【生物】2021届新高考生物一轮复习人教版细胞的物质输入和输出作业

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第 9 课 细胞的物质输入和输出 普查讲 9Ⅰ 物质出入细胞的方式 1．物质出入细胞方式的判断 a．根据分子大小与对载体、能量的需求进行判断 (1)(2021汇编，6分)下列关于物质出入细胞方式的叙述，正确的是( ) A．离子泵是一种具有 ATP水解酶活性的载体蛋白，离子通过离子泵的跨膜运输属于协 助扩散(2016全国Ⅰ) B．叶绿体吸收Mg2＋和释放 O2均不需要蛋白质参与 C．物质通过脂质双分子层的扩散速率与其脂溶性有关(2016海南单科) D．大分子物质要通过载体蛋白的转运才能进入细胞，并且要消耗能量 E．小分子物质不可能通过胞吐的方式运输到细胞外 答案：C 解析：离子泵是一种具有 ATP 水解酶活性的载体蛋白，通过消耗 ATP 进行离子的跨膜 运输，属于主动运输，故 A项错误。Mg2＋从细胞质基质进入叶绿体的方式是主动运输，需要 载体蛋白的参与，而叶绿体通过光合作用产生的 O2释放出去的方式是自由扩散，不需要载体 蛋白的参与，故 B项错误。脂溶性物质容易通过细胞膜，非脂溶性物质不容易通过细胞膜， 故 C项正确。大分子物质是通过胞吞的方式进入细胞的，该过程不需要载体蛋白的协助，但 是需要消耗能量，故 D项错误。某些小分子物质可通过胞吐的方式运输到细胞外，如乙酰胆 碱等神经递质的释放，故 E项错误。 b．根据实例直接进行判断 (2)(多选)(2021汇编，6分)下列关于物质出入细胞方式的叙述，正确的是( ) A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散(2018全国Ⅱ) B．生理功能不同的人体细胞，吸收葡萄糖的方式可能不同 C．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输(2018全国Ⅱ) D．神经细胞受到刺激时产生的 Na＋内流属于被动运输(2018全国Ⅱ) E．抗体、神经递质和胰岛素的分泌过程属于胞吐作用 F．乙醇通过细胞膜需要消耗 ATP G．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输(2018全国Ⅱ) H．mRNA从细胞核到细胞质的过程不属于胞吐 答案：BDEH 解析：巨噬细胞摄入病原体的过程依赖细胞膜的流动性，属于胞吞，故 A项错误。生理 功能不同的人体细胞，吸收葡萄糖的方式可能不同，如葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散， 而进入小肠上皮细胞的方式则是主动运输，故 B项正确。因为细胞膜的主要成分之一是脂质， 所以固醇类激素(属于脂质)进入靶细胞的过程属于自由扩散，故 C项错误。因神经细胞内的 K＋ 浓度高于细胞外，细胞外的 Na＋ 浓度高于细胞内，当神经细胞受到刺激时，Na＋ 通过离子 通道流入细胞内，是从高浓度向低浓度运输，属于被动运输，故 D项正确。抗体和胰岛素属 于分泌蛋白，是大分子物质，通过胞吐的方式出细胞，神经递质虽然是小分子物质，但也以 突触小泡的形式分泌到突触间隙，属于胞吐，故 E项正确。乙醇是小分子物质，通过细胞膜 的方式属于自由扩散，不需要消耗 ATP，故 F项错误。甘油是脂溶性物质，分子量相对较小， 进入皮肤细胞的过程属于自由扩散，故 G项错误。mRNA通过核孔从细胞核到细胞质中，不 是通过胞吐的方式，故 H项正确。 c．根据模式图进行判断 (3)(2019江苏南通模拟，2分)如图是小肠上皮细胞吸收铁离子的示意图，下列相关叙述 错误的是( ) A．蛋白 1运输亚铁血红素的动力是浓度差 B．蛋白 2能降低化学反应的活化能 C．蛋白 3运输 Fe2＋的方式属于主动运输 D．蛋白 4运输 Fe2＋需要消耗能量 答案：D 解析：据图分析，亚铁血红素通过蛋白 1进入细胞是从高浓度向低浓度运输，说明其运 输方式为协助扩散；Fe3＋在蛋白 2 的作用下变成了 Fe2＋，说明蛋白 2是酶，具有催化作用； Fe2＋通过蛋白 3逆浓度梯度进入细胞，说明其运输方式为主动运输；H＋ 通过蛋白 3顺浓度梯 度进入细胞，说明其运输方式为协助扩散；蛋白 4运输 Fe2＋是从高浓度向低浓度运输，为协 助扩散；蛋白 5能将 Fe2＋变成 Fe3＋，说明蛋白 5是酶，具有催化作用。根据以上分析可知， 蛋白 1运输亚铁血红素的方式是协助扩散，动力是浓度差，故 A项正确，不符合题意。蛋白 2是酶，具有催化作用，其作用机理是降低化学反应的活化能，故 B项正确，不符合题意。 Fe2＋通过蛋白 3逆浓度梯度进入细胞，说明其运输方式为主动运输，故 C项正确，不符合题 意。蛋白 4运输 Fe2＋是从高浓度向低浓度运输，为协助扩散，不需要消耗能量，故 D项错误， 符合题意。 2．影响物质出入细胞的因素 a．曲线分析 (4)(2021改编，6 分)如图是不同物质出入细胞方式中运输速率与影响因素间的关系曲线 图，下列叙述正确的是( ) A．与神经细胞受到刺激时 Na＋内流形成动作电位相符的曲线是③、⑤ B．曲线④中物质运输速率受到限制的原因是能量 C．若发现某物质的运输速率和曲线②、④、⑥相似，则该物质的运输方式为主动运输 D．与葡萄糖进入红细胞相符的曲线是②、④、⑤ E．与蛋白质进出细胞相符的曲线是②、③、⑥ F．能表示最大运输速率与载体蛋白无关的曲线是①、③、⑤ 答案：C 解析：分析曲线可知，曲线①表示影响因素为物质浓度，运输方式为自由扩散；曲线② 表示影响因素为物质浓度和载体蛋白，运输方式为协助扩散或主动运输；曲线③表示该物质 运输不消耗能量，运输方式为自由扩散或协助扩散；曲线④表示影响因素为能量和载体蛋白， 运输方式为主动运输或者胞吞胞吐；曲线⑤表示载体蛋白不影响该物质运输，运输方式为自 由扩散或胞吞胞吐；曲线⑥说明该物质运输需要载体，方式可能为主动运输或协助扩散。自 由扩散可以用①、③、⑤表示，协助扩散用②、③、⑥表示，主动运输用②、④、⑥表示。 Na＋内流形成动作电位属于协助扩散，符合的曲线是②、③、⑥，故 A项错误。曲线④中的 物质运输速率的限制因素应该是载体蛋白的种类和数量，故 B项错误。曲线②、④、⑥表示 的运输方式为主动运输，故该物质的运输方式可能为主动运输，故 C项正确。葡萄糖进入红 细胞的方式为协助扩散，符合的曲线有②、③、⑥，故 D项错误。蛋白质进出细胞的方式为 胞吞和胞吐，需要消耗能量，不需要载体蛋白，符合的曲线是④、⑤，故 E项错误。运输速 率与载体蛋白无关的运输方式是自由扩散、胞吞或胞吐，符合的曲线有①、⑤，故 F项错误。 b．