【生物】2019届一轮复习人教版物质跨膜运输的实例及物质出入细胞的方式学案

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第8讲　物质跨膜运输的实例及物质出入细胞的方式 考纲要求 考情分析 命题趋势 ‎1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)‎ ‎2．实验：‎ ‎(1)通过模拟实验探究膜的透性 ‎(2)观察植物细胞的质壁分离和复原 ‎2017，天津卷，5T ‎2016，全国卷Ⅰ，2T ‎2016，全国卷Ⅰ，31T(3)‎ ‎2015，全国卷Ⅱ，1T,3T 主要结合图表考查：①物质出入细胞的各种运输方式的特点和影响因素；②渗透作用原理的相关实验设计及实践应用 分值：2～6分 ‎ 考点一　细胞的吸水、失水及物质跨膜运输的实例 ‎(见学生用书P40)‎ 一、细胞的吸水和失水 ‎1．原理：渗透作用。‎ ‎(1)发生此现象的物质：水分子(或其他__溶剂__分子)。‎ ‎(2)发生的条件 ‎2．动植物细胞发生渗透作用的条件分析 ‎(1)动物 细胞 ‎(2)植物 细胞 ‎3．验证细胞吸水和失水的实验 ‎(1)动物细胞(以哺乳动物红细胞为例)‎ 当__外界溶液浓度__＜__细胞内液浓度__时，细胞吸水膨胀，反之细胞失水皱缩。‎ ‎(2)植物细胞(洋葱细胞的质壁分离实验)‎ ‎①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。‎ ‎②当__外界溶液浓度__＜__细胞液浓度__时，细胞吸水，失水的细胞发生__质壁分离复原__现象。‎ 二、观察植物细胞的质壁分离与复原 ‎1．实验原理 ‎(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层__半透膜__。‎ ‎(2)__细胞液__具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。‎ ‎(3)原生质层比细胞壁的伸缩性__大得多__。‎ ‎2．实验步骤 答案 紧贴细胞壁　0.3 g/mL的蔗糖溶液　逐渐变小　变深 清水　逐渐变大　变浅 三、物质跨膜运输的其他实例 番茄和水稻吸收无机盐离子的比较：‎ 科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO的培养液中培养，结果及分析如下：‎ ‎1．实验结果 ‎(1)不同植物对__同种无机盐离子__的吸收有差异。‎ ‎(2)同种植物对__不同无机盐离子__的吸收也有差异。‎ ‎2．实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有__选择性__。‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)将人的红细胞放入‎4 ℃‎蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，其主要原因是蒸馏水大量进入红细胞。(　√　)‎ ‎(2)质壁分离的过程中水分子的扩散只能单向进行。(　×　)‎ ‎(3)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。(　×　)‎ ‎(4)成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透过性。(　×　)‎ ‎(5)用紫色洋葱鳞片叶外表皮作实验材料可观察质壁分离及复原。(　√　)‎ ‎(6)不同种类的植物细胞，细胞膜上运载同种无机盐的载体数量是相同的。(　×　)‎ ‎(7)同种细胞吸收不同矿质元素离子的速率相同。(　×　)‎ ‎(8)番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等。(　×　)‎ ‎2．如图为渗透作用实验，此半透膜只允许水分子和单糖分子通过，向a侧加入质量分数为5%的蔗糖溶液，向b侧加入质量分数为5%的葡萄糖溶液，初始状态如图，则刚开始时和最终时的液面高低分别为(　C　)‎ A．a高于b，a高于b　　　　　 B．a高于b，a低于b C．a低于b，a高于b D．a低于b，a低于b 解析　刚开始时，由于两侧的浓度和体积相同，所以两侧溶质的质量相同，而蔗糖的分子量大于葡萄糖，因而b侧的葡萄糖分子数大于a侧的蔗糖分子数，a侧水分子数大于b侧，水分子由a侧向b侧扩散，直至a、b两侧水分子数相等。当两侧水分子数相等时，此半透膜只允许水分子和单糖通过，所以b侧的葡萄糖可以进入a侧，而a侧的蔗糖不能进入b侧，最终a侧液面高于b侧。‎ ‎3．(2014·江苏卷)在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如下图所示)。下列有关叙述正确的是(　B　)‎ A．第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域 B．第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处 C．吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头 D．为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤 解析　第一次观察时由于未滴入蔗糖溶液，细胞还没有发生质壁分离，较易观察到的是紫色大液泡，由于此时液泡占整个细胞体积的比例较大，因此观察到的无色的细胞质基质区域应较小，故A项错误；吸水纸的主要作用是吸引蔗糖溶液或清水从盖玻片的一侧流到另一侧，使全部洋葱鳞片叶外表皮浸润在蔗糖溶液或清水中，故C项错误；第一次显微镜观察是为了获得实验前的现象，以便于和实验中的现象变化作对比，因此不可省略，故D项错误。‎ ‎ 一　渗透系统的组成分析 渗透作用模型 植物细胞与外界溶液形成的渗透系统 图解 基本组成或条件 半透膜、浓度差 原生质层——选择透过性膜；浓度差——细胞液与外界溶液之间 原理 水分子通过半透膜的扩散作用　‎ 细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透作用 水扩散的方向 低浓度溶液→高浓度溶液 ‎[例1] 某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为(　B　)‎ 解析　仔细观察图示，长颈漏斗内为蔗糖溶液，实验开始后长颈漏斗内部液面将上升，由于实验初始阶段半透膜内外溶液浓度差较大，所以液面上升速度快。随着液面高度的增大，液柱抑制水分渗入的作用力逐渐增大，当与浓度差促进水分渗入的作用力达到平衡时，液面不再上升。此时，水分子通过半透膜的渗入与渗出达到平衡。‎ 渗透方向及浓度大小的判断 ‎(1)判断溶剂渗透的总方向 ‎①若半透膜两侧是同种溶液，根据质量浓度或物质的量浓度判定。‎ ‎②若半透膜两侧是不同的溶液，物质的量浓度才能体现溶质或溶剂分子数的多少，如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，则葡萄糖溶液一侧单位体积中葡萄糖分子数多(水分子数少)，水分子由蔗糖溶液 一侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散。‎ ‎(2)判断半透膜两侧溶液浓度大小 若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就存在浓度差，液面差越大，浓度差就越大，且液面高的一侧溶液浓度高。‎ ‎ 二　细胞吸水与失水的实验分析 ‎1．运输方向：细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量梯度的跨膜运输过程。‎ ‎2．运输特点：细胞吸水时，水分子也有从细胞出来的，细胞失水时，水分子也有进入细胞的，即无论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。‎ ‎[例2] (2014·全国卷Ⅱ)将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则(　D　)‎ A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高 B．浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组 C．a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组 D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5 mol·L－1之间 解析　通过图示可以看出，a组和b组实验前长度/实验后长度的值都小于1，表明细胞吸水导致细条变长；由于a组实验前长度/实验后长度的值小于b组，说明a组吸水较多，b组吸水较少，所以实验后a组液泡中溶质的浓度比b组的低。f组细胞失水，而b组细胞吸水，因此浸泡导致f组细胞中液泡的失水量大于b组。水分进出细胞的方式是自由扩散，不消耗ATP。在浓度为0.4 mol·L－1的蔗糖溶液中的c组细胞吸水，而在浓度为0.5 mol·L－1的蔗糖溶液中的d组细胞失水，所以使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5 mol·L－1之间。‎ ‎ 三　探究膜的透性 ‎1．探究物质能否通过半透膜(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 ‎[例3]如图所示，容器A中含0.02 mol·L－1蔗糖，0.03 mol·L－1尿素；容器B中含0.01 mol·L－1蔗糖，0.05 mol·L－1尿素。A、B间隔一层半透膜。第一种情况：半透膜只允许水分子通过；第二种情况：半透膜允许水分子和尿素通过。当达到动态平衡时，这两种情况下的液面高度情况是(　C　)‎ A．一样高，A高于B B．B高于A，不能确定 C．B高于A，A高于B D．