第2单元第7讲物质跨膜运输的实例,物质跨膜运输的方式.docx

第7讲物质跨膜运输的实例,物质跨膜运输的方式 考纲考频1物质出入细胞的方式(3年8考)2.实验：通过模拟实验探究膜的透性(3年1考)3.实验：观察植物细胞的质壁分离和复原(3年12考)学生用书P38P39一、细胞的吸水和失水1渗透作用发生的条件具有 半透膜 ； 半透膜 两侧的溶液具有浓度差。2动物细胞(1)外界溶液浓度 < 细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；(2)外界溶液浓度 > 细胞质浓度时，细胞失水皱缩；(3)外界溶液浓度 细胞质浓度时，水分进出平衡，细胞形态不变。3植物细胞(1)结构(2)条件：成熟植物细胞具有中央 大液泡 ，是一个渗透系统。(3)细胞吸水时，水分子跨膜运输的状态如何？提示：水分子在细胞膜上总是双向运动的。只不过在细胞吸水时，由外向内扩散的水分子总数多于由内向外扩散的水分子总数。巧记渗透作用的发生渗透作用要发生，满足条件来促成；半透膜和浓度差，缺少其一都不行。植物细胞需成熟，具备液泡有可能； 细胞膜、质、液泡膜，原生质层来组成。放入外界环境中，渗透系统全形成；水分运动啥方向，全由两液浓度定。二、物质跨膜运输的实例1不同物质的跨膜运输特点(1)水分子： 顺相对含量梯度 (高低)；(2)离子和小分子：依据细胞生命活动需要进行 选择吸收 。2水稻和番茄吸收不同离子的特点(1)同种生物细胞对不同物质的吸收具有 选择性 ，与其含有离子载体的 种类和数量 有关；(2)不同种生物细胞对同种物质吸收具有 差异性 。三、物质跨膜的方式(b为ATP)1填写有关跨膜方式及结构名称甲： 自由扩散 ；乙： 协助扩散 ；丙： 主动运输 ；a： 载体蛋白 。2写出影响甲、乙、丙三种运输速率的因素(1)制约甲的是膜两侧的 浓度差 ；(2)决定乙的因素之一是a的 种类和数量 ；(3)决定丙的动力是 能量(ATP) 。3实例分析(填写甲、乙、丙三种跨膜运输方式)(1)水分子进入红细胞是 甲 ；(2)葡萄糖进入红细胞是 乙 ；(3)K进入红细胞是 丙 。巧记物质进出细胞的方式跨膜运输三类型，自由、协助和主动，自由、协助高到低，主动运输逆着行；胞吞、胞吐非跨膜，不需载体需耗能，大分子颗粒来进出，全靠膜的流动性。1如图的甲、乙、丙是三种不同浓度的蔗糖溶液，将2%的蔗糖溶液置于用半透膜做成的袋子中，绑紧后再分别置于甲、乙、丙三种蔗糖溶液中，一段时间后，观察其情形如图所示。试推测甲、乙、丙溶液浓度的高低顺序为()A甲>乙>丙B甲>丙>乙C乙>甲>丙 D乙>丙>甲解析：选D。当袋子中蔗糖溶液的浓度高于外界溶液的浓度时，袋子将吸水膨胀；当袋子中蔗糖溶液的浓度等于外界溶液的浓度时，袋子形态将保持不变；当袋子中蔗糖溶液的浓度小于外界溶液的浓度时，袋子将失水皱缩。2某同学在做植物细胞质壁分离实验时，观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小，这说明()A洋葱表皮细胞是活细胞B细胞液的溶质透出细胞C蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D细胞壁收缩导致中央液泡失水解析：选A。活细胞才会发生质壁分离；当细胞具有活性时，细胞膜具有选择透过性，不允许细胞液的溶质透出；由于外界蔗糖溶液的浓度高于细胞液的浓度，导致细胞失水，中央液泡逐渐缩小。3在动物细胞的物质运输中，属于自由扩散的是()A红细胞中的Na进入血浆B细胞外液中的O2进入肌细胞C细胞外液中的K进入神经细胞D血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞解析：选B。离子跨膜进出细胞的方式多是主动运输。能以自由扩散方式跨膜运输的物质有：CO2、O2、甘油、酒精、苯等，故B选项正确。4.(2015·南京市期中)如图为受体介导的胞吞作用，根据图示，下列叙述不正确的是()A该过程以膜的选择透过性为基础才能发生B该过程要有细胞表面识别和内部供能才可能完成C构成囊泡的基本支架是磷脂双分子层D神经细胞释放神经递质的过程有膜成分的更新解析：选A。胞吞胞吐作用以膜的流动性为基础才能发生；由题图中胞吞过程需要信息分子与受体结合才能发生，体现了细胞膜表面识别作用，胞吞过程需要消耗能量；囊泡是细胞膜内陷形成的，构成细胞膜的基本支架是磷脂双分子层；神经细胞通过胞吐方式将神经递质释放出细胞外，突触小泡与细胞膜融合实现了细胞膜成分的更新。