2019屆高考生物一輪復習 第二單元 細胞的結構和物質運輸 第7講 物質跨膜運輸?shù)膶嵗?、方式學案.doc
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第7講 物質跨膜運輸?shù)膶嵗?、方? 1.物質出入細胞的方式(Ⅱ) 2.實驗:(1)通過模擬實驗探究膜的透性 (2)觀察植物細胞的質壁分離和復原 細胞的吸水和失水 1.滲透作用 (1)概念:水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴散過程。 (2)發(fā)生的條件 (3)驗證滲透作用發(fā)生的條件 常見滲透裝置圖分析 (1)圖1中,若S1溶液濃度大于S2,則單位時間內由S2→S1的水分子數(shù)________S1→S2,外觀上表現(xiàn)為S1液面上升;若S1溶液濃度小于S2,則情況相反,外觀上表現(xiàn)為S1液面下降。 (2)在達到滲透平衡后,若存在如圖2所示的液面差Δh,則S1溶液濃度仍________________S2。因為液面高的一側形成的壓強,會阻止溶劑由低濃度一側向高濃度一側擴散。 答案:(1)多于 (2)大于 2.動物細胞的滲透吸水和失水 (1)條件 ①細胞膜:相當于半透膜。 ②細胞質:有一定濃度,和細胞外液發(fā)生滲透作用。 (2)原理 當外界溶液濃度<細胞質溶液濃度時,細胞吸水膨脹,反之細胞失水皺縮。 (必修1 P60圖4—1改編)將人的紅細胞放入4 ℃蒸餾水中,一段時間后紅細胞破裂,主要原因是( ) A.紅細胞膜具有水溶性 B.紅細胞的液泡體積增大 C.蒸餾水大量進入紅細胞 D.低溫時紅細胞膜流動性增大 解析:選C。將人的紅細胞放入4 ℃蒸餾水中,紅細胞會因大量蒸餾水進入而破裂;紅細胞膜是脂溶性的;人的紅細胞沒有液泡;因低溫時分子運動減慢而導致細胞膜的流動性降低?!? 3.植物細胞的滲透吸水和失水 (1)成熟植物細胞的結構 (2)原理和現(xiàn)象 ①外界溶液濃度>細胞液濃度時,細胞失水,發(fā)生質壁分離現(xiàn)象。 ②外界溶液濃度<細胞液濃度時,細胞吸水,發(fā)生質壁分離的復原現(xiàn)象。 4.物質跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗? 科學家將番茄和水稻分別放在含有Ca2+、Mg2+和SiO的培養(yǎng)液中培養(yǎng),結果及分析如下: (1)實驗結果 ①不同植物對同種無機鹽離子的吸收有差異。 ②同種植物對不同無機鹽離子的吸收也有差異。 (2)實驗結論:植物細胞對無機鹽離子的吸收具有選擇性。 1.(2018江蘇揚州中學月考)如圖所示,在漏斗中加入的蔗糖溶液與蒸餾水液面齊平,一段時間后,待漏斗內液面不再變化時,再向漏斗中加入一定量的蔗糖酶。下列坐標曲線中能正確反映整個實驗過程中漏斗內外溶液的液面高度差變化的是( ) 解析:選C。實驗開始時,漏斗中蔗糖溶液濃度大于燒杯中的蒸餾水,燒杯中的水分子向漏斗中滲透,漏斗液面升高。一段時間后,加入的蔗糖酶,使蔗糖水解成葡萄糖和果糖,引起漏斗中溶液濃度進一步升高,漏斗液面繼續(xù)升高。由于半透膜允許單糖分子透過,漏斗中的葡萄糖和果糖進入燒杯中,漏斗中的溶液濃度下降,漏斗液面隨之下降,最終由于漏斗中加入的蔗糖酶,維持著一定的液面高度差。 2.(2018泰安模擬)如圖A為兩個滲透裝置,溶液a、b為不同濃度的同種溶液,且a溶液濃度乙的濃度>甲的濃度 B.乙的濃度不變是因為細胞內蔗糖濃度與乙的濃度相等 C.實驗中,細胞與蔗糖溶液間的水分移動屬于協(xié)助擴散 D.