第3課細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出主干知識(shí)·多維自查一、水分子進(jìn)出細(xì)胞的原理1.滲透作用:(1)概念:_______(或其他溶劑分子)通過(guò)_______的擴(kuò)散。(3)滲透作用的實(shí)質(zhì):單位時(shí)間內(nèi)由清水進(jìn)入蔗糖溶液中的水分子_____由蔗糖溶液進(jìn)入清水中的水分子,導(dǎo)致蔗糖溶液液面_____。水分子半透膜多于上升2.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水:3.植物細(xì)胞的吸水和失水(以成熟的植物細(xì)胞為例):(1)原理:(2)實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象:(3)結(jié)論:①植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層_______。②當(dāng)外界溶液溶質(zhì)的濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí):_________。③當(dāng)外界溶液溶質(zhì)的濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí):_________。半透膜細(xì)胞失水細(xì)胞吸水【思考辨析】1.在滲透作用中,當(dāng)半透膜兩側(cè)溶液濃度相等時(shí),水分子不再通過(guò)半透膜。()分析:當(dāng)半透膜兩側(cè)溶液濃度相等時(shí),半透膜兩側(cè)的水分子進(jìn)出平衡。2.哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞沒(méi)有具膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器,因此不能發(fā)生滲透作用。()分析:哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜,細(xì)胞膜內(nèi)外溶液具有一定的濃度差,可以發(fā)生滲透作用。3.活的、成熟的植物細(xì)胞能發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原。 ()××√4.質(zhì)壁分離是指細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞壁發(fā)生分離。 ()分析:質(zhì)壁分離是指原生質(zhì)層與細(xì)胞壁發(fā)生分離。5.質(zhì)壁分離過(guò)程中細(xì)胞液的吸水能力逐漸變大。 ()6.發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞,細(xì)胞壁與原生質(zhì)層之間的液體是清水。 ()分析:發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞,細(xì)胞壁與原生質(zhì)層之間的液體是外界溶液。×√×二、物質(zhì)出入細(xì)胞的方式及影響因素1.物質(zhì)出入細(xì)胞方式的比較:方式被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸胞吞胞吐自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸方向高濃度→低濃度低濃度→高濃度胞外→胞內(nèi)___________是否需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白不需要需要___________________是否耗能否_________胞內(nèi)→胞外需要不需要不需要是是是方式被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸胞吞胞吐自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散舉例O2、CO2、甘油、乙醇、苯的跨膜運(yùn)輸人的紅細(xì)胞吸收葡萄糖小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽等吞噬細(xì)胞吞噬抗原分泌蛋白、神經(jīng)遞質(zhì)排出細(xì)胞外2.膜上的兩種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白比較:名稱(chēng)轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)象特點(diǎn)載體蛋白只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的___________通過(guò)每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生_________的改變通道蛋白只容許與自身通道的___________相適配、___________相適宜的分子或離子通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)分子或離子_______與通道蛋白結(jié)合分子或離子自身構(gòu)象直徑和形狀大小和電荷不需要3.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞脚c細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的關(guān)系:(1)協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸依賴(lài)細(xì)胞膜上_________的種類(lèi)和數(shù)量,或轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白_________的變化,這也是細(xì)胞膜具有___________的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。(2)胞吞和胞吐也需要膜上_______的參與,更離不開(kāi)磷脂雙分子層的_______。轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白空間結(jié)構(gòu)選擇透過(guò)性蛋白質(zhì)流動(dòng)性