学生用书P39P42考点一以渗透装置为依托，考查渗透作用原理及应用1探究成熟植物细胞是一个渗透系统通过上图比较：渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成渗透系统基本条件半透膜选择透过性膜 原生质层 浓度差浓度差 细胞液 与 外界溶液 之间的浓度差值原理水分子通过半透膜的扩散作用水分子通过 原生质层 在细胞液与外界溶液之间发生扩散水扩散方向低浓度溶液高浓度溶液2.依据下列装置图探究渗透装置的液面变化(1)溶质不能通过半透膜的情况若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则单位时间内由S2S1的水分子数 多于 由S1S2的，外观上表现为S1溶液面 上升 ；若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反，外观上表现为S1溶液液面 下降 。在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差h，则S1溶液浓度 大于 S2溶液浓度。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。(2)溶质能通过半透膜的情况若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则最初单位时间内由S2S1的水分子数 多于 由S1S2的，随着溶质的扩散，最终S1和S2溶液浓度 相等 ，外观上表现为S1溶液液面先 上升 后 下降 ，最终S1和S2溶液液面 持平 ；若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反。1将植物细胞放在较高浓度的蔗糖溶液中，则原生质层和细胞壁之间充满了哪种液体？ 蔗糖溶液。 2在U型管中，半透膜(只允许水分子通过)的两侧分别放入质量浓度为10%葡萄糖溶液和质量浓度为10%的蔗糖溶液，那么水分子如何移动？ 渗透作用条件中溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但10%蔗糖溶液的物质的量浓度小，故水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动的水分子数目多。 提示：1.蔗糖溶液。2渗透作用条件中溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但10%蔗糖溶液的物质的量浓度小，故水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动的水分子数目多。1现有体积相同、质量分数相同的蔗糖溶液和葡萄糖溶液。图1表示这两种物质透过半透膜的情况，图2表示渗透作用装置图，下列叙述合理的是()A图1体现了半透膜的选择透过性B图甲中水柱a先上升后下降C图乙中水柱b先上升后不变D平衡后水柱a的高度高于水柱b解析：选D。人工制成的半透膜，如玻璃纸没有生物活性，不具有选择透过性，A项错误；由于蔗糖不能透过半透膜，故水柱a表现为先上升，后保持不变，B项错误；葡萄糖能透过半透膜，水柱b表现为先上升，后由于葡萄糖透过半透膜进入清水中，水柱b将下降，C项错误。2.如右图所示，溶液X中含有绿色染料，溶液Y中含有红色染料，溶液Z中含有蓝色染料。实验开始时，两支漏斗中溶液液面的高度一样，10 min后观察的结果是：溶液X液面上升，溶液Y液面下降；溶液X中只有绿色染料，溶液Y中含有了红色和蓝色染料，溶液Z中含有了绿色和蓝色染料。下列有关描述中，正确的是()A溶液Z的浓度最高B溶液Y的浓度最低C溶液Y中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液X中D溶液Z中的溶质分子能够通过半透膜进入溶液X中解析：选B。从实验结果入手分析：由“溶液X液面上升，溶液Y液面下降”可知，三种溶液的浓度为X>Z>Y。从染料的情况看：可知，溶液X中的绿色染料能够通过半透膜进入溶液Z中，溶液Z中的蓝色染料能够通过半透膜进入溶液Y中。“U”型管中水分子移动方向的分析(1)膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高，浓度低的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。(2)两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升高，最后两侧液面持平。(3)如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。