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1、2024届高考生物一轮复习第2单元细胞的基本结构与物质交换第4讲物质进出细胞的方式练习含解析新人教版必修120230605284第4讲物质进出细胞的方式一、选择题(每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求)1(2020河北衡水中学二调)某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他采用如图1所示的装置(示意图)，对收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行实验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如图2)。据图分析，该同学应选择的膜材料是(A)A甲 B乙C丙 D丁解析图1是渗透装置，构成渗透作用的条件：有半透膜，半透膜两侧有浓度差，所以图中的膜允许水分子透过，不允许糖分子透过，最终导致漏
2、斗中液面升高。2(2021山东泰安模拟)如图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液，且a溶液浓度S2_时，水分就通过半透膜由S2流向S1；当溶液浓度_S1_S2。因为液面高的一侧形成的净水压，会_阻止_溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。2动物细胞的吸水和失水(1)原理(2)现象3植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构(2)原理和现象当_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。思维辨析易错整合，判断正误。(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度()(2)在渗透作用中，
3、当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜 ()(3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用 ()(4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核()(5)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的 ()延伸探究1对于动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？提示不一定。对动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的浓度相等。但植物细胞有细胞壁的支持和保护作用，限制植物细胞吸水，当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。2如图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头
4、大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题：(1)若将人的成熟红细胞放入清水中会出现如图所示哪种现象？分析原因。(2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会出现如图所示哪种现象？达到平衡时，水分子进出细胞的状况是图中哪一种？(3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间内细胞体积增大，最终会不会涨破？为什么？提示(1)会出现如图甲所示现象。将人的成熟红细胞放入清水中，由于发生渗透作用，从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水分子，因此细胞吸水。(2)将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞外界溶液浓度较大，细胞失水，如图丙所示；达到平衡状态
5、时，水分子进出细胞的速率相等，如图乙所示。(3)细胞不会涨破，因为植物细胞有细胞壁的保护。剖析难点考点突破重难精讲1渗透系统的组成分析项目渗透作用模型植物细胞是一个渗透系统图解组成条件半透膜一些物质可以透过，另一些物质不能透过的多孔性薄膜(如玻璃纸)原生质层相当于半透膜浓度差半透膜两侧的溶液体系(S1，S2)细胞液(S1)与外界溶液(S2)之间渗透作用发生S1S2漏斗内液面上升细胞吸水；可发生质壁分离复原S1S2水分进出平衡，液面不变细胞吸水失水达到动态平衡2验证渗透作用发生的条件3渗透作用原理的拓展应用(1)比较不同溶液浓度大小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
6、内液面不变，则MN(无液面差时)若漏斗内液面下降，则MN(2)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(1)半透膜、选择透过性膜的比较区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，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的生物膜，载体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。共性：都允许水分子自由通过，且永远都是双向的，而不允
7、许大分子物质通过。(2)生物膜的结构特点具有一定的流动性，原因是构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子大多都是可运动的。(3)生物膜的功能特性具有选择透过性，原因是膜上载体的种类和数量不同。(4)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。精准命题突破点渗透作用现象分析典例剖析例1(2020郑州模拟)如下图所示，在漏斗中加入的蔗糖溶液与蒸馏水液面齐平，一段时间后，待漏斗内液面不再变化时，再向漏斗中加入一定量的蔗糖酶。下列坐标曲线中能正确反映整个实验过程中漏斗内外溶液的液面高度差变化的是(C)解析实验开始时，漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中的