××××5.分子或離子通過(guò)通道蛋白時(shí),需要與通道蛋白結(jié)合。()分析:分子或離子通過(guò)通道蛋白時(shí),不需要與通道蛋白結(jié)合。6.影響自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸物質(zhì)速率的因素相同。()分析:二者運(yùn)輸物質(zhì)的速率均與膜內(nèi)外物質(zhì)濃度的大小有關(guān),協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸物質(zhì)的速率還與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量有關(guān)。7.胞吞、胞吐與膜上的蛋白質(zhì)無(wú)關(guān)。 ()分析:胞吞、胞吐需要膜上的蛋白質(zhì)參與。×××高頻考點(diǎn)·通法悟道★考點(diǎn)1滲透裝置和滲透作用【核心·歸納與整合】滲透作用的現(xiàn)象分析:(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(shí)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(guò)半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移動(dòng)。(2)水分子移動(dòng)方向:由低濃度溶液流向高濃度溶液是表觀現(xiàn)象,實(shí)際上水分子是雙向移動(dòng)的,只是由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子數(shù)較多。(3)漏斗內(nèi)液面上升的原因:單位時(shí)間內(nèi)由清水進(jìn)入蔗糖溶液中的水分子數(shù)多于由蔗糖溶液進(jìn)入清水中的水分子數(shù)。(4)漏斗內(nèi)液面停止上升的原因:隨著液面的不斷上升,漏斗內(nèi)液體的壓強(qiáng)越來(lái)越大,從而使水分子從漏斗內(nèi)移向燒杯的速率加快,水分子進(jìn)出漏斗的速率越來(lái)越接近,直至完全相等,漏斗內(nèi)液面不再升高,此時(shí)水分子的進(jìn)出達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

【高考警示鐘】關(guān)于滲透裝置的兩個(gè)“≠”(1)滲透≠擴(kuò)散:滲透作用必須通過(guò)半透膜,擴(kuò)散則不一定需要;擴(kuò)散適用于各種物質(zhì),滲透僅指溶劑分子。滲透是一種特殊的擴(kuò)散。(2)滲透平衡≠兩側(cè)溶液濃度相等:滲透平衡時(shí)半透膜兩側(cè)液面仍存在液面高度差,則半透膜兩側(cè)溶液就存在濃度差,且液面高的一側(cè)溶液濃度高?！镜漕}·剖析與精練】【典題示范】將生雞蛋的大頭保持殼膜完好去掉蛋殼,小頭開(kāi)個(gè)小孔讓蛋清和蛋黃流出。將蛋殼內(nèi)灌入15%的蔗糖溶液,然后放在燒杯的清水中并用鉛筆標(biāo)上吃水線。下列分析錯(cuò)誤的是 (

)A.殼膜相當(dāng)于滲透裝置中的半透膜B.半小時(shí)后吃水線低于燒杯的水面是由于清水滲入蛋殼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(nèi)膜先漲破【解析】選D。本實(shí)驗(yàn)中相當(dāng)于滲透裝置中的半透膜的是殼膜,A正確;蛋殼內(nèi)為15%的蔗糖溶液,單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入殼膜的水分子多于從殼膜外出的水分子,導(dǎo)致蛋殼下沉,半小時(shí)后吃水線低于燒杯的水面是由于清水滲入蛋殼,B正確;若將清水換為15%的NaCl溶液,則NaCl溶液的摩爾濃度大于蔗糖溶液,單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入殼膜的水分子少于從殼膜外出的水分子,導(dǎo)致蛋殼上浮,隨著Cl-和Na+進(jìn)入殼膜,導(dǎo)致殼膜內(nèi)的溶液的摩爾濃度大于殼膜外的溶液的摩爾濃度,單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入殼膜的水分子多于從殼膜外出的水分子,導(dǎo)致蛋殼下沉,C正確;線粒體內(nèi)膜內(nèi)折形成嵴,內(nèi)膜面積遠(yuǎn)大于外膜,若將正常的線粒體放入清水中,則線粒體外膜先漲破,D錯(cuò)誤。【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】1.如圖所示,U型管中的半透膜可允許水分子和單糖通過(guò),而不允許二糖通過(guò),m側(cè)是蒸餾水,n側(cè)是0.3g/mL的蔗糖溶液,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)m、n兩側(cè)液面等高。一段時(shí)間后,當(dāng)m、n兩側(cè)液面不再變化時(shí),向n側(cè)加入蔗糖酶(已知蔗糖酶不影響溶液滲透壓)。下列有關(guān)敘述正確的是 (

