浙科版（2023）生物必修一 第三章第三節(jié) 物質(zhì)通過多種方式出入細(xì)胞學(xué)案（含解析）

第第頁浙科版（2023）生物必修一第三章第三節(jié)物質(zhì)通過多種方式出入細(xì)胞學(xué)案（含解析）第三節(jié)物質(zhì)通過多種方式出入細(xì)胞

1.舉例說明有些物質(zhì)順濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞,不需要額外提供能量;有些物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞,需要能量和載體蛋白。

2.舉例說明大分子物質(zhì)可以通過胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞。

1.比較擴(kuò)散與滲透的差異,歸納總結(jié)滲透發(fā)生的條件,培養(yǎng)科學(xué)思維能力。

2.通過質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)科學(xué)探究與科學(xué)思維能力。

3.運(yùn)用歸納與概括的方法比較被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)與胞吞、胞吐等運(yùn)輸方式的差異,并能夠嘗試解釋生產(chǎn)生活中的生物學(xué)問題,培養(yǎng)科學(xué)思維和社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

一、被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)不需要消耗能量

1.擴(kuò)散和滲透

項(xiàng)目概念過程與結(jié)果

擴(kuò)散分子或離子從高濃度處向低濃度處運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象使得該分子或離子分布均勻,直到平衡

滲透水分子通過半透膜的擴(kuò)散水分子是從其分子數(shù)相對(duì)較多的一側(cè)進(jìn)入水分子數(shù)相對(duì)較少的一側(cè)(即水分子是從溶液中溶質(zhì)的濃度低的一側(cè)進(jìn)入濃度高的一側(cè))

2.動(dòng)植物細(xì)胞的吸水和失水

(1)動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水(以哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞為例)。

項(xiàng)目吸水水分子進(jìn)出平衡失水

條件外界溶液濃度小于細(xì)胞內(nèi)液濃度外界溶液濃度等于細(xì)胞內(nèi)液濃度外界溶液濃度大于細(xì)胞內(nèi)液濃度

現(xiàn)象細(xì)胞吸水漲大甚至破裂細(xì)胞無變化細(xì)胞皺縮

(2)植物細(xì)胞的吸水和失水(以成熟植物細(xì)胞為例)。

項(xiàng)目吸水水分子進(jìn)出平衡失水

條件外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度外界溶液濃度等于細(xì)胞液濃度外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度

現(xiàn)象細(xì)胞膨脹細(xì)胞無變化細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離

3.被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

(1)含義:物質(zhì)由濃度較高的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)至濃度較低的一側(cè)。這種轉(zhuǎn)運(yùn)不需要消耗能量。

(2)類型:擴(kuò)散和易化擴(kuò)散。

(3)易化擴(kuò)散(如圖)。

①運(yùn)輸方向:A(高濃度)→B(低濃度)。

②能量需求:不耗能。

③需要C(載體蛋白)協(xié)助。

擴(kuò)散與易化擴(kuò)散的相同點(diǎn)是什么(答出兩點(diǎn))主要不同點(diǎn)是什么(答出一點(diǎn))

提示:

項(xiàng)目擴(kuò)散易化擴(kuò)散

不同點(diǎn)是否需要載體蛋白不需要需要

運(yùn)輸速率較慢較快

相同點(diǎn)均由高濃度向低濃度運(yùn)輸;均不耗能

二、觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象

1.實(shí)驗(yàn)原理

(1)植物細(xì)胞浸泡在不同濃度的溶液中,由于細(xì)胞液與外界溶液中溶質(zhì)的濃度的差異,植物細(xì)胞可能因吸水、失水引起細(xì)胞形態(tài)的變化。

(2)細(xì)胞質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象可以通過顯微鏡觀察到。

2.方法步驟

(1)制作洋蔥表皮的臨時(shí)裝片。

載玻片上都滴一滴清水→紫色洋蔥外表皮(約0.5cm2)放在載玻片水滴中,展平→蓋上蓋玻片。

(2)觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象及質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。

①觀察初始狀態(tài):先用低倍鏡觀察→再用高倍鏡觀察(可能觀察到細(xì)胞膜及其以內(nèi)部分緊緊地貼著細(xì)胞壁)。

②觀察質(zhì)壁分離:在蓋玻片的一側(cè)滴入質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液,重復(fù)幾次后,在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸引,用高倍鏡觀察。

③觀察質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象:從蓋玻片的一側(cè)滴入清水,在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸引,重復(fù)幾次后,用高倍鏡觀察。