相关实验设计 (5)(2018湖北联考，11分)已知肌细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输，红细胞吸收葡萄糖 的方式为协助扩散。某生物兴趣小组为验证肌细胞和红细胞吸收葡萄糖的方式进行了相关实 验，请完善该实验，并回答下列问题： ①实验目的：________________________________________________。 ②实验器材：5%的葡萄糖溶液、葡萄糖载体抑制剂、呼吸抑制剂、葡萄糖浓度测定仪、 洁净培养瓶若干、肌细胞和红细胞等。 ③实验步骤： 第一步：取 6个洁净的培养瓶，分别编号为肌 1、肌 2和肌 3，红 1、红 2和红 3。 第二步：向 6个培养瓶中分别添加等量的______________________，然后向肌 1 和红 1 培养瓶中分别添加适量且等量的_______________________，向肌 2和红 2培养瓶中分别添加 相应量的_______________________，向肌 3和红 3培养瓶中分别添加相应量的生理盐水。 第三步：向肌 1、肌 2和肌 3培养瓶中分别加入等量且适量的肌细胞，向红 1、红 2和红 3培养瓶中分别加入等量且适量的红细胞。 第四步：培养相同且适宜的时间后，用葡萄糖浓度测定仪检测各培养瓶中葡萄糖的浓度。 ④实验结果：肌 1、肌 2和肌 3培养瓶中葡萄糖的浓度依次为 5%、4.8%、2.3%，红 1、 红 2和红 3培养瓶中葡萄糖的浓度依次为___________、3.5%、___________。 a．肌 2和肌 3两组比较，可得出的结论是___________________________________。 b．根据肌1和红1，肌3和红3的结果可得出的结论是_______________________________ _________________________________。 答案：①验证肌细胞和红细胞吸收葡萄糖的方式(2分) ③5%的葡萄糖溶液(1分) 葡萄 糖载体抑制剂(1 分) 呼吸抑制剂(1 分) ④5%(1 分) 3.5%(1 分) a．肌细胞吸收葡萄糖时 消耗能量(2分) b．肌细胞和红细胞吸收葡萄糖都需要载体蛋白的协助(2分) 解析：①由题干信息可知，该实验的目的是验证肌细胞和红细胞吸收葡萄糖的方式。 ③本实验的自变量是抑制剂的种类，即葡萄糖载体抑制剂、呼吸抑制剂，其余无关变量 需保持相同且适宜。因此第二步为：向 6 个培养瓶中分别添加等量的 5%的葡萄糖溶液。根 据实验结果，肌 1培养瓶中葡萄糖的浓度依然是 5%，可推知肌 1 和红 1 培养瓶中添加的是 葡萄糖载体抑制剂，进而推知肌 2和红 2培养瓶中添加的是呼吸抑制剂；肌 3和红 3培养瓶 中添加生理盐水作为对照。 ④实验结果：肌 1和红 1培养瓶中添加的是葡萄糖载体抑制剂，由于主动运输和协助扩 散均需要载体蛋白的协助，所以红 1培养瓶中葡萄糖的浓度应为 5%；红细胞吸收葡萄糖的 方式为协助扩散，不需要呼吸作用为其提供能量，所以红 2(添加呼吸抑制剂)和红 3(添加生理 盐水)培养瓶中葡萄糖的浓度应相同，均为 3.5%。 a．肌 2培养瓶中添加的是呼吸抑制剂，肌 3培养瓶中添加的是生理盐水，结果肌 2培养 瓶中葡萄糖的浓度大于肌 3培养瓶中葡萄糖的浓度，说明肌 2培养瓶中的肌细胞吸收葡萄糖 较少，由此可得出的结论是肌细胞吸收葡萄糖时消耗能量。 b．肌 1和红 1培养瓶中添加的是葡萄糖载体抑制剂，结果两瓶中葡萄糖的浓度相同，均 为 5%；肌 3 和红 3 培养瓶中添加的是生理盐水，结果培养瓶中葡萄糖的浓度均显著减少， 由此可得出的结论是肌细胞和红细胞吸收葡萄糖都需要载体蛋白的协助。 随堂普查练 9Ⅰ 1．(2018海南单科，2分)小麦种子萌发过程中，α淀粉酶在糊粉层的细胞中合成，在胚 乳中分解淀粉。该酶从糊粉层细胞排到细胞外的方式是( ) A．顺浓度梯度经自由扩散排出 B．逆浓度梯度经协助扩散排出 C．通过离子通道排出 D．含该酶的囊泡与质膜融合排出 答案：D 解析：α淀粉酶的化学本质是蛋白质，该酶从糊粉层细胞排到细胞外的方式是通过高尔 基体形成的囊泡与质膜融合排出，即运输方式是胞吐，体现了质膜的流动性，故 D项正确。 2．(2019全国Ⅱ，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 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 答案：C 解析：由题干信息可知，蓝光通过保卫细胞质膜上的 H＋ －ATPase(是一种载体蛋白，且 可水解 ATP)发挥作用，将细胞内的 H＋ 逆浓度梯度由细胞内转运到细胞外，使溶液的 pH明 显降低，故 A、B项正确，不符合题意。加入 H＋ －ATPase 抑制剂后，再用蓝光照射，溶液 的 pH不变，说明蓝光不能为 H＋ 的逆浓度梯度跨膜转运直接提供能量，故 C项错误，符合题 意。经蓝光处理，H＋ 逆浓度梯度运出细胞，而加入 H＋ －ATPase 的抑制剂后，再经蓝光处理， 膜两侧的 H＋ 浓度未变，说明无能量供应时 H＋ 不能顺浓度梯度跨膜运输进入保卫细胞，故 D 项正确，不符合题意。 3．(2019海南单科，10分)在适宜条件下，测得的某植物根细胞对 a、b两种物质的吸收 速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示(a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不 同浓度 a、b两种物质的吸收速率)。回答下列问题。 (1) 根据实验结果发现 a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的含义是_________ ______________________________。 (2)实验结果表明：当外界溶液中 b的浓度达到一定数值时，再增加 b的浓度，根细胞对 b的吸收速率不再增加，可能的原因是___________________。 (3)王同学据图认为 b的跨膜运输方式是主动运输，李同学认为是协助扩散。请设计实验 确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论。 答案：(1)物质通过简单的扩散方式进出细胞(2 分) (2)载体数量饱和(2 分) (3)实验思 路：将长势相同的某植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下， 将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对 b物质 的吸收速率；实验结果及结论：若甲组根细胞对 b物质的吸收速率大于乙组，则说明 b物质 的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根细胞对 b物质的吸收速率大致相同，则说明 b 物质的跨膜运输方式为协助扩散(6分) 解析：(1)物质通过简单的扩散方式进出细胞，叫作自由扩散。 (2)当外界溶液中 b的浓度达到一定数值时，再增加 b的浓度，根细胞对 b的吸收速率不 再增加，可能的原因是载体数量有限。 (3)主动运输和协助扩散的主要区别为是否消耗能量，有氧呼吸产生的能量多，无氧呼吸 产生的能量少，故可将有无氧气作为自变量，将细胞对 b物质的吸收速率作为因变量设计实 验。实验思路：将两组生理状态和数量相同的植物根细胞分别培养在相同且适宜浓度的 b物 质溶液中，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，其余操作均相同，一段时间后测定 两组根细胞对 b物质的吸收速率。预期结果和结论：若甲组和乙组根细胞对 b物质的吸收速 率大致相同，则 b物质的跨膜运输方式为协助扩散，即王同学的判断不正确；若甲组根细胞 对 b物质的吸收速率大于乙组，则 b物质的跨膜运输方式为主动运输，即王同学的判断正确。 普查讲 9Ⅱ 通过模拟实验探究膜的透性 3．不同渗透装置中的液面变化 a．溶质不能通过半透膜的装置分析 (6)(经典题，6分) 如图 1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等， 漏斗内盛有等浓度的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗口均封以相同半透膜(只允许水 分子通过)，置于同一水槽的清水中。三个装置中半透膜的面积和所盛溶液的体积如表所示。 图 2中的曲线 1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则曲线 1、2、3与甲、乙、丙 三个装置的对应关系是( ) 三个装置的半透膜面积与蔗糖溶液体积 装置编号 甲 乙 丙 半透膜面积 S S/2 S 蔗糖溶液体积 T T 2T A．1－丙、2－甲、3－乙 B．1－乙、2－甲、3－丙 C．1－甲、2－乙、3－丙 D．1－丙、2－乙、3－甲 答案：A 解析：由于水分子可以透过半透膜，蔗糖分子不能透过，甲、乙两装置的蔗糖溶液体积 相同，但甲装置半透膜的面积是乙装置半透膜的 2倍，故相对乙装置而言，甲装置在单位时 间内，水分子由水槽透过半透膜进入漏斗内的数量较多，导致液面上升速度较快，但由于甲、 乙两装置漏斗内蔗糖溶液的体积及初始液面高度相同，最终漏斗颈内液面高度持平，则甲对 应曲线 2，乙对应曲线 3；甲、丙两装置半透膜面积相同，但丙装置漏斗内蔗糖溶液的体积是 甲装置的 2倍，故相对甲装置而言，丙装置在单位时间内，水分子由水槽透过半透膜进入漏 斗内的数量较多，导致液面上升速度较快，且因丙装置漏斗内蔗糖溶液的体积较大，最终漏 斗颈内液面高度比甲装置高，则丙对应曲线 1，故 A项正确。 b．溶质能透过半透膜的装置分析 (7)(经典题，6分) 如图为渗透作用实验装置，其中半透膜只允许水分子和单糖分子通过。 向 a侧加入质量分数为 5%的蔗糖溶液，向 b侧加入质量分数为 5%的葡萄糖溶液，初始状态 如图所示，则刚开始的短时间内和最终的液面高低分别为( ) A．a高于 b，a高于 b B．a高于 b，a低于 b C．a低于 b，a高于 b D．a低于 b，a低于 b 答案：C 解析：开始时两侧液面一样高，由于葡萄糖的相对分子质量小，因此质量分数为 5%的 蔗糖溶液和葡萄糖溶液相比较，单位体积的蔗糖溶液中水分子数多于葡萄糖溶液中水分子数， 且水分子比葡萄糖分子更容易透过半透膜。因此，开始时 a侧→b侧的水分子数多于 b侧→a 侧的水分子数，b侧液面升高。但随后葡萄糖分子通过半透膜进入 a侧，a侧溶液浓度大于 b 侧，a侧液面又升高，故 C项正确。 c．渗透装置的变式分析 (8)(2018江苏泰州联考，2分)如图所示实验装置的玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖 通过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一段时间后再加入蔗糖酶。下列实验现象中最可 能发生的是( ) A．在玻璃槽中会检测到蔗糖和蔗糖酶 B．在玻璃槽中会检测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶 C．漏斗中液面开始时先下降，加酶后一直上升 D．漏斗中液面开始时先上升，加酶后继续上升后又下降 答案：D 解析：蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖，它们都是单糖，可以透过半透膜进入玻璃槽中， 因此在玻璃槽中会检测到葡萄糖和果糖，而蔗糖是二糖、蔗糖酶是蛋白质，二者均不能透过 半透膜，在玻璃槽中不会检测到蔗糖和蔗糖酶，故 A、B项错误。由于蔗糖溶液浓度大于蒸 馏水，且蔗糖是二糖，不能透过半透膜，因而开始时漏斗液面上升；加入蔗糖酶后，蔗糖被 水解成单糖，使溶液浓度增大，导致漏斗中的溶液继续吸水，液面继续上升，但由于单糖分 子能通过半透膜进入玻璃槽中，使玻璃槽中溶液的浓度逐渐增大，漏斗中溶液浓度逐渐降低， 半透膜两侧浓度差减小，所以漏斗中液面又下降，故 C项错误，D项正确。 4．渗透原理的应用 a．渗透装置中溶液浓度大小的比较 (9)(经典题，6分)如图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜。图 1和图 3装置中 的溶液 A、B、a、b的浓度分别用 MA、MB、Ma、Mb表示，图 2和图 4中的 h1、h2分别表示 一段时间后图 1和图 3装置中液面上升的高度。如果 A、B、a、b均为蔗糖溶液，且 MA>MB、 Ma＝Mb>MA，则达到平衡后( ) A．h1＞h2 Ma＞Mb B．h1＞h2 Ma＜Mb C．h1＜h2 Ma＜Mb D．h1＜h2 Ma＞Mb 答案：D 解析：根据题干信息“MA>MB、Ma＝Mb>MA”，推出 Ma＝Mb＞MA＞MB，因此图 1和图 3中膜两侧的溶液均有浓度差，水分子通过半透膜进入漏斗内，液面都升高，由于图 3的浓 度差大于图 1的浓度差，溶液 b的吸水量大于溶液 a的吸水量，所以达到平衡后 h1＜h2，Ma ＞Mb，故 D项正确。 b．验证渗透作用发生的条件 (10)(经典题，6分)某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透装置。