第6講細胞的物質輸入和輸出[考綱要求]1.物質出入細胞的方式(Ⅱ)。2.實驗：(1)通過模擬實驗探究膜的透性；(2)觀察植物細胞的質壁分離和復原。考點一物質跨膜運輸的實例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)滲透作用產生的條件：一是具有半透膜，二是半透膜兩側的溶液具有濃度差。2．動、植物細胞的吸水和失水(1)動物細胞的吸水和失水②現象a．外界溶液濃度<細胞質濃度?細胞吸水膨脹。b．外界溶液濃度>細胞質濃度?細胞失水皺縮。c．外界溶液濃度＝細胞質濃度?水分進出平衡。知識延伸半透膜與選擇透過性膜的比較①區別：半透膜是無生命的物理性薄膜，物質能否通過取決于分子的大小；選擇透過性膜是具有生命的生物膜，載體蛋白的存在決定了其對不同物質吸收的選擇性。細胞死亡或膜載體蛋白失活后，其選擇透過性喪失。②共性：都允許水分子自由通過，而不允許生物大分子物質通過。(2)植物細胞的吸水和失水(以成熟植物細胞為例)①原理②現象a．當外界溶液的濃度大于細胞液濃度時，細胞就通過滲透作用失水，植物細胞就發生質壁分離現象。b．將已發生質壁分離的植物細胞放入清水中，此時細胞液的濃度高于外界清水，植物細胞就吸水，發生質壁分離復原現象。3．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差異。②同種植物對不同無機鹽離子的吸收也有差異。(2)人體甲狀腺濾泡上皮細胞對碘的吸收是逆(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差異性。(1)滲透作用中膜兩側溶液的濃度指的是質量百分比濃度(×)(2)在滲透作用中，當半透膜兩側溶液濃度相等時，水分子不再通過半透膜(×)(3)將動物細胞放入一定濃度的外界溶液中，不能發生滲透作用(×)(4)植物細胞的原生質層包括細胞膜、細胞質和細胞核(×)(5)無機鹽離子都是逆濃度梯度跨膜運輸的(×)科學家將番茄和水稻分別放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiOeq\o\al(4－,4)的培養液中培養，結果如圖所示，據圖分析：(1)由實驗結果可以看出：三種離子中，水稻主要吸收SiOeq\o\al(4－,4)，番茄主要吸收Mg2＋、Ca2＋。(2)解釋水稻培養液中Mg2＋、Ca2＋濃度升高的原因：水稻吸收水分的量多于吸收Mg2＋、Ca2＋的量。(3)實驗結果說明植物細胞對無機鹽離子的吸收具有選擇性(特點)，這一特性與細胞膜上的載體蛋白直接相關。1．滲透作用原理的應用(1)驗證滲透作用發生的條件(2)比較不同溶液濃度的大小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(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2.成熟植物細胞和外界溶液形成的滲透系統與滲透作用模型的比較項目滲透作用模型植物細胞與外界溶液形成的滲透系統圖解基本條件半透膜、濃度差原生質層——選擇透過性膜；濃度差——細胞液與外界溶液之間的濃度差原理水分子通過半透膜的擴散作用水分子通過原生質層在細胞液與外界溶液之間發生擴散水擴散總趨勢低濃度溶液→高濃度溶液命題點一滲透作用現象的分析1.某同學設計的滲透裝置實驗如圖所示(開始時狀態)，燒杯中盛放有蒸餾水。圖中豬膀胱膜允許單糖透過。倒置的長頸漏斗中先裝入蔗糖溶液一段時間后再加入蔗糖酶(微量)。有關該實驗描述正確的是()A．漏斗中液面開始時先上升，加酶后即下降B．漏斗中液面先上升，加酶后繼續上升，然后下降，最后保持內外液面基本相平C．漏斗中液面先上升，加酶后繼續上升，然后保持一定的液面差不變D．加酶后在燒杯中可檢測出的有機物僅有葡萄糖答案B解析長頸漏斗中開始有蔗糖溶液，滲透壓較高，液面上升，加酶后蔗糖在蔗糖酶的作用下分解為葡萄糖和果糖，溶質分子數目增多，滲透壓更高，液面繼續上升，但是單糖分子可以通過半透膜進入燒杯中，漏斗內液面下降，最終漏斗內外液面基本相平，B項正確。2．成熟植物細胞的主要吸水方式是滲透吸水。某興趣小組為研究滲透吸水做了一個實驗，該實驗的簡易滲透吸水裝置如圖甲所示，圖甲漏斗內液面上升的高度與時間的關系如圖乙所示，一成熟植物細胞被放在某外界溶液中處于的一種狀態(此時細胞有活性)如圖丙所示。下列相關敘述中錯誤的是()A．由圖甲中漏斗內液面上升可知，實驗開始時b側液體濃度大于a側B．由圖乙可知，圖甲中漏斗內溶液的吸水速率在下降C．圖丙中相當于圖甲中c結構的是③④⑤D．把圖丙所示狀態的細胞放在清水中，會發生質壁分離答案D解析圖甲漏斗內液面上升，說明實驗開始時b側液體濃度高于a側，A項正確；隨漏斗內液面上升，半透膜(c)兩側的濃度差越來越小，故漏斗內溶液的吸水速率在下降，B項正確；圖丙中細胞膜③、液泡膜⑤及兩者之間的細胞質④相當于半透膜，C項正確；把圖丙細胞放在清水中，會發生質壁分離復原，D項錯誤。命題點二細胞吸水與失水的分析3．(2018·鄭州調研)將a、b、c三組紅細胞分別置于不同濃度的氯化鈉溶液中進行實驗，浸泡一段時間后其細胞形態如下圖所示。下列敘述錯誤的是()A．