《2019-2020年高考生物一輪復(fù)習(xí)方案 2-3 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?新人教版必修1.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020年高考生物一輪復(fù)習(xí)方案 2-3 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?新人教版必修1.doc(24頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
2019-2020年高考生物一輪復(fù)習(xí)方案 2-3 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?新人教版必修1
物質(zhì)出入細(xì)胞的方式(Ⅱ) 實(shí)驗(yàn):觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原
知識(shí)點(diǎn)一 細(xì)胞的吸水和失水
1.滲透作用發(fā)生的條件
具有①________;
②________兩側(cè)的溶液具有濃度差
2.動(dòng)物細(xì)胞
外界溶液濃度③________細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞吸水膨脹
外界溶液濃度④________細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞失水皺縮
外界溶液濃度⑤________細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞水分進(jìn)出平衡,形態(tài)不變
3.植物細(xì)胞
條件:成熟植物細(xì)胞具有中央⑧________,是一個(gè)滲透系統(tǒng)
想一想:細(xì)胞吸水時(shí),水分子跨膜運(yùn)輸?shù)臓顟B(tài)如何?
知識(shí)點(diǎn)二 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例
1.其他實(shí)例
(1)植物
(2)人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘的特點(diǎn):逆濃度梯度
(3)不同微生物對(duì)各種礦物質(zhì)的需要量不同,吸收時(shí)各自都有?________
2.結(jié)論
(1)細(xì)胞膜和其他生物膜一樣都是選擇透過(guò)性膜
(2)它具有的特點(diǎn)
議一議:半透膜與選擇透過(guò)性膜有哪些異同點(diǎn)?
知識(shí)點(diǎn)三 物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式
1.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?
(1)被動(dòng)
運(yùn)輸
(2)主動(dòng)運(yùn)輸
2.大分子進(jìn)出細(xì)胞
(1)胞吞
(2)胞吐
比一比:自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐有何主要區(qū)別?,
細(xì)胞吸水和失水
哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞
成熟的植物細(xì)胞
物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆绞?連一連)
a.主動(dòng)運(yùn)輸
b.自由擴(kuò)散
c.協(xié)助擴(kuò)散
d.胞吞和胞吐
閃記:滲透作用與物質(zhì)出入細(xì)胞方式
滲透裝置兩條件,水分過(guò)膜梯度行①,
成熟植胞也具備,半透膜是原生質(zhì)層,
質(zhì)壁分離或復(fù)原,全由兩側(cè)濃度定,
跨膜運(yùn)輸三類型,自由、協(xié)助和主動(dòng),
自由、協(xié)助高到低,主動(dòng)運(yùn)輸可逆行,
主動(dòng)協(xié)助需載體,主動(dòng)運(yùn)輸還耗能;
胞吞、胞吐非跨膜,不需載體需耗能,
大分子顆粒來(lái)進(jìn)出,全靠膜的流動(dòng)性。
①水分子透過(guò)半透膜時(shí),由低濃度溶液(水分子多)向高濃度溶液(水分子少)的擴(kuò)散。
自我校對(duì):
①半透膜?、诎胪改ぁ、郏肌、埽尽、荩健、藜?xì)胞膜?、咭号菽ぁ、啻笠号荨、豳|(zhì)壁分離 質(zhì)壁分離復(fù)原 ?不同 ?不同 ?選擇性 ?水分子 ?離子和小分子 ?離子、小分子和大分子 ?高濃度 ?低濃度 ?高濃度 ?低濃度 載體蛋白 低濃度 高濃度 載體蛋白 能量(ATP) 細(xì)胞膜 囊泡 囊泡 融合
想一想:水分子在細(xì)胞膜上總是雙向運(yùn)動(dòng)的。只不過(guò)在細(xì)胞吸水時(shí),由外向內(nèi)擴(kuò)散的水分子總數(shù)多于由內(nèi)向外擴(kuò)散的水分子總數(shù)。
議一議:①相同點(diǎn):某些物質(zhì)可以通過(guò),另一些物質(zhì)不能通過(guò)。
②不同點(diǎn):選擇透過(guò)性膜一定是半透膜,半透膜不一定是選擇透過(guò)性膜。
比一比:前三種物質(zhì)運(yùn)輸方式是小分子和離子的運(yùn)輸方式,不包括大分子,且他們是穿膜運(yùn)輸。胞吞、胞吐是大分子或顆粒性物質(zhì)的運(yùn)輸方式,運(yùn)輸是通過(guò)膜融合實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移的,被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)不直接穿過(guò)生物膜。
連一連:①-b-Ⅰ?、冢璫-Ⅱ?、郏璦-Ⅲ?、埽璬-Ⅳ
滲透系統(tǒng)的組成分析及應(yīng)用
1.對(duì)比分析
滲透作用模型
植物細(xì)胞與外界溶液形成滲透系統(tǒng)
圖解
基本組成或條件
半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差
原生質(zhì)層——選擇透過(guò)性膜濃度差——細(xì)胞液與外界溶液之間
續(xù)表
原理
水分子通過(guò)半透膜的擴(kuò)散作用
細(xì)胞液通過(guò)原生質(zhì)層與外界溶液之間發(fā)生滲透
水?dāng)U散
的方向
低濃度溶液―→高濃度溶液
2.滲透系統(tǒng)的應(yīng)用
(1)比較不同溶液濃度大小
漏斗內(nèi)
燒杯內(nèi)
溶液濃度
M
N
現(xiàn)象及結(jié)論
①若漏斗內(nèi)液面上升,則M>N
②若漏斗內(nèi)液面不變,則M=N
③若漏斗內(nèi)液面下降,則M
外界溶液 B.細(xì)胞液<外界溶液
C.細(xì)胞液=外界溶液 D.都有可能
(3)把一個(gè)已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞浸入清水當(dāng)中,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞液泡體積增大,說(shuō)明細(xì)胞在滲透吸水,細(xì)胞能否無(wú)限吸水?________,原因是________________________________________________________________________。
(4)把一個(gè)已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞浸入低濃度的蔗糖溶液中,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞液泡體積在增大。當(dāng)液泡體積不再增大時(shí),細(xì)胞液濃度是否一定和外界溶液濃度相等?________________________________________________________________________。
解析 (1)漏斗內(nèi)液面的上升是由細(xì)胞吸水引起的,水從溶液濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)移動(dòng),因此,由圖甲中漏斗內(nèi)液面上升可知,a側(cè)液體的濃度小于b側(cè);圖乙反映的是隨吸水時(shí)間的延長(zhǎng),漏斗內(nèi)液面升高的速率逐漸下降,這是由濃度差縮小造成的??紤]到漏斗內(nèi)液柱壓力的作用,當(dāng)液面不再上升時(shí),a側(cè)的濃度小于b側(cè)。(2)圖甲中c為半透膜,在圖丙中可將細(xì)胞膜③、液泡膜⑤和兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)④視作一層半透膜,結(jié)構(gòu)②當(dāng)中充滿的液體是外界溶液;由于無(wú)法判斷圖丙的細(xì)胞是在吸水還是失水,因此,無(wú)法確定此時(shí)細(xì)胞液的濃度與外界溶液的濃度大小關(guān)系。(3)對(duì)于植物細(xì)胞而言,由于細(xì)胞壁的存在,且細(xì)胞壁的彈性有限,因此,細(xì)胞不可能無(wú)限吸水,當(dāng)細(xì)胞因吸水體積增大到細(xì)胞壁所能膨大的最大限度時(shí),細(xì)胞將不再吸水。(4)液泡體積不再增大時(shí),細(xì)胞液濃度不一定和外界溶液的濃度相等,原因與(3)小題相同。
答案 (1)小于 下降 小于 (2)③④⑤ 外界溶液 D
(3)不能 細(xì)胞壁對(duì)原生質(zhì)層有支持和保護(hù)的作用
(4)不一定
【訓(xùn)練1】
