新教材高考生物一輪復(fù)習(xí)第2單元細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu) 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第3講細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出課件

這是一份新教材高考生物一輪復(fù)習(xí)第2單元細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu) 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第3講細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出課件，共60頁(yè)。PPT課件主要包含了課標(biāo)要求，備考指導(dǎo)，內(nèi)容索引，②現(xiàn)象，2類型，實(shí)驗(yàn)流程，現(xiàn)象與結(jié)論，ACD，3溫度等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.闡明細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性。2.舉例說(shuō)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。3.舉例說(shuō)明大分子物質(zhì)可以通過(guò)胞吞、胞吐進(jìn)出細(xì)胞。
1.通過(guò)列表法及圖文結(jié)合方式比較自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別和聯(lián)系,并能設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)或據(jù)圖分析某種物質(zhì)的運(yùn)輸方式。2.構(gòu)建各種跨膜運(yùn)輸?shù)臄?shù)學(xué)模型和溫度、O2濃度對(duì)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)挠绊懬€,加深對(duì)各種跨膜運(yùn)輸方式的理解。
第一環(huán)節(jié)　必備知識(shí)落實(shí)
第二環(huán)節(jié)　關(guān)鍵能力形成
第三環(huán)節(jié)　核心素養(yǎng)提升
知識(shí)篩查1.滲透作用(1)概念:指水分子(或其他溶劑分子)通過(guò)半透膜的擴(kuò)散過(guò)程。(2)發(fā)生滲透作用的條件:一是具有半透膜,二是半透膜兩側(cè)存在濃度差。
2.動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞的吸水和失水(1)動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水①
(2)植物細(xì)胞的吸水和失水(以成熟植物細(xì)胞為例)①原理
易錯(cuò)易混有關(guān)滲透作用的3個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)滲透系統(tǒng)的溶液濃度指物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)量濃度,實(shí)質(zhì)是指滲透壓。如質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的蔗糖溶液的質(zhì)量濃度相等,但質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的蔗糖溶液的滲透壓小,故水可通過(guò)半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移動(dòng)。(2)水分子的移動(dòng)方向是雙向的,但最終結(jié)果是由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子數(shù)較多。(3)只有活的、成熟的植物細(xì)胞才能發(fā)生質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原。
知識(shí)落實(shí)1.某興趣小組用圖甲所示裝置研究滲透作用,a和b均為蔗糖溶液,c允許單糖通過(guò)。圖乙所示為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列說(shuō)法正確的是(　　)A.燒杯中蔗糖溶液濃度大于漏斗中蔗糖溶液濃度B.若t2時(shí)刻燒杯中加入蔗糖酶,則h最終將下降C.t2時(shí)刻半透膜兩側(cè)蔗糖溶液濃度相同D.若t2時(shí)刻漏斗中加入蔗糖酶,則h將先上升后下降　
漏斗液面高于燒杯,說(shuō)明漏斗中蔗糖溶液濃度大于燒杯中蔗糖溶液濃度,A項(xiàng)錯(cuò)誤。若t2時(shí)刻燒杯中加入蔗糖酶,蔗糖被分解為單糖,燒杯內(nèi)溶液濃度會(huì)先上升,由于c允許單糖通過(guò),繼而燒杯內(nèi)溶液濃度會(huì)下降,則h將先下降后上升,B項(xiàng)錯(cuò)誤。t2時(shí)刻半透膜兩側(cè)水分子進(jìn)出速率相等,但是由于漏斗與燒杯的液面高度不同,所以膜兩側(cè)溶液濃度不相等,C項(xiàng)錯(cuò)誤。若t2時(shí)刻漏斗中加入蔗糖酶,蔗糖被分解為單糖,漏斗內(nèi)溶液濃度會(huì)先上升,由于c允許單糖通過(guò),繼而漏斗內(nèi)溶液濃度會(huì)下降,則h將先上升后下降,D項(xiàng)正確。
2.將紅細(xì)胞分別放在等滲的NaCl和KCl溶液中一段時(shí)間,前者不會(huì)引發(fā)溶血現(xiàn)象(血細(xì)胞破裂)而后者會(huì)引發(fā)。導(dǎo)致這種現(xiàn)象發(fā)生的原因是(　　)A.Cl-大量進(jìn)入紅細(xì)胞引起紅細(xì)胞吸水B.KCl溶液濃度大于紅細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)濃度C.K+大量進(jìn)入紅細(xì)胞引起紅細(xì)胞吸水D.K+破壞了紅細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性
將紅細(xì)胞分別放在等滲的NaCl和KCl溶液中一段時(shí)間,前者不會(huì)引發(fā)溶血現(xiàn)象,說(shuō)明Na+和Cl-沒(méi)有大量進(jìn)入紅細(xì)胞;后者會(huì)引發(fā)溶血現(xiàn)象,說(shuō)明K+大量進(jìn)入紅細(xì)胞引起紅細(xì)胞吸水。
3.根據(jù)“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)與下圖判斷,下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí),植物細(xì)胞失去的水分主要來(lái)自大液泡B.A/B的值越大,說(shuō)明所滴加的蔗糖溶液濃度越大C.所滴加的蔗糖溶液濃度越大,該細(xì)胞的A越小D.A/B的值越大,說(shuō)明細(xì)胞質(zhì)壁分離程度越大