1.發(fā)生滲透作用時(shí)需具備什么條件

提示:①半透膜;②半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。

2.人體成熟紅細(xì)胞會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象嗎為什么

提示:不會(huì)。該細(xì)胞無細(xì)胞壁。

三、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)需要載體蛋白,并且消耗能量

1.圖示

2.圖示分析

(1)運(yùn)輸方向:低濃度→高濃度。

(2)需要A載體蛋白協(xié)助。

(3)能量需求:需要消耗B,B代表ATP。

如何區(qū)分易化擴(kuò)散和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

提示:二者均需要載體蛋白,但前者不耗能,物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方向是由高濃度到低濃度,后者正好相反。

四、有些物質(zhì)通過胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞

1.運(yùn)輸特點(diǎn)

運(yùn)輸物質(zhì)需要被細(xì)胞膜包裹。

2.運(yùn)輸物質(zhì)類型

主要是某些生物大分子,如蛋白質(zhì)、多糖等。

3.能量需求

需要消耗能量。

4.運(yùn)輸物質(zhì)的性質(zhì)

可以是固體,也可以是液體。

1.胞吞和胞吐現(xiàn)象依賴于細(xì)胞膜的什么特性

提示:流動(dòng)性。

2.抗體被分泌到細(xì)胞外的運(yùn)輸方式是什么

提示:胞吐。

[自主學(xué)習(xí)檢測]——教材基礎(chǔ)熟記于心

1.當(dāng)紅細(xì)胞失水皺縮時(shí),水分子只從細(xì)胞溶膠滲透到細(xì)胞外。(×)

提示:當(dāng)紅細(xì)胞失水皺縮時(shí),水分子由細(xì)胞溶膠滲透到細(xì)胞外的量大于從細(xì)胞外滲透到細(xì)胞溶膠的量。

2.胞吞、胞吐都需要消耗能量,也需要載體。(×)

提示:胞吞、胞吐不需要載體,但需要消耗細(xì)胞代謝產(chǎn)生的能量。

3.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是細(xì)胞最重要的吸收或排出物質(zhì)的方式。(√)

4.質(zhì)壁分離發(fā)生的條件之一是細(xì)胞液的濃度大于外界溶液濃度。(×)

提示:質(zhì)壁分離發(fā)生的條件之一是細(xì)胞液的濃度小于外界溶液濃度。

5.紅細(xì)胞、洋蔥表皮細(xì)胞、變形蟲細(xì)胞放在清水中,只有洋蔥表皮細(xì)胞因存在細(xì)胞壁不會(huì)出現(xiàn)破裂現(xiàn)象。(×)

提示:變形蟲有排出體內(nèi)多余水分的機(jī)制,放在清水中也不會(huì)出現(xiàn)破裂現(xiàn)象。

6.胞吞作用發(fā)生時(shí),包裹物質(zhì)的細(xì)胞膜會(huì)與整個(gè)細(xì)胞膜脫離。(√)

7.擴(kuò)散不需要載體和能量,而易化擴(kuò)散需要載體和能量。(×)

提示:易化擴(kuò)散需要載體,但不需要能量。

8.載體蛋白與被轉(zhuǎn)運(yùn)的分子或離子結(jié)合后改變形狀,這種改變不能恢復(fù)。(×)

提示:載體蛋白與被轉(zhuǎn)運(yùn)的分子或離子結(jié)合后改變形狀,這種改變是可以恢復(fù)的。

任務(wù)一比較動(dòng)植物細(xì)胞滲透作用的發(fā)生

[任務(wù)突破1]

滲透裝置與滲透作用的發(fā)生

(1)發(fā)生條件。

(2)滲透裝置。

①滲透裝置的構(gòu)成:半透膜及膜兩側(cè)存在濃度差。

②成熟植物細(xì)胞相當(dāng)于一個(gè)滲透系統(tǒng):成熟的植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜和兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)可看作一層半透膜,細(xì)胞液和外界溶液往往具有一定的濃度差,因此成熟的植物細(xì)胞可看作是一個(gè)滲透系統(tǒng)。

(3)現(xiàn)象分析。

①漏斗內(nèi)液面上升的原因:單位時(shí)間內(nèi)由清水進(jìn)入蔗糖溶液中的水分子數(shù)多于由蔗糖溶液進(jìn)入清水中的水分子數(shù)。