某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的滲透作用實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)外液面平齊,記為零液面。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后,長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)部液面的變化趨勢(shì)為( )。
解析 掌握滲透作用發(fā)生的條件(半透膜和膜兩側(cè)存在濃度差)、水分子擴(kuò)散的方向(順濃度梯度擴(kuò)散)和擴(kuò)散的速率是解題的關(guān)鍵。仔細(xì)觀察圖示,長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)為蔗糖溶液,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)部液面將上升,由于實(shí)驗(yàn)初始階段半透膜內(nèi)外溶液濃度差較大,液面上升速率較大。
答案 B
物質(zhì)出入細(xì)胞的方式及影響因素
1.自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)谋容^
物質(zhì)出入細(xì)胞的方式
被動(dòng)運(yùn)輸
主動(dòng)運(yùn)輸
自由擴(kuò)散
協(xié)助擴(kuò)散
運(yùn)輸方向
高濃度→低濃度
高濃度→低濃度
低濃度→高濃度
是否需
要載體
不需要
需要
需要
是否消耗能量
不消耗
不消耗
消耗
圖例
續(xù)表
舉例
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入細(xì)胞
紅細(xì)胞吸收葡萄糖
小腸吸收葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽等
表示曲線
(一定濃度
范圍內(nèi))
知識(shí)拓展 (1)載體是細(xì)胞膜上的一類蛋白質(zhì),它具有特異性,不同物質(zhì)的載體不同,不同生物細(xì)胞膜上的載體的種類和數(shù)量也不同;(2)載體具有飽和現(xiàn)象,當(dāng)細(xì)胞膜上的載體達(dá)到飽和時(shí),細(xì)胞吸收該載體運(yùn)載的物質(zhì)的速率不再隨物質(zhì)的濃度的增大而增大。
2.大分子物質(zhì)出入細(xì)胞的方式——膜泡運(yùn)輸
運(yùn)輸方向
圖解
實(shí)例
備注
胞吞
細(xì)胞外―→
細(xì)胞內(nèi)
白細(xì)胞吞
噬細(xì)菌等
①結(jié)構(gòu)基礎(chǔ):細(xì)胞膜的流動(dòng)性
②需消耗能量,不需載體蛋白的協(xié)助
胞吐
細(xì)胞內(nèi)―→
細(xì)胞外
分泌蛋白、神經(jīng)遞質(zhì)的分泌、釋放等(蛋白質(zhì)類激素、消化酶等)
★★ 此考點(diǎn)是高考的常考點(diǎn),考查各種運(yùn)輸方式的特點(diǎn)時(shí),多以選擇題形式出現(xiàn);側(cè)重能力考查時(shí),往往以圖表分析、曲線分析或?qū)嶒?yàn)分析形式進(jìn)行綜合考查,大題及選擇題均有命題出現(xiàn)。
【典例2】
下列據(jù)圖所作出的說(shuō)明錯(cuò)誤的是( )。
A.圖1說(shuō)明該物質(zhì)跨膜運(yùn)輸時(shí)會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象
B.圖2說(shuō)明此物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞時(shí)需要消耗能量
C.圖3說(shuō)明該離子跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞綖橹鲃?dòng)運(yùn)輸
D.圖4說(shuō)明該植物吸收K+不需要載體協(xié)助
破題關(guān)鍵
解析 圖1所示物質(zhì)的運(yùn)輸方式需要載體蛋白,不消耗能量,為協(xié)助擴(kuò)散,協(xié)助擴(kuò)散受載體數(shù)目的限制,有飽和現(xiàn)象;當(dāng)細(xì)胞外液濃度低于細(xì)胞內(nèi)液濃度時(shí),隨時(shí)間的推移,細(xì)胞內(nèi)液的濃度還在逐步增加,說(shuō)明該物質(zhì)可以從低濃度一側(cè)進(jìn)入高濃度一側(cè),所以此物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式是主動(dòng)運(yùn)輸,需要消耗能量;圖3中礦質(zhì)離子的跨膜運(yùn)輸有兩個(gè)特點(diǎn):一是逆濃度梯度,二是消耗ATP,故應(yīng)為主動(dòng)運(yùn)輸;O2濃度影響植物的呼吸作用,從而影響ATP的產(chǎn)生,從圖中可以看出該物質(zhì)的吸收速率受O2濃度的影響,說(shuō)明吸收K+需要耗能,O2濃度達(dá)到一定程度后,K+吸收速率不再隨著O2濃度的增加而增加,說(shuō)明該過(guò)程需要載體協(xié)助。
答案 D
——影響跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩胤治?
(1)物質(zhì)濃度(在一定的濃度范圍內(nèi))
(2)氧氣濃度
(3)溫度
溫度可影響生物膜的流動(dòng)性和酶的活性,因而會(huì)影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾省?
【訓(xùn)練2】
(xx浙江理綜,1)人體肝細(xì)胞內(nèi)CO2分壓和K+濃度高于細(xì)胞外,而O2分壓和Na+濃度低于細(xì)胞外,上述四種物質(zhì)中通過(guò)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入該細(xì)胞的是( )?! ?
A.CO2 B.O2
C.K+ D.Na+
解析 此題考查物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式。O2、CO2等氣體通過(guò)自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞,A、B不符合題意;許多離子和一些較大的分子如葡萄糖等,可以借助載體蛋白的協(xié)助,順濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞,稱為協(xié)助擴(kuò)散,本題中的Na+就可以通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散順濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞,D不符合題意;K+從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),逆濃度梯度運(yùn)輸,需消耗能量,為主動(dòng)運(yùn)輸,C正確。
答案 C
規(guī)避2組易混概念、辨析3個(gè)思維誤區(qū)
易混點(diǎn)1 原生質(zhì)、原生質(zhì)層、原生質(zhì)體的辨析
點(diǎn) 撥 (1)原生質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)生命物質(zhì)的總稱,它的主要成分是蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)。原生質(zhì)分化產(chǎn)生細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞就是一小團(tuán)原生質(zhì)。植物細(xì)胞由原生質(zhì)和細(xì)胞壁組成。(2)原生質(zhì)層在成熟的植物細(xì)胞內(nèi)相當(dāng)于半透膜。由細(xì)胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)組成,不包括細(xì)胞核和液泡內(nèi)的細(xì)胞液兩部分,且僅存在于成熟的植物細(xì)胞中。(3)原生質(zhì)體是去除了植物細(xì)胞壁以后所剩下的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)??梢哉J(rèn)為原生質(zhì)體包括原生質(zhì)層、細(xì)胞液和細(xì)胞核三部分。
易混點(diǎn)2 半透膜和選擇透過(guò)性膜的辨析
點(diǎn) 撥 (1)區(qū)別:①半透膜是無(wú)生命活性的物理性膜,是指某些物質(zhì)可以透過(guò)而另一些物質(zhì)不能透過(guò)的多孔性薄膜,物質(zhì)能否通過(guò)取決于分子的大小。②選擇透過(guò)性膜是具有生命活性的生物膜,載體蛋白的存在決定了其對(duì)不同物質(zhì)是否吸收的選擇性。細(xì)胞死亡或膜載體蛋白失活后,其選擇透過(guò)性喪失。(2)共性:都允許水分子自由通過(guò),而不允許大分子物質(zhì)通過(guò)。
誤區(qū)1 滲透系統(tǒng)中水分子的運(yùn)動(dòng)方向
點(diǎn) 撥 滲透系統(tǒng)半透膜兩側(cè)水分子不是單方向移動(dòng)的滲透平衡時(shí),半透膜兩側(cè)水分子移動(dòng)達(dá)到平衡狀態(tài),不能認(rèn)為沒(méi)有水分子移動(dòng)。滲透不平衡時(shí),單位時(shí)間內(nèi)水分子透過(guò)半透膜相互滲透,表現(xiàn)為凈速度是水從自身含量高(低濃度溶液)一側(cè)向自身含量低的一側(cè)運(yùn)動(dòng)。
誤區(qū)2 Na+、K+跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?
