专题3 物质进出细胞的方式 题源2 观察植物细胞的质壁分离和复原-【备战高考】备战2027高考生物母题题源同步练

②表示丁瓶溶液中K+含量变化的曲线图是 (2)植物吸收矿质元素的主要方式是 ,这一观点可 通过 两装置的实验加以验证。 (3)植物的地上部分为根提供 这一 观点可通过 两装置的实验加以验证。 (4)经过一定时间后，如果甲瓶中的番茄幼苗出现了萎蔫现 象，其原因可能是 [解析]根对土壤溶液中矿质元素离子是通过主动运输吸 收的，主动运输需要细胞膜上的载体，需要消耗能量，其能量来 自于根细胞的呼吸作用，而根细胞的有氧呼吸需要消耗氧气。 从给出的装置图可以看出，甲、乙两株番茄幼苗，未剪去地上部 分，且甲持续通入空气（氧气），因此甲吸收K+最多（表现为D曲 线)，乙次之：丙、丁两株番茄幼苗，均剪去地上部分，且丁未通入 空气，因此丁吸收K+最少（表现为B曲线）。甲瓶内番茄幼苗出 现萎蔫现象的原因是蒸腾作用散失大量水分，致使培养液浓度 升高，大于细胞液浓度，根细胞无法吸水。 [答案](1)①D②B(2)主动运输甲、乙（或丙、丁） (3)能源物质甲、丙（或乙、丁）(4)因蒸腾作用失水，培养液 浓度增高，大于根毛细胞液浓度，所以根毛细胞不能吸水 题源2观察植物细胞的质壁分离和复原 解题模型2.1 渗透吸水原理 (1)渗透作用：渗透作用专指水分子（或其他溶剂分 子)通过半透膜的扩散，是自由扩散的一种。其他物质通 过半透膜的扩散不能称为渗透，只能称为自由扩散。 (2)渗透系统 ①组成：一个完整的渗透系统，由两个溶液体系(A和 B)以及在两者中间的半透膜组成。 ②发生渗透作用的条件：一是具有半透膜，二是半透 膜两侧溶液具有浓度差。 (3)细胞的吸水和失水 条件浓度 外液>细胞液 外液细胞液 动物 失水皱缩 吸水膨胀甚至涨破 现象 植物 质壁分离 质壁分离复原 外因 水分的渗透作用 原理 原生质层和细胞壁的伸缩性不同 内因 造成收缩幅度不同 细胞的吸水和失水是水分顺相对含量梯 结论 度跨膜运输的过程 [真题11](2022·上海)下图为显微镜下某植物细胞在 30%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是 A.若将细胞置于清水中，A仍保持不变 B.若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小 C.B/A值能表示细胞失水的程度 D.A、B分别表示细胞和液泡的长度 [解析]处于质壁分离状态的细胞放在清水中，将会出现 质壁分离复原的现象，复原后的细胞体积基本不变；提高外界溶 液的浓度，细胞继续失水，体积继续减小，B/A值将变小；B/A值 越小失水越严重，所以该值能代表细胞失水的程度；B代表原生 质体的长度，并非代表液泡长度。 [答案]D [真题12](2022·新课标)若要在普通显微镜下观察到质 壁分离、RNA和脂肪，下列四组材料中应选择的一组是() A.水稻胚乳和花生于叶 B.天竺葵叶和水稻胚乳 C.紫色洋葱和花生于叶 D.天竺葵叶和紫色洋葱 [解析]胚乳中无大液泡，不能发生质壁分离，A错；洋葱 液泡中有大量花青素，在质壁分离时易于观察，所以选C。 「答案7C 解题模型2.2 实验材料的选择 (1)宜选择有大的液泡且最好液泡带有颜色的细胞 (如紫色洋葱细胞)作实验材料。 (2)滴加蔗糖溶液和清水时，必须在实验桌上进行，不 能在显微镜的载物台上进行。 (3)本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液（此浓度下既明 显出现质壁分离，又不致杀死细胞)。浓度过高，质壁分离 速度虽快，但不久细胞会因失水过多而死亡，不能再进行 质壁分离复原：浓度过低不能引起质壁分离或质壁分离速 度太慢。此外，8%的食盐溶液，5%的硝酸钾溶液等也可 使用。盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做分离 剂。 [真题13](2023·全国)将紫色洋葱在完全营养液中浸泡 一段时间，撕取外表皮，先用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理， 细胞发生质壁分离后，立即将外表皮放入蒸馏水中，直到细胞中 的水分不再增加。若在该实验过程中，蔗糖溶液处理前外表皮 细胞液的浓度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的 浓度为乙，则甲、乙的关系，以及实验过程中水分进出细胞的方 式为 A.甲<乙，被动运输 B.甲>乙，被动运输 C.甲>乙，主动运输 D.甲=乙，主动运输 [解析]对于乙而言，开始时虽然先发生了质壁分离，但之 后放入水中，直到不再吸水为止，说明此时细胞中的水分比实验 处理前有所增加，因此甲>乙，水分的进出属于自由扩散，即被 动运输。 [答案]B [真题14](2023·课标)撕取紫色洋葱外表皮，分为两份， 假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致。