高考人教版生物一轮复习讲义必修1 第2单元 第3讲 细胞的物质输入与输出Word文档下载推荐.docx
《高考人教版生物一轮复习讲义必修1 第2单元 第3讲 细胞的物质输入与输出Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考人教版生物一轮复习讲义必修1 第2单元 第3讲 细胞的物质输入与输出Word文档下载推荐.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
S1＞S2（填“＞”“＜”或“＝”）（S1、S2中溶质不能通过半透膜）。
（3）在B图所示的U形玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。
初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。
①一段时间后，两管中液面的变化为：
左管液面升高，右管液面降低。
（填“升高”“降低”或“不变”）
②如同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为：
左管液面下降，右管液面上升，最后稳定在一定高度。
视角1考查渗透作用实验分析
1．如图为平衡时的渗透装置，烧杯的液面高度为a，漏斗的液面高度为b，液面差m＝b－a。
在此基础上继续实验，以渗透平衡时的液面差为观测指标，正确的是（ ）
A．若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，则平衡时m增大
B．若向漏斗中滴入清水，平衡时m将减小
C．若向漏斗中滴入适量等浓度的蔗糖溶液，则平衡时m不变
D．向烧杯中加入适量清水，平衡时m将增大
B [吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，由于渗透作用液面会继续上升，上升的时候将漏斗的溶液稀释，渗透压下降，因此m减小，A错误；
向漏斗中滴入清水，漏斗内的浓度降低，渗透压下降，m将减小，B正确；
注入了和开始等浓度的蔗糖，实际上此时漏斗中的蔗糖浓度增大了，因此通过渗透作用进入漏斗中的水分子增加，m升高，C错误；
向烧杯中加入适量清水，a增大，b也增大但小于a的增加值，m减小，D错误。
]
视角2考查渗透作用原理的应用
2．（2017·
石家庄检测）将哺乳动物红细胞置于一定浓度的某溶液中，显微镜下观察发现细胞逐渐涨大但未破裂。
下列有关叙述错误的是（ ）
A．该过程中细胞的吸水能力逐渐降低
B．该溶液浓度比细胞内液浓度低
C．水分进出该细胞的方式属于被动运输
D．将涨大细胞置于清水中可使细胞复原
D [该过程中细胞不断吸水导致细胞内液浓度下降，细胞的吸水能力逐渐降低，A正确。
该溶液浓度比细胞内液浓度低，细胞吸水，B正确。
水分进出该细胞的方式属于被动运输的自由扩散，C正确。
将涨大细胞置于清水中可使细胞继续吸水膨胀破裂，D错误。
3．（2017·
菏泽期末）取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成A、B、C三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液（甲、乙、丙）中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。
假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果。
下列说法正确的是（ ）
A．实验前，蔗糖溶液浓度丙＞乙＞甲
B．实验后，细胞液浓度A＞B＞C
C．乙的浓度不变是因为没有水分子进出细胞
D．实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散
B [成熟的植物细胞是一个渗透系统，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时细胞失水发生质壁分离现象，反之发生质壁分离复原现象，两者浓度相等时，吸水量与失水量相等，水分进出达到平衡状态；
分析实验结果可知，实验过程中，A失水、B水分进出平衡、C吸水，所以实验前甲的浓度>
乙的浓度>
丙的浓度，A和C错误；
A失水细胞液浓度变大，B细胞液浓度不变，C吸水细胞液浓度降低，因此，实验后，细胞液浓度A＞B＞C，B正确；
实验中细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散，D错误。
有关渗透作用的两个易错点
（1）水的运输特点：
无论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。
（2）渗透平衡的实质：
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。
