知識點一　細(xì)胞的吸水和失水[自主學(xué)習(xí)]1.滲透作用原理(1)發(fā)生滲透作用的條件：①具有________；②膜兩側(cè)溶液具有濃度差。?(2)滲透作用的實質(zhì)：單位時間內(nèi)由清水進(jìn)入蔗糖溶液中的水分子________蔗糖溶液進(jìn)入清水中的水分子，導(dǎo)致蔗糖溶液液面________。?
2.動物細(xì)胞的吸水和失水(1)人成熟的紅細(xì)胞中發(fā)生滲透作用的條件：①________相當(dāng)于半透膜；②____________________之間存在濃度差。?(2)引起細(xì)胞失水和吸水的條件：外界溶液與細(xì)胞質(zhì)之間存在________。?
3.植物細(xì)胞的吸水和失水(1)成熟植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。
(3)質(zhì)壁分離的原因。①外因：________濃度＜外界溶液濃度，細(xì)胞通過滲透作用失水。?②內(nèi)因：細(xì)胞壁的伸縮性______原生質(zhì)層的伸縮性。?
[自主檢測]1.思考判斷(1)滲透作用中膜兩側(cè)溶液的濃度指的是質(zhì)量濃度。(　　)(2)在滲透作用中，當(dāng)半透膜兩側(cè)溶液濃度相等時，水分子不再通過半透膜。(　　)(3)將動物細(xì)胞放入一定濃度的外界溶液中，不能發(fā)生滲透作用。(　　)(4)植物細(xì)胞的原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。(　　)(5)無機鹽離子都是逆濃度梯度跨膜運輸?shù)摹?　　)
【答案】提示：a對應(yīng)①細(xì)胞液，b對應(yīng)⑥原生質(zhì)層，c對應(yīng)外界溶液
知識點二　物質(zhì)出入細(xì)胞的方式[自主學(xué)習(xí)]1.物質(zhì)運輸?shù)姆绞?、特點和實例
(1)填寫以下有關(guān)跨膜運輸方式及結(jié)構(gòu)的名稱：圖甲：________；圖乙：________；圖丙：__________；a：________；圖丁：____；圖戊：______。?(2)填寫以下有關(guān)跨膜運輸方式的影響因素：圖甲：__________；圖乙：_________________；圖丙：________________。?
[自主檢測]1.思考判斷(1)細(xì)胞質(zhì)中的氫離子可以通過擴散作用進(jìn)入液泡內(nèi)。(　　)(2)Na+與有關(guān)載體蛋白結(jié)合排出神經(jīng)細(xì)胞屬于主動運輸。(　　)(3)細(xì)胞外液中的K+進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞屬于自由擴散。(　　)(4)液泡中積累了大量離子，故液泡膜不具有選擇透過性。(　　)(5)主動運輸使膜內(nèi)外物質(zhì)濃度趨于一致，維持了細(xì)胞的正常代謝。(　　)
2.深挖教材(1)同一種物質(zhì)進(jìn)出同一細(xì)胞的方式相同嗎?請舉例說明：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。?
提示：不一定相同。人的紅細(xì)胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴散，腎小管細(xì)胞重吸收葡萄糖的方式是主動運輸；神經(jīng)元吸收鉀離子的方式是主動運輸，而靜息時鉀離子外流的方式是協(xié)助擴散
(2)小腸絨毛上皮細(xì)胞能夠吸收葡萄糖，卻很難吸收相對分子質(zhì)量比葡萄糖小的木糖。這個事實說明_____________________________________，這與細(xì)胞生活的關(guān)系是____________________________________________________________________________________________________________。?
【答案】提示：細(xì)胞盡可能地只吸收自身需要的物質(zhì)，細(xì)胞不需要或?qū)?xì)胞有害的物質(zhì)常被阻擋在細(xì)胞外
細(xì)胞膜對物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞具有選擇透過性　
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
3.熱圖導(dǎo)析：分析物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的有關(guān)圖像
(1)甲、乙的物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式一樣嗎?為什么?