圖中所示細胞內液的滲透壓，a組的比b組的高B．浸泡過程中a組細胞失水量小于c組細胞失水量C．若向a組燒杯中加入少量葡萄糖，則其細胞可能會皺縮后恢復原狀D．上述實驗中引起細胞形態的改變而消耗ATP的數量比較：c>b>a答案D解析根據圖中信息，a組細胞基本可以維持原狀，b組細胞吸水膨脹，c組細胞失水皺縮；與a組相比，b組細胞吸水，細胞內液滲透壓降低；向a組燒杯中加入少量葡萄糖后，剛開始外界溶液滲透壓大于細胞內液滲透壓，細胞失水皺縮，后來葡萄糖通過協助擴散方式進入細胞內，造成細胞內液滲透壓大于外界溶液，細胞吸水恢復原狀；細胞形態的改變是細胞通過滲透作用失水或吸水造成的，不消耗ATP。4．(2014·新課標Ⅱ，4)將某植物花冠切成大小和形狀相同的細條，分為a、b、c、d、e和f組(每組的細條數相等)，取上述6組細條分別置于不同濃度的蔗糖溶液中，浸泡相同時間后測量各組花冠細條的長度，結果如下圖所示。假如蔗糖溶液與花冠細胞之間只有水分交換，則()A．實驗后，a組液泡中的溶質濃度比b組的高B．浸泡導致f組細胞中液泡的失水量小于b組的C．a組細胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b組D．使細條在浸泡前后長度不變的蔗糖濃度介于0.4～0.5mol·L－1之間答案D解析通過圖示可以看出，a組和b組實驗前長度/實驗后長度的值都小于1，表明細胞吸水導致細條變長；由于a組實驗前長度/實驗后長度的值小于b組，說明a組吸水較多，b組吸水較少，所以實驗后a組液泡中的溶質濃度比b組的低，A項錯誤；分析柱狀圖可知，f組細胞失水，而b組細胞吸水，因此浸泡導致f組細胞中液泡的失水量大于b組的，B項錯誤；水分進出細胞的方式是自由擴散，不消耗ATP，C項錯誤；根據柱狀圖可知，在濃度為0.4mol·L－1的蔗糖溶液中的c組細胞吸水，而在濃度為0.5mol·L－1的蔗糖溶液中的d組細胞失水，所以使細條在浸泡前后長度不變的蔗糖濃度介于0.4～0.5mol·L－1之間，D項正確。細胞吸水、失水的判斷方法(1)通過比較細胞外溶液和細胞液的濃度大小來判斷：當細胞外溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水；當細胞外溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水；當細胞外溶液與細胞液的濃度相等時，細胞失水量和吸水量相等，處于動態平衡。(2)根據重量或長度變化(如蘿卜條)來判定：若重量增加或長度變長，則吸水；反之則失水。命題點三與滲透作用有關的實驗探究5．(2017·贛州模擬)某同學進行如下圖所示的實驗，甲圖為實驗開始狀態，乙圖為實驗結束狀態。請在乙圖所示實驗結果的基礎上繼續實驗，探究蔗糖的水解產物能否通過半透膜。增添的實驗材料：蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管、滴管、水浴鍋等。(1)請完善繼續實驗的簡要步驟：①向a、b兩管中分別加入________________，觀察a、b兩管內液面的變化；②吸取a、b兩管內適量液體，分別加入A、B兩試管中，并加入________，____________加熱，觀察A、B試管內有無磚紅色沉淀。(2)預測實驗現象并做出結論：如果a、b兩管液面高度差________，且A、B試管內________________，則蔗糖的水解產物能通過半透膜；如果a、b兩管液面高度差______________，且A試管內________________、B試管內________________，則蔗糖的水解產物不能通過半透膜。答案(1)①等量蔗糖酶溶液②斐林試劑50～65℃水浴(2)縮小均有磚紅色沉淀增大無磚紅色沉淀有磚紅色沉淀

考點二物質出入細胞的方式及影響因素1．物質出入細胞的方式(連線)2．影響物質跨膜運輸因素的分析(1)濃度差對物質跨膜運輸的影響濃度差主要影響自由擴散和協助擴散。自由擴散中，濃度差越大，運輸速率越大；協助擴散中，濃度差達到一定程度后運輸速率不再繼續增加，原因是受載體數量的限制。(2)載體蛋白數量對跨膜運輸的影響載體蛋白主要影響協助擴散和主動運輸。其他條件適宜的情況下，載體蛋白數量越多，運輸速率越大。自由擴散不受載體蛋白數量的影響。(3)氧氣含量對跨膜運輸的影響通過影響細胞的呼吸進而影響主動運輸的速率。①P點時：無氧呼吸為物質的吸收提供能量。②PQ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。③Q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。(4)溫度(1)細胞質中的氫離子可以通過擴散作用進入液泡內(×)(2)Na＋與有關載體蛋白結合排出神經細胞屬于主動運輸(√)(3)細胞外液中的K＋進入神經細胞屬于自由擴散(×)(4)液泡中積累了大量離子，故液泡膜不具有選擇透過性(×)(5)主動運輸使膜內外物質濃度趨于一致，維持了細胞的正常代謝(×)(6)同一種物質進出不同細胞時，運輸方式可能不同(√)分析物質進出細胞的有關圖像(1)甲、乙的物質進出細胞方式一樣嗎？為什么？