考点二借助图示考查物质出入细胞的方式1结合图例探究物质跨膜运输方式物质跨膜运输的方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散图例物质运输方向 高 浓度 低 浓度 高 浓度 低 浓度 低 浓度 高 浓度是否需要载体 不需要 需要 需要 是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗ATP 举例O2、CO2等气体分子；H2O、乙醇、苯等溶剂分子；甘油、胆固醇等脂质小分子。红细胞吸收葡萄糖；小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸（在消化道中该物质浓度较高时）；静息电位形成时K+外流、动作电位形成时Na+内流。绝大部分葡萄糖、氨基酸、无机盐进出细胞。2.探究影响跨膜运输的因素分析(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)(2)氧气浓度(3)温度温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨膜运输的速率。1同一细胞运输同一物质时，其运输方式一定相同吗？(举例说明) 不一定，如动作电位的产生主要靠Na内流，Na内流为协助扩散，Na排出为主动运输。 2同一种物质进出不同细胞时，运输方式一定相同吗？ 不一定。如葡萄糖进入组织细胞时为主动运输，进入人的红细胞时为协助扩散。 3与主动运输有关的细胞器主要有哪些？ 线粒体、核糖体等。 4(2014·广东卷T24C改编)胰蛋白酶能用下图模式进行运输吗？ 不能，该运输为主动运输模式，胰蛋白酶的运输为胞吐。 提示：1.不一定，如动作电位的产生主要靠Na内流，Na内流为协助扩散，Na排出为主动运输。2不一定。如葡萄糖进入组织细胞时为主动运输，进入人的红细胞时为协助扩散。3线粒体、核糖体等。4不能，该运输为主动运输模式，胰蛋白酶的运输为胞吐。3(2015·河北唐山二模)如图表示物质进出小肠上皮细胞的过程示意图。其中、的个数代表分子(离子)的浓度。下列叙述不正确的是()A葡萄糖通过主动运输的形式进入此细胞，需要消耗ATPB葡萄糖被运出此细胞的速率受O2浓度的影响C钠离子通过协助扩散的方式进入此细胞，不需要消耗ATPD人体的体温发生变化时会影响钠离子进入细胞的速率解析：选B。由图可知，葡萄糖逆浓度梯度进入小肠上皮细胞，运输方式是主动运输，需消耗ATP，A正确；葡萄糖运出细胞是顺浓度梯度，需要载体蛋白协助，运输方式为协助扩散，不受O2浓度影响，B错误；钠离子顺浓度梯度进入此细胞，需要载体蛋白协助，运输方式为协助扩散，不消耗ATP，载体蛋白的活性受温度影响，C、D正确。4下列据图所作出的说明错误的是()A图1说明该物质跨膜运输时会出现饱和现象B图2说明此物质进出细胞时需要消耗能量C图3说明该离子跨膜运输的方式为主动运输D图4说明该植物吸收K不需要载体协助解析：选D。图1所示物质的运输方式需要载体蛋白，不消耗能量，为协助扩散，协助扩散受载体数量的限制，有饱和现象；图2所示当细胞外液浓度低于细胞内液浓度时，随时间的推移，细胞内液的浓度还在逐步增加，说明该物质可以从低浓度一侧进入高浓度一侧，所以此物质进入细胞的方式是主动运输，需要消耗能量；图3中矿质离子的跨膜运输有两个特点：一是逆浓度梯度，二是消耗ATP，故应为主动运输；O2浓度影响植物的呼吸作用，从而影响ATP的产生，从图4中可以看出该物质的吸收速率受O2浓度的影响，说明吸收K需要耗能，O2达到一定浓度后，K吸收速率不再随着O2浓度的增加而增加，说明该过程需要载体协助。方法技巧(1)物质出入细胞方式的快速确认根据运输方向及载体有无及是否耗能：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输；顺浓度梯度需要载体且耗能也是主动运输，不耗能为协助扩散。(2)探究物质跨膜运输的方式探究是主动运输还是被动运输探究是自由扩散还是协助扩散考点三观察植物细胞的质壁分离和复原1实验原理(1)植物细胞壁的特点：伸缩性比原生质层 小 。(2)成熟的植物细胞构成渗透系统可以发生 渗透作用 。2实验步骤(1)质壁分离和复原实验流程： 引流法(2)三次观察的实验现象：观察次数观察现象中央液泡原生质层位置第一次有一个紫色的中央液泡紧贴细胞壁第二次 逐渐变小 (紫色加深) 与细胞壁逐渐分离（先发生在有角处） 第三次 逐渐变大 (紫色变浅) 逐渐贴近细胞壁 (3)拓展应用判断成熟植物细胞的死活待测成熟植物细胞一定浓度的蔗糖溶液测定细胞液浓度范围待测细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液引起50%的细胞刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度为细胞的等渗浓度比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞同一浓度的蔗糖溶液刚发生质壁分离所需时间比较判断 质壁分离速度 (或细胞液浓度)验证原生质层具有 选择透过性 (如细胞在蔗糖溶液中，蔗糖不能进入细胞)。