8、蒸馏水，烧杯中的水分子向漏斗中渗透，漏斗液面升高。一段时间后加入蔗糖酶，使蔗糖水解成葡萄糖和果糖，引起漏斗中溶液浓度进一步升高，漏斗液面继续升高。由于半透膜允许单糖分子透过，漏斗中的葡萄糖和果糖进入烧杯中，漏斗中的溶液浓度下降，漏斗液面随之下降，最终由于漏斗中加入的蔗糖酶，维持着一定的液面高度差。技巧点拨渗透方向及浓度大小的判断(1)判断溶剂渗透的总方向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。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
9、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。对应训练1(2021临沂模拟)如图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗底部均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积如下表所示。图2中曲线表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则曲线与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是(A)装置编号甲乙丙半透膜面积SS/2S蔗糖溶液体积TT2TA丙；甲；乙B乙
10、；甲；丙C甲；乙；丙 D丙；乙；甲解析丙的体积最大，吸水的量最大，漏斗液面高度最高，相对应的是图2中曲线；甲、乙的体积相等，但是甲漏斗口的半透膜面积比乙的大，吸水的速度快，故甲漏斗液面高度变化要比乙的快些，对应图2中曲线。突破点细胞的吸水和失水典例剖析例2(2021福建福州期末)萝卜条质量变化与蔗糖溶液浓度的关系如图所示。把相同的新鲜萝卜条放入a、b、c三个不同浓度的蔗糖溶液中，下列分析正确的是(C)A若溶液浓度为a，萝卜条的质量将会减少B若溶液浓度为b，水分子不会进出萝卜细胞C若溶液浓度为c，萝卜细胞将发生渗透失水D一段时间后，在c浓度溶液中的萝卜细胞液渗透压最小解析题图中溶液浓度为a时，萝
11、卜条吸水，质量增加，A错误；溶液浓度为b时，水分子进出平衡，质量不变，B错误；溶液浓度为c时，萝卜细胞将发生渗透失水，C正确；一段时间后，在c浓度溶液中萝卜细胞液渗透压最大，D错误。对应训练2(2021陕西西安中学期中)如图所示，图乙是图甲发生渗透作用之后的示意图，图丙是根毛细胞示意图，图丁表示细胞体积随时间变化的曲线。下列叙述错误的是(C)A图甲中处溶液浓度小于处溶液浓度B图甲和图丙中都有半透膜或相当于半透膜的结构，两者的主要区别是图丙细胞膜上有载体蛋白，具有选择透过性C若把图丙所示细胞放在质量分数为5%的NaCl溶液中，在显微镜下连续观察一段时间(细胞有活性)发现其发生了质壁分离，但不会发
12、生质壁分离复原D若把图丙所示细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，则图丁可表示细胞体积随时间推移而变化的曲线解析由图乙可知，图甲中吸收水分使漏斗内液面升高，所以处溶液浓度小于处溶液浓度，A正确；图甲和图丙都有半透膜或相当于半透膜的结构，图丙中原生质层相当于半透膜，其上有载体蛋白，具有选择透过性，B正确；植物细胞可以吸收Na、Cl使细胞液浓度升高，所以根毛细胞处于质量分数为5%的NaCl溶液中时，会先发生质壁分离，后发生质壁分离复原，C错误；将图丙所示根毛细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞渗透失水，体积逐渐减小，但由于细胞壁的伸缩性有限，细胞体积不会无限收缩，则图丁可
13、表示细胞体积随时间推移而变化的曲线，D正确。考点二观察植物细胞的质壁分离及复原自主回顾素养储备基础梳理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3现象与结论(1)本实验存在两组对照实验(2)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。思维辨析易错整合，判断正误。(1)观察质壁分离可用0.15 g/mL蔗糖浓度作为试剂()(2)必须用高倍镜才能观察到质壁分离现象()延伸探究根据实验过程及原理回答以下问题。(1)实
14、验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？(2)该实验无独立的对照组，为什么还叫对照实验？(3)上述实验中观察到质壁分离时，为何不宜停留时间过长？(4)引发质壁分离的内因和外因分别是什么？提示(1)不一定。但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，更有利于观察。也可以选择有叶绿体的叶肉细胞等。(2)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。(3)观察到质壁分离时，若停留时间过长，细胞就会因过度失水而死亡，不会再发生质壁分离复原。(4)外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度；内因是原生质层的伸缩性较大，细胞壁的伸缩性较小。剖析难点考点突破重难精讲1质壁分离的分析(
15、1)原因(2)表现2巧判细胞能否发生质壁分离和复原(1)从细胞角度分析死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离和复原现象。具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离和复原现象。(2)从溶液角度分析在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生质壁分离后自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。在过高浓度溶液中可发生质壁分离现象，因过度失水而不会发生质壁分离复原现象。3植物细胞质壁分离及复原的拓展(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
16、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)精准命题典例剖析例3(2021江西南昌七校模拟)下表是植物细胞在放入蔗糖溶液前，以及放入甲、乙、丙三种不同浓度的蔗糖溶液后细胞的形态。下列叙述正确的是 (D)实验处理放入前放入甲溶液放入乙溶液放入丙溶液细胞的形态A浸泡在甲溶液中的细胞，细胞液浓度逐渐增大B浸泡在乙溶液中细胞的内外浓度相等，没有水分子进出细胞C浸泡在丙溶液中的细胞出现质壁分离时，液泡内充满蔗糖溶液D三种蔗糖溶液的浓度为甲溶液
