專題3物質(zhì)出入細(xì)胞的方式

1、專題3物質(zhì)出入細(xì)胞的方式考點(diǎn)1植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原1.觀察在0.3 g/mL蔗糖溶液中的洋蔥表皮細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)中央液泡逐漸變小，說明( B )A細(xì)胞壁相當(dāng)于一層半透膜B洋蔥表皮細(xì)胞是活的C此時(shí)蔗糖溶液濃度小于細(xì)胞液濃度D細(xì)胞壁收縮導(dǎo)致中央液泡失水解析：成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層，它可以看做是一層選擇透過性膜，液泡中的細(xì)胞液通過原生質(zhì)層與外界溶液構(gòu)成滲透系統(tǒng)。當(dāng)外界溶液蔗糖溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水，中央液泡會(huì)逐漸變小，原生質(zhì)體縮小，由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大，此時(shí)會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。能夠發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原現(xiàn)象的細(xì)胞一定是活的植物細(xì)胞，體現(xiàn)了細(xì)胞膜

2、的選擇透過性，死細(xì)胞的細(xì)胞膜是全透性的。2.(2012·長沙模擬)在觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原的過程中，某同學(xué)在視野中看到生活著的洋蔥表皮細(xì)胞正處于如圖所示狀態(tài)，a、b表示該部位溶液的濃度，由此可以推測( D )A可能ab，細(xì)胞滲透吸水Bab，滲透系統(tǒng)保持動(dòng)態(tài)平衡Cab，細(xì)胞滲透失水D上述三種情況都可能存在解析：從圖中及題干中可推知此細(xì)胞可能吸水、失水或二者保持動(dòng)態(tài)平衡，所以選D。3.(2013·山東煙臺(tái)學(xué)段測試)在一定氣候條件下，運(yùn)用植物細(xì)胞質(zhì)壁分離的實(shí)驗(yàn)原理測試田間作物的細(xì)胞液濃度，以此法獲得作物代謝情況的必要數(shù)據(jù)。在此項(xiàng)測試中，實(shí)驗(yàn)變量(自變量)是( A )A制備的

3、系列濃度檢測液B一定的溫度或其他數(shù)據(jù)C作物細(xì)胞質(zhì)壁分離狀態(tài)D作物細(xì)胞液濃度解析：測試田間作物的細(xì)胞液濃度，需制備系列濃度檢測液，將相同的田間作物的組織細(xì)胞分別置于系列濃度檢測液中，顯微鏡下觀察細(xì)胞的質(zhì)壁分離情況，根據(jù)質(zhì)壁分離的初始濃度來確定作物細(xì)胞液的濃度?？梢?，本實(shí)驗(yàn)的對(duì)象是田間作物的細(xì)胞，實(shí)驗(yàn)變量是系列濃度檢測液。4.某小組確定研究課題：探究植物細(xì)胞外界溶液濃度與質(zhì)壁分離的關(guān)系。該小組選用水生植物黑藻作為實(shí)驗(yàn)材料，并作實(shí)驗(yàn)假設(shè)：如果將其葉片分別置于不同濃度的蔗糖溶液中，其細(xì)胞失水量隨著外界溶液濃度的增大而增加。該小組學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：配制10%、20%、30%的蔗糖溶液，分別盛于培養(yǎng)

4、皿中。從黑藻莖上取下葉片，用吸水紙吸干葉片表面的水分，分別放入不同濃度的蔗糖溶液中，浸泡10分鐘。取出葉片制成裝片，顯微鏡下觀察，選取5個(gè)細(xì)胞測量其A、B值(如圖A為細(xì)胞的長度，B為原生質(zhì)體的長度)。在此基礎(chǔ)上，請(qǐng)你參與設(shè)計(jì)、分析與討論。(1)請(qǐng)你設(shè)計(jì)一張表格，用于記錄原始數(shù)據(jù)，去除最大值與最小值，計(jì)算并記錄B/A(%)值。細(xì)胞10%蔗糖溶液20%蔗糖溶液30%蔗糖溶液B(m)A(m)B/A(%)B(m)A(m)B/A(%)B(m)A(m)B/A(%)12345平均值(2)該小組同學(xué)根據(jù)記錄數(shù)據(jù)所作的曲線如圖。請(qǐng)你就該結(jié)果作分析并得出結(jié)論。分析：B/A值越小，說明質(zhì)壁分離程度越大；隨著溶液濃度