②漏斗內(nèi)液面停止上升的原因:隨著液面的不斷上升,漏斗內(nèi)液體的壓強(qiáng)越來越大,從而使水分子從漏斗內(nèi)移向燒杯的速度加快,水分子進(jìn)出漏斗的速率越來越接近,直至完全相等,漏斗內(nèi)液面不再升高,此時(shí)水分子的進(jìn)出達(dá)到相對(duì)平衡。

[遷移應(yīng)用]

[典例1-1](2022·舟山高一學(xué)考質(zhì)量檢測)如圖為U型滲透裝置,S1和S2是兩種不同的溶質(zhì),起始時(shí)兩側(cè)液面高度相同,只有水和S1能透過半透膜,經(jīng)過一段時(shí)間達(dá)到滲透平衡,下列說法錯(cuò)誤的是(A)

A.若開始時(shí)S1的物質(zhì)的量濃度大于S2的,平衡時(shí)右側(cè)高于左側(cè)

B.若開始時(shí)S1的物質(zhì)的量濃度小于S2的,平衡時(shí)右側(cè)低于左側(cè)

C.不論開始時(shí)S1和S2哪側(cè)物質(zhì)的量濃度高,平衡時(shí)都是右側(cè)低于左側(cè)

D.達(dá)到滲透平衡時(shí)水分子依舊移動(dòng),且左側(cè)的物質(zhì)的量濃度大于右側(cè)

解析:若開始時(shí)S1的物質(zhì)的量濃度大于S2的,S1會(huì)從右側(cè)透過半透膜進(jìn)入左側(cè),最終右側(cè)物質(zhì)的量濃度小于左側(cè),平衡時(shí)右側(cè)低于左側(cè);因?yàn)镾1會(huì)從右側(cè)透過半透膜進(jìn)入左側(cè),所以不論開始時(shí)S1和S2哪側(cè)物質(zhì)的量濃度高,平衡時(shí)都是右側(cè)低于左側(cè);達(dá)到滲透平衡時(shí)水分子依舊移動(dòng),且左側(cè)的物質(zhì)的量濃度大于右側(cè)。

[任務(wù)突破2]

比較動(dòng)植物細(xì)胞滲透作用的共性與差異

(1)共性。

①細(xì)胞內(nèi)液的濃度與外界溶液濃度存在差異,動(dòng)植物細(xì)胞均會(huì)出現(xiàn)滲透現(xiàn)象,若外界溶液濃度高,則滲透失水,若細(xì)胞內(nèi)液濃度高,則滲透吸水。

②達(dá)到平衡后,動(dòng)植物細(xì)胞仍有水分子的進(jìn)出,此時(shí)不存在滲透,進(jìn)出的水分子源于水分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。

(2)差異。

①失水后的表現(xiàn)不同:動(dòng)物細(xì)胞不具有細(xì)胞壁,因此動(dòng)物細(xì)胞失水后表現(xiàn)為皺縮,而植物細(xì)胞則一般表現(xiàn)為質(zhì)壁分離。

②吸水后的表現(xiàn)不同:動(dòng)物細(xì)胞在低滲環(huán)境中,會(huì)吸水膨脹甚至破裂;植物細(xì)胞因細(xì)胞壁的保護(hù),無論在何種低滲環(huán)境下,均只會(huì)吸水膨脹,不會(huì)破裂。

[遷移應(yīng)用]

[典例1-2]將家兔紅細(xì)胞置于不同濃度的溶液中,水分子的跨膜運(yùn)輸示意圖如圖(箭頭方向表示水分子的進(jìn)出,箭頭粗細(xì)表示水分子出入的多少)。下列敘述正確的是(B)

A.一段時(shí)間后,甲細(xì)胞會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離

B.能發(fā)生滲透作用的是甲細(xì)胞和丙細(xì)胞

C.光學(xué)顯微鏡下可觀察到乙細(xì)胞有水分子的進(jìn)出

D.若將甲、乙和丙細(xì)胞同時(shí)分別置于蒸餾水中,甲細(xì)胞先破裂

解析:家兔紅細(xì)胞屬于動(dòng)物細(xì)胞,沒有細(xì)胞壁,不能發(fā)生質(zhì)壁分離;滲透作用的條件是半透膜和半透膜兩側(cè)存在濃度差,則甲細(xì)胞和丙細(xì)胞與外界溶液存在濃度差,能發(fā)生滲透作用;光學(xué)顯微鏡無法觀察到水分子運(yùn)輸;將甲、乙和丙細(xì)胞同時(shí)分別置于蒸餾水中,由于丙細(xì)胞在開始時(shí)就吸水膨脹,則在蒸餾水中先破裂。

