高考生物第2单元 细胞的结构与物质的运输 第7讲 细胞的物质输入和输出

第7讲PART 02细胞的物质输入和输出基础知识巩固考点互动探究考例考法直击教师备用习题第7讲细胞的物质输入和输出考试说明1物质出入细胞的方式()。2实验：观察植物细胞的质壁分离和复原。(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)发生渗透作用的条件：一是具有_，二是半透膜两侧的溶液具有_。一、物质跨膜运输的实例(一)细胞的吸水和失水1渗透作用原理基础知识巩固链接教材半透膜浓度差基础知识巩固链接教材细胞质细胞质半透膜半透膜细胞质浓度大于外界溶液浓度细胞质浓度大于外界溶液浓度2 动物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构基础知识巩固链接教材2植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)图图271全透性全透性小小细胞质细胞质半透膜半透膜大大(2)原理和现象外界溶液浓度_细胞液浓度时，细胞失水，发生_现象。外界溶液浓度_细胞液浓度时，细胞吸水，质壁分离的细胞发生_现象。(3)质壁分离指_与_发生分离的现象。基础知识巩固链接教材大于质壁分离小于质壁分离复原细胞壁原生质层(二)物质跨膜运输的其他实例1植物对无机盐离子的吸收(1)不同植物(如番茄、水稻)对_的吸收能力不同。(2)同种植物对_的吸收能力不同。2人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是_(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。3不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。基础知识巩固链接教材4生物膜的功能特性(1)细胞膜和其他生物膜都是_膜，水分子、一些离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。(2)生物膜的_是活细胞的一个重要特征。同一离子不同离子逆选择透过性选择透过性二、物质进出细胞的方式基础知识巩固链接教材图图272高高低低载体载体能量能量低低高高载体和能量载体和能量流动性流动性能量能量基础知识巩固衔接课堂1正误辨析(1)人红细胞吸收甘油与吸收葡萄糖的相同点是需要载体蛋白协助。()(2)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。()(3)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞一定会发生质壁分离。()(4)相对分子质量较小的物质或离子都可以通过自由扩散方式进入细胞。()(5)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜。()(6)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的。()(7)RNA和蛋白质等大分子进出细胞核的方式属于胞吐或胞吞。()(8)血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞的方式属于自由扩散。()(9)主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量。()(10)小肠上皮细胞吸收溶质发生障碍时，可导致小肠吸水减少。()基础知识巩固答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)解析 (1)细胞吸收甘油的方式是自由扩散，不需要载体蛋白协助。(2)植物细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质。(3)能发生质壁分离的细胞必须具备的条件除了外界溶液浓度大于细胞液浓度外，细胞还需具有细胞壁和大液泡。(4)相对分子质量较小的物质或离子有很多通过主动运输方式进入细胞，例如葡萄糖进入小肠上皮细胞，植物细胞吸收无机盐离子的方式均为主动运输。(5)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，半透膜两侧水分子的移动达到动态平衡。(6)神经细胞静息时细胞内K外流，兴奋时Na内流，均是顺浓度梯度进行的。(7)大分子进出细胞核是通过核孔实现的，不属于胞吞或胞吐。(8)甲状腺滤泡上皮细胞中碘的浓度高于血浆中碘的浓度，血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞的方式属于主动运输。基础知识巩固衔接课堂2热图解读科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2、Mg2和SiO42+的培养液中培养，结果如图273所示，据图分析：(1)由实验结果可以看出：三种离子中，水稻主要吸收_，番茄主要吸收_。 (2)植物细胞吸收上述离子的方式是_，该方式与水分子运输方式的主要区别是_。SiO42+Mg2 、Ca2主动运输需要载体，消耗能量图图273基础知识巩固衔接课堂(3)解释水稻培养液中Mg2、Ca2浓度升高的原因：_。(4)根据实验结果可知：不同植物对同一种无机盐离子的吸收量_，同一种植物对不同种无机盐离子的吸收量_，说明植物细胞对无机盐离子的吸收具有_(特点)，这一特性与细胞膜上的_直接相关。水稻吸收水分的量多于吸收Mg2、Ca2的量不同也有差异选择性载体蛋白考点一细胞在生命系统中的作用考点互动探究1. 无细胞结构的生物病毒(1)一段时间后，漏斗内液面上升的原因：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面上升。(2)漏斗内液面上升到一定高度达到平衡后，漏斗内外溶液的浓度大小为内大于外。图 274提醒(1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%的蔗糖溶液的物质的量浓度小。(2)水分子的移动方向是双向，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。(3)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡状态，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。考点互动探究考点互动探究3. 半透膜与选择透过性膜的比较(1)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生命的生物膜，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。(2)共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过。1如图275表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后a、b两侧液面的变化是()A加酶前a侧液面上升，加酶后b侧液面上升并高于a侧液面B加酶前a侧液面上升，加酶后b侧液面上升并等于a侧液面C加酶前后a、b两侧液面不变D加酶前a、b两侧液面不变，加酶后b侧液面上升并高于a侧液面考点互动探究典例追踪解析溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相等，但加入麦芽糖酶后，麦芽糖分解，使得b侧溶液的渗透压增大，水分子由a侧向b侧转移增多。答案 D图 2752成熟植物细胞的主要吸水方式是渗透吸水。某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验，该实验的简易渗透吸水装置如图甲所示，图甲漏斗内液面上升的高度与时间的关系如图乙所示，一成熟植物细胞被放在某外界溶液中处于的一种状态(此时细胞有活性)如图丙所示。下列相关叙述中错误的是()A由图甲中漏斗内液面上升可知，实验开始时b侧液体的浓度大于a侧的B由图乙可知，图甲中漏斗里溶液的吸水速率在下降C图丙中相当于图甲中c结构的是D把图丙所示状态的细胞放在清水中，会发生质壁分离考点互动探究典例追踪图 276考点互动探究解析 图甲漏斗内液面上升，说明实验开始时b侧液体浓度高于a侧的，A项正确。随漏斗内液面上升，半透膜(c)两侧的浓度差越来越小，故漏斗内溶液的吸水速率在下降，B项正确。图丙中细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质相当于半透膜，C项正确。把图丙细胞放在清水中，会发生质壁分离复原，D项错误。答案 D3撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此段处理时间中甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是()A甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输B甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输C甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输D甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输考点互动探究典例追踪答案 C解析甲组在完全培养液中培养一段时间后，与0.3 g/mL的蔗糖溶液的浓度差没有乙组和蔗糖溶液的浓度差大，所以甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低。