2020年领军高考生物一轮复习 专题07 细胞的物质输入和输出（含解析）

专题07 细胞的物质输入和输出【考纲解读】考点分布考纲要求备考指南1渗透作用2物质跨膜运输的其他实例3物质运输影响因素4.观察植物细胞的质壁分离和复原1.物质出入细胞的方式（）。2.实验：（1）通过模拟实验探究膜的透性；（2）观察植物细胞的质壁分离和复原。理解掌握渗透作用的原理和相关现象。理解并掌握主动运输、被动运输、胞吞胞吐的特点及相对应的物质。明确各种运输方式的条件及影响因素。理解质壁分离及复原实验的操作步骤和原理并掌握质壁分离和复原的条件。【知识梳理】1渗透作用指_分子（或其他溶剂分子）通过_膜的扩散过程。渗透作用产生的条件：一是具有_膜，二是半透膜两侧的溶液具有_。2动、植物细胞的吸水和失水（1）动物细胞的吸水和失水外界溶液浓度细胞质浓度细胞_；外界溶液浓度细胞质浓度水分进出_。（2）植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例）当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过_作用_水，植物细胞就发生_现象。将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度大于外界清水，植物细胞_水，发生质壁分离_现象。3.物质运输的方式（1）被动运输包括_和_两种。（2）自由扩散的特点是：_浓度梯度，_载体，_能量。协助扩散的特点是：_浓度梯度，_载体，_能量。主动运输的特点是：_浓度梯度，_载体，_能量。（3）通过自由扩散运输的物质有_。通过协助扩散运输的物质有_。通过主动运输的物质有_。4.观察植物细胞的质壁分离和复原 实验的原理是成熟的植物细胞的_相当于一层半透膜。细胞液具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。_比_的伸缩性大。【考点精讲】一、物质跨膜运输的实例1渗透作用（1）概念：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散过程。（2）渗透系统的组成及条件具有半透膜。半透膜可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。半透膜两侧的溶液具有浓度差。浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差，即物质的量浓度之差，而不是质量分数浓度差。（3）常见渗透装置图分析水分的流动判断：当溶液浓度S1S2时，水分就通过半透膜由S2流向S1；当溶液浓度S1N若漏斗内液面不变，则MN若漏斗内液面下降，则MN（3）探究物质能否通过半透膜的方法（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2动、植物细胞的吸水和失水（1）动物细胞的吸水和失水现象外界溶液浓度细胞质浓度细胞失水皱缩；外界溶液浓度细胞质浓度水分进出平衡。概念辨析半透膜与选择透过性膜的比较a区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小；选择透过性膜是具有活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。b共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子通过。（2）植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例）原理现象a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。b将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度大于外界清水，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。3.成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较项目渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成的渗透系统图解基本条件半透膜、浓度差原生质层相当于半透膜；浓度差细胞液与外界溶液之间的浓度差原理水分子通过半透膜的扩散作用水分子通过原生质层在细胞液与外界溶液之间发生扩散水扩散总趋势低浓度溶液高浓度溶液典例1.（2019湖南省常德市检测）如图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，水分子可以透过半透膜，而蔗糖分子则不能。漏斗内外起始时液面相平，当渗透达到平衡时，液面差为m。下列有关叙述正确的是（）A渗透平衡时，溶液S1的浓度等于溶液S2的浓度B若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m变小C达到渗透平衡时，仍有水分子通过半透膜进出D若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，再次平衡时m将增大【答案】C【解析】漏斗内外起始时液面相平，液面差m的形成与漏斗内外的渗透压不同有关，即渗透平衡时，溶液S1的浓度大于溶液S2的浓度，A错误；向漏斗中加入蔗糖分子半透膜两侧浓度差变大，则平衡时m变大，B错误；吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，会导致漏斗内的蔗糖溶液的渗透压减小，再次平衡时m将减小，D错误。【易错点拨】水分子由低浓度溶液流向高浓度溶液是表观现象，实际上水分子是双向移动的，只是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。2渗透平衡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，只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡状态。典例2.（2019成都模拟）将a、b、c三组红细胞分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行实验，浸泡一段时间后其细胞形态如图所示。