提示不一樣。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)圖乙的物質運輸方式也可以逆濃度梯度進行嗎？提示不能，逆濃度梯度運輸一定消耗能量。(3)只要是消耗能量的運輸方式就是主動運輸嗎？提示不是，需要消耗能量的運輸方式除了主動運輸，還有胞吞和胞吐。命題點一物質跨膜運輸方式的判斷1．下圖表示物質進入細胞的四種方式，有關說法錯誤的是()A．溫度只影響圖中②和③過程的速率B．吞噬細胞通過④過程吞噬病原體C．小腸上皮細胞吸收乙醇的方式是①D．生長素極性運輸進入細胞的方式是③答案A解析圖中的①～④過程分別表示自由擴散、協助擴散、主動運輸、胞吞作用。溫度影響分子的運動速率，影響膜的流動性，圖中①②③④四種運輸方式都會受到影響，A項錯誤；④過程屬于胞吞作用，吞噬細胞通過④過程吞噬病原體，B項正確；乙醇進入細胞的方式是自由擴散，小腸上皮細胞吸收乙醇的方式是①，C項正確；生長素極性運輸進入細胞的方式是主動運輸，是③的運輸方式，D項正確。2．(2017·合肥檢測)主動運輸消耗的能量可來自ATP或離子電化學梯度等。如圖為Na＋、葡萄糖進出小腸上皮細胞的示意圖。下列關于圖中物質跨膜運輸過程的分析錯誤的是()A．葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞是不需耗能的主動運輸B．Na＋從小腸上皮細胞進入組織液是需要消耗ATP的主動運輸C．葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞與Na＋從腸腔進入小腸上皮細胞相伴隨D．Na＋從腸腔到小腸上皮細胞以及葡萄糖從小腸上皮細胞到組織液均為被動運輸答案A解析由圖可知，葡萄糖從腸腔逆濃度梯度進入小腸上皮細胞，屬于主動運輸，需消耗能量，A項錯誤；Na＋從小腸上皮細胞進入組織液是逆濃度梯度進行的，且需要載體蛋白協助并需要消耗ATP，屬于主動運輸，B項正確；從圖示可看出，葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞與Na＋從腸腔進入小腸上皮細胞共用一個載體，C項正確；Na＋從腸腔進入小腸上皮細胞的方式是協助擴散，葡萄糖從小腸上皮細胞進入組織液的方式也是協助擴散，均為被動運輸，D項正確。“三看法”快速判定物質出入細胞的方式命題點二影響物質跨膜運輸的因素分析3.如圖表示在一定范圍內細胞膜外某物質濃度變化與該物質進入細胞膜內速率的關系，據圖分析，下列說法正確的是()A．該物質進入細胞的方式是自由擴散B．該物質通過膜時必須與載體蛋白結合C．該物質可能是水或甘油D．該物質只能從濃度低的一側向濃度高的一側移動答案B解析據圖分析，在一定范圍內隨著物質濃度增加該物質運輸速率增加，當物質濃度達到一定值時，物質運輸速率不再增加，說明受到載體數量的限制，故該物質運輸方式為協助擴散或主動運輸，A項錯誤；協助擴散的特點是需要載體，不需要能量，主動運輸的特點是需要載體和能量，B項正確；水和甘油通過自由擴散進入細胞膜，C項錯誤；協助擴散是從高濃度向低濃度運輸，主動運輸是從低濃度向高濃度運輸，D項錯誤。4．用呼吸抑制劑處理人體紅細胞，下列物質吸收量顯著減少的一組是()答案B解析氨基酸進入紅細胞是主動運輸，其吸收需要細胞呼吸提供的能量和載體蛋白，葡萄糖進入紅細胞是協助擴散，與能量無關，A項錯誤；氨基酸和K＋的運輸方式都是主動運輸，能量降低會使其吸收速率下降，B項正確；O2、H2O、甘油和脂肪酸的運輸方式都是自由擴散，抑制細胞呼吸對它們的吸收沒有影響，C、D項錯誤。命題點三物質跨膜運輸的有關探究實驗分析5．(2017·海南，6)將生長狀態一致的某種植物幼苗分成甲、乙兩組，分別移入適宜的營養液中在光下培養，并給甲組的營養液適時通入空氣，乙組不進行通氣處理。一定時間后測得甲組的根對a離子的吸收速率遠大于乙組的。關于這一實驗現象，下列說法錯誤的是()A．給營養液通入空氣有利于該植物的生長B．根細胞對a離子的吸收過程屬于自由擴散C．根細胞對a離子的吸收過程有能量的消耗D．根細胞的有氧呼吸有利于根對a離子的吸收答案B解析由題目給出的信息“甲組的根對a離子的吸收速率遠大于乙組的”，說明根對a離子的吸收過程屬于主動運輸，主動運輸需要能量和載體，B項錯誤、C項正確；給營養液通入的空氣中含有氧氣，根細胞獲得氧氣，有氧呼吸能正常進行，有利于根對a離子的吸收，有利于該植物的生長，A、D項正確。6．檉柳是泌鹽植物，葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內的鹽分排出，是強耐鹽植物。檉柳從土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸還是被動運輸？請設計實驗加以證明。(1)實驗步驟：①取甲、乙兩組生長發育相同的檉柳幼苗，放入適宜濃度的含有Ca2＋、K＋的溶液中。②甲組給予正常的呼吸條件，乙組____________________________________________。③________________________________________________________________________。