點(diǎn) 撥 Na+、K+等無(wú)機(jī)鹽離子一般以主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)出細(xì)胞,但也可通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散或離子通道進(jìn)出細(xì)胞。(參見(jiàn)上面xx浙江理綜1。)
誤區(qū)3 植物吸收水分和吸收無(wú)機(jī)鹽離子是完全獨(dú)立的
點(diǎn) 撥 植物吸收水分的方式是自由擴(kuò)散,而對(duì)無(wú)機(jī)鹽離子則以主動(dòng)運(yùn)輸方式吸收,吸收原理是不一樣的;但離子的吸收和運(yùn)輸必須溶解在水中,因此可以說(shuō)植物對(duì)水分和無(wú)機(jī)鹽的吸收是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。
糾錯(cuò)演練
1.(原創(chuàng)題)下列關(guān)于生物學(xué)概念及原理的描述正確的是( )。
A.原生質(zhì)層就是原生質(zhì)的外層,核心是細(xì)胞核
B.處于滲透平衡狀態(tài)時(shí)的大田作物,才能正常生長(zhǎng)
C.植物對(duì)水分和礦質(zhì)離子的吸收原理不同,是相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程
D.選擇透過(guò)性膜具有半透膜的某些性質(zhì),半透膜上的載體也具有選擇透過(guò)性
答案 C
2.(xx安徽百校第一次聯(lián)考,31)下圖是生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型及物質(zhì)跨膜運(yùn)輸示意圖,其中離子通道是一種通道蛋白,通道蛋白是橫跨質(zhì)膜的親水性通道,具有離子選擇性。請(qǐng)仔細(xì)觀察圖示回答有關(guān)問(wèn)題。
(1)很多研究成果有力支持“脂溶性物質(zhì)易透過(guò)生物膜,不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不易透過(guò)生物膜”這一事實(shí)。這證明組成細(xì)胞膜的主要成分中有[ ]________。
(2)鯊魚(yú)體內(nèi)能積累大量的鹽,鹽分過(guò)高時(shí)就要及時(shí)將多余的鹽分排出體外,經(jīng)研究鯊魚(yú)體內(nèi)多余鹽分是經(jīng)②途徑排出被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的,那么其跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞莀_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)檉柳是泌鹽植物,葉子和嫩枝可以將吸收于植物體內(nèi)的鹽分排出,是強(qiáng)耐鹽植物。檉柳從土壤中吸收無(wú)機(jī)鹽是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸還是被動(dòng)運(yùn)輸?請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以證明。
①實(shí)驗(yàn)步驟:
a.取甲、乙兩組生長(zhǎng)發(fā)育相同的檉柳幼苗,放入適宜濃度的含有Ca2+、K+的溶液中。
b.甲組給予正常的呼吸條件,乙組________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
c.________________________________________________________________________。
②實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
a.若兩組植株對(duì)Ca2+、K+的吸收速率相同,說(shuō)明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
b.________________________________________________________________________。
解析 (1)“脂溶性物質(zhì)易透過(guò)生物膜,不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不易透過(guò)生物膜”這一事實(shí)證明細(xì)胞膜組成成分中有脂質(zhì)分子,結(jié)合圖示分析該物質(zhì)應(yīng)為[甲]磷脂分子。(2)②途徑是一個(gè)離子通道,鯊魚(yú)體內(nèi)多余鹽分可通過(guò)這種通道蛋白的協(xié)助由高濃度的細(xì)胞膜內(nèi)一側(cè)運(yùn)輸?shù)降蜐舛燃?xì)胞膜外一側(cè),因此其跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞綉?yīng)為協(xié)助擴(kuò)散(或被動(dòng)運(yùn)輸)。(3)主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸相比,前者需要消耗能量,后者不需消耗能量。本實(shí)驗(yàn)可通過(guò)控制供能的多少來(lái)確定檉柳吸收無(wú)機(jī)鹽的方式。若兩組植株對(duì)Ca2+、K+的吸收速率相同,說(shuō)明無(wú)機(jī)鹽的吸收不需消耗能量,應(yīng)為被動(dòng)運(yùn)輸;若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率,則說(shuō)明檉柳從土壤中中吸收無(wú)機(jī)鹽需要消耗能量,應(yīng)為主動(dòng)運(yùn)輸。
答案 (1)甲 磷脂分子
(2)協(xié)助擴(kuò)散(或被動(dòng)運(yùn)輸)
(3)①b.完全抑制有氧呼吸 c.一段時(shí)間后測(cè)定兩組植株根系對(duì)Ca2+、K+的吸收速率?、赼.檉柳從土壤中吸收無(wú)機(jī)鹽是通過(guò)被動(dòng)運(yùn)輸 b.若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率,說(shuō)明檉柳從土壤中吸收無(wú)機(jī)鹽是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸
觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原
1.實(shí)驗(yàn)原理
成熟的植物細(xì)胞構(gòu)成滲透系統(tǒng)可發(fā)生滲透作用。
2.質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)流程
3.質(zhì)壁分離的原因
4.表現(xiàn)
(1)在實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)質(zhì)壁分離現(xiàn)象出現(xiàn)后,觀察時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),以免細(xì)胞因長(zhǎng)期處于失水狀態(tài)而死亡,影響質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象的觀察。
(2)不選動(dòng)物細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)閯?dòng)物細(xì)胞無(wú)細(xì)胞壁,不會(huì)在失水時(shí)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。
(3)本實(shí)驗(yàn)所用的方法為引流法,采用了自身對(duì)照(前測(cè)和后測(cè))。