一样高，不能确定 解析　第一种情况：半透膜只允许水分子通过，则容器A中溶液总的物质的量浓度为0.05 mol·L－1，容器B中溶液总的物质的量浓度为0.06 mol·L－1，容器B中溶液的渗透压高于容器A中溶液的渗透压，故最终B中的液面高于A中的。第二种情况：半透膜允许水分子和尿素分子通过，那么最终半透膜两侧的尿素浓度相等，但是容器A中的蔗糖浓度大于B中的，故最终A中的液面高于B中的。‎ ‎ 四　质壁分离实验的选材、原理、操作及应用 ‎1．巧判细胞能否发生质壁分离与复原 ‎(1)从细胞角度分析 ‎①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。‎ ‎②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。‎ ‎(2)从溶液角度分析 ‎①在一定浓度(溶质不能透膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能自动复原(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。‎ ‎②在一定浓度(溶质可透膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。‎ ‎③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。‎ ‎2．不同试剂对质壁分离和复原的影响分析 ‎(1)若使用浓度过高的蔗糖溶液，则质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，使细胞过度失水而死亡。‎ ‎(2)若使用质量浓度为1 mol·L－1的KNO3溶液，因为K＋和NO均可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原。‎ ‎(3)若使用质量浓度为1 mol·L－1的醋酸溶液，则不发生质壁分离及复原现象。因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。‎ ‎[例4] 成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象。下图1是发生质壁分离的植物细胞，图2是显微镜下观察到的某一时刻的图像。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)图1中细胞的质壁分离指的是细胞壁和__原生质层__的分离，后者的结构包括[2]和[4]以及二者之间的细胞质。‎ ‎(2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是__外界溶液浓度高于细胞液浓度__，植物细胞自身应具备的结构特点是__原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性__。‎ ‎(3)图2是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是__细胞液的浓度大于、等于或小于外界溶液的浓度__。‎ ‎(4)将形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜B的幼根各5段，分别放在不同浓度的蔗糖溶液(甲～戊)中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，结果如图3所示，据图分析：‎ 图3‎ ‎①红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度__高__。‎ ‎②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后红心萝卜A的细胞液浓度会__降低__。‎ ‎[例1] (经典高考题)下图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：‎ ‎(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致，渗透平衡时的液面差为Δh，此时S1和S2浓度大小关系为__________。‎ ‎(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的______________，‎ 两者在物质透过功能上的差异是__________。‎ ‎(3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。‎ 实验材料：紫色洋葱。‎ 实验器具：如图所示的渗透装置(不含溶液)，光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。‎ 实验试剂：蒸馏水，0.3 g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。‎ 部分实验步骤和结果如下：‎ ‎①选两套渗透装置，标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有__________(填代号)。