2022年高考生物总复习第单元细胞的代谢第_讲物质出入细胞的方式 .pdf
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1、1 第 7 讲 物质出入细胞的方式考纲要求1. 扩散和渗透的过程 必考 (b) 、加试 (b)。2. 动、植物细胞吸水和失水的过程及原因 必考 (b) 、加试 (b) 。3. 被动转运和主动转运 必考 (b) 、加试 (b) 。4. 胞吞和胞吐 必考(a) 、加试 (a) 。5. 活动:观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原 必考 (b) 、加试 (b) 。考点一动、植物细胞吸水和失水的原理1扩散和渗透概念过程与结果扩散分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象使分子或离子分布均匀,直到平衡渗透水分子通过膜的扩散水分子是从其分子数相对较多的一侧进入分子数相对较少的一侧( 即水分子是从低浓度溶液
2、一侧进入高浓度溶液一侧) 2. 动植物细胞的吸水和失水(1) 动物细胞的吸水和失水( 以哺乳动物成熟红细胞为例) 吸水水分子进出平衡失水条件外界溶液浓度小于细胞内液浓度外界溶液浓度等于细胞内液浓度外界溶液浓度大于细胞内液浓度现象细胞膨胀甚至胀破细胞形态基本不变细胞皱缩图示(2) 植物细胞的吸水和失水( 以成熟植物细胞为例) 吸水水分子进出平衡失水条件外界溶液浓度小于细胞液浓度外界溶液浓度等于细胞液浓度外界溶液浓度大于细胞液浓度现象细胞形态基本不变、稍有增大或发生质壁分离后的复原细胞形态基本不变细胞发生质壁分离思考诊断1利用渗透装置图分析渗透现象。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
3、 - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 21 页 - - - - - - - - - 2 (1) 若 S1溶液浓度大于S2,则单位时间内由S2S1的水分子数多于S1S2,外观上表现为S1液面上升;若S1溶液浓度小于S2,则情况相反,外观上表现为S1液面下降。(2) 在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差h,则 S1溶液浓度仍大于S2。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如图甲是一个典型的渗透装置,图乙是一个成熟的植物细胞,请完成下列填空:(1) 的名称是细胞壁,具有的特点:
4、全透性 ( 即水分子和溶解在水里的物质均能通过) ,伸缩性小。指的是原生质层( 质膜及其以内部分) ,包括细胞膜,细胞质,液泡膜;其特点是伸缩性大,相当于半透膜。(2) 图乙中, 与图甲中 a 相对应的为 细胞液, 与 b 对应的为 原生质层, 与 c 对应的是“外界溶液”。(3) 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。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。题型一扩散和渗透的过程1下图为研究渗透作用的实验装置,漏斗内外起始液面一致,渗透平衡时的液面差为h。下列有关分析正确的是( ) A若 S1、S2分别是不同浓度的蔗糖溶液,渗透平衡时的液面差
5、为h,S1浓度大于 S2的浓度B若 S1、S2分别是不同浓度的蔗糖溶液,渗透平衡时的液面差为h,S1浓度等于 S2的浓度名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 21 页 - - - - - - - - - 3 C若 S1、S2分别是不同浓度的KNO3溶液,且S1浓度大于S2的浓度,渗透平衡时的液面差为h,大于 0 D若 S1、S2分别是不同浓度的KNO3溶液,且S1浓度等于S2的浓度,渗透平衡时的液面差为h,小于 0 答案A 解析漏斗内液面上升,则漏斗内溶液(S1
6、) 浓度大于漏斗外溶液(S2) 浓度,渗透平衡时的液面差为 h,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,故两者浓度关系仍是S1S2;半透膜允许K、NO3通过,渗透平衡时液面差为0,S1的浓度等于 S2的浓度。2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Ca 组细胞在蔗糖溶液
