专题3 物质进出细胞的方式 题源3 细胞膜的透性-【备战高考】备战2027高考生物母题题源同步练

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 糖溶液浓度 蔗糖溶液浓度 时间 时间 蔗糖溶液浓度 熊糖溶液浓度 时间 时间 C 0 [解析]透析袋相当于半透膜，蔗糖分子不能透过半透膜， 即不能从透析袋进入蒸馏水中，而水分子可以通过半透膜进入 袋内，因此，随着时间推移，透析袋内的蔗糖溶液浓度逐渐下降， 表现出B图所示的曲线。 [答案]B [真题20](2023·江苏)下图为研究渗透作用的实验装 置，请回答下列问题： S溶液 S2溶液 半透膜 (1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S)为两种不同浓度的 蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时液面差为△， 此时S和S浓度的大小关系为 (2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的 ,两者 在物质透过功能上的差异是 (3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下 实验。 实验材料：紫色洋葱。 实验器具：如图所示的渗透装置（不含溶液），光学显微镜， 载玻片，盖玻片，镊于，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。 实验试剂：蒸馏水，0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的 KNO溶液，部分实验步骤和结果如下： ①选两套渗透装置，标上代号X和Y。在两个烧杯里均加 入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗 糖溶液和KNO,溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。 渗透平衡时出现液面差的装置有（填代号）。 ②选两片洁净的载玻片，，在载玻片中央分别滴加 ,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中 细胞的初始状态。 ③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KN)3溶液 ·3 中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象 是 (4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象 是 [解析]本题综合考查渗透装置、植物细胞吸水和失水的 条件、质壁分离及复原实验的操作过程，难度虽然较高，但是得 分较易。(1)因为倒置漏斗中液面升高，则说明其中吸水，因此 漏斗中的溶液浓度要大于烧杯中的浓度，即S1>S。。(2)图中的 半透膜是模拟成熟植物细胞的原生质层，但是从功能上来说半 透膜只是允许小分子或者是部分离子进出，而不能进行主动运 输的过程。(3)①蔗糖不能通过半透膜，但是KNO溶液可以通 过半透膜，因此装置X可以出现液面差的改变，但是装置Y则 不能。②洋葱鳞片叶表皮细胞为成熟的植物细胞，可以进行质 壁分离与复原的过程，因此选择洁净的载玻片分别进行编号，在 载玻片中央分别滴加蒸馏水，制作临时装片后观察洋葱表皮细 胞的原始状态。③蔗糖不能通过原生质层，只有KNO?可以，所 以KNO3溶液中的细胞可以出现质壁分离与复原的情况，蔗糖 溶液中的不能。 [答案](1)S1>S:(2)原生质层原生质层能主动转运 有关物质而半透膜不能(3)①X②标号蒸馏水③质壁分 离(4)KNO?溶液中的细胞质壁分离后会自动复原 题源4 生物膜探索历程 解题模型4.1 生物膜结构的探索历程 年代 科学家 科学实验 推论或结论 用500多种物质对植物 19世 细胞进行通透性实验，发细胞膜是由脂质 欧文顿 纪末 现脂质更容易通过细组成的 胞膜 将从细胞膜中提取的脂 两位荷兰 细胞膜中脂质排 1925年 质铺成单分子层，其面积 科学家 列为连续的2层 是细胞膜的2倍 细胞膜是由“蛋白 在电镜下看到细胞膜由 质一脂质一蛋白 1959年罗伯特森 暗—亮一暗三层结构 质”三层结构构成 构成 的静态结构模型 分别用绿色和红色荧光 弗雷和 染料标记两种细胞的蛋 细胞膜具有一定 1970年 埃迪登 白质，并将两细胞融合、的流动性 培养，发现荧光均匀分布 桑格和 在新的观察和实验证据 提出了流动镶嵌 1972年 尼克森 的基础上 模型