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第二单元细胞的代谢专题３ 物质出入细胞的方式真题多维细目表真题涉分考点细胞的吸水和失水物质出入细胞的方式题型难度设题情境试题结构素养要素２０１８北京ꎬ１６自由扩散选择易原型情境的基础判断问题并列科学思维２０１７北京ꎬ２９(２)２协助扩散非选择中陌生情境的实验探究从个体水平、细胞水平到分子水平逐级深入稳态与平衡观、物质与能量观、科学思维、科学探究２０１６北京ꎬ１/３１(４)６/２物质跨膜运输的概念图/植物体内物质的运输选择/非选择易/中原型情境的基础判断、陌生情境的实验探究问题并列、逐级深入稳态与平衡观、物质与能量观、科学思维、科学探究２０１４北京ꎬ３６物质跨膜运输选择中相似情境的实验探究问题并列科学思维、科学探究２０１３北京ꎬ２/５６/６细胞内外物质的交换/质壁分离选择中原型情境的基础判断问题并列从现象到本质稳态与平衡观、科学思维２０１２北京ꎬ３１(１)(３)(５)１０水分子跨膜运输的方式非选择中陌生情境的实验探究逐级深入稳态与平衡观、物质与能量观、科学思维、科学探究２０１１北京ꎬ３６细胞内外物质的交换选择易原型情境的基础判断问题并列稳态与平衡观、物质与能量观十年均分５考频常见考法命题规律与趋势０１考查内容１.本专题为高频考点ꎬ多集中考查植物细胞的吸水与失水、跨膜运输等知识点ꎮ２.“植物细胞的吸水与失水”的考查多涉及质壁分离实验ꎻ跨膜运输的考查多结合信息材料的分析ꎮ０２题型难度１.题型上多为结合文字信息或图表信息的分析判断型选择题ꎮ２.试题难度中等ꎬ考查方面较广ꎬ学生不易得分ꎮ０３命题规律命题时常常联系生产生活实际ꎬ或结合物质运输模型ꎬ用真实的问题情境考查所学知识点ꎮ０４核心素养１.本专题试题主要体现了对科学思维、科学探究等素养的考查ꎮ２.考生需具备的素养要素有:分析与推断、归纳与概括、模型与建模和实验的结果分析的科学思维ꎮ０５解题方法１.认真阅读所给的文字信息或模型信息ꎬ联系教材所学知识ꎬ作出合理的分析与判断ꎮ２.注意利用比较筛选法、淘汰排除法等解题ꎮ０６备考建议１.运用列表格的方式对不同物质的运输方式的进行归纳ꎮ２.构建各种跨膜运输的数学模型和温度、氧气对主动运输的影响曲线ꎬ加深对各种跨膜运输方式的理解ꎮ１４ ５年高考３年模拟Ｂ版(教师用书)对应学生用书起始页码Ｐ２６考点１细胞的吸水和失水 一、动物细胞的吸水和失水１.渗透作用与渗透系统(１)渗透作用:水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散ꎬ属于自由扩散ꎮ(２)渗透系统ａ.组成:一个完整的渗透系统ꎬ由两个溶液体系(Ａ和Ｂ)以及两者中间的半透膜组成ꎮｂ.发生渗透作用的条件:一是具有半透膜ꎬ二是半透膜两侧溶液具有浓度差ꎮｃ.溶剂分子总体运动趋势判断(以水分为例):当溶液浓度ＡＢ时ꎬ水分就通过半透膜由Ｂ流向Ａꎻ当溶液浓度ＡＢ时ꎬ水分就通过半透膜由Ａ流向Ｂꎻ当溶液浓度Ａ＝Ｂ时ꎬ则渗透系统处于动态平衡状态ꎮ２.动物细胞吸水和失水的条件(１)外界溶液浓度小于细胞质浓度时ꎬ细胞吸水膨胀ꎮ(２)外界溶液浓度大于细胞质浓度时ꎬ细胞失水皱缩ꎮ(３)外界溶液浓度等于细胞质浓度时ꎬ水分进出细胞处于动态平衡ꎮ 二、植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)１.植物细胞的结构(１)细胞壁:全透性ꎮ(２)原生质层细胞膜细胞质液泡膜{}具有选择透过性ꎬ相当于半透膜ꎮ２.条件:成熟的、具有中央大液泡的植物细胞ꎮ３.探究植物细胞的吸水与失水(１)当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时ꎬ细胞就通过渗透作用失水ꎬ植物细胞就发生质壁分离现象ꎮ(２)将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中ꎬ此时细胞液的浓度高于外界ꎬ植物细胞就吸水ꎬ会出现质壁分离复原现象ꎮ 植物细胞有哪些吸水的方式?