第6講

細胞的物質輸入和輸出考點一細胞的吸水和失水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)發生滲透作用的條件:一是具有

,二是半透膜兩側的溶液具有

。半透膜濃度差2.動物細胞的吸水和失水

(2)現象

3.成熟植物細胞的吸水和失水

(1)當外界溶液的濃度大于細胞液濃度時,細胞就通過

失水,植

物細胞就發生

現象。(2)將已發生質壁分離的植物細胞放入清水中,此時細胞液的濃度

外界清水,植物細胞吸水,發生

現象。滲透作用質壁分離大于質壁分離復原4.物質跨膜運輸的其他實例(1)植物對無機鹽離子的吸收①不同植物對同種無機鹽離子的吸收有

。②同種植物對不同無機鹽離子的吸收也有

。(2)人體甲狀腺濾泡上皮細胞對碘的吸收是

(填“逆”或“順”)濃度

梯度進行的。(3)不同微生物對不同礦物質的吸收表現出較大的

性。差異差異逆差異1.玻璃紙是一種選擇透過性膜,水分子可以透過它,而蔗糖分子則不能。(必修

1P60問題探討)

(

)2.滲透作用中膜兩側溶液的濃度指的是質量百分比濃度。(必修1P60問題探

討)

(

)3.當外界溶液低時,紅細胞一定會吸水漲破。(必修1P61思考與討論)

(

)???4.人體甲狀腺濾泡上皮細胞對碘的吸收是順濃度梯度進行的。(必修1P63資

料分析)

(

)5.細胞壁是全透性的,水分子和溶解在水里的物質都能夠自由通過。(必修1

P63相關信息)

()?√1.(必修1P64與社會的聯系)濃度低的飲料可以用來

,濃度高

的飲料不能很好地起到補充體內水分的作用,因為

。提示:補充體內水分過高濃度的飲料反而會導致細胞失水2.(必修1P64拓展題)輪作是指農民在一塊地里有計劃地更換作物種類來種,

這樣做的意義是什么?提示:防止長期在同一塊田里種植同種作物導致土壤肥力下降。3.(必修1P63資料分析)分析柱形圖,回答問題:

(1)水稻培養液中Mg2+、Ca2+濃度升高的原因是

。(2)通過該圖能得出細胞膜具有

,該特性主要與細胞膜的

(填成分)有關。提示:(1)水稻吸收水分的量多于吸收的Mg2+、Ca2+的量(2)選擇透過性蛋

白質4.(必修1P76技能應用)溫度高低會提高或降低水分通過半透膜的擴散速率

嗎?請你提出假設,并設計檢驗該假設的實驗方案。實驗材料:長頸漏斗等滲透裝置、水浴鍋、冰塊及其他必須用具。你的假設:

。實驗方法步驟:(1)取三個相同的滲透裝置編號分別為甲、乙、丙。(2)

。(3)經過相同一段時間后,觀察

。預期結果:如果出現各裝置的長頸漏斗中的液面高度大小關系為

,則假設是正確的。提示:(1)一定溫度范圍內,隨溫度的升高水分子擴散速率加快(2)甲裝置燒

杯水浴加熱升溫,乙裝置的燒杯外用適量的冰塊降溫,丙裝置不做處理(3)