5、的增加，B/A值下降，說明質(zhì)壁分離程度隨溶液濃度的增加而增大。結(jié)論：細(xì)胞失水量隨著外界溶液濃度的增大而增加。(3)討論：該小組同學(xué)應(yīng)選用記錄表中哪組數(shù)據(jù)作圖？平均值。如果要說明上述質(zhì)壁分離現(xiàn)象是由相應(yīng)濃度的外界溶液引起的，而非細(xì)胞本身的原因，你怎么處理實(shí)驗(yàn)？設(shè)置清水對(duì)照組，觀察清水中的黑藻細(xì)胞，確認(rèn)其細(xì)胞形態(tài)正常，無質(zhì)壁分離現(xiàn)象。解析：(1)本實(shí)驗(yàn)探究的是植物細(xì)胞外界溶液濃度與質(zhì)壁分離程度的關(guān)系。植物細(xì)胞外界溶液濃度是自變量，實(shí)驗(yàn)過程中設(shè)置10%、20%、30%的蔗糖溶液相互對(duì)照；質(zhì)壁分離程度是因變量，測量其A、B值并計(jì)算B/A(%)值，將B/A(%)值作為衡量質(zhì)壁分離程度的指標(biāo)。(2)根據(jù)曲

6、線圖分析，注意B/A值與質(zhì)壁分離程度的關(guān)系，B/A值的變化與外界溶液濃度的關(guān)系，根據(jù)這兩個(gè)關(guān)系進(jìn)而判斷出細(xì)胞外界溶液濃度與質(zhì)壁分離程度的關(guān)系。(3)計(jì)算平均值可有效地避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，減少實(shí)驗(yàn)誤差；設(shè)置對(duì)照組：黑藻細(xì)胞置于清水中，觀察其B、A、B/A值不變，說明未發(fā)生質(zhì)壁分離，實(shí)驗(yàn)中的質(zhì)壁分離現(xiàn)象是由外界溶液引起的?？键c(diǎn)2細(xì)胞膜的透性1.(2013·長沙模擬)下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)例的說法，不正確的是( C )A細(xì)胞膜、液泡膜等生物膜都是選擇透過性膜B植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜C小分子物質(zhì)都能通過細(xì)胞膜，大分子物質(zhì)則不能D細(xì)胞的吸水和失水是水分子順相對(duì)含量梯度跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程解

7、析：生物膜具有選擇透過性，細(xì)胞選擇吸收的一些離子和小分子可通過膜，而細(xì)胞不吸收的離子和小分子不能通過膜，因細(xì)胞膜上無這些離子和小分子的載體蛋白。水分子進(jìn)出細(xì)胞的方式是自由擴(kuò)散，進(jìn)出方向取決于細(xì)胞內(nèi)外濃度差，水是順相對(duì)含量梯度運(yùn)輸?shù)?。植物?xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜。2.用完全培養(yǎng)液在兩個(gè)相同的容器內(nèi)分別培養(yǎng)水稻和番茄苗，假設(shè)兩植物的吸水速率相同，一段時(shí)間后，測定培養(yǎng)液中各種離子與實(shí)驗(yàn)開始時(shí)各種離子濃度之比，如圖所示，該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不能說明( D )A水稻吸收水的相對(duì)速率比吸收Ca2、Mg2的大B與番茄相比，水稻對(duì)SiO需要量大，對(duì)Ca2需要量小C不同植物根尖細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量是不同的D植物對(duì)

8、各種離子的吸收速率與溶液中離子的濃度有關(guān)解析：培養(yǎng)水稻的溶液中，實(shí)驗(yàn)后Ca2、Mg2與實(shí)驗(yàn)前的比值大于1，說明Ca2、Mg2濃度增大，即吸收水的量多于吸收Ca2、Mg2的量。水稻吸收的SiO多，對(duì)Ca2、Mg2的吸收量少，而番茄吸收的Ca2和Mg2較多，對(duì)SiO的吸收量少。這體現(xiàn)了植物對(duì)無機(jī)鹽離子的吸收具有選擇性，其原因在于不同植物根尖細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量是不同的。圖中并不能看出植物體對(duì)各種離子的吸收速率與溶液中的離子濃度有關(guān)。3.下圖表示番茄隨環(huán)境中氧濃度的變化，從培養(yǎng)液中吸收Ca2和SiO的曲線。影響A、B兩點(diǎn)與B、C兩點(diǎn)吸收量的主要因素分別是( D )A離子濃度、載體數(shù)量 B離子濃度

