1920 第1部分 专题1 考点3 细胞的物质输入和输出.docx

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1920第1部分专题1考点3细胞的物质输入和输出

　细胞的物质输入和输出

1．动植物细胞的吸水和失水

项目

动物细胞

植物细胞

条件

①细胞膜具选择透过性，相当于半透膜

②细胞质与外界溶液具有浓度差

①细胞壁是全透性的

②原生质层（由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质组成）相当于半透膜

③细胞液与外界溶液具有浓度差

原理

渗透作用

渗透作用

水分子运动方向

低浓度溶液→高浓度溶液

低浓度溶液→高浓度溶液

现象

皱缩或涨破

质壁分离、质壁分离复原

2.质壁分离和复原

（1）原因

①内因

→

→

→

②外因：

外界溶液浓度>细胞液浓度。

（2）相关实例

将发生质壁分离的成熟的植物活细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中（不能是盐酸、酒精、醋酸），植物细胞会发生质壁分离复原。

但如果所用溶液为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，发生质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。

3．理解物质浓度、氧气浓度对物质运输速率的影响（填写图示代表的运输方式）

①自由扩散　　②协助扩散或主动运输

③自由扩散或协助扩散　　④主动运输

1．载体和通道都是细胞膜上具有运输作用的蛋白质，两者的不同点是什么？

提示：

（1）载体运输可能消耗能量，可能不消耗能量；通道运输都不消耗能量。

（2）通道运输的速度比载体运输的速度快。

2．胞吞、胞吐有哪些特点？

提示：

（1）可运输大分子物质。

（2）通过囊泡运输。

（3）消耗细胞内的能量。

3．酶的特性可通过实验进行验证。

现有质量分数为10%的淀粉溶液、质量分数为10%的蔗糖溶液、质量分数为10%的麦芽糖溶液、蔗糖酶溶液、清水；半透膜（只允许水分子通过）；长颈漏斗、烧杯、底部中央可放置半透膜的U型管各一个。

请根据渗透作用的原理选用一套装置设计实验，实验现象能支持酶的催化作用具有专一性，要体现等量原则等实验设计的基本原则。

请写出最合理的实验思路及实验预期。

提示：

在底部中央放置半透膜的U型管两侧分别加入等量的蔗糖溶液和麦芽糖溶液，再在两侧各加入等量的蔗糖酶溶液，适宜温度下静置一段时间后，观察两侧液面的变化。

实验预期：

蔗糖溶液一侧液面明显升高，则支持酶的催化作用具有专一性。

（或麦芽糖溶液一侧液面明显降低，则支持酶的催化作用具有专一性。

）

4．柽柳是一种泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出，是强耐盐植物。

柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？

请设计实验加以证明。

实验材料：

柽柳幼苗若干，适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液，细胞呼吸抑制剂，蒸馏水。

请写出实验步骤，并预测实验结果。

提示：

实验步骤：

①将柽柳幼苗随机分为甲、乙两组，分别培养在适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液中。

②甲组柽柳幼苗的培养液中，加入一定量的细胞呼吸抑制剂，乙组柽柳幼苗的培养液中加入等量的蒸馏水，在适宜的条件下培养。

③分别测定两组柽柳幼苗吸收Ca2＋和K＋的速率，并进行比较。

预期实验结果：

若两组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率相同，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输；若甲组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率明显小于乙组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。

1．（2019·全国卷Ⅱ）某种H＋－ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H＋。

①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中（假设细胞内的pH高于细胞外），置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。

②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H＋－ATPase的抑制剂（抑制ATP水解），再用蓝光照射，溶液的pH不变。

根据上述实验结果，下列推测不合理的是（　　）

A．H＋－ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H＋转运到细胞外

B．蓝光通过保卫细胞质膜上的H＋－ATPase发挥作用导致H＋逆浓度梯度跨膜运输

C．H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量可由蓝光直接提供

D．溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞

C　[用蓝光照射后，含有保卫细胞的溶液的pH下降，可推测细胞内的H＋被转运到了细胞外，再结合题干信息可推测H＋－ATPase位于保卫细胞质膜上，A项不符合题意；细胞内pH高于细胞外，即细胞内H＋浓度低于细胞外，用蓝光照射后，溶液的pH明显降低，推测蓝光可通过保卫细胞质膜上的H＋－ATPase发挥作用使细胞内的H＋逆浓度梯度转运到细胞外，B项不符合题意；H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量来自ATP水解，不是由蓝光直接提供，C项符合题意；溶液中的H＋跨膜运输消耗能量，属于主动运输，所以溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞，D项不符合题意。

]