下列叙述错误的是（）A图中所示细胞内液的渗透压，a组的比b组的高B浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量C若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能会皱缩后恢复原状D上述实验中引起细胞形态的改变而消耗ATP的数量比较：cba【答案】D【解析】由图可知：红细胞浸入a溶液中保持正常形态，说明a溶液浓度等于细胞内液的溶质浓度；红细胞浸入b溶液中吸水膨胀，说明b溶液浓度小于细胞内液的溶质浓度；红细胞浸入c溶液中失水皱缩，说明c溶液浓度大于细胞内液的溶质浓度。因此，a、b、c溶液浓度大小：bac。根据分析可知，图中所示a组细胞内液的溶质浓度比b组的高，A正确；根据分析可知，b溶液浓度细胞内液的溶质浓度c溶液浓度，故浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量， B正确；若向a组烧杯加入少量葡萄糖，则由于外界溶液浓度较高，细胞可能发生先失水，而后由于葡萄糖进入细胞使得细胞内液的溶质浓度增大，导致细胞吸水，C正确；题述实验中引起细胞形态的改变是由于水分子的运输，为自由扩散，不消耗ATP，D错误。【易混辨析】细胞吸水失水的判断方法（1）通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断：当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水；当细胞外溶液与细胞液的浓度相等时，细胞失水量和吸水量相等，处于动态平衡。（2）根据重量或长度变化（如萝卜条）来判定：若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。二、物质出入细胞的方式及影响因素1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举例O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯的跨膜运输人的红细胞吸收葡萄糖小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等吞噬细胞吞噬抗原胰岛素、消化酶、抗体的分泌物质跨膜运输方式的图解特别提醒（1）从低浓度一侧向高浓度一侧运输一定是主动运输，因为逆浓度梯度运输需要消耗能量。（2）同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。（3）Na、K等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞，但也可通过协助扩散进出细胞。（4）RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，而不是通过胞吞、胞吐作用。葡萄糖NaK2影响物质跨膜运输因素的分析（1）浓度差对物质跨膜运输的影响浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受载体蛋白数量的限制。（2）载体蛋白数量对跨膜运输的影响载体蛋白主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下，协助扩散载体蛋白数量越多，运输速率越大；主动运输中载体蛋白数量达到一定程度后运输速率不再增加，可能原因是受能量供应限制。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。（3）氧气含量对跨膜运输的影响通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。P点时：无氧呼吸为物质的运输提供能量。PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。（4）温度典例1.（2017海南，6）将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是（）A给营养液通入空气有利于该植物的生长B根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散C根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗D根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收【答案】B【解析】由题目给出的信息“甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的”，说明根对a离子的吸收过程属于主动运输，主动运输需要能量和载体蛋白，B项错误，C项正确；给营养液通入的空气中含有氧气，根细胞获得氧气，有氧呼吸能正常进行，有利于根对a离子的吸收，有利于该植物的生长，A、D项正确。【归纳总结】探究物质跨膜运输方式的实验设计思路（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典例2.（2018潍坊期中）下列关于细胞物质输入和输出的叙述，错误的是（）A受O2浓度影响的物质运输方式一定需要载体B性激素和胰岛素的运输方式不同C水的跨膜运输是顺相对含量梯度的D某些离子和一些较大的分子可以顺浓度梯度进行协助扩散【答案】A【解析】胞吞、胞吐受O2浓度的影响，但不需要载体。【易混点拨】1物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道；一般，小分子物质进出细胞核是通过跨膜运输实现的，都具有选择性。 2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。 3物质跨膜运输（自由扩散、协助扩散、主动运输）体现了生物膜的选择透过性；大分子物质和颗粒性物质的胞吞、胞吐体现了生物膜的流动性。 4胞吐、胞吞的不一定是大分子物质，如神经递质是小分子物质，通过胞吐排出细胞。5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。6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。