‎ ‎②选两片洁净的载玻片，__________，在载玻片中央分别滴加__________________，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。‎ ‎③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是__________________。‎ ‎(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是__________________。‎ ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 ‎(1)‎ 没有理解渗透平衡的原理 ‎－1‎ ‎(2)‎ 生物基本概念模糊，没有充分理解半透膜与植物原生质层的差异 ‎－1‎ ‎(3)‎ ‎①忽略了小分子和离子可以透过半透膜 ‎－1‎ ‎②忽略了实验一定要标号；制洋葱鳞片叶表皮装片应滴加蒸馏水 ‎－2‎ ‎③考生没有分析清楚，细胞不能吸收蔗糖，但可以吸收K＋、NO ‎－1‎ ‎(4)‎ 没有注意语言表述的完整性 ‎－2‎ ‎[解析] (1)由图中液面变化可知，当达到渗透平衡时，S1渗透压＝S2渗透压＋Δh压强，因此两者浓度关系仍是S1>S2。(2)成熟的植物细胞原生质层相当于半透膜，因此图中半透膜模拟的是成熟植物细胞的原生质层。两者的差异是半透膜是物理性半透膜，没有选择透过性，而原生质层具有选择透过性。(3)①蔗糖分子不能透过半透膜，因此当达到渗透平衡时X 装置会存在液面差；KNO3溶液中的K＋、NO均能够透过半透膜，最终会使半透膜两侧的浓度相等，因此渗透平衡时Y装置不存在液面差。②对照实验需要标号，洋葱鳞片叶外表皮细胞为成熟植物细胞，观察其初始状态时应滴加蒸馏水制作临时装片。③由于外界溶液浓度较大，短时间内植物细胞均出现渗透失水，即都会发生质壁分离。(4)细胞发生质壁分离后，蔗糖分子不能透过原生质层，而KNO3溶液中的K＋、NO能够透过原生质层，则放在蔗糖溶液中的细胞保持质壁分离状态，放在KNO3溶液中的细胞发生质壁分离后会自动复原。因此KNO3溶液中的细胞发生质壁分离后会自动复原是最能体现两种膜功能差异的实验现象。‎ ‎[规范答题] (除注明外，每空1分)(1)S1>S2‎ ‎(2)原生质层　原生质层能主动转运有关物质，而半透膜不能 ‎(3)①X　②标号　蒸馏水　②质壁分离 ‎(4)KNO3溶液中质壁分离后会自动复原(2分)‎ ‎1．为探究膜的透性，设计了如图所示的实验装置，其中E、F、G为用猪膀胱制成的小袋，内盛有溶液甲或溶液乙，上端分别接上口径相同的小玻璃管，起初3支小玻璃管内的液面高度相同，已知体积VG>VE＝VF，甲、乙、丙三种溶液分别为质量浓度为‎0.2 g/mL、‎0.1 g/mL、‎0.3 g/mL 的蔗糖溶液。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)几分钟后，3支小玻璃管中的液面将__下降__(填“上升”或“下降”)，其液面高度变化的大小排序是__g管>f管>e管__。‎ ‎(2)对比分析e、f小玻璃管中的现象可知，引起实验差异的原因是__E、F中溶液浓度不同__。‎ ‎(3)若将两组这样的装置，一组放于‎37 ℃‎的恒温箱中，一组放于‎0 ℃‎的恒温箱中，几分钟后观察，可见两装置中e玻璃管的液面都下降，且放于‎37 ℃‎恒温箱中的较放于‎0 ℃‎恒温箱中的下降速率大，说明__温度影响物质跨膜运输的速率__。‎ 解析　(1)丙溶液浓度高于甲、乙溶液浓度，所以三支小玻璃管的液面均下降。由于甲、丙溶液浓度差小于乙、丙溶液浓度差，所以与e管相比，f管液面下降幅度较大；由于G的体积大于F的体积，所以与f管相比，g管液面下降幅度较大。(2)E和F中的溶液浓度不同，所以e和f小玻璃管中的液面下降幅度不同。(3)与0 ℃相比，37 ℃条件下液面下降速率更快，说明温度影响物质跨膜运输的速率。‎ 考点二　物质出入细胞的方式 ‎(见学生用书P43)‎ ‎1．物质跨膜运输的方式 ‎(1)填写物质跨膜运输方式、结构名称 甲：__自由扩散__；乙：__协助扩散__；丙：__主动运输__；a：__载体蛋白__。‎ ‎(2)影响因素 ‎①图甲：__浓度差__。‎ ‎②图乙：__浓度差和载体蛋白__。‎ ‎③图丙：__载体蛋白和能量__。‎ ‎(3)实例 ‎①自由扩散：水、甘油、乙醇、苯、CO2、O2等。‎ ‎②协助扩散：红细胞吸收葡萄糖、动作电位形成时Na＋内流等。‎ ‎③主动运输：小肠吸收无机盐、葡萄糖、氨基酸等。‎ ‎2．大分子物质进出细胞 ‎(1)方式 ‎(2)特点：需要__消耗能量__，同时体现了细胞膜的__流动性__。‎ ‎3．实例 ‎(1)胞吞：白细胞吞噬病菌等。‎ ‎(2)胞吐：分泌蛋白的分泌、神经递质的释放等。‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)水分子和钾离子以自由扩散方式进出黑藻细胞。