甲、丙的濃度變化是由水分在細胞與蔗糖溶液間移動引起的 解析:選D。根據題干信息可推斷一定時間后“甲的濃度變小”是因為葉片失水,“乙的濃度不變”說明乙的濃度與葉片細胞的細胞液濃度相等,“丙的濃度變大”是因為細胞吸水,由此推斷,實驗前,丙的濃度<乙的濃度<甲的濃度,A、B錯誤,D正確;實驗中,細胞與蔗糖溶液間的水分移動屬于自由擴散,C錯誤。 (高考新課標全國卷Ⅰ)下列關于植物細胞質壁分離實驗的敘述,錯誤的是( ) A.與白色花瓣相比,采用紅色花瓣有利于實驗現(xiàn)象的觀察 B.用黑藻葉片進行實驗時,葉綠體的存在會干擾實驗現(xiàn)象的觀察 C.用紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位觀察到的質壁分離程度可能不同 D.紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡中有色素,有利于實驗現(xiàn)象的觀察 解析:選B。植物細胞的原生質層相當于一層半透膜,原生質層包括細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質,植物細胞的質壁分離指的是原生質層與細胞壁的分離。紅色花瓣是由細胞液泡內花青素的顏色呈紅色導致的,所以用紅色花瓣作為實驗材料有利于實驗現(xiàn)象的觀察,A項正確;黑藻葉片中的葉綠體顯綠色,液泡中細胞液的顏色接近無色,兩者之間有顏色差異,因此葉綠體的存在不會干擾實驗現(xiàn)象的觀察,B項錯誤;紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位的細胞細胞液濃度可能不同,觀察到的質壁分離程度可能不同,C項正確;通常做植物細胞質壁分離實驗時用紫色洋蔥的鱗片葉外表皮,因外表皮細胞的液泡中有色素,發(fā)生質壁分離時容易觀察,D項正確。 [課時作業(yè)] 1.已知魚鰾是一種半透膜。若向魚鰾內注入適量的20%蔗糖溶液、排出魚鰾內的空氣,扎緊開口,將其浸沒在盛有10%蔗糖溶液的燒杯中,下列能正確表示燒杯內蔗糖溶液濃度隨時間變化趨勢的示意圖是( ) 解析:選B。魚鰾內蔗糖溶液濃度大于燒杯內蔗糖溶液濃度,故水分子由燒杯進入魚鰾的速度大于由魚鰾進入燒杯的速度,燒杯內蔗糖溶液濃度隨時間延長逐漸增大,直到穩(wěn)定在某一濃度上。 2.(2018河南六市聯(lián)考)將洋蔥鱗片葉內表皮制成臨時裝片,滴加某紅色染料的水溶液(染料分子不能進入活細胞,滲透壓相當于質量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液),一段時間后用低倍顯微鏡能清晰地觀察到( ) A.細胞中紅色區(qū)域減小 B.染色體散亂地分布于細胞核中 C.原生質層與細胞壁的分離 D.不同細胞質壁分離程度可能不同 解析:選D。 紅色染料分子不能進入活細胞,即不能進入原生質層,而在0.3 g/mL的蔗糖溶液中洋蔥內表皮細胞的白色的原生質層是逐漸縮小的,所以外面的紅色是越來越大的,A錯誤;洋蔥鱗片葉內表皮是成熟的植物細胞,不分裂,沒有染色體出現(xiàn),B錯誤;由于洋蔥鱗片葉內表皮幾乎不含色素,所以不能清晰地觀察到原生質層與細胞壁分離的現(xiàn)象,C錯誤;由于不同細胞的細胞液濃度有差異,所以不同細胞質壁分離程度可能不同,D正確。 3.(2018河南鄭州模擬)某同學進行“觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離及質壁分離復原”實驗時,將觀察到的某個細胞大小變化情況繪制成了曲線(如圖)。