7、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 L1之间答案D 解析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。C项,水分进出细胞的方式是渗透,不消耗ATP 。D项,根据柱状图可知,在浓度为 0.4 molL
8、1的蔗糖溶液中的c 组细胞吸水,而在浓度为0.5 molL 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 molL1之间。题型二动、植物细胞吸水和失水的过程及原因3(2016余姚中学高二开学考) 将红细胞转移至不同浓度 ( 、 、) 的三种盐溶液中,结果如图所示。这三种盐溶液的浓度大小关系是( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 21 页 - - - - - - - - - 4 A BC D答案A 解析当外界溶
9、液浓度大于红细胞内溶液浓度时,细胞失水皱缩;当外界溶液浓度小于红细胞内溶液浓度时,细胞吸水膨胀。根据图示可以判断,溶液的浓度最低,溶液的浓度最高,这三种盐溶液的浓度大小关系是。4(2015台州中学高二期中) 用打孔器从马铃薯中打出两圆柱体块P和 Q,P放在蒸馏水中,Q放在与马铃薯细胞液等渗的盐溶液中,1 h 后再把 P、Q放回原来位置,结果 ( ) AP放不进, Q刚好放进BP、Q都放不进CP、Q都刚好放进DP刚好放进, Q放不进答案A 解析P放在蒸馏水中,细胞吸水膨胀,体积增大,Q放在与马铃薯细胞液等渗的盐溶液中,细胞体积不变。若再把P 、Q放回原来位置,P放不进, Q刚好放进。考点二跨膜运
10、输与膜泡运输1物质进出细胞的方式2比较物质进出细胞方式的不同,完善下列表格物质类别出入细胞方式物质转运方向载体蛋白耗能离子和小分子物质被动转运扩散高浓度低浓度不需要不耗能易化扩散需要名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 21 页 - - - - - - - - - 5 主动转运低浓度高浓度耗能颗粒和大分子物质胞吞细胞外细胞内不需要胞吐细胞内细胞外思考诊断1结合实例判断下列物质的转运方式:A水BO2、CO2C红细胞吸收葡萄糖D甘油、脂肪酸、性激素、乙醇等脂溶性物质
11、进入细胞E小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖F无机盐、 葡萄糖等逆浓度进出细胞G神经细胞静息状态下K外流和兴奋时Na内流H人红细胞吸收K排出 NaI 胰岛 细胞分泌胰岛素J神经细胞分泌化学递质K巨噬细胞吞噬抗原(1) 以上属于扩散的是A、B、D。(2) 以上属于易化扩散的是C、G。(3) 以上属于主动转运的是E、F、H。(4) 以上属于胞吞的是K,属于胞吐的是I 、J。2根据图示进一步确定物质跨膜转运的方式和影响因素(1) 填写相关的跨膜转运方式及结构名称A:扩散; B:易化扩散; C:主动转运; a:载体蛋白。(2) 填写以下有关跨膜转运方式的影响因素:A:浓度差; B:浓度差和载体蛋白;C:载体蛋
12、白和能量。(3) 继续观察图示,判断转运方式3影响物质跨膜转运的因素名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 21 页 - - - - - - - - - 6 (1) 根据物质浓度影响跨膜转运的曲线确定物质进出细胞的方式(2) 根据 O2浓度影响物质跨膜转运的曲线确定物质进出细胞的方式题型一被动转运和主动转运1如图曲线a、b 表示物质跨 ( 穿)膜转运的两种方式,下列表述正确的是( ) A脂溶性小分子物质不能通过方式a 转运B与方式 a 有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表
13、面C方式 b 的最大转运速率与载体蛋白数量有关D抑制细胞呼吸对方式a 和 b 的转运速率均有影响答案C 解析据图分析,曲线a 表示被转运分子的转运速率与浓度呈正比,符合扩散的特点。曲线b 表示在被转运分子的浓度较低时,随着浓度提高,转运速率增加,浓度较大时出现饱和现象,符合易化扩散或主动转运的特点( 受载体蛋白数量限制) 。A 项中,脂溶性小分子的跨膜转运方式是扩散;B项中,扩散与载体蛋白无关;D项中,抑制细胞呼吸,停止能量供给,会影响主动转运,但对扩散和易化扩散无影响。2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( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