一份在完 全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在 蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两 组外表皮都用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理，一段时间后表 皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的 大小，以及水分运出细胞的方式是 () A,甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输 B.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输 C.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输 D.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输 [解析]由题意可知，在使用0.3g/mL蔗糖处理前，乙细 胞中含水量比甲多，所以当使用蔗糖溶液使细胞发生质壁分离 直至水不再减少后，乙的水渗出量比甲大，所以选C。 [答案]C 解题模型2.3 渗透作用原理的应用 (1)判断细胞的死活 待测细胞十分高剂镜检发生质璧分离和复原→活细胞 八不发生质壁分离·死细胞 实验单一变量：待测细胞的生活状态。 (2)测定细胞液浓度范围 待测细胞十一系列浓度梯度的分离剂 分别镜检，细胞 液浓度范围在未发生质壁分离时外界溶液浓度和刚刚发 生质壁分离的外界溶液最小浓度之间。 实验单一变量：不同浓度的分离剂」 (3)比较不同植物细胞的细胞液浓度 不同植物细胞十同一浓度的分离剂镜检 刚发生质壁分 离时所需时间比较→判断质壁分离速度（或细胞液浓 度)。 实验单一变量：不同植物细胞。 (4)比较未知浓度溶液浓度的大小 镜检 同一植物的相同成熟细胞十未知浓度的溶液 刚刚 发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶 液浓度的大小（时间越短，未知溶液的浓度越大）。 实验单一变量：未知溶液的浓度。 (5)验证原生质层和细胞壁的伸缩性大小 成熟植物细胞十分离剂镜检 发生质壁分离→细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性 )不发生质壁分离→细胞壁的伸缩性大于或等于原生质层 的伸缩性 实验单一变量：植物细胞原生质层和细胞壁的伸缩性 差异。 (6)鉴别不同种类的溶液（如KNO?溶液和蔗糖溶液） 成熟植物细胞十不同种类溶液· 质壁分离→溶质不能通过半透膜的溶液（如蔗糖溶液） 质壁分离后又自动复原→溶质能透过半透膜的溶液 (如KNO3溶液) [真题15](2022·浙江)为研究兔红细胞在不同浓度 NaC1溶液中的形态变化，请根据以下提供的实验材料与用具， 写出实验思路，设计记录实验结果及原因分析的表格，并填入相 应内容。 材料与用具：兔红细胞稀释液、质量分数为1,5%的NC1溶 液、蒸馏水、试管、显微镜等。 (要求：答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体 制作不作要求) ·3 (1)实验思路： ① (2)设计一张表格，并将预期实验结果及原因分析填入该 表中。 [解析](1)免红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化 是未知的，因此本实验是探究实验。自变量是不同浓度NCl溶 液，因变量是免红细胞在不同浓度NCI溶液中的形态。兔的血 浆与0,7%的NCl溶液差不多是等渗的。从题中所给的材料来 看，l.5%的NaCI是最高浓度，但可用蒸馏水稀释成不同低浓度 的NaCl溶液。红细胞的形态用肉眼是看不见的，只能用显微镜 观察。(2)表格的设计要体现自变量和因变量的关系，也就是 NaCl浓度与细胞形态的关系，根据题目要求，还要把原因分析 列入表格。免红细胞形态不变所对应的NCL溶液的浓度是未 知的，所以表格中的预期实验结果用“一定浓度”来描述。 本题是实验设计题。考查学生的实验探究能力，包括理解 实验目的、原理、方法和操作步骤等。本题写出实验思路其难度 适中，但用表格形式列出预期实验结果及原因分析对不少考生 来说难以设计完美，难度较大。本题需要用恰当的语言文字描 述，还要进一步注意专业化名词术语。 [答案](1)①配制质量分数由低到1.5%的NaCI溶液，分 别等量加入各支试管中。 ②向上述各支试管中分别加入等量的兔红细胞稀释液，放 置一定时间。 ③取兔红细胞稀释液和上述试管中的红细胞稀释液制作装 片，用显微镜观察并比较红细胞形态的变化。 (2)不同浓度NaCl溶液对兔红细胞形态的影响 红细胞形态的 NaCI溶液的浓度 原因分析 变化 低于一定浓度的NaCI体积变大甚至 红细胞吸水 溶液 涨破 进出红细胞的水分子数 一定浓度的NaCI溶液 形态未变 相等 高于一定浓度的NaC] 皱缩，体积变小 红细胞失水 溶液 [真题16](2023·重庆)下图为某种植物幼苗（大小、长势 相同)均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO溶液中培 养时鲜重的变化情况（其他条件相同且不变）。