2017届高考生物一轮总复习-第7讲-细胞的物质输入和输出考点整合汇总

第3讲细胞的物质输入和输出考点整合
考点一细胞的吸水和失水
1．渗透作用
(1)概念：指通过半透膜的过程。

(2)发生渗透作用的条件：一是具有，二是半透膜两侧的溶液具有。

(3)常见渗透装置图分析
①若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。

②在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2。

因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。

2．动物细胞的吸水和失水
(1)人成熟的红细胞中发生渗透作用的条件
①相当于半透膜；②与外界溶液之间存在浓度差。

(2)引起细胞失水与吸水的条件：外界溶液与细胞质之间存在浓度差。

3．植物细胞的吸水和失水
(1)成熟植物细胞的结构
(2)原理和现象
①外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞，发生现象。

②外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞，发生现象。

(3)质壁分离的原因
①外因：细胞液浓度外界溶液浓度，细胞通过渗透作用失水。

②内因：细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性。

[判断正误]
(1)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成，相当于半透膜()
(2)当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞一定会发生质壁分离()
(3)紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离的必要条件是细胞壁的伸缩性小于原生质层(2013·上海，7A)()
(4)相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，因为动物细胞没
有细胞壁，对培养基的渗透压更敏感(2012·上海，22A)()
题组一渗透作用的分析与判断
1．下图所示的U形管中间被半透膜(体积小于或等于单糖的物质才能通过)隔开，两侧分别加入等量的0.1 mol·L－1的蔗糖溶液和麦芽糖溶液。

一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的？若向U形管两侧加入等量某种微量物质，最终右侧液面上升，那么加入的这种微量物质最可能是什么()
A．右侧液面高度下降；葡萄糖
B．两侧液面高度不变；蔗糖酶
C．两侧液面高度不变；麦芽糖酶
D．右侧液面高度下降；蒸馏水
2. 如图是平衡时的渗透装置，烧杯的液面高度为a，漏斗的液面高度为b，液面差m＝b－a，在此基础上继续实验，以渗透平衡时液面差为观测指标，正确的是()
A．若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，则平衡时m增大
B．若向漏斗中滴入等浓度的蔗糖溶液，则平衡时m不变
C．若向漏斗中滴入清水，平衡时m将减小
D．若向烧杯中加入适量清水，平衡时m将增大
题组二细胞吸水与失水情况的分析判断
3.将小鼠红细胞放入一定浓度的KNO3溶液中，红细胞体积随时间变化如图，有关叙述正确的是()
A．KNO3溶液的起始渗透压小于红细胞内液的起始渗透压
B．与b点相比，a点对应时刻红细胞内液的渗透压较大
C．ab段细胞失水使红细胞内液的渗透压大于KNO3溶液，从而出现bc段的变化
D．b点对应的时刻，KNO3溶液与红细胞内液的渗透压相等
4．(2014·新课标Ⅱ，4)将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f
组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。

假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则()
A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高
B．浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组
C．a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗A TP大于b组
D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5 mol·L－1之间
题组三与渗透作用有关的实验探究
5．(2013·福建，2)为探究茉莉酸(植物生长调节剂)对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响，将细胞分别移至不同的培养液中继续培养3天，结果如下表。

下列叙述错误的是()
组别培养液中另添加的成分
结果NaCl 茉莉酸
①＋－部分细胞质壁分离
②＋＋细胞正常，无质壁分离
③－－细胞正常，无质壁分离
注：“＋”表示有添加，添加后NaCl浓度为100 mmol·L－1，茉莉酸浓度为10－3 mg·L－1；“－”表示未添加。

A．胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水
B．质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小
C．NaCl为自变量，茉莉酸为因变量
D．茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用
考点二物质跨膜运输的方式
1．物质跨膜运输的其他实例
番茄和水稻吸收无机盐离子的比较：
科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO4－
4的培养液中培养，结果及分析如下：
(1)实验结果
①不同植物对同一种无机盐离子的吸收有差异。