(2)實驗結論：①若兩組植株對Ca2＋、K＋的吸收速率相同，說明_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)②完全抑制細胞呼吸③一段時間后測定兩組植株根系對Ca2＋、K＋的吸收速率(2)①檉柳從土壤中吸收無機鹽的方式是被動運輸②若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率，說明檉柳從土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸探究物質跨膜運輸方式的實驗設計(1)探究是主動運輸還是被動運輸(2)探究是自由擴散還是協助擴散考點三觀察植物細胞的質壁分離和復原1．實驗原理(1)成熟的植物細胞的原生質層相當于一層半透膜。(2)細胞液具有一定的濃度，細胞能滲透吸水和失水。(3)原生質層比細胞壁的伸縮性大。2．實驗步驟3．現象與結論特別提醒(1)本實驗存在兩組對照實驗(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。這是由于細胞壁是全透性的且有水分子通過原生質層滲出來。1．不同外界溶液中植物細胞的變化分析將植物的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：(1)A曲線表示細胞在蒸餾水中：細胞略膨脹，但是由于細胞壁的存在，原生質體的體積不能無限膨脹。(2)B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；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。(3)C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)問題探究如圖表示正在進行質壁分離的紫色洋蔥細胞，請分析：(1)實驗時一定要選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞嗎？提示不一定。但紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液中含有色素，使液泡呈現紫色，更有利于觀察。(2)b的顏色和大小如何發生變化？提示顏色逐漸加深；b逐漸變小。(3)當停止質壁分離時，b與c的濃度相等。(4)該實驗無獨立的對照組，為什么還叫對照實驗？提示該實驗中，實驗組和對照組在同一裝片中先后進行，屬于自身對照。命題點一實驗基礎1．用洋蔥鱗片葉表皮制備“觀察細胞質壁分離實驗”的臨時裝片，觀察細胞的變化。下列有關實驗操作和結果的敘述，正確的是()A．將裝片放在酒精燈上加熱后，再觀察細胞質壁分離現象B．在蓋玻片一側滴加清水，細胞吸水膨脹但不會破裂C．用不同濃度的蔗糖溶液處理細胞，均能觀察到質壁分離現象D．當質壁分離不能復原時，細胞仍具有正常生理功能答案B解析觀察細胞質壁分離實驗中用的是活細胞，因此不能放在酒精燈上加熱；在蓋玻片一側滴加清水，細胞吸水膨脹，但由于植物細胞有細胞壁，所以不會破裂；用蔗糖溶液處理細胞時，如果濃度過低不發生質壁分離，如果濃度過高，細胞會失水過多而死亡；當質壁分離不能復原時，細胞已經死亡，不具有正常生理功能。2．某學生將2.5%的尿滴加在載玻片上的蠶豆表皮上，觀察到植物細胞的質壁分離。2h后打算再次觀察時卻發現理想的視野找不到了。原因是()A．錯拿了對照樣品B．時間過長，細胞壁也收縮了C．溶質顆粒被緩慢吸收，使水分再度進入細胞D．2h前觀察到的現象是假象答案C解析將2.5%的尿滴加在載玻片上的蠶豆表皮上，植物細胞發生質壁分離，原因是尿液濃度大于細胞液濃度。2h后視野中找不到質壁分離的細胞了，是因為尿液中尿素等溶質顆粒緩慢被細胞吸收，導致細胞液濃度逐漸增大，當細胞液濃度大于外界溶液濃度時，水分再度進入細胞，使細胞自動發生了質壁分離復原。命題點二實驗拓展3．(2017·長沙長郡中學第二次周測)探究植物細胞的吸水和失水選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞而不選擇內表皮細胞進行實驗，其主要原因是()A．外表皮細胞中有中央大液泡，而內表皮細胞中沒有B．外表皮細胞能發生滲透作用，而內表皮細胞不能C．外表皮細胞的細胞液中含有紫色的色素，而內表皮細胞中沒有D．外表皮細胞比內表皮細胞更容易發生質壁分離答案C解析紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡中有色素，呈紫色，有利于實驗現象的觀察，而內表皮細胞中沒有，C項正確。4．(2014·新課標Ⅰ，4)下列關于植物細胞質壁分離實驗的敘述，錯誤的是()A．與白色花瓣相比，采用紅色花瓣有利于實驗現象的觀察B．用黑藻葉片進行實驗時，葉綠體的存在會干擾實驗現象的觀察C．用紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位觀察到的質壁分離程度可能不同D．紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡中有色素，有利于實驗現象的觀察答案B解析紅色花瓣與白色花瓣相比，其細胞液中因含花青素而呈現紅色，有利于實驗現象的觀察，A項正確；用黑藻葉片進行實驗時，葉綠體的存在使原生質層呈現綠色，有利于實驗現象的觀察，B項錯誤；紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同細胞的細胞液濃度可能不同，因此，放在同一濃度蔗糖溶液中發生質壁分離的程度可能不同，C項正確；紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡中含有色素，有利于實驗現象的觀察，D項正確。矯正易錯強記長句1．水分子由低濃度溶液流向高濃度溶液是個綜合效果，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。3．物質進出細胞核并非都通過核孔。核孔是RNA和蛋白質等大分子物質進出細胞核的通道；小分子物質進出細胞核是通過跨膜運輸實現的，都具有選擇性。4．Na＋、K＋等無機鹽離子一般以主動運輸方式進出細胞，但也可通過協助擴散(或離子通道)進出細胞，如神經細胞維持靜息電位時的K＋外流和形成動作電位時的Na＋內流。5．植物吸收水分的方式是自由擴散，而吸收無機鹽離子的方式是主動運輸，因此可以說植物對水分和無機鹽的吸收是兩個相對獨立的過程。6．物質跨膜運輸(自由擴散、協助擴散、主動運輸)體現了生物膜的選擇透過性；大分子物質和顆粒性物質的胞吞、胞吐體現了生物膜的流動性。請回答與物質進出細胞有關的問題：1．植物細胞原生質層的組成是細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質。2．成熟植物細胞發生質壁分離的原因是外界溶液的濃度大于細胞液濃度，且原生質層比細胞壁伸縮性大。3．與主動運輸有關的細胞器主要是哪兩種，并說明其作用：核糖體合成載體蛋白，線粒體為主動運輸提供能量。4．溫度對被動運輸和主動運輸都有影響，其原因是溫度影響磷脂分子和蛋白質分子的運動速率，影響膜的流動性。5．從細胞膜組成和結構的角度推測，水分子進入細胞的兩條途徑分別是通過磷脂雙分子層的自由擴散和通過水通道蛋白的協助擴散。重溫高考演練模擬1．(2017·全國Ⅱ，4)將某種植物的成熟細胞放入一定濃度的物質A溶液中，發現其原生質體(即植物細胞中細胞壁以內的部分)的體積變化趨勢如圖所示，下列敘述正確的是()A．0～4h內物質A沒有通過細胞膜進入細胞內B．0～1h內細胞體積與原生質體體積的變化量相等C．2～3h內物質A溶液的滲透壓小于細胞液的滲透壓D．0～1h內液泡中液體的滲透壓大于細胞質基質的滲透壓答案C解析由圖可知，該細胞中原生質體的相對體積先減小后增大，這說明該細胞先發生質壁分離后復原，由此可推知物質A可通過細胞膜進入細胞，A項錯誤；0～1h內，原生質體的體積不斷縮小，由于原生質體的伸縮性要遠大于細胞壁，因此該時間段內細胞體積與原生質體體積的變化量不相等，B項錯誤；2～3h內原生質體的相對體積逐漸增大，這說明細胞正在吸水，由此可推知該時間段內物質A溶液的滲透壓小于細胞液的滲透壓，C項正確；0～1h內發生質壁分離，細胞失水，液泡中液體的滲透壓小于細胞質基質的滲透壓，D項錯誤。2．(2017·海南，9)為研究植物細胞質壁分離現象，某同學將某植物的葉表皮放入一定濃度的甲物質溶液中，一段時間后觀察到葉表皮細胞發生了質壁分離現象。下列說法錯誤的是()A．該植物的葉表皮細胞是具有液泡的活細胞B．細胞內甲物質的濃度高于細胞外甲物質的濃度C．細胞液中的H2O可以經自由擴散進入甲物質溶液中D．甲物質和H2O能自由通過該葉表皮細胞的細胞壁答案B解析具有大的液泡的活細胞才能發生質壁分離，A項正確；質壁分離過程中，細胞在失水，此時，細胞外甲物質的濃度高于細胞內甲物質的濃度，B項錯誤；水分子跨膜運輸的方式是自由擴散，C項正確；細胞壁是全透性的，甲物質和H2O能自由通過，D項正確。3．(2016·全國乙，2)離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，能利用水解ATP釋放的能量跨膜運輸離子。下列敘述正確的是()A．離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協助擴散B．離子通過離子泵的跨膜運輸是順著濃度梯度進行的C．動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率D．加入蛋白質變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率答案C解析離子泵通過消耗ATP進行離子的跨膜運輸，屬于主動運輸，A項錯誤；主動運輸一般為逆濃度梯度運輸，B項錯誤；主動運輸速率受ATP供能和具有活性的載體蛋白數量的限制，一氧化碳中毒會導致供氧不足，進而導致細胞呼吸速率下降，ATP供能減少，使離子泵跨膜運輸離子的速率降低，C項正確；蛋白質變性劑會降低具有活性的載體蛋白的數量，使離子泵跨膜運輸離子的速率降低，D項錯誤。4．(2015·全國Ⅱ，1)將三組生理狀態相同的某植物幼根分別培養在含有相同培養液的密閉培養瓶中，一段時間后，測定根吸收某一礦質元素離子的量。