观察植物细胞的质壁分离和复原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，细胞能渗透吸水和失水。（3）原生质层比细胞壁的伸缩性大。2实验步骤3现象与结论归纳总结（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。4.质壁分离发生的条件（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）不发生质壁分离及复原现象。具有中央大液泡的成熟植物活细胞可发生质壁分离及复原现象。（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。在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。5不同外界溶液中植物细胞的变化分析将成熟植物的细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.5 mol/L的尿素溶液中，原生质体（即植物细胞中细胞壁以内的部分）的体积随时间变化如图，分析如下：（1）A曲线表示细胞在蒸馏水中：细胞略膨胀，但是由于细胞壁的存在，原生质体的体积不能无限膨胀。（2）B曲线表示细胞在0.5 mol/L的尿素溶液中：细胞先因渗透失水而发生质壁分离，后由于尿素能进入细胞，使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原；KNO3、甘油、乙二醇等溶液中也可发生质壁分离后自动复原现象。（3）C曲线表示细胞在0.3 mol/L的蔗糖溶液中：蔗糖不能进入细胞，因此质壁分离后细胞不能发生自动复原。6质壁分离和复原实验的拓展应用（1）判断成熟植物细胞的死活（2）测定细胞液浓度范围（3）比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度（4）鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）典例1.（2018榆林二模）以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为观察植物细胞质壁分离和复原实验的材料，下列有关说法正确的是（）A正在发生质壁分离的细胞，其吸水能力逐渐减弱B正在发生质壁分离的细胞，其紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深C发生质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同D该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料，是由于该类细胞不能发生质壁分离【答案】B【解析】紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液呈紫色，正在发生质壁分离的细胞，因不断失水导致细胞液的浓度逐渐增大，紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深，其吸水能力逐渐增强，A错误，B正确；因具有支持和保护作用的细胞壁也有一定程度的伸缩性，实验发生质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同或大于外界溶液浓度，C错误；该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料，是由于该类细胞的细胞液无色，不易观察质壁分离及其复原现象，D错误。典例2.（2019长春市高三质检）将同一红色月季花瓣制成两组相同的临时装片，分别浸润在甲乙两种溶液中，测得液泡直径的变化情况如图所示。下列相关叙述正确的是（）A乙溶液的浓度大于甲溶液的浓度B26 min乙溶液中细胞的吸水能力逐渐增大C甲溶液中的溶质分子在2 min后开始进入细胞D甲溶液中细胞体积与液泡体积的变化量相等【答案】B【解析】从图中曲线可知，最初2 min内，甲细胞失水速度快于乙细胞，所以甲溶液的浓度大于乙溶液的浓度；处于甲溶液中液泡体积在2 min前减小的幅度变缓，说明甲的溶质分子在2 min前开始进入细胞；植物细胞的细胞壁伸缩性小，细胞体积基本没变，而液泡体积变小。【真题与模拟速递】1.（2018全国，2）下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是（）A吞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【答案】C【解析】吞噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞，A项错误；固醇类激素如性激素以自由扩散的方式进入靶细胞，B项错误；静息状态时，神经细胞膜外的Na浓度高于膜内，受到刺激时产生的Na内流是由通道蛋白协助的被动运输，C项正确；护肤品中的甘油属于小分子脂溶性物质，以自由扩散的方式进入皮肤细胞，D项错误。2.（2018合肥检测）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BNa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从肠腔进入小肠上皮细胞相伴随DNa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【答案】A【解析】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，需消耗能量，A项错误；Na从小肠上皮细胞进入组织液是逆浓度梯度进行的，需要载体蛋白协助并需要消耗ATP，属于主动运输，B项正确；从图示可看出，葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na从肠腔进入小肠上皮细胞共用一个载体，C项正确；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项正确。3.