②同一种植物对不同种无机盐离子的吸收也有差异。

(2)实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有。

(3)微生物吸收无机盐离子的特点
①不同微生物对无机盐离子的吸收有选择性。

②不同微生物对各种无机盐离子的需要量不同。

2．物质跨膜运输的方式
(1)物质跨膜运输的方式(连线)
(2)根据图示进一步确定物质跨膜运输的方式和影响因素
①填写以下有关跨膜运输方式及结构的名称：
甲：；乙：；丙：；a：。

②填写以下有关跨膜运输方式的影响因素：
甲图：；乙图：；丙图：。

[判断正误]
(1)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜(2014·新课标Ⅰ，1C)()
(2)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质元素离子的速率都相同(2013·新课标Ⅰ，3A)()
(3)Na＋与有关载体蛋白结合排出细胞属于主动运输(2013·浙江，2D)()
(4)细胞外液中的K＋进入神经细胞属于自由扩散(2012·海南，11C)()
(5)在神经细胞上动作电位产生与膜电位恢复过程中，Na＋流入和排出都是主动运输(2012·安徽，2D改编)()
(6)人体肝细胞内CO2分压和K＋浓度高于细胞外，而O2分压和Na＋浓度低于细胞外，O2和K＋通过主动运输进入肝细胞(2012·浙江，1BC改编)()
(7)消耗能量的运输方式只有主动运输()
(8)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同()
题组一物质出入细胞方式的判断
1．(2014·安徽，2)下图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是()
选项管腔中氨基酸→上皮细胞管腔中Na＋→上皮细胞上皮细胞中氨基酸→组织液
A 主动运输被动运输主动运输
B 被动运输被动运输被动运输
C 被动运输主动运输被动运输
D 主动运输被动运输被动运输
2．下列有关细胞中物质运输方式的叙述，正确的是()
A．小麦细胞核中转录产生的mRNA通过胞吐进入细胞质
B．午餐后氨基酸以主动运输方式进入人小肠上皮细胞
C．神经纤维动作电位产生过程中Na＋内流属于自由扩散
D．血液中葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白协助，并消耗能量
题组二解读物质跨膜运输方式的模型
3．如图表示与自由扩散、协助扩散和主动运输有关的图例或曲线。

下列选项中对应正确的是()
A．肺泡上皮细胞吸收氧气——①⑤
B．红细胞吸收葡萄糖——③⑥
C．根尖细胞吸收矿质离子——③⑥
D．肌肉细胞吸收水——②④
4. 右图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输(不包括胞吞和胞吐)的方式，下列表述错误的是()
A．只有在氧气存在时才会发生方式b的物质运输
B．质壁分离过程中，水分子通过方式a进出细胞
C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关
D．b的运输方式能体现细胞膜的选择透过性
影响跨膜运输的曲线分析
(1)物质浓度
(2)氧气浓度(红细胞的主动运输与O2无关)
题组三半透膜与生物膜通透性的比较
5．(2014·北京，3)比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如图，据此不能得出的推论是()
A．生物膜上存在着协助H2O通过的物质
B．生物膜对K＋、Na＋、Cl－的通透具有选择性
C．离子以协助扩散方式通过人工膜
D．分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率
6．物质的跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要。

如图为几种物质跨膜运输方式的示意图，据图判断下列叙述中，不正确的是()
A．组成细胞膜的A、B两种物质通常不是静止的
B．葡萄糖进入红细胞以图中甲物质跨膜运输方式进行
C．丙物质跨膜运输方式对于维持活细胞正常的生命活动具有重要意义
D．胆固醇跨膜运输以甲的方式进行是因为A物质的缘故
考点三(实验)观察植物细胞的质壁分离和复原
1．实验原理
(1)成熟的植物细胞的相当于一层。

(2)细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。

(3)原生质层比细胞壁的伸缩性。

2．实验步骤
[深度思考]
(1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？
(2)只要外界溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞就会发生质壁分离吗？请简述原因。

(3)本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验有何影响？
(4)若用适宜浓度的KNO3溶液进行该实验，结果会发生质壁分离与复原吗？请简述原因。