9、、呼吸作用強(qiáng)度C載體數(shù)量、離子濃度 D載體數(shù)量、呼吸作用強(qiáng)度解析：根對(duì)無機(jī)鹽離子的吸收是一個(gè)主動(dòng)運(yùn)輸過程，需要載體和ATP。A、B點(diǎn)是在同等氧濃度下，得到的ATP相同，其差異只能是因?yàn)橄鄳?yīng)載體數(shù)量的不同。B、C點(diǎn)的差別則是由于氧濃度不同造成的，因而影響因素是呼吸作用強(qiáng)度。4.如下圖實(shí)驗(yàn)裝置，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(shí)間后再加入蔗糖酶。最可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是( A )A漏斗中液面開始時(shí)先上升，加酶后繼續(xù)上升，然后又下降B在玻璃槽中會(huì)測到蔗糖和蔗糖酶C漏斗中液面開始時(shí)先下降，加酶后一直上升D在玻璃槽中會(huì)測到葡萄糖、果糖和蔗糖酶解析：實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，蔗糖不能

10、透過半透膜，所以單位時(shí)間內(nèi)通過半透膜滲透進(jìn)長頸漏斗中的水分子數(shù)比滲透出來的多，漏斗內(nèi)液面上升。而加入蔗糖酶后，酶是大分子，且1分子蔗糖分解產(chǎn)生2分子單糖，故長頸漏斗中液面繼續(xù)上升，然后蔗糖被分解為單糖，單糖分子能透過半透膜進(jìn)入玻璃槽中，使玻璃槽內(nèi)液體濃度升高，一段時(shí)間后，水分子從長頸漏斗內(nèi)滲出的較多，漏斗內(nèi)液面下降。5.圖1表示物質(zhì)擴(kuò)散的圖解，圖2是設(shè)計(jì)證明圖1物質(zhì)擴(kuò)散成立的實(shí)驗(yàn)裝置。下列有關(guān)敘述正確的是( D )A圖甲中水柱a將持續(xù)上升B圖甲中水柱a將先上升后下降C圖乙中水柱b將持續(xù)上升D圖乙中水柱b將先上升后下降解析：由于淀粉不能透過半透膜，故水柱a表現(xiàn)為先上升，后保持不變；葡萄糖能透過半

11、透膜，水柱b表現(xiàn)為先上升，后由于葡萄糖透過半透膜進(jìn)入清水中，水柱b將下降。6.(2013·江蘇卷)下圖為研究滲透作用的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)回答下列問題：(1)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，漏斗內(nèi)外起始液面一致。滲透平衡時(shí)液面差為h，此時(shí)S1 和S2 濃度的大小關(guān)系為S1>S2。(2)圖中半透膜模擬的是成熟植物細(xì)胞中的原生質(zhì)層，兩者在物質(zhì)透過功能上的差異是原生質(zhì)層能主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)物質(zhì)而半透膜不能。(3)為進(jìn)一步探究兩種膜的特性，某興趣小組做了以下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)材料：紫色洋蔥。實(shí)驗(yàn)器具：如圖所示的滲透裝置(不含溶液)，光學(xué)顯微鏡，載玻片，蓋玻片，鑷子，刀片，吸水

