資源簡介

人教生物必修一單元總結
第4章　細胞的物質輸入和輸出
常考點一　滲透作用與植物細胞的質壁分離與復原
[主干回扣]
1．滲透作用發生條件
(1)具有半透膜；
(2)膜兩側存在濃度差。
2．成熟植物細胞的吸水和失水
(1)當外界溶液濃度＞細胞液濃度時，細胞失水，發生質壁分離現象。
(2)當外界溶液濃度＜細胞液濃度時，細胞吸水，失水的細胞發生質壁分離復原現象。
3．質壁分離實驗的操作過程及觀察指標
[集訓過關]
1．下列關于“探究植物細胞的吸水和失水”活動的敘述，正確的是(　　)
A．制作洋蔥表皮細胞裝片需經解離、壓片等操作才能將細胞分散
B．若從低倍鏡換成高倍鏡時，需轉動光圈才能換上高倍物鏡
C．質壁分離過程中，水分子從胞內單向運動到胞外導致液泡變小
D．質壁分離復原過程中，細胞吸水速度逐步減慢
解析：選D　制作洋蔥表皮細胞裝片時，是撕取洋蔥外表皮薄層，可以直接觀察，不需要解離、壓片等操作。若從低倍鏡換成高倍鏡，需在低倍鏡下找到清晰圖像，然后直接轉動轉換器換上高倍物鏡。質壁分離過程中，水分子運動是雙向的，只是從胞內運動到胞外相對多，從而導致液泡變小。質壁分離復原過程中，細胞處在清水中，細胞通過滲透作用從外界吸收水分，隨著復原過程的進行，細胞內外的濃度差變小，吸水速度下降。
2．(2022·浙江7月學考)某同學以紫色洋蔥外表皮為材料，探究植物細胞質壁分離和復原的條件，觀察到了處于質壁分離狀態的細胞，
如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．質壁分離過程中，液泡顏色變深
B．質壁分離過程中，細胞膜的面積變小
C．在清水中完成質壁分離復原后，細胞內外溶液濃度相等
D．圖示細胞可能處于質壁分離過程或質壁分離復原過程
解析：選C　質壁分離過程中，細胞不斷失水，液泡體積減小、液泡顏色變深，細胞膜的面積變小，A、B正確；發生質壁分離后完全復原的細胞，由于細胞壁的支撐作用，細胞吸水量受到限制，其細胞液濃度可能大于外界溶液濃度，C錯誤；圖示細胞可能處于質壁分離過程或質壁分離復原過程，D正確。
3.下表為甲同學用某濃度KNO3溶液進行質壁分離實驗時所測得的數據，如圖為乙同學用另一濃度的KNO3溶液進行質壁分離實驗時所繪制的曲線圖。下列分析正確的是(　　)
時間/min 2 4 6 8 10
原生質體相對大小/% 90 60 30 30 30
A.乙同學的實驗進行到T2時觀察不到質壁分離現象，此時細胞液濃度一定等于外界溶液濃度
B．乙同學在實驗進行到T1時可觀察到質壁分離現象，此時細胞液濃度一定小于外界溶液濃度
C．甲同學實驗進行到8 min時質壁分離達到平衡，滴加清水后發生質壁分離復原
D．甲同學所用溶液濃度要大于乙同學
解析：選D　乙同學在實驗進行到T2時觀察不到質壁分離現象，此時細胞液濃度等于或大于外界溶液濃度，但由于細胞壁的作用，原生質體不能再增大；乙同學在實驗進行到T1時，觀察到細胞質壁分離正在復原，所以細胞液濃度大于外界溶液濃度；甲同學實驗進行到4～6 min時，質壁分離達到平衡，滴加清水后發生質壁分離復原；根據表格數據可知，甲同學所做實驗結果沒有發生質壁分離復原，而乙同學所做實驗結果發生了質壁分離復原，所以甲同學所用溶液濃度要大于乙同學。
[主干回扣]
1．物質進出細胞的方式
2．不同物質出入細胞方式的曲線分析及判斷
(1)圖1、2表示物質濃度對跨膜運輸速率的影響，其中圖1表示的運輸方式為自由擴散，圖2表示的運輸方式是協助擴散或主動運輸。圖2中P點之后運輸速率不變的原因是膜上轉運蛋白的數量有限或能量供應不足。
(2)圖3、4表示O2濃度對跨膜運輸速率的影響，其中圖3表示的運輸方式為自由擴散或協助擴散，圖4表示的運輸方式為主動運輸。圖4中P點之后運輸速率不變的限制因素是轉運蛋白的數量。
(3)若圖3表示哺乳動物成熟紅細胞的物質運輸，還可表示主動運輸。
[集訓過關]
1．(2021·廣東學考)硼元素是植物生長發育必需的微量元素，研究發現植物細胞通過膜上的BOR1蛋白吸收硼元素，該過程需要消耗能量。BOR1蛋白應該是(　　)
A．受體蛋白　　　　　 B．結構蛋白
C．載體蛋白 D．分泌蛋白
解析：選C　植物細胞通過膜上的BOR1蛋白吸收硼元素，消耗能量，說明硼元素是通過主動運輸進入細胞的，主動運輸需要載體蛋白的協助，說明BOR1蛋白應該是載體蛋白。
2.H＋的某種跨膜運輸過程示意圖如圖。這種運輸方式屬于(　　)
A．主動運輸　 B．滲透作用
C．協助擴散 D．胞吐作用
解析：選A　由低濃度到高濃度、需要載體蛋白、消耗ATP的物質運輸方式為主動運輸(主動轉運)。
3．科學家經研究發現，剝離細胞膜中的蛋白質后，水分子的跨膜運輸速率變得緩慢。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．剝離的蛋白質中含有協助運輸水的通道蛋白