(　×　)‎ ‎(2)突触前膜释放乙酰胆碱属于协助扩散。(　×　)‎ ‎(3)O2通过主动运输进入线粒体。(　×　)‎ ‎(4)葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白。(　×　)‎ ‎(5)植物根系通过主动运输吸收无机离子需要ATP。(　√　)‎ ‎(6)抑制细胞呼吸对自由扩散和主动运输的转运速率均有影响。(　×　)‎ ‎2．动物细胞内低Na＋高K＋的离子浓度对于神经冲动的产生、细胞渗透平衡等生命活动具有重要作用。这种浓度差与细胞膜上的Na＋K＋泵有关，其作用原理如下图所示。下列说法不正确的是(　D　)‎ A．Na＋和K＋的运输方式为主动运输 B．Na＋K＋泵每次运输的Na＋数量多于K＋‎ C．在细胞培养液中加入乌苯苷会影响K＋的运输 D．该运输过程的持续会导致大量ADP的积累 解析　ADP与ATP相互转化的速率快，不会导致ADP的大量积累。‎ ‎3．(2014·安徽卷)如图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是(　C　)‎ 选项 管腔中氨基酸→上皮细胞 管腔中Na＋→上皮细胞 上皮细胞中氨基酸→组织液 A 主动运输 被动运输 主动运输 B 主动运输 主动运输 主动运输 C 主动运输 被动运输 被动运输 D 被动运输 主动运输 被动运输 解析　根据题意即图示分析可知，肾小管管腔中的氨基酸进入上皮细胞为逆浓度梯度的运输，并且需要Na＋顺浓度梯度运输提供能量，属于主动运输；管腔中Na＋进入上皮细胞是从高浓度向低浓度一侧扩散，属于被动运输；上皮细胞中氨基酸进入组织液的过程中，是顺浓度梯度运输，不消耗能量，属于被动运输。‎ ‎ 一　物质出入细胞的方式及特点 ‎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 ‎[例1] (原创题)如图表示物质进入动物细胞的5种方式。据图回答以下问题(填标号)：‎ ‎(1)吞噬细胞通过__⑤__(填序号)过程吞噬病原体，该过程不需要载体蛋白质协助，但要消耗__ATP__。‎ ‎(2)小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是__①__。神经细胞受到刺激形成动作电位时，Na＋进入细胞内的方式为__③__。‎ ‎(3)温度会影响图中__①②③④⑤__过程的速率，这与温度影响酶的__活性__及分子运动速率有关。‎ ‎(4)若该细胞除细胞膜外，不具有其他膜结构。下图中能正确表示在一定O2浓度范围内，K＋进入该细胞的速率与O2浓度关系的是__A__。‎ 解析　(4)K＋进入细胞的运输方式是主动运输，需要载体、能量；哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，只能进行无氧呼吸，则呼吸强度不受氧气浓度的影响，故选A项。‎ ‎“三步法”判断物质出入细胞的方式 ‎ 二　影响物质跨膜运输的因素 ‎1．物质浓度 ‎2．O2浓度 ‎3．温度 ‎[例2] 图甲是物质A通过细胞膜的示意图，图乙是与物质跨膜运输有关的示意图。据此判断正确的是(　D　)‎ A．物质A跨膜运输的方式是胞吞或胞吐 B．图中物质B彻底水解的产物为葡萄糖 C．物质A的运输可用图乙中的曲线①表示 D．曲线② Q点之前影响物质运输速率的因素有载体蛋白数量和能量 解析　物质A由低浓度一侧运输到高浓度一侧，属于主动运输；物质B是载体蛋白，化学本质是蛋白质，彻底水解产物是氨基酸；②表示主动运输，影响主动运输的因素有载体蛋白数量和能量。‎ ‎[例1] 如图是某一物质通过细胞膜的图解，据图回答下列问题：‎ ‎(1)①图中所示物质通过细胞膜的方式是____________；理由是____________________，此物质运输方式可以体现出细胞膜在功能上具有______________的特点。‎ ‎②下列符合图示运输方式的物质是(　　)‎ A．甘油　　　　　　　　　 B．K＋‎ C．N2 D．维生素D ‎(2)C物质是__________，它在细胞内转化快，从而保证了生命活动的正常进行，因此在细胞内的存在量__________(填“少”或“多”)。如图所示，C物质是在线粒体中经__________(填生理过程)产生的。‎ ‎(3)已知A、B分别是两种酶，A是磷酸激酶，B是磷酸酯酶，由图中信息推断：磷酸激酶的具体作用是__________________________，它们的化学本质是__________。‎ ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 ‎(1)‎ 表现为第2空扣分，判断主动运输方式的理由不充分 ‎－1‎ ‎(2)‎ 第3空错答“氧化分解”，氧化分解不是生理过程 ‎－2‎ ‎(3)‎ 错因是没按要求作答。题中问酶的作用，而专一性是酶作用特点 ‎－2‎ ‎[解析] (1)据图可知，某物质在载体蛋白的协助下，消耗ATP从低浓度的膜外转运至高浓度的膜内，属于主动运输。表明膜在功能上有选择透过性。甘油、N2等小分子，维生素D等脂溶性物质都通过自由扩散进入细胞，而K＋一般是主动运输。