（2015全国，1）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17100氮气1710空气328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ATPD与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收【答案】A【解析】温度为17 条件下，氮气（缺氧）环境中该植物幼根对离子的吸收量比氧气环境中低，说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明幼根吸收该离子为主动运输，A项正确、D项错误；氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子仍需要消耗ATP，此时幼根消耗的ATP是无氧呼吸产生的，C项错误；空气中培养，温度为17 时，离子吸收量明显高于3 时，可知该植物幼根对该离子的吸收与温度有关，B项错误。4.（2019湖南五市十校高三一模）人体细胞膜上存在一种蛋白质离子通道，在膜电位发生变化时，蛋白质通道的闸门开启或关闭，完成无机盐离子进出细胞的运输。如图所示为物质进出细胞的三种途径，下列说法正确的是（）A膜电位由静息电位变为动作电位时，Ca2通道蛋白开启B影响途径的因素只有物质的浓度差C温度只影响物质进出细胞方式中途径的速率D甲物质是ATP，可为途径和提供能量【答案】A【解析】分析题图可知，膜电位由内负外正的静息电位变为内正外负的动作电位时，Ca2通道蛋白开启，Ca2内流，A正确；途径是葡萄糖从高浓度一侧向低浓度一侧运输且需要载体协助，运输方式为协助扩散，该运输方式不仅受物质的浓度差影响，还受载体蛋白的数量影响，B错误；温度可影响ATP的合成及膜上蛋白质的运动，途径为胞吐，需要消耗能量，途径都需要载体蛋白协助，因此运输速率都与温度有关，C错误；甲物质是细胞呼吸第一阶段和有氧呼吸第二、三阶段所产生的ATP，ATP为途径胞吐提供能量，途径依赖蛋白通道的开启，不消耗能量，D错误。5.（2018全国，3）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NO3-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【答案】A【解析】小麦不能直接吸收土壤中的N2，N2必须被固定后才能被植物吸收利用，A项错误；农田松土可增强农作物根的有氧呼吸，为矿质元素的吸收供能，有利于对矿质元素的吸收，B项正确；土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可溶解在土壤溶液中，从而被根系吸收利用，C项正确；施肥过多会使土壤溶液浓度大于根细胞液浓度，从而使根细胞因失水过多而死亡，造成“烧苗”现象，D项正确。6.（2017海南，9）为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是（）A该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞B细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度C细胞液中的H2O可以经自由扩散进入甲物质溶液中D甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁【答案】B【解析】具有大的液泡的活细胞才能发生质壁分离，A项正确；质壁分离过程中，细胞在失水，此时，细胞外甲物质的浓度高于细胞内甲物质的浓度，B项错误；水分子跨膜运输的方式是自由扩散，C项正确；细胞壁是全透性的，甲物质和H2O能自由通过，D项正确。7.（2016全国乙，2）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【答案】C【解析】离子泵通过消耗ATP进行离子的跨膜运输，属于主动运输，A项错误；主动运输一般为逆浓度梯度运输，B项错误；主动运输速率受ATP供能和具有活性的载体蛋白数量的限制，一氧化碳中毒会导致供氧不足，进而导致细胞呼吸速率下降，ATP供能减少，使离子泵跨膜运输离子的速率降低，C项正确；蛋白质变性剂会降低具有活性的载体蛋白的数量，使离子泵跨膜运输离子的速率降低，D项错误。8.（2018天津红桥区高三二模）研究发现，在小肠绒毛的微绒毛面存在着两种运输葡萄糖的载体SGLT1和GLUT2，前者是主动运输的载体，后者是协助扩散的载体。科学家通过体外实验，将不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制了如下图所示的曲线，下列说法中错误的是（）A在较高浓度下，细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率B在较低浓度下，主动运输的载体先达到饱和状态C主动运输需要消耗细胞化学反应所释放的能量D小肠绒毛细胞对葡萄糖运输的两种方式可同时进行【答案】A【解析】由图示可知，在较高浓度下，GLUT2的运输速率较大，即细胞通过协助扩散吸收葡萄糖的速率明显高于主动运输吸收葡萄糖的速率，所以细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率，A项错误；由图示可知，在较低浓度下，主动运输就可达到最大运输速率，即主动运输的载体先达到饱和状态，B项正确；主动运输需要消耗细胞化学反应所释放的能量以及细胞膜上的载体蛋白的协助，C项正确；由图示可知，葡萄糖总的运输速率为两种运输速率之和，所以可确定小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式可同时进行，D项正确。9.（2018沈阳高三一模）某实验小组在室温条件下，将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度的某溶液中，测得细胞液浓度与该溶液浓度的比值（P值）随时间的变化曲线如图所示。下列相关叙述错误的是（）A该溶液可以是一定浓度的KCl溶液B细胞在t1时刻开始从外界溶液中吸收溶质Ct1t2时间段内，液泡体积有所增大D若降低温度，则t1t2时间段会变长【答案】B【解析】据图分析可知，细胞液浓度与该溶液浓度的比值（P值）随时间的变化逐渐增大，最后趋于稳定，即细胞液浓度不断增加，且最后是细胞外界溶液的三倍，说明在该溶液中细胞先不断失水，后溶质分子进入液泡，导致细胞液浓度高于该溶液，因此该溶液可以是一定浓度的KCl溶液，A正确；细胞在t1时刻之前就已经开始从外界溶液中吸收溶质，B错误；t1t2时间段内，细胞液浓度大于该溶液浓度，则细胞吸水导致液泡体积有所增大，C正确；若降低温度，该溶液中的溶质分子进入细胞的速度会降低，则t1t2时间段会变长，D正确。