

)A.葡萄糖進入該細(xì)胞的運輸速率符合圖②和圖③B.Na+運出該細(xì)胞的運輸速率符合圖②,不符合圖③C.O2進入該細(xì)胞的運輸速率不符合圖②,符合圖③D.K+進入該細(xì)胞的方式和Na+運出該細(xì)胞的方式相同

CO2濃度的高低在一定程度上可表示有氧呼吸的強弱,進而可表示能量的多少。由圖①可知,葡萄糖進入肝細(xì)胞的方式是協(xié)助擴散,需要轉(zhuǎn)運蛋白,不需要能量,符合圖②和圖③,A項正確。Na+運出肝細(xì)胞是從低濃度到高濃度,需要載體蛋白,可判斷該運輸方式為主動運輸,需要能量,符合圖②,其運輸速率與O2濃度有關(guān),不符合圖③,B項正確。O2進入肝細(xì)胞的方式是自由擴散,不需要轉(zhuǎn)運蛋白,不符合圖②,但是與其自身的濃度有關(guān),不符合圖③,C項錯誤。K+進入肝細(xì)胞的方式是主動運輸,和Na+運出該細(xì)胞的方式相同,D項正確。4.水存在兩種跨膜運輸機制:一種是通過磷脂雙分子層的自由擴散,另一種是通過專一的水通道蛋白跨膜運輸。研究者據(jù)此提出的實驗思路如下。①實驗分組甲組:腎小管上皮細(xì)胞+生理鹽水配制的蛋白酶液。乙組:腎小管上皮細(xì)胞+X。②將甲、乙兩組制成裝片,在蓋玻片一側(cè)滴清水,另一側(cè)用吸水紙引流,顯微鏡下觀察漲破的細(xì)胞數(shù)目。(1)實驗?zāi)康?

。

(2)題中X是

。

(3)若甲組和乙組漲破的細(xì)胞數(shù)目基本相同,說明

;若甲組只有極少的細(xì)胞發(fā)生漲破,說明

;若

,說明腎小管上皮細(xì)胞通過上述兩種方式吸收水分。答案:(1)探究腎小管上皮細(xì)胞細(xì)胞膜上水分子的運輸方式或探究腎小管上皮細(xì)胞的吸水方式(合理即可)(2)等量的生理鹽水(3)水通過腎小管上皮細(xì)胞細(xì)胞膜的方式是自由擴散腎小管上皮細(xì)胞主要依賴水通道蛋白吸水甲、乙兩組均出現(xiàn)一定數(shù)量漲破的細(xì)胞,且甲組漲破的細(xì)胞數(shù)量比乙組少解析:題干給出了細(xì)胞吸水的兩種方式:一種是通過磷脂雙分子層的自由擴散,另一種是通過專一的水通道蛋白跨膜運輸。要探究水通過什么方式被吸收,應(yīng)設(shè)置膜蛋白被除去的實驗組和不做處理的對照組進行探究。腎小管上皮細(xì)胞吸水的方式可能有三種情況:通過自由擴散吸收,通過水通道蛋白吸收,兩種方式同時進行。依據(jù)實驗結(jié)果,推斷可能的運輸方式。能力形成點三探究植物細(xì)胞的吸水和失水典型例題引起50%左右的細(xì)胞發(fā)生初始質(zhì)壁分離的濃度,稱為細(xì)胞液的等滲濃度。某生物興趣小組將剪成均等小塊的洋蔥表皮分別放入等量的下面各組溶液中,并記錄實驗結(jié)果如下表。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.蔗糖溶液濃度小于0.3mol/L時,洋蔥表皮細(xì)胞不發(fā)生滲透作用B.該實驗結(jié)果說明洋蔥表皮細(xì)胞存在不同濃度的細(xì)胞液C.該洋蔥表皮細(xì)胞細(xì)胞液的等滲濃度范圍為0.5~0.6mol/LD.為了更精確地測定洋蔥表皮細(xì)胞細(xì)胞液的等滲濃度,可以設(shè)置更小蔗糖溶液的濃度梯度進行實驗A蔗糖溶液濃度小于0.3