(2)C物质被用于主动运输后转变为ADP，故C物质是ATP，ATP在细胞内存量极少，ATP主要来源于线粒体有氧呼吸。(3)由图可知，磷酸激酶主要是催化D和磷酸结合在一起。‎ ‎[规范答题] (除注明外，每空1分)(1)①主动运输　需要载体、需要能量、逆浓度梯度运输(2分)　选择透过性　②B ‎(2)ATP　少　有氧呼吸(2分)‎ ‎(3)催化物质D和磷酸结合在一起(2分)　蛋白质 ‎1．氰化物是一种剧毒物质，其通过抑制[H]与O2的结合，使得组织细胞不能利用氧气而陷入内窒息。如图为研究植物根尖吸收钾离子的相关实验。下列分析不正确的是(　D　)‎ A．通过实验甲可以判断植物根尖细胞吸收K＋属于主动运输 B．实验甲中，4 h后氧气消耗速率下降是因为细胞外K＋浓度降低 C．实验乙中，4 h后吸收K＋的能量可能来自无氧呼吸 D．实验乙加入氰化物后，细胞对氧气的吸收速率不变 解析　由实验甲可知，加入KCl后，氧气的消耗速率增加，说明植物根尖细胞吸收K＋需要消耗能量，属于主动运输，A项正确；实验甲中，4 h后氧气消耗速率下降是因为细胞外K＋浓度降低，细胞吸收K＋的量减少，B项正确；实验乙中，4 h 后组织细胞吸收K＋的速率不再降低，说明此时细胞已经不能利用氧气，其吸收K＋的能量可能来自无氧呼吸，C项正确；氰化物能抑制[H]与O2的结合，因此实验乙加入氰化物后，细胞对氧气的吸收速率下降。‎ ‎1．(2017·天津卷)叶绿体中的色素为脂溶性，液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料，下列实验无法达到目的的是(　D　)‎ A．用无水乙醇提取叶绿体中的色素 B．用水做层析液观察花青苷的色素带 C．用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水 D．用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目 解析　由于叶绿体中色素为脂溶性，可用无水乙醇提取，A项正确；花青苷为水溶性，可用水做层析液，B项正确；月季成熟的紫红色叶片含紫红色的大液泡，可发生质壁分离和复原，则可用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水，C项正确；表皮细胞高度分化，不能分裂，不能用光学显微镜观察其染色体的形态和数目，D项错误。‎ ‎2．(2016·江苏卷)图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是(　B　)‎ A．载体①逆浓度运输溶质分子 B．载体②具有ATP酶活性 C．载体①和②转运方式不同 D．载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快 解析　载体①是从低浓度到高浓度运输溶质分子的，方式为主动运输，A项正确；载体②是顺浓度梯度运输溶质分子的，方式为协助扩散，不消耗ATP，B项错误；载体①和②转运方式不同，C项正确；协助扩散有载体蛋白的协助，比自由扩散速度快，D项正确。‎ ‎3．(2015·全国卷Ⅱ)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：‎ 培养瓶中气体 温度(℃)‎ 离子相对吸收量(%)‎ 空气 ‎17‎ ‎100‎ 氮气 ‎17‎ ‎10‎ 空气 ‎3‎ ‎28‎ 下列分析正确的是(　A　)‎ A．有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收 B．该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关 C．氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP D．与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收 解析　17 ℃氮气(缺氧)环境下该植物幼根对离子的吸收量比空气条件下低，说明幼根吸收离子需要消耗ATP，与空气环境相比不利于该植物幼根对离子的吸收，A项正确，C、D项错误；空气中培养，由温度为17 ℃时离子吸收量明显高于3 ℃可知，该植物幼根对离子的吸收与温度有关，B项错误。‎ 课时达标　第8讲(见课时达标P15)‎ ‎1．某植物细胞间隙的浓度为a，细胞液的浓度为b，细胞质基质的浓度为c，当它因缺水而萎蔫时，三者之间的关系是(　C　)‎ A．a>b>c B．b>c>a C．a>c>b D．b>a>c ‎2．(2018·江西南昌第二中学月考)下列关于物质的跨膜运输的叙述正确的是(　D　)‎ A．分泌蛋白的分泌过程需要跨过1层生物膜 B．水稻叶肉细胞无氧呼吸产生的CO2，被同一个细胞利用需要跨过4层生物膜 C．mRNA从细胞核进入到细胞质需要跨过4层磷脂分子层 D．