長頸漏斗中液面上升的高度甲>丙>乙1.溶質不能透過半透膜的滲透裝置分析

(1)水分子的流動方向判斷:當溶液濃度S1>S2時,流向S1的水分子多于流向S2的

水分子,水分子總體趨勢為通過半透膜由S2流向S1;當溶液濃度S1<S2時,流向S2

的水分子多于流向S1的水分子,水分子總體趨勢為通過半透膜由S1流向S2。(2)溶液的濃度大小判斷:Δh不變時,S1、S2濃度的大小關系為:S1>S2,原因是液

面高的一側形成的壓強會阻止水分子由低濃度一側向高濃度一側擴散。2.滲透作用實驗裝置的拓展應用(1)驗證滲透作用發生的條件比較項目漏斗內燒杯內溶液濃度MN

現象及結論①若漏斗內液面上升,則M>N②若漏斗內液面不變,則M=N③若漏斗內液面下降,則M<N(2)比較不同溶液濃度的大小(3)探究物質能否通過半透膜的方法(以碘和淀粉為例)燒杯內盛淀粉溶液漏斗內盛碘液結論變藍不變藍碘能通過半透膜,而淀粉不能不變藍變藍淀粉能通過半透膜,而碘不能變藍變藍淀粉和碘都能通過半透膜不變藍不變藍淀粉和碘都不能通過半透膜考向一滲透作用的原理及應用分析1.(2020湖北四地七校聯盟高三聯考)某興趣小組用圖甲研究滲透作用,a和b

均為蔗糖溶液,c允許單糖通過。圖乙為實驗結果。下列說法正確的是

(

)DA.燒杯中蔗糖溶液濃度大于漏斗中蔗糖溶液濃度B.若t2時刻燒杯中加入蔗糖酶,則Δh最終將變小C.t2時刻半透膜兩側蔗糖溶液濃度相同D.若t2時刻漏斗中加入蔗糖酶,則Δh將先變大后變小解析

漏斗液面高于燒杯說明漏斗中蔗糖溶液濃度大于燒杯中蔗糖溶

液濃度,A錯誤;若t2時刻燒杯中加入蔗糖酶,蔗糖分解為單糖,燒杯內溶液濃度

會先上升,由于c允許單糖通過,繼而燒杯內溶液濃度會下降,則Δh將先變小后

變大,B錯誤;t2時刻半透膜兩側水分子進出速度相等,但是由于漏斗與燒杯的

液面不一樣高,因此膜兩側溶液濃度不可能相等,C錯誤;若t2時刻漏斗中加入

蔗糖酶,蔗糖分解為單糖,漏斗內溶液濃度會先上升,由于c允許單糖通過,繼而

漏斗內溶液濃度會下降,則Δh將先變大后變小,D正確。2.(2021河南平頂山實驗高中月考)如圖為一個滲透裝置,假設溶質分子或離

子不能通過半透膜,實驗開始時,液面a和b平齊。下列判斷不正確的是

(

)DA.如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的濃度低于乙,則液面a會下降,液面b會上升B.如果甲、乙分別是葡萄糖溶液和蔗糖溶液,兩者的質量分數相同,則液面a會上升,液面b會下降C.當半透膜兩側的滲透作用達到平衡時,甲、乙溶液的濃度不一定相等D.當半透膜兩側的滲透作用達到平衡時,甲、乙溶液的滲透壓一定相等解析

如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的濃度低于乙,則水分子總體趨勢由

甲流向乙,液面a會下降,液面b會上升,A正確;如果甲、乙分別是葡萄糖溶液

和蔗糖溶液,兩者的質量分數相同,由于蔗糖是二糖,葡萄糖是單糖,因此甲的

物質的量濃度大于乙,則液面a會上升,液面b會下降,B正確;當半透膜兩側的

滲透作用達到平衡時,由于兩側的液面高度差可能不同,因此甲、乙溶液的濃

度不一定相等,甲、乙溶液的滲透壓也不一定相等,C正確,D錯誤。題后悟道·易錯有關滲透作用的兩個易錯點(1)水分子由低濃度溶液流向高濃度溶液是表觀現象,實際上水分子是雙向移

動的,只是由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子數較多。(2)滲透平衡不可看作沒有水分子移動,也不可看作兩側溶液濃度絕對相等,

只意味著半透膜兩側水分子移動達到動態平衡狀態。考向二動植物細胞吸水與失水分析3.(2021四川成都石室中學高三開學考)將生雞蛋的大頭保持殼膜完好去掉蛋

殼,小頭開個小孔讓蛋清和蛋黃流出。將蛋殼內灌入15%的蔗糖溶液,然后放

在燒杯的清水中并用鉛筆標上吃水線。下列分析錯誤的是

()DA.卵殼膜相當于滲透裝置中的半透膜B.半小時后吃水線低于燒杯的水面是由清水滲入蛋殼所致C.若將清水換為15%的NaCl溶液,則蛋殼先上浮后下沉D.若將正常的線粒體放入清水中,則線粒體內膜先漲破解析