B．剝離蛋白質后，水跨膜運輸的方式只有自由擴散
C．剝離蛋白質前，水分子只能通過協助擴散跨膜運輸
D．水分子跨膜運輸的主要方式是經過水通道蛋白的擴散
解析：選C　剝離細胞膜中的蛋白質后，水分子的跨膜運輸速率變得緩慢，說明水跨膜運輸需要細胞膜上的通道蛋白協助，A正確；剝離細胞膜中的蛋白質后，水只能通過自由擴散的方式進入細胞，B正確；剝離蛋白質前水分子既能通過協助擴散，又能通過自由擴散跨膜運輸，C錯誤；剝離細胞膜中的蛋白質后，水分子的跨膜運輸速率變得緩慢，說明剝離細胞膜中的蛋白質對水分子跨膜運輸影響顯著，則水分子跨膜運輸的主要方式是經過水通道蛋白的擴散，D正確。
4.某細胞對氨基酸、鈉離子、葡萄糖和氧氣的吸收方式的比較結果如圖所示，其中細胞膜內外濃度情況未標出。已知細胞膜上的“●、◆”為載體蛋白，氨基酸以主動運輸的方式進入該細胞。以下分析錯誤的是(　　)
A．同一載體蛋白運輸的物質可能不止一種
B．葡萄糖進入該細胞的方式為主動運輸
C．氧氣進入該細胞不需要載體蛋白，也不消耗能量
D．氨基酸可逆濃度進入該細胞且不消耗能量
解析：選D　據圖可知，氨基酸和鈉離子可被同一種載體蛋白運輸；葡萄糖進入該細胞的方式需要載體蛋白和消耗ATP(能量)，故應為主動運輸；氧氣進入細胞應為自由擴散，不需要載體蛋白和能量；氨基酸可逆濃度以主動運輸的方式進入該細胞，需要消耗能量。
5．研究表明，主動運輸根據能量的來源不同分為三種類型，其示意圖如下(圖中a、b、c代表物質跨膜運輸方式，■、▲、○代表跨膜的離子或小分子)。請據圖回答問題。
a．偶聯轉運蛋白：ATP間接提供能量的協同運輸；
b．ATP驅動泵：ATP直接提供能量；
c．光驅動泵：光能驅動。
(1)圖中細胞質基質存在于________(填“P”或“Q”)側，判斷依據是____________________。
(2)主動運輸是通過________對所介導的物質進行________梯度的跨膜運輸方式。
(3)有人認為小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是ATP驅動泵的主動運輸或協助擴散。請你設計實驗加以探究。
①實驗步驟。
第一步：取甲、乙兩組生理狀況相同的小腸上皮細胞。
第二步：將甲、乙兩組細胞置于適宜濃度的葡萄糖培養液中，甲組細胞給予正常的呼吸條件，________________________________________________________________________。
第三步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②預測實驗結果并分析。
a．若甲、乙兩組葡萄糖的濃度相同，則___________________________________________
___________________________________________________________________________。
b．________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)糖蛋白只分布在細胞膜的外表面，即P表示細胞外側，Q表示細胞內側，所以細胞質基質存在于Q側。(2)主動運輸過程中，物質逆濃度梯度運輸，需要載體蛋白和能量。(3)探究小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是ATP驅動泵的主動運輸還是協助擴散，可以取甲、乙兩組生理狀況相同的小腸上皮細胞。將甲、乙兩組細胞置于適宜濃度的葡萄糖培養液中，甲組細胞給予正常的呼吸條件，乙組細胞用呼吸抑制劑處理；甲組細胞能正常呼吸提供ATP，乙組細胞不能進行正常呼吸提供ATP。若小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是協助擴散，則在相同且適宜條件下培養一段時間后，甲、乙兩組培養液中葡萄糖的濃度相同；若小腸上皮細胞以ATP驅動泵的主動運輸方式吸收葡萄糖，則甲組細胞可以通過ATP驅動吸收葡萄糖，乙組細胞不能，所以一段時間后，甲組培養液中葡萄糖濃度降低。
答案：(1)Q　糖蛋白位于細胞外側
(2)載體蛋白　逆濃度
(3)①乙組細胞用細胞呼吸抑制劑處理(或抑制乙組細胞的細胞呼吸)　在相同且適宜條件下培養一段時間后，檢測培養液中的葡萄糖濃度
②小腸上皮細胞以協助擴散的方式吸收葡萄糖
若甲組培養液中葡萄糖的濃度小于乙組，則小腸上皮細胞以ATP驅動泵的主動運輸方式吸收葡萄糖

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