题组一质壁分离实验的材料、原理与步骤
1．(2014·新课标Ⅰ，4)下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是()
A．与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察
B．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
C．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
D．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
2．(2014·江苏，15)在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如图所示)。

下列有关叙述正确的是()
A．第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域
B．第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处
C．吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头
D．为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤
3. 在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。

a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测()
A ．a>b ，细胞渗透吸水
B ．a ＝b ，渗透系统保持动态平衡
C ．a<b ，细胞渗透失水
D ．上述三种情况都有可能
关于质壁分离和复原实验的4个注意点
(1)将发生质壁分离的植物细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中，植物细胞会发生质壁分离复原，但如果所用溶液为葡萄糖、KNO3、NaCl 、尿素、乙二醇等，发生质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。

(2)本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。

题组二 质壁分离与复原的应用
4．下列判断细胞死活的方法中，正确的是( )
A ．将植物细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，能发生质壁分离和复原的是活细胞
B ．在高倍镜下观察，若发现细胞质流动，则表明细胞是活细胞
C ．将某细菌与水绵一起制成临时装片，用极细的光束照射水绵，若发现细菌没有趋向水绵光照部位，则说明细菌细胞为死细胞
D ．洋葱根尖经解离后，若发现细胞被龙胆紫溶液染上了色，则表明根尖细胞在解离前已死亡 5．为研究甲地某植物能不能移植到乙地生长，某生物学研究性学习小组设计了一个测定该植物细胞液浓度的实验方案，实验结果如下表：
浓度/mol·L －1 0.15 0.2 0.25 0.3 质壁分离状况
不分离
刚分离
显著
显著
他们又测定了乙地土壤溶液浓度，发现乙地土壤溶液的浓度适合该植物生长，则乙地土壤溶
液浓度最可能是( )
A ．≥0.2 mol/L
B ．≤0.2 mol/L
C ．＜0.2 mol/L
D ．0.15 mol/L ＜乙＜0.3 mol/L 植物细胞质壁分离及质壁分离复原的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞
(2)测定细胞液浓度范围
待测成熟植物细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液――→镜检
细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间 (3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
不同成熟植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液――→镜检
发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓
度越小，反之细胞液浓度越大
(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
成熟植物细胞＋不同种类溶液――→镜检⎩⎪⎨⎪⎧
只发生质壁分离→蔗糖 溶液
质壁分离后自动复原→
KNO3溶液
项目
实验
装片制作
材料状态
染色观察 观察生物材料中的脂肪
需用苏丹Ⅲ染液或苏丹
Ⅳ染液染色
死细胞
观察DNA 和RNA 在细胞中的分布
需用吡罗红甲基绿染色剂染色
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂；观察细胞的减数分裂 需用龙胆紫溶液或醋酸洋红液染色 观察细胞中的线粒体
需用健那绿染液染色 直接观察 观察细胞中的叶绿体
直接制片 活细胞
观察植物细胞的质壁分离和复原
直接制片
高考真题
1. (2014·上海，21)如图为显微镜下某植物细胞在质量分数为30%的蔗糖溶液中的示意图。

下
列叙述中错误的是
A ．若将细胞置于清水中，A 仍保持不变
B ．若该细胞处于质量分数为40%的蔗糖溶液中，B/A 值将变小
C ．B/A 值能表示细胞失水的程度
D ．A 、B 分别表示细胞和液泡的长度 2．(2013·北京，2)在细胞生命活动中，不可能发生的过程是 A ．神经递质由突触小泡分泌到胞外 B ．mRNA 从细胞核进入细胞质 C ．老化受损的细胞器融入溶酶体中 D ．O2通过主动运输进入线粒体 3．(2013·新课标Ⅰ，3)关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是
A ．吸收不同矿质元素离子的速率都相同
B ．低温不影响矿质元素离子的吸收速率
C ．主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中
D ．叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子 4．(2012·安徽，2)蛙的神经元内、外Na ＋浓度分别是15 mmol/L 和120 mmol/L 。

在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na ＋流入细胞，膜电位恢复过程中有Na ＋排出细胞。