mol/L時,洋蔥表皮細(xì)胞沒有發(fā)生質(zhì)壁分離,但不是沒有發(fā)生滲透作用,在低濃度的溶液中細(xì)胞會吸水。在不同濃度的蔗糖溶液中細(xì)胞質(zhì)壁分離的比例不同,說明洋蔥表皮細(xì)胞存在不同濃度的細(xì)胞液。根據(jù)題干信息和表格數(shù)據(jù)可知,該洋蔥表皮細(xì)胞細(xì)胞液的等滲濃度范圍為0.5~0.6

mol/L。為了更精確地測定洋蔥表皮細(xì)胞細(xì)胞液的等滲濃度,可以設(shè)置更小蔗糖溶液的濃度梯度進行實驗。整合構(gòu)建1.巧判細(xì)胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原(1)從細(xì)胞角度分析①死細(xì)胞、動物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞(如根尖分生區(qū)細(xì)胞)不發(fā)生質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原。②具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原。(2)從溶液角度分析①在溶質(zhì)不能透過原生質(zhì)層的一定濃度的溶液中只會發(fā)生質(zhì)壁分離,不能自動復(fù)原,如質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液。②在溶質(zhì)能透過原生質(zhì)層的一定濃度的溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原,如KNO3溶液、甘油等。③在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離,但不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。2.植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原的拓展應(yīng)用(1)判斷成熟植物細(xì)胞是不是活細(xì)胞(2)測定細(xì)胞液濃度范圍待測成熟植物細(xì)胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液

細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的蔗糖溶液濃度之間(3)比較不同成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度不同成熟植物細(xì)胞+同一濃度的蔗糖溶液

發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間越短,細(xì)胞液濃度越小;反之,細(xì)胞液濃度越大(4)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)訓(xùn)練突破1.將紫色洋蔥鱗片葉外表皮分別放入清水、蔗糖溶液、KNO3溶液、甘油溶液中進行細(xì)胞質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原的實驗。在處理時間相同的前提下,下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.放入適量的清水中,細(xì)胞中液泡的體積逐漸變小B.放入適宜濃度的蔗糖溶液中,細(xì)胞中液泡的顏色先加深后變淺C.放入適宜濃度的KNO3溶液中,細(xì)胞中液泡的體積先減小后增大D.放入適宜濃度的甘油溶液中,細(xì)胞的吸水能力逐漸減小C

2.某實驗小組在室溫條件下,將紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞置于一定濃度的某溶液中,測得細(xì)胞液濃度與該溶液濃度的比值(P值)隨時間的變化曲線如右圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.該溶液可以是一定濃度的KCl溶液B.細(xì)胞在t1時刻開始從外界溶液中吸收溶質(zhì)C.t1~t2時間段內(nèi),液泡體積有所增大D.若降低溫度,則t1~t2時間段會變長B由題圖可知,細(xì)胞液濃度與該溶液濃度的比值(P值)隨時間的變化逐漸增大,最后趨于穩(wěn)定,即細(xì)胞液濃度不斷增加,且最后是外界溶液濃度的三倍,說明在該溶液中細(xì)胞先不斷失水,之后溶質(zhì)分子進入液泡,導(dǎo)致細(xì)胞液濃度高于該溶液,因此該溶液可以是一定濃度的KCl溶液,A項正確。細(xì)胞在t1時刻之前就已經(jīng)開始從外界溶液中吸收溶質(zhì),B項錯誤。t1~t2時間段內(nèi),細(xì)胞液濃度大于該溶液濃度,則細(xì)胞吸水導(dǎo)致液泡體積有所增大,C項正確。若降低溫度,該溶液中的溶質(zhì)分子進入細(xì)胞的速度會降低,則t1~t2時間段會變長,D項正確。第三環(huán)節(jié)核心素養(yǎng)提升高考真題剖析【例題1】

(2020全國Ⅱ卷)取某植物的成熟葉片,用打孔器獲取葉圓片,等分成兩份,分別放入質(zhì)量濃度(單位為g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙兩個實驗組(甲糖的相對分子質(zhì)量約為乙糖的2倍)。水分交換達到平衡時,檢測甲、乙兩組溶液的質(zhì)量濃度,發(fā)現(xiàn)甲組中甲糖溶液的質(zhì)量濃度升高。在此期間葉細(xì)胞和溶液之間沒有溶質(zhì)交換。據(jù)此判斷下列說法錯誤的是(

