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考向03 细胞内物质输入和输出
1.(2021·广东高考真题)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是( )
A.比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后>①处理后
B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
1.植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)
(1)原理
(2)现象
3.被动运输
(1)概念:物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
(2)类型:分为自由扩散和协助扩散两类。
1.半透膜和选择透过性膜的区别
2.转运蛋白 包括载体蛋白和通道蛋白
(1)概念:镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质,能够协助物质顺浓度梯度跨膜运输,这些蛋白质称为转运蛋白。
(2)通道蛋白与载体蛋白的异同
【易错点1】 误认为渗透平衡时水分子不移动
点拨:渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,平衡状态下,水分子向两侧移动的速率相等,不可看作没有水分子移动,此时半透膜两侧溶液浓度也不一定相等。
【易错点2】 原生质层≠原生质体
点拨:(1)原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜。由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成。(2)原生质体是去除了植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构。
【易错点3】半透膜≠选择透过性膜
点拨: 某物质进出细胞的方式并非固定一种。如葡萄糖进入红细胞是协助扩散,而葡萄糖通过小肠上皮细胞细胞膜的方式为主动运输,要视具体情况而定。再如静息电位形成时K+外流与动作电位形成时Na+内流均为协助扩散;但K+、Na+在其他细胞中的跨膜运输一般为主动运输。
1.(2022·陕西西安月考)把体积与质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液用半透膜(允许水分子和葡萄糖分子通过,不允许蔗糖分子通过)隔开(如图所示),最终甲、乙两侧液面的情况及浓度关系是( )
A.甲侧低于乙侧,且乙侧溶液浓度较高
B.甲侧高于乙侧,且乙侧溶液浓度较低
C.甲侧高于乙侧,且甲、乙两侧溶液浓度相等
D.甲侧低于乙侧,且甲、乙两侧溶液浓度相等
2.(2022·全国甲卷·高考真题)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞,分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,当水分交换达到平衡时观察到:①细胞a未发生变化;②细胞b体积增大;③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,下列关于这一实验的叙述,不合理的是( )
A.水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B.水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C.水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D.水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
1.本实验存在的两组对照实验
本实验存在的两组实验均为自身对照,自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行,是实验前后之间的对照。
2.质壁分离及复原实验分析
(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细菌细胞也能发生质壁分离,但现象不明显。
(2)从溶液角度分析
①在一定浓度(溶质不能透过半透膜)的溶液中只会发生质壁分离现象,不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理,方可复原)。
②在一定浓度(溶质可透过半透膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离,并能自动复原,因为K+、NO、尿素、乙二醇等可转运到细胞内,使细胞液浓度升高,细胞渗透吸水而发生自动复原。
③本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高,质壁分离速度虽快,但会使细胞在短时间内因失水过多而死亡,质壁分离后不能复原;若质量浓度过低则不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
3.实验拓展应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
(2)测定细胞液浓度范围
(3)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
【易错点1】能引起植物细胞质壁分离的外界溶液不一定只发生质壁分离现象
点拨:还可能发生自动复原,如外界溶液为一定浓度的尿素、KNO3、NaCl等溶液时
2.(2022·厦门外国语学校检测)将胡萝卜块茎切成4根粗细相同、长度均为5 cm的条,再将这4根胡萝卜条分别放在不同浓度的KNO3溶液中,于30 min和4 h后分别测量胡萝卜条的长度,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.胡萝卜细胞从溶液中吸收水与K+的方式不同
B.KNO3溶液的浓度是该实验的自变量
C.能观察到细胞的质壁分离与复原过程的是a组和d