(4)當(dāng)以可吸收的物質(zhì)做溶質(zhì)(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)時(shí),可出現(xiàn)質(zhì)壁分離和自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象。
(5)質(zhì)壁分離時(shí),原生質(zhì)層的外界面是細(xì)胞膜。
質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用及方法
1.判斷細(xì)胞的死活
待測(cè)細(xì)胞+蔗糖溶液
2.測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍
待測(cè)細(xì)胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的蔗糖溶液的濃度之間。
3.比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大小
不同植物細(xì)胞+同一濃度的蔗糖溶液剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)所需時(shí)間的比較―→判斷細(xì)胞液濃度大小(時(shí)間越短,細(xì)胞液濃度越小)。
4.比較一系列溶液的濃度的大小
同一植物的相同成熟細(xì)胞+未知濃度的溶液記錄剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間―→比較所用時(shí)間長(zhǎng)短―→判斷溶液濃度的大小(時(shí)間越短,未知溶液的濃度越大)。
5.鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
相同成熟植物細(xì)胞+不同種類溶液
★★ 本考點(diǎn)的命題規(guī)律為:一是通過(guò)聯(lián)系水的滲透作用,全面考查對(duì)該實(shí)驗(yàn)所用試劑、原理、操作步驟、結(jié)果等的掌握情況;二是以實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程圖的形式,考查對(duì)操作步驟的理解,或考查該實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用。
【典例】
(江蘇高考試題改編)
將浸潤(rùn)在質(zhì)量濃度為0.3 g/L蔗糖溶液中的紫色洋蔥表皮制成裝片,放在顯微鏡下觀察,結(jié)果如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。
(1)洋蔥表皮細(xì)胞通過(guò)滲透作用失水,導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離,原生質(zhì)層在該過(guò)程中充當(dāng)了________。以下結(jié)構(gòu)或物質(zhì)屬于原生質(zhì)層的是________。
A.液泡膜 B.線粒體 C.液泡色素
D.細(xì)胞核 E.細(xì)胞壁
(2)請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系中繪出細(xì)胞吸水力隨質(zhì)壁分離程度變化曲線。
(3)若將裝片放在80 ℃的條件下處理一段時(shí)間(裝片中的溶液仍保持0.3 g/L)后,放在顯微鏡下觀察,在清晰看到細(xì)胞結(jié)構(gòu)后為了更準(zhǔn)確判斷A處顏色,應(yīng)該如何操作顯微鏡?________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)蘚類小葉是否是觀察線粒體的理想實(shí)驗(yàn)材料?________,為什么?________________________________________________________________________。
解析 (1)成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)部分組成原生質(zhì)層,充當(dāng)了半透膜。細(xì)胞核、液泡內(nèi)的成分不屬于原生質(zhì)層。(2)細(xì)胞隨著質(zhì)壁分離程度加大,細(xì)胞液濃度增加,細(xì)胞吸水力也增加。因細(xì)胞有最大分離程度,故吸水力也有最大值。(3)調(diào)節(jié)顯微鏡粗、細(xì)準(zhǔn)焦螺旋可以使圖像清晰,調(diào)節(jié)光圈、反光鏡可以改變視野亮度?!霸谇逦吹郊?xì)胞結(jié)構(gòu)后為了更準(zhǔn)確判斷”,不需要調(diào)節(jié)粗、細(xì)準(zhǔn)焦螺旋。(4)蘚類葉肉細(xì)胞中有葉綠體,影響對(duì)被染成藍(lán)綠色對(duì)線粒體的觀察。
答案 (1)半透膜 AB (2)如圖
(3)調(diào)節(jié)光圈、反光鏡以改變視野亮度 (4)不是 細(xì)胞中有葉綠體,影響染色后對(duì)線粒體的觀察
【訓(xùn)練】
(xx重慶理綜,5)下圖為某種植物幼苗(大小、長(zhǎng)勢(shì)相同)均分為甲、乙兩組后,在兩種不同濃度的KNO3溶液中培養(yǎng)時(shí)鮮重的變化情況(其他條件相同且不變)。下列有關(guān)敘述,錯(cuò)誤的是( )。
兩組幼苗在KNO3溶液中的鮮重變化
A.3 h時(shí),兩組幼苗均已出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象,直接原因是蒸騰作用和根細(xì)胞失水
B.6 h時(shí),甲組幼苗因根系開(kāi)始吸收K+、NO,吸水能力增強(qiáng),使鮮重逐漸提高
C.12 h后,若繼續(xù)培養(yǎng),甲組幼苗的鮮重可能超過(guò)處理前,乙組幼苗將死亡
D.實(shí)驗(yàn)表明,該植物幼苗對(duì)水分和礦質(zhì)元素的吸收是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程
解析 6 h后甲組幼苗鮮重增加說(shuō)明根細(xì)胞吸收的水分比蒸騰作用散失的水分多,根細(xì)胞內(nèi)離子濃度高于外界溶液濃度應(yīng)在6 h前就開(kāi)始了,只不過(guò)根細(xì)胞吸收的水分比蒸騰作用散失的水分少,所以鮮重還是在減少。根細(xì)胞內(nèi)通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸吸收的離子數(shù)量在增多,而吸水量也在增加,根細(xì)胞內(nèi)離子濃度在變化,而根外溶液離子被吸收和水分的吸收也在變化,根細(xì)胞內(nèi)外離子濃度差的變化不好確定,所以根的吸水能力不好判定。
答案 B
滲透作用原理
1.(xx新課標(biāo)卷)撕去紫色洋蔥外表皮,分為兩份,假定兩份外表皮細(xì)胞的大小、數(shù)目和生理狀態(tài)一致,一份在完全營(yíng)養(yǎng)液中浸泡一段時(shí)間,浸泡后的外表皮稱為甲組;另一份在蒸餾水中浸泡相同的時(shí)間,浸泡后的外表皮稱為乙組。然后,兩組外表皮都用質(zhì)量濃度為0.3 g/ mL的蔗糖溶液里處理,一段時(shí)間后外表皮細(xì)胞中的水分不再減少。此時(shí)甲、乙兩組細(xì)胞水分滲出量的大小以及水分運(yùn)出細(xì)胞的方式分別是( )。
A.甲組細(xì)胞的水分滲出量與乙組細(xì)胞的相等,主動(dòng)運(yùn)輸
B.甲組細(xì)胞的水分滲出量比乙組細(xì)胞的高,主動(dòng)運(yùn)輸
C.甲組細(xì)胞的水分滲出量比乙組細(xì)胞的低,被動(dòng)運(yùn)輸
D.甲組細(xì)胞的水分滲出量與乙組細(xì)胞的相等,被動(dòng)運(yùn)輸
解析 考查物質(zhì)運(yùn)輸方式及濃度差。甲組在完全培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后,與質(zhì)量濃度為0.3 g/ mL的蔗糖溶液濃度差沒(méi)有乙組和蔗糖溶液的濃度差大,所以甲組水分滲出量比乙組細(xì)胞低。H2O的運(yùn)出方式是被動(dòng)運(yùn)輸里的自由擴(kuò)散。
答案 C
物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?