H2O的运输方式是被动运输中的自由扩散。考点二物质进出细胞的方式考点互动探究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考点互动探究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运输方向高浓度 低浓度一般为低浓度 高浓度胞外 胞内胞外 胞内特点不需要载体，不消耗能量需要载体，不消耗能量需要载体，消耗能量不需要载体，消耗能量举例 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、抗体的分泌影响因素 细胞膜内外物质的浓度差 细胞膜内外物质的浓度差；膜载体的种类和数量 膜载体的种类和数量；能量（温度、氧浓度）温度、能量等提醒(1)从高浓度向低浓度方向运输的方式并非只有被动运输，主动运输也可以从高浓度向低浓度运输，如餐后小肠上皮细胞吸收葡萄糖是由高浓度向低浓度运输。(2)从低浓度向高浓度方向运输一定是主动运输。因为逆浓度梯度运输需要消耗能量。(3)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为协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。(4)Na、K等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可通过协助扩散方式进出细胞。(5)胞吞、胞吐不属于跨膜运输方式，所以物质以这两种方式进出细胞时穿过生物膜的层数为0。(6)RNA和蛋白质等大分子进出细胞核通过的结构是核孔。考点互动探究考点互动探究由于自由扩散不需要载体蛋白和能量，所以物质运输速率与物质浓度成正比。由于协助扩散和主动运输需要载体蛋白，所以当所有的载体蛋白都被利用了之后，物质的运输速率将达到最大(P点)，此时限制物质运输速率的因素主要是载体蛋白的数量。由于主动运输可以逆浓度梯度运输物质，所以当细胞内浓度大于细胞外浓度时，物质仍可以被吸收进入细胞。2. 影响细胞物质运输的因素(1)物质浓度的影响图图277考点互动探究由于自由扩散和协助扩散的动力来自物质的浓度差造成的势能，不需要细胞产生的ATP，所以O2浓度不影响它们的运输速率。由于主动运输需要消耗 ATP，而ATP主要来自有氧呼吸，所以O2浓度可以影响主动运输的运输速率。(2)O2浓度的影响图图278考点互动探究(3)温度图图279考向1 物质进出细胞的方式1物质的跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要。图2710为几种物质跨膜运输方式的示意图，据图判断，下列叙述中不正确的是()A组成细胞膜的A、B两种物质通常不是静止的B葡萄糖进入红细胞以图中甲物质跨膜运输方式进行C丙物质跨膜运输方式对于维持活细胞正常的生命活动具有重要意义D胆固醇跨膜运输以甲方式进行是因为A物质的缘故考点互动探究典例追踪图2710考点互动探究答案 B解析 由题意可知，A表示磷脂，B表示蛋白质，甲表示自由扩散，乙表示协助扩散。胆固醇跨膜运输以甲方式进行是因为A物质(磷脂)的缘故(相似相溶)。葡萄糖分子进入红细胞是协助扩散过程，所以B项错误。2依据模式图确认物质出入细胞的方式及影响因素。考点互动探究典例追踪图2711(1)填写以下有关物质运输方式及结构的名称：图_；图_；图_；a_；图_。(2)写出图图中影响物质跨膜运输的因素：A图中仅受“浓度差”制约的为图_。B加入蛋白酶抑制剂处理，会受影响的是图_。C加入呼吸酶抑制剂处理，会受影响的是图_。(3)甘油分子跨膜运输遵循图_所示模式，红细胞吸收葡萄糖与图_所示模式一致，多数离子跨膜运输方式应为图_所示模式。(4)神经递质的释放应符合图_所示模式，该模式_(填“需要”或“不需要”)消耗能量，其运输机制与膜的_有关。考点互动探究答案 (1)自由扩散协助扩散主动运输载体蛋白胞吞、胞吐(2)A. BC(3)(4)需要流动性题后感悟 “三步法”判断物质出入细胞的方式考点互动探究图2712考向2影响细胞物质运输的因素3某科学家在研究物质运输时发现有下列四种曲线关系，在研究某种物质的运输时，发现与曲线和相符，最可能是下列哪一过程()A葡萄糖从血浆进入人的成熟红细胞BNa通过离子通道进入神经细胞C小肠上皮细胞从小肠内吸收氨基酸D组织细胞从组织液中吸收氧气考点互动探究典例追踪图2713考点互动探究答案 C解析 该种物质有最大运输速率，说明不是自由扩散，该物质的运输速率与O2浓度有关，说明不是协助扩散，即该物质的运输方式为主动运输。A、B、C、D项运输方式分别为协助扩散、协助扩散、主动运输、自由扩散。4 2016唐山模拟 如图2714表示物质进出小肠上皮细胞的过程示意图，其中和的个数代表分子(或离子)的浓度。