他采用如图 1所示的装置对收集到的四种材料甲、乙、丙、丁进行实验，得到了倒置漏斗中的液面高度 随时间变化的曲线如图 2所示。据图分析，该同学应选择的膜材料是( ) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 答案：A 解析：图 1是渗透作用装置，漏斗内装的是糖溶液，烧杯中是清水，则渗透装置内液面 会逐渐升高，图 2中只有甲材料使得漏斗内液面上升，故 A项正确。采用乙材料，漏斗内液 面没有变化，说明膜材料是全透性或不透的，故 B项错误。采用丙材料，漏斗内液面先升高 后降低，说明糖可透过膜材料，用其充当半透膜效果不佳，故 C项错误。采用丁材料，水分 反而从浓度高的漏斗中渗出，一般不存在，故 D项错误。 c．探究物质能否通过半透膜 (11)(2021 汇编，8分)如图是选用蔗糖溶液作为实验材料，用 U 型管作渗透实验装置。 请回答下列问题： 该图实验结果说明蔗糖分子不能通过半透膜。某同学想继续探究蔗糖水解产物能否通过 半透膜，他向 b管中滴加了两滴一定浓度的蔗糖酶，并在适宜温度下水浴保温一段时间，观 察实验现象并预测实验结果： 1 一段时间后，若发现 a、b两管的液面高度差继续增大，直至最后稳定不变。请分析 造成此现象的原因有：_________________________________，___________________________ _________________。 ②一段时间后，若发现 b管液面先上升后下降，直至 b侧液面仅略高于 a侧后不再变化， 说明_______________________________，为使两侧液面等高，应进行的操作是_____________ ______________________。 答案：①滴加蔗糖酶后使 b 侧溶液浓度升高(2 分) 蔗糖的水解产物不能通过半透膜(2 分) ②蔗糖的水解产物可以通过半透膜(2分) 在 a管中滴加等量的蔗糖酶溶液(2分) 解析：该图实验结果说明蔗糖分子不能通过半透膜。某同学想继续探究蔗糖水解产物能 否通过半透膜，他向 b管中滴加了两滴一定浓度的蔗糖酶，并在适宜温度下水浴保温一段时 间，观察实验现象并预测实验结果： ①一段时间后，若发现 a、b两管的液面高度差继续增大，直至最后稳定不变，说明滴加 蔗糖酶后使 b 侧溶液浓度(浓度指的是物质的量浓度)升高，蔗糖被水解，其产物不能通过半 透膜。 ②一段时间后，若发现 b管液面先上升后下降，直至 b侧液面仅略高于 a侧后不再变化， 说明 b侧浓度高于 a 侧，原因是蔗糖水解产物能通过半透膜，但“b 管中滴加了两滴一定浓 度的蔗糖酶”，为使两侧液面等高，应进行的操作是在 a管中滴加等量的蔗糖酶溶液。 5．细胞的吸水和失水 a．动物细胞的吸水和失水 (12)(2019.4浙江选考，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 答案：C 解析：在高于 0.9%NaCl 溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但红细胞无细胞壁，不 会发生质壁分离，故 A项错误。在 0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于水分子进出细 胞膜达到动态平衡，而不是没有水分子进出细胞，故 B项错误。在低于 0.9%NaCl溶液中， 红细胞会吸水膨胀，甚至会涨破，故 C项正确。渗透作用是指水分子或其他溶剂分子从低浓 度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的扩散，故 D项错误。 b．植物细胞的吸水和失水 (13)(2017全国Ⅱ，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 D．0～1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压 答案：C 解析：分析曲线图可知，0～1 h内，原生质体的相对体积不断缩小，说明此时期细胞因 失水而发生质壁分离，从 1.5 h开始原生质体的相对体积不断增大，说明在该过程中，物质 A 已经进入了细胞，使细胞液渗透压升高，导致细胞吸水，故 A项错误。0～1 h内，原生质体 的相对体积不断缩小，由于原生质体的伸缩性要远大于细胞壁，因此该时间段内细胞体积与 原生质体体积的变化量不相等，故 B项错误。2～4 h内，原生质体的相对体积不断增大，这 说明此时期细胞吸水发生质壁分离的自动复原，由此可推知该时间段内物质 A溶液的渗透压 小于细胞液的渗透压，故 C项正确。0～1 h内发生质壁分离，细胞液中的水分子透过原生质 层进入外界溶液中，可知液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压，故 D项错误。 随堂普查练 9Ⅱ 1．(2018广东模拟，6分)如图为研究渗透作用的实验装置(各溶质分子都不能通过半透膜) 示意图。下列有关叙述正确的是( ) A．若甲溶液为清水，乙溶液是质量浓度为 0.3 g/mL的蔗糖溶 液，则水分子只进不出，导致漏斗内液面上升 B．若甲溶液是质量浓度为 10%的蔗糖溶液，乙溶液是质量浓 度为 10%的葡萄糖溶液，则漏斗内液面高度不变 C．若漏斗内液面上升，则渗透平衡时，漏斗内的液柱会阻止 液面继续上升 D．若甲、乙溶液分别是质量浓度为 0.1 g/mL、0.2 g/mL的蔗 糖溶液，则平衡时半透膜两侧溶液的浓度相等 答案：C 解析：若甲溶液为清水，乙溶液是质量浓度为 0.3 g/mL的蔗糖溶液，则进入漏斗内的水 分子数多于流出漏斗的水分子数，导致漏斗内液面上升，故 A项错误。若甲溶液是质量浓度 为 10%的蔗糖溶液，乙溶液是质量浓度为 10%的葡萄糖溶液，由于葡萄糖的相对分子量小于 蔗糖，则葡萄糖溶液的物质的量浓度大于蔗糖的，因此乙溶液中的渗透压高于甲溶液，漏斗 内液面会升高，故 B项错误。若漏斗内液面上升，则渗透平衡时，因漏斗内的液柱的静水压 的作用会阻止液面继续上升，故 C项正确。若甲、乙溶液分别是质量浓度为 0.1 g/mL、0.2 g/mL 的蔗糖溶液，则平衡时漏斗内的溶液浓度比漏斗外的溶液浓度高，故 D项错误。 2．(2021改编，6分)如图曲线表示完全相同的两个植物细胞分别放置在 A、B两种溶液 中时细胞失水量的变化情况。下列相关叙述不正确的是( ) A．在 A溶液中的细胞吸水能力逐渐增强 B．若 B溶液的浓度稍减小，则曲线中的 b 点左移 C．用一定浓度的 KNO3溶液代替 B溶液，可得到类似的结果 D．