任務(wù)二觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁

分離及質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象

[任務(wù)突破1]

質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象相關(guān)問題分析

(1)紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞具有紫色的大液泡,便于觀察;根尖分生區(qū)的細(xì)胞無大液泡,通常不能作為該實(shí)驗(yàn)的材料;紫色洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞雖有大液泡,但液泡內(nèi)不含色素,不易觀察,通常也不宜作為該實(shí)驗(yàn)的材料。

(2)活動(dòng)中觀察到洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離,但沒有觀察到質(zhì)壁分離復(fù)原,可能的原因:①外界溶液濃度過高,細(xì)胞過度失水而死亡;②質(zhì)壁分離時(shí)間過長,質(zhì)膜及其以內(nèi)部分脫水變性。

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:新鮮紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離結(jié)果如圖所示,③處充滿蔗糖溶液,顯示無色;①處為細(xì)胞質(zhì),呈無色;②處為細(xì)胞液,含有色素,呈紫色。

(4)質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)中的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

本實(shí)驗(yàn)存在兩組前后對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

(5)引發(fā)質(zhì)壁分離的兩種原因。

[遷移應(yīng)用]

[典例2-1](2022·杭州“六縣九?！甭?lián)盟期中)如圖為某高等植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的狀態(tài)示意圖。據(jù)圖判斷,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(A)

A.該細(xì)胞可能是洋蔥根尖分生區(qū)的細(xì)胞

B.據(jù)圖不能判斷這些細(xì)胞是否會(huì)繼續(xù)失水

C.圖中現(xiàn)象表明細(xì)胞壁的伸縮性沒有細(xì)胞膜的大

D.植物細(xì)胞處于高于細(xì)胞液濃度的溶液中可能會(huì)出現(xiàn)如圖現(xiàn)象

解析:如圖細(xì)胞有大液泡,而洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞沒有大液泡,所以圖示細(xì)胞不可能是洋蔥根尖分生區(qū)的細(xì)胞;圖中的細(xì)胞可能正在失水,也可能正在吸水或動(dòng)態(tài)平衡;高等植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離,說明細(xì)胞壁的伸縮性沒有細(xì)胞膜的大;當(dāng)外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞會(huì)失水,植物細(xì)胞會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離,故會(huì)發(fā)生題圖所示的現(xiàn)象。

[任務(wù)突破2]

植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用

(1)判斷成熟植物細(xì)胞的死活。

(2)測定細(xì)胞液濃度范圍。

(3)比較未知濃度溶液的濃度大小。

[遷移應(yīng)用]

[典例2-2](2022·寧波高一期末)將某植物花冠切成大小和形狀相同的細(xì)條,分為a、b、c、d、e和f組(每組的細(xì)條數(shù)相等),取上述6組細(xì)條分別置于不同濃度的蔗糖溶液中,浸泡相同時(shí)間后測量各組花冠細(xì)條的長度,結(jié)果如圖所示。假如蔗糖溶液與花冠細(xì)胞之間只有水分交換,下列敘述正確的是(D)

A.實(shí)驗(yàn)后a組液泡中的溶質(zhì)濃度比b組的高

B.浸泡導(dǎo)致各組細(xì)胞均出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象

C.a組細(xì)胞在蔗糖溶液中失水或吸水所消耗的ATP大于b組

D.使細(xì)條在浸泡前后長度不變的蔗糖溶液濃度介于0.4～0.5mol·L-1之間

解析:據(jù)圖可推知a組吸水多于b組,因此實(shí)驗(yàn)后a組細(xì)胞液中溶質(zhì)濃度低于b組;根據(jù)分析,實(shí)驗(yàn)前長度與實(shí)驗(yàn)后長度的比值小于1表明細(xì)胞吸水,說明a、b、c三組均吸收水分,沒有發(fā)生質(zhì)壁分離;細(xì)胞的吸水或失水都不需要消耗ATP;由c組細(xì)胞吸水、d組細(xì)胞失水可知,細(xì)條細(xì)胞液濃度介于0.4～0.5mol·L-1之間。

任務(wù)三比較物質(zhì)出入細(xì)胞的

方式及影響因素

[任務(wù)突破1]

“三步法”判斷物質(zhì)出入細(xì)胞的方式

[遷移應(yīng)用]

[典例3-1](2022·杭州高一期中)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞示意圖如下,甲、乙、丙、丁表示不同的運(yùn)輸方式,下列敘述正確的是(D)

