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1、专题3物质出入细胞的方式考点考点1细胞的吸水和失水细胞的吸水和失水一、渗透系统与渗透作用一、渗透系统与渗透作用1.渗透作用与渗透系统(1)渗透作用:专指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜,从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散,是自由扩散的一种。(2)渗透系统组成:一个完整的渗透系统,由两个溶液体系以及两者中间的半透膜组成。知识清单发生渗透作用的条件:2.验证渗透作用发生的条件漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论若漏斗内液面上升,则MN若漏斗内液面不变,则M=N若漏斗内液面下降,则MN3.利用渗透原理比较不同溶液浓度大小:二、动、植物细胞的吸水和失水二、动、植物细胞的吸水和失水1.动物细胞的吸水和失水(
2、2)现象2.植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)(1)条件:成熟植物细胞具有中央大液泡。(2)原理(3)现象当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,植物细胞就发生质壁分离现象。将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度高于外界清水,植物细胞就吸水,发生质壁分离复原现象。例例1(2016广西河池高中月考,16)为研究成熟植物细胞的渗透吸水,设计简易渗透吸水装置如下图甲所示,图甲中液面上升的高度与时间的关系如图乙所示。一成熟植物细胞放在某外界溶液中发生的一种状态(此时细胞有活性)如图丙所示。下列相关叙述中错误的是()A.由图甲中漏斗液面上升可知,实验开始时b液体
3、的浓度大于a液体的浓度B.由图乙可知图甲中漏斗里溶液的吸水速率会一直下降C.图丙中相当于图甲中c结构的是D.把图丙所示状态的细胞放在蒸馏水中,会发生质壁分离复原现象解析解析由图甲中漏斗液面上升可知,实验开始时b液体的浓度大于a液体的浓度,水分进入漏斗的多,A正确;由图乙可知:图甲中漏斗里液面上升的高度与时间在开始时成正比例关系,但随着时间的推移,上升幅度逐渐减小直至不再上升,说明此时溶液的吸水速率下降,B正确;图丙中相当于图甲中c结构的是,即原生质层,C正确;图丙所示状态的细胞已发生质壁分离,将其放在清水中,会发生质壁分离复原现象,D错误。答案答案B考点考点2物质进出细胞的方式物质进出细胞的方
4、式1.物质进出细胞的方式2.影响物质跨膜运输的因素(1)物质浓度(在一定的范围内)(2)O2浓度(3)温度失分警示(1)物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是RNA和蛋白质等大分子进出细胞核的通道;小分子物质进出细胞核是通过跨膜运输实现的,不通过核孔。(2)Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞,但也可通过协助扩散(或离子通道)进出细胞,如神经细胞维持静息电位时的K+外流和形成动作电位时的Na+内流。(3)植物吸收水分的方式是自由扩散,而吸收无机盐离子的方式是主动运输,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。例例2(2016辽宁沈阳东北育才中学二模,11)甲、乙分别为
5、物质进出细胞的坐标图和模式图,下列 相 关 说 法 正 确 的 是()A.甲、乙所代表的物质运输方式没有共同点B.图乙的物质运输过程与细胞膜的流动性无关C.图乙所示的细胞可能是红细胞D.婴幼儿肠道吸收乳汁中的免疫球蛋白的过程可用图乙中的跨膜运输方式表示解析解析甲、乙分别代表主动运输和协助扩散,两者均需要载体蛋白,A错误;跨膜运输与细胞膜的流动性有关,B错误;乙可表示葡萄糖进入红细胞的过程,C正确;婴幼儿肠道吸收乳汁中的免疫球蛋白的过程属于胞吞,D错误。答案答案C题型题型1教材实验类教材实验类观察植物细胞的质壁分离和复原观察植物细胞的质壁分离和复原1.观察植物细胞的质壁分离和复原(1)原理:成熟
6、的植物细胞与外界溶液构成渗透系统可发生渗透作用。题型突破(2)流程(3)实验结论成熟植物细胞能与外界溶液构成渗透系统,发生渗透作用。当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水;当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水。2.质壁分离与复原实验的拓展应用(1)判断成熟植物细胞是否是活细胞(2)测定细胞液浓度范围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)1.并非所有细胞都可发生质壁分离。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
7、。死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不能发生质壁分离及复原现象。2.并非所有溶液都使植物细胞发生质壁分离及复原(1)在一定浓度的溶质不能透膜的溶液中,成熟植物细胞只会发生质壁分离现象,不能自动复原,如0.3g/mL蔗糖溶液。(2)在一定浓度的溶质可透膜的溶液中,成熟植物细胞可发生质壁分离后自动复原现象,如KNO3溶液、甘油等。(3)在高浓度溶液中,成熟植物细胞可发生质壁分离现象,但不会发生质壁分离复原现象。3.质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁是全透性的且有水分子通过原生质层渗出来。例例1(2016安徽马鞍山三校期中联考,15)在“观察植物
8、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 和 两 次 处 理。下 列 有 关 叙 述 正 确 的 是()A.第一次观察为低倍镜观察,后两次为高倍镜观察B.第一次处理滴加的液体为清水,第二次滴加的液体为0.3g/mL的蔗糖溶液C.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮,则不会发生质壁分离D.紫色洋葱鳞片叶外表皮中不属于原生质层的有细胞壁、细胞核和细胞液思路导引思路导引解析解析在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,一般需要进行三次显微观察,第一次是正常细胞的观察,第二次是质壁分离细胞的观察,第三次是质壁分离复原细胞的观察。三