2．（2018·全国卷Ⅰ）下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是（　　）

A．在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2和NO

B．农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收

C．土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收

D．给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象

A　[小麦不能直接吸收利用土壤中的N2，N2必须被固定后，才能被植物吸收利用，A错误；农田适时松土可以增加土壤中的氧气，增强农作物根系的有氧呼吸，有利于农作物根细胞通过主动运输的方式对矿质元素进行吸收，B正确；土壤微生物可以将秸秆中的有机物分解成无机离子等，植物的根系能吸收这些无机离子用于生命活动，C正确；给玉米施肥过多时，土壤渗透压升高，当其高于玉米根的细胞液渗透压时，玉米会因根系水分外流而出现“烧苗”现象，D正确。

]

3．（2018·全国卷Ⅱ）下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是（　　）

A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散

B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输

C．神经细胞受到刺激时产生的Na＋内流属于被动运输

D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输

C　[巨噬细胞依赖细胞膜的流动性以胞吞的方式摄入病原体，A项错误；固醇类激素属于脂质，以自由扩散的方式进入靶细胞，B项错误；神经细胞受到刺激时，Na＋顺浓度梯度内流，属于被动运输，C项正确；甘油以自由扩散的方式进入细胞，D项错误。

]

4．（2017·全国卷Ⅱ）将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体（即植物细胞中细胞壁以内的部分）的体积变化趋势如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A．0～4h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内

B．0～1h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等

C．2～3h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压

D．0～1h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压

C　[0～4h内，开始一段时间内，原生质体的相对体积逐渐减小，说明细胞液浓度小于物质A溶液的浓度，当原生质体相对体积达到最小后又逐渐增大，说明部分物质A通过细胞膜进入细胞内，使细胞液浓度增大，从而使细胞吸水，表现为原生质体相对体积逐渐增大，A错误；因细胞壁的伸缩性较小，而原生质体的伸缩性较大，故0～1h内细胞体积的变化量小于原生质体体积的变化量，B错误；据图可知，2～3h内，原生质体的相对体积增大，表明细胞吸水，此时物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压，C正确；0～1h内，原生质体的相对体积减小，表明细胞失水，此时液泡中液体（细胞液）的渗透压小于细胞质基质的渗透压，细胞质基质的渗透压又小于物质A溶液的渗透压，D错误。

]

5．（2016·全国卷Ⅰ）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。

下列叙述正确的是（　　）

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。

]

巩固提升见P14第10题

年份

考查内容和角度

2016

通过离子泵的相关知识，考查科学思维中的演绎与推理要素

2017

通过考查识图能力，考查学生对细胞的吸水和失水过程的理解

2018

通过实例考查对物质出入细胞的方式识记

2019

以物质运输和光合作用相关知识为载体，考查学生对实验现象的分析，体现了对科学探究素养中的实验结果分析要素的考查

备考建议

识记各类物质出入细胞方式，结合实际的问题情景，加强科学思维和科学探究的训练

　考查动、植物细胞的吸水和失水

1．（2019·广东六校联考）科研人员将人的红细胞分别置于蒸馏水及4种等渗溶液中，测定红细胞溶血（红细胞破裂）所需的时间，结果如图所示。

据图分析正确的是（　　）

A．不同物质的运输速率取决于膜上载体蛋白的数量

B．与乙醇溶液相比，处在丙酮溶液中的红细胞吸水更快

C．红细胞对各种物质的吸收体现了细胞膜具有一定的流动性

D．处于氯化铵溶液中的红细胞溶血时间最长可能与红细胞无法吸收Cl－和NH

有关

B　[甘油、乙醇、丙酮的运输与膜上载体蛋白的数量无关，A错误；乙醇和丙酮溶液中红细胞吸水的速度大小关系为丙酮>乙醇，B正确；红细胞对各种物质的吸收体现了细胞膜的选择透过性，C错误；处于氯化铵溶液中的红细胞溶血时间最长说明红细胞吸收Cl－和NH

的速率较慢，D错误。

]

2.（2019·衡水中学检测）将同一部位的紫色洋葱外表皮细胞分别浸在甲、乙、丙3种溶液中，测得原生质层的外界面与细胞壁间距离变化如图所示，下列相关分析错误的是（　　）

A．实验开始时，甲、乙溶液的浓度均大于洋葱表皮细胞细胞液浓度

B．与t0时相比，t2时乙溶液中洋葱表皮细胞的细胞液浓度未发生变化

C．实验过程中，丙溶液中有水分子进出洋葱表皮细胞

D．实验结束时，甲、乙溶液的浓度有所下降

B　[实验开始后，甲、乙溶液中的原生质层的外界面与细胞壁间的距离逐渐增大，说明甲、乙溶液的浓度均大于洋葱表皮细胞的细胞液浓度，细胞失水，A正确；实验开始后，乙溶液中的原生质层的外界面与细胞壁间的距离先逐渐增大，而后又逐渐减小，说明乙溶液中的部分溶质可被细胞吸收，细胞发生质壁分离后又自动复原，与t0时相比，t2时乙溶液中洋葱表皮细胞的细胞液浓度发生了变化，B错误；实验过程中，丙溶液中的原生质层的外界面与细胞壁间的距离没有发生变化，说明水分子进出洋葱表皮细胞处于动态平衡，C正确；实验结束时，甲溶液中的水分增多，乙溶液中的溶质有所减少，二者的浓度均有所下降，D正确。