下列敘述正確的是(注:細胞的初始大小相對值記為1)( ) A.b~c段,由于失水過多,細胞可能已經死亡 B.c~d段,水分子的運動方向是從細胞外進入細胞內 C.d~e段,細胞液濃度等于外界溶液濃度 D.e時液泡的顏色比a時淺 解析:選D。結合題意分析曲線可知,c點后細胞大小相對值變大,說明細胞吸水發(fā)生質壁分離復原現(xiàn)象,因此b~c 段細胞是活細胞,A錯誤;圖中c~d段水分子的運動方向既有從細胞外進入細胞內,也有從細胞內進入細胞外,但進入細胞內的水分子數(shù)多于離開細胞的水分子數(shù),B錯誤;d~e段,細胞大小相對值大于1,說明細胞吸水,故細胞液濃度大于外界溶液濃度,C錯誤;由于e時細胞大小相對值大于1,說明細胞吸水,故e時液泡內細胞液濃度降低,液泡的顏色比a時淺,D正確。 4.(2018湖北重點中學聯(lián)考)如圖所示為物質出入細胞的方式(其中a表示生物膜上的糖蛋白,①~③表示物質運輸?shù)娜N方式),下列有關敘述正確的是( ) A.①方式可表示肌細胞從組織液中吸收H+ B.①②③運輸方式均能體現(xiàn)細胞膜的選擇透過性 C.此圖若表示神經元的細胞膜,則神經遞質通過③方式排出細胞 D.糖醋蒜腌制過程中,蔗糖和醋進入細胞的過程與②和③有關 解析:選B。分析題圖,根據物質跨膜運輸過程中細胞膜內外的濃度差,是否需要載體蛋白,是否消耗能量,可判斷①為自由擴散、②為協(xié)助擴散、③為主動運輸。肌細胞從組織液中吸收H+是主動運輸,A錯誤;主動運輸和被動運輸均能體現(xiàn)細胞膜的選擇透過性,B正確;神經遞質通過胞吐方式排出細胞,C錯誤;糖醋蒜腌制過程中,細胞膜失去了選擇透過性,蔗糖和醋是通過擴散的方式進入細胞的,D錯誤。 5.(2018山東臨沂模擬)用呼吸抑制酶處理紅細胞,下列物質吸收量的變化曲線正確的是( ) 解析:選B。O2、H2O、甘油等通過自由擴散進入紅細胞,葡萄糖通過協(xié)助擴散進入紅細胞,這些過程都不需要消耗能量。氨基酸、K+通過主動運輸進入紅細胞,需要消耗能量,用呼吸抑制酶處理紅細胞后,紅細胞產生的ATP量減少,所以氨基酸、K+的吸收量也顯著減少。 6.(2018吉林長春模擬)已知離子泵是一種載體蛋白,能利用水解ATP釋放的能量跨膜運輸離子;離子通道是一種通道蛋白,受到適當?shù)拇碳ぃǖ罆蜷_,離子順濃度梯度跨膜運輸。下列敘述錯誤的是( ) A.使離子通道打開的適當刺激有可能是神經遞質 B.離子通過離子泵進行的跨膜運輸屬于主動運輸 C.溫度能夠影響離子泵和離子通道進行跨膜運輸 D.通道打開和關閉與蛋白質空間結構的變化無關 解析:選D。突觸后膜所在的神經元接受神經遞質信號后,神經遞質會激活相應的離子通道,A正確;“離子泵是一種載體蛋白,能利用水解ATP釋放的能量跨膜運輸離子”,這說明離子通過“離子泵”的跨膜運輸屬于主動運輸,B正確;溫度會影響載體蛋白、離子通道的結構,也會影響酶的活性,所以溫度能夠影響離子泵和離子通道進行跨膜運輸,C正確;離子通道是一種蛋白質,通道打開和關閉涉及蛋白質空間結構的改變,D錯誤。 7.在用紫色洋蔥A及B的外表皮細胞分別制成的5個裝片上依次滴加5種不同濃度的蔗糖溶液,相同時間后原生質體的體積變化如圖所示。下列敘述不正確是( ) A. 紫色洋蔥A比B的外表皮細胞的細胞液濃度高 B.兩種紫色洋蔥外表皮細胞都發(fā)生質壁分離的蔗糖溶液濃度是乙和丁 C.將處于乙濃度蔗糖溶液中的紫色洋蔥B外表皮細胞的裝片置于清水中,一定會發(fā)生質壁分離復原 D.實驗后丙溶液中紫色洋蔥B外表皮細胞的吸水能力小于戊溶液中的洋蔥B外表皮細胞 解析:選C。