)A.加入蔗糖酶之后,n側(cè)液面先升高后降低B.加入蔗糖酶一段時(shí)間后,當(dāng)m、n兩側(cè)液面不再變化時(shí),n側(cè)液面仍然明顯高于m側(cè)C.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),m、n兩側(cè)不會(huì)發(fā)生滲透作用D.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后,n側(cè)液面逐漸升高,當(dāng)m、n兩側(cè)液面不再變化時(shí)兩側(cè)溶液濃度相等【解析】選A。當(dāng)向n側(cè)加入蔗糖酶后,蔗糖分解成葡萄糖和果糖,溶質(zhì)分子增多,溶液濃度增大,n側(cè)液面會(huì)上升;由于半透膜允許葡萄糖、果糖通過(guò),n側(cè)液面又會(huì)下降,當(dāng)m、n兩側(cè)液面不再變化時(shí),m、n兩側(cè)液面基本等高,A正確,B錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),由于n側(cè)溶液濃度大于m側(cè)溶液濃度,所以m、n兩側(cè)會(huì)發(fā)生滲透作用,C錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后,n側(cè)液面會(huì)逐漸升高,由于蔗糖分子不能通過(guò)半透膜,所以當(dāng)m、n兩側(cè)液面不再變化時(shí),兩側(cè)溶液濃度并不相等,D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xC。開(kāi)始時(shí),漏斗中蔗糖溶液濃度較大,單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入漏斗的水分子較多,液面上升;漏斗中加入蔗糖酶后,蔗糖被水解為單糖(果糖和葡萄糖),使漏斗中液體濃度增大,液面繼續(xù)升高;由于單糖可以通過(guò)豬膀胱膜,漏斗中液面會(huì)有所下降,最后穩(wěn)定,A項(xiàng)、B項(xiàng)不符合題意。由于蔗糖酶分子較大,不能通過(guò)豬膀胱膜,可以在燒杯中檢測(cè)出葡萄糖和果糖,但是不能檢測(cè)出蔗糖酶,最后長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)外的溶液中溶質(zhì)不相同,C項(xiàng)符合題意,D項(xiàng)不符合題意?！炯庸逃?xùn)練·拔高】如圖為一個(gè)滲透裝置,假設(shè)溶質(zhì)分子或離子不能通過(guò)半透膜,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),液面a和b平齊。下列判斷不正確的是(

)A.如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的濃度低于乙,則液面a會(huì)下降,液面b會(huì)上升B.如果甲、乙分別是葡萄糖溶液和蔗糖溶液,兩者的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同,則液面a會(huì)上升,液面b會(huì)下降C.當(dāng)半透膜兩側(cè)的滲透作用達(dá)到平衡時(shí),甲、乙溶液的濃度不一定相等D.當(dāng)半透膜兩側(cè)的滲透作用達(dá)到平衡時(shí),甲、乙溶液的滲透壓一定相等【解析】選D。如果甲、乙都是蔗糖溶液,甲的濃度低于乙,則水主要向乙一側(cè)擴(kuò)散,則液面a會(huì)下降,液面b會(huì)上升,A項(xiàng)正確;如果甲、乙分別是葡萄糖溶液和蔗糖溶液,兩者的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同,由于蔗糖是二糖,葡萄糖是單糖,因此甲的物質(zhì)的量濃度大于乙,則液面a會(huì)上升,液面b會(huì)下降,B項(xiàng)正確;當(dāng)半透膜兩側(cè)的滲透作用達(dá)到平衡時(shí),由于兩側(cè)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,故C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤?！锟键c(diǎn)2物質(zhì)出入細(xì)胞的方式及影響因素【核心·歸納與整合】1.影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸因素的分析:(1)濃度差對(duì)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊憽＂贊舛炔?主要影響自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。②自由擴(kuò)散:濃度差越大,運(yùn)輸速率越大。③協(xié)助擴(kuò)散:濃度差達(dá)到一定程度后運(yùn)輸速率不再繼續(xù)增加,原因是受轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量的限制。(2)氧氣含量對(duì)跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊?通過(guò)影響細(xì)胞呼吸提供的能量進(jìn)而影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)乃俾?。①P點(diǎn)時(shí):無(wú)氧呼吸為物質(zhì)的運(yùn)輸提供能量。②PQ段:隨著氧氣含量的增加,有氧呼吸產(chǎn)生的能量越多,主動(dòng)運(yùn)輸?shù)乃俾试酱蟆＂跶點(diǎn)以后:當(dāng)氧氣含量達(dá)到一定程度后,受轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量以及其他限制因素的影響,運(yùn)輸速率不再增加。(3)溫度對(duì)物質(zhì)運(yùn)輸速率的影響:2.模式圖中物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞降呐袛?