12、紙，擦鏡紙，滴管，記號(hào)筆等。實(shí)驗(yàn)試劑：蒸餾水，0.3 g/mL 的蔗糖溶液和與其等滲的KNO3 溶液。部分實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果如下：選兩套滲透裝置，標(biāo)上代號(hào)X 和Y。在兩個(gè)燒杯里均加入一定量的蒸餾水，分別在裝置X 和Y 的漏斗內(nèi)加入適量的蔗糖溶液和KNO3 溶液，均調(diào)節(jié)漏斗內(nèi)外液面高度一致。滲透平衡時(shí)出現(xiàn)液面差的裝置有X(填代號(hào))。選兩片潔凈的載玻片，標(biāo)號(hào)，在載玻片中央分別滴加蒸餾水，制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片并分別觀察裝片中細(xì)胞的初始狀態(tài)。觀察臨時(shí)裝片中浸潤在所提供的蔗糖溶液和KNO3 溶液中的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞發(fā)生的變化，兩者都能出現(xiàn)的現(xiàn)象是質(zhì)壁分離。(4)上述實(shí)驗(yàn)中最能體現(xiàn)兩種膜功能差異的

13、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是KNO3 溶液中的細(xì)胞質(zhì)壁分離后會(huì)自動(dòng)復(fù)原。解析：本題綜合考查滲透裝置、植物細(xì)胞吸水和失水的條件、質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)的操作以及生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則等知識(shí)。(1)一般兩側(cè)溶液的濃度并不相等，因?yàn)橐好娓叩囊粋?cè)形成的靜水壓，會(huì)阻溶劑由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴(kuò)散，故兩者濃度關(guān)系仍是S1>S2。(2)圖中半透膜模擬成熟植物細(xì)胞的原生質(zhì)層，從功能上，半透膜只是利用孔徑大小控制物質(zhì)進(jìn)出；原生質(zhì)層是選擇透過性膜，靠能量和載體控制物質(zhì)出入，具有生物活性，可以完成逆濃度梯度的主動(dòng)運(yùn)輸。(3)蔗糖分子不能通過半透膜，而KNO3 能夠通過半透膜，滲透平衡時(shí)裝置X 能出現(xiàn)液面差，裝置Y 不能出現(xiàn)液面差

14、。洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞為成熟植物細(xì)胞，能夠發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象，選潔凈的載玻片分別編號(hào)，在載玻片中央分別滴加蒸餾水，制作臨時(shí)裝片后觀察洋蔥表皮細(xì)胞的初始狀態(tài)。蔗糖分子不能透過原生質(zhì)層，蔗糖溶液中的細(xì)胞質(zhì)壁分離后不會(huì)自動(dòng)復(fù)原，KNO3 能被細(xì)胞吸收，導(dǎo)致細(xì)胞液和外界溶液的濃度差被消除，從而發(fā)生質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原的現(xiàn)象。考點(diǎn)3物質(zhì)出入細(xì)胞的方式1.已知某種物質(zhì)通過細(xì)胞膜的方式如圖所示，則下列哪種物質(zhì)與其有相同的運(yùn)輸方式( B )AH2OB氨基酸C苯DCO2解析：由圖中可知，該物質(zhì)通過細(xì)胞膜的方式為主動(dòng)運(yùn)輸，氨基酸通過細(xì)胞膜的方式也為主動(dòng)運(yùn)輸，而A、C、D中物質(zhì)通過細(xì)胞膜的方式為自由擴(kuò)散。2.(201

15、1·新課標(biāo)卷)將人的紅細(xì)胞放入4 蒸餾水中，一段時(shí)間后紅細(xì)胞破裂，主要原因是( C )A紅細(xì)胞膜具有水溶性B紅細(xì)胞的液泡體積增大C蒸餾水大量進(jìn)入紅細(xì)胞D低溫時(shí)紅細(xì)胞膜流動(dòng)性增大解析：細(xì)胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，水分子可以通過自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。把細(xì)胞放到蒸餾水中，細(xì)胞液濃度高于外界溶液濃度，導(dǎo)致大量水分子進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞破裂，選項(xiàng)C正確。低溫下細(xì)胞膜的流動(dòng)性減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。細(xì)胞破裂與細(xì)胞膜的水溶性無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。人的紅細(xì)胞不具備中央大液泡，其他細(xì)胞器已經(jīng)退化消失，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。3.下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹?，錯(cuò)誤的是( D )A植物細(xì)胞積累K需消耗能量B細(xì)胞對(duì)離子的吸收具有選擇性C

