版高考生物一轮复习第5讲物质出入细胞的方式学案.docx

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版高考生物一轮复习第5讲物质出入细胞的方式学案

第5讲　物质出入细胞的方式

知识内容展示

核心素养对接

（1）扩散和渗透的过程

（2）动、植物细胞吸水和失水的过程及原因

（3）被动转运和主动转运

（4）胞吞和胞吐

（5）活动：

观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原

生命观念

通过归纳比较常见物质运输的方式，建立起生命结构与功能相统一的观点

科学思维

通过分析影响渗透作用和物质跨膜运输的因素，培养利用逻辑思维分析问题的能力

科学探究

通过“观察洋葱表皮细胞的质壁分离与复原”活动，掌握探究性实验设计程序并能够对实验结果进行分析和解释

考点一　动、植物细胞的吸水和失水

1.（2018·浙江4月选考）在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下，其中①、②指细胞结构。

下列叙述正确的是（　　）

A.甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象

B.甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②要大

C.乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致

D.细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂

解析　本题考查的是植物细胞渗透作用及质壁分离的相关知识点。

甲维持细胞正常形态，进入细胞的水分子和从细胞中出去的水分子一样多，处于动态平衡状态，A错误；甲→乙发生了渗透失水，细胞质壁分离，原因之一是结构①细胞壁的伸缩性比结构②细胞膜的伸缩性要小，B错误；乙→丙发生了渗透吸水，此时外界溶液浓度比细胞液浓度小，C正确；丙细胞可能发生渗透吸水，但植物细胞渗透吸水只会膨胀不会胀破，D错误。

答案　C

2.（2017·浙江4月选考）将家兔红细胞置于不同浓度的溶液中，水分子的跨膜运输示意图如下（箭头方向表示水分子的进出，箭头粗细表示水分子出入的多少）。

下列叙述正确的是（　　）

A.一段时间后，甲细胞会发生质壁分离

B.能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞

C.光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出

D.若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中，甲细胞先破裂

解析　实验用的是家兔红细胞，动物细胞不存在细胞壁，不能发生质壁分离，A错误；渗透作用发生的条件之一是存在浓度差，B正确；光学显微镜看不到水分子，C错误；甲、乙、丙同时放入蒸馏水中，丙由于开始时吸水膨胀先破裂，D错误。

答案　B

3.（2016·浙江10月选考卷改编）下列关于“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”活动的叙述，判断正误。

①质壁分离过程中，水分子从胞内单向运动到胞外导致液泡变小（　　）

②质壁分离复原过程中，细胞吸水速度逐步减慢（　　）

答案　①×　②√

本题组对应必修一P53～55动、植物细胞的吸水、失水的过程：

观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原。

主要考察渗透作用的概念和质壁分离实验的材料选择、原理、程序。

1.扩散和渗透

方向

结果

特点

扩散

分子或离子从高浓度处向低浓度处运动

物质分子分布均匀，直到平衡

不用通过半透膜，一般描述溶质分子从高浓度到低浓度的方向运动

渗透

双向，水分子主要从低浓度溶液一侧进入高浓度溶液一侧

渗透平衡

描述的是溶剂分子从低浓度到高浓度的运动

2.动植物细胞的吸水和失水

（1）动物细胞的吸水和失水（以哺乳动物成熟红细胞为例）

项目

吸水

水分子进出平衡

失水

条件

外界溶液浓度小于细胞内液浓度

外界溶液浓度等于细胞内液浓度

外界溶液浓度大于细胞内液浓度

现象

细胞膨胀甚至胀破

细胞形态基本不变

细胞皱缩

图示

（2）植物细胞的吸水和失水（以成熟植物细胞为例）

项目

吸水

水分子进出平衡

失水

条件

外界溶液浓度小于细胞液浓度

外界溶液浓度等于细胞液浓度

外界溶液浓度大于细胞液浓度

现象

细胞形态基本不变、稍有增大或发生质壁分离后的复原

细胞形态基本不变

细胞发生质壁分离

3.活动：

观察洋葱表皮细胞的质壁分离与复原

（1）质壁分离的条件和原理

①条件：

大液泡、细胞壁。

红细胞没有细胞壁不能发生质壁分离。

②原理：

a.原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性

b.细胞液的浓度小于外界溶液的浓度。

（2）实验步骤

（3）实验分析

①本实验存在两组对照实验

第一组—

第二组—

②质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。

这是由于细胞壁是全透性的且有水分子通过原生质层渗出来。

4.细胞结构判断

（2015·浙江10月学考改编）用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液浸润紫色洋葱鳞片叶外表皮，在显微镜下观察到如图所示的结果。

请填写下列序号代表的结构或物质：

①：

细胞壁　②（④）：

液泡　③：

外界溶液（蔗糖溶液）

5.吸水能力大小判断

细胞液浓度越大，吸水能力越强，吸水速率越快。

B的吸水能力＞A的吸水能力。

6.常见渗透装置图形分析

（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。

你如何利用上述简易的渗透系统验证渗透作用发生必须具备“半透膜”？

又如何验证必须具备“浓度差”？

是否需设置对照实验？

写出实验思路即可。

提示　验证渗透作用发生的条件实验思路如下：

上述实验中甲所起的作用为对照

其中

细胞能否发生质壁分离及复原的判断

（1）从细胞角度分析

①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞（如根尖分生区细胞）不发生质壁分离及复原现象。

②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。

（2）从溶液角度分析

①在一定浓度（溶质不能透膜）的溶液中只会发生质壁分离现象，不能自动复原。

②在一定浓度（溶质可透膜）的溶液（如KNO3、甘油等）中可发生质壁分离后自动复原现象。

③在高浓度溶液（可导致细胞失水死亡）中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。

④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离实验的外界溶液。

角度1　结合渗透现象的分析考查科学思维能力

1.（2017·全国卷Ⅱ，4）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.0～4h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内