【高考警示鐘】關(guān)于物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式的幾點(diǎn)提醒(1)同一種物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的運(yùn)輸方式不一定相同,人的紅細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴(kuò)散,腎小管細(xì)胞重吸收葡萄糖的方式是主動(dòng)運(yùn)輸。(2)消耗能量的運(yùn)輸方式不一定是主動(dòng)運(yùn)輸,也可能是胞吞或胞吐。(3)需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的運(yùn)輸方式不一定是主動(dòng)運(yùn)輸,也可能是協(xié)助擴(kuò)散。(4)通過(guò)胞吞、胞吐運(yùn)輸?shù)牟灰欢ㄊ谴蠓肿游镔|(zhì),如神經(jīng)遞質(zhì)通過(guò)胞吐釋放。(5)順濃度運(yùn)輸不一定是自由擴(kuò)散方式,也可能是協(xié)助擴(kuò)散?！镜漕}·剖析與精練】【典題示范】人體小腸上皮細(xì)胞對(duì)3種單糖吸收的方式如圖所示,其中半乳糖與載體的親和力大于葡萄糖。下列敘述正確的是 (

)A.果糖的轉(zhuǎn)運(yùn)速率會(huì)隨著果糖濃度的升高持續(xù)增大B.葡萄糖和半乳糖轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)直接消耗了大量ATPC.半乳糖出現(xiàn)后,葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)量減少D.抑制小腸上皮細(xì)胞的鈉鉀泵后,葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)速率不變【解析】選C。分析題圖可知,葡萄糖和半乳糖共用一種載體蛋白,且兩種糖的跨膜運(yùn)輸都是逆濃度梯度,且需要消耗Na+順濃度梯度運(yùn)輸產(chǎn)生的電子勢(shì)能,故葡萄糖和半乳糖的跨膜運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸;果糖順濃度梯度跨膜運(yùn)輸,需要載體蛋白協(xié)助,方式為協(xié)助擴(kuò)散。由于受到載體蛋白數(shù)量的限制,果糖的轉(zhuǎn)運(yùn)速率不會(huì)隨著果糖濃度的升高持續(xù)增大,A錯(cuò)誤;由題圖可知,葡萄糖和半乳糖轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)直接消耗了Na+順濃度梯度運(yùn)輸產(chǎn)生的電子勢(shì)能,而非ATP,B錯(cuò)誤;葡萄糖和半乳糖共用一種載體蛋白,互相競(jìng)爭(zhēng)載體蛋白,故半乳糖出現(xiàn)后,葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)量減少,C正確;抑制小腸上皮細(xì)胞的鈉鉀泵后,細(xì)胞內(nèi)外Na+梯度受到影響,從而影響Na+的順濃度梯度跨膜運(yùn)輸,故葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)速率改變,D錯(cuò)誤。【變式延伸】提升長(zhǎng)句應(yīng)答能力抑制人體小腸上皮細(xì)胞的細(xì)胞呼吸,對(duì)其吸收半乳糖、葡萄糖有無(wú)影響?為什么?提示:有影響。雖然人體小腸上皮細(xì)胞吸收半乳糖、葡萄糖未直接消耗ATP,而是直接消耗Na+順濃度梯度運(yùn)輸產(chǎn)生的電子勢(shì)能,但細(xì)胞膜內(nèi)外Na+的濃度的維持需要消耗ATP?！窘馕觥窟xD。通過(guò)離子通道轉(zhuǎn)運(yùn)離子不需要能量,是協(xié)助擴(kuò)散,通過(guò)離子泵轉(zhuǎn)運(yùn)離子需要能量,是主動(dòng)運(yùn)輸,A正確;神經(jīng)細(xì)胞受到適宜強(qiáng)度的刺激時(shí),細(xì)胞膜上離子通道會(huì)打開(kāi),鈉離子通過(guò)離子通道內(nèi)流,B正確;動(dòng)物細(xì)胞一氧化碳中毒可導(dǎo)致有氧呼吸受到抑制,釋放能量減少,從而會(huì)降低離子泵的運(yùn)輸速率,C正確;借助離子泵搬運(yùn)離子,結(jié)果是使該離子在細(xì)胞膜內(nèi)外出現(xiàn)濃度差,D錯(cuò)誤。