16、海水中的海藻細(xì)胞可通過積累溶質(zhì)防止質(zhì)壁分離D液泡中積累大量離子，故液泡膜不具有選擇透過性解析：無機(jī)鹽離子進(jìn)出細(xì)胞的方式主要是主動(dòng)運(yùn)輸，主動(dòng)運(yùn)輸需要載體和能量。載體具有專一性，對(duì)離子吸收有選擇性；能量的提供主要是通過有氧呼吸產(chǎn)生的。海藻細(xì)胞可以通過積累溶質(zhì)提高細(xì)胞液濃度，不至于造成質(zhì)壁分離。4.下圖表示物質(zhì)通過紅細(xì)胞膜的示意圖，其中黑點(diǎn)代表物質(zhì)分子，圓圈代表載體，多角形表示能量，請(qǐng)回答：(1)表示自由擴(kuò)散方式，表示主動(dòng)運(yùn)輸方式，表示協(xié)助擴(kuò)散方式。(2)K、O2和葡萄糖三種物質(zhì)中，通過方式進(jìn)入紅細(xì)胞的是K。(3)與方式相比，方式的主要特點(diǎn)是需要借助載體，該物質(zhì)是在細(xì)胞內(nèi)的核糖體上合成的。與相比，方

17、式的不同之處是需要消耗能量。(4)若在細(xì)胞中注入某種呼吸抑制劑，方式將會(huì)受到較大影響。解析：圖顯示物質(zhì)分子透過細(xì)胞膜時(shí)可完全依靠濃度差，既不需載體，也不消耗能量，應(yīng)屬自由擴(kuò)散。圖顯示物質(zhì)分子跨膜運(yùn)輸需載體蛋白協(xié)助且消耗能量，應(yīng)屬主動(dòng)運(yùn)輸。圖顯示物質(zhì)分子跨膜時(shí)需載體協(xié)助，但不消耗能量，應(yīng)屬協(xié)助擴(kuò)散。5.圖甲所示為物質(zhì)出入細(xì)胞膜的示意圖，圖乙所示為物質(zhì)出入細(xì)胞的方式與濃度的關(guān)系，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)A代表蛋白質(zhì)分子；B代表磷脂雙分子層；D代表多糖。(2)細(xì)胞膜從功能上來說，它是一層選擇透過性膜。(3)動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹時(shí)B的厚度變小，這說明B具有一定的流動(dòng)性。(4)在ae五種過程中，代表被動(dòng)運(yùn)輸?shù)氖莃

18、、c、d，它們可用圖乙中的表示的是b、c，可用圖乙中表示的為ae中的a、e。(5)維生素D進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞應(yīng)是圖中編號(hào)b；葡萄糖從腸腔進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞的過程是圖中編號(hào)a。(6)物質(zhì)通過細(xì)胞膜與膜的流動(dòng)性有密切關(guān)系，為了探究溫度對(duì)膜的流動(dòng)性的影響，有人做了下述實(shí)驗(yàn)：分別用紅色和綠色熒光染料標(biāo)記人和鼠細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，然后讓兩個(gè)細(xì)胞在37 條件下融合并培養(yǎng)，40 min后，融合的細(xì)胞膜上紅色和綠色的熒光均勻相間分布。有人認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)密，其原因是缺少對(duì)照實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)可以通過在相同時(shí)間、不同溫度下培養(yǎng)后，觀察紅色和綠色熒光物質(zhì)在細(xì)胞膜上的分布情況來判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還可以通過比較紅色和綠色熒光在細(xì)胞膜上均勻分布所需時(shí)間的長短來判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該實(shí)驗(yàn)可能得出的結(jié)論是在一定范圍內(nèi)，隨著溫度升高，細(xì)胞膜的流動(dòng)性加快。解析：(1)細(xì)胞膜主要由蛋白質(zhì)分子和磷脂雙分子層構(gòu)成，細(xì)胞膜表面還有鏈狀的多糖分子，能與蛋白質(zhì)結(jié)合成為糖蛋白，也可和脂質(zhì)分子結(jié)合成糖脂。(2)細(xì)胞膜從功能上來說最重要的特性是選擇透過性。(3)動(dòng)物細(xì)胞吸水膨脹時(shí)，厚度變小，說明磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)分子均處于動(dòng)態(tài)變化之中。這種現(xiàn)象證明磷脂