培養條件及實驗結果見下表：培養瓶中氣體溫度/℃離子相對吸收量/%空氣17100氮氣1710空氣328下列分析正確的是()A．有氧條件有利于該植物幼根對該離子的吸收B．該植物幼根對該離子的吸收與溫度的變化無關C．氮氣環境中該植物幼根細胞吸收該離子不消耗ATPD．與空氣相比，氮氣環境有利于該植物幼根對該離子的吸收答案A解析溫度為17℃條件下，氮氣(缺氧)環境中該植物幼根對離子的吸收量比氧氣環境中低，說明有氧條件有利于該植物幼根吸收該離子，同時說明幼根吸收該離子為主動運輸，A項正確、D項錯誤；氮氣環境中該植物幼根細胞吸收該離子仍需要消耗ATP，此時幼根消耗的ATP是無氧呼吸產生的，C項錯誤；空氣中培養，溫度為17℃，離子吸收量明顯高于3℃時，可知該植物幼根對該離子的吸收與溫度有關，B項錯誤。5.(2017·煙臺質檢)以紫色洋蔥鱗片葉為材料進行細胞質壁分離和復原的實驗，原生質體長度和細胞長度分別用X和Y表示(如圖)，在處理時間相同的前提下()A．同一細胞用不同濃度蔗糖溶液處理，X/Y值越小，則紫色越淺B．同一細胞用不同濃度蔗糖溶液處理，X/Y值越大，則所用蔗糖溶液濃度越高C．不同細胞用相同濃度蔗糖溶液處理，X/Y值越小，則越易復原D．不同細胞用相同濃度蔗糖溶液處理，X/Y值越大，則細胞的正常細胞液濃度越高答案D解析同一細胞用不同濃度蔗糖溶液處理，X/Y值越小，說明質壁分離程度越大，失水越多，則紫色越深，A項錯誤；同一細胞用不同濃度蔗糖溶液處理，X/Y值越大，說明質壁分離程度越小，失水越少，則所用蔗糖溶液濃度越低，B項錯誤；不同細胞用相同濃度蔗糖溶液處理，X/Y值越小，說明質壁分離程度越大，則越難以復原，C項錯誤；不同細胞用相同濃度蔗糖溶液處理，X/Y值越大，說明質壁分離程度越小，失水越少，則細胞的正常細胞液濃度越高，D項正確。1．如圖所示，容器甲中含0.02mol·L－1蔗糖，0.03mol·L－1尿素；容器乙中含0.01mol·L－1蔗糖，0.05mol·L－1尿素。甲、乙間隔一層半透膜。第一種情況：半透膜只允許水分子通過；第二種情況：半透膜允許水分子和尿素分子通過。當達到動態平衡時，這兩種情況下的液面高度情況是()A．一樣高，甲高于乙 B．乙高于甲，不能確定C．乙高于甲，甲高于乙 D．一樣高，不能確定答案C解析第一種情況：半透膜只允許水分子通過，則甲溶液中總的物質的量濃度為0.05mol·L－1，乙溶液中總的物質的量濃度為0.06mol·L－1，乙溶液的滲透壓高于甲的，故最終乙液面高于甲液面。第二種情況：半透膜允許水分子和尿素分子通過，那么最終半透膜兩側的尿素濃度相等，但是甲溶液中的蔗糖濃度大于乙的，故最終甲液面高于乙液面。2．下列有關細胞吸水和失水的敘述，正確的是()A．水分子進出細胞，取決于細胞內外溶液的濃度差B．當外界溶液的濃度比細胞液的濃度低時，哺乳動物紅細胞失水皺縮C．當外界溶液的濃度比細胞液的濃度低時，洋蔥鱗片葉的表皮細胞吸水漲破D．用紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位觀察到的質壁分離程度相同答案A解析水分子進出細胞取決于細胞內外溶液的濃度差，當外界溶液濃度高于細胞液濃度時，細胞失水，當外界溶液濃度低于細胞液濃度時，細胞吸水；當外界溶液的濃度低時，哺乳動物紅細胞一般會因持續吸水而漲破；植物細胞有細胞壁，不會吸水漲破；紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位細胞的細胞液濃度不一定都相同，用相同濃度的外界溶液進行質壁分離實驗時觀察到的質壁分離程度可能不同。3．(2018·黑龍江實驗中學開學考)浸泡在一定濃度KNO3溶液中的洋蔥表皮細胞，發生質壁分離后又復原，直接參與此生理過程的細胞器是()A．葉綠體、內質網 B．液泡、線粒體C．核糖體、高爾基體 D．細胞膜、液泡膜答案B解析洋蔥表皮細胞先質壁分離是因為KNO3溶液濃度大于細胞液濃度，故細胞失水，與此相關的細胞器主要是液泡；之后又發生質壁分離復原，是因為細胞通過主動運輸吸收K＋和NOeq\o\al(－,3)使細胞液濃度增大，細胞吸水，主動運輸的進行需要載體和能量，能量由線粒體提供。4．下圖為細胞吸水力隨質壁分離程度變化曲線，下列相關敘述正確的是()A．在質壁分離復原過程中，細胞吸水力應逐漸升高B．細胞吸水力與質壁分離程度呈負相關C．細胞不發生質壁分離就沒有吸水力D．如果增大外界溶液的濃度，則細胞的質壁分離程度可能更高答案D解析據圖可知，細胞吸水力與質壁分離程度呈正相關；而質壁分離復原過程與質壁分離相反，因此在質壁分離復原過程中細胞吸水力應逐漸降低；細胞的吸水能力取決于其細胞液濃度高低，即便不發生質壁分離，細胞液也是有一定濃度的；如果增大外界溶液的濃度，則細胞的失水程度增大，質壁分離程度可能更高。5．(2017·江西第二次聯考)下列有關物質輸入或輸出細胞的敘述，正確的是()A．新生兒的小腸上皮細胞可通過胞吞的方式吸收母乳中的抗體，該方式跨膜層數為0B．果脯在腌制過程中慢慢變甜，是細胞主動吸收蔗糖的結果C．葡萄糖進入人體不同細胞的方式有差異，并不是都需要載體蛋白的協助D．