★考點(diǎn)3觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原【核心·歸納與整合】

質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)分析:(1)質(zhì)壁分離發(fā)生的條件:①?gòu)募?xì)胞角度分析。a.死細(xì)胞、動(dòng)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)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。b.具有中央大液泡的成熟的植物活細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象,且細(xì)胞液最好帶有一定的顏色,便于觀察,以活的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞最佳。c.紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞細(xì)胞液無(wú)色,可用于觀察質(zhì)壁分離,但需把視野調(diào)暗。②從溶液角度分析。a.在一定濃度(溶質(zhì)不能透過(guò)膜)的溶液中只會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,不能自動(dòng)復(fù)原。b.在一定濃度(溶質(zhì)可透過(guò)膜)的溶液(如KNO3、乙二醇、甘油等)中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象。c.鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細(xì)胞,不適于做質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的溶液。d.本實(shí)驗(yàn)選用的蔗糖溶液。若質(zhì)量濃度過(guò)高,質(zhì)壁分離速度雖快,但會(huì)使細(xì)胞在短時(shí)間內(nèi)因失水過(guò)多而死亡,質(zhì)壁分離后不能復(fù)原;若質(zhì)量濃度過(guò)低則不能引起質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離速度太慢。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:質(zhì)壁分離后在細(xì)胞壁和細(xì)胞膜之間的是濃度降低的外界溶液。這是因?yàn)榧?xì)胞壁是全透性的,且有水分子通過(guò)原生質(zhì)層滲透出來(lái)。(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析:本實(shí)驗(yàn)存在的兩組對(duì)照實(shí)驗(yàn),兩組實(shí)驗(yàn)均為自身對(duì)照。

【高考警示鐘】關(guān)于觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原的兩個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)質(zhì)壁分離狀態(tài)不等于質(zhì)壁分離復(fù)原過(guò)程:植物細(xì)胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)時(shí),可能處于質(zhì)壁分離過(guò)程中,也可能處于質(zhì)壁分離復(fù)原過(guò)程中,還可能處于滲透平衡狀態(tài)。(2)發(fā)生質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原時(shí),不是開(kāi)始復(fù)原才開(kāi)始吸收溶質(zhì),細(xì)胞處于此類(lèi)溶液中后,即開(kāi)始吸收溶質(zhì)?！镜漕}·剖析與精練】【典題示范】

(2021·廣東選擇考)保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹使植物氣孔張開(kāi)。適宜條件下,制作紫鴨跖草葉片下表皮臨時(shí)裝片觀察蔗糖溶液對(duì)氣孔開(kāi)閉的影響,如圖為操作及觀察結(jié)果示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是 (