A.對(duì)保證活細(xì)胞生命活動(dòng)正常進(jìn)行最重要的是乙

B.圖中表示被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的只有乙和丙,不消耗能量

C.丁可以表示植物細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子

D.甲、乙、丙、丁都能體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)

解析:主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)普遍存在于動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中,保證了活細(xì)胞能夠按照生命活動(dòng)的需要,選擇性地吸收營養(yǎng)物質(zhì),排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì),因此對(duì)保證活細(xì)胞生命活動(dòng)正常進(jìn)行最重要的是丁(主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn));物質(zhì)跨膜運(yùn)輸包括被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),擴(kuò)散和易化擴(kuò)散都屬于被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),都是不消耗能量、順濃度梯度運(yùn)輸?shù)囊环N方式,因此圖中表示被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的是甲(擴(kuò)散)、乙(易化擴(kuò)散)、丙(易化擴(kuò)散);圖中丁為通過主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)排出物質(zhì)的過程,因此不能表示植物細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子;細(xì)胞膜的選擇透過性與它的結(jié)構(gòu)及所含有的磷脂、蛋白質(zhì)等成分有關(guān),因此擴(kuò)散、易化擴(kuò)散、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)都能體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過性這一功能特點(diǎn),即甲、乙、丙、丁都能體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)。

[任務(wù)突破2]

模型構(gòu)建:影響物質(zhì)跨膜的因素

(1)物質(zhì)濃度(在一定濃度范圍內(nèi))。

(2)氧氣濃度(紅細(xì)胞的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)與O2無關(guān))。

[遷移應(yīng)用]

[典例3-2](2022·舟山高一質(zhì)量檢測)圖中曲線a、b表示物質(zhì)跨(穿)膜運(yùn)輸?shù)膬煞N方式,下列表述正確的是(B)

A.脂溶性小分子物質(zhì)不能通過方式a運(yùn)輸

B.人的紅細(xì)胞吸收葡萄糖是方式b

C.與方式a有關(guān)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白覆蓋于細(xì)胞膜表面

D.抑制細(xì)胞能量供應(yīng)對(duì)方式a和b的轉(zhuǎn)運(yùn)速率均有影響

解析:據(jù)圖可知,a表示擴(kuò)散,b表示易化擴(kuò)散或主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。脂溶性小分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式是擴(kuò)散,所以能通過方式a運(yùn)輸;方式b是易化擴(kuò)散或主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),人的紅細(xì)胞吸收葡萄糖是易化擴(kuò)散;方式a運(yùn)輸速率只與濃度有關(guān),與載體蛋白無關(guān);抑制細(xì)胞呼吸會(huì)影響能量的供應(yīng),因此可能會(huì)影響方式b,但不影響方式a。

基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練

1.物質(zhì)X通過細(xì)胞膜從濃度高的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到濃度低的一側(cè),需要載體蛋白參與但不消耗能量。這種轉(zhuǎn)運(yùn)方式屬于(B)

A.擴(kuò)散B.易化擴(kuò)散

C.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)D.滲透

解析:物質(zhì)X通過細(xì)胞膜從濃度高的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到濃度低的一側(cè),需要載體蛋白參與,但不消耗能量,這種轉(zhuǎn)運(yùn)方式屬于易化擴(kuò)散。

2.下列物質(zhì)中,出入細(xì)胞既不需要載體蛋白,也不消耗能量的是(D)

A.K+B.Na+

C.氨基酸D.O2

解析:K+、Na+的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式為主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)或易化擴(kuò)散,一定需要載體蛋白;氨基酸的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式一般為主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),需要載體蛋白,也需要消耗能量;O2的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式是擴(kuò)散,既不需要載體蛋白,也不消耗能量。

3.(2022·北斗聯(lián)盟高一期中)下圖是某種物質(zhì)(用“”表示)跨膜運(yùn)輸?shù)氖疽鈭D,這種物質(zhì)的運(yùn)輸方式是(C)

A.滲透B.胞吞

C.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)D.易化擴(kuò)散

解析:根據(jù)題意和圖示分析可知,圖示中的物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)方向是從低濃度到高濃度,需要載體,同時(shí)消耗能量,所以該運(yùn)輸方式是主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。

4.(2022·創(chuàng)新致遠(yuǎn)協(xié)作體適應(yīng)性考試)受體介導(dǎo)的胞吞是一種特殊類型的胞吞作用,主要用于細(xì)胞攝取特殊的生物大分子,其過程如下圖所示。下列敘述正確的是(B)