14、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 21 页 - - - - - - - - - 7 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 主动转运被动转运主动转运B 被动转运被动转运被动转运C 被动转运主动转运被动转运D 主动转运被动转运被动转运答案D 解析由图分析可知,氨基酸和Na由肾小管管腔进入肾小管上皮细胞的过程中,氨基酸由低浓度处向高浓度处转运,需要载体蛋白协助,是主动转运的过程;Na由高浓度处向低浓度处转运,并且需要载体蛋白,是被动转运中的易化扩散过程。氨基酸和Na由肾小管上皮细胞
15、进入组织液的过程中,氨基酸由高浓度处向低浓度处转运,并且需要载体蛋白,是被动转运中的易化扩散过程;Na由低浓度处向高浓度处转运,并且需要载体蛋白和能量,是主动转运的过程。方法技巧三种方法巧判物质转运方式方法一:根据分子大小判断物质转运方式方法二:根据曲线判断物质转运方式(1) 有饱和点的曲线表示易化扩散或主动转运( 如图甲 ) 。(2) 成正比关系的曲线表示扩散(如图乙 ) 。(3) 与细胞呼吸或O2浓度有关系的曲线表示主动转运( 如图丙 ) 。方法三:根据转运方向判断物质转运方式(1) 一般情况下逆浓度梯度的跨膜转运方式是主动转运。(2) 顺浓度梯度的跨膜转运方式是扩散或易化扩散。题型二胞吞
16、和胞吐3(2016绍兴一中高一期中) 如图所示过程体现了细胞膜具有( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 21 页 - - - - - - - - - 8 A一定的流动性B呼吸作用C选择透性D主动转运答案A 解析图示的物质转运方式为胞吞或胞吐,体现了细胞膜的流动性。4(2015全国, 3) 下列过程中,不属于胞吐作用的是( ) A效应 B细胞分泌抗体到细胞外的过程BmRNA 从细胞核到细胞质的过程C分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程D突触小泡中的化学递质
17、释放到突触间隙的过程答案B 解析胞吐是指大分子物质形成囊泡转移到细胞膜,并与细胞膜融合,将大分子物质排出细胞的现象。 A、C 、D项皆属于胞吐作用;B项, mRNA 从细胞核到细胞质是通过核孔,不形成囊泡,不属于胞吐作用。考点三活动:观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原1实验原理成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。2实验步骤名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 21 页 - - - - - - - - - 9 3现象与结论特别提醒关于细胞质壁分离和复原
18、实验的注意点(1) 本实验存在两组对照实验(2) 引发质壁分离的两种原因植物细胞质壁分离及质壁分离复原的拓展应用1判断成熟植物细胞是否是活细胞待测成熟植物细胞 一定浓度的蔗糖溶液镜检发生质壁分离是活细胞不发生质壁分离是死细胞2测定细胞液浓度范围待测成熟植物细胞 一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间3比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度不同成熟植物细胞 同一浓度的蔗糖溶液镜检发生质壁分离所需时间越短,细胞液浓度越小,反之细胞液浓度越大4鉴别不同种类的溶液( 如 KNO3和蔗糖溶液 ) 成熟植物细胞 不同种类溶液镜检只发生质壁分离蔗糖溶液质壁分离后
19、自动复原 KNO3溶液问题探究名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 21 页 - - - - - - - - - 10 (1) 为什么选用紫色洋葱鳞片叶的外表皮?根尖分生区的细胞能否作为该实验的材料?提示紫色洋葱鳞片叶外表皮具有紫色的大液泡,便于观察;根尖分生区的细胞无大液泡,不发生质壁分离,不能作为该实验的材料。(2) 选择试剂时,为什么选用0.3 g/mL的蔗糖溶液而不用0.5 g/mL的蔗糖溶液?提示使用浓度过高的蔗糖溶液(0.5 g/mL)观察质壁分离现