)A.比較保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞液濃度,③處理后>①處理后B.質(zhì)壁分離現(xiàn)象最可能出現(xiàn)在滴加②后的觀察視野中C.滴加③后有較多水分子進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞D.推測(cè)3種蔗糖溶液濃度高低為②>①>③【解析】選A。本題以用不同濃度的蔗糖溶液處理保衛(wèi)細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)為載體,主要考查植物細(xì)胞失水和吸水原理。根據(jù)圖示可知蔗糖溶液①處理保衛(wèi)細(xì)胞后,保衛(wèi)細(xì)胞的氣孔開(kāi)度變化不大,說(shuō)明蔗糖溶液①的濃度與保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞液濃度接近,保衛(wèi)細(xì)胞由初始狀態(tài)經(jīng)過(guò)蔗糖溶液③處理后,氣孔開(kāi)度變大,說(shuō)明細(xì)胞吸水,保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞液濃度下降,因此③處理后<①處理后,A錯(cuò)誤,C正確;蔗糖溶液②處理后,保衛(wèi)細(xì)胞的氣孔開(kāi)度變小,說(shuō)明保衛(wèi)細(xì)胞失水,可觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象,B正確;根據(jù)以上分析,蔗糖溶液①可以近似為保衛(wèi)細(xì)胞的等滲溶液,蔗糖溶液②為保衛(wèi)細(xì)胞的高滲溶液,蔗糖溶液③則為保衛(wèi)細(xì)胞的低滲溶液,故3種蔗糖溶液的濃度高低為②>①>③,D正確。【變式延伸】提升長(zhǎng)句應(yīng)答能力顯微鏡下根據(jù)哪一現(xiàn)象容易判斷保衛(wèi)細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離?提示:保衛(wèi)細(xì)胞具有葉綠體,位于原生質(zhì)層中,可以原生質(zhì)層中的葉綠體作為標(biāo)志判斷保衛(wèi)細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離?！窘馕觥窟xC。圖中細(xì)胞膜2、液泡膜4、細(xì)胞膜和液泡膜之間的細(xì)胞質(zhì)5構(gòu)成原生質(zhì)層,相當(dāng)于半透膜,A錯(cuò)誤。若6處的濃度大于7處的濃度,則細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離;若6處的濃度小于7處的濃度,則細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原;若6處的濃度等于7處的濃度,則細(xì)胞吸水和失水處于動(dòng)態(tài)平衡,由于無(wú)法確定圖中細(xì)胞是在質(zhì)壁分離還是在質(zhì)壁分離復(fù)原或者是在動(dòng)態(tài)平衡中,因此無(wú)法確定6、7處的濃度大小,B錯(cuò)誤。圖中1是細(xì)胞壁,由纖維素和果膠組成,具有全透性,因此6中充滿了外界溶液,C正確。圖中7是細(xì)胞液,在細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離過(guò)程中,細(xì)胞失水,其顏色逐漸加深,D錯(cuò)誤。2.在探究植物細(xì)胞的吸水和失水的實(shí)驗(yàn)課上,小余同學(xué)提出假說(shuō)“細(xì)胞壁和原生質(zhì)層均相當(dāng)于一層半透膜,且細(xì)胞壁的伸縮性和原生質(zhì)層相同”,并使用紫色的洋蔥鱗片葉外表皮和0.3g/mL的蔗糖溶液進(jìn)行探究。下列選項(xiàng)中能夠證明小余同學(xué)假說(shuō)正確的是 (

)選項(xiàng)中央液泡大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小A不變遠(yuǎn)離細(xì)胞壁幾乎不變B變小緊貼細(xì)胞壁幾乎不變C變小遠(yuǎn)離細(xì)胞壁變小D變小緊貼細(xì)胞壁變小【加固訓(xùn)練·拔高】取某一紅色花冠的2個(gè)大小相同、生理狀態(tài)相似的花瓣細(xì)胞,將它們分別放置在甲、乙兩種溶液中,測(cè)得細(xì)胞失水量的變化如圖1,液泡直徑的變化如圖2,下列敘述正確的是 (