下列叙述不正确的是()A葡萄糖通过主动运输的方式进入此细胞，需要消耗ATPB葡萄糖被运出此细胞的速率不受载体的影响C钠离子通过协助扩散的方式进入此细胞，不需要消耗ATPD人体的体温发生变化时会影响钠离子进入细胞的速率考点互动探究典例追踪图2714考点互动探究答案 B解析 从图中可以看出，葡萄糖进入小肠上皮细胞时，是由低浓度向高浓度一侧运输，因此葡萄糖通过主动运输的方式进入此细胞，需要消耗ATP，A项正确；葡萄糖从此细胞中运出需要载体协助，B项错误；钠离子进入小肠上皮细胞是顺浓度梯度进行的，需载体协助，不需要消耗能量，方式为协助扩散，C项正确；人体的体温发生变化时，影响细胞膜上的分子运动，故可以影响钠离子进入细胞的速率，D项正确。考点三实验：观察植物细胞的质壁分离和复原考点互动探究1实验原理(1)成熟的植物细胞构成渗透系统，可发生渗透作用。(2)当细胞液浓度外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。2实验流程图2715考点互动探究3. 实验现象图26164. 实验分析(1)用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料的原因：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中有花青素，使液泡中的细胞液呈紫色，有利于观察。(2)发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层与细胞壁之间的物质分析：因为细胞壁是全透性的，所以洋葱鳞片叶外表皮细胞原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。 考点互动探究(3)本实验存在两组对照实验考点互动探究(4)引发质壁分离的两种原因考点互动探究(5)在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离后，在清水中却不能观察到质壁分离复原的原因：细胞失水过多或失水时间过长导致细胞死亡。(6)在一定浓度的溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象，原因是溶质可透过细胞膜被细胞所吸收。(7)本实验是教材中涉及“显微观察”实验中唯一的一个“只在低倍镜下”观察(不曾换“高倍镜”)的实验。5.植物细胞质壁分离及复原的拓展应用(1)判断成熟植物细胞是否是活细胞考点互动探究(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考点互动探究(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)1下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是()A与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察B用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察考点互动探究典例追踪答案 B解析红色花瓣细胞的液泡呈红色，比白色花瓣更便于观察质壁分离现象，A项正确；黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察，B项错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定都相同，用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同，C项正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡含有色素，呈紫色，有利于实验现象的观察，D项正确。2某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表所示：对上表的推断或解释不正确的是()Ax为质壁分离，因为细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性By为无变化，可能导致细胞失水过多而死亡Cz为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅D组无变化是因为细胞吸水量等于失水量考点互动探究典例追踪实验组5分钟后的现象再过5分钟滴加清水5分钟后0.3 g/mL的蔗糖溶液x无变化质壁分离复原0.5 g/mL的蔗糖溶液质壁分离y无变化1 mol/L的KNO3溶液质壁分离质壁分离复原z1 mol/L的醋酸溶液细胞大小无变化细胞大小无变化细胞大小无变化考点互动探究典例追踪答案 D解析 洋葱表皮细胞在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象，而在质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液中会因质壁分离失水过多而死亡。