由圖形可知,紫色洋蔥A比B的外表皮細胞的細胞液濃度高,A項正確;兩種紫色洋蔥外表皮細胞都發(fā)生質壁分離的蔗糖溶液濃度是乙和丁,B項正確;處于乙濃度蔗糖溶液中的紫色洋蔥B外表皮細胞可能已經死亡,放入清水中不一定會發(fā)生質壁分離復原,C項錯誤;實驗后丙溶液中紫色洋蔥B外表皮細胞的吸水能力小于戊溶液中的洋蔥B外表皮細胞,D項正確。 8.胃內的酸性環(huán)境是通過質子泵維持的,質子泵催化1分子的ATP水解所釋放的能量,可驅動1個H+從胃壁細胞進入胃腔和1個K+從胃腔進人胃壁細胞,K+又可經通道蛋白順濃度進入胃腔,下列敘述錯誤的是( ) A.質子泵的化學本質可能是蛋白質 B.H+從胃壁細胞進人胃腔的方式是主動運輸 C.胃壁細胞內K+含量影響細胞內液滲透壓的大小 D.K+進出胃壁細胞的跨膜運輸方式是相同的 解析:選D。由題意可知質子泵屬于載體,所以其化學本質很可能是蛋白質,A正確。H+從胃壁細胞進入胃腔的方式需要ATP,所以是需要能量的主動運輸,B正確。滲透壓是單位體積內溶質微粒對水的吸引力,所以胃壁細胞內K+含量影響細胞內液滲透壓的大小,C正確。分析題意可知K+進胃壁細胞是需要ATP的主動運輸,而出胃壁細胞是經通道蛋白的順濃度梯度的協(xié)助擴散,D錯誤。 9.(2018山東泰安高三模擬)某同學進行“植物細胞的吸水和失水”探究活動。回答下列問題: (1)細胞的質壁分離指的是細胞壁和________的分離,后者的結構包括細胞膜和________以及二者之間的細胞質。 (2)將發(fā)生質壁分離的植物細胞,置于小于其細胞液濃度的外界溶液中,會逐漸發(fā)生________________。 (3)如圖1為探究活動過程中觀察到某一時期的細胞狀態(tài),此時,細胞液濃度與外界溶液濃度的關系是________________________________。 (4)將性狀、大小相同的紅心蘿卜A和紅心蘿卜B幼根各5段,分別放在不同濃度的蔗糖溶液(甲~戊)中,一段時間后,取出紅心蘿卜的幼根稱重,結果如圖2所示。則紅心蘿卜A比紅心蘿卜B的細胞液濃度________;在甲蔗糖溶液中加入適量的清水;一段時間后紅心蘿卜A的細胞液濃度會________。 解析:(1)細胞的質壁分離指的是細胞壁和原生質層的分離,后者的結構包括細胞膜、液泡膜以及二者之間的細胞質。(2)將發(fā)生質壁分離的植物細胞,置于小于其細胞液濃度的外界溶液中,細胞吸水,會逐漸發(fā)生質壁分離的復原。(3)根據題意和圖示分析可知:圖1中的細胞可能處于質壁分離狀態(tài)、也可能處于動態(tài)平衡、甚至處于質壁分離復原狀態(tài),所以此時細胞液濃度與外界溶液濃度的關系有小于、等于或大于三種可能。(4)由于在丙條件下蘿卜條A的重量變化大于蘿卜條B,說明細胞吸水能力強,所以蘿卜條A細胞液濃度大于蘿卜條B細胞液濃度。在甲蔗糖溶液中加入適量的清水,一段時間后蘿卜條A吸水,其細胞液濃度變小。 答案:(1)原生質層 液泡膜 (2)質壁分離的復原 (3)細胞液的濃度大于、等于或小于外界溶液的濃度 (4)高 降低 10.(2018湖南長沙長郡中學月考)正常細胞內K+濃度約為細胞外的30倍,細胞外Na+濃度約為細胞內的12倍。當細胞內外的Na+濃度差、K+濃度差減小時,細胞膜上的Na+/K+ATP酶發(fā)揮作用,這種酶可以通過水解ATP,將細胞內的Na+移出膜外,將細胞外的K+移入膜內。具體過程如圖1所示: (1)膜內外Na+具有濃度差,與膜的________性有關。Na+/K+ATP酶將細胞內的Na+移出膜外的跨膜運輸方式是________。 (2)在運輸Na+和K+的過程中,Na+/K+ATP酶的________發(fā)生改變,有利于與離子的結合與分離。 (3)比較圖2和圖3,當Na+和K+________濃度差流過Na+/K+ATP酶,將ADP合成ATP,說明ATP的合成與分解反應是________反應,進行ATP合成或分解的反應條件取決于________________________。 (4)生物膜系統(tǒng)的________作用及能量是維系細胞有序性的基礎,線粒體內膜上主要完成類似圖________(填編號)的過程。 解析:(1)由題意知,細胞外Na+濃度約為細胞內的12倍,這與細胞膜的選擇透過性有關;Na+/K+ATP酶將細胞內的Na+移出膜外是從低濃度向高濃度運輸?shù)?,且需要ATP提供能量,是主動運輸。(2)分析圖1運輸Na+和K+的過程圖解可知,運輸Na+和K+的過程中,Na+/K+ATP酶的空間結構發(fā)生改變,有利于與離子的結合與分離。(3)分析題圖2、3可知,當Na+和K+從高濃度向低濃度運輸時,伴隨ATP的合成過程,當Na+和K+從低濃度向高濃度運輸時,伴隨ATP的水解過程,說明ATP的合成與分解反應是可逆的;進行ATP合成或分解的反應條件取決于離子流動方向。(4)生物膜把各種細胞器分隔開,使細胞內的許多化學反應可以同時高效、有序地進行,因此生物膜系統(tǒng)的分隔作用及能量是維系細胞有序性的基礎,線粒體內膜上還原氫與氧氣反應生成水,釋放能量,該過程伴隨ATP的合成,類似于圖2的過程。 答案:(1)選擇透過 主動運輸 (2)空間結構 (3)順 可逆 離子濃度差(或離子流動方向) (4)分隔 2 11.(2018山東臨沂模擬)圖甲表示在不同分類依據下,物質進出細胞的五種運輸方式(D~H)間的關系;圖乙表示物質運輸速率與被運輸物質濃度的關系。下列敘述錯誤的是( ) 選項 圖甲中A與B的分類依據 推導的結論 A 是否需要載體蛋白 F一定符合圖乙曲線 B 是否需要載體蛋白 D、E符合圖乙曲線 C 是否消耗ATP F一定符合圖乙曲線 D 是否穿過細胞膜 G可能符合圖乙曲線 解析:選A。據圖分析,若圖中A和B的分類依據是是否需要載體蛋白,則D、E表示主動運輸和協(xié)助擴散,符合圖乙曲線,F(xiàn)表示自由擴散,不符合圖乙曲線,A錯誤、B正確;若圖中A和B的分類依據是是否消耗ATP,則F表示主動運輸,符合圖乙曲線,C正確;若圖中A和B的分類依據是是否穿過細胞膜,則G表示協(xié)助擴散或自由擴散,可能符合圖乙曲線,D正確。 12.將新鮮蘿卜切成大小和形狀相同的長條,分別置于不同濃度的蔗糖溶液中,浸泡相同時間后測量各組蘿卜條的重量,結果如表所示。下列敘述錯誤的是( ) 組別 a b c d e 蔗糖濃度(mol/L) 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 實驗后質量/實驗前質量 1.3 1.1 0.9 0.8 0.7 A. 實驗過程中,a組細胞的細胞液滲透壓逐漸增大 B.實驗結束后,c組、d組、e組細胞細胞液的滲透壓依次增大 C.蘿卜細胞細胞液的滲透壓與0.4~0.5 mol/L蔗糖溶液的滲透壓相當 D.實驗結果表明細胞膜具有選擇透過性,具有控制物質進出細胞的功能 解析:選A。根據題表分析可知,a組蘿卜條實驗后質量/實驗前質量=1.3,說明蘿卜條吸水,a組細胞的細胞液滲透壓逐漸減小,A項錯誤;c組、d組和e組蘿卜條實驗后質量/實驗前質量關系為e組- 配套講稿:
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