2.(xx海南單科,11)在動(dòng)物細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸中,屬于自由擴(kuò)散的是( )。
A.紅細(xì)胞中的Na+進(jìn)入血漿
B.細(xì)胞外液中的O2進(jìn)入肌細(xì)胞
C.細(xì)胞外液中的K+進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞
D.血漿中的碘進(jìn)入甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞
解析 本題主要考查物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)知識(shí)。離子跨膜進(jìn)出細(xì)胞多是主動(dòng)運(yùn)輸。能以自由擴(kuò)散方式跨膜運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)有:CO2、O2、甘油、酒精、苯等,故B選項(xiàng)正確。
答案 B
3.(xx安徽理綜,2)蛙的神經(jīng)元內(nèi)、外Na+濃度分別是15 mmol/L和120 mmol/L。在膜電位由內(nèi)負(fù)外正轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)正外負(fù)過(guò)程中有Na+流入細(xì)胞,膜電位恢復(fù)過(guò)程中有Na+排出細(xì)胞。下列判斷正確的是( )。
A.Na+流入是被動(dòng)運(yùn)輸、排出是主動(dòng)運(yùn)輸
B.Na+流入是主動(dòng)運(yùn)輸、排出是被動(dòng)運(yùn)輸
C.Na+流入和排出都是被動(dòng)運(yùn)輸
D.Na+流入和排出都是主動(dòng)運(yùn)輸
解析 本題主要考查神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢缓挽o息電位形成的機(jī)制。神經(jīng)細(xì)胞在適宜刺激下,細(xì)胞膜對(duì)Na+的通透性增加,Na+大量?jī)?nèi)流,導(dǎo)致膜電位由內(nèi)負(fù)外正變?yōu)閮?nèi)正外負(fù),此時(shí)Na+以被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入細(xì)胞。膜電位恢復(fù)過(guò)程中,有Na+排出細(xì)胞,此時(shí)Na+是逆濃度梯度運(yùn)輸,屬于主動(dòng)運(yùn)輸。選項(xiàng)A正確。
答案 A
4.(xx海南單科,27)原尿中葡萄糖、氨基酸等物質(zhì)的濃度與血漿中的基本相同。原尿經(jīng)腎小管上皮細(xì)胞的選擇性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情況下尿液中不含葡萄糖。腎小管上皮細(xì)胞中的葡萄糖通過(guò)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入組織液。下圖為腎小管壁及相關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。
回答問(wèn)題。
(1)腎小管上皮細(xì)胞中的葡萄糖濃度________(高于、低于、等于)組織液中的。
(2)原尿中的葡萄糖進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞的運(yùn)輸方式是________,需要________的參與。
(3)腎小管上皮細(xì)胞重吸收水分的原理是________,原尿中葡萄糖未能被完全重吸收從而導(dǎo)致尿量增加的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 (1)依據(jù)題干中提供的信息“腎小管上皮細(xì)胞中的葡萄糖通過(guò)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入組織液”可推測(cè)腎小管上皮細(xì)胞中的葡萄糖濃度高于組織液中的葡萄糖濃度。(2)依據(jù)題干提供的信息:“原尿中葡萄糖濃度與血漿中的基本相同”、“正常情況下尿液中不含葡萄糖”可推知原尿中葡萄糖進(jìn)入腎小管上皮細(xì)胞的運(yùn)輸方式是主動(dòng)運(yùn)輸,需要載體蛋白和能量。(3)腎小管上皮細(xì)胞重吸收水分的原理是滲透作用。原尿中葡萄糖未能被完全重吸收,會(huì)使原尿滲透壓增加,水分重吸收減弱帶走大量水分。
答案 (1)高于 (2)主動(dòng)運(yùn)輸 載體蛋白和ATP (3)滲透作用 腎小管腔中液體的濃度高于正常水平,滲透壓高,水分重吸收減弱,造成尿量增加
綜合應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)分析
5.(xx北京理綜,31)科學(xué)家為了研究蛋白A的功能,選用細(xì)胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn),處理及結(jié)果見(jiàn)下表。
實(shí)驗(yàn)組號(hào)
在等滲溶液中進(jìn)行的處理
在低滲溶液中測(cè)定卵母細(xì)胞的水通透速率(cm/s10-4)
Ⅰ
向卵母細(xì)胞注入微量水(對(duì)照)
27.9
Ⅱ
向卵母細(xì)胞注入蛋白A的mRNA
210.0
Ⅲ
將部分Ⅱ組細(xì)胞放入含HgCl2的等滲溶液中
80.7
Ⅳ
將部分Ⅲ組細(xì)胞放入含試劑M的等滲溶液中
188.0
(1)將Ⅰ組卵母細(xì)胞放入低滲溶液后,水分子經(jīng)自由擴(kuò)散(滲透)穿過(guò)膜的________進(jìn)入卵母細(xì)胞。
(2)將蛋白A的mRNA注入卵母細(xì)胞一定時(shí)間后,該mRNA________的蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞膜,使細(xì)胞在低滲溶液中體積________。
(3)與Ⅱ組細(xì)胞相比,Ⅲ組細(xì)胞對(duì)水的通透性________,說(shuō)明HgCl2對(duì)蛋白A的功能有________作用。比較Ⅲ、Ⅳ組的結(jié)果,表明試劑M能夠使蛋白A的功能________。推測(cè)HgCl2沒(méi)有改變蛋白A的氨基酸序列,而是破壞了蛋白A的________。
(4)已知抗利尿激素通過(guò)與細(xì)胞膜上的________結(jié)合,可促進(jìn)蛋白A插入腎小管上皮細(xì)胞膜中,從而加快腎小管上皮細(xì)胞對(duì)原尿中水分子的________。
(5)結(jié)合上述結(jié)果,可以得出________________________________________________________________________的推論。
解析 本題以蛋白A與水分子進(jìn)入細(xì)胞的關(guān)系為背景考查了實(shí)驗(yàn)的分析和探究能力。(1)Ⅰ組卵母細(xì)胞由于缺乏蛋白A,水分子經(jīng)自由擴(kuò)散穿過(guò)膜的磷脂雙分子層進(jìn)入細(xì)胞。(2)將蛋白A的mRNA注入卵母細(xì)胞后,該mRNA經(jīng)翻譯過(guò)程合成的蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞膜,使卵母細(xì)胞的水通透速率增大,細(xì)胞因大量吸水體積迅速增大。(3)Ⅲ組與Ⅱ組相比,低滲溶液中卵母細(xì)胞的水通透速率降低,說(shuō)明Ⅲ組細(xì)胞對(duì)水的通透性明顯降低,可推測(cè)HgCl2抑制了蛋白A的功能。Ⅲ組細(xì)胞用試劑M處理后水通透速率明顯升高,但仍低于Ⅱ組細(xì)胞,由此說(shuō)明試劑M可部分恢復(fù)蛋白A的功能。由于蛋白A的功能可恢復(fù),說(shuō)明HgCl2沒(méi)有改變蛋白A的氨基酸序列,而是破壞了蛋白A的空間結(jié)構(gòu)。(4)抗利尿激素與靶細(xì)胞膜上的受體結(jié)合,使腎小管上皮細(xì)胞膜中蛋白A含量增多,從而增強(qiáng)了腎小管上皮細(xì)胞對(duì)原尿中水的重吸收。(5)因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)的目的是研究蛋白A的功能,綜合分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,蛋白A與水的吸收密切相關(guān),從而得出蛋白A是水通道蛋白的推論。
答案 (1)磷脂雙分子層
(2)翻譯 迅速增大