細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里面的細(xì)胞液,發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí),植物細(xì)胞失去的水分主要來(lái)自大液泡,A項(xiàng)正確。A/B=細(xì)胞的長(zhǎng)度/原生質(zhì)體的長(zhǎng)度,A的變化很小,所以A/B的值越大,說(shuō)明原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間的距離越大,則質(zhì)壁分離程度越大,所滴加的蔗糖溶液濃度越大,B、D兩項(xiàng)正確。題圖中的A是從細(xì)胞的兩端測(cè)量的,代表的是細(xì)胞的長(zhǎng)度,由于細(xì)胞壁的伸縮性很小,所以A變化很小,幾乎不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
知識(shí)篩查1.被動(dòng)運(yùn)輸(1)概念:物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞,不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量,這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式稱為被動(dòng)運(yùn)輸。
2.主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐(1)主動(dòng)運(yùn)輸①方向:逆濃度梯度,離子或分子從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)。②條件:載體蛋白和能量。
③生理意義:主動(dòng)運(yùn)輸普遍存在于動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中,通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸來(lái)選擇吸收所需要的物質(zhì),排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì),從而保證細(xì)胞和個(gè)體生命活動(dòng)的需要。
知識(shí)落實(shí)1.研究發(fā)現(xiàn),水分子進(jìn)入植物細(xì)胞的兩種方式如右圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.圖中不需要水通道蛋白的跨膜運(yùn)輸方式為自由擴(kuò)散B.水分子通過(guò)水通道蛋白是順濃度梯度進(jìn)行的C.土壤溶液濃度過(guò)高時(shí),植物只通過(guò)水通道蛋白失水D.根毛細(xì)胞的吸水能力與其細(xì)胞液中水的相對(duì)含量有關(guān)
題圖中不需要水通道蛋白的跨膜運(yùn)輸方式中水分子從高濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)降蜐舛纫粋?cè),不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助,不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量,為自由擴(kuò)散,A項(xiàng)正確。水分子通過(guò)水通道蛋白從高濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)降蜐舛纫粋?cè),即是順濃度梯度進(jìn)行的,B項(xiàng)正確。土壤溶液濃度過(guò)高時(shí),植物會(huì)通過(guò)自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的方式失水,C項(xiàng)錯(cuò)誤。根毛細(xì)胞的吸水能力取決于土壤溶液濃度與其細(xì)胞液濃度的差值,即與其細(xì)胞液中水的相對(duì)含量有關(guān),D項(xiàng)正確。
2.鈉—鉀ATP酶(Na+/K+—ATPase)存在于大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞膜上,能夠利用ATP水解釋放的能量,將細(xì)胞內(nèi)的Na+泵出細(xì)胞外,而相應(yīng)地將細(xì)胞外的K+泵入細(xì)胞內(nèi),從而維持膜內(nèi)外一定的電化學(xué)梯度。該電化學(xué)梯度能驅(qū)動(dòng)葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)載體以同向協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)的方式將葡萄糖等有機(jī)物轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi),然后由膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)載體GLUT2轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外液,完成對(duì)葡萄糖的吸收。下圖為人小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖的過(guò)程示意圖。
下列分析正確的是(　　)A.圖示細(xì)胞吸收和釋放Na+的方式均屬于主動(dòng)運(yùn)輸B.圖示細(xì)胞吸收和釋放葡萄糖的方式均屬于協(xié)助擴(kuò)散C.圖示細(xì)胞的膜蛋白有催化、運(yùn)輸、信息交流等功能D.圖示的Na+/K+—ATPase也存在于神經(jīng)元的細(xì)胞膜上
題圖所示細(xì)胞釋放Na+由細(xì)胞內(nèi)的低濃度到細(xì)胞外的高濃度,同時(shí)伴隨著ATP水解,因此釋放Na+的方式是主動(dòng)運(yùn)輸,但吸收Na+的過(guò)程需要載體蛋白并由高濃度向低濃度轉(zhuǎn)運(yùn),因此是協(xié)助擴(kuò)散,A項(xiàng)錯(cuò)誤。葡萄糖由腸腔轉(zhuǎn)移到小腸上皮細(xì)胞是通過(guò)Na+形成的電化學(xué)梯度驅(qū)動(dòng)的,由葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)載體轉(zhuǎn)運(yùn),是一種主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞?而通過(guò)GLUT2將細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外液中的方式是協(xié)助擴(kuò)散,B項(xiàng)錯(cuò)誤。題圖中所示的膜蛋白Na+/K+—ATPase能夠催化ATP水解,并同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)Na+和K+,因此具有催化作用和運(yùn)輸作用,但并未體現(xiàn)膜蛋白的信息交流功能,C項(xiàng)錯(cuò)誤。Na+/K+—ATPase存在于大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞中,負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)Na+和K+,并同時(shí)水解ATP為其提供能量,維持細(xì)胞膜內(nèi)外的電化學(xué)梯度,因此可推測(cè)該蛋白質(zhì)也存在于神經(jīng)元的細(xì)胞膜上,D項(xiàng)正確。