)A.第4分鐘后乙溶液中細(xì)胞由于失水過(guò)多而死亡B.甲、乙兩種溶液的濃度不同,溶質(zhì)也不可能相同C.第2分鐘前乙溶液中花瓣細(xì)胞的失水速率大于甲溶液D.圖2中曲線Ⅰ和圖1中乙溶液細(xì)胞失水量曲線對(duì)應(yīng)【解析】選D。第4分鐘后乙溶液中細(xì)胞吸水,發(fā)生了質(zhì)壁分離復(fù)原,A錯(cuò)誤;圖1中兩條曲線的差異是甲、乙溶液溶質(zhì)不同造成的,甲溶液中的溶質(zhì)不能被細(xì)胞吸收,乙溶液中的溶質(zhì)可以被細(xì)胞通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞轿?但兩種溶液的濃度可能相同,B錯(cuò)誤;據(jù)圖1中第2分鐘前兩曲線的變化趨勢(shì)可知,處于甲溶液中的花瓣細(xì)胞的失水速率大于乙溶液,C錯(cuò)誤;分析圖2可知,曲線Ⅰ中液泡先變小后恢復(fù)到原樣,與乙溶液中細(xì)胞失水量曲線對(duì)應(yīng),曲線Ⅱ中液泡先變小后維持不變,與甲溶液中細(xì)胞失水量曲線對(duì)應(yīng),D正確。高考集訓(xùn)·命題前瞻【考題體驗(yàn)·悟透】1.(2022·全國(guó)甲卷)植物成熟葉肉細(xì)胞的細(xì)胞液濃度可以不同。現(xiàn)將a、b、c三種細(xì)胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細(xì)胞,分別放入三個(gè)裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中,當(dāng)水分交換達(dá)到平衡時(shí)觀察到:①細(xì)胞a未發(fā)生變化;②細(xì)胞b體積增大;③細(xì)胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離。若在水分交換期間細(xì)胞與蔗糖溶液沒(méi)有溶質(zhì)的交換,下列關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)的敘述,不合理的是 (

)A.水分交換前,細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度B.水分交換前,細(xì)胞液濃度大小關(guān)系為細(xì)胞b>細(xì)胞a>細(xì)胞cC.水分交換平衡時(shí),細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度大于細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度D.水分交換平衡時(shí),細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度【解析】選C。本題考查滲透壓、質(zhì)壁分離、水分運(yùn)輸和實(shí)驗(yàn)探究能力。水分交換達(dá)到平衡時(shí),細(xì)胞a未發(fā)生變化,說(shuō)明細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度幾乎等于蔗糖溶液濃度;細(xì)胞b體積增大,說(shuō)明細(xì)胞b吸水,則細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于蔗糖溶液濃度;細(xì)胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離,說(shuō)明細(xì)胞c失水,則細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度小于蔗糖溶液濃度。所以水分交換前,濃度大小關(guān)系為細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度>細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度>蔗糖溶液濃度>細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度,A、B正確;水分交換平衡時(shí),細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度與外界蔗糖溶液濃度相同,但由于細(xì)胞c失水使其外界蔗糖溶液濃度減小,所以此時(shí)細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度小于細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度,C錯(cuò)誤、D正確。

3.(2020·北京等級(jí)考)GLUT4是骨骼肌細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。研究者測(cè)定了5名志愿者進(jìn)行6周騎行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前后骨骼肌中GLUT4的含量(如圖)。由此可知,訓(xùn)練可能使骨骼肌細(xì)胞發(fā)生的變化是 (

)A.合成的GLUT4增多B.消耗的葡萄糖減少C.分泌到細(xì)胞外的GLUT4增多基因的數(shù)量增多【解析】選A。由題圖可知,與訓(xùn)練前相比,訓(xùn)練后骨骼肌中GLUT4的相對(duì)含量增加,說(shuō)明訓(xùn)練使骨骼肌細(xì)胞合成的GLUT4增多,A正確;訓(xùn)練后骨骼肌中GLUT4的含量增加,又因?yàn)镚LUT4是骨骼肌細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,因此訓(xùn)練可促進(jìn)骨骼肌細(xì)胞對(duì)葡萄糖的吸收和利用,B錯(cuò)誤;GLUT4是骨骼肌細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,不分泌到細(xì)胞外,C錯(cuò)誤;訓(xùn)練可促進(jìn)GLUT4基因的表達(dá),但無(wú)法改變GLUT4基因的數(shù)量,D錯(cuò)誤。4.(2020·北京等級(jí)考)下列高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中,用紫色的洋蔥鱗片葉和黑藻葉片作為實(shí)驗(yàn)材料均可完成的是 (