(3)明顯降低 抑制 部分恢復(fù) 空間結(jié)構(gòu)
(4)受體 重吸收
(5)蛋白A是水通道蛋白
考向借鑒——他山之石
6.(xx上海單科,22)相對(duì)細(xì)菌和植物細(xì)胞而言,動(dòng)物細(xì)胞離體培養(yǎng)更需要關(guān)注培養(yǎng)基的滲透壓,這是因?yàn)閯?dòng)物細(xì)胞( )。
A.沒(méi)有細(xì)胞壁,對(duì)培養(yǎng)基的滲透壓更敏感
B.滲透壓遠(yuǎn)高于細(xì)菌或植物細(xì)胞的滲透壓
C.沒(méi)有成熟大液泡,滲透壓調(diào)節(jié)能力差
D.生長(zhǎng)緩慢,各生長(zhǎng)階段對(duì)環(huán)境的滲透壓要求不同
解析 本題考查滲透壓與滲透吸水、維持細(xì)胞形態(tài)和功能的內(nèi)在聯(lián)系等方面的知識(shí)。細(xì)胞內(nèi)外液的滲透壓之差是細(xì)胞吸水或失水的動(dòng)力。動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞相比沒(méi)有細(xì)胞壁的保護(hù),容易因過(guò)多吸水而漲破,A選項(xiàng)正確。
答案 A
(時(shí)間:45分鐘)
A級(jí) 基礎(chǔ)演練
1.(xx安徽黃山七校聯(lián)考,8)用酶解法除去新鮮紫色洋蔥鱗片葉的外表皮細(xì)胞的細(xì)胞壁得到原生質(zhì)體,將其置于質(zhì)量濃度為0.3 g/ mL的蔗糖溶液中,一段時(shí)間后,原生質(zhì)體一定不發(fā)生( )。
A.質(zhì)壁分離 B.滲透失水
C.顏色加深 D.吸水力增大
解析 將植物細(xì)胞除去細(xì)胞壁而得到的原生質(zhì)體放在質(zhì)量濃度為0.3 g/ mL的蔗糖溶液會(huì)發(fā)生失水,液泡顏色加深,隨著進(jìn)一步失水,細(xì)胞液的濃度增大,吸水力增大,由于細(xì)胞壁不存在,看不到質(zhì)壁分離現(xiàn)象。
答案 A
2.(xx杭州質(zhì)檢)市場(chǎng)上流行的直飲機(jī)的核心部件是逆滲透膜,它利用逆滲透原理,通過(guò)水壓使水由較高濃度的一側(cè)滲透至較低濃度一側(cè),理論上在較高濃度側(cè)的所有細(xì)菌及不純雜物、可溶性固體物和對(duì)人體有害的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物均不能滲入高精密的逆滲透膜,示意圖如圖所示。根據(jù)上述信息判斷,下列有關(guān)敘述正確的是( )。
A.逆滲透過(guò)程與滲透作用的差異是前者需要消耗能量
B.逆滲透膜也具有細(xì)胞膜的識(shí)別功能
C.逆滲透膜上有載體蛋白,可以選擇性控制有害物質(zhì)
D.逆滲透膜祛除有害物質(zhì)的能力勝過(guò)生物膜,可放心飲用
解析 逆滲透過(guò)程需通過(guò)水壓使水由較高濃度的一側(cè)滲透至較低濃度一側(cè),形成水壓需要能量,故逆滲透作用消耗能量,A正確。
答案 A
3.(xx山東泰安一模,2)下圖是物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式的概念圖。下列分析正確的是( )。
A.①方式表示協(xié)助擴(kuò)散
B.⑤、⑥兩種方式的共同特點(diǎn)是都需要載體
C.③、④兩種方式都與細(xì)胞膜的流動(dòng)性有關(guān)
D.質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)中蔗糖進(jìn)入細(xì)胞的方式為④
解析 由圖示分析可知,①為主動(dòng)運(yùn)輸,A錯(cuò)誤;②為被動(dòng)運(yùn)輸,其又可分為自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散,即⑤和⑥,其中自由擴(kuò)散不需要載體協(xié)助,B錯(cuò)誤;③和④分別為胞吞和胞吐,兩者均與細(xì)胞膜的流動(dòng)性有關(guān),C正確;在質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)中,蔗糖是細(xì)胞不需要的大分子物質(zhì),無(wú)法進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部,D錯(cuò)誤。
答案 C
4.(經(jīng)典題)下面能發(fā)生質(zhì)壁分離的一組細(xì)胞是( )。
①食用的糖醋蒜細(xì)胞?、谛Q豆葉的表皮細(xì)胞?、壑参锏母?xì)胞?、苋说目谇簧掀ぜ?xì)胞?、萦名}酸解離的洋蔥根尖細(xì)胞?、薷夥稚鷧^(qū)細(xì)胞
A.①⑤ B.②③⑥
C.①②③④⑤⑥ D.②③
解析 能發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞為活的成熟的高等植物的體細(xì)胞,①是死細(xì)胞,④是動(dòng)物細(xì)胞,沒(méi)有細(xì)胞壁,⑤用鹽酸解離會(huì)殺死細(xì)胞,⑥沒(méi)有大的液泡,這些細(xì)胞都不能發(fā)生質(zhì)壁分離。②和③都是活的成熟的高等植物細(xì)胞,可以發(fā)生質(zhì)壁分離。
答案 D
5.(xx南京一模)下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹稣_的是( )。
A.肌細(xì)胞的細(xì)胞膜上有協(xié)助葡萄糖跨膜運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白
B.激素必須通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)才能完成對(duì)細(xì)胞代謝的調(diào)節(jié)
C.相對(duì)分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子都可以通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞
D.協(xié)助擴(kuò)散和自由擴(kuò)散都不需要膜上載體蛋白的協(xié)助
解析 葡萄糖進(jìn)出細(xì)胞需要載體蛋白的協(xié)助,故肌細(xì)胞的細(xì)胞膜上有協(xié)助葡萄糖運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白;蛋白質(zhì)類激素以胞吞方式進(jìn)入細(xì)胞;離子主要以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入細(xì)胞;協(xié)助擴(kuò)散需要膜上載體蛋白的協(xié)助。
答案 A
6.污水凈化中應(yīng)用的超濾膜技術(shù)指的是一種能夠?qū)⑷芤哼M(jìn)行凈化、分離、濃縮的膜分離技術(shù)。超濾過(guò)程通常可以理解成與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過(guò)程。在一定的壓力下,當(dāng)水流過(guò)膜表面時(shí),只允許水及比膜孔徑小的小分子物質(zhì)通過(guò),達(dá)到將溶液凈化、分離與濃縮的目的。下列說(shuō)法中合理的是( )。
A.超濾膜技術(shù)中使用的“濾膜”實(shí)質(zhì)上是一種人造生物膜
B.超濾膜技術(shù)中使用的“濾膜”實(shí)質(zhì)上是一種人造半透膜
C.超濾膜技術(shù)可以濾去污水中的各種污染物
D.透過(guò)超濾膜的水,已被除去了臭味
解析 因?yàn)樗w中的物質(zhì)能否通過(guò)超濾膜取決于膜孔徑的大小,而不是載體蛋白,因此“濾膜”實(shí)質(zhì)上是一種半透膜;氨氣、硫化氫等有刺激性臭味的小分子物質(zhì)可以透過(guò)超濾膜,因此該技術(shù)并不能除去污水中的所有污染物,也不能除臭。
答案 B
7.某科學(xué)家在研究物質(zhì)運(yùn)輸時(shí)發(fā)現(xiàn)有下列四種曲線關(guān)系,在研究某種物質(zhì)的運(yùn)輸時(shí),發(fā)現(xiàn)與曲線②和④相符,最可能是下列哪一過(guò)程( )。
A.糖從血漿進(jìn)入人的成熟紅細(xì)胞
B.Na+通過(guò)離子通道進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞
C.小腸上皮細(xì)胞從小腸內(nèi)吸收氨基酸
D.組織細(xì)胞從組織液吸收氧氣