ab 段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大 答案：D 解析：A溶液中的细胞失水，细胞液浓度增加，细胞吸水能力逐渐增强，故 A项正确， 不符合题意。若 B溶液的浓度稍减小，则细胞内外溶液浓度差减小，细胞液浓度达到与 B溶 液浓度相等所需的时间缩短，故 b 点将左移，故 B 项正确，不符合题意。若用一定浓度的 KNO3溶液代替 B溶液，开始时，KNO3溶液浓度高于细胞液浓度，细胞失水，随着 K＋ 和 NO－ 3 进入细胞， 细胞液浓度逐渐增大，细胞失水量减小，当细胞液浓度高于 KNO3溶液浓度时， 细胞表现为吸水，符合 B曲线，故 C项正确，不符合题意。ab 段细胞液浓度减小，故 D项 错误，符合题意。 3．(2021新编，8分)如图 1为渗透装置示意图，漏斗内装有蔗糖溶液，开始时倒置漏斗 内外液面齐平，其中蔗糖不能透过半透膜，而葡萄糖、果糖可以透过半透膜。请回答下列相 关问题： 图 1 (1)甲～丁四幅图像中能正确表示漏斗内液面上升速率变化的是_______；当倒置漏斗内 液面停止上升时，水分子_________(填“能”或“不能”)通过半透膜。 (2)若半透膜的面积缩小一半，则最终液柱上升的高度________；每次当倒置漏斗内液面 停止上升时，快速将高出的液柱抽出，那么抽取次数与液柱高低之间呈________(填“正”或 “负”)相关。 (3)若刚开始，图 2 装置漏斗内外液面齐平，该装置内液柱的变化过程是 _____________________________________。 图 2 (4)若向图 1 中已达到平衡的漏斗中加入少量蔗糖酶(不考虑蔗糖酶对浓度的影响)，则漏 斗内的液柱变化情况是_________________________________。 答案：(1)丙(1分) 能(1分) (2)不变(1分) 负(1分) (3)先上升后下降，最终内外液面 齐平(2分) (4)先上升后下降，最终内外液面齐平(2分) 解析：(1)蔗糖分子不能透过半透膜，故漏斗内蔗糖溶液浓度高于烧杯中清水，由于存在 浓度差，漏斗内渗透吸水，液面上升。刚开始半透膜两侧溶液浓度差较大，水分子通过半透 膜进漏斗的速率大于出漏斗的速率，漏斗内液面高度逐渐上升；随着液面的升高，液柱抑制 水分子渗入的作用力逐渐增大，水分子通过半透膜进漏斗的速率逐渐减小，曲线的斜率逐渐 减小；当液柱抑制水分子渗入的作用力与浓度差促进水分子渗入的作用力达到平衡时，水分 子通过半透膜进漏斗的速率等于出漏斗的速率，液面高度不再上升，故丙图曲线正确。 (2)漏斗内液面的高低取决于半透膜两侧的浓度差，浓度差越大，液柱上升的高度就越大， 由于液柱的高低只与半透膜两侧的浓度差有关，所以无论半透膜的面积怎么改变，最终液柱 上升的高度都不变。每次到达动态平衡时将漏斗中高出的液柱(包括水分子和蔗糖分子)抽出， 系统渗透平衡被打破，重新达到平衡时，漏斗内的溶液浓度降低，半透膜两侧的浓度差降低， 故每次将高出的液柱抽出后，系统重新达到动态平衡时，液柱上升的高度都比上一次低，所 以抽取次数与液柱高低之间呈负相关。 (3)开始时由于半透膜两侧存在浓度差，水分子进入漏斗内，液柱上升；同时葡萄糖分子 透过半透膜进入烧杯，一段时间后，半透膜两侧溶液的浓度差逐渐减小，液柱下降，最终漏 斗内外液面齐平。故该装置内液柱的变化过程是先上升后下降，最终内外液面齐平。 (4)图 1装置加入蔗糖酶后蔗糖酶将蔗糖水解为葡萄糖和果糖，漏斗内溶液浓度增大，原 平衡被打破，水分子进入漏斗中，液柱上升；与此同时，葡萄糖和果糖透过半透膜，使半透 膜两侧溶液浓度差逐渐减小，液柱下降；最终漏斗内外液面齐平。故该装置内液柱的变化过 程是先上升后下降，最终内外液面齐平。 普查讲 9Ⅲ 观察植物细胞的质壁分离和复原 6．实验：观察植物细胞的质壁分离和复原 A．实验基础内容分析 a．实验原理和实验材料的选择 (14)(多选)(2021汇编，6分)下列有关质壁分离及复原实验的叙述，不正确的是( ) A．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 B．观察植物细胞质壁分离及复原实验时，必须始终保持细胞的活体状态 C．置于 20%蔗糖溶液中的洋葱根尖分生区细胞会比置于 1%蔗糖溶液中的根尖分生区细 胞质壁分离迅速 D．与白色花瓣相比，采用红色花瓣更有利于质壁分离现象的观察 E．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 F．以洋葱鳞片叶内表皮为材料不能观察到质壁分离(2017江苏单科) G．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 答案：CFG 解析：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中有大液泡，内含紫色色素，有利于实验现象的观察， 故 A项正确，不符合题意。只有活细胞才能发生质壁分离及复原现象，因此观察植物细胞质 壁分离及复原实验时，必须始终保持细胞的活体状态，故 B项正确，不符合题意。洋葱根尖 分生区细胞具有细胞壁，但没有成熟的大液泡，不能发生质壁分离现象，故 C项错误，符合 题意。做植物细胞质壁分离实验时要选择有颜色的材料，这样有利于实验现象的观察，故 D 项正确，不符合题意。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，故 E项正确， 不符合题意。紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞也是成熟的植物细胞，因此也能观察到质壁分离， 只是需要将视野调暗，故 F项错误，符合题意。黑藻叶片的液泡呈无色，叶绿体的存在使原 生质层呈绿色，有利于实验现象的观察，故 G项错误，符合题意。 b．实验操作和实验结果 (15)(多选)(2021汇编，6分)以紫色洋葱鳞片叶表皮为材料观察细胞质壁分离时，下列有 关说法正确的是( ) A．需要用 10%的盐酸进行解离，再做质壁分离实验 B．制片时需经压片等操作将细胞分散开 C．该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有设计对照实验 D．在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力逐渐增强 E．当质壁分离不能复原时，细胞仍具有正常生理功能 F．该实验中显微镜下始终观察不到水分子的双向运动 答案：DF 解析：能发生质壁分离及复原的细胞一定是活细胞，而盐酸解离后细胞已死亡，故 A项 错误。