A.酒精通過該過程進(jìn)入肝細(xì)胞并被降解

B.該過程依賴于膜的流動(dòng)性

C.細(xì)胞攝取大分子需要借助載體蛋白

D.圖示可表示胰島素的分泌過程

解析:酒精以擴(kuò)散的方式進(jìn)入肝細(xì)胞并被降解;胞吞作用有細(xì)胞膜的凹陷,以細(xì)胞膜的流動(dòng)性為基礎(chǔ);由圖示可知,細(xì)胞攝取大分子不需要借助載體蛋白,大分子通過胞吞的方式進(jìn)入細(xì)胞;胰島素屬于蛋白質(zhì)類激素,分泌胰島素屬于胞吐。

5.(2022·Z20名校聯(lián)盟聯(lián)考)將黑藻葉肉細(xì)胞置于一定濃度的某溶液中,在顯微鏡下觀察到的現(xiàn)象如圖所示。下列關(guān)于細(xì)胞甲的敘述正確的是(D)

A.此時(shí)該細(xì)胞中沒有水分子的進(jìn)出

B.此時(shí)該細(xì)胞液泡的顏色較初始狀態(tài)深

C.此時(shí)該細(xì)胞的細(xì)胞液濃度等于某溶液濃度

D.若某溶液是甘油溶液,細(xì)胞甲的液泡體積可能將變大

解析:甲正處于原生質(zhì)層和細(xì)胞壁分離的狀態(tài),可能正處于失水、吸水或水分進(jìn)出平衡狀態(tài),無論處于何種狀態(tài)一定有水分子的進(jìn)出;黑藻液泡的細(xì)胞液是無色的;由A項(xiàng)分析可知,該細(xì)胞的細(xì)胞液濃度不一定等于某溶液濃度;若某溶液是甘油溶液,能擴(kuò)散進(jìn)入液泡,使細(xì)胞液濃度增大,細(xì)胞甲將吸水,液泡體積可能將變大。

6.哺乳動(dòng)物血漿滲透壓與0.9%NaCl溶液、5%葡萄糖溶液的滲透壓均相等,將兔紅細(xì)胞置于0.9%NaCl溶液中,形態(tài)基本不變。下列敘述正確的是(C)

A.兔紅細(xì)胞吸水或失水,不能體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過性

B.若將兔紅細(xì)胞置于5%NaCl溶液中,紅細(xì)胞可能發(fā)生質(zhì)壁分離

C.兔紅細(xì)胞置于0.9%NaCl溶液時(shí),滲透吸水等于滲透失水,故形態(tài)不發(fā)生變化

D.若將兔紅細(xì)胞置于7%葡萄糖溶液中一段時(shí)間后,紅細(xì)胞的形態(tài)基本不變

解析:動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞膜是一種選擇透過性膜,相當(dāng)于一層半透膜,兔紅細(xì)胞在不同濃度的外界溶液中會(huì)吸水或失水,體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過性;兔屬于動(dòng)物,動(dòng)物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁,不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離;由題意可知哺乳動(dòng)物血漿的滲透壓約等于0.9%NaCl溶液的滲透壓,兔紅細(xì)胞置于0.9%NaCl溶液時(shí),滲透吸水等于滲透失水,故形態(tài)不發(fā)生變化;由題意可知哺乳動(dòng)物血漿的滲透壓約等于5%葡萄糖溶液的滲透壓,若將兔紅細(xì)胞置于7%葡萄糖溶液中一段時(shí)間后,紅細(xì)胞會(huì)失水皺縮。

7.(2022·七彩陽光新高考研究聯(lián)盟高一期中)下表所示的是神經(jīng)細(xì)胞膜內(nèi)、外鈉離子和鉀離子的濃度情況。

離子細(xì)胞質(zhì)中的濃度/(mmol·L-1)細(xì)胞外液中的濃度/(mmol·L-1)比值

鈉離子151501∶10

鉀離子150530∶1

那么,鉀離子從神經(jīng)細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸方式是(C)

A.滲透作用B.易化擴(kuò)散

C.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)D.胞吐

解析:據(jù)表格可知,鉀離子細(xì)胞質(zhì)中的濃度與細(xì)胞外液中的濃度比值為30∶1,從神經(jīng)細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)是低濃度到高濃度,需要載體,需要能量,因此屬于主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。

