第4章细胞的物质输入和输出（原卷版）

第4章细胞的物质输入和输出【题型1渗透作用】【题型2植物细胞的质壁分离】【题型3物质的运输方式】【题型1渗透作用】【紧扣教材】水进出细胞的原理①渗透作用（1）概念：指水分子或其它溶剂分子通过半透膜的扩散。（2）条件：具有半透膜；半透膜两侧具有浓度差。②实验：（1）装置组成（如右图）：a半透膜：如玻璃纸（又叫赛璐玢），水分子可以透过它，而蔗糖分子则不能。b膜两侧的溶液：漏斗内注入的是蔗糖溶液，漏斗浸入的烧杯中装的是清水。（2）现象：漏斗管内的液面会升高。（3）解释：是烧杯中的溶剂—水分子通过半透膜向漏斗内扩散的结果。③定义：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。④渗透方向：水分子从水的相对含量高的一侧→相对含量低的一侧。【核心总结】1.2..(1)溶质分子不能通过半透膜(如蔗糖)①当S1溶液浓度>S₂溶液浓度时,单位时间内由S₂溶液到S1溶液的水分子数多于由S1溶液到S₂溶液的水分子数,外观上表现为S1溶液液面上升。当S1和S2之间渗透压之差等于A与B之间的高度差△h产生的静水压时,液面维持稳定。②当S1溶液浓度<S2溶液浓度时,单位时间内由S1溶液到S₂溶液的水分子数多于由S₂溶液到S1溶液的水分子数,外观上表现为S溶液液面下降。(2)溶质分子能通过半透膜(如K、NO3)①当S1溶液浓度>S₂溶液浓度时,S1溶液液面先上升,然后下降,最后两侧液面持平。②当S₁溶液浓度<S₂溶液浓度时，S₂溶液液面先上升,然后下降,最后两侧液面持平。【特别提醒】1.渗透系统适用于比较溶质不能透过半透膜的溶液的浓度大小。2.水分子的移动方向:双向移动,但最终结果是从单位体积内水分子数多(低浓度)的溶液流向单位体积内水分子数少(高浓度)的溶液。3.渗透平衡≠浓度相等。渗透平衡只意味着半透膜两侧溶剂(水)分子移动达到平衡状态，既不可看作没有溶剂(水)分子移动,也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。如上页图A、B中，在达到渗透平衡后,由于水柱△h存在静水压，因此S₁溶液浓度>S₂溶液浓度。【例1】在如图所示的装置中，A、B、C中均为一定浓度的蔗糖溶液，溶液之间均用半透膜隔开，一段时间后达到渗透平衡形成一定的高度差，如图所示，h1>h2，在达到平衡后，A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为（

）A．A＝B＝C B．A>B>C C．A>C>B D．无法确定【变式11】如图是一种类型的渗透作用装置，该装置所用的半透膜，蔗糖分子不能通过，但单糖分子和水分子可以通过。下列相关说法叙述正确的是（