在物质的量浓度为1 mol/L的KNO3溶液中由于钾离子和硝酸根离子能通过细胞的主动吸收进入细胞，故洋葱表皮细胞发生质壁分离后出现自动复原现象，由于钾离子和硝酸根离子进入细胞内，细胞液浓度增大，因此滴加清水后，细胞体积稍增大。而物质的量浓度为1 mol/L的醋酸溶液会杀死细胞，故在醋酸溶液中细胞无变化。3成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象，图2717中甲是发生质壁分离的植物细胞，图乙是显微镜下观察到的某一时刻的图像，图丙是将另外一种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，原生质体的体积随时间变化的曲线图，请据图回答：(1)图甲中细胞的质壁分离指的是细胞壁和_的分离，后者的结构包括_、_(填图中标号)以及二者之间的细胞质。考点互动探究典例追踪图2617(2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是_，植物细胞自身应具备的结构特点是_。(3)图乙是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是 _。(4)图丙的A、B、C三条曲线中，表示细胞在蒸馏水中的是A，表示细胞在0.3 mol/L的蔗糖溶液中的是_。试简要分析B、C两曲线存在差异的原因：B曲线是在_溶液中，细胞先因渗透失水而发生质壁分离，后由于_能进入细胞，使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原；C曲线是由于_不能进入细胞，因此质壁分离后细胞不能发生自动复原。考点互动探究典例追踪考点互动探究典例追踪答案 (1)原生质层24(2)外界溶液浓度高于细胞液浓度原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性(3)细胞液的浓度大于、等于或小于外界溶液的浓度(4)C0.5 mol/L的尿素尿素蔗糖解析 (1)质壁分离是指原生质层与细胞壁分离的现象，图甲中2表示细胞膜，4表示液泡膜。(2)植物细胞发生质壁分离的外界条件是外界溶液浓度高于细胞液浓度，内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。(3)图乙是某一时刻的状态，有三种情况：可能是正在发生质壁分离，也可能是正在发生质壁分离复原，还可能是水分子进出处于动态平衡状态。(4)图丙的三条曲线，A表示在蒸馏水中细胞吸水膨胀，B表示处于0.5 mol/L的尿素溶液中，细胞发生质壁分离后由于尿素能被细胞吸收而发生自动复原，C表示在蔗糖溶液中细胞发生质壁分离但因不能吸收蔗糖分子，因此不能发生自动复原。考例考法直击12016全国卷 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。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 本题考查物质的跨膜运输与环境因素对物质跨膜运输的影响，主要考查学生的分析与应用能力。依题意，离子泵运输离子是一种消耗ATP的跨膜运输方式，属于主动运输，A项错误。主动运输可逆浓度梯度运输物质，B项错误。动物一氧化碳中毒会影响细胞呼吸，从而降低离子泵跨膜运输离子的速率，C项正确。蛋白质变性剂会使离子泵变性，从而降低离子泵跨膜运输离子的速率，D项错误。考例考法直击2 2016江苏卷 图2718为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是()A载体逆浓度运输溶质分子B载体具有ATP酶活性C载体和转运方式不同D载体转运溶质分子的速率比自由扩散快答案 B解析从图中可以看出，载体是将溶质分子从浓度低的一侧运输至浓度高的一侧，属于逆浓度梯度运输，A项正确。载体是顺浓度梯度运输溶质分子，不需要消耗ATP，B项错误。图中载体运输溶质分子的方式是主动运输，载体运输溶质分子的方式是协助扩散，C项正确。由于载体对溶质分子的转运不仅是顺浓度梯度进行而且有载体的协助，所以其转运速率大于自由扩散速率，D项正确。图2718考例考法直击 32015全国卷 下列过程中，不属于胞吐作用的是()A浆细胞分泌抗体到细胞外的过程BmRNA从细胞核到细胞质的过程C分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程D突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程答案 B解析本题考查对胞吐过程的理解。胞吐是利用生物膜的流动性，通过囊泡与细胞膜融合，将细胞内的分子排出细胞的过程，如分泌蛋白的分泌过程、神经递质的分泌过程，mRNA从细胞核到细胞质是通过核孔进行的，不属于胞吐过程。