20、象明显,但不能复原,因为溶液浓度过高会导致细胞过度失水而死亡。(3) 适宜浓度的KNO3溶液或尿素、甘油、乙二醇等能否作为该实验的试剂?为什么?盐酸、酒精、醋酸等可以吗?为什么?提示K和 NO3可被细胞吸收,从而使细胞液浓度增大,所以细胞先发生质壁分离后又自动复原,不适于作为该实验的试剂( 尿素、甘油、乙二醇等现象同上) 。盐酸、酒精、醋酸能杀死细胞,不能作为质壁分离实验的试剂。(4) 该实验无独立的对照组,为什么还叫对照实验?提示该实验中,实验组和对照组在同一装片中先后进行,属于自身对照。题型一实验基础1(2014新课标全国,4) 下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述,错误的是( ) A与白色
21、花瓣相比,采用红色花瓣有利于实验现象的观察B用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,有利于实验现象的观察答案B 解析红色花瓣是由液泡内花青素的颜色呈红色导致的,所以用红色花瓣作为实验材料有利于实验现象的观察,A项正确。黑藻叶片中的叶绿体显绿色,液泡中细胞液的颜色接近无色,两者之间有颜色差异,因此叶绿体的存在不会干扰实验现象的观察,B 项错误。紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位的细胞细胞液浓度可能不同,观察到的质壁分离程度可能不同,C 项正确。通常做植物细胞质壁分离实验时用紫色洋葱鳞片叶
22、外表皮,因外表皮细胞的液泡中有较多色素,发生质壁分离时容易观察,D项正确。2(2015 浙江余、 慈期中联考 ) 某植物体三个相邻细胞,细胞液浓度关系为abc,则三细胞之间水分相互渗透的方向是( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 21 页 - - - - - - - - - 11 答案C 解析水的转运方式是扩散,水分子数相对较多的溶液中,溶质分子数相对较少,溶液的浓度相对较低。渗透作用的方向是从水分子数相对较多的一侧进入水分子数相对较少的一侧,也就是溶
23、液中的水分子从溶液浓度低的一侧,进入溶液浓度高的一侧。由于细胞液浓度为abc,所以水分转运的方向就是cb、ba、ca,故选C 。题型二实验应用3用 2 molL1的乙二醇溶液和2 mol L 1的蔗糖溶液分别浸润某种植物细胞,观察质壁分离现象,得到其原生质体相对体积变化情况如图所示。下列表述不正确的是( ) A该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,可得到类似的结果答案C 解析能发生质壁分离的细胞是具有大液泡的成熟植物细胞,根尖分生区细胞是未成熟的植物细胞,因此该细胞不可能是根尖分生区
24、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 NO3通过主动转运进入细胞内,因此也会发生质壁分离后自动复原现象。4某同学探究“不同浓度蔗糖溶液对紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞形态的影响”,得到如图所示结果。相关叙述正确的是( ) A实验的主要原理是活的植物细胞能够发生渗透作用B实验中需要使用显微镜、载玻片等仪器以及苏丹、重铬酸钾溶液等药品C紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蒸馏水中时,细胞会略微膨胀D结果表明大多数细胞的细胞液浓度介于0.25 0.3 mmol/L之间名师资料总结 - - -精品资
25、料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 21 页 - - - - - - - - - 12 答案C 解析实验的主要原理为活的成熟( 具大液泡 ) 的植物细胞能够发生渗透作用,A错误;苏丹用来检测油脂,重铬酸钾用来检测酒精,B错误;细胞浸润在蒸馏水中,会进行渗透吸水,由于细胞壁的伸缩性差,所以会略微膨胀,C正确;由题图可以看出大多数细胞的细胞液浓度介于 0.2 0.25 mmol/L之间, D错误。做模拟练预测1下图为渗透作用实验。实验开始时如图甲所示,A代表清水, B、C代表蔗糖溶液。一段时
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