8.(2022·浙江三校高二聯(lián)考)I-和氨基酸是合成甲狀腺激素的重要原料,研究人員發(fā)現(xiàn)甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞中I-和氨基酸濃度均比血液中高出幾十倍。如圖表示I-和氨基酸進(jìn)入甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞的模式圖,下列有關(guān)說法正確的是(C)

A.細(xì)胞通過主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)吸收I-,通過易化擴(kuò)散吸收氨基酸

B.圖示的運(yùn)輸方式能降低細(xì)胞膜兩側(cè)I-和氨基酸的濃度差

C.載體①和②的結(jié)構(gòu)不同,但發(fā)揮作用時(shí)都會(huì)消耗能量

D.I-和氨基酸是小分子物質(zhì),能通過無蛋白質(zhì)的磷脂雙分子層

解析:據(jù)圖可知,細(xì)胞吸收氨基酸和I-都是逆濃度梯度的運(yùn)輸,因此其運(yùn)輸方式都屬于主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn);主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)會(huì)增大膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度差;載體①和②運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)類型不同,因此結(jié)構(gòu)不同,但是都參與主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)會(huì)消耗能量;離子和小分子有機(jī)物不能通過無蛋白質(zhì)的脂雙層,需要依靠膜蛋白進(jìn)行運(yùn)輸。

9.(2022·紹興高一期末)若植物細(xì)胞浸泡在一定濃度的蔗糖溶液中一段時(shí)間后,顯微鏡下觀察到液泡體積增大,細(xì)胞逐漸膨脹,下列敘述正確的是(D)

A.實(shí)驗(yàn)開始時(shí),植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度等于外界溶液濃度

B.實(shí)驗(yàn)過程中,植物細(xì)胞的吸水能力逐漸變大

C.實(shí)驗(yàn)過程中,水分子通過主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞

D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度

解析:實(shí)驗(yàn)開始后,液泡體積增大,細(xì)胞吸水,因此實(shí)驗(yàn)開始時(shí),植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度;實(shí)驗(yàn)過程中,植物細(xì)胞的吸水能力逐漸減小;實(shí)驗(yàn)過程中,水分子通過被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞;實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度仍大于外界溶液濃度。

10.(2022·浙江9+1高中聯(lián)盟高一期中)將完全相同的兩類植物細(xì)胞分別放置在甲、乙溶液中,對(duì)細(xì)胞失水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后繪制出如下曲線。下列敘述正確的是(B)

A.選取植物根尖分生區(qū)的細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料較為適宜

B.圖中放入甲、乙溶液的細(xì)胞質(zhì)壁分離后再放入清水中有可能都復(fù)原

C.乙溶液溶質(zhì)分子進(jìn)出細(xì)胞的方式不可能是易化擴(kuò)散

D.在0～4min內(nèi),兩條曲線的差異不可能是細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)濃度差

導(dǎo)致的

解析:質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)中,通常要選擇活的成熟的植物細(xì)胞,即含有大液泡的植物細(xì)胞,根尖分生區(qū)細(xì)胞中無大液泡,通常不宜用來作為觀察質(zhì)壁分離的實(shí)驗(yàn)材料;若處于甲、乙溶液發(fā)生質(zhì)壁分離后的細(xì)胞是活細(xì)胞,則放到清水中后,有可能復(fù)原;乙溶液中細(xì)胞失水量先增加后減少,說明細(xì)胞先發(fā)生質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原,乙溶液溶質(zhì)分子有可能通過易化擴(kuò)散方式進(jìn)入細(xì)胞;在0～4min內(nèi),兩種曲線的失水程度不同,有可能是濃度差不同引起的。

11.(2022·寧波高一期末)如圖是物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的示意圖,其中①～④表示4種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式(ATPase是ATP酶)。據(jù)圖分析回答下列問題。

(1)圖中物質(zhì)出入細(xì)胞的方式中,方式①為,方式②為。

(2)物質(zhì)以③的方式進(jìn)入細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)速率主要取決于和。

(3)物質(zhì)以④的方式進(jìn)入細(xì)胞穿過了層生物膜,該過程體現(xiàn)了生物膜具有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

(4)細(xì)胞膜的基本骨架是。細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)雜程度主要取決于膜上(填成分)的種類與數(shù)量。

解析:(1)圖中①的出入方式為從高濃度到低濃度,不需要載體,不需要能量,表示擴(kuò)散,圖中②的出入方式為從高濃度到低濃度,需要載體,不需要能量,表示易化擴(kuò)散。