10.（2019山西康杰中学模拟）引起50%左右细胞发生初始质壁分离的浓度，称为细胞液的等渗浓度。某生物兴趣小组将剪成均等小块的洋葱表皮分别等量放入下面各组溶液中，并记录实验结果如下表。下列相关叙述错误的是（）培养皿12345678蔗糖溶液（mol/L）0.20.30.40.50.60.70.80.9发生初始质壁分离的细胞所占的比例0015%40%80%99%100%100%A蔗糖溶液浓度小于0.3 mol/L时，洋葱表皮细胞不发生渗透作用B该实验结果说明洋葱表皮细胞存在不同浓度的细胞液C该洋葱表皮细胞细胞液的等渗浓度范围为0.5 mol/L0.6 mol/LD为了更精确地测定洋葱表皮细胞细胞液的等渗浓度，可以设置更小蔗糖溶液的浓度梯度进行实验【答案】A【解析】蔗糖溶液浓度小于0.3 mol/L时，洋葱表皮细胞没有发生质壁分离，但不是没有发生渗透作用，在低浓度的溶液中细胞会吸水，A项错误；在不同浓度的蔗糖溶液中细胞质壁分离的比例不同，说明洋葱表皮细胞存在不同浓度的细胞液，B项正确；引起50%左右细胞发生初始质壁分离的浓度，称为细胞液的等渗浓度，根据表格结果可知，该洋葱表皮细胞细胞液的等渗浓度范围为0.5 mol/L0.6 mol/L，C项正确； 为了更精确地测定洋葱表皮细胞细胞液的等渗浓度，可以设置更小蔗糖溶液的浓度梯度进行实验，D项正确。11.（2017全国卷）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（）A04 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内B01 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等C23 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压D01 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压【答案】C【解析】本题考查渗透作用、植物细胞的吸水与失水。04 h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01 h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，23 h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；01 h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。12.（2018成都高三一诊）科学家研究发现，细胞膜的跨膜蛋白中，有一种与水的跨膜运输有关的水通道蛋白。回答下列问题：（1）细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白，核糖体上合成的肽链，需要在_中加工和修饰后，再运输到细胞膜上。（2）从细胞膜的结构分析，由于_的原因，水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。现在研究确认，细胞膜上的水通道蛋白能帮助水分子从低渗溶液向高渗溶液方向跨膜运输，这种水分子跨膜运输的方式是_。（3）哺乳动物红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破，有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验，验证这个推测是正确的。（要求：写出实验思路、预期实验结果）【答案】（1）内质网和高尔基体（2）磷脂双分子层内部具有疏水性协助扩散（3）实验思路：将哺乳动物红细胞分成等量的两份，编号甲组、乙组，将甲组红细胞膜中的蛋白质破坏，乙组红细胞不作处理，然后将两组细胞同时置于蒸馏水中，测定两组细胞吸水涨破所需的时间。预期实验结果：乙组吸水涨破所需时间短，说明推测正确。【解析】（1）根据蛋白质的合成与分泌过程可知，核糖体合成的肽链需要先后经过内质网和高尔基体的加工和修饰才能成为成熟的蛋白质分泌到细胞外或运输到细胞膜上。（2）细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，其内部具有疏水性，所以水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。根据题意，水分子通过水通道蛋白的运输是从低渗溶液向高渗溶液方向运输的，因此该运输方式为协助扩散。（3）根据题意，要验证哺乳动物红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破与水通道蛋白有关，则根据实验的单一变量原则和对照性原则，设计实验思路为：将哺乳动物红细胞分成等量的两份，编号甲组、乙组，将甲组红细胞膜中的蛋白质破坏，乙组红细胞不作处理，然后将两组细胞同时置于蒸馏水中，测定两组细胞吸水涨破所需的时间。若乙组吸水涨破所需时间短，说明推测正确。13（2018天津河西区高三三模）慕尼黑工业大学的教授构建了一个能自己移动和改变形态的“类细胞”模型，由膜外壳和填入物构成。请回答下列问题：（1）该模型类似于_产生的囊泡，其边界（膜外壳）由_组成。（2）该模型中填入了细胞骨架和驱动蛋白，作为运动的结构基础，另外还需要填入_作为直接能源。（3）将该结构置于一定浓度的K溶液中一段时间，检测发现K不能进入其中。你认为应怎样对该模型进行改造？并写出理由。_。【答案】（1）内质网、高尔基体磷脂分子（2）ATP（3）在其膜外壳中加入K的载体蛋白，因为K进入细胞的跨膜运输方式是主动运输，需要相应载体蛋白的协助【解析】（1）细胞中能产生囊泡的细胞器有内质网和高尔基体；该模型的边界（膜外壳）是由磷脂分子构成的。（2）生物体生命活动所需能量的直接来源是ATP。（3）K进入细胞的跨膜运输方式为主动运输，需要相应的载体的协助，并消耗能量。若将该结构置于一定浓度的K溶液中一段时间，检测发现K不能进入其中，说明膜上缺乏相应的载体蛋白，因此应该在其膜外壳中加入K的载体蛋白。 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