下列有关叙述， 错误的是 ( 幼 苗 处理前鲜重水平 初始萎蔫鲜重水平 重 甲组幼苗 ----2- 乙组幼苗 036912处理时间/h 两组幼苗在KNO,溶液中的鲜重变化 A.3h时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作 用和根细胞失水 B.6h后，甲组幼苗因根系开始吸收K、N)3,吸水能力 增强，使鲜重逐渐提高 C.12h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前， 乙组幼苗将死亡 D.实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个 相对独立的过程 [解析]在植物刚开始发生质壁分离时，K+、NO?便开始 进入细胞，以后细胞内的浓度大于细胞外，开始吸水，使鲜重逐 渐上升。 [答案]B 题源3细胞膜的透性 解题模型3.1 1.细胞膜、半透膜、选择透过性膜 (1)细胞膜是一种选择透过性膜：①水分子可以自由 通过。②被选择的一些离子、小分子也可以通过。③其他 离子、小分子和大分子不能通过。④其他生物膜也具有该 特性。 (2)半透膜是指某些物质可以透过，而另一些物质不 能透过的多孔性薄膜。能否通过半透膜往往取决于分子 的体积。选择透过性膜是指细胞膜等生物膜，由于膜上有 载体等结构，且不同膜上载体的种类和数量不同，因此对 物质吸收与否和吸收多少具有选择性。当细胞死亡时，细 胞膜等生物膜的选择透过性变为全透性。 (3)比较渗透作用与扩散作用 渗透作用 扩散作用 水分子（或其他溶液 物质从相对含量多 的地方到相对含量 概念 分子)通过半透膜的 扩散 少的地方的自由 运动 具有一层半透膜：半 条件 透膜两侧溶液存在 两处物质相对含量 不等即可 浓度差 结果 透过半透膜的溶剂 两处物质相对含量 分子达到动态平衡 相等 联系 渗透作用是扩散作用的一种特殊方式 2.原生质体和原生质层 原生质层：指细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞 质，可看作是一层选择透过性膜，这层膜将细胞液与外界 环境分隔开。原生质层为成熟的高等植物细胞及成熟的 酵母菌等所具有。 原生质体：通常是指具细胞壁的细胞用酶解法除去壁 后获得的结构。原生质体主要用于细胞工程的体细胞杂 交研究。如：植物细胞用纤维素酶和果胶酶处理可获得原 生质体，细菌用溶菌酶处理可获得原生质体。需要指出的 是：在用酶解法获取原生质体时，必须将细胞置于等渗溶 液中操作，以防细胞失水皱缩或过分吸水涨破。 3.细胞液和细胞内液 细胞液是液泡中的液体。而细胞内的所有液体都属 于细胞内液，所以细胞液是细胞内液的一部分。 [真题17](2021·广东)某实验小组为了探究细胞膜的通 透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨 基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量发生了明显的变化 (如图)。请回答问题。 口氨基酸 培养液中物质含量 ☑葡萄糖 翻尿素 24 36 培养时间(h) (1)由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸 含量 ,尿素含量 。由于在原培养液中没有尿 素，推测其是 的产物。 (2)培养液中的氨基酸进人细胞后，其主要作用是 ;被吸收的葡萄糖主要通过」 作用，为细胞提供 (3)转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正 常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类 酶，可能的原因是 (4)由(1)和(3)可初步判断，细胞膜对物质的转运具有 的特性。 [解析](1)由题干和图示知：培养液中葡萄糖和氨基酸的 含量随培养时间的延长而减少，而尿素含量则增加，因原培养液 中无尿素，根据葡萄糖、氨基酸和尿素的化学元素组成特点可 知：尿素为氨基酸的代谢产物。(2)氨基酸在细胞内主要用于合 成蛋白质，葡萄糖则主要作为能源物质，通过氧化分解为细胞提 供能量。(3)正常情况下，因肝细胞膜通透性功能正常，所以转 氨酶不会排出胞外，若肝细胞发生病变，其细胞膜通透功能异常 时，转氨酶就会排出胞外。 [答案](1)降低增加细胞代谢（代谢） (2)作为蛋白质合成的原料呼吸（分解）能量(ATP) (3)肝细胞膜受损（或细胞裂解） (4)选择透过（选择通透） [真题18](20]8·江苏)将一植物细胞放入KN)3溶液 中，一段时间后发生了质壁分离，下列说法不正确的是() A.此细胞是活细胞 B.原生质层具有选择透过性 C.发生质壁分离的细胞一段时间后可自动质壁分离复原 D.原生质层两侧溶液存在浓度差，KNO3溶液浓度低于细 胞液浓度 [解析]成熟植物细胞的原生质层是一层选择透过性膜， 当细胞液浓度大于外界溶液的浓度时，细胞吸水，相反则失水。 一植物细胞放入KNO3溶液中一段时间后，先出现质壁分离后 出现质壁分离自动复原，这是因为细胞膜上有吸收K+和NO 的载体，将这两种离子吸收进入细胞的缘故。 [答案]D [真题19](2005·上海)将盛有一定浓度蔗糖溶液的透析 袋口扎紧后浸于蒸馏水中，下图表示透析袋中蔗糖溶液浓度与 时间的关系，正确的是