叶绿体基质中的O2被相邻细胞利用至少要跨过6层磷脂双分子层 解析　分泌蛋白的分泌过程属于胞吐，因此不需要跨过生物膜，A项错误；水稻叶肉细胞的无氧呼吸发生在细胞质基质中，因此产生的CO2被同一个细胞利用只要跨过2层叶绿体膜，B项错误；mRNA在细胞核中合成后通过核孔进入细胞质中，不需要跨过磷脂双分子层，C项错误；植物细胞光合作用产生的O2被相邻细胞利用要穿过叶绿体的外膜和内膜、两个细胞的细胞膜、线粒体膜的外膜和内膜，因此总共要跨过6层膜，D项正确。‎ ‎3．将大小、长势相同的某种植物幼苗均分为甲、乙两组，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养(其他条件相同且不变)，两组植物培养时鲜重的变化情况如图所示。下列有关叙述错误的是(　B　)‎ A．6 h时，两组幼苗都已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用失水和根细胞失水 B．6 h后，甲组幼苗因根系开始吸收K＋、NO，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高 C．12 h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗将死亡 D．一般情况下，植物从土壤中吸收K＋、NO是主动运输，需要根细胞通过呼吸作用提供ATP 解析　实验开始时甲组幼苗就开始吸收K＋、NO，到6 h时细胞液浓度大于外界溶液浓度，从而使吸水能力增强，鲜重逐渐提高。‎ ‎4．下列有关物质出入细胞的叙述，正确的是(　B　)‎ A．被动运输需要载体蛋白协助，但不消耗ATP B．在质壁分离复原过程中，细胞液浓度降低 C．肝细胞通过主动运输吸收葡萄糖和O2‎ D．胞吐过程充分体现了细胞膜上载体蛋白的专一性 解析　被动运输包括自由扩散和协助扩散，其中自由扩散不需要载体蛋白协助，也不消耗ATP，A项错误；在质壁分离复原过程中，细胞吸水，导致细胞液浓度降低，B项正确；肝细胞通过主动运输吸收葡萄糖，通过自由扩散吸收O2，C项错误；胞吐过程充分体现了细胞膜的流动性，与载体蛋白无关，D项错误。‎ ‎5．(2018·江西金溪第一中学高三)如图所示，U形管中间被一种只允许水分子通过的半透膜隔开，现在两边分别加入0.1 mol/L 的蔗糖溶液和0.1 mol/L的麦芽糖溶液，一段时间后左右两侧液面高度怎样变化？若向U形管右侧加入某种微量物质(不影响溶液浓度)，右侧液面高度上升，那么加入的这种微量物质最可能是(　C　)‎ A．右侧液面高度下降；胰岛素 B．右侧液面高度下降；衣藻 C．两侧液面高度不变；麦芽糖酶 D．两侧液面高度不变；蒸馏水 解析　蔗糖和麦芽糖都是二糖，相同浓度相同体积的两种溶液加入到被半透膜隔开的 U型管中，从图示信息可知，一段时间后左右两侧液面高度相等。若向麦芽糖溶液中加入胰岛素，对液面高度没有影响，A项错误；若向麦芽糖溶液中加入衣藻，由于衣藻消耗麦芽糖，导致溶液浓度降低，则表现为右侧液面下降，B项错误；若向麦芽糖溶液中加入适量的麦芽糖酶，麦芽糖将水解为葡萄糖，由此形成的葡萄糖溶液浓度大于左侧的蔗糖溶液浓度，从而导致右侧液面升高，C项正确；若向麦芽糖溶液中加入蒸馏水，将直接导致溶液浓度降低，表现为右侧液面下降，D项错误。‎ ‎6．用相同的培养液培养水稻和番茄幼苗，一段时间后，测定培养液中各种离子的浓度，结果如下图1所示。图2表示植物根细胞对离子的吸收速率与氧气浓度之间的关系。据图不能体现的信息是(　D　)‎ A．由图2可知，植物根细胞吸收离子的方式为主动运输 B．由图1可知，水稻对SiO需求量大，番茄对SiO需求量小 C．图2中b点，离子吸收速率受载体数量的限制 D．图1水稻培养液里的Ca2＋浓度高于初始浓度，说明水稻不吸收Ca2＋‎ 解析　图1中水稻培养液的Ca2＋浓度高于初始浓度，说明水稻吸水的相对速率大于吸收该离子的相对速率。‎ ‎7．将某活组织放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下培养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期测得细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。据图分析，下列叙述正确的是(　B　)‎ A．该组织细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散和主动运输 B．该组织细胞运输甲离子的载体数量比运输乙离子的数量多 C．两种离子均能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧，且不需要消耗能量 D．曲线MN段和AB段表明两种离子不再进入细胞 解析　从图中可以看出，细胞内甲、乙两种离子的浓度高于细胞外甲、乙两种离子的浓度，因此细胞对这两种离子的吸收方式都是主动运输，A项错误；由图可知，在相同的时间内，细胞对甲离子的吸收量较多，主要原因是该组织细胞运输甲离子的载体数量相对较多，B项正确；主动运输需要消耗能量，C项错误；曲线MN段和AB 段表明两种离子进出细胞处于平衡状态，D项错误。‎ ‎8．下列关于植物细胞质壁分离实验过程的叙述，错误的是(　B　)‎ A．