制片时不需要压片，否则可能导致细胞死亡，无法进行实验，故 B项错误。该实验为 自身对照，所以有对照实验，故 C项错误。在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞液的浓度增 加，细胞液的渗透压升高，细胞的吸水能力逐渐增强，故 D项正确。当细胞失水过多或失水 时间过长时，不能发生质壁分离后的复原，说明细胞已经死亡，此时细胞不具有正常生理功 能，故 E项错误。该实验中水分子的移动是双向的，总结果是单向的，但在显微镜下始终观 察不到水分子的双向运动，故 F项正确。 c．实验结果分析 (16)(多选)(2021新编，6分)如图为将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于无色的 30%的蔗糖 溶液中一段时间后的细胞示意图，下列叙述正确的是( ) A．图中①处为蔗糖溶液，因为细胞壁是全透性的 B．图中②处为细胞液，在发生质壁分离时颜色逐渐变浅 C．处于图中状态的细胞的水分进出保持动态平衡 D．该细胞处于 30%的蔗糖溶液中时，细胞吸水能力一直在增强 E．图中 B/A 值越大，说明细胞质壁分离程度越高 F．若将原细胞置于一定浓度的 KNO3溶液中未观察到质壁分离现象，原因可能是细胞发 生质壁分离自动复原 答案：AF 解析：①处是细胞壁和原生质层之间的空隙，由于细胞壁具有全透性，因此该处的液体 是蔗糖溶液，故 A项正确。图中②处是细胞液，在发生质壁分离时，细胞液的浓度逐渐增大， 颜色加深，故 B项错误。图示中的紫色洋葱表皮细胞处于质壁分离状态，可能正在发生质壁 分离，也可能正在发生质壁分离复原，因此不能确定细胞中水分的进出是否保持动态平衡， 故 C项错误。该细胞处于 30%的蔗糖溶液中时，细胞失水，细胞液浓度逐渐增大，吸水能力 逐渐增强，最后趋近稳定，故 D项错误。细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失去水分 发生质壁分离，B 表示原生质体的长度，A 表示细胞的长度，B/A 值越大，细胞失水越少，说 明细胞质壁分离程度越低，故 E项错误。细胞置于一定浓度的 KNO3溶液中未观察到质壁分 离现象，原因可能是：所取细胞是死细胞(根据题意可排除此种可能)；KNO3溶液浓度低于细 胞液浓度；细胞主动吸收 K＋ 和 NO－ 3，导致细胞液浓度上升，发生了质壁分离自动复原，故 F 项正确。 B．实验拓展应用 (17)(2018江苏模拟，2 分)将紫色洋葱 A和 B 的外表皮细胞分别制成 5个装片，依次滴 加 5种不同浓度的蔗糖溶液，相同时间后原生质体的体积变化如图所示。下列叙述错误的是 ( ) A．甲～戊这 5种蔗糖溶液，浓度最低的是丙 B．使两种紫色洋葱外表皮细胞都发生质壁分离的蔗糖溶液浓度是乙和丁 C．将处于乙浓度蔗糖溶液中的紫色洋葱 B外表皮细胞的装片置于清水中，一定会发生 质壁分离复原 D．实验后丙溶液中紫色洋葱 B外表皮细胞的吸水能力小于戊溶液中的洋葱 B外表皮细 胞 答案：C 解析：以紫色洋葱外表皮细胞的原生质体体积的变化为标准，细胞体积越小，说明外界 溶液浓度越大，则甲～戊这 5种蔗糖溶液浓度的大小关系是丙＜戊＜甲＜丁＜乙，因此浓度 最低的是丙，故 A项正确，不符合题意。乙和丁溶液中，两种紫色洋葱外表皮细胞的原生质 体都缩小，说明都发生质壁分离，故 B项正确，不符合题意。处于乙浓度蔗糖溶液中的紫色 洋葱 B外表皮细胞失水，但无法依据此判断其是否已因过度失水而死亡，因此无法判断再将 其置于清水后能否发生质壁分离复原，故 C项错误，符合题意。戊溶液中紫色洋葱 B外表皮 细胞表现为既不吸水也不失水，而丙溶液中紫色洋葱 B外表皮细胞表现为吸水，因此对于紫 色洋葱 B外表皮细胞来说，丙中的细胞液浓度低于戊中的细胞液浓度，因此实验后丙中的紫 色洋葱 B外表皮细胞的吸水能力小于戊溶液中的，故 D项正确，不符合题意。 随堂普查练 9Ⅲ 1．(2018海南单科，2分)在不染色的条件下，下列实验材料中，最适合观察细胞质壁分 离现象的是( ) A．紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞 B．紫色洋葱根尖分生区细胞 C．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞 D．紫色洋葱根尖伸长区细胞 答案：C 解析：适合观察质壁分离现象的细胞是活的、成熟的高等植物细胞，最好液泡有颜色， 便于观察。紫色洋葱鳞片叶叶肉呈无色(白色)，不易于观察植物细胞质壁分离现象，故 A项 错误。紫色洋葱根尖分生区和伸长区细胞不是成熟的植物细胞，没有大液泡，不能观察到质 壁分离现象，故 B、D项错误。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞是成熟的植物细胞，具有大液泡， 且液泡有颜色，便于质壁分离现象的观察，故 C项正确。 2．(2016天津理综，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( ) 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 答案：B 解析：甲、乙、丙分别表示细胞的正常状态、质壁分离状态、质壁分离复原状态，实验 的全过程都在低倍显微镜下观察，且图示中的细胞大小与标尺均不变，说明没有更换目镜， 故 A项错误。由甲到乙可以表示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞失水后发生质壁分离的过程，由 乙到丙可以表示已发生质壁分离的细胞在吸水后发生质壁分离复原的过程，故 B项正确。据 图可知，乙所示细胞质壁分离程度比甲大，说明乙细胞失水较多，所以与甲相比，乙所示细 胞的细胞液浓度较高，故 C项错误。由乙转变为丙是细胞吸水发生质壁分离复原的结果，该 过程中虽然是细胞总体上表现为吸水，但也有水分子从胞内扩散到胞外，只是相同时间内由 胞外扩散到胞内的水分子数多于由胞内扩散到胞外的水分子数，故 D项错误。 3．(2018吉林模拟，9分)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， 如图 1是发生质壁分离的植物细胞，请据图回答下列问题： (1)图 1中细胞的质壁分离指的是细胞壁和_________________的分离；图 2 细胞在蔗糖 溶液中发生质壁分离后，在质壁之间充满的是________________。 (2)并不是该植物的所有活细胞均可发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞必须具有___ ___________；将洋葱细胞放到大于其细胞液浓度的 KNO3溶液中，一段时间后用显微镜观察， 发现该细胞未发生质壁分离，其原因可能是该细胞_______________(多选)。 a．是死细胞 b．大量吸水 c．是根尖分生区细胞 d．大量失水 e．质壁分离后又自动复原 (3)图 2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)取形状、大小相同的红心萝卜 A 和红心萝卜 B幼根各 5 段，分别放在不同浓度的蔗 糖溶液(甲～戊)中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，结果如图 3所示。请据图回答 下列问题： 图 3 ①红心萝卜 B比红心萝卜 A的细胞液浓度_____________(填“高”或“低”)。 ②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后红心萝卜 A的细胞液浓度会__________ (填“升高”“降低”或“不变”)。 答案：(1)原生质层(1分) 蔗糖溶液(1分) (2)中央大液泡(1分) a、c、e(2分) (3)大于、 等于或小于(2分) (4)①低(1分) ②降低(1分) 解析：(1)图 1中细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离；图 2细胞在蔗糖溶液 中发生质壁分离后，由于细胞壁具有全透性，因此质壁之间充满的是蔗糖溶液。 (2)具有中央大液泡、活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离；植物细胞能通过主动运 输的方式吸收 K＋ 、NO－ 3，因此若将洋葱细胞放到大于其细胞液浓度的 KNO3溶液中，一段时 间后用显微镜观察发现该细胞未发生质壁分离，其原因可能是该细胞先发生了质壁分离，然 后又自动复原，也可能是该细胞是死细胞或根尖分生区的细胞。 (3)根据题意和图示分析可知，图 2中的细胞可能处于质壁分离状态，也可能处于质壁分 离复原状态，所以此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系有大于、等于或小于三种可能。 (4)①由图 3中甲、乙、丁中幼根重量减少时，B幼根比 A幼根减少的重量多，而丙、戊 中幼根重量增加时，B幼根比 A幼根增加的重量少，可知红心萝卜 B的细胞液浓度低于红心 萝卜 A的细胞液浓度。 ②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后红心萝卜 A的幼根吸水，其细胞液浓度 降低。 课后提分练 9 细胞的物质输入和输出 A 组(巩固提升) 1．(2017海南单科，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 答案：B 解析：由题干信息“甲组的根对 a离子的吸收速率远大于乙组的”说明根对 a离子的吸 收过程为主动运输，故 B项错误，符合题意。主动运输需要能量和载体，故 C项正确，不符 合题意。给营养液通入的空气中含有氧气，根细胞获得氧气，有氧呼吸能正常进行，有利于 根对 a离子的吸收，有利于该植物的生长，故 A、D项正确，不符合题意。 2．(2017海南单科，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 答案：B 解析：具有大液泡的活的植物细胞才能发生质壁分离，故 A项正确，不符合题意。在质 壁分离过程中，细胞失水，此时细胞外甲物质的浓度高于细胞液浓度，即高于细胞内甲物质 的浓度，故 B项错误，符合题意。水分子跨膜运输的方式是自由扩散，故 C项正确，不符合 题意。细胞壁是全透的，甲物质和 H2O能自由通过，故 D项正确，不符合题意。 3．(2018北京理综，6分)细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物 质中，以(自由)扩散方式通过细胞膜的是( ) A．Na＋ B．二氧化碳 C．RNA D．胰岛素 答案：B 解析：Na＋主要以主动运输的方式进出细胞，故 A项不符合题意。二氧化碳以自由扩散 的方式进出细胞，故 B项符合题意。RNA 是生物大分子，正常情况下不会进出细胞，但可 以从细胞核中通过核孔进入细胞质，故 C项不符合题意。胰岛素的化学本质是蛋白质，通过 胞吐的方式分泌到细胞外，故 D项不符合题意。 4．(2021汇编，6分)植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列相关叙述错 误的是( ) A．根细胞中的 K＋ 不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中(2019海南单科) B．矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞(2019海南单科) C．根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中(2019海南单科) D．钙离子通过自由扩散进入植物细胞(2019天津理综) 答案：D 解析：根细胞中的 K＋ 以主动运输的方式跨膜运输，故 A项正确，不符合题意。矿质元 素离子在细胞内积累可引起细胞内液渗透压升高，使得外界溶液中的水进入细胞的，故 B项 正确，不符合题意。 细胞中的矿质元素多数以离子的形式贮存在液泡中，液泡中的离子可以 维持细胞正常的渗透压，故 C项正确，不符合题意。钙离子通过主动运输的方式进入植物细 胞，故 D项错误，符合题意。 5．(多选)(2017江苏单科，3分)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( ) 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 答案：BCD 解析：蔗糖分子通过胞间连丝进行运输，水解后形成单糖，通过单糖转运载体顺浓度梯 度运输，因此，蔗糖是顺浓度梯度运输，且其水解有利于该运输过程，故 A项正确，不符合 题意。图示单糖通过单糖转运载体顺浓度梯度转运，故 B项错误，符合题意。图中蔗糖运输 不消耗能量，单糖顺浓度梯度运输也不消耗能量，故 ATP合成抑制剂对其没有影响，故 C项 错误，符合题意。蔗糖属于二糖，不能通过单糖转运载体转运，故 D项错误，符合题意。 B 组(冲刺满分) 6．(多选)(2019江苏扬州模拟，3分)图 1是渗透装置示意图，图 2是几种分子或离子进 出细胞的方式示意图，图 3是物质运输速率随氧气浓度的变化曲线，下列相关叙述中正确的 是( ) 图 1 图 2 图 3 A．