人成熟紅細胞中的Na＋濃度只有血漿的六分之一，是主動運輸的結果，這一過程與線粒體有關答案A解析胞吞或胞吐過程中物質跨膜層數為0，A項正確；果脯在腌制過程中細胞因外界溶液濃度過高脫水死亡，細胞膜失去選擇透過性，糖分進入細胞，B項錯誤；葡萄糖通過協助擴散或主動運輸進入細胞，兩種方式都需要載體蛋白的協助，C項錯誤；人成熟紅細胞內無線粒體，D項錯誤。6．(2018·荊州中學模擬)下列關于物質出入細胞方式的敘述，正確的是()A．被細胞胞吐的一定是像胰島素一樣的大分子物質B．血漿中的氧進入紅細胞需穿過兩層生物膜C．胞吐過程一定會有分泌泡與細胞膜的融合過程D．mRNA從細胞核到細胞質的過程屬于胞吐作用答案C解析小分子物質神經遞質也是通過胞吐分泌的，A項錯誤；血漿中的氧進入紅細胞只需穿過紅細胞膜一層生物膜，B項錯誤；mRNA通過核孔從細胞核到細胞質，不屬于胞吐過程，D項錯誤。7．比較生物膜和人工膜(雙層磷脂)對多種物質的通透性，結果如圖，據此不能得出的推論是()A．生物膜上存在著協助H2O通過的物質B．生物膜對K＋、Na＋、Cl－的通透具有選擇性C．離子以協助擴散方式通過人工膜D．分子的大小影響其通過人工膜的擴散速率答案C解析由圖示可知，生物膜和人工膜對甘油、CO2、O2的通透性相同，而生物膜對H2O的通透性大于人工膜的，說明生物膜上存在著協助H2O通過的物質，A項正確；生物膜對K＋、Na＋、Cl－的通透性不同，說明生物膜對這些離子的通透具有選擇性，B項正確；從圖中可以看出，人工膜對K＋、Na＋、Cl－的通透性相同，說明人工膜對離子的吸收無選擇性，生物膜對離子的通透性不同，且大于人工膜的通透性，說明生物膜上有協助離子通過的物質，而人工膜上無協助離子通過的物質，故離子不是以協助擴散方式通過人工膜，C項錯誤；甘油、CO2、O2、H2O等不同物質的分子大小不同，其通過人工膜的擴散速率也不同，說明分子的大小影響其通過人工膜的擴散速率。8．如圖為受體介導的胞吞作用，根據圖示，下列敘述不正確的是()A．該過程以膜的選擇透過性為基礎才能發生B．該過程要有細胞表面識別和內部供能才可能完成C．構成囊泡的基本支架是磷脂雙分子層D．神經細胞釋放神經遞質的過程有膜成分的更新答案A解析胞吞、胞吐作用以膜的流動性為基礎才能發生，A項錯誤；由題圖知胞吞過程需要信息分子與受體結合才能發生，體現了細胞膜表面識別作用，而且胞吞過程需要消耗能量，B項正確；囊泡是細胞膜內陷形成的，構成細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，C項正確；神經細胞通過胞吐方式將神經遞質釋放到細胞外，突觸小泡與細胞膜的融合實現了細胞膜成分的更新，D項正確。9．取某植物的少量根尖組織，滴加清水制成臨時裝片如下圖A，以此研究植物細胞的一些生命活動，整個實驗過程保證細胞始終為生活狀態。據圖回答：(1)用一定濃度的X溶液處理臨時裝片A，得到如圖C所示的結果，據圖判斷物質X進入細胞的方式應該為____________。(2)據圖C推測在整個實驗過程中，圖B所示細胞發生的形態變化是________________________________________________________________________，發生這些變化的條件為：①植物細胞的________相當于一層半透膜；②________________________________________________________________________之間存在濃度差。(3)為了更好地觀察植物細胞失水和吸水過程，通常選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞作為實驗材料，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)主動運輸(2)先質壁分離，然后質壁分離自動復原①原生質層②細胞液與細胞外界溶液(3)洋蔥表皮細胞有紫色的大液泡，便于觀察解析(1)由圖C可知，實驗之初細胞內物質X的濃度小于細胞外，隨著時間的延長，細胞內物質X的濃度大于細胞外，由低濃度到高濃度的運輸方式為主動運輸。(2)據圖C推測在整個實驗過程中，圖B所示細胞先是由于細胞內物質X的濃度小于細胞外，細胞發生滲透失水出現質壁分離，隨著時間的延長，由于主動運輸使細胞內物質X的濃度大于細胞外，導致細胞發生滲透吸水出現質壁分離自動復原。細胞發生質壁分離和質壁分離自動復原的條件有兩個：一是有半透膜，植物細胞的原生質層相當于一層半透膜；二是細胞液與細胞外界溶液之間存在濃度差。(3)由于紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞有紫色的大液泡，便于觀察，故通常選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞作為實驗材料。10．(2017·江西十三校聯考)下圖表示動物某組織細胞膜轉運部分物質示意圖，與圖中信息不相符的是()A．甲側為細胞外，乙側為細胞內B．Na＋既可順濃度梯度運輸也可逆濃度梯度運輸C．圖示中葡萄糖跨膜運輸的直接驅動力不是ATPD．