知識(shí)篩查1.實(shí)驗(yàn)原理(1)成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。(2)細(xì)胞液具有一定的濃度,能滲透吸水和失水。(3)原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大得多。
4.特別提醒(1)本實(shí)驗(yàn)存在兩組對(duì)照實(shí)驗(yàn)(2)本實(shí)驗(yàn)是高中生物學(xué)教科書中涉及“用顯微鏡觀察”的實(shí)驗(yàn)中唯一“只在低倍鏡下”(不換“高倍鏡”)觀察的實(shí)驗(yàn)。
知識(shí)落實(shí)1.在“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)中,對(duì)紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞臨時(shí)裝片進(jìn)行了三次觀察和兩次處理。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A.第一次觀察為低倍鏡觀察,后兩次為高倍鏡觀察B.第一次處理滴加的液體為清水,第二次處理滴加的液體為質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液C.若將紫色洋蔥鱗片葉的外表皮換成內(nèi)表皮,則不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離D.紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中不屬于原生質(zhì)層的有細(xì)胞壁、細(xì)胞核和細(xì)胞液
在“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)中,一般需要進(jìn)行三次顯微觀察,第一次是對(duì)正常細(xì)胞的觀察,第二次是對(duì)發(fā)生質(zhì)壁分離細(xì)胞的觀察,第三次是對(duì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原細(xì)胞的觀察,三次觀察均為低倍鏡觀察,A項(xiàng)錯(cuò)誤。第一次處理滴加的液體為質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液,觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象;第二次處理滴加的液體為清水,觀察質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象,B項(xiàng)錯(cuò)誤。紫色洋蔥鱗片葉的內(nèi)表皮細(xì)胞也會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離,但其細(xì)胞液中不含色素,不容易觀察,C項(xiàng)錯(cuò)誤。原生質(zhì)層是指細(xì)胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì),紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中不屬于原生質(zhì)層的有細(xì)胞壁、細(xì)胞核和細(xì)胞液,D項(xiàng)正確。
2.下圖表示紫色洋蔥鱗片葉同一部位的外表皮細(xì)胞在蔗糖溶液或氯化鈉溶液中質(zhì)壁分離的情況。下列分析正確的是(　　)A.制作臨時(shí)裝片時(shí)都需要在載玻片上滴1~2滴生理鹽水B.當(dāng)兩種溶液濃度為1.0 ml/L時(shí),細(xì)胞均失水死亡C.洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度可能與0.2 ml/L的蔗糖溶液的相當(dāng)D.宜選擇濃度為0.8 ml/L的氯化鈉溶液用于觀察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)
當(dāng)兩種溶液的濃度為0.2 ml/L時(shí),兩種溶液中都沒(méi)有發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞,當(dāng)兩種溶液的濃度稍大于0.2 ml/L時(shí),兩種溶液中開(kāi)始出現(xiàn)發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞。這說(shuō)明洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度可能與0.2 ml/L的蔗糖溶液的相當(dāng)。
3.某班級(jí)為探究植物細(xì)胞外界溶液濃度與質(zhì)壁分離程度的關(guān)系,用原生質(zhì)層長(zhǎng)度(b)與細(xì)胞長(zhǎng)度(a)的比值(b/a)表示質(zhì)壁分離程度,用不同濃度的NaCl溶液(標(biāo)注為1~5號(hào))進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.1號(hào)溶液可能是清水對(duì)照B.NaCl溶液的濃度從1號(hào)至5號(hào)逐漸升高C.2號(hào)溶液濃度已引起質(zhì)壁分離D.外界溶液濃度越大,質(zhì)壁分離程度越小
由于植物細(xì)胞存在細(xì)胞壁,當(dāng)植物細(xì)胞吸水時(shí),原生質(zhì)層也不會(huì)大于細(xì)胞長(zhǎng)度,而1號(hào)溶液中b/a值為1,表明植物細(xì)胞不發(fā)生失水,因此外界溶液可能是清水。NaCl溶液的濃度從1號(hào)至5號(hào)時(shí),b/a值逐漸變小,植物細(xì)胞質(zhì)壁分離程度越來(lái)越大,NaCl溶液的濃度逐漸升高。2號(hào)溶液中b/a值小于1,表明原生質(zhì)層長(zhǎng)度比細(xì)胞長(zhǎng)度短,植物已發(fā)生質(zhì)壁分離。在一定范圍內(nèi),外界溶液濃度越大,質(zhì)壁分離程度越大。
典型例題(不定項(xiàng)選擇題)下頁(yè)左上圖為滲透作用實(shí)驗(yàn)示意圖,開(kāi)始時(shí)如圖1所示,a代表清水,b、c代表蔗糖溶液(蔗糖不能透過(guò)半透膜),過(guò)一段時(shí)間后結(jié)果如圖2所示,漏斗管內(nèi)的液面不再發(fā)生變化,H1、H2表示漏斗管內(nèi)液面與清水的高度差。下列說(shuō)法正確的是(　　)A.圖1中b的濃度大于c的濃度B.圖2中b的濃度等于c的濃度C.圖1 a中水分子擴(kuò)散到b的速率大于a中水分子擴(kuò)散到c的速率D.圖2 a中水分子擴(kuò)散到b的速率等于b中水分子擴(kuò)散到a的速率
題圖2漏斗中的液面不再變化,處于平衡狀態(tài),H1高于H2,所以題圖2中b的濃度大于c的濃度。