证明细胞壁的伸缩性 小于 原生质层的伸缩性。1植物细胞发生质壁分离的内在因素是什么？ 质壁分离 2实验时一定要选择紫色洋葱外表皮细胞吗？ 不一定。但紫色洋葱外表皮细胞含有色素，使液泡呈现一定的颜色，更有利于观察。 3本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验有何影响？ 选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，既明显出现质壁分离，又不会杀死细胞。若浓度过高，质壁分离速度快，细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原；若浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。 4若用适宜浓度的KNO3溶液进行该实验，结果会发生质壁分离与复原吗？请简述原因。 会。开始外界溶液浓度较大，细胞发生质壁分离；细胞主动吸收K和NO后，随着细胞液浓度增大，质壁分离又会自动复原。 提示：1.质壁分离2不一定。但紫色洋葱外表皮细胞含有色素，使液泡呈现一定的颜色，更有利于观察。3选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，既明显出现质壁分离，又不会杀死细胞。若浓度过高，质壁分离速度快，细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原；若浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。4会。开始外界溶液浓度较大，细胞发生质壁分离；细胞主动吸收K和NO后，随着细胞液浓度增大，质壁分离又会自动复原。6某同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”实验时，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表：实验组5分钟的现象再过5分钟滴加清水5分钟0.3 g·mL1蔗糖溶液x无变化质壁分离复原0.5 g·mL1蔗糖溶液质壁分离y无变化1 mol·L1 KNO3溶液质壁分离质壁分离复原z1 mol·L1醋酸溶液细胞大小无变化细胞大小无变化细胞大小无变化对上表的推断或解释不正确的是 ()Ax为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层By为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死Cz为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅D组细胞大小无变化是因为细胞渗透吸水量等于失水量解析：选D。由于细胞壁伸缩性弱于原生质层，植物细胞在一定浓度蔗糖溶液中发生质壁分离，但如果蔗糖溶液浓度过高(如0.5 g·mL1)，可能导致植物细胞失水过多死亡，A、B项正确；在1 mol·L1 KNO3溶液中，细胞先发生质壁分离，后来细胞吸收K和NO使细胞液浓度升高而发生自动复原，再滴加清水，细胞会吸水，体积稍增大，C项正确；在1 mol·L1醋酸溶液中，植物细胞死亡，D项错误。7用2 mol·L1的乙二醇溶液和2 mol·L1的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列表述中不正确的是()A该种细胞不可能是根尖分生区的细胞BAB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大CBC段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡D用一定浓度的KNO3溶液代替乙二醇溶液，可得到类似的结果解析：选C。能发生质壁分离的细胞是具有大液泡的成熟植物细胞，根尖分生区是未成熟的植物细胞，因此该种细胞不可能是根尖分生区细胞；AB段原生质体相对体积不断减小，说明细胞液浓度逐渐增大；BC段由于乙二醇进入细胞内，导致质壁分离复原；用一定浓度的KNO3溶液处理该细胞，由于K和NO通过主动运输进入细胞内，因此也会发生质壁分离后自动复原。