提示：不一樣。圖甲中a點以后物質(zhì)是逆濃度梯度運輸?shù)?，為主動運輸；圖乙中物質(zhì)順濃度梯度運輸，需要轉(zhuǎn)運蛋白，但不消耗能量，為協(xié)助擴散
(2)圖乙的物質(zhì)運輸方式也可以逆濃度梯度進(jìn)行嗎?___________________________________________________。?(3)只要是消耗能量的運輸方式就是主動運輸嗎?_______________________________________________________________________。?
提示：不能，逆濃度梯度運輸一定消耗能量
提示：不是，需要消耗能量的運輸方式除了主動運輸，還有胞吞和胞吐
(1)溶質(zhì)不能通過半透膜的情況。①若S1溶液濃度大于S2溶液濃度，則單位時間內(nèi)由S2→S1的水分子數(shù)多于由S1→S2的水分子數(shù)，宏觀上表現(xiàn)為S1溶液液面上升；若S1溶液濃度小于S2溶液濃度，則情況相反，宏觀上表現(xiàn)為S1溶液液面下降。②在達(dá)到滲透平衡后，若存在如圖所示的液面差Δh，則S1溶液濃度仍大于S2溶液濃度。因為液面高的一側(cè)形成的壓強，會阻止溶劑由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴散。
(3)探究物質(zhì)能否通過半透膜(以碘和淀粉為例)。
[考向預(yù)測](一)考查滲透作用的條件及滲透裝置的分析(素養(yǎng)目標(biāo)：科學(xué)思維)
【解析】向甲、丙中分別加入等體積相同物質(zhì)的量濃度的蔗糖酶和乳糖酶，甲中的蔗糖水解成兩分子單糖，丙中的乳糖分解為兩分子單糖，都可通過半透膜進(jìn)入乙中，引起乙液面升高，穩(wěn)定后液面高度乙＞甲＝丙，A錯誤；向乙中加入一定量麥芽糖酶溶液后，乙中的麥芽糖水解為兩分子的葡萄糖，會通過半透膜分別進(jìn)入甲和丙，穩(wěn)定后液面高度乙＜甲＝丙，B正確；向丙中加入一定量的半乳糖后，由于半乳糖可以通過半透膜，因此穩(wěn)定后液面高度甲＝乙＝丙，但因為乙體積最大，所以乙中半乳糖含量最多，C錯誤；滲透作用是指水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散，本實驗中水分子是溶劑分子，故本實驗中半乳糖等單糖分子從濃度高的一側(cè)向濃度低的一側(cè)通過半透膜的擴散，不能稱為滲透作用，D錯誤。
【解析】分析題圖可知，氯化銨、甘油、乙醇、丙酮擴散進(jìn)入紅細(xì)胞的速度大小關(guān)系為丙酮＞乙醇＞甘油＞氯化銨，C錯誤。
2.物質(zhì)跨膜運輸方式的判斷與實驗設(shè)計(1)據(jù)物質(zhì)濃度判斷跨膜運輸方式。①順濃度梯度(溶質(zhì))→被動運輸。②逆濃度梯度(溶質(zhì))→主動運輸。③水分子的運輸方式為自由擴散，從溶液角度分析，是從低濃度溶液(水的相對含量多)→高濃度溶液(水的相對含量少)。④實例：興奮產(chǎn)生與傳導(dǎo)過程中Na+、K+的運輸方式判斷。
a.由于細(xì)胞外Na+濃度高，細(xì)胞內(nèi)K+濃度高，因此神經(jīng)細(xì)胞靜息時K+外流和興奮時Na+內(nèi)流的運輸方式都是被動運輸。b.細(xì)胞維持膜外Na+濃度高，膜內(nèi)K+濃度高，需要不斷吸K+排Na+，此時K+、Na+的運輸方式為主動運輸。
(2)物質(zhì)跨膜運輸方式的實驗設(shè)計與分析。①探究是主動運輸還是被動運輸。
[考向預(yù)測](一)物質(zhì)出入細(xì)胞的