整合構(gòu)建1.常見(jiàn)滲透裝置的圖形分析(1)溶質(zhì)不能透過(guò)半透膜的情況①若S1溶液濃度大于S2溶液濃度,則單位時(shí)間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于由S1→S2的水分子數(shù),外觀上表現(xiàn)為S1溶液液面上升;若S1溶液濃度小于S2溶液濃度,則情況相反,外觀上表現(xiàn)為S1溶液液面下降。②在達(dá)到滲透平衡后,若存在如上圖所示的液面差Δh,則S1溶液濃度仍大于S2溶液濃度。因?yàn)橐好娓叩囊粋?cè)形成的壓強(qiáng),會(huì)阻止溶劑由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴(kuò)散。
(2)溶質(zhì)能透過(guò)半透膜的情況若S1溶液濃度大于S2溶液濃度,則最初單位時(shí)間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于由S1→S2的,隨著溶質(zhì)的擴(kuò)散,最終S1溶液和S2溶液濃度相等,外觀上表現(xiàn)為S1溶液液面先上升后下降,最終S1溶液和S2溶液液面持平;若S1溶液濃度小于S2溶液濃度,則情況相反。
2.滲透方向及濃度大小的判斷(1)判斷溶劑滲透的總方向①若半透膜兩側(cè)是同種溶液,根據(jù)質(zhì)量濃度或物質(zhì)的量濃度判定。②若半透膜兩側(cè)是不同的溶液,物質(zhì)的量濃度才能體現(xiàn)溶質(zhì)或溶劑分子數(shù)的多少,如半透膜兩側(cè)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液,則葡萄糖溶液一側(cè)單位體積中葡萄糖分子數(shù)多(水分子數(shù)少),水分子由蔗糖溶液一側(cè)通過(guò)半透膜向葡萄糖溶液一側(cè)擴(kuò)散。(2)判斷半透膜兩側(cè)溶液濃度大小若滲透平衡后,半透膜兩側(cè)液面仍存在液面差,則半透膜兩側(cè)溶液就存在濃度差,液面差越大,濃度差就越大,且液面高的一側(cè)溶液濃度大。
3.滲透系統(tǒng)組成的實(shí)驗(yàn)探究甲、乙對(duì)比可說(shuō)明滲透作用的發(fā)生必須具有半透膜;甲、丙對(duì)比可說(shuō)明滲透作用的發(fā)生必須滿足半透膜兩側(cè)存在濃度差。
訓(xùn)練突破1.右圖為研究滲透作用的實(shí)驗(yàn)裝置,漏斗內(nèi)溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液,水分子可以透過(guò)半透膜,而蔗糖分子則不能。漏斗內(nèi)外起始時(shí)液面相平,當(dāng)滲透達(dá)到平衡時(shí),液面差為m。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A.滲透平衡時(shí),S1溶液的濃度等于S2溶液的濃度B.若向漏斗中加入蔗糖分子,則平衡時(shí)m變小C.達(dá)到滲透平衡時(shí),仍有水分子通過(guò)半透膜進(jìn)出D.若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液,再次平衡時(shí)m將增大
漏斗內(nèi)外起始時(shí)液面相平,液面差m的形成與漏斗內(nèi)外的滲透壓不同有關(guān)。當(dāng)達(dá)到滲透平衡時(shí),由于液面高的一側(cè)形成的壓強(qiáng)會(huì)阻止水分子由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴(kuò)散,故S1溶液的濃度仍大于S2溶液的濃度,A項(xiàng)錯(cuò)誤。若向漏斗中加入蔗糖分子會(huì)使半透膜兩側(cè)的濃度差變大,則平衡時(shí)m變大,B項(xiàng)錯(cuò)誤。吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液,會(huì)導(dǎo)致漏斗內(nèi)蔗糖溶液的滲透壓減小,再次平衡時(shí)m將減小,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.下圖中X、Y、Z分別為蒸餾水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的葡萄糖溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的淀粉溶液,且單糖能通過(guò)半透膜而二糖、多糖不能通過(guò)半透膜。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.裝置A的現(xiàn)象是左側(cè)液面先下降后上升,最終左右液面持平B.若將裝置A中左右兩側(cè)替換為等量的同濃度的蔗糖溶液,并向左右兩側(cè)分別加入相等且適量的蔗糖酶、淀粉酶,則左側(cè)液面先升后降最后不變C.裝置B燒杯中溶液液面下降的速率逐漸減緩D.裝置B達(dá)到滲透平衡后,由于液面差的存在,水分子向半透膜兩側(cè)擴(kuò)散的速率不同
裝置A中X為蒸餾水、Y為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的葡萄糖溶液,一開(kāi)始,由于裝置A右側(cè)溶液濃度高,水向右側(cè)擴(kuò)散的速率大于水向左側(cè)擴(kuò)散的速率,左側(cè)液面下降;隨著葡萄糖從右向左通過(guò)半透膜,左側(cè)溶液濃度不斷上升,左側(cè)液面上升;最終當(dāng)葡萄糖在左右兩側(cè)含量相同時(shí),水向右側(cè)擴(kuò)散的速率等于水向左側(cè)擴(kuò)散的速率,左右液面持平,A項(xiàng)正確。由于酶具有專一性,蔗糖只能被蔗糖酶催化水解而不能被淀粉酶催化水解,左側(cè)一分子蔗糖水解成兩分子單糖,左側(cè)溶液濃度上升,液面升高;隨后單糖通過(guò)半透膜從左側(cè)向右側(cè)擴(kuò)散,使左側(cè)溶液濃度降低,液面下降;最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,B項(xiàng)正確。裝置B中Z溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的淀粉溶液)濃度大于X溶液(蒸餾水)濃度,所以漏斗中溶液液面上升、燒杯中溶液液面下降,但隨著液面差的增大,液柱對(duì)半透膜的壓強(qiáng)阻礙了水分子向漏斗的擴(kuò)散,使燒杯液面下降的速率逐漸減緩,C項(xiàng)正確。在達(dá)到滲透平衡后,水分子向半透膜兩側(cè)擴(kuò)散的速率相同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
典型例題右圖甲和圖乙反映物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A.抑制細(xì)胞呼吸,對(duì)圖甲所示類型無(wú)影響,而對(duì)圖乙所示類型有影響B(tài).依據(jù)物質(zhì)濃度梯度,只要是順濃度梯度的運(yùn)輸就是圖甲所示類型中的自由擴(kuò)散C.依據(jù)是否需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的運(yùn)輸就是圖甲所示類型中的協(xié)助擴(kuò)散D.甲和乙都屬于跨膜運(yùn)輸