17、乙溶液丙溶液解析与放入前的细胞形态相比较，浸泡在甲溶液中的细胞液泡体积明显增大，这说明该细胞从外界溶液中吸水，细胞液浓度逐渐减小，A错误；浸泡在乙溶液中的细胞液泡的体积基本不变，这说明水分子进出细胞处于动态平衡，B错误；浸泡在丙溶液中的细胞出现了质壁分离，细胞失水，此时原生质层与细胞壁的间隙内充满蔗糖溶液，蔗糖不能进入活细胞的液泡中，C错误；三种蔗糖溶液的浓度为甲溶液乙溶液丙溶液，D正确。对应训练3(2021江苏仪征中学期中)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 (C)A为了节约实验时间，通常可以省略第一次显
18、微观察步骤B质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减弱C质壁分离和复原的过程中，水分子进出细胞的方式均为自由扩散D吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头解析质壁分离实验中有三次显微镜观察，第一次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞未发生质壁分离的观察，第二次观察为蔗糖溶液中质壁分离现象的观察，第三次观察为质壁分离复原现象的观察，三次观察形成前后自身对照，A错误；质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐增强，B错误；质壁分离和复原的过程中，水分子进出细胞的方式均为自由扩散，C正确；吸水纸的主要作用是“引流”，即吸引液体在盖玻片下移动，使植物细胞完全浸在液体中，D错误。4(2021山东重点中学联考)下
19、表为甲同学用某浓度KNO3溶液进行质壁分离实验时所测得的数据，下图为乙同学用另一浓度的KNO3溶液进行质壁分离实验时所绘制的曲线图，下列分析正确的是(A)2 min4 min6 min8 min10 min原生质体相对大小90%60%30%30%30%A甲同学所用溶液浓度要大于乙同学B甲同学的实验进行到8 min时质壁分离达到平衡，滴加清水后发生质壁分离复原C乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度D乙同学在实验进行到T2时观察不到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度解析甲同学的实验中未发生质壁分离复原，而乙同学的实验中发生质壁分离复原，说明
20、甲同学所做实验中细胞失水较多而死亡，所用溶液浓度大于乙同学所用溶液浓度；甲同学实验中的原生质体相对大小在6 min后不再发生变化，可能是细胞已经死亡，滴加清水不会发生质壁分离复原；乙同学在T1时实际观察到的是质壁分离复原的现象，是细胞液浓度大于外界溶液浓度的结果；在T2时观察不到质壁分离现象，此时有可能是细胞液浓度大于外界溶液浓度，但因为细胞壁的存在细胞体积不会发生较大变化。考点三物质进出细胞的方式及影响因素自主回顾素养储备基础梳理1物质跨膜运输的其他实例科学家将番茄和水稻分别放在含Ca2、Mg2和SiO的培养液中培养，结果及分析如下：(1)实验结果图中显示：不同植物(每种离子中黑白柱相比)，
21、对同一种无机盐离子的吸收速率_不同_。同一种植物对_不同种无机盐离子_的吸收也有差异(三条白柱高低不同，三条黑柱高低也不同)。(2)实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有_选择性_。(3)微生物吸收无机盐离子的特点不同微生物对无机盐离子的吸收有_选择性_。不同微生物对各种无机盐离子的_需要量_不同。2各种物质出入细胞方式的比较物质出入细胞的方式被动运输主动运输胞吞胞吐自由扩散协助扩散图例运输方向高浓度低浓度低浓度高浓度胞外胞内_胞内_胞外是否需要载体否_是_是_否_是否消耗能量否_否_是_是_3判断物质进出细胞的方式(均填序号)A水BO2、CO2C红细胞吸收葡萄糖D甘油、脂肪酸、性激素、乙醇
22、等脂溶性物质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B细胞分泌胰岛素J神经细胞分泌神经递质K吞噬细胞吞噬抗原以上属于自由扩散的是_A、B、D_。以上属于协助扩散的是_C、G_。以上属于主动运输的是_E、F、H_。以上属于胞吞的是_K_，属于胞吐的是_I、J_。思维辨析易错整合，判断正误。(1)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜()(2)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质离子的速率都相同()(3)植物主动运输矿质离子的过程只发生在活细胞中 ()(4)低温不影响矿质离子的吸收速率 ()(5)血
23、浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于自由扩散 ()(6)细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内 ()(7)主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量()(8)Na与有关载体蛋白结合排出细胞属于主动运输 ()延伸探究1水分子是否都是以自由扩散的方式进出细胞的？举例说明。提示水分子既可以以自由扩散方式进出细胞，又可借助通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。2免疫细胞行使免疫功能时，会涉及胞吞和胞吐两种方式，这两种方式的共同点是什么？提示能运输生物大分子等；运输过程中形成囊泡；需要消耗能量。3分析物质进出细胞的有关图像(1)图甲、乙所示物质进出细胞的方式一样吗？为什么？(2)图乙所示的运输方式也
24、可以逆浓度梯度进行吗？(3)只要是消耗能量的运输方式就是主动运输吗？提示(1)不一样。图甲中a点以后物质是逆浓度梯度运输，为主动运输；图乙中物质顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，但不消耗能量，为协助扩散。(2)不能，逆浓度梯度运输一定消耗能量。(3)不是，消耗能量的运输方式除了主动运输，还有胞吞和胞吐以及穿越核孔的运输方式。剖析难点考点突破重难精讲1归纳概括同一物质的不同运输方式物质相应过程运输方式葡萄糖进入红细胞协助扩散进入小肠绒毛上皮细胞、肾小管重吸收葡萄糖主动运输Na进入神经细胞协助扩散(靠离子通道)运出神经细胞主动运输(钠钾泵)K进入神经细胞主动运输(钠钾泵)运出神经细胞协助扩散(靠离子通道)2“三看法”快速判定物质出入细胞的方式3影响跨膜运输的因素(1)物质浓度(2)O2浓度(3)温度探究物质跨膜运输方式的实验设计(1)探究是主动运输还是被动运输植株培养液对某离子吸收减弱或停止主动运输不影响离子吸收被动运输(2)探究是自由扩散还是协助扩散植株培养液减弱或停止协助扩散不影响离子吸收自由扩散精准命题突破点物质跨膜运输的方式和特点典例剖析例4(2021湖南长沙铁路一中模拟)某细胞对氨基酸、钠离子、葡萄糖和氧气的吸收方式的比较结果，如图所示，其中细胞膜内外浓度情况未标出。已知细