9、次观察均为低倍镜观察,A错误;第一次处理滴加的液体为0.3g/mL的蔗糖溶液,观察质壁分离现象,第二次滴加的液体为清水,观察质壁分离复原现象,B错误;紫色洋葱鳞片叶的内表皮也会发生质壁分离,但不含色素,不容易观察,C错误;原生质层是指细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质,紫色洋葱鳞片叶外表皮中不属于原生质层的有细胞壁、细胞核和细胞液,D正确。答案答案D1-1(2016陕西西安一中期中,18)为探究茉莉酸(植物生长调节剂)对离体培养的成熟胡杨细胞质 壁 分 离 的 影 响,将 细 胞 分 别 移 至 不 同 的 培 养 液 中 继 续 培 养 3 天,结 果 如 表。下 列 叙 述 错 误 的 是
10、()注:“+”表示有添加,添加后NaCl浓度为100mmolL-1,茉莉酸浓度为10-3mgL-1;“-”表示无添加。A.胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水B.质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小C.NaCl为自变量,茉莉酸为因变量D.茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用组别培养液中另添加的成分结果NaCl茉莉酸+-部分细胞质壁分离+细胞正常,无质壁分离-细胞正常,无质壁分离答案答案C解析解析本题主要考查植物细胞质壁分离实验和实验设计的相关问题。分析表格知:培养液中另添加的成分为自变量,胡杨细胞的状态为因变量,由实验结果可知:茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用。质壁分离时,胡杨
11、细胞液泡失水,液泡体积变小。故C项错误。1-2(2016宁夏中卫一中第三次月考,27)下列关于质壁分离和质壁分离复原实验叙述中,正确的是()A.常选择质量浓度为0.3g/mL的葡萄糖溶液作为质壁分离的试剂B.能发生质壁分离复原的细胞则说明其膜结构保持原有功能C.洋葱根尖分生区细胞也是观察质壁分离现象的理想材料D.发生质壁分离时,细胞壁和原生质层之间充满了清水答案答案B解析解析由于葡萄糖分子可以进入细胞,故常选择质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液作为质壁分离的试剂,A错误;能发生质壁分离复原说明细胞膜结构保持正常的生理功能,B正确;根尖分生区细胞没有大液泡,不能发生质壁分离,C错误;发生质壁分离
12、时,细胞壁和原生质层之间充满了外界溶液,D错误。题型题型2分析推断类分析推断类物质进出细胞方式的判断物质进出细胞方式的判断1.“三看法”快速判定物质出入细胞的方式2.跨膜运输模型与物质进出细胞坐标图中的运输方式判断(1)运输模型中的运输方式判断甲为主动运输;乙为自由扩散;丙、丁为协助扩散。(2)物质进出细胞坐标图中曲线中的运输方式判断有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输;与横坐标因素成正比关系的曲线表示自由扩散;与呼吸作用或氧浓度有关系的曲线表示主动运输。3.“实验法”探究物质跨膜运输的方式(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(1)物质跨膜运输体现了生物膜的选择透过
13、性;大分子物质和颗粒性物质的胞吞、胞吐体现了生物膜具有一定的流动性。(2)物质能否通过细胞膜,并不完全取决于物质分子的大小。(3)兴奋产生与传导过程中Na+、K+的运输方式判断由于细胞外Na+浓度高,细胞内K+浓度高,因此静息时K+外流和兴奋时Na+内流的运输方式都是被动运输。细胞维持膜外Na+浓度高,膜内K+浓度高,需要不断吸K+排Na+,此种运输方式为主动运输。例例2(2016北京朝阳期中,5)如图为物质P和Q跨膜出细胞的示意图。下列叙述正确的是()A.物质P可能是氧气B.物质Q一定是水分子C.物质P和Q出细胞都需要载体蛋白D.物质P和Q出细胞未必都消耗能量思路导引思路导引解析解析物质P出
14、细胞是逆浓度梯度的主动运输过程,氧气的跨膜运输是自由扩散过程,A错误;物质Q出细胞是顺浓度梯度的被动运输过程,但物质Q不一定是水分子,B错误;主动运输需要载体蛋白的协助,需要消耗能量,被动运输不需要消耗能量,C错误、D正确。答案答案D2-1(2016东北师大附中第一次月考,7)在盐碱地中生活的某种植物,其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白,该蛋白能将细胞质基质中的Na+逆浓度梯度运入液泡,以减轻Na+对细胞质中酶的伤害。下列叙述错误的是()A.Na+进入液泡的过程属于主动运输B.Na+进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透性C.该载体蛋白作用的结果不利于增强细胞吸水能力D.该载体蛋白作用的结果有助于提高
15、植物的耐盐性答案答案C解析解析题中指出“细胞的液泡膜上有一种载体蛋白,该蛋白能将细胞质基质中的Na+逆浓度梯度运入液泡”,这完全符合主动运输的特点,该过程增大了细胞液的浓度,使植物细胞的吸水能力增强,进而使植物适应盐碱环境。2-2(2016山东淄博一中上学期期中,8)如图表示物质进入细胞的四种方式,有关说法错误的是()A.温度只影响图中和过程的速率B.吞噬细胞通过过程吞噬病原体C.小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是D.生长素极性运输进入细胞的方式是答案答案A解析解析分析题图,从高浓度向低浓度运输,不需要载体,需要载体,推断分别为自由扩散和协助扩散;从低浓度向高浓度运输,需要载体和能量,为主动运输。根据结构决定功能的原理推断,温度会影响膜的流动性,从而影响膜的选择透过性,温度又会影响酶的活性,由此可判断A错误;为胞吞,吞噬细胞通过胞吞吞噬病原体,B正确;乙醇的跨膜运输方式为自由扩散,C正确;生长素极性运输的方式是主动运输,D正确。