考例考法直击4 2015全国卷 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：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培养瓶中气体温度(C)离子相对吸收量(%)空气17100氮气1710空气328考例考法直击解析本题考查根细胞呼吸与物质跨膜运输的关系。通过表中数据可以看出，培养瓶中的气体由空气变为氮气时，离子的相对吸收量减少，说明该植物幼根对该离子的吸收需要细胞有氧呼吸提供能量，即主动运输过程，A项正确。温度会影响酶的活性，从而影响根细胞的呼吸作用，进而影响根对该离子的吸收，B项错误。氮气环境中根细胞进行无氧呼吸，吸收该离子消耗的ATP来自于无氧呼吸，C项错误。氮气环境中细胞进行无氧呼吸释放的能量少于有氧条件下，所以氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收，D项错误。答案 A考例考法直击5 2015海南卷 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，丙的浓度乙的浓度甲的浓度B乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等C实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散D甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的 考例考法直击解析本题考查植物细胞的失水与吸水。水分进出细胞的方式为自由扩散，C项错误。当细胞液浓度与细胞外溶液浓度相等时，水分进出细胞的速率相等，外界溶液浓度不变，若细胞液浓度低于细胞外溶液浓度，则细胞失水，外界溶液浓度变小，反之细胞吸水，外界溶液浓度变大，根据题干可知，实验前丙的浓度乙的浓度甲的浓度，A项错误。乙的浓度与细胞液的浓度相等，但细胞液浓度并非是细胞内蔗糖浓度，B项错误。水分可以通过原生质层在细胞与蔗糖溶液间扩散，从而导致细胞液与外界溶液的浓度发生变化，D项正确。答案 D教师备用习题1如图表示与自由扩散、协助扩散和主动运输有关的图例及曲线。下列选项对应正确的是()A肺泡上皮细胞吸收氧气B红细胞吸收葡萄糖C根尖细胞吸收矿质离子D肌肉细胞吸收水教师备用习题解析 C表示三种跨膜运输方式，分别是自由扩散、协助扩散和主动运输，曲线分别对应自由扩散、协助扩散或主动运输、主动运输。肺泡上皮细胞吸收氧气和肌肉细胞吸收水的方式均是自由扩散，都对应；红细胞吸收葡萄糖的方式属于协助扩散，对应；根尖细胞吸收矿质离子的方式属于主动运输，对应或。教师备用习题2将一新鲜马铃薯块茎切成4根粗细相同且长为5.0 cm的小条，再将这4根马铃薯小条分别放在不同浓度的KNO3溶液中，分两次(浸入30 min和4 h)测量每一根的长度，结果如图所示。下列结论错误的是()Aa中马铃薯细胞通过渗透作用吸水Bb中马铃薯细胞质壁分离后逐渐复原Cc中马铃薯细胞质壁分离Dd中马铃薯细胞外KNO3溶液的浓度升高解析 D由图示可以看出，马铃薯小条a的长度增加，说明细胞通过渗透作用吸水，A项正确；马铃薯小条b的长度先缩短后复原，说明细胞失水后又吸水，即发生质壁分离后逐渐复原，B项正确；马铃薯小条c的长度变短，说明细胞失水，细胞发生质壁分离，C项正确；马铃薯小条d的长度变短，说明细胞失水，细胞外KNO3溶液的浓度降低，D项错误。教师备用习题3如图中曲线a、b表示物质跨膜运输的方式，下列表述错误的是()A只有在氧气存在时才会发生方式b所示的物质运输B质壁分离过程中，水分子通过方式a进出细胞C方式b的最大运输速率与载体蛋白数量有关Db运输方式能体现细胞膜的选择透过性解析 A由图可知，曲线a表示物质的运输速率与被转运分子的浓度成正比，因此曲线a表示的是自由扩散；曲线b表示在一定范围内物质的运输速率与被转运分子的浓度呈正相关，而超过一定的范围后，物质的运输速率不再随被转运分子的浓度增大而增大，因此曲线b表示的是主动运输或协助扩散。协助扩散不消耗能量，而主动运输亦可由无氧呼吸供能，A项错误；水分子通过自由扩散方式进出细胞，B项正确；方式b的最大运输速率与载体蛋白的数量有关，C项正确；主动运输和协助扩散都需要载体蛋白，体现了细胞膜的选择透过性，D项正确。教师备用习题4如图表示一个神经细胞内、外不同离子的相对浓度，离子的浓度差能保持相对稳定，下列叙述正确的是()AK通过主动运输方式从细胞外进入细胞内维持浓度差BNa通过主动运输方式从细胞外进入细胞内维持浓度差CMg2维持细胞内、外浓度差的过程中不需要消耗ATPDCl维持细胞内、外浓度差的过程中相应载体蛋白不发生形状改变教师备用习题解析 A细胞内K的浓度远高于细胞外的浓度，因此K通过主动运输的方式从细胞外进入细胞内维持浓度差，A项正确；细胞内Na的浓度远低于细胞外的浓度，因此Na通过主动运输方式从细胞内排到细胞外维持浓度差，B项错误；Mg2通过主动运输的方式从细胞外进入细胞内，需要消耗ATP，C项错误；Cl通过主动运输的方式排到细胞外，需要载体蛋白的协助，运输过程中相应载体蛋白的形状发生改变，D项错误。