)A.觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)B.提取和分離葉綠素C.觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原D.觀察細(xì)胞的有絲分裂【解析】選C。紫色洋蔥鱗片葉細(xì)胞不含葉綠體,不能作為觀察葉綠體的實(shí)驗(yàn)材料,黑藻的幼嫩葉片中含有大量的葉綠體,細(xì)胞質(zhì)顏色比較深,易于觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)流動(dòng),A錯(cuò)誤;洋蔥的管狀葉呈綠色,可用于提取和分離葉綠體中的色素,而紫色洋蔥鱗片葉細(xì)胞不能,B錯(cuò)誤;洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞含有紫色的大液泡,可作為觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的材料,黑藻葉片的葉肉細(xì)胞中液泡呈無(wú)色,葉綠體的存在使原生質(zhì)層呈綠色,有利于細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,C正確;要作為觀察有絲分裂的材料,材料本身必須能發(fā)生有絲分裂,洋蔥鱗片葉、黑藻葉片都不能發(fā)生有絲分裂,而洋蔥的根尖分生區(qū)可作為觀察有絲分裂的材料,色淺,無(wú)其他色素干擾,D錯(cuò)誤。5.(2021·湖南選擇考)質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原是某些生物細(xì)胞響應(yīng)外界水分變化而發(fā)生的滲透調(diào)節(jié)過(guò)程。下列敘述錯(cuò)誤的是 (

)A.施肥過(guò)多引起的“燒苗”現(xiàn)象與質(zhì)壁分離有關(guān)B.質(zhì)壁分離過(guò)程中,細(xì)胞膜可局部或全部脫離細(xì)胞壁C.質(zhì)壁分離復(fù)原過(guò)程中,細(xì)胞的吸水能力逐漸降低D.1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的滲透壓大小相等【解析】選D。施肥過(guò)多會(huì)導(dǎo)致植物根部細(xì)胞細(xì)胞液濃度小于外界溶液濃度引起細(xì)胞失水即造成“燒苗”,A正確;質(zhì)壁分離指原生質(zhì)層(細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì))和細(xì)胞壁的分離,B正確;質(zhì)壁分離復(fù)原過(guò)程中,細(xì)胞不斷吸水導(dǎo)致細(xì)胞液的濃度逐漸降低,故吸水能力降低,C正確;溶液滲透壓指單位體積溶液中溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力,大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目,1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液中溶質(zhì)微粒數(shù)目不同,故滲透壓大小不同,D錯(cuò)誤?！窘鸢裨瓌?chuàng)·預(yù)測(cè)】【命題·新情境】首個(gè)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)運(yùn)輸功能的“人造細(xì)胞”生物工程領(lǐng)域的科學(xué)家一直致力于人造細(xì)胞的研究,某研究團(tuán)隊(duì)使用人工合成材料,成功創(chuàng)建了一種具有主動(dòng)運(yùn)輸能力的全新細(xì)胞模擬物。他們利用人造聚合物制造了一個(gè)紅細(xì)胞大小的球形膜,在膜上鉆了一個(gè)納米通道,并將一種化學(xué)反應(yīng)材料添加到納米通道中,充當(dāng)泵的作用。在光照激活后,這種材料會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),形成真空,將膜外物質(zhì)主動(dòng)吸入細(xì)胞內(nèi)。而當(dāng)化學(xué)反應(yīng)逆轉(zhuǎn)后,泵又可將細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)排出細(xì)胞外。隨后,研究人員在不同環(huán)境中測(cè)試了這種細(xì)胞模擬物。在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中,他們將這種細(xì)胞模擬物懸浮在水中,用光激活它們,發(fā)現(xiàn)它們可以從周?chē)乃兄鲃?dòng)攝取物質(zhì)