本實驗中相當于滲透裝置中的半透膜的是卵殼膜,A正確。由于

殼膜內的濃度大于外界溶液的濃度,外界清水就透過殼膜進入殼膜內的蔗糖

溶液中,導致吃水線低于燒杯的水面,B正確。若將清水換為15%的NaCl溶液,

由于殼膜內的濃度小于外界溶液的濃度,殼膜內的水就透過殼膜進入膜外,導

致蛋殼上浮;由于Na+和Cl-都可以通過半透膜,因此半透膜兩側的濃度差很快

消失,殼膜外的水就透過殼膜進入到殼膜內,導致蛋殼下沉,C正確。若將正常

的線粒體放在清水中,由于內膜向內折疊增大了膜面積,故會發生外膜先破

裂,內膜后破裂,D錯誤。4.(2021安徽皖江名校聯盟聯考)將來自同一紫色洋蔥的鱗片葉外表皮且生理

狀態相同的細胞分別放置在甲、乙溶液中,對細胞失水量進行測量,所得結果

如圖所示。下列相關敘述正確的是

()A.甲溶液的起始滲透壓比乙溶液的起始滲透壓高B.a點時,洋蔥細胞開始從乙溶液中吸收溶質分子C.8min時,乙溶液中的細胞有活性,甲溶液中細胞無活性D.乙溶液內洋蔥細胞的細胞液顏色在b點時最深A解析

開始階段,甲溶液中洋蔥細胞的失水速率比乙溶液中洋蔥細胞的

失水速率快,由于洋蔥細胞是相同的,因此甲溶液的起始滲透壓比乙溶液的起

始滲透壓高,A正確;洋蔥細胞在乙溶液中發生質壁分離并自動復原,說明洋蔥

細胞能吸收溶質分子,并且從剛開始就能吸收,B錯誤;8min時,甲溶液中的洋

蔥細胞還在失水,說明細胞有活性,C錯誤;乙溶液中的洋蔥細胞在a點時,失水

量最大,細胞液的顏色最深,D錯誤。考點二物質進出細胞的方式1.物質出入細胞的方式(連線)2.根據圖示判斷物質出入細胞的方式和條件1.水生植物麗藻的細胞液中K+濃度比它們生活的池水高1065倍,說明麗藻吸

收K+的方式為主動運輸。(必修1P71正文)

()2.麗藻細胞通過主動運輸吸收不同無機鹽離子的速率都相同。(必修1P71表

4-1)

(

)3.胞吞和胞吐過程中發生膜成分的更新,體現了細胞膜具有一定的流動性。

(必修1P72正文)

()√?√4.人體的白細胞能吞噬入侵的細菌、細胞碎片及衰老的紅細胞的方式屬于

主動運輸,有利于新陳代謝的正常進行。(必修1P72旁欄思考)

(

)5.水分子都是以自由擴散的方式進入細胞的,不需要載體蛋白的協助。(必修

1P74科學前沿)

(

)6.一種離子通道只允許一種離子通過,并且只有在對特定刺激發生反應時才

瞬時開放。(必修1P74科學前沿)

()√??1.(必修1P71正文)主動運輸普遍存在于動植物和微生物細胞中,這對于細胞

本身的意義是

。提示:主動運輸保證了活細胞能夠按照生命活動的需要,主動選擇吸收所需要

的營養物質,排出代謝廢物和對細胞有害的物質2.(必修1P73與社會的聯系)囊性纖維病是由于有的細胞中某種蛋白質結構

異常,影響了Na+和Cl-的跨膜運輸,這一事例說明這種結構蛋白屬于細胞膜上

的

,也反映了細胞膜對離子的吸收具有選擇性是通過細胞膜上

來實現的。提示:載體蛋白載體蛋白的種類和數量3.(必修1P73拓展題)低溫會使物質跨膜運輸速率下降,最可能的原因是

。提示:溫度可影響生物膜的流動性和呼吸有關酶的活性,進而影響物質運輸的

速率4.(必修1P76知識遷移)小腸絨毛上皮細胞能夠從消化了的食物中吸收葡萄

糖,卻很難吸收相對分子質量比葡萄糖小的木糖,這個事實說明

。這與細胞生活的關系是

。提示:細胞膜對物質進出細胞具有選擇透過性細胞盡可能地只吸收自身需

要的物質,細胞不需要或對細胞有害的物質常被阻擋在細胞外5.(必修1P71圖4-7)下面是物質進出細胞的有關模型,回答相關問題:

(1)甲、乙的物質進出細胞方式一樣嗎?為什么?(2)圖乙的物質運輸方式也可以逆濃度梯度進行嗎?(3)只要是消耗能量的運輸方式就是主動運輸嗎?提示:(1)不一樣。圖甲中a點以后物質是逆濃度梯度運輸,為主動運輸;圖乙中

物質順濃度梯度運輸,需要載體蛋白,但不消耗能量,為協助擴散。(2)不能,逆

濃度梯度運輸一定消耗能量。(3)不是,需要消耗能量的運輸方式除了主動運

輸,還有胞吞和胞吐。1.“三看法”判斷物質出入細胞的方式[提醒]

物質出入細胞方式的5點提醒(1)同一種物質進出不同細胞時,運輸方式可能不同,如紅細胞吸收葡萄糖的方式是協助擴散,小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式則是主動運輸。(2)Na+、K+等無機鹽離子一般以主動運輸的方式進出細胞,但也可通過協助

擴散(神經元興奮傳遞時)進出細胞。(3)RNA和蛋白質等大分子物質通過核孔進出細胞核,而不是通過胞吞、胞吐

作用。(4)通過胞吐運輸的不一定都是大分子物質,也可能是小分子物質,如某些神

經遞質的釋放。(5)自由擴散、協助擴散、主動運輸體現了生物膜的選擇透過性;胞吞、胞吐

體現了生物膜的流動性。2.影響物質跨膜運輸因素的分析(1)物質濃度

①由于自由擴散不需要載體蛋白和能量,因此物質運輸速率與物質濃度成正

比。②由于協助擴散和主動運輸需要載體蛋白,因此當所有的載體蛋白都被利用了之后,物質的運輸速率將達到最大(P點),此時限制物質運輸速率的因素主

要是載體蛋白的數量。(2)氧氣濃度(紅細胞的主動運輸與O2無關)

①Q點時:無氧呼吸為物質的運輸提供能量。②QP段:隨著氧氣含量的增加,有氧呼吸產生的能量越多,主動運輸的速率越

大。③P點以后:當氧氣含量達到一定程度后,受載體蛋白數量以及其他限制因素

的影響,運輸速率不再增加。(3)溫度

考向一物質進出細胞方式的判斷1.(2021山西大同高三學情調研)如圖表示一個神經細胞內外不同離子的相對

濃度,離子的濃度差能保持相對穩定。下列敘述正確的是

()AA.K+通過主動運輸從細胞外進入細胞內維持濃度差B.Na+通過主動運輸從細胞外進入細胞內維持濃度差C.Mg2+維持細胞內外濃度差的過程中不需要消耗ATPD.Cl-維持細胞內外濃度差的過程中不需要載體蛋白的協助解析

K+細胞內的濃度遠高于細胞外,因此K+通過主動運輸從細胞外進

入細胞內維持濃度差,A正確;Na+細胞內的濃度遠低于細胞外,因此Na+通過協

助擴散從細胞外進入細胞內,B錯誤;Mg2+維持細胞內外濃度差的過程是主動

運輸,需要消耗ATP,C錯誤;Cl-維持細胞內外濃度差的過程屬于主動運輸,需

要載體蛋白協助,D錯誤。2.(2020云南民族大學附中二模)物質通過細胞膜的方式既有順濃度梯度的被

動運輸,也有逆濃度梯度的主動運輸。下面圖甲表示物質進入細胞的三種方

式;圖乙表示小腸上皮細胞吸收轉運葡萄糖的示意圖。下列有關說法正確的

是

()