圖甲表示自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸;圖乙表示胞吞和胞吐,其中主動(dòng)運(yùn)輸、胞吞和胞吐均需要能量,故抑制細(xì)胞呼吸,對(duì)圖甲和圖乙所示類型均有影響,A項(xiàng)錯(cuò)誤。自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散均是順濃度梯度進(jìn)行的,B項(xiàng)錯(cuò)誤。需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的運(yùn)輸有協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸,C項(xiàng)錯(cuò)誤。
整合構(gòu)建1.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的比較
2.影響物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)囊蛩?1)物質(zhì)濃度(在一定的范圍內(nèi))
(2)O2濃度(哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸與O2無(wú)關(guān))
知識(shí)延伸同一物質(zhì)的不同運(yùn)輸方式
訓(xùn)練突破1.下圖表示與自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散有關(guān)的圖例或曲線。下列選項(xiàng)對(duì)應(yīng)正確的是(　　)A.肺泡上皮細(xì)胞吸收氧氣——①④B.人的成熟紅細(xì)胞吸收葡萄糖——②③C.甘油進(jìn)出細(xì)胞——①③D.肌肉細(xì)胞吸收水——②④
①②表示兩種跨膜運(yùn)輸方式,分別是自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散;③④表示兩種影響因素曲線,分別對(duì)應(yīng)自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散。肺泡上皮細(xì)胞吸收氧氣的方式是自由擴(kuò)散,對(duì)應(yīng)①③;人的成熟紅細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴(kuò)散,對(duì)應(yīng)②④;甘油進(jìn)出細(xì)胞的方式是自由擴(kuò)散,對(duì)應(yīng)①③;肌肉細(xì)胞吸收水的方式是自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散,對(duì)應(yīng)①②③④。
2.下圖甲、乙分別表示洋蔥根尖在不同O2濃度及不同底物濃度情況下(其他條件適宜),從含硝酸鉀的全營(yíng)養(yǎng)液中吸收 的速率。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.A點(diǎn)時(shí)影響離子吸收速率的主要因素是能量B.B點(diǎn)時(shí)離子吸收速率不再增大是因?yàn)檩d體蛋白的數(shù)量有限C.C點(diǎn)時(shí)影響離子吸收速率的主要因素是底物濃度D.D點(diǎn)時(shí)離子吸收速率不再增大是因?yàn)榈孜餄舛忍?細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離
洋蔥根尖吸收 的方式是主動(dòng)運(yùn)輸,吸收速率受能量、載體蛋白和底物濃度的影響。A點(diǎn)時(shí)離子吸收速率未達(dá)到最大,限制因素是O2濃度,而O2濃度通過(guò)影響呼吸作用產(chǎn)生的能量而影響吸收速率,故此時(shí)主要影響因素是能量,A項(xiàng)正確。B點(diǎn)時(shí)離子吸收速率不再隨O2濃度增大而增大,此時(shí)的限制因素是載體蛋白的數(shù)量,B項(xiàng)正確。C點(diǎn)時(shí)離子吸收速率未達(dá)到最大,此時(shí)影響離子吸收速率的主要因素是底物濃度,C項(xiàng)正確。D點(diǎn)時(shí)離子吸收速率不再隨底物濃度增大而增大,主要是因?yàn)檩d體蛋白的數(shù)量有限,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.圖①表示葡萄糖、Na+和O2進(jìn)出肝細(xì)胞的方式,圖②、圖③表示這些物質(zhì)進(jìn)出該細(xì)胞時(shí),轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量或O2濃度與運(yùn)輸速率的關(guān)系。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A.葡萄糖進(jìn)入該細(xì)胞的運(yùn)輸速率符合圖②和圖③B.Na+運(yùn)出該細(xì)胞的運(yùn)輸速率符合圖②,不符合圖③C.O2進(jìn)入該細(xì)胞的運(yùn)輸速率不符合圖②,符合圖③D.K+進(jìn)入該細(xì)胞的方式和Na+運(yùn)出該細(xì)胞的方式相同
O2濃度的高低在一定程度上可表示有氧呼吸的強(qiáng)弱,進(jìn)而可表示能量的多少。由圖①可知,葡萄糖進(jìn)入肝細(xì)胞的方式是協(xié)助擴(kuò)散,需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,不需要能量,符合圖②和圖③,A項(xiàng)正確。Na+運(yùn)出肝細(xì)胞是從低濃度到高濃度,需要載體蛋白,可判斷該運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸,需要能量,符合圖②,其運(yùn)輸速率與O2濃度有關(guān),不符合圖③,B項(xiàng)正確。O2進(jìn)入肝細(xì)胞的方式是自由擴(kuò)散,不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,不符合圖②,但是與其自身的濃度有關(guān),不符合圖③,C項(xiàng)錯(cuò)誤。K+進(jìn)入肝細(xì)胞的方式是主動(dòng)運(yùn)輸,和Na+運(yùn)出該細(xì)胞的方式相同,D項(xiàng)正確。
4.水存在兩種跨膜運(yùn)輸機(jī)制:一種是通過(guò)磷脂雙分子層的自由擴(kuò)散,另一種是通過(guò)專一的水通道蛋白跨膜運(yùn)輸。研究者據(jù)此提出的實(shí)驗(yàn)思路如下。①實(shí)驗(yàn)分組甲組:腎小管上皮細(xì)胞+生理鹽水配制的蛋白酶液。乙組:腎小管上皮細(xì)胞+X。②將甲、乙兩組制成裝片,在蓋玻片一側(cè)滴清水,另一側(cè)用吸水紙引流,顯微鏡下觀察漲破的細(xì)胞數(shù)目。(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康??　 。?(2)題中X是　 。?(3)若甲組和乙組漲破的細(xì)胞數(shù)目基本相同,說(shuō)明　　　　　　　　;若甲組只有極少的細(xì)胞發(fā)生漲破,說(shuō)明　　　　　　　　　　　　　　;若　? 　,說(shuō)明腎小管上皮細(xì)胞通過(guò)上述兩種方式吸收水分。