成熟的植物细胞能发生质壁分离的原因之一是其原生质层相当于图 1中的③ B．图 2中，氨基酸、葡萄糖进入细胞的方式是主动运输 C．图 2中，转运葡萄糖和钠离子的载体相同，可见载体不具有特异性 D．图 3中，限制 b 点和 c 点的物质运输速率的因素分别是载体数量和能量 答案：AB 解析：成熟的植物细胞能发生质壁分离的原因之一是其具有原生质层，原生质层相当于 渗透装置中的③半透膜，故 A项正确。图 2中，氨基酸和葡萄糖都是逆浓度梯度进入细胞的， 故两者都是以主动运输的方式进入细胞的，故 B项正确。虽然运输葡萄糖的载体也能运输钠 离子，但并不能运输氨基酸，说明载体依然具有特异性，故 C项错误。图 3中，b 点以后、c 点之前，随着氧气浓度的增加，运输速率也增加，因此限制 b 点物质运输速率的因素是能量； c 点以后，虽然氧气浓度继续增加，但物质运输速率不再增加，因此限制 c 点物质运输速率 的因素不再是能量，可能为载体数量，故 D项错误。 7．(2021汇编，6分)下列有关叙述不正确的是( ) A．组织液中的 O2可以通过自由扩散进入组织细胞中(2019全国Ⅲ) B．在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可用于观察白洋葱鳞片叶表皮细胞的质壁分离(2019 江苏单科) C．红叶杨细胞中花青素绝对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定(2019天津 理综) D．同一物质进出不同细胞的方式可能不同 答案：C 解析：组织液中的 O2通过自由扩散的方式进入组织细胞中，故 A项正确，不符合题意。 白色洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液无色，在蔗糖溶液中加入适量的红墨水使之成为红色后， 会使观察到的质壁分离现象更明显，即细胞液无色，但原生质层外为红色，故 B项正确，不 符合题意。红叶杨细胞中花青素绝对含量不能通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定，其 相对含量可以通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定，故 C项错误，符合题意。同一物质 进出不同细胞的方式可能不同，比如，葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式为协助扩散， 进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，故 D项正确，不符合题意。 8．(2019河南联考，6分)研究发现，胃表皮细胞膜上存在着质子泵，质子泵能催化 ATP 水解，ATP水解所释放的能量可驱动氢离子跨膜运输，胃腔内的酸性环境是通过质子泵维持 的。下列相关叙述错误的是( ) A．质子泵可能会和双缩脲试剂发生紫色反应 B．氢离子通过质子泵的跨膜运输进入胃腔内，使得内环境中 H＋ 浓度升高 C．在一定范围内升高温度会影响质子泵跨膜运输的速率 D．在质子泵的驱动下，胃表皮细胞定向转运氢离子时造成膜两侧出现 pH梯度 答案：B 解析：质子泵能催化 ATP水解，说明质子泵具有催化作用，其化学本质可能为蛋白质， 可能会与双缩脲试剂发生紫色反应，故 A项正确，不符合题意。H＋ 通过质子泵的跨膜运输进 入胃腔内，使得胃腔内的 H＋ 浓度升高，造成膜两侧出现 pH梯度，但胃腔不属于内环境，故 B项错误，符合题意，D项正确，不符合题意。质子泵能催化 ATP水解，ATP水解所释放的 能量可驱动氢离子跨膜运输，说明 H＋ 的运输方式是主动运输，在一定范围内升高温度会影响 与呼吸作用有关的酶的活性，影响 ATP的产生，进而影响质子泵跨膜运输的速率，故 C项正 确，不符合题意。 9．(经典题，11分)图 1、图 2是渗透装置示意图，图 3是根毛细胞示意图。请据图回答 下列问题： 图 1 图 2 图 3 (1) 典型的渗透装置必须具备两个条件：________________、______________________ __________。 (2) 若图 1表示发生渗透作用的初始状态，图 2表示漏斗内外的水分子达到平衡时的状 态，漏斗内液面升高的原因是_____________________________________________________ __________________________。 (3)若图 1和图 2均表示漏斗内外的水分子达到平衡时的状态，且漏斗外均为 0.3 g/mL的 蔗糖溶液，则平衡时漏斗内溶液浓度大小关系为：图 1_______________(填“大于”“小于” 或“等于”)图 2。 (4)将图 3根毛细胞(有生物活性)浸在 0.3 g/mL的蔗糖溶液后，_________________将与细 胞壁发生分离，说明⑦作用类似于图 1中的___________(填序号)，且⑦的______________比 细胞壁大。 (5)若图 4中的虚线表示图 3根毛细胞在正常状态下的相对体积，请画出根毛细胞浸在 0.3 g/mL的蔗糖溶液后的细胞体积变化曲线。 图 4 答案：(1)具有半透膜(1分) 半透膜两侧溶液具有浓度差(1分) (2)单位时间内，经半透 膜进入漏斗中的水分子数大于从漏斗渗出的水分子数(2 分) (3)小于(2 分) (4)原生质层(1 分) ③(1分) 伸缩性(1分) (5) (2分) 解析：(1)渗透装置必须具备两个条件：一是要有半透膜，二是半透膜两侧的溶液要有浓 度差。 (2)若图 1表示发生渗透作用的初始状态，图 2表示漏斗内外的水分子达到平衡时的状态， 则单位时间内，经半透膜进入漏斗的水分子数大于渗出水分子数，使得漏斗内液面升高。 (3)若图 1和图 2均表示漏斗内外的水分子达到平衡时的状态，图 1中漏斗半透膜两侧液 面相平，可以推测两侧溶液的浓度相当；图 2漏斗内液面高于漏斗外液面，说明漏斗内液体 浓度高于 0.3 g/mL的蔗糖溶液，则平衡时漏斗内溶液浓度大小关系为图 1小于图 2。 (4)如果将根毛细胞放在 0.3 g/mL的蔗糖溶液中，因为细胞液浓度低于外界溶液时细胞会 发生质壁分离现象，即原生质层与细胞壁发生分离，说明⑦作用类似于图 1中③半透膜，且 ⑦的伸缩性比细胞壁大。 (5)将根毛细胞浸在 0.3 g/mL的蔗糖溶液中，因 0.3 g/mL的蔗糖溶液浓度大于根毛细胞液 的浓度，所以根毛细胞失水，且细胞壁有较小的伸缩性，导致其细胞体积较正常状态下略微 减小，相应变化的曲线见答案。