考点二|物质出入细胞的方式
1．物质跨膜运输的其他实例
番茄和水稻吸收无机盐离子的比较：
科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO的培养液中培养，结果及分析如下：
（1）实验结果
①不同植物对同一种无机盐离子的吸收有差异。
②同一种植物对不同种无机盐离子的吸收也有差异。
（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
①不同微生物对无机盐离子的吸收有选择性。
②不同微生物对各种无机盐离子的需要量不同。
2．物质跨膜运输的方式
（1）连线物质运输的方式、特点和实例
①不需载体和能量 a．主动运输
②需载体，不需能量b．自由扩散
③需载体和能量c．协助扩散
④需能量，不需载体d．胞吞和胞吐
【提示】 ①—b—Ⅰ ②—c—Ⅱ③—a—Ⅲ ④—d—Ⅳ
（2）根据图示进一步确定物质跨膜运输的方式和影响因素
①填写以下有关跨膜运输方式及结构的名称：
甲：
自由扩散；
乙：
协助扩散；
丙：
主动运输；
a：
载体蛋白。
②填写以下有关跨膜运输方式的影响因素：
甲图：
浓度差；
乙图：
浓度差和载体蛋白；
丙图：
载体蛋白和能量。
1．判断有关物质出入细胞方式叙述的正误。
（1）CO2进出肺泡上皮细胞不依赖于膜蛋白。
（√）
（2）被细胞胞吞的一定是固体物质。
【提示】 胞吞的可能是液体物质。
（3）甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜。
【提示】 甘油是脂溶性小分子，其通过细胞膜的方式为自由扩散。
（4）通过载体蛋白的物质转运属于主动运输。
【提示】 协助扩散也通过载体蛋白转运物质。
（5）在神经细胞上动作电位产生与膜电位恢复过程中，Na＋流入和排出都是主动运输。
【提示】 Na＋流入为被动运输。
2．根据下图判断物质进出细胞的方式。
主动运输 b：
自由扩散 c：
协助扩散 d：
胞吐
1．探究影响跨膜运输的因素
（1）物质浓度
自由扩散 协助扩散或主动运输
（2）O2浓度
自由扩散或协助扩散 主动运输
（3）温度
2．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
视角1考查物质进出细胞的方式及特点
1．（2017·
河南联考）下图是物质出入细胞方式概念图，相关叙述中正确的是（ ）
A．消化酶释放的方式是③
B．④的含义是“是否消耗ATP”
C．红细胞吸收葡萄糖的方式是⑤
D．⑥的含义是“是否为逆浓度运输”
B [消化酶和抗体都是分泌蛋白，是生物大分子，通过非跨膜运输方式的②胞吐释放，③为胞吞，A错误。
小分子的跨膜运输方式根据④是否消耗ATP分为：
被动运输和⑤主动运输，主动运输需要消耗ATP，被动运输不需要，B正确。
红细胞吸收葡萄糖的方式是被动运输的协助扩散，需要载体，不需要消耗ATP，C错误。
被动运输根据⑥是否需要载体协助，分为自由扩散和⑦协助扩散，协助扩散需要载体，自由扩散不需要，D错误。
东北四市联考）胃内的酸性环境是通过质子泵维持的，质子泵催化1分子的ATP水解所释放的能量，可驱动1个H＋从胃壁细胞进入胃腔和1个K＋从胃腔进入胃壁细胞，K＋又可经通道蛋白顺浓度进入胃腔。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．质子泵的化学本质可能是蛋白质
B．H＋从胃壁细胞进入胃腔的方式是主动运输
C．胃壁细胞内K＋的含量影响细胞内液渗透压的大小
D．K＋进出胃壁细胞的跨膜运输方式是相同的
D [质子泵起到载体的作用，其化学本质可能是蛋白质，A正确；
H＋从胃壁细胞进入胃腔需要消耗ATP，所以其方式是主动运输，B正确；
渗透压的大小取决于单位体积内溶质的数目，所以胃壁细胞内K＋的含量影响细胞内液渗透压的大小，C正确；
K＋进入胃壁细胞的跨膜运输需要消耗ATP，为主动运输，而K＋可经通道蛋白顺浓度进入胃腔方式，不消耗能量，为协助扩散，D错误。
安徽合肥质检）主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。
如图为Na＋、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。
下列关于图中物质跨膜运输过程的分析错误的是（ ）
A．葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是不需耗能的主动运输
B．Na＋从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗ATP的主动运输
C．葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na＋从肠腔到小肠上皮细胞相伴随
D．Na＋从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为被动运输