答案:(1)探究腎小管上皮細(xì)胞細(xì)胞膜上水分子的運(yùn)輸方式或探究腎小管上皮細(xì)胞的吸水方式(合理即可)(2)等量的生理鹽水(3)水通過(guò)腎小管上皮細(xì)胞細(xì)胞膜的方式是自由擴(kuò)散　腎小管上皮細(xì)胞主要依賴水通道蛋白吸水　甲、乙兩組均出現(xiàn)一定數(shù)量漲破的細(xì)胞,且甲組漲破的細(xì)胞數(shù)量比乙組少解析:題干給出了細(xì)胞吸水的兩種方式:一種是通過(guò)磷脂雙分子層的自由擴(kuò)散,另一種是通過(guò)專一的水通道蛋白跨膜運(yùn)輸。要探究水通過(guò)什么方式被吸收,應(yīng)設(shè)置膜蛋白被除去的實(shí)驗(yàn)組和不做處理的對(duì)照組進(jìn)行探究。腎小管上皮細(xì)胞吸水的方式可能有三種情況:通過(guò)自由擴(kuò)散吸收,通過(guò)水通道蛋白吸收,兩種方式同時(shí)進(jìn)行。依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,推斷可能的運(yùn)輸方式。
典型例題引起50%左右的細(xì)胞發(fā)生初始質(zhì)壁分離的濃度,稱為細(xì)胞液的等滲濃度。某生物興趣小組將剪成均等小塊的洋蔥表皮分別放入等量的下面各組溶液中,并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.蔗糖溶液濃度小于0.3 ml/L時(shí),洋蔥表皮細(xì)胞不發(fā)生滲透作用B.該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明洋蔥表皮細(xì)胞存在不同濃度的細(xì)胞液C.該洋蔥表皮細(xì)胞細(xì)胞液的等滲濃度范圍為0.5~0.6 ml/LD.為了更精確地測(cè)定洋蔥表皮細(xì)胞細(xì)胞液的等滲濃度,可以設(shè)置更小蔗糖溶液的濃度梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
蔗糖溶液濃度小于0.3 ml/L時(shí),洋蔥表皮細(xì)胞沒(méi)有發(fā)生質(zhì)壁分離,但不是沒(méi)有發(fā)生滲透作用,在低濃度的溶液中細(xì)胞會(huì)吸水。洋蔥表皮細(xì)胞在同一濃度(如0.4 ml/L)的蔗糖溶液中發(fā)生細(xì)胞質(zhì)壁分離的情況不同,說(shuō)明洋蔥表皮細(xì)胞存在不同濃度的細(xì)胞液。根據(jù)題干信息和表格數(shù)據(jù)可知,該洋蔥表皮細(xì)胞細(xì)胞液的等滲濃度范圍為0.5~0.6 ml/L。為了更精確地測(cè)定洋蔥表皮細(xì)胞細(xì)胞液的等滲濃度,可以設(shè)置更小蔗糖溶液的濃度梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
整合構(gòu)建1.巧判細(xì)胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原(1)從細(xì)胞角度分析①死細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞(如根尖分生區(qū)細(xì)胞)不發(fā)生質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原。②具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原。(2)從溶液角度分析①在溶質(zhì)不能透過(guò)原生質(zhì)層的一定濃度的溶液中只會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離,不能自動(dòng)復(fù)原,如質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液。②在溶質(zhì)能透過(guò)原生質(zhì)層的一定濃度的溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原,如KNO3溶液、甘油等。③在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離,但不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。
2.植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原的拓展應(yīng)用(1)判斷成熟植物細(xì)胞是不是活細(xì)胞
(2)測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍待測(cè)成熟植物細(xì)胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液 細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的蔗糖溶液濃度之間(3)比較不同成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度不同成熟植物細(xì)胞+同一濃度的蔗糖溶液 發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間越短,細(xì)胞液濃度越小;反之,細(xì)胞液濃度越大
(4)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
訓(xùn)練突破1.(2023全國(guó)甲卷)探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)是高中學(xué)生常做的實(shí)驗(yàn)。某同學(xué)用紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn),探究蔗糖溶液、清水處理外表皮后,外表皮細(xì)胞原生質(zhì)體和液泡的體積及細(xì)胞液濃度的變化。圖中所提到的原生質(zhì)體是指植物細(xì)胞不包括細(xì)胞壁的部分。下列示意圖中能夠正確表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是(　　)
用30%蔗糖溶液處理后,細(xì)胞失水導(dǎo)致原生質(zhì)體和液泡的體積都減小,細(xì)胞液濃度增大;用清水處理后,細(xì)胞吸水,原生質(zhì)體和液泡的體積都增大,細(xì)胞液濃度減小,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)蔗糖溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞失水,原生質(zhì)體和液泡的體積減小,細(xì)胞液濃度增大,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.某實(shí)驗(yàn)小組在室溫條件下,將紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞置于一定濃度的某溶液中,測(cè)得細(xì)胞液濃度與該溶液濃度的比值(P值)隨時(shí)間的變化曲線如右圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.該溶液可以是一定濃度的KCl溶液B.細(xì)胞在t1時(shí)刻開(kāi)始從外界溶液中吸收溶質(zhì)C.t1~t2時(shí)間段內(nèi),液泡體積有所增大D.若降低溫度,則t1~t2時(shí)間段會(huì)變長(zhǎng)