[提示] 植物细胞吸水有三种方式:未形成液泡的细胞ꎬ靠吸涨作用吸水ꎻ液泡形成以后ꎬ细胞主要靠渗透作用吸水ꎻ还有与渗透作用无关的代谢性吸水ꎮ这三种方式中以渗透作用吸水为主ꎮ考点２物质出入细胞的方式 一、小分子和离子的跨膜运输１.跨膜运输方式比较方式被动运输自由扩散协助扩散主动运输图示续表方式被动运输自由扩散协助扩散主动运输运输方向高浓度→低浓度一般为低浓度→高浓度特点不需要载体不消耗能量需要载体不消耗能量需要载体消耗能量举例Ｏ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ、甘油、乙醇、苯的跨膜运输人的红细胞吸收葡萄糖小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等影响因素细胞膜内外物质的浓度差细胞膜内外物质的浓度差ꎻ膜载体的种类和数量膜载体的种类和数量ꎻ能量(温度、氧浓度等) ２.影响物质跨膜运输的因素(１)物质浓度(在一定的范围内) Ａ.自由扩散 Ｂ.协助扩散或主动运输(２)氧气浓度 Ａ.自由扩散或协助扩散 Ｂ.主动运输(３)温度３.膜转运蛋白(１)载体蛋白:具有通透酶性质ꎻ属多次跨膜蛋白ꎬ介导被动运输与主动运输ꎮ有特异性结合位点ꎬ可同特异性溶质结合ꎮ(２)通道蛋白:只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过ꎮ分子或离子通过通道蛋白时ꎬ不需要与通道蛋白结合ꎮ具有选择性ꎬ转运速率高ꎮ专题３ 物质出入细胞的方式１５ 二、大分子和颗粒性物质进出细胞的方式方式胞吞胞吐图示过程大分子附着在细胞膜表面ꎬ这部分细胞膜内陷形成小囊ꎬ包围着大分子ꎬ然后小囊从细胞膜上分离下来ꎬ形成囊泡进入细胞内部细胞需要外排的大分子先在细胞内形成囊泡ꎬ囊泡移动到细胞膜处ꎬ与细胞膜融合ꎬ将大分子排出细胞运输方向胞外→胞内胞内→胞外特点不需要载体、消耗能量举例吞噬细胞吞噬抗原胰岛素、消化酶、抗体的分泌影响因素细胞膜流动性、能量等 (１)人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞ꎬ这是细胞的什么作用?对于人体有什么意义?[提示] 这是细胞的胞吞作用ꎬ这属于人体的防御功能ꎬ并有利于细胞新陈代谢的正常进行ꎮ (２)低温环境会影响物质的跨膜运输吗?为什么?[提示] 低温环境肯定会影响物质的跨膜运输ꎮ温度会影响分子运动的速率ꎬ影响化学反应的速率ꎬ因此ꎬ组成细胞膜的分子的流动性也会相应降低ꎬ呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受到抑制ꎮ这些都会影响物质跨膜运输的速率ꎮ对应学生用书起始页码Ｐ２８一 辨认、解读物质出入细胞的方式(物质与能量观)１.三看法比较、辨认物质出入细胞的方式２.解读、推理跨膜运输模型及曲线中的运输方式(１)解读运输模型中的运输方式甲为主动运输ꎻ乙为自由扩散ꎻ丙、丁为协助扩散ꎮ(２)解读、推理曲线图中的运输方式①有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输———乙、丁ꎻ②与横坐标因素成正比关系的曲线表示自由扩散———甲ꎻ③与呼吸作用或氧浓度有关系的曲线表示主动运输———丁ꎮ如图为生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图ꎬ下列相关叙述正确的是( )Ａ.细胞膜的厚度会发生改变体现了它的流动性Ｂ.大分子物质的跨膜运输必须通过④的方式进行Ｃ.神经递质乙酰胆碱通过②方式进入突触后膜Ｄ.神经元接受刺激产生兴奋的生理基础是Ｎａ＋通过④方式内流思路导引 联系→细胞膜的流动镶嵌模型物质跨膜运输方式分析作答→１６ ５年高考３年模拟Ｂ版(教师用书)解析 细胞膜的厚度会发生改变体现了它的流动性ꎬＡ正确ꎻ图中①~④代表的运输方式分别为自由扩散、协助扩散、协助扩散和主动运输ꎬ大分子物质通过胞吞、胞吐的方式进行运输ꎬＢ错误ꎻ神经递质乙酰胆碱通过胞吐方式被突触前膜释放ꎬ与突触后膜上的特异性受体结合ꎬ不能进入突触后膜ꎬＣ错误ꎻ神经元受刺激时Ｎａ＋内流产生兴奋ꎬＮａ＋内流的方式是协助扩散ꎬＤ错误ꎮ答案 Ａ１－１ (２０１８北京东城期末ꎬ４)如图为氨基酸和Ｎａ＋进出肾小管上皮细胞的示意图ꎮ下列叙述不正确∙∙∙的是( )Ａ.