）A．若A、B均为蔗糖溶液，开始时浓度大小关系为MA＞MB，达到平衡后MA＝MBB．若A为0.3g/mL葡萄糖溶液，B为0.3g/mL蔗糖溶液，达到平衡后，B侧液面高于A侧C．若A、B均为蔗糖溶液且存在浓度差，平衡后移走高出的液面，下一次平衡时，两侧液面相平D．若A为0.3g/mL葡萄糖溶液，B为0.3g/mL蔗糖溶液，向两侧同时加入等量蔗糖酶，达到平衡后，B侧液面高于A侧【变式12】如图是研究渗透作用的常用装置，实验前膀胱膜两侧的液面处于同一水平（零液面），达到平衡状态时膀胱膜两侧液面存在一定的高度差（∆ℎ）。下列相关叙述正确的是（）A．实验前膀胱膜两侧溶液的浓度差小于达到平衡状态后膀胱膜两侧溶液的浓度差B．达到平衡状态时，烧杯中的水分子不再通过膀胱膜进入漏斗中C．若达到平衡状态后从漏斗中吸走部分蔗糖溶液，则达到新的平衡状态时∆ℎ减小D．该装置中，水分子从溶液浓度高的一侧向溶液浓度低的一侧渗透【变式13】某兴趣小组用图甲研究渗透作用，a和b均为蔗糖溶液，c允许单糖通过。图乙为实验结果。下列说法正确的是（）A．烧杯中蔗糖溶液浓度大于漏斗中蔗糖溶液浓度B．若t2时刻烧杯中加入蔗糖酶，则Δh最终将变小C．t2时刻半透膜两侧蔗糖溶液浓度相同D．若t2时刻漏斗中加入蔗糖酶，则最终漏斗内的液面将低于烧杯【题型2植物细胞的质壁分离】【紧扣教材】探究植物细胞的吸水和失水①成熟的植物细胞相当于一个渗透系统。右图正在质壁分离的植物细胞结构图。质壁分离是指细胞壁和原生质层分离。原生质层包括:[①]细胞膜[②]细胞质[③]液泡膜。②原理（1）原生质层相当于一层半透膜（2）原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性（3）外界溶液与细胞液存在浓度差当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞失水，发生质壁分离；当外界溶液的浓度小于细胞液的浓度，细胞吸水，发生质壁分离复原。③实验流程④实验现象外界溶液中央液泡大小、颜色原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液液泡变小，颜色变深原生质与细胞壁分离基本不变清水恢复原来大小，颜色变浅原生质层恢复原来位置基本不变【核心总结】1.取材是什么？为什么？紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，有颜色、易观察2.用什么显微镜观察？光学、低倍镜观察3.滴的蔗糖溶液时，看到什么现象？液泡的体积与颜色有什么变化？原因是什么？质壁分离；液泡变小，颜色加深；细胞因为渗透作用失水。4.再滴清水时，看到什么现象？液泡的体积与颜色有什么变化？原因是什么？质壁分离复原；液泡变大，颜色变浅；细胞因为渗透作用吸水。5.若放入的蔗糖溶液时，会怎样？再放清水中如何？为什么？严重质壁分离；不会复原；过度失水死亡。6.此实验要求细胞始终处于什么状态？活细胞7.植物细胞的哪个结构可相当于半透膜？它由什么组成？原生质层；包括细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质浓度差是指哪两个溶液之间的浓度？外界溶液和细胞液8.植物细胞放于清水中什么现象？为什么与动物细胞不一样？略微膨胀，但不会涨破，因为有细胞壁的支持和保护。放于高浓度溶液中什么现象？质壁分离指谁与谁的分离？再放到清水中会怎样？质壁分离：原生质层与细胞壁；不会发生质壁分离复原9.哪些植物细胞能发生质壁分离？有中央大液泡的活的10.质壁分离时细胞壁与细胞膜之间是什么？外界溶液【特别提醒】本实验除了能证明成熟的植物细胞渗透吸水和失水外，还可证明：1.鉴定一个成熟的植物细胞是否具有生物活性。2.设计实验观察成熟植物细胞的细胞膜。3.通过实验测定成熟植物细胞的细胞液浓度。4.比较两种不同植物细胞细胞液浓度的高低。【例2】科研人员将某种植物叶片置于一定浓度的乙二醇溶液和蔗糖溶液中，培养相同时间后检测其原生质体（去掉细胞壁的植物细胞）体积的变化，结果如图所示。下列相关描述错误的是（）A．甲溶液是乙二醇溶液，乙溶液是蔗糖溶液B．用于培养植物叶片的甲溶液和乙溶液起始浓度可能相同C．2min后，乙溶液中原生质体体积不再变化，此时细胞液浓度等于外界溶液浓度D．C点时甲溶液中的细胞开始发生质壁分离复原，是因为溶质进入使得细胞液的浓度大于外界溶液浓度【变式21】下列关于“植物细胞的吸水和失水”实验的叙述正确的是（）A．步骤B观察到的液泡大小基本不变，此时原生质层没有水分子通过B．步骤D观察同一植株不同位置的细胞时，质壁分离的程度基本相同C．若步骤F未观察到复原现象可能是步骤C到E时间间隔太长细胞死亡D．实验过程中必需用高倍显微镜观察细胞中液泡的大小和原生质层的位置【变式22】将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于的蔗糖溶液中会发生质壁分离，然后再置于清水中会发生质壁分离的复原。在上述全过程中，下列说法错误的是（