解析?、冖芮€中,該種物質(zhì)有最大運(yùn)輸速率,說(shuō)明不是自由擴(kuò)散;該物質(zhì)運(yùn)輸與氧濃度有關(guān),說(shuō)明不是協(xié)助擴(kuò)散,即該物質(zhì)的運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸。
答案 C
8.如圖所示,圖乙是圖甲發(fā)生滲透作用之后的示意圖,圖丙是根毛細(xì)胞示意圖,圖丁表示細(xì)胞體積隨時(shí)間變化的曲線。下列敘述錯(cuò)誤的是( )。
A.圖甲中①處溶液濃度小于②處溶液濃度
B.圖甲和圖丙中都有半透膜,兩者的本質(zhì)區(qū)別是圖丙細(xì)胞膜上有載體蛋白,使其具有選擇透過(guò)性
C.若把圖丙所示細(xì)胞放在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaCl溶液中,在顯微鏡下連續(xù)觀察一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)其發(fā)生了質(zhì)壁分離
D.若把圖丙所示細(xì)胞放在質(zhì)量濃度為0.3 g/ mL的蔗糖溶液中,則圖丁表示細(xì)胞體積隨時(shí)間推移而變化的曲線
解析 由圖乙可知,圖甲的滲透裝置內(nèi)部溶液濃度高于外部溶液濃度,即①處溶液濃度小于②處的。載體蛋白的存在使得細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性。植物細(xì)胞可以吸收Na+、Cl-,使細(xì)胞液濃度升高,所以根毛細(xì)胞處于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaCl溶液中時(shí)會(huì)先發(fā)生質(zhì)壁分離,后發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。將圖丙所示根毛細(xì)胞放在質(zhì)量濃度為0.3 g/ mL的蔗糖溶液中時(shí),細(xì)胞滲透失水,體積逐漸縮小,但由于細(xì)胞壁的伸縮性有限,體積不會(huì)無(wú)限收縮,則圖丁表示細(xì)胞體積隨時(shí)間推移而變化的曲線。
答案 C
9.(xx皖南八校第三次聯(lián)考,29Ⅱ)部分剛采摘的水果或蔬菜表面有殘留農(nóng)藥,很多人認(rèn)為把水果或蔬菜放在清水中浸泡可以有效除去其表面的殘留農(nóng)藥。為探究此種處理方法的正確性,某生物興趣小組做了如下實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)一:取相同的青菜各1 kg作為樣本,并對(duì)其用不同方法進(jìn)行處理,結(jié)果如下:
甲
乙
丙
丁
處理方法
未做處理
純水沖洗1 min
浸入純水1 min
浸入純水30 min
1 kg青菜農(nóng)藥殘留量
0.196 mg
0.086 mg
0.097 mg
0.123 mg
實(shí)驗(yàn)二:取相同的青菜500 g,并將其浸入一定量純水中,每隔一段時(shí)間,取出一小片菜葉,測(cè)定其細(xì)胞的細(xì)胞液濃度,所得數(shù)據(jù)可繪出如下曲線。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析回答下列問(wèn)題。
(1)在實(shí)驗(yàn)一中,甲、乙兩組對(duì)照可以說(shuō)明________________________;丁組農(nóng)藥殘留量比丙組農(nóng)藥殘留量多,最可能的原因是________________________________________________________________________。
(2)研究表明,植物細(xì)胞既可以吸收水也可以吸收可溶性農(nóng)藥。在實(shí)驗(yàn)二中,青菜細(xì)胞的細(xì)胞液濃度隨時(shí)間推移從A點(diǎn)下降到B點(diǎn),其原因是________________________________________________________________________,
之后又從B點(diǎn)略有上升達(dá)到C點(diǎn),其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
綜合上述分析,植物細(xì)胞吸收水分和吸收可溶性農(nóng)藥是否為同一過(guò)程,并解釋。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 (1)噴灑農(nóng)藥一般是噴灑在葉片上,用清水沖洗時(shí)可以去除細(xì)胞表面的農(nóng)藥,但是如果浸泡時(shí)間長(zhǎng)了,溶解在水中的農(nóng)藥反而可以進(jìn)入細(xì)胞,使蔬菜的農(nóng)藥殘留量比浸泡時(shí)間短的還多。(2)AB段細(xì)胞液濃度降低,是因?yàn)榧?xì)胞吸水速率大于吸收農(nóng)藥的速率;BC段是細(xì)胞吸收水分的速率進(jìn)一步下降,低于吸收農(nóng)藥的速率,導(dǎo)致細(xì)胞液濃度增加。若植物細(xì)胞吸收水分和吸收可溶性農(nóng)藥是同一過(guò)程,則B點(diǎn)時(shí)因細(xì)胞壁的限制細(xì)胞吸水的速率逐漸降低到與吸收農(nóng)藥的速率相等,B點(diǎn)后曲線應(yīng)趨于平衡,不會(huì)上升?!?
答案 (1)青菜的殘留農(nóng)藥經(jīng)純水沖洗可以去掉一部分 農(nóng)藥分子溶于水后又被植物細(xì)胞吸收
(2)在AB段,細(xì)胞對(duì)水分子的吸收速率大于對(duì)農(nóng)藥分子的吸收速率 在BC段,細(xì)胞對(duì)農(nóng)藥分子的吸收速率大于對(duì)水分子的吸收速率 不是。若兩者是同一過(guò)程,則細(xì)胞液濃度在B點(diǎn)之后應(yīng)該是趨于平衡,不會(huì)上升(其他答案合理即可)
10.引起50%左右細(xì)胞發(fā)生初始質(zhì)壁分離的濃度,我們稱之為細(xì)胞液的等滲濃度。為了測(cè)定洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液的等滲濃度,有人把剪成小塊的洋蔥表皮細(xì)胞分別(等量)依次放入下面各組溶液中,并記錄結(jié)果如下表:
培 養(yǎng) 皿
1
2
3
4
5
6
7
蔗糖溶液/(molL-1)
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
發(fā)生初始質(zhì)壁分離細(xì)胞占觀察細(xì)胞數(shù)目的百分比
無(wú)
無(wú)
15%
40%
80%
99%
100%
(1)該洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液的等滲濃度為_(kāi)_______。
(2)如果再給你4組實(shí)驗(yàn)材料,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)可以更精確地測(cè)定出細(xì)胞液的等滲濃度的方法。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 這類試題并不以實(shí)驗(yàn)?zāi)芰橹苯拥目疾槟康?,而是以?shí)驗(yàn)作為問(wèn)題情境,將實(shí)驗(yàn)的思想方法滲透于試題之中。根據(jù)題設(shè)條件可知洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液的等滲濃度在0.5~0.6 mol/L之間。如何設(shè)計(jì)一個(gè)更精確的測(cè)定方法,從題中設(shè)計(jì)思路推知,可通過(guò)縮小各組蔗糖溶液的濃度梯度,來(lái)加以測(cè)定。
答案 (1)0.5~0.6 mol/L之間
(2)可分別配制濃度為0.52 mol/L、0.54 mol/L、0.56 mol/L、0.58 mol/L的4組蔗糖溶液進(jìn)行類似的實(shí)驗(yàn)
B級(jí) 智能提升
11.(xx安徽馬鞍山二模,1)下列有關(guān)物質(zhì)進(jìn)入人體細(xì)胞方式的敘述,錯(cuò)誤的是( )。
A.K+的跨膜運(yùn)輸方式是主動(dòng)運(yùn)輸
B.主動(dòng)運(yùn)輸、胞吞和胞吐均需要消耗能量
C.肌細(xì)胞的細(xì)胞膜上有協(xié)助葡萄糖跨膜運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白
D.在胰島素合成與分泌的過(guò)程中,生物膜發(fā)生了結(jié)構(gòu)與功能上的聯(lián)系