圖甲圖乙AA.圖甲中物質通過①②③④過程進入細胞的運輸速率都會受溫度影響B.神經細胞產生動作電位主要是因為Na+通過②方式進入細胞,恢復靜息電

位主要是因為K+通過方式④進入細胞C.圖乙中小腸上皮細胞吸收葡萄糖的過程中屬于被動運輸D.細胞膜對跨膜運輸的物質具有選擇性,這與膜上的載體蛋白和通道蛋白的

專一性有關,與磷脂分子的脂溶性無關解析

分析圖甲可知,①為自由擴散,②③為協助擴散,④為主動運輸。溫

度可影響構成細胞膜的物質分子的運動,進而影響物質運輸速率,所以圖甲中

物質通過①②③④過程進入細胞的運輸速率都會受溫度影響,A正確;靜息電

位產生時,鉀離子通過鉀離子通道以②協助擴散的方式進入組織液,動作電位

產生時,鈉離子通過鈉離子通道以②協助擴散的方式進入細胞內,B錯誤;圖乙

中小腸上皮細胞吸收葡萄糖的過程屬于主動運輸,C錯誤;脂溶性物質能優先

通過細胞膜,所以細胞膜對跨膜運輸的物質的選擇性與磷脂分子的脂溶性有

關,D錯誤。題后悟道·歸納同一種物質進出細胞的方式不一定相同①葡萄糖

②Na+

③K+

考向二物質跨膜運輸的影響因素及實驗分析3.(2021黑龍江哈爾濱六中高三開學考)如圖1~4表示物質濃度或氧氣濃度與

物質跨膜運輸速度間的關系。下列相關敘述,不正確的是

()

DA.如某物質跨膜運輸的速度可用圖1與3表示,則該物質不應為葡萄糖B.如某物質跨膜運輸的速度可用圖2與3表示,則該物質可能是葡萄糖C.限制圖中A、C兩點的運輸速度的主要因素不同,B、D兩點的限制因素有

共同點D.將圖2與4的曲線補充完整,曲線的起點應從坐標系的原點開始解析

如某物質跨膜運輸的速度可用圖1與3表示,說明該物質的運輸方

式是自由擴散,則該物質不應為葡萄糖,A正確;如某物質跨膜運輸的速度可用

圖2與3表示,說明該物質的運輸方式是協助擴散,則該物質可能是葡萄糖,圖2

與3可表示葡萄糖進入紅細胞,B正確;限制圖中A、C兩點的運輸速度的主要

因素分別是物質濃度和氧氣濃度,B、D兩點的限制因素都是載體的數量,C正

確;圖4的曲線起點不能從坐標系的原點開始,因為無氧呼吸也能提供能量,D

錯誤。4.(2020浙江杭州高級中學高三考前模擬)為研究馬鈴薯對某種物質X的吸收

方式,某實驗小組將新鮮的馬鈴薯切成細條,隨機分為完全相等的兩組,甲組

放入物質的量濃度為40mmol/L的X溶液中,乙組放入物質的量濃度為60

mmol/L的X溶液中,分別測試裝置中通入N2和通入O2條件下馬鈴薯對物質X

的吸收速率,結果如下表所示。對結果的解釋最合理的是

()溶液濃度通入的氣體吸收速率(mmol/min)40mmol/LN23.61O23.6160mmol/LN23.59O23.58AA.物質X的吸收需要載體蛋白的參與B.物質X吸收需消耗細胞內部的能量C.物質X能夠自由穿過磷脂雙分子層D.物質X的吸收與細胞內外濃度差無關解析

由表可知,甲組放入物質的量濃度為40mmol/L的X溶液中,通入N2

和通入O2條件下馬鈴薯對X物質的吸收速率都為3.61mmol/min,說明馬鈴薯

對物質X的吸收不消耗能量,屬于被動運輸,乙組放入物質的量濃度為60

mmol/L的X溶液中,馬鈴薯對物質X的吸收速率有所下降,由于載體的數量有

限,吸收速率下降,說明馬鈴薯對物質X的吸收屬于協助擴散,協助擴散需要載

體蛋白的參與,不需消耗細胞內部的能量,A正確。題后悟道·方法運輸速率曲線中的運輸方式判斷(不考慮胞吞和胞吐)(1)有飽和點的曲線表示協助擴散或主動運輸。(2)運輸速率與細胞外濃度成正比關系的曲線表示自由擴散。(3)運輸速率與呼吸作用或氧濃度有關系的曲線表示主動運輸。考向三物質跨膜運輸的有關探究實驗分析5.主動運輸是一種重要的跨膜運輸方式,體現了生命活動的“主動性”。為