B.0～1h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等

C.2～3h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压

D.0～1h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压

[慧眼识图　获取信息]

注：

因细胞壁的伸缩性较小，而原生质体的伸缩性较大，故0～1h内细胞体积的变化量小于原生质体体积的变化量。

答案　C

2.（2018·永安一中等三校联考）如图所示，甲是渗透作用装置示意图，乙、丙两曲线图中的横坐标代表时间。

下列叙述正确的是（　　）

A.玻璃管内的液面与烧杯的液面高度的差的变化可用乙表示

B.水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用曲线丙表示

C.达到渗透平衡时，半透膜两侧溶液浓度、渗透压都相等

D.达到渗透平衡时，玻璃管内的液面高度一定大于烧杯的液面高度

解析　图甲中半透膜内是蔗糖溶液，烧杯内为蒸馏水，存在浓度差，发生渗透作用，则玻璃管内的液面与烧杯的液面高度的差越来越大，最后进出半透膜的水分子数达到平衡，高度差不在变化，可以用图丙表示，A错误；由于半透膜内外存在浓度差，所以烧杯内的水分通过半透膜进入半透膜内，则半透膜内溶液A的浓度越来越低，水分子进入半透膜的速度也越来越低，直至平衡，可用曲线乙表示，B错误；初始状态半透膜一侧是蔗糖，一侧是清水，膜两侧溶液水分子进出的速率相等即渗透平衡时，半透膜两侧浓度不可能相等，渗透压也不可能相等，仍然是蔗糖一侧的浓度较大、渗透压较大，C错误；达到渗透平衡时，玻璃管内的液面高度—定大于烧杯的液面高度，D正确。

答案　D

有关渗透作用的“3”个易错点

（1）渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如质量分数为10%葡萄糖溶液和质量分数为10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%蔗糖溶液的渗透压小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。

（2）水分子的移动方向是双向移动，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。

（3）渗透平衡≠浓度相等。

渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。

角度2　围绕植物细胞的质壁分离与复原考查科学探究能力

3.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.由甲到乙的变化中，细胞壁与原生质层之间逐渐充满了外界溶液

B.甲、乙、丙不可能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

解析　看图可知：

由甲到乙的变化中，细胞壁与原生质层发生了质壁分离现象，由于细胞壁具有全透性，因此细胞壁与原生质层之间逐渐充满了外界溶液，A正确；在细胞失水发生质壁分离和复原过程中，甲→乙（逐步发生质壁分离）、乙→丙（发生质壁分离的复原）可在同一个细胞内依次发生，B错误；甲细胞失水较少，乙细胞失水较多，与甲相比，乙所示细胞的细胞液浓度较高，C错误；由乙转变为丙的过程中，细胞发生质壁分离的复原，此时水分子从胞外扩散到胞内的多于从胞内扩散到胞外的，D错误。

答案　A

4.（2018·浙江十校联考）用紫色洋葱鳞片叶外表皮制备“观察细胞质壁分离和复原实验”的临时装片，观察细胞的变化。

下列有关实验操作和结果的叙述，错误的是（　　）

A.可以用低倍镜观察细胞质壁分离和质壁分离复原现象

B.黑藻叶片不能作为“观察细胞质壁分离和复原实验”的材料

C.该实验所使用的蔗糖溶液浓度为0.3g/mL

D.在光学显微镜下可以看到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞核

解析　可以直接使用低倍镜观察细胞质壁分离和质壁分离后的复原现象，A正确；黑藻叶片含有大液泡，能作为“观察细胞质壁分离和复原实验”的材料，B错误；在观察质壁分离时使用的蔗糖溶液浓度是0.3g/mL，C正确；在光学显微镜下可以看到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞核，D正确。

答案　B

质壁分离及质壁分离复原实验的关键点

注意事项

原因说明

①制片时应选用紫色洋葱鳞片叶的外表皮

紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的液泡是深色的，实验过程中便于观察液泡的变化

②蔗糖溶液浓度不能过高

细胞会因失水过多而死亡，不能发生质壁分离复原现象

③滴加蔗糖溶液时，一次滴液不要太多

避免糖液溢至盖玻片上，污染物镜镜头

④质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长

质壁分离时间过长，细胞会因失水时间过长而死亡

考点二　物质出入细胞的方式

1.（2018·浙江11月选考）下列关于物质出入细胞方式的叙述，错误的是（　　）

A.O2和酒精以扩散方式进入细胞

B.胰蛋白酶以胞吐方式分泌到细胞外

C.细菌和病毒被巨噬细胞吞噬时须穿过质膜

D.红细胞在蒸馏水中会因渗透作用吸水而破裂

解析　细菌和病毒被巨噬细胞吞噬时是通过胞吞的方式进入细胞，未穿过质膜，C错误。

答案　C

2.（2017·浙江11月选考）下列物质出入细胞过程中，需要消耗ATP的是（　　）

A.甘油进入人体皮肤细胞

B.葡萄糖通过易化扩散进入红细胞

C.矿质离子逆浓度梯度转运至根细胞内

D.质壁分离过程中水分子进出洋葱表皮细胞

答案　C

本题组