(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)若使用浓度为1 mol·L1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。(3)观察细胞质壁分离状态时，时间不要过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响复原现象的观察。(4)本实验是对照实验，无对照组，滴加溶液前的镜检与滴加溶液后的镜检形成自身对照。学生用书P42P43易错点1原生质层和原生质体的辨析点拨(1)原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜。由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括细胞核和液泡内的细胞液两部分，且仅存在于成熟的植物细胞中。(2)原生质体是去除了植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构。可以认为原生质体包括原生质层、细胞液和细胞核三部分。易错点2半透膜和选择透过性膜的辨析点拨(1)区别：半透膜是无生命活性的物理性膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。选择透过性膜是具有生命活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。(2)共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。易错点3渗透系统中水分子的运动方向点拨渗透系统半透膜两侧水分子不是单方向移动的。渗透平衡时，半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，不能认为没有水分子移动。渗透不平衡时，单位时间内水分子透过半透膜相互渗透，表现为净速度是水从自身含量高(低浓度溶液)一侧向自身含量低的一侧运动。易错点4Na、K跨膜运输的方式点拨Na、K等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞，但也可通过协助扩散或离子通道进出细胞。易错点5植物吸收水分和吸收无机盐离子是相对独立的点拨植物吸收水分的方式是自由扩散，而对无机盐离子则以主动运输的方式吸收，吸收原理是不一样的；但离子的吸收和运输必须溶解在水中，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。1判断下列有关细胞的吸水和失水的叙述(1)(2013·北京卷T5C)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。(×)(2)(2012·广东卷T24B改编)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。()(3)(2011·新课标卷T1C改编)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。()(4)(2010·天津卷T4C)质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高。()2判断下列关于物质跨膜运输的实例的叙述 (1)(2013·新课标卷T3A)吸收不同矿质元素离子的速率都相同。(×)(2)(2013·江苏卷T16C)适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐。()(3)(2012·海南卷T7A)番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等。(×)3判断下列有关物质运输的叙述(1)(2014·浙江卷T1B改编)突触前膜释放乙酰胆碱属于协助扩散。(×)(2)(2013·北京卷T2D)O2通过主动运输进入线粒体。(×)(3)(2012·广东卷T1B)葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白。(×)(4)(2012·海南卷T7C)植物根系通过主动运输吸收无机离子需要ATP。()(5)(2011·重庆卷T1C)水分子和钾离子以自由扩散方式进出轮藻细胞。(×)(6)(2010·山东卷T3D)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。