A [由图可知，葡萄糖从肠腔逆浓度梯度进入小肠上皮细胞，属于主动运输，但不消耗ATP，则消耗的能量应来自离子电化学梯度，A错误；
Na＋从小肠上皮细胞进入组织液是逆浓度梯度进行的，且需要载体蛋白协助和需要消耗ATP，属于主动运输，B正确；
从图示可看出，葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na＋从肠腔到小肠上皮细胞共用一个载体，C正确；
Na＋从肠腔进入小肠上皮细胞的方式是协助扩散，葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液的方式也是协助扩散，均为被动运输，D正确。
归纳法记忆同一物质的不同运输方式
（1）葡萄糖
（2）Na＋
（3）K＋
视角2考查外界因素对物质进出细胞的影响
4．（2017·
福建质检）丽藻细胞液中K＋浓度比它们生活的池水高1065倍，而生活在同一片水域的轮藻仅高63倍。
对两种藻类细胞积累K＋的相关叙述，不正确的是（ ）
A．K＋的积累保证了细胞正常生命活动的需要
B．吸收K＋的过程都需要载体蛋白的协助
C．K＋积累量的差异取决于它们遗传基础的差异
D．K＋吸收速率与池水中的溶解氧的浓度无关
D [无机盐离子能维持细胞进行正常的生命活动，A项正确；
吸收K＋的方式是主动运输，需要载体蛋白的协助，B项正确；
两种藻类细胞积累K＋的量的不同取决于它们遗传基础的差异，C项正确；
吸收K＋的方式是主动运输，需要消耗能量，能量绝大部分来源于有氧呼吸，故K＋吸收速率与池水中的溶解氧的浓度有关，D项错误。
5．将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的物质M溶液中，并测定洋葱表皮细胞吸收M的速率，结果如下表所示，对表中现象最合理的解释是（ ）
物质M溶液浓度
通入空气前吸收速率
通入空气后吸收速率
30mmol/L
3mmol/min
50mmol/L
A.细胞吸收M的方式为自由扩散
B．细胞吸收M的方式为主动运输
C．细胞吸收M需载体蛋白的参与
D．细胞吸收M所需能量供应不足
C [分析表中数据可知，通入空气前后吸收速率不变，说明该物质的吸收方式与细胞供能无关，可排除M的吸收方式为主动运输，故选项B、D错误；
物质M的溶液浓度不同，但吸收速率相同，可排除吸收M物质的方式为自由扩散，A选项错误；
物质M的吸收方式可以是协助扩散，需要载体蛋白的参与，当载体蛋白出现饱和现象时，虽然增大物质M的溶液浓度，但是吸收速率不再变化，C选项正确。
物质运输的三个“不一定”
（1）小分子物质的运输方式不一定都是跨膜运输，如神经递质的释放是胞吐（外排）作用。
（2）生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。
（3）消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。
考点三（实验）|观察植物细胞的质壁分离和复原
1．实验原理
（1）成熟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）原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。
2．实验步骤
操作一：
观察新制取的洋葱表皮
↓
操作二：
将洋葱表皮置于较大浓度的溶液中观察
↓
操作三：
将操作二中的洋葱表皮置于清水中观察
②低倍显微镜观察
3．实验结论
1．判断下列有关植物细胞质壁分离和复原实验叙述的正误。
（1）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。
【提示】 细胞壁是全透性的。
（2）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）紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离的必要条件是细胞壁的伸缩性小于原生质层。
（4）细胞质壁分离与复原实验中，实验处理都在同一对象上实施，因此没有设置对照实验。
【提示】 实验中有两次对照实验，第一次观察为对照组，第二、三次观察为实验组，分别观察质壁分离状态和复原状态，对照类型是自身前后对照。
（5）紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离过程中，液泡内紫色色素含量会增加。
【提示】 此实验过程中，液泡内紫色色素含量不会增加，但随着水分失去，色素浓度增加。
2．下图为某同学的实验步骤，请据图回答。
（1）B步骤主要观察紫色洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色________的大小及________的位置。