下列判断正确的是
A ．Na ＋流入是被动运输，排出是主动运输
B．Na＋流入是主动运输，排出是被动运输
C．Na＋流入和排出都是被动运输
D．Na＋流入和排出都是主动运输
5．(2013·江苏，27)下图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。

渗透平衡时的液面差为Δh，此时S1和S2浓度大小关系为__________。

(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的__________，两者在物质透过功能上的差异是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。

实验材料：紫色洋葱。

实验器具：如图所示的渗透装置(不含溶液)，光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。

实验试剂：蒸馏水，0.3 g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。

部分实验步骤和结果如下：
①选两套渗透装置，标上代号X和Y。

在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X 和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。

渗透平衡时出现液面差的装置有________(填代号)。

②选两片洁净的载玻片，________，在载玻片中央分别滴加________，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。

③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是______________________。

(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是_________________________。

6．(2013·浙江，2)某哺乳动物神经细胞内外的K＋和Na＋浓度见下表。

下列属于主动运输的是
细胞内浓度(mmol·L－1) 细胞外浓度(mmol·L－1)
K＋140.0 3.0
Na＋18.0 145.0
A.K＋经钾离子通道排出细胞
B．K＋与有关载体蛋白结合排出细胞
C．Na＋经钠离子通道排出细胞
D．Na＋与有关载体蛋白结合排出细胞
7．（2016天津卷）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
8．(2016全国卷III)下列有关细胞膜的叙述，正确的是
A. 细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的
B. 细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同
C. 分泌蛋白质分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象
D. 膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的
9. （2016江苏卷）下列关于生物膜透性的叙述，正确的是
A.核糖体合成的分泌蛋白能够自由透过高尔基体膜
B.细胞质中合成的光合作用相关蛋白须通过内质网输入叶绿体
C.子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜对葡萄糖具有选择透性
D.细胞外高浓度的超氧化物歧化酶可以自由扩散进入细胞
10．(2016全国卷1)2. 离子泵是一张具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的呢量跨膜运输离子。

下列叙述正确的是
A. 离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B. 离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度阶梯进行的
C. 动物一氧化碳中毒会降低离子泵扩膜运输离子的速率
D. 加入蛋白质变性剂会提高离子泵扩膜运输离子的速率
11．(2016全国卷III)3．下列有关动物水盐平衡调节的叙述，错误的是
A.细胞外液渗透压的改变可影响垂体释放抗利尿激素的量
B. 肾小管通过主动运输吸收水的过程受抗利尿激素的调节
C. 摄盐过多后饮水量的增加有利于维持细胞外液渗透压相对恒定
D. 饮水增加导致尿生成增加有利于维持细胞外液渗透压相对恒定
12． (2016浙江卷)1.当人体血糖浓度偏高时，质膜中的某种葡萄糖载体可将葡萄糖转运至肝细胞内，血糖浓度偏低时则转运方向相反。

下列叙述正确的是
A.该载体在血糖浓度偏低时的转运需要消耗ATP
B.转运速率随血糖浓度升高不断增大
C.转运方向不是由该载体决定的
D.胰岛素促进葡萄糖运出肝细胞
13．（2016江苏卷）6.右图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。

下列相关叙述错误的是
A.载体①逆浓度运输溶质分子
B.载体②具有ATP酶活性
C.载体①和②转运方式不同
D.载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快
14．（2016江苏卷）19.下列实验都需要使用光学显微镜进行观察，有关实验现象描述合理的是
实验标号实验名称观察到的实验现象
(1) 观察植物细胞的质壁分
离和复原镜检1：几乎整个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色；镜检2：不同细胞质壁分离的位置、程度并不一致
(2) 观察多种多样的细胞菠菜叶表皮细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核
组成；人口腔上皮细胞具有细胞核和核糖体
(3) 观察细胞的有丝分裂洋葱根尖伸长区细胞长，液泡大；分生区细胞呈正方
形，多数细胞中呈紫色的染色体形态清晰
(4) 探究酵母菌种群数量的
动态变化酵母细胞呈球形或椭圆形，细胞核、液泡和线粒体的形态、数目清晰可见
A.实验①
B. 实验②
C. 实验③
D. 实验④。