(2)圖中③逆濃度梯度運(yùn)輸,需要能量和載體,表示主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),故物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)速率主要取決于載體數(shù)量和能量。

(3)據(jù)圖可知④表示胞吞,形成囊泡進(jìn)入細(xì)胞穿過了0層膜,該過程體現(xiàn)了生物膜具有流動(dòng)性的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

(4)細(xì)胞膜的基本骨架是磷脂雙分子層。細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)雜程度主要取決于膜上蛋白質(zhì)的種類與數(shù)量。

答案:(1)擴(kuò)散易化擴(kuò)散(2)載體數(shù)量能量(ATP)(3)0流動(dòng)性(4)磷脂雙分子層蛋白質(zhì)

12.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是由載體蛋白所介導(dǎo)的物質(zhì)逆著電化學(xué)梯度或濃度梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞和微生物細(xì)胞。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的能量來源分為3類(如圖1):ATP直接提供能量(ATP驅(qū)動(dòng)泵)、間接供能(協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)、光驅(qū)動(dòng)(光驅(qū)動(dòng)泵)。圖2為小腸上皮細(xì)胞吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的示意圖。

回答下列問題。

(1)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的特點(diǎn)有

(寫出3點(diǎn))。

(2)由圖1可知,ATP驅(qū)動(dòng)泵作為載體蛋白的同時(shí),具有催化的功能;光驅(qū)動(dòng)類型中,物質(zhì)的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)需要的能量來自。

(3)由圖2可知,小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖的能量直接來自的濃度梯度。葡萄糖運(yùn)出小腸上皮細(xì)胞的方式為(填“主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)”“易化擴(kuò)散”或“擴(kuò)散”)。

解析:(1)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的特點(diǎn)有從低濃度到高濃度;需要載體蛋白;需要能量。

(2)分析圖1可知,ATP驅(qū)動(dòng)泵作為載體蛋白的同時(shí),具有催化ATP水解的功能;光驅(qū)動(dòng)類型中,物質(zhì)的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)需要的能量來自光能。

(3)分析圖2可知,小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖的能量直接來自細(xì)胞膜內(nèi)外Na+的濃度梯度。葡萄糖運(yùn)出小腸上皮細(xì)胞通過GLUT2載體,并且由高濃度向低濃度運(yùn)輸,因此其方式為易化擴(kuò)散。

答案:(1)從低濃度到高濃度;需要載體蛋白;需要能量

(2)ATP水解光能

(3)Na+易化擴(kuò)散

綜合提升練

13.(2022·浙北G2聯(lián)盟高一聯(lián)考)將紫色洋蔥外表皮細(xì)胞置于一定濃度的蔗糖溶液中,實(shí)驗(yàn)開始后的4個(gè)時(shí)間點(diǎn)a、b、c、d測得細(xì)胞液相對(duì)濃度(P值)如圖所示,實(shí)驗(yàn)期間細(xì)胞均存活。下列敘述正確的是(D)

A.a～b時(shí)間內(nèi),液泡體積逐漸增大

B.c～d時(shí)間內(nèi),P值不再增大主要受細(xì)胞壁的限制

C.b～c時(shí)間內(nèi),光學(xué)顯微鏡下可看到水分子運(yùn)出細(xì)胞

D.c～d時(shí)間內(nèi),洋蔥表皮細(xì)胞可能并未發(fā)生質(zhì)壁分離

解析:a～b時(shí)間內(nèi),細(xì)胞液濃度增大,說明細(xì)胞失水,液泡體積逐漸減小;c～d時(shí)間內(nèi),P值不再增大,說明此時(shí)進(jìn)出細(xì)胞的水分子數(shù)一樣多,此過程中P值變化不受細(xì)胞壁的限制;b～c時(shí)間內(nèi),光學(xué)顯微鏡下不能看到水分子運(yùn)出細(xì)胞;c～d時(shí)間內(nèi),P值不再變化,說明此時(shí)進(jìn)出細(xì)胞的水分子數(shù)一樣多,該細(xì)胞雖表現(xiàn)為失水,但只有失水到一定程度才能表現(xiàn)出質(zhì)壁分離現(xiàn)象,如果失水較少,則可能沒有發(fā)生質(zhì)壁分離。

14.將等量的豬紅細(xì)胞分別放置在不同濃度的NaCl溶液中,紅細(xì)胞體積和初始體積之比的曲線圖如圖(P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濃度為紅細(xì)胞吸水漲破時(shí)的NaCl濃度)。下列敘述正確的是(A)

A.制備細(xì)胞