）A．细胞液浓度先变大再变小，细胞吸水能力先变大再变小B．若采用更高浓度的蔗糖溶液进行实验，置于清水中可能不会发生复原现象C．发生质壁分离的过程中，细胞液浓度小于细胞质基质浓度小于蔗糖溶液浓度D．若将0.3g/mL的蔗糖溶液更换为0.3g/mL的葡萄糖溶液，则实验开始时质壁分离的速率更慢【变式23】制作无色洋葱鳞片叶表皮细胞的临时装片用于观察“植物细胞的吸水和失水”探究实验，用大分子食用色素胭脂红的高渗水溶液作为外界溶液进行引流处理后，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是（

）A．该实验的结构基础是细胞膜、液泡及细胞质形成的原生质层B．细胞发生质壁分离的过程中，细胞内的红色区域逐渐变小C．该实验还可以说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在差异D．洋葱根尖分生区细胞放在30%蔗糖溶液中也会发生质壁分离【题型3物质的运输方式】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到低浓度（顺浓度梯度）低浓度到高浓度（逆浓度梯度）胞外到胞内胞内到胞外是否需要转运蛋白不需要需要需要不需要是否消耗能量不需要不需要需要需要实例O2、CO2、甘油、乙醇、苯等大多数的水分子进出细胞、葡萄糖进入红细胞等葡萄糖、氨基酸进入小肠上皮细胞、大多数的离子进出细胞等变形虫摄食、吞噬细胞吞噬病菌①乳腺细胞分泌乳腺蛋白；②消化腺细胞分泌消化酶；③免疫细胞分泌抗体；④胰岛细胞分泌胰岛素等。【紧扣教材】转运蛋白的种类载体蛋白通道蛋白转运物质与自身结合部位相适应的分子或离子与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子是否与转运物质结合是否自身构象（空间结构）改变不改变实例葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞水分子通过水通道进出细胞K离子通过通道蛋白排出神经细胞Na离子通过通道蛋白进入神经细胞【核心总结】影响物质跨膜运输的因素1.物质浓度2.氧气浓度3.载体蛋白数量4.温度【例3】载体蛋白和通道蛋白都是协助物质跨膜运输的膜蛋白，其运输原理如图所示。下列相关说法错误的是（）A．甲、乙溶质分子的运输方式均属于被动运输B．载体蛋白和通道蛋白均与膜的选择透过性有关C．通道蛋白运输的物质只能是溶质分子D．在物质转运过程中，载体蛋白构象会发生改变【变式31】如图①—④表示物质出入细胞的不同方式，下列叙述正确的是（

）A．图④过程主要依靠膜的选择透过性，并且需要消耗能量B．温度对图③方式不会造成影响C．核苷酸和苯可以通过图①方式运输D．图②方式不需要细胞呼吸提供能量【变式32】下列关于载体蛋白的叙述，正确的是（

）A．载体蛋白属于通道蛋白的一种B．载体蛋白只参与主动运输过程C．运输同一物质的载体蛋白可能不同D．载体蛋白转运物质时自身构象不变【变式33】细胞中物质的输入和输出都必须经过细胞膜，不同的分子和离子通过细胞膜的方式和速率各有不同。下列说法正确的是（）A．水分子的跨膜运输既可以通过自由扩散，也可以进行协助扩散，但主要通过自由扩散进出细胞B．主动运输和易化扩散只能通过是否需要细胞提供能量来进行区分C．蛋白质通过胞吞胞吐进出细胞不需要膜上蛋白质分子的参与，只是利用了膜的流动性D．细胞膜上转运蛋白的种类、数量及其空间结构的变化是细胞膜具有选择透