细胞壁的伸缩性较小，原生质层的伸缩性较大，是发生质壁分离的一个基础 B．所有的高等植物细胞在环境条件适宜时都可以发生质壁分离现象 C．发生质壁分离的原因之一是水分子的渗透作用 D．用低倍显微镜观察，可看到细胞的中央液泡逐渐变小 ‎9．如图为细胞吸水力随质壁分离程度变化的曲线，下列相关叙述正确的是(　D　)‎ A．在质壁分离复原过程中，细胞吸水力应逐渐升高 B．细胞吸水力与质壁分离程度呈负相关 C．细胞不发生质壁分离就没有吸水力 D．如果增大外界溶液的浓度，则细胞的质壁分离程度可能更高 解析　在质壁分离复原的过程中，细胞液的浓度逐渐减小，细胞吸水力应逐渐降低，A项错误；由图可知，细胞吸水力与质壁分离程度呈正相关，B项错误；细胞不发生质壁分离说明细胞液的浓度等于或大于外界溶液的浓度，细胞仍有吸水力，C项错误；如果增大外界溶液的浓度，则细胞液和外界溶液的浓度差越大，可能导致细胞失水越多，细胞的质壁分离程度更高，D项正确。‎ ‎10．将萝卜条放在不同浓度的蔗糖溶液中进行实验，在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条细胞液的浓度变化关系如图所示，其中b点代表实验前细胞液的浓度，且a＝b。假设实验前萝卜条细胞液的浓度均相同。下列有关叙述正确的是(　C　)‎ A．蔗糖是生物大分子，只能通过非跨膜运输方式出入细胞 B．蔗糖溶液浓度为a时，萝卜条细胞内外的水分子无跨膜运输 C．蔗糖溶液浓度大于a时，萝卜条细胞失水，萝卜条质量将减少 D．将处于浓度为a的蔗糖溶液中的萝卜条移入清水中，则该萝卜条细胞会因吸水而涨破 ‎11．(2018·辽宁沈阳东北育才学校期中)原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。‎ 正常情况下尿液中不含葡萄糖，肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。如图为肾小管及相关结构示意图。下列相关说法错误的是(　A　)‎ A．肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度低于组织液 B．原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式既需要载体，又需要消耗ATP C．肾小管上皮细胞重吸收水分是通过渗透作用进行的 D．如果原尿中葡萄糖未能被完全重吸收，尿量将会增加 解析　据题意可知，肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液，而被动运输的特点是物质从高浓度处向低浓度处运输，因此肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度高于组织液。‎ ‎12．如图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用机理。据图分析，下列有关叙述错误的是(　B　)‎ A．氯离子在CFTR蛋白协助下通过主动运输转运 B．氯离子跨膜运输是由膜上磷脂分子和CFTR蛋白决定的 C．编码CFTR蛋白的基因发生突变可能会影响氯离子的跨膜运输 D．水分子与氯离子在运输过程中是否耗能是两者跨膜运输的重要区别之一 解析　氯离子跨膜运输是由CFTR蛋白和能量决定的。‎ ‎13．协助扩散需要细胞膜上转运蛋白的协助。图甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种协助扩散方式，其中通道介导的扩散比载体介导的快1 000倍。下列有关叙述正确的是(　B　)‎ A．载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的 B．载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性 C．甲乙两种方式均属于跨膜运输，故属于被动运输 D．物质主要以通道介导的方式进出细胞 解析　载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上并不是静止不动的，而是具有一定的流动性，A项错误；载体蛋白和通道蛋白均能运载特定的物质，具有一定的专一性，B项正确；甲乙两种方式都是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要载体蛋白的协助，属于被动运输中的协助扩散，C项错误；物质主要以主动运输的方式进入细胞，D项错误。‎ ‎14．如图表示与自由扩散、协助扩散和主动运输有关的图例或曲线。下列选项中对应正确的是(　C　)‎ A．肺泡上皮细胞吸收氧气——①⑤‎ B．红细胞吸收葡萄糖——③⑥‎ C．根尖细胞吸收矿质离子——③⑥‎ D．肌肉细胞吸收水——②④‎ 解析　①④为自由扩散，②⑤为协助扩散，③⑥为主动运输。肺泡上皮细胞吸收O2为自由扩散，红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，根尖细胞吸收矿质离子为主动运输，肌肉细胞吸水属于自由扩散。‎