由題圖可知,細(xì)胞液濃度與該溶液濃度的比值(P值)隨時(shí)間的變化逐漸增大,最后趨于穩(wěn)定,即細(xì)胞液濃度不斷增加,且最后是外界溶液濃度的三倍,說(shuō)明在該溶液中細(xì)胞先不斷失水,之后溶質(zhì)分子進(jìn)入液泡,導(dǎo)致細(xì)胞液濃度高于該溶液,因此該溶液可以是一定濃度的KCl溶液,A項(xiàng)正確。細(xì)胞在t1時(shí)刻之前就已經(jīng)開(kāi)始從外界溶液中吸收溶質(zhì),B項(xiàng)錯(cuò)誤。t1~t2時(shí)間段內(nèi),細(xì)胞液濃度大于該溶液濃度,則細(xì)胞吸水導(dǎo)致液泡體積有所增大,C項(xiàng)正確。若降低溫度,該溶液中的溶質(zhì)分子進(jìn)入細(xì)胞的速度會(huì)降低,則t1~t2時(shí)間段會(huì)變長(zhǎng),D項(xiàng)正確。
高考真題剖析【例題】 (2022全國(guó)甲卷)植物成熟葉肉細(xì)胞的細(xì)胞液濃度可以不同。現(xiàn)將a、b、c三種細(xì)胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細(xì)胞,分別放入三個(gè)裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中,當(dāng)水分交換達(dá)到平衡時(shí)觀察到:①細(xì)胞a未發(fā)生變化;②細(xì)胞b體積增大;③細(xì)胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離。若在水分交換期間細(xì)胞與蔗糖溶液沒(méi)有溶質(zhì)的交換,下列關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)的敘述,不合理的是(　　)A.水分交換前,細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度B.水分交換前,細(xì)胞液濃度大小關(guān)系為細(xì)胞b>細(xì)胞a>細(xì)胞cC.水分交換平衡時(shí),細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度大于細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度D.水分交換平衡時(shí),細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度
核心素養(yǎng)考查點(diǎn)剖析:本題以文字信息為載體,主要考查植物細(xì)胞的吸水和失水,較好地考查了“科學(xué)思維”這一學(xué)科素養(yǎng)。答案:C
解析:由題干信息可知,水分交換達(dá)到平衡時(shí),細(xì)胞a未發(fā)生變化,則其細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度;細(xì)胞b體積增大,則其細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度;細(xì)胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離,則其細(xì)胞液濃度小于外界蔗糖溶液的濃度。因此水分交換前,細(xì)胞液濃度大小關(guān)系為細(xì)胞b>細(xì)胞a>細(xì)胞c,A、B兩項(xiàng)合理。由題意可知,水分交換達(dá)到平衡時(shí),細(xì)胞a未發(fā)生變化,說(shuō)明其細(xì)胞液濃度與外界蔗糖溶液的濃度相等。水分交換達(dá)到平衡時(shí),雖然細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度相等,但細(xì)胞c失水后外界蔗糖溶液的濃度減小,因此,水分交換平衡時(shí),細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度小于細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度,C項(xiàng)不合理。細(xì)胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離,水分交換達(dá)到平衡時(shí),其細(xì)胞液濃度與外界蔗糖溶液的濃度相等,D項(xiàng)合理。
典題訓(xùn)練1.(2023全國(guó)甲卷)物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞都需要經(jīng)過(guò)細(xì)胞膜。下列有關(guān)人體內(nèi)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹?正確的是(　　)A.乙醇是有機(jī)物,不能通過(guò)自由擴(kuò)散方式跨膜進(jìn)入細(xì)胞B.血漿中的K+進(jìn)入紅細(xì)胞時(shí)需要載體蛋白并消耗ATPC.抗體在漿細(xì)胞內(nèi)合成時(shí)消耗能量,其分泌過(guò)程不耗能D.葡萄糖可通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)荒芡ㄟ^(guò)協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞
乙醇屬于脂溶性物質(zhì),與細(xì)胞膜中的磷脂相似相溶,通過(guò)自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞,A項(xiàng)錯(cuò)誤。血漿中K+含量低,紅細(xì)胞內(nèi)K+含量高,K+逆濃度梯度進(jìn)入紅細(xì)胞,該物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸,需要載體蛋白的協(xié)助,同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量,B項(xiàng)正確。抗體為分泌蛋白,其分泌方式為胞吐,需要消耗能量,C項(xiàng)錯(cuò)誤。葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞的方式為主動(dòng)運(yùn)輸,進(jìn)入哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的方式為協(xié)助擴(kuò)散,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
下列說(shuō)法正確的是(　　)
3.植物細(xì)胞中水和礦質(zhì)元素離子會(huì)表現(xiàn)出某些特點(diǎn)。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.根細(xì)胞中的K+不能以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入土壤溶液中B.礦質(zhì)元素離子在細(xì)胞內(nèi)積累可引起外界溶液中的水進(jìn)入細(xì)胞C.根細(xì)胞吸收的礦質(zhì)元素能夠以離子的形式儲(chǔ)存在液泡中D.葉肉細(xì)胞中參與光合作用光反應(yīng)階段的水分子屬于結(jié)合水