（2）D步骤观察时发现质壁分离首先发生在________处。
（3）该实验在B、D、F三者之间形成了自身对照，其中B、D之间属于实验组的是________组，在D、F之间属于对照组的是________组。
【提示】
（1）（中央）液泡 原生质层
（2）角隅 （3）D D
1．思考探究下列问题
（1）植物细胞发生质壁分离的内在因素是什么？
【提示】 ①处在一定浓度溶液中的植物细胞能构成渗透系统。
②原生质层的伸缩性大，细胞壁的伸缩性小。
（2）实验时一定要选择紫色洋葱外表皮细胞吗？
【提示】 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0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验有何影响？
【提示】 选用0.3g/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）用一定浓度的KNO3溶液（或尿素溶液、甘油溶液、乙二醇溶液）做质壁分离实验时，发现细胞质壁分离后，没有滴加清水却出现了自动的质壁分离复原现象。
原因是什么？
【提示】 使用质量浓度为1mol·
L－1的KNO3溶液，因为K＋和NO可被细胞吸收，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（尿素、甘油、乙二醇等原因同上）。
2．质壁分离实验的拓展应用
（1）判断成熟植物细胞是否有生物活性
待测成熟植物细胞＋一定浓度的蔗糖溶液
⇓
镜检
（2）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）比较未知浓度溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液记录刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小（时间越短，未知溶液的浓度越大）。
（5）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
视角1直接考查植物细胞的质壁分离和复原实验
山东潍坊统考）下列关于质壁分离和复原实验的叙述，正确的是（ ）
A．水以主动运输的方式渗出细胞使细胞发生质壁分离
B．细胞质壁分离复原时原生质层变薄
C．用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞均能观察到质壁分离和复原现象
D．质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减弱
B [水分的运输方式是自由扩散，A错误；
细胞质壁分离复原时，液泡不断吸水，液泡体积逐渐变大，原生质层变薄，B正确；
高浓度的蔗糖溶液处理会使植物细胞过度失水而死亡，不会观察到质壁分离复原现象，C错误；
质壁分离过程中，细胞液浓度逐渐增大，导致细胞的吸水能力逐渐增强，D错误。
2．（2016·
天津高考）在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中，显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。
下列叙述正确的是（ ）
A．由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜
B．甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生
C．与甲相比，乙所示细胞的细胞液浓度较低
D．由乙转变为丙的过程中，没有水分子从胞内扩散到胞外
B [观察甲、乙、丙三种细胞状态所用显微镜倍数没有发生变化，A选项错误；
甲→乙→丙表示质壁分离和质壁分离复原的过程，只要细胞不死亡，此过程可在一个细胞内依次发生，B选项正确；
与甲相比，乙细胞发生质壁分离，细胞液浓度升高，渗透压升高，C选项错误；
细胞膜是选择透过性膜，水分子可以自由通过，在由乙转变为丙的过程中，既有水分子扩散到细胞外，又有水分子扩散到细胞内，只是扩散到细胞内的多于扩散到细胞外的，D选项错误。
视角2考查植物细胞质壁分离实验的应用
山西四校联考）把数条5cm长的马铃薯条分别浸在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中，每隔一段时间测量薯条的长度。
如图显示薯条在不同溶液中长度改变的百分率。
A．马铃薯条通过渗透吸（失）水改变其长度
B．在0.10M蔗糖溶液中马铃薯细胞发生质壁分离
C．马铃薯细胞液浓度相当于0.30M的蔗糖溶液
D．在0.40M蔗糖溶液中马铃薯细胞失水
B [从实验结果看出0.30M蔗糖溶液的浓度是马铃薯细胞细胞液的等渗浓度，低于0.30M马铃薯细胞吸水，高于0.30M马铃薯细胞失水。