)A.甲組葉細(xì)胞吸收了甲糖溶液中的水,使甲糖溶液的質(zhì)量濃度升高B.若測得乙糖溶液的質(zhì)量濃度不變,則乙組葉細(xì)胞的凈吸水量為零C.若測得乙糖溶液的質(zhì)量濃度降低,則乙組葉肉細(xì)胞可能發(fā)生了質(zhì)壁分離D.若測得乙糖溶液的質(zhì)量濃度升高,則乙組葉細(xì)胞的凈吸水量大于甲組核心素養(yǎng)考查點剖析:本題以文字信息為載體,綜合考查對細(xì)胞吸水和失水的分析判斷和歸納總結(jié),較好地考查了“科學(xué)思維”這一學(xué)科素養(yǎng)。答案:D解析:由題干可知,甲糖的相對分子質(zhì)量約為乙糖的2倍,且甲、乙兩組溶液的質(zhì)量濃度相等,故甲糖溶液的物質(zhì)的量濃度低于乙糖溶液,即甲糖溶液的滲透壓小于乙糖溶液。甲糖溶液的質(zhì)量濃度升高,說明葉細(xì)胞吸收了甲糖溶液中的水分,A項正確。若測得乙糖溶液的質(zhì)量濃度不變,則說明乙糖溶液和葉細(xì)胞的水分進出達到平衡,B項正確。若測得乙糖溶液的質(zhì)量濃度降低,則說明乙糖溶液的濃度高于細(xì)胞液濃度,葉肉細(xì)胞失水,發(fā)生質(zhì)壁分離,C項正確。若測得乙糖溶液的質(zhì)量濃度升高,則說明乙糖溶液的濃度低于細(xì)胞液濃度,葉細(xì)胞吸水,但由于甲糖溶液的滲透壓低于乙糖溶液,故乙組葉細(xì)胞的凈吸水量小于甲組,D項錯誤?！纠}2】(2019全國Ⅱ卷)某種H+-ATPase是一種位于膜上的載體蛋白,具有ATP水解酶活性,能夠利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H+。①將某植物氣孔的保衛(wèi)細(xì)胞懸浮在一定pH的溶液中(假設(shè)細(xì)胞內(nèi)的pH高于細(xì)胞外),置于暗中一段時間后,溶液的pH不變。②再將含有保衛(wèi)細(xì)胞的該溶液分成兩組,一組照射藍光后溶液的pH明顯降低;另一組先在溶液中加入H+-ATPase的抑制劑(抑制ATP水解),再用藍光照射,溶液的pH不變。根據(jù)上述實驗結(jié)果,下列推測不合理的是(

)A.H+-ATPase位于保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上,藍光能夠引起細(xì)胞內(nèi)的H+轉(zhuǎn)運到細(xì)胞外B.藍光通過保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上的H+-ATPase發(fā)揮作用導(dǎo)致H+逆濃度梯度跨膜運輸C.H+-ATPase逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H+所需的能量可由藍光直接提供D.溶液中的H+不能通過自由擴散的方式透過細(xì)胞質(zhì)膜進入保衛(wèi)細(xì)胞核心素養(yǎng)考查點剖析:本題以文字信息為載體,綜合考查對物質(zhì)運輸方式的分析判斷和歸納總結(jié),較好地考查了“科學(xué)思維”這一學(xué)科素養(yǎng)。答案:C解析:由題意知,H+-ATPase是一種位于膜上的載體蛋白,具有ATP水解酶活性,能夠利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H+。與黑暗處理相比,藍光照射能使溶液的pH明顯降低,說明H+-ATPase位于保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上,且藍光能夠引起細(xì)胞內(nèi)的H+轉(zhuǎn)運到細(xì)胞外,A項合理。光能通過光反應(yīng)轉(zhuǎn)化成為ATP中活躍的化學(xué)能,H+-ATPase再利用ATP中的能量實現(xiàn)對H+的逆濃度梯度跨膜運輸,而不是藍光直接為H+-ATPase逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H+提供能量,B項合理,C項不合理。若溶液中的H+能通過自由擴散的方式透過細(xì)胞質(zhì)膜進入保衛(wèi)細(xì)胞,則①的結(jié)果應(yīng)是溶液的pH升高,而實際上溶液的pH不變,所以溶液中的H+不能通過自由擴散的方式透過細(xì)胞質(zhì)膜進入保衛(wèi)細(xì)胞,D項合理。典題訓(xùn)練1.(2020江蘇卷)下圖①~⑤表示物質(zhì)進出小腸上皮細(xì)胞的幾種方式。下列敘述正確的是(

