专题三 细胞的物质输入和输出
考点1 渗透作用的原理和应用
1.[2019浙江4月选考,9,2分]哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后制作临时装片,用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是( )
A.在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离 B.在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞 C.在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂 D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
解答本题的关键是理解渗透作用的概念、细胞吸水和失水的条件。题干信息“哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态”,可作为细胞在不同条件下吸水和失水的状态的判断依据。
考点2 实验:观察植物细胞的质壁分离和复原
2.[2018浙江4月选考,17,2分]在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中,依次观察到的结果示意图如图所示,其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是( )
A.甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象 B.甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大 C.乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度 D.细胞发生渗透作用至丙状态,一段时间后该细胞会破裂
高考中涉及质壁分离的考点主要有细胞吸水和失水的判断、质壁分离及其复原过程中原生质体体积的变化及物质出入细胞情况的分析等,例如本题。解题时抓住水分子整体上的移动方向,即“水向高处流”,由此分析作答。 3.[2017海南,9,2分]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
本题考查质壁分离实验及其拓展应用,落实科学探究这一核心素养的考查。解答本题需要明确质壁分离的原理,即细胞膜的半透性和细胞壁的全透性。 4.[2016天津理综,1,6分]在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中,显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述正确的是( )
甲 乙 丙
A.由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜 B.甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生 C.与甲相比,乙所示细胞的细胞液浓度较低
D.由乙转变为丙的过程中,没有水分子从胞内扩散到胞外
本题结合显微图像考查质壁分离实验。本题的易错点是D项,正确判断本项需要明确不管是质壁分离还是复原过程中,水分子都是双向扩散的。
考点3 物质出入细胞的方式及影响因素
5.[2019全国卷Ⅱ,3,6分]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
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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
2019年高考对此部分内容的考查以材料信息题形式呈现。本题以H-ATPase为素材,结合实验考查H跨膜运输的方式、方向、条件等,对考生的理解能力和获取题干信息能力提出了很高的要求,突显了科学思维与科学探究等生物学科核心素养。解题时可在草稿纸上画出细胞内外pH的大小以及H跨膜运输方向的简单示意图,将文字信息图示化,以利于快速解题。 6.[2017海南,6,2分]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
结合实验现象或结果考查影响物质跨膜运输的因素是高考常见的题型,主要考查考生的理解能力和分析能力,落实科学思维和科学探究等核心素养的考查。解答本题也可从“适宜的营养液”初步判断出根吸收a离子的方式,因为营养液中各种离子的浓度通常低于细胞液的浓度,否则会引起“烧苗”。 7.[2017江苏,22,3分][多选]如图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。 下列相关叙述错误的是( )
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A.蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输 B.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞
C.ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输 D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞
本题结合图像信息考查物质进出细胞的方式,意在考查考生的信息提取与分析能力。解答本题时需要明确植物细胞通过胞间连丝运输物质不需要消耗能量。另外细胞膜上运输物质的载体一般只能运输特定的物质,具有专一性。
考点1 渗透作用的原理和应用
考法1 渗透作用的原理和应用分析 命题角度1 渗透系统与渗透作用的分析
1 [2019江西临川一中模拟改编]如图为常见的两种渗透装置图(图中S1为0.3 mol/L的蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为
0.3 mol/L的葡萄糖溶液;已知葡萄糖能通过半透膜,但蔗糖不能通过半透膜),两装置半透膜面积相同,初始时半透膜两侧液面高度一致,装置甲一段时间后向S1中加入蔗糖酶。有关叙述错误的是
A.实验刚刚开始时,装置甲和装置乙中水分子从S2侧进入另一侧的速度一样 B.装置乙的现象是S3侧液面先上升后下降,最终S3和S2液面持平 C.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后下降
D.装置甲、乙达到渗透平衡时,水分子均不从S2侧进入另一侧
根据渗透作用的原理,实验刚刚开始时,由于装置甲和装置乙中半透膜两侧的溶液浓度差相同,两装置半透膜面积相同,所以水分子从S2侧进入另一侧的速度一样,A正确;由于葡萄糖能通过半透膜,所以装置乙的现象是S3侧液面先上升后下降,最终S3和S2液面持平,B正确;装置甲因渗透作用,水分子进入漏斗使漏斗中液面上升,加酶后,漏斗中溶液浓度增大,液面会继续上升,但是由于蔗糖被水解为葡萄糖和果糖,其中葡萄糖能通过半透膜,所以漏斗内溶液浓度减小,液面开始下降,C正确;在达到渗透平衡时,水分子的进出达到动态平衡,即两装置中水分子仍从S2侧进入另一侧,D错误。
D
突破攻略 渗透装置中溶液中水分子渗透方向与溶液浓度的判断
注:溶质不能通过半透膜。
1.[2019山东潍坊二模]细胞中的酶与代谢密切相关。某同学进行了如下操作:
在U形管底部中央放置了不允许二糖通过的半透膜(对单糖的通透性未知);将U形管左侧和右侧分别加入等量的物质的量浓度相等的蔗糖溶液和麦芽糖溶液;在U形管的两侧同时滴入等量的麦芽糖酶溶液;观察右侧液面的变化情况。下列叙述错误的是( ) A.液面的变化情况与半透膜的通透性密切相关 B.液面可能会一直升高至一定高度后停止 C.液面可能先下降后上升至一定高度后停止 D.该实验可用来验证酶的专一性
命题角度2 细胞吸水和失水情况分析
2 [植物细胞的吸水和失水分析][2017全国卷Ⅱ,4,6分]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.0~4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内 B.0~1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等 C.2~3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压
(全国版)2021高考生物一轮复习第二单元细胞代谢专题三细胞的物质输入和输出备考练(含解析)