探究主動運輸的特點,科研人員利用如圖裝置進行實驗,其中HgCl2是一種可

以影響ATP水解的新陳代謝抑制劑。請分析回答:(1)本實驗的名稱是

。(2)寫出實驗進行過程中需要控制的兩個無關變量:

。(3)實驗得到如圖所示的結果。

①根據實驗結果,科研人員在實驗前后需測定

。②比較乙組和甲組結果,得出的結論是

。③與甲組相比,丙組吸收磷酸鹽較少的原因可能是

。答案(1)探究HgCl2溶液和細胞成熟程度對細胞主動運輸(吸收磷酸鹽)的影

響(2)溫度、pH、溶氧量、溶液的用量、胡蘿卜片的數量等(3)①溶液中

磷酸鹽的濃度②細胞主動運輸(吸收磷酸鹽)需要消耗能量③幼嫩組織

供能少,幼嫩組織細胞膜上載體蛋白數量少解析(1)由題圖可知,實驗中的自變量為HgCl2溶液和細胞成熟程度,最后測

量了實驗前后溶液中磷酸鹽濃度差,所以本實驗的名稱是探究HgCl2溶液和

細胞成熟程度對細胞主動運輸(吸收磷酸鹽)的影響。(2)實驗中,應保證各組

所處環境的溫度、溶液的用量、pH、溶氧量以及胡蘿卜片的數量等一致,以

免影響實驗效果。(3)①由題圖縱坐標可知,科研人員在實驗前后需測定溶液

中磷酸鹽的濃度。②甲組中不含有HgCl2溶液,即ATP水解不受影響,細胞可

進行主動運輸(吸收磷酸鹽),而乙組中加入了HgCl2溶液,抑制了ATP的水解,

則能量供應不足,影響了主動運輸,說明細胞主動運輸(吸收磷酸鹽)需要消耗

能量。③由于甲組和丙組的唯一變量為胡蘿卜片的成熟程度,因此與甲組相比,丙組吸收磷酸鹽較少的原因可能是幼嫩組織供能少,幼嫩組織細胞膜上載

體蛋白數量少。

實驗探究植物細胞的吸水和失水1.實驗原理成熟的植物細胞構成滲透系統可發生滲透作用。(1)成熟的植物細胞的原生質層相當于一層

。(2)

具有一定的濃度,細胞能滲透吸水和失水。(3)原生質層比細胞壁的伸縮性

。半透膜細胞液大2.實驗步驟

3.現象與結論

1.植物細胞的原生質層包括細胞膜、細胞質和細胞核。(必修1P61正文)

(

)2.觀察植物細胞的質壁分離與復原,實驗材料應選取洋蔥內表皮。(必修1P6

2探究)

(

)3.如果細胞壁也相當于一層半透膜,細胞將不會發生質壁分離。(必修1P62

探究)

()4.如果沒有細胞壁,將不會發生滲透作用和質壁分離。(必修1P62探究)

(

)√???(必修1P61~P62探究)根據植物細胞的吸水和失水實驗,回答下列問題:(1)成熟植物細胞發生質壁分離的原因是

。(2)質壁分離后在細胞壁和細胞膜之間的是濃度降低的外界溶液。原因是

。(3)將0.3g/mL的蔗糖溶液換成一定濃度的KNO3、甘油、尿素、乙二醇等溶

液,細胞可發生質壁分離并能自動復原,原因是

。提示:(1)成熟植物細胞的原生質層相當于一層半透膜,外界溶液的濃度大于

細胞液濃度,且原生質層比細胞壁的伸縮性大(2)細胞壁是全透性的,且有水分子通過原生質層滲透出來(3)K+、N

、尿素、乙二醇等都可轉運到細胞內,使細胞液濃度升高,細胞滲透吸水而發生自動復原1.實驗分析(1)本實驗存在兩組對照實驗

(2)不同外界溶液中植物細胞的變化分析將成熟的植物細胞依次浸于蒸餾水、物質的量濃度為0.3mol/L的蔗糖溶液

和0.5mol/L的尿素溶液中,原生質體(即植物細胞中細胞壁以內的部分)的體

積隨時間變化如圖,分析如下:

①A曲線表示細胞在蒸餾水中:細胞略膨脹,但由于細胞壁的存在,原生質體的

體積不能無限膨脹。②B曲線表示細胞在0.5mol/L的尿素溶液中:細胞先因滲透失水而發生質壁

分離,后由于尿素能進入細胞,使得質壁分離后的細胞因吸水而自動復原。細

胞在KNO3、甘油、乙二醇等溶液中也可發生質壁分離后自動復原現象。③C曲線表示細胞在0.3mol/L的蔗糖溶液中:蔗糖不能進入細胞,因此質壁分

離后細胞不能發生自動復原。2.質壁分離和復原實驗的拓展應用(1)判斷成熟植物細胞的死活

(2)測定細胞液濃度范圍

(3)比較不同成熟植物細胞的細胞液濃度

(4)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)

考向一實驗原理和基本步驟分析1.下列有關“觀察植物細胞的質壁分離和復原”的實驗操作,敘述正確的是

()BA.在步驟C中只需滴加1滴的蔗糖溶液B.整個實驗現象的觀察應維持在低倍鏡下C.步驟A具體操作過程為“解離→染色→漂洗→制片”D.步驟F觀察實驗結果和步驟D相比,液泡顏色變深解析

在步驟C引流操作中需滴加多滴蔗糖溶液,用吸水紙在對側吸引,A

錯誤;步驟A制片時不需要進行解離、漂洗、染色,C錯誤;質壁分離復原的細

胞,細胞吸水,液泡顏色變淺,D錯誤。2.(2021浙江嘉興高三教學測試)將處于高濃度蔗糖溶液中的紫色洋蔥表皮細

胞a放到清水中,依次成為b、c所示狀態(如圖)。下列敘述錯誤的是

()

A.液泡中色素含量:a>b>cB.細胞液濃度:a>b>cC.細胞的吸水能力:a>b>cD.原生質體體積:a<b<cA解析

液泡中色素含量不變,A錯誤;放在清水中,細胞液濃度大于外界溶

液濃度,細胞吸水,因此細胞液濃度a>b>c,B正確;細胞液濃度越大,吸水能力越

強,因此吸水能力a>b>c,C正確;原生質體是植物細胞除了細胞壁以外的部分,

質壁分離復原過程中,原生質體體積逐漸增大,a<b<c,D正確。考向二實驗拓展應用3.(2021河南鶴壁高級中學高三一模)如圖為某種植物幼苗(大小、長勢相同)

均分為甲、乙兩組后,在兩種不同濃度的KNO3溶液中培養時鮮重的變化情

況(其他條件相同且不變)。下列有關敘述,錯誤的是

()BA.3h時,兩組幼苗均已出現萎蔫現象,直接原因是蒸騰作用和根細胞失水B.6h后,甲組幼苗因根系開始吸收K+、N

,吸水能力增強,使鮮重逐漸提高C.12h后,若繼續培養,甲組幼苗的鮮重可能超過處理前,乙組幼苗將死亡D.實驗表明,該植物幼苗對水分和礦質元素的吸收是兩個相對獨立的過程解析

