专题09 细胞大小与物质运输的关系-2021年高考生物必考实验专题突破

实验九：细胞大小与物质运输的关系 1. 实验原理 ①酚酞遇NaOH呈紫红色。 ②琼脂块大小模拟细胞大小。 ③物质扩散体积与总体积之比表示物质运输效率。 2． 实验过程 3． 结果分析 ①从琼脂块的颜色变化可知NaOH扩散的深度。 ②在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度基本相同，说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。 ③NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随琼脂块的增大而减小。 4. 易错提醒 实验结论：细胞体积越大，其相对表面积越小，物质运输的效率越低 1.细胞表面积与体积的关系: 相对表面积：S(表面积S=4πr2 )/V(体积V=4/3πr3 ) 细胞越大，S/V越小，物质交换与运输效率越低（实验：模拟探究细胞表面积与体积的关系） 2.核质比 细胞核与质之间有一定的比例关系，一个核内所含的遗传信息是有一定限度的，控制细胞活动也就有一定限度，使细胞不可能太大。 例1．细胞相对表面积、细胞对外的物质交换速率和细胞新陈代谢强度之间的关系，正确的是 A．细胞的相对表面积越大，物质交换效率越高，细胞新陈代谢越旺盛 B．细胞的相对表面积越大，物质交换效率越高，细胞新陈代谢越缓慢 C．细胞的相对表面积越小，物质交换效率越高，细胞新陈代谢越缓慢 D．细胞的相对表面积越小，物质交换效率越低，细胞新陈代谢越旺盛 【答案】A 【解析】 细胞要通过它的表面不断地和周围环境或邻近的细胞进行物质交换，这样它就必须有足够的表面积，否则它的代谢作用就很难进行。当细胞生长，体积逐步增大时，细胞的表面积和体积的比例（即相对表面积）会变得越来越小，导致表面积相对不足，使细胞内部和外界的物质交换适应不了细胞的需要，代谢缓慢。因此，细胞相对表面积越大，物质交换速率越快，有充足的原料，细胞新陈代谢越旺盛,综上分析，A符合题意。 故选A。 例2．下列有关生物膜及跨膜运输的叙述，错误的是 A．卵细胞运输营养和代谢废物的效率比白细胞的运输效率低 B．改变细胞膜上蛋白质的种类和数量，可能会影响物质跨膜运输的速率 C．温度能影响物质跨膜运输的速率一定是因为温度影响了酶的活性 D．物质能否进出细胞核与物质的分子大小无关 【答案】C 【解析】 【解析】 A、卵细胞的体积大于白细胞的体积，卵细胞的相对表面积低于白细胞，故卵细胞运输营养和代谢废物的效率比白细胞的运输效率低，A正确； B、主动运输和协助扩散均需载体蛋白的协助，故改变细胞膜上蛋白质的种类和数量，可能会影响物质跨膜运输的速率，B正确； C、温度可以影响到组成膜的磷脂和蛋白质的流动性,可以说在一定范围内随温度升高，磷脂和蛋白质的流动性加快，物质交换效率提高，也可以影响与细胞呼吸有关的酶的活性，从而影响主动运输，C错误； D、一般来说大分子物质通过核孔进出细胞核，小分子物质通过核膜进出细胞核，构成细胞核的核膜与核孔均具有选择透过性，这是根据自身代谢活动的需要选择性的吸收一些物质分子，与分子大小无关，D正确。 故选C。 细胞大小与物质运输的关系 1．下列有关教材实验的说法中错误的是 A．“探究细胞大小与物质运输的关系”的实验中需要设置空白对照 B．“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”需要用到显微镜 C．“调查人群中遗传病的发病率”获得的结果是估计值 D．“观察植物细胞的质壁分离和复原”需要细胞保持活性 【答案】A 【解析】 “探究细胞大小与物质运输的关系”的实验中不需要设置空白对照，而是不同大小琼脂块之间相互比较，A错误。“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”需要用到显微镜观察、统计、记录酵母菌的数量，B正确。“调查人群中遗传病的发病率”是在人群中随机调查，计算发病率，计算结果是一个大致的估计值，C正确。只有保持细胞活性的成熟的植物细胞才能发生细胞的质壁分离和复原，D正确。 2．将一块3 cm×3 cm×6 cm的含酚酞的琼脂块切成三块边长分别为1 cm、2 cm、3 cm的正方体。将3块琼脂块放在装有NaOH的烧杯内，淹没浸泡10分钟。下列说法正确的是（　　） A．随琼脂块增大，NaOH扩散速率减小 B．随琼脂块增大，琼脂块的表面积与体积之比增大 C．随琼脂块增大，琼脂块中变红的体积增大 D．随琼脂块增大，琼脂块中变红的体积所占的比例增大 【答案】C 【解析】 不同大小的琼脂块上NaOH扩散的深度相同，即NaOH扩散速率相同，A项错误；随琼脂块增大，琼脂块的表面积与体积之比减小，B项错误；不同大小的琼脂块上NaOH扩散的深度相同，那么随琼脂块的增大，琼脂块中变红的体积增大，C项正确；随琼脂块增大，琼脂块中变红的体积所占的比例减小，物质运输的效率降低，D项错误。 3．草履虫细胞中有两个细胞核，并有用于收集和排泄废物的伸缩泡。下列关于草履虫的叙述错误的是（ ） A．细胞核是草履虫遗传和