管腔中Ｎａ＋进入上皮细胞是被动运输Ｂ.上皮细胞中Ｎａ＋进入组织液是主动运输Ｃ.上皮细胞中氨基酸进入组织液是主动运输Ｄ.氨基酸进入上皮细胞依赖于Ｎａ＋浓度梯度１－１答案 Ｃ 由图可知ꎬ管腔中的Ｎａ＋顺浓度梯度进入上皮细胞ꎬ属于协助扩散ꎻＮａ＋逆浓度梯度从上皮细胞进入组织液ꎬ而且需要消耗ＡＴＰꎬ属于主动运输ꎬ故Ａ、Ｂ选项均正确ꎮ管腔中的氨基酸逆浓度梯度进入上皮细胞ꎬ利用了Ｎａ＋浓度梯度势能ꎬ属于主动运输ꎻ氨基酸顺浓度梯度从上皮细胞进入组织液ꎬ属于协助扩散ꎬ故Ｃ选项错误ꎬＤ选项正确ꎮ二 观察植物细胞的质壁分离与复原(科学探究)１.观察植物细胞的质壁分离和复原(１)原理:成熟的植物细胞与外界溶液构成渗透系统可发生渗透作用ꎮ(２)流程 制作洋葱鳞片叶表皮临时装片低倍显微镜下观察↓①有一个紫色的中央大液泡②原生质层紧贴细胞壁{↓吸水纸吸引低倍显微镜下观察↓①中央液泡逐渐变小(紫色加深)②原生质层与细胞壁逐渐分离{↓清水低倍显微镜下观察↓①中央液泡逐渐变大②原生质层逐渐贴近细胞壁{(３)实验结论成熟植物细胞能与外界溶液构成渗透系统ꎬ发生渗透作用ꎮ当外界溶液浓度大于细胞液浓度时ꎬ细胞失水ꎻ当外界溶液浓度小于细胞液浓度时ꎬ细胞吸水ꎮ２.质壁分离与复原实验的拓展应用(１)判断成熟植物细胞是否是活细胞待测成熟植物细胞＋较高浓度的蔗糖溶液镜检→发生质壁分离→是活细胞不发生质壁分离→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→细胞液浓度介于使植物细胞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ꎬ细胞液浓度越小ꎬ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{１.并非所有细胞都可发生质壁分离具有中央大液泡的成熟植物细胞在一定条件下可发生质壁分离及复原ꎮ死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不能发生质壁分离及复原ꎮ２.并非所有溶液都能使植物细胞发生质壁分离及复原(１)一定浓度的、溶质不能透膜的溶液中ꎬ只会发生质壁分离ꎬ不能自动复原ꎬ如０.３ｇ/ｍＬ蔗糖溶液ꎮ(２)一定浓度的、溶质可透膜的溶液中ꎬ可发生质壁分离后自动复原ꎬ如ＫＮＯ３溶液、甘油等ꎮ(３)在高浓度溶液中可发生质壁分离ꎬ但不会发生质壁分离复原ꎮ３.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ꎮ这是由于细胞壁是全透性的ꎬ且有水分子通过原生质层渗透出来ꎮ在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中ꎬ对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理ꎮ下列有关叙述正确的是( )Ａ.第一次观察为低倍镜观察ꎬ后两次为高倍镜观察Ｂ.第一次处理滴加的液体为清水ꎬ第二次滴加的液体为０.３ｇ/ｍＬ的蔗糖溶液专题３ 物质出入细胞的方式１７ Ｃ.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮ꎬ则不会发生质壁分离Ｄ.紫色洋葱鳞片叶外表皮中不属于原生质层的有细胞壁、细胞核和细胞液思路导引 依据→质壁分离和复原实验原理分析作答→质壁分离和复原实验操作步骤解析 “观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中ꎬ一般需要进行三次显微观察ꎬ第一次是正常细胞的观察ꎬ第二次是质壁分离细胞的观察ꎬ第三次是质壁分离复原细胞的观察ꎬ三次观察均为低倍镜观察ꎬＡ错误ꎮ第一次处理滴加的液体为０.３ｇ/ｍＬ的蔗糖溶液ꎬ为观察质壁分离现象ꎻ第二次滴加的液体为清水ꎬ为观察质壁分离复原现象ꎬＢ错误ꎮ紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞经相同处理也会发生质壁分离ꎬ但其不含色素ꎬ现象不明显ꎬＣ错误ꎮ原生质层是指细胞膜