(×)学生用书P43P441(2014·高考江苏卷)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() 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：选B。A项， 第一次观察时由于未滴加蔗糖溶液，细胞还没有发生质壁分离，较易观察到的是紫色的大液泡，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。B项，第二次观察时已经通过引流法使紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中，可以发现首先从细胞的角隅处开始发生质壁分离。C项，吸水纸的主要作用是吸引蔗糖溶液或清水，使溶液浸润整个标本。D项，第一次显微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进行前后对照，因此不能省略。2(2014·高考上海卷)以紫色洋葱鳞叶为材料进行细胞质壁分离和复原的实验，原生质层长度和细胞长度分别用X和Y表示(如图)，在处理时间相同的前提下()A同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则紫色越浅B同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则所用蔗糖溶液浓度越高C不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则越易复原D不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则细胞的正常细胞液浓度越高解析：选D。将同一细胞置于不同浓度的溶液中，X/Y值越小，则说明该细胞中的液泡失水越多，液泡的紫色越深，其蔗糖溶液的浓度越高，A、B错误；将不同细胞置于相同浓度的蔗糖溶液中，X/Y值越小，则说明细胞失水越多，越不易复原；X/Y值越大，则说明该细胞的细胞液浓度越高、失水越少，故C项错误，D项正确。3(2014·高考新课标全国卷)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()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组的Ca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0.40.5 mol·L1之间解析：选D。A项，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组实验前长度/实验后长度的值，说明a组吸水较多，b组吸水较少，所以实验后a组液泡中的溶质浓度比b组的低。B项，分析柱状图可知，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组的。C项，水分进出细胞的方式是自由扩散，不消耗ATP。D项，根据柱状图可知，在浓度为0.4 mol·L1的蔗糖溶液中的c组细胞吸水，而在浓度为0.5 mol·L1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0.40.5 mol·L1之间。4(2014·高考北京卷)比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如下图。据此不能得出的推论是()A生物膜上存在着协助H2O通过的物质 B生物膜对K、Na、Cl的通透具有选择性C离子以易化(协助)扩散方式通过人工膜D分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率解析：选C。A项，由图示可知，生物膜和人工膜对甘油、CO2、O2的通透性相同，而生物膜对H2O的通透性大于人工膜，说明生物膜上存在着协助H2O通过的物质；B项，生物膜对K、Na、Cl的通透性不同，说明生物膜对这些离子的通透具有选择性；C项，从图中可以看出，人工膜对K、Na、Cl的通透性相同，说明人工膜对离子吸收无选择性，生物膜对离子的通透性不同，且大于人工膜的通透性，说明生物膜上有协助离子通过的物质，而人工膜上无协助离子通过的物质，故离子不是以易化(协助)扩散方式通过人工膜；D项，甘油、CO2、O2、H2O等不同物质的分子大小不同，其通过人工膜的扩散速率也不同，说明分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率。