)A.葡萄糖進出小腸上皮細(xì)胞的方式不同B.Na+主要以方式③運出小腸上皮細(xì)胞C.多肽以方式⑤進入細(xì)胞,以方式②離開細(xì)胞D.口服維生素D通過方式⑤被吸收A由題圖可知,葡萄糖以主動運輸方式被小腸上皮細(xì)胞吸收,以③協(xié)助擴散的方式運出細(xì)胞,A項正確。Na+以②主動運輸?shù)姆绞竭\出細(xì)胞,B項錯誤。多肽以⑤胞吞、胞吐方式進出細(xì)胞,C項錯誤。維生素D屬于脂類物質(zhì),以④自由擴散的方式被吸收,D項錯誤。2.(2019海南卷)植物細(xì)胞中水和礦質(zhì)元素離子會表現(xiàn)出某些特點。下列敘述錯誤的是(

)A.根細(xì)胞中的K+不能以自由擴散的方式進入土壤溶液中B.礦質(zhì)元素離子在細(xì)胞內(nèi)積累可引起外界溶液中的水進入細(xì)胞C.根細(xì)胞吸收的礦質(zhì)元素能夠以離子的形式儲存在液泡中D.葉肉細(xì)胞中參與光合作用光反應(yīng)階段的水分子屬于結(jié)合水D根細(xì)胞中的K+不能以自由擴散的方式進入土壤溶液中,因為K+跨膜運輸需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助,自由擴散不需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助,A項正確。礦質(zhì)元素離子在細(xì)胞內(nèi)積累會引起細(xì)胞液濃度增大,進而發(fā)生吸水,故會引起外界溶液中的水進入細(xì)胞,B項正確。細(xì)胞內(nèi)無機鹽大多以離子形式存在,根細(xì)胞吸收的礦質(zhì)元素能夠以離子的形式儲存在液泡中,C項正確。葉肉細(xì)胞中參與光合作用光反應(yīng)階段的水分子屬于自由水,可以分解成氧和H+,D項錯誤。3.(2018全國Ⅰ卷)下列有關(guān)植物根系吸收利用營養(yǎng)元素的敘述,錯誤的是(

)A.在酸性土壤中,小麥可吸收利用土壤中的N2和B.農(nóng)田適時松土有利于農(nóng)作物根細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收C.土壤微生物分解植物秸稈產(chǎn)生的無機離子可被根系吸收D.給玉米施肥過多時,會因根系水分外流引起“燒苗”現(xiàn)象A小麥從土壤中主要吸收水和無機鹽,無法吸收N2,A項錯誤。小麥從土壤中吸收礦質(zhì)元素的方式是主動運輸,其能量主要來自細(xì)胞的有氧呼吸,適時松土增大了土壤中的氧氣濃度,促進了根部細(xì)胞的有氧呼吸,有利于根系對礦質(zhì)元素的吸收,B項正確。植物秸稈中含有多種有機物,微生物通過分解作用可以將其分解為CO2、H2O和一些無機鹽,無機鹽以離子的形式被植物的根系吸收,C項正確。給玉米施肥過多,土壤溶液濃度升高,遠遠高于根部細(xì)胞的細(xì)胞液濃度,導(dǎo)致根部細(xì)胞失水而造成“燒苗”現(xiàn)象,D項正確。4.(2018全國Ⅱ卷)下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹?正確的是(

)A.巨噬細(xì)胞攝入病原體的過程屬于協(xié)助擴散B.固醇類激素進入靶細(xì)胞的過程屬于主動運輸C.神經(jīng)細(xì)胞受到刺