解析 K+的跨膜運(yùn)輸不僅有主動(dòng)運(yùn)輸,也存在從高濃度向低濃度通過(guò)K+通道的協(xié)助擴(kuò)散,A錯(cuò)誤。
答案 A
12.(xx海南瓊海一模,19)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中做“觀察洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實(shí)驗(yàn)時(shí),在老師的幫助下,進(jìn)行了一系列的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象如下表:
實(shí)驗(yàn)組
5 min的現(xiàn)象
再過(guò)5 min
滴加清水5 min
①
物質(zhì)量濃度為0.3/(molL-1) 蔗糖溶液
x
無(wú)變化
質(zhì)壁分離復(fù)原
②
物質(zhì)量濃度為0.5/(molL-1) 蔗糖溶液
質(zhì)壁分離
y
無(wú)變化
③
物質(zhì)量濃度為1/(molL-1) KNO3溶液
質(zhì)壁分離
質(zhì)壁分離復(fù)原
z
④
物質(zhì)量濃度為1/(molL-1) 醋酸溶液
細(xì)胞大小無(wú)變化
細(xì)胞大小無(wú)變化
細(xì)胞大小無(wú)變化
對(duì)上表的推斷或解釋不正確的是( )。
A.x為質(zhì)壁分離,因?yàn)榧?xì)胞壁伸縮性小于原生質(zhì)層
B.y為質(zhì)壁分離,可能導(dǎo)致細(xì)胞失水過(guò)多而死
C.z為細(xì)胞稍增大,細(xì)胞液顏色逐漸變淺
D.④組細(xì)胞大小無(wú)變化是因?yàn)榧?xì)胞吸水量等于失水量
解析 由于細(xì)胞壁伸縮性小于原生質(zhì)層,植物細(xì)胞在高濃度蔗糖溶液中發(fā)生質(zhì)壁分離,但如果蔗糖溶液濃度過(guò)高(如0.5 g/ mL)可能導(dǎo)致植物細(xì)胞失水過(guò)多死亡,A、B正確;在1 mol/L KNO3溶液中,細(xì)胞先發(fā)生質(zhì)壁分離,后來(lái)細(xì)胞吸收K+和NO使細(xì)胞液濃度升高而發(fā)生自動(dòng)復(fù)原,再滴加清水,細(xì)胞會(huì)吸水,體積稍增大,C正確;在1 mol/L醋酸溶液中,植物細(xì)胞大小無(wú)變化,是因?yàn)榧?xì)胞已被殺死,原生質(zhì)層失去選擇透過(guò)性,D錯(cuò)誤。
答案 D
13.如圖甲、乙所示是滲透作用裝置,其中半透膜為膀胱膜(蔗糖分子不能通過(guò),水分子可以自由通過(guò))。圖中溶液A、B、a、b均為蔗糖溶液,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前其濃度分別用MA、MB、Ma、Mb表示。一段時(shí)間達(dá)到平衡后,甲、乙裝置中漏斗的液面上升高度分別為h1、h2,a、b的濃度分別為M1、M2,則下列判斷錯(cuò)誤的是( )。
A.若h1>h2,MA=MB,則Ma>Mb
B.若h1>h2,MA=MB,則MaMA>MB,則h1M2
D.一段時(shí)間后,A―→a與a―→A、B―→b與b―→B的水分子擴(kuò)散速率均相等
解析 若h1>h2,MA=MB,說(shuō)明a從A中吸收的水分子比b從B中吸收的多,即a與A的濃度差比b與B的大,因此Ma>Mb;若Ma=Mb>MA>MB,說(shuō)明a與A的濃度差比b與B的濃度差小,a比b吸收的水分子少,則h1M2;一段時(shí)間后裝置中的液面不再變化,說(shuō)明半透膜兩側(cè)的水分子運(yùn)動(dòng)處于平衡狀態(tài)。
答案 B
14.下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹鲋?,不正確的是( )。
A.同一物質(zhì)進(jìn)入不同細(xì)胞的方式可以相同,如葡萄糖進(jìn)入肝臟細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞
B.不同物質(zhì)進(jìn)入相同細(xì)胞的方式可能相同,如氨基酸和核苷酸進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞
C.同一物質(zhì)進(jìn)入相同細(xì)胞的方式可能不同,如水分子進(jìn)入某些具有水通道蛋白的細(xì)胞
D.不同物質(zhì)進(jìn)入不同細(xì)胞的方式可能相同,如乙醇進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞和Na+進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞
解析 葡萄糖可以通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入肝臟細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞;氨基酸和核苷酸都可以通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入小腸上皮細(xì)胞:水分子既可以自由擴(kuò)散的方式從細(xì)胞膜磷脂雙分子層的間隙通過(guò),又可以協(xié)助擴(kuò)散的方式從水通道中通過(guò);乙醇進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞的方式是自由擴(kuò)散,Na+進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞的方式是主動(dòng)運(yùn)輸。
答案 D
15.(xx濰坊模擬)圖甲是物質(zhì)A通過(guò)細(xì)胞膜的示意圖。請(qǐng)回答以下問(wèn)題。
(1)物質(zhì)A跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞莀_______,判斷理由是________。其運(yùn)輸方式也可用圖乙中的曲線________表示。如果物質(zhì)A釋放到細(xì)胞外,則轉(zhuǎn)運(yùn)方向是________(填“Ⅰ―→Ⅱ”或“Ⅱ―→Ⅰ”)。
(2)圖甲中細(xì)胞膜是在________(填“光學(xué)顯微鏡”或“電子顯微鏡”)下放大的結(jié)果。該膜的模型被稱為_(kāi)_______,科學(xué)家用該模型很好地解釋了生物膜的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。
(3)圖中物質(zhì)B指的是________,該物質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物是________。
(4)圖乙中曲線①反映出物質(zhì)運(yùn)輸速率與________有關(guān),曲線②Q點(diǎn)之前影響物質(zhì)運(yùn)輸速率的因素可能有________。
解析 本題考查生物膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?,意在考查考生的理解能力和分析?wèn)題的能力。物質(zhì)A從低濃度向高濃度運(yùn)輸,應(yīng)屬于主動(dòng)運(yùn)輸,其中B物質(zhì)為載體蛋白,蛋白質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物是氨基酸。圖乙中,曲線②反映出物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞可以逆濃度梯度進(jìn)行,說(shuō)明物質(zhì)運(yùn)輸方式與A相同。圖甲中細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)圖是亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖,該圖是在電子顯微鏡下觀察得到的。圖乙中曲線①反映的是自由擴(kuò)散,而影響自由擴(kuò)散的因素主要是膜兩側(cè)的濃度差;曲線②反映的是主動(dòng)運(yùn)輸,而影響主動(dòng)運(yùn)輸?shù)闹饕蛩赜心芰亢洼d體數(shù)量。
答案 (1)主動(dòng)運(yùn)輸 物質(zhì)運(yùn)輸逆濃度梯度進(jìn)行?、凇、颞D→Ⅰ (2)電子顯微鏡 流動(dòng)鑲嵌模型 (3)載體蛋白 氨基酸 (4)膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度差 載體數(shù)量和能量
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