]

巩固提升见P14第9题

　物质出入细胞方式的判断与分析

1．（2019·成都测试）胃黏膜壁细胞的细胞膜上存在的H＋K＋－ATP酶是一种质子泵，它能催化ATP水解，在将细胞外的K＋泵入细胞内的同时，也将细胞内的H＋泵出，从而维持胃液的酸性环境。

下列叙述错误的是（　　）

A．该质子泵运输H＋和K＋的方式都是主动运输

B．该质子泵能促使ATP分子的高能磷酸键断裂

C．使用质子泵抑制剂可以抑制胃酸的过量分泌

D．胃液pH的大小与胃腔内的K＋浓度成正相关

D　[胃黏膜壁细胞的细胞膜上的质子泵将胃腔中的K＋泵入细胞内的同时，也将细胞内的H＋泵出到胃腔中，因此胃腔内的K＋浓度越大，泵出到胃液中的H＋越多，胃液的pH越小，胃液pH的大小与胃腔内的K＋浓度成负相关。

]

2．（2019·安徽定远重点中学一模）如图表示物质进出细胞1和细胞2的过程示意图。

据图分析正确的是（　　）

A．甲丁物质都是顺相对含量梯度运输的

B．乙物质的作用体现了细胞膜的选择透过性

C．乙物质离开细胞1的方式不需要载体且都是大分子转运

D．运输甲和丙物质的蛋白质结构不同，但都具有专一性

D　[据图分析，甲物质是顺浓度梯度运输的，丁物质是逆浓度梯度运输的，A错误；乙物质的作用体现了细胞膜的信息交流功能，B错误；乙物质离开细胞1的方式是胞吐，不需要载体，但通过胞吐分泌出细胞外的物质不一定都是大分子，C错误；运输甲和丙物质的载体蛋白结构不同，载体具有专一性，D正确。

]

3．（2019·河南名校调研）如图所示为肠黏膜上皮细胞中发生的两种联合转运。

已知细胞外Na＋浓度高于细胞内的Na＋浓度，而K＋正好相反。

下列相关叙述错误的是（　　）

A．经钠钾泵的跨膜运输不消耗能量

B．Na＋进出肠黏膜上皮细胞的方式不同

C．肠黏膜上皮细胞内的葡萄糖可以运出细胞

D．K＋运出肠黏膜上皮细胞需载体协助

A　[已知细胞外Na＋浓度高于细胞内的Na＋浓度，而K＋正好相反，因此图中Na＋通过钠钾泵逆浓度梯度出细胞和K＋通过钠钾泵逆度梯度进细胞的方式都是主动运输，需要消耗能量，A错误；Na＋进出肠黏膜上皮细胞的方式分别是协助扩散和主动运输，B正确；用黏膜上皮细胞内的葡萄糖可以运出细胞，C正确；K＋运出肠黏膜皮细胞的方式为协助扩散，需载体协助，D正确。

]

“四看法”快速判定物质跨膜运输方式

　物质运输方式的实验探究

●（2019·衡水中学期中）水存在两种跨膜运输机制：

一种是通过脂双层的自由扩散，另一种是通过专一的水通道——水孔蛋白跨膜运输。

研究者据此提出的实验思路如下：

①实验分组：

甲组：

肾小管上皮细胞＋生理盐水配制的蛋白酶液

乙组：

肾小管上皮细胞＋X

②将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引，显微镜下观察破裂的细胞数目。

（1）实验目的：

___________________________________。

（2）题中X是_________________________________。

（3）若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同，说明__________，若甲组极少的细胞发生破裂，乙组多数细胞破裂，说明__________________；若出现_______________________，说明肾小管上皮细胞通过两种方式吸收水分。

解析：

题目信息给出了细胞吸水的两种方式：

一种是通过脂双层的自由扩散，另一种是通过专一的水通道——水孔蛋白跨膜运输。

要探究水通过什么方式被吸收，应设置膜蛋白被除去的实验组和不处理的对照组，进行探究。

肾小管细胞吸水的方式可能有三种情况：

一、自由扩散，二、水孔蛋白吸收，三、两种方式同时进行。

答案：

（1）探究肾小管上皮细胞膜或肾小管上皮细胞的吸水方式（合理即可）　

（2）等量的生理盐水

（3）水通过肾小管上皮细胞的方式是自由扩散　肾小管上皮细胞主要依赖水孔蛋白吸水　甲、乙两组均出现一定破裂的细胞，且甲组破裂的细胞数量比乙组少