根細(xì)胞中的K+不能以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入土壤溶液中,因?yàn)镵+跨膜運(yùn)輸需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助,自由擴(kuò)散不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助,A項(xiàng)正確。礦質(zhì)元素離子在細(xì)胞內(nèi)積累會(huì)引起細(xì)胞液濃度增大,進(jìn)而發(fā)生吸水,故會(huì)引起外界溶液中的水進(jìn)入細(xì)胞,B項(xiàng)正確。細(xì)胞內(nèi)無(wú)機(jī)鹽大多以離子形式存在,根細(xì)胞吸收的礦質(zhì)元素能夠以離子的形式儲(chǔ)存在液泡中,C項(xiàng)正確。葉肉細(xì)胞中參與光合作用光反應(yīng)階段的水分子屬于自由水,可以分解成氧和H+,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.(2023湖南卷)鹽堿脅迫下植物應(yīng)激反應(yīng)產(chǎn)生的H2O2對(duì)細(xì)胞有毒害作用。禾本科農(nóng)作物AT1蛋白通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平,影響H2O2的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn),如下圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.細(xì)胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制,促進(jìn)H2O2外排,從而減輕其對(duì)細(xì)胞的毒害C.敲除AT1基因或降低其表達(dá)可提高禾本科農(nóng)作物的耐鹽堿能力D.從特殊物種中發(fā)掘逆境脅迫相關(guān)基因是改良農(nóng)作物抗逆性的有效途徑
由題圖可以看出,PIP2s蛋白磷酸化被抑制后,H2O2從膜外運(yùn)向膜內(nèi)的速率大于從膜內(nèi)運(yùn)向膜外的速率,即PIP2s蛋白磷酸化被抑制后,抑制了H2O2外排,所以細(xì)胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤。敲除AT1基因或降低其表達(dá),AT1蛋白就不能抑制PIP2s蛋白磷酸化,則鹽堿脅迫下植物應(yīng)激反應(yīng)產(chǎn)生的H2O2外排的速率大于內(nèi)流的速率,可減輕H2O2對(duì)細(xì)胞的毒害作用,提高禾本科農(nóng)作物的耐鹽堿能力,C項(xiàng)正確。逆境脅迫下可以生存的物種往往含有抵抗逆境的基因,將該類基因通過(guò)基因工程技術(shù)導(dǎo)入農(nóng)作物體內(nèi)可提高農(nóng)作物的抗逆性,D項(xiàng)正確。
5.(2021湖南卷)質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原是某些生物細(xì)胞響應(yīng)外界水分變化而發(fā)生的滲透調(diào)節(jié)過(guò)程。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.施肥過(guò)多引起的“燒苗”現(xiàn)象與質(zhì)壁分離有關(guān)B.質(zhì)壁分離過(guò)程中,細(xì)胞膜可局部或全部脫離細(xì)胞壁C.質(zhì)壁分離復(fù)原過(guò)程中,細(xì)胞的吸水能力逐漸降低D.物質(zhì)的量濃度為1 ml/L的NaCl溶液和物質(zhì)的量濃度為1 ml/L的蔗糖溶液的滲透壓大小相等
施肥過(guò)多使外界溶液濃度過(guò)高,大于細(xì)胞液的濃度,細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離導(dǎo)致植物過(guò)度失水而死亡,引起“燒苗”現(xiàn)象,A項(xiàng)正確。發(fā)生質(zhì)壁分離的內(nèi)因是細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層,而原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、液泡膜以及二者之間的細(xì)胞質(zhì),質(zhì)壁分離過(guò)程中,細(xì)胞膜可局部或全部與細(xì)胞壁分開(kāi),B項(xiàng)正確。植物細(xì)胞在發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的過(guò)程中,不斷吸水,導(dǎo)致細(xì)胞液的濃度逐漸降低,與外界溶液濃度差減小,細(xì)胞的吸水能力逐漸降低,C項(xiàng)正確。溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目,物質(zhì)的量濃度為1 ml/L的NaCl溶液和物質(zhì)的量濃度為1 ml/L的葡萄糖溶液的滲透壓不相同,NaCl溶液的滲透壓高于葡萄糖溶液,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
6.在適宜條件下,測(cè)得的某植物根細(xì)胞對(duì)A、B兩種物質(zhì)的吸收速率與外界溶液中這兩種物質(zhì)濃度的關(guān)系如右圖所示(a、b兩條曲線分別代表植物根細(xì)胞對(duì)不同濃度A、B兩種物質(zhì)的吸收速率)?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)A物質(zhì)是通過(guò)自由擴(kuò)散方式跨膜運(yùn)輸?shù)?。自由擴(kuò)散的含義是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)外界溶液中B物質(zhì)的濃度達(dá)到一定數(shù)值時(shí),再增加B物質(zhì)的濃度,根細(xì)胞對(duì)B物質(zhì)的吸收速率不再增加?？赡艿脑蚴恰? 。(3)王同學(xué)據(jù)圖認(rèn)為B物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式是主動(dòng)運(yùn)輸,李同學(xué)認(rèn)為是協(xié)助擴(kuò)散。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定哪名同學(xué)的判斷正確。要求簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論。????? 　。?
答案:(1)物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式(2)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量飽和(3)實(shí)驗(yàn)思路:將長(zhǎng)勢(shì)相同的某植物根細(xì)胞平均分為兩組,甲組放在有氧條件下,乙組放在無(wú)氧條件下,其余條件相同且適宜,培養(yǎng)一段時(shí)間后,分別測(cè)定根細(xì)胞對(duì)B物質(zhì)的吸收速率。預(yù)期結(jié)果及結(jié)論:若甲組根細(xì)胞對(duì)B物質(zhì)的吸收速率大于乙組,則說(shuō)明B物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸;若甲組和乙組根細(xì)胞對(duì)B物質(zhì)的吸收速率大致相同,則說(shuō)明B物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散