教师备用习题5将小鼠红细胞放入一定浓度的KNO3溶液中，红细胞体积随时间的变化如图所示，有关叙述正确的是()AKNO3溶液的起始渗透压小于红细胞内液的起始渗透压B与B点相比，A点对应时刻红细胞内液的渗透压较大CAB段细胞失水使红细胞内液的渗透压大于KNO3溶液，从而出现BC段的变化DB点对应的时刻，KNO3溶液与红细胞内液的渗透压相等解析 D由图可知，红细胞在一定浓度的KNO3溶液中刚开始时体积减小，说明开始时KNO3溶液的浓度大于红细胞内液的浓度，因而KNO3溶液的起始渗透压大于红细胞内液的起始渗透压，A项错误。与B点相比，A点对应时刻红细胞内液的渗透压较小，因而发生渗透失水导致体积减小，B项错误。AB段细胞失水，但这不是导致BC段变化的原因，BC段变化的原因是红细胞通过主动运输吸收K、NO3-，导致红细胞内液的渗透压大于KNO3溶液，C项错误。教师备用习题6取某植物的少量根尖组织，滴加清水制成临时装片，如图(A)所示，以此研究植物细胞的一些生命活动，整个实验过程保证细胞始终为生活状态。据图回答：(1)用一定浓度的X溶液处理临时装片(A)，得到如图(C)所示的结果，据图判断，物质X进入细胞的方式应该为_。(2)据图(C)推测在整个实验过程中，图(B)所示细胞发生的形态变化是_，发生这些变化的条件：植物细胞的_相当于一层半透膜，_之间存在浓度差。(3)为了更好地观察植物细胞失水和吸水过程，通常选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为材料，原因是_。教师备用习题答案 (1)主动运输(2)先质壁分离，然后质壁分离自动复原原生质层 细胞液与外界溶液(3)紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色的大液泡，便于观察解析 (1)由图(C)可知，实验之初细胞内物质X的浓度小于细胞外，随着时间的延长，细胞内物质X的浓度大于细胞外，由低浓度到高浓度的运输方式为主动运输。(2)据图(C)推测在整个实验过程中，图(B)所示细胞先是由于细胞内物质X的浓度小于细胞外，细胞发生渗透失水出现质壁分离，随着时间的延长，由于主动运输使细胞内物质X的浓度大于细胞外，导致细胞发生渗透吸水出现质壁分离自动复原。细胞发生质壁分离和质壁分离自动复原的条件有两个，一是有半透膜，植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，二是细胞液与外界溶液之间存在浓度差。(3)由于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色的大液泡，便于观察，故通常选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为材料。教师备用习题7 2016日照模拟 正常细胞内K浓度约为细胞外的30倍，细胞外Na浓度约为细胞内的12倍。当细胞内外的Na浓度差、K浓度差减小时，细胞膜上的Na/KATP酶发挥作用，这种酶可以通过水解ATP，将细胞内的Na移出膜外，将细胞外的K移入膜内。如图甲所示：(1)膜内外Na具有浓度差，与膜的_性有关。Na/KATP酶将细胞内的Na移出膜外的跨膜运输方式是_。教师备用习题(2)在运输Na和K的过程中，Na/KATP酶的_发生改变，有利于其与离子的结合与分离。(3)比较图乙和图丙，当Na和K_浓度差流过Na/KATP酶时，将ADP合成ATP，说明进行ATP合成或分解的反应条件取决于_。(4)生物膜系统的_作用及能量是维系细胞有序性的基础，线粒体内膜上主要完成类似图_的过程。教师备用习题答案 (1)选择透过主动运输(2)空间结构(3)顺离子浓度差(或离子流动方向)(4)分隔乙解析 (1)由于生物膜具有选择透过性，使得膜内外的物质(如Na)存在浓度差。根据题干中信息可知，Na运出细胞是逆浓度梯度进行的，而且需要消耗能量，故为主动运输。(2)由图示可知，在运输Na和K的过程中，Na/KATP酶的空间结构发生改变，这种改变有利于其与离子的结合与分离。(3)由题图乙可见，Na和K顺浓度差流过Na/KATP酶时，将ADP合成ATP，由题图丙可见，当Na和K逆浓度差流过Na/KATP酶时，生成ADP；根据以上分析可知，离子的流动方向决定了是将ADP合成ATP还是将ATP水解生成ADP。(4)生物膜系统的分隔作用及能量可以维系细胞有序高效地进行各项生命活动，线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体内膜上进行的是有氧呼吸第三阶段的反应，有大量ATP的合成，故其内膜上主要完成类似图乙的过程。