5将某植物的相同细胞分别放置在A、B溶液中，细胞失水量的变化如下图，相关叙述正确的是()A选用根尖分生区细胞作为实验材料较为合适B6 min时两组细胞均处于质壁分离过程中C两条曲线的差异是A、B溶液浓度不同导致的D10 min后B组细胞的体积不会有太大的变化解析：选D。根尖分生区细胞是未成熟的植物细胞，不会发生质壁分离，A项错误；6 min时，A组细胞处于质壁分离过程中，B组细胞处于复原过程中，B项错误；A组细胞一直进行质壁分离，B组细胞先质壁分离后又自动复原，但A、B溶液浓度可能相同，两条曲线的差异有可能是由溶质本身所决定的，C项错误；10 min后B组细胞复原后开始膨胀，但由于有细胞壁的保护，所以B组细胞的体积不会有太大的变化，D项正确。6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()A肺泡上皮细胞吸收氧气、B红细胞吸收葡萄糖、C根尖细胞吸收矿质离子、D肌肉细胞吸收水、解析：选C。、表示三种跨膜运输方式，分别是自由扩散、协助扩散和主动运输，、表示三种影响因素曲线，分别对应自由扩散、协助扩散或主动运输、主动运输。肺泡上皮细胞吸收氧气和肌肉细胞吸收水的方式均是自由扩散，都对应、；红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散，对应、；根尖细胞吸收矿质离子属于主动运输，对应、或、。7正常细胞内K浓度约为细胞外的30倍，细胞外Na浓度约为细胞内的12倍。当细胞内外的Na浓度差、K浓度差减小时，细胞膜上的Na/KATP酶发挥作用，这种酶可以通过水解ATP，将细胞内的Na移出膜外，将细胞外的K移入膜内。具体过程如图1所示：图1(1)膜内外Na具有浓度差，与膜的 选择透过 性有关。Na/KATP酶将细胞内的Na移出膜外的跨膜运输方式是 主动运输 。(2)在运输Na和K的过程中，Na/KATP酶的 空间结构 发生改变，有利于与离子的结合与分离。(3)比较图2和图3，当Na和K 顺 浓度差流过Na/KATP酶时，将ADP合成ATP，说明ATP的合成与分解反应是 可逆 反应，进行ATP合成或分解的反应条件取决于 离子浓度差(或离子流动方向) 。(4)生物膜系统的 分隔 作用及能量是维系细胞有序性的基础，线粒体内膜上主要完成类似图 2 (填编号)的过程。解析：(1)由于生物膜具有选择透过性的功能特性，使得膜内外的物质(如Na)存在浓度差。根据题干中“细胞外Na浓度约为细胞内的12倍”和“细胞膜上的Na/KATP酶发挥作用，这种酶可以通过水解ATP将细胞内的Na移出膜外”可知，Na运出细胞是逆浓度梯度进行的，而且需要消耗能量，故为主动运输。(2)由图示可知，在运输Na和K的过程中，Na/KATP酶空间结构发生改变，这种改变有利于离子的结合与分离。(3)由题图2中可见，Na和K顺浓度差流过Na/KATP酶时，将ADP合成ATP，由题图3中可见，当Na和K逆浓度差流过Na/KATP酶时，ATP水解生成ADP，说明ATP的合成与分解反应是可逆反应；根据以上分析可知，离子的流动方向决定了是将ADP合成ATP还是将ATP水解生成ADP。(4)生物膜系统的分隔作用及能量可以维系细胞有序高效地进行各项生命活动，线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体内膜上进行的是ATP的合成，故其内膜上主要完成类似图2的过程。答案：(1)选择透过主动运输(2)空间结构(3)顺可逆离子浓度差(或离子流动方向)(4)分隔21已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是()解析：选B。鱼鳔内蔗糖溶液浓度大于烧杯内蔗糖溶液浓度，故水分子由烧杯进入鱼鳔的速度大于由鱼鳔进入烧杯的速度，烧杯内蔗糖溶液浓度随时间延长逐渐增大，直到稳定在某一浓度上。2如图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料，观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。下列相关叙述中，错误的是()A第二次观察(D)和第一次观察(B)形成对照，第三次观察(F)和第二次观察(D)形成对照B该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞壁的位置、液泡的颜色和大小等C如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液，则可以省略E过程D增大蔗糖溶液的浓度实验效果会更明显且不影响细胞的活性解析：选D。题图中共有三次显微镜观察，观察的指标主要是原生质层和细胞壁的位置关系以及液泡的大小和颜色，第二次观察与第一次观察形成对照，第三次观察与第二次观察形成对照，A、B项正确。