圖示中葡萄糖跨膜運輸的方式與細胞吸收甘油的方式相同答案D解析根據圖示分析，甲側Na＋濃度高于乙側，所以甲側為細胞外，乙側為細胞內；從圖中可以看出，Na＋可以順濃度梯度進行被動運輸，也可以逆濃度梯度進行主動運輸；圖示中葡萄糖的運輸沒有ATP參與，由鈉離子驅動；細胞吸收甘油的方式是自由擴散，圖示中葡萄糖跨膜運輸的方式為主動運輸。11．一定濃度的酒精對細胞有毒害作用。某生物興趣小組分別用不同濃度的酒精對生長狀況相同的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞進行1個單位時間、2個單位時間、3個單位時間的處理，并計算出發生質壁分離細胞的百分率。結果如下圖所示。下列相關敘述不正確的是()A．本實驗的實驗原理是一定濃度的酒精對細胞有毒害作用，根據是否發生質壁分離判斷細胞的死活B．浸泡3個單位時間導致紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞全部死亡的最低酒精濃度為15%C．發生質壁分離的外因是細胞壁的伸縮性小于細胞膜的伸縮性D．本實驗表明紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞對酒精的耐受能力不同答案C解析一定濃度的酒精對植物細胞有毒害作用，可以通過觀察細胞是否發生質壁分離來判斷植物細胞的死活；酒精濃度為15%時，浸泡3個單位時間的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞無質壁分離發生，說明此時細胞已全部死亡；質壁分離發生的內因是紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞壁的伸縮性小于原生質層的伸縮性，外因是細胞液與外界溶液間具有濃度差；相同處理時間，隨著酒精濃度的增大，發生質壁分離的細胞逐漸減少，逐漸減少的過程說明有的細胞耐受酒精的能力強，有的耐受能力差。12．成熟的植物細胞在較高濃度的外界溶液中，會發生質壁分離現象，圖a是發生質壁分離的植物細胞，圖b是顯微鏡下觀察到的某一時刻的圖像。請據圖回答下列問題：(1)圖a中細胞的質壁分離指的是細胞壁和________的分離，后者的結構包括[]和[]以及二者之間的細胞質([]內填圖中序號)。(2)植物細胞發生質壁分離所需的外界條件是____________________________________，植物細胞自身應具備的結構特點是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)圖b是某同學觀察植物細胞質壁分離與復原實驗時拍下的顯微照片，此時細胞液濃度與外界溶液濃度的關系是______________________________________________________。(4)取形狀、大小相同的紅心蘿卜A和紅心蘿卜B的幼根各5段，分別放在不同濃度的蔗糖溶液(甲～戊)中，一段時間后，取出紅心蘿卜的幼根稱重，結果如圖c所示，據圖分析：①紅心蘿卜A比紅心蘿卜B的幼根細胞液濃度________________________________。②在甲蔗糖溶液中加入適量的清水，一段時間后紅心蘿卜A的幼根細胞液濃度會________。答案(1)原生質層②④(2)外界溶液濃度高于細胞液濃度原生質層具有選擇透過性、原生質層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性(3)細胞液的濃度大于、等于或小于外界溶液的濃度(4)①高②降低解析(1)質壁分離是原生質層和細胞壁的分離，原生質層包括細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質。(2)發生質壁分離的外界條件是外界溶液濃度大于細胞液濃度，而植物細胞自身具備的結構特點是原生質層具有選擇透過性、原生質層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性。(3)在觀察植物細胞質壁分離與復原實驗中，處于質壁分離狀態的細胞可能正在發生質壁分離，也可能正在發生質壁分離復原，還可能處于相對靜止狀態，因此，不能判斷細胞液濃度和外界溶液濃度的大小，細胞液濃度可以大于、小于或等于外界溶液濃度。(4)由圖中兩種紅心蘿卜幼根的質量變化結果可知，甲為紅心蘿卜幼根A的等滲溶液，因此紅心蘿卜A比紅心蘿卜B的幼根細胞液濃度高。在甲蔗糖溶液中加入適量的清水，溶液濃度降低，紅心蘿卜A的幼根吸水一段時間后，細胞液濃度降低。13.現有A、B、C三瓶外觀一樣但沒有標簽的溶液，已知三種溶液是質量濃度為0.1g/mL的蔗糖溶液、0.3g/mL的蔗糖溶液和0.1g/mL的葡萄糖溶液。某同學利用如圖所示的裝置設計了兩組實驗。(注：圖中半透膜允許溶劑和葡萄糖分子通過，不允許蔗糖分子通過)實驗Ⅰ：同時將等量的A液和B液分別放入U形管的左、右兩側，一段時間后，左側的液面升高；實驗Ⅱ：將等量的B液和C液分別放入U形管的左、右兩側，一段時間后，液面發生了下列變化：右側先升高后降低。(1)本實驗應用的原理是________________，判斷的依據是______________________。(2)根據實驗現象得出結論：A液是