在0.10M蔗糖溶液中马铃薯细胞吸水，不发生质壁分离。
4．如图曲线表示完全相同的两个植物细胞分别放置在A、B溶液中，细胞失水量的变化情况。
相关叙述不正确的是（ ）
A．该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行
B．若B溶液的浓度稍减小，则曲线中b点左移
C．两条曲线的差异是由于A、B溶液浓度不同导致
D．6min时取出两个细胞用显微镜观察，均可看到质壁分离现象
C [该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行，有大液泡，故A正确；
若B溶液的浓度稍减小，细胞失水变慢变少，a点下降，质壁分离越慢，复原就越快，所以b点应左移，故B正确；
两条曲线的差异可能是由于两种溶液溶质的差异，A溶液溶质不能被细胞吸收，细胞一直处于失水状态，B溶液溶质可能为小分子溶质如KNO3，可被细胞吸收造成质壁分离复原，故C错误；
6min时两个细胞都处于失水状态，均可看到质壁分离现象，故D正确。
真题验收|感悟高考 淬炼考能
1．（2016·
全国乙卷）离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。
A．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B．离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的
C．动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D．加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
C [由题意可知，离子通过离子泵进行跨膜运输需要消耗能量，而协助扩散不需要消耗能量，故A项错误。
消耗能量的物质跨膜运输一般是逆浓度梯度进行的，故B项错误。
动物一氧化碳中毒会影响红细胞运输氧，进而影响有氧呼吸，影响ATP的合成，从而降低离子泵跨膜运输离子的速率，故C项正确。
离子泵是一种蛋白质，因此加入蛋白质变性剂会破坏离子泵的结构，进而降低离子泵跨膜运输离子的速率，故D项错误。
2．（2015·
全国卷Ⅱ）将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。
培养条件及实验结果见下表：
培养瓶中气体
温度（℃）
离子相对吸收量（%）
空气
17
100
氮气
10
3
28
下列分析正确的是（ ）
A．有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收
B．该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关
C．氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP
D．与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收
A [A项，温度为17℃时，在空气环境中，根对该离子的相对吸收量高于在氮气环境中的，说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明幼根对该离子的相对吸收量与氧气有关，为主动运输。
B项，在空气环境中，低温下幼根对该离子的相对吸收量较低，说明温度能够影响根对该离子的吸收。
C项，幼根对该离子的吸收方式为主动运输，需要消耗ATP，在氮气环境中，植物可通过无氧呼吸产生ATP。
D项，温度为17℃时，与空气环境中相比，氮气环境中该植物幼根对该离子的相对吸收量较低，说明氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收。
3．（2014·
全国卷Ⅱ）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，结果如下图所示。
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
C．a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0.4～0.5mol·
L－1之间
D [实验前长度/实验后长度的比值为1时，水分进出细胞达到平衡；
比值小于1表明细胞吸水，且比值越小，花冠吸水越多；
比值大于1表明细胞失水，且比值越大，花冠失水越多。
据图可推知a组吸水多于b组，因此实验后a组细胞液中溶质浓度低于b组；
f组比值大于b组，因此失水量大于b组；
水分子进出细胞的方式是自由扩散，不消耗能量；
由c组吸水，d组失水知细条细胞液浓度介于0.4～0.5mol·
L－1之间。
4．（2016·
海南高考）下列关于膜蛋白和物质跨膜运输的叙述，错误的是（ ）
A．膜蛋白在
升级会员 