3h時,兩組幼苗重量均已低于初始萎蔫鮮重即發生了萎蔫,一方面

是因為蒸騰作用散失了水分,另一方面是因為放在比根細胞液濃度大的KNO

3溶液中,根細胞滲透失水,A正確;實驗開始時,甲組幼苗根系就已開始吸收K

+、N

,而不是在6h時才開始吸收K+、N

,到6h時細胞液濃度大于KNO3溶液濃度,從而使吸水能力增強,使鮮重逐漸提高,B錯誤;12h后,由于甲組根系

不斷通過主動運輸吸收K+、N

,從而保持根細胞內外濃度差,使其吸水量大于蒸騰量而有可能超過處理前的鮮重,乙組放在比根細胞液濃度大很多的

KNO3溶液中,根細胞通過滲透作用和蒸騰作用不斷大量失水造成嚴重萎蔫

最后死亡,C正確;通過以上分析可知植物吸收礦質元素與吸收水分是兩個相對獨立的過程,D正確。

4.(2020黑龍江大慶四中高三檢測)某研究小組用5種植物材料進行質壁分離

實驗。在相同的放大倍數下,記錄視野中的細胞數目,然后滴加同一濃度的蔗

糖溶液,記錄從滴加蔗糖溶液到發生“初始質壁分離”的平均時間,繪制成如

圖。下列說法錯誤的是

()

CA.據圖分析可知,實驗結束時,紅花檵木的細胞體積最小B.該實驗的各組材料之間形成相互對照C.依據實驗結果,推測滴加蔗糖溶液之前紅花檵木的細胞液濃度最小D.5種植物材料中,山茶細胞發生質壁分離的速度最慢解析

根據圖示信息分析可知,在相同的放大倍數下,視野中紅花檵木細

胞數目最多,說明其細胞體積最小,A正確;該實驗中的各組材料之間形成相互

對照,B正確;每種植物的特性不同,依據實驗結果,不能推測出滴加蔗糖溶液

之前紅花檵木的細胞液濃度最小,C錯誤;各組實驗中,山茶細胞發生質壁分離

的平均時間最長,故質壁分離的速度最慢,D正確。高考真題再現1.(2020江蘇單科,5,2分)如圖①~⑤表示物質進、出小腸上皮細胞的幾種方

式,下列敘述正確的是

()AA.葡萄糖進、出小腸上皮細胞方式不同B.Na+主要以方式③運出小腸上皮細胞C.多肽以方式⑤進入細胞,以方式②離開細胞D.口服維生素D通過方式⑤被吸收解析

如圖所示,小腸上皮細胞通過同向協同轉運的方式吸收葡萄糖,該

過程消耗Na+電化學梯度中的能量,屬于主動運輸,而葡萄糖則是通過載體蛋

白順濃度梯度以協助擴散的方式出小腸上皮細胞的,A正確;Na+出小腸上皮

細胞的方式是②主動運輸,B錯誤;多肽是通過胞吞和胞吐的方式進出細胞的,

⑤是胞吞,②是主動運輸,C錯誤;維生素D是脂質,以④自由擴散的方式進入小

腸上皮細胞,D錯誤。2.(2019課標全國Ⅱ,3,6分)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運H+。①

將某植物氣孔的保衛細胞懸浮在一定pH的溶液中(假設細胞內的pH高于細

胞外),置于暗中一段時間后,溶液的pH不變。②再將含有保衛細胞的該溶液

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。根據上述實

驗結果,下列推測不合理的是()CA.H+-ATPase位于保衛細胞質膜上,藍光能夠引起細胞內的H+轉運到細胞外B.藍光通過保衛細胞質膜上的H+-ATPase發揮作用導致H+逆濃度梯度跨膜運輸C.H+-ATPase逆濃度梯度跨膜轉運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胞質膜進入保衛細胞解析

由題干信息知:藍光通過保衛細胞質膜上的H+-ATPase(一種載體

蛋白,且可水解ATP提供能量)發揮作用將細胞內的H+逆濃度梯度由細胞內轉

運到細胞外,使溶液的pH明顯降低,A、B正確;加入H+-ATPase抑制劑,再用藍

光照射,溶液的pH不變,說明藍光不能為逆濃度跨膜轉運H+直接提供能量,C

錯誤;經藍光處理,H+逆濃度梯度運出細胞,而加入H+-ATPase的抑制劑后,再經

藍光處理,膜兩側H+濃度未變,說明無能量供應時H+不能順濃度梯度跨膜運輸

進入保衛細胞,D正確。3.(2018課標全國Ⅰ,3,6分)下列有關植物根系吸收利用