如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液，由于在细胞失水的同时，不断以主动运输的方式获得K和NO，导致细胞液浓度升高，当其大于外界溶液浓度时，细胞开始吸水，从而出现质壁分离自动复原的现象，C正确。如果蔗糖溶液的浓度过高，会导致细胞因过度失水而死亡，D错误。3用一片新鲜的苔藓植物叶片制成临时装片，滴加有适量红墨水的0.3 g/mL蔗糖溶液，用低倍显微镜观察装片中的苔藓细胞，如图所示状态下处的颜色分别是()A绿色、红色B绿色、无色C红色、无色 D红色、红色解析：选A。由于细胞液浓度低于0.3 g/mL蔗糖溶液，因此细胞发生质壁分离，又由于植物细胞壁是全透性的，生物膜具有选择透过性，红墨水不是生命活动所必需的，因此在原生质层、细胞壁和原生质层空隙处的颜色分别是绿色、红色。4取洋葱鳞片叶内表皮制成临时装片，从盖玻片一边滴入添加了红墨水分子的质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次后在显微镜下进行观察。观察到的实验结果及分析正确的是()A细胞发生质壁分离，红色部分为液泡的细胞液B细胞发生质壁分离，无色部分为原生质层与细胞壁之间的外界溶液C视野中红色部分逐渐缩小，颜色逐渐加深D视野中无色部分逐渐缩小，浓度逐渐升高解析：选D。本实验取材为洋葱鳞片叶内表皮，细胞液是无色的，因此质壁分离时无色液泡逐渐缩小，原生质层和细胞壁之间的红色部分逐渐扩大。5将甲、乙、丙三个未发生质壁分离的成熟植物细胞置于同一蔗糖溶液中，在显微镜下持续观察它们的状态，直到形态不再发生变化时，三个细胞的状态如下：细胞种类细胞状态甲细胞刚发生质壁分离乙细胞没有发生质壁分离丙细胞质壁分离现象明显下列判断正确的是()A形态不再发生变化是因为细胞已经死亡B实验前甲、乙、丙三种细胞细胞液浓度关系是乙>甲>丙C实验后甲、乙、丙三种细胞细胞液浓度关系是乙<甲<丙D形态不再发生变化时三种细胞液的浓度相等解析：选B。形态不发生变化并不代表细胞已经死亡，可能正处于水分子进出的平衡状态。质壁分离程度越严重，细胞内外浓度差越大，而外界溶液浓度相同，故实验前丙细胞的细胞液浓度最小，乙细胞的细胞液浓度最大。达到平衡状态时，细胞液浓度等于外界溶液浓度，质壁分离越严重的，失水越多，外界溶液浓度越小，故实验后丙细胞的细胞液浓度最小，三者浓度关系仍为乙>甲>丙。6某同学将适宜浓度的KNO3溶液滴加在载玻片上的洋葱鳞片叶的外表皮上，观察到植物细胞的质壁分离。2小时后再次观察时却发现理想的视野找不到了，原因是()A换上高倍镜后，细胞不在视野范围内B时间过长，细胞也收缩了C溶质颗粒被缓慢吸收，使水分再度进入细胞D2小时前观察到的现象是假象解析：选C。刚开始KNO3溶液能够使细胞发生质壁分离。在质壁分离过程中，植物细胞失水，同时吸收了K和NO，使细胞液浓度增大，最终发生质壁分离复原现象。7用完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率相同，一段时间后，测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如图所示，该实验结果不能说明()A水稻吸收水的相对速率比吸收Ca2、Mg2大B不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的C植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关D与番茄相比，水稻对SiO需要量大，对Ca2需要量小解析：选C。对水稻而言溶液中Ca2和Mg2的浓度升高，这是水稻吸水快于吸收这两种离子的缘故；不同植物对不同离子的吸收情况并不相同，说明不同植物根细胞膜上载体的种类和数量是不同的；由题图可知水稻吸收SiO多于番茄，对Ca2的吸收少于番茄；由题意无法判断植物对各种离子的吸收速率与离子浓度的关系。8下列有关物质出入细胞的叙述，正确的是()A被动运输需要载体蛋白协助，但不消耗ATPB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O2D胞吐过程充分体现了细胞膜上载体蛋白的专一性解析：选B。A错误，被动运输包括自由扩散和协助扩散，其中只有协助扩散需要载体蛋白协助；B正确，在质壁分离复原过程中，细胞吸收水分，细胞液浓度降低；C错误，肝细胞通过自由扩散吸收O2；D错误，胞吐过程充分体现了细胞膜具有一定的流动性，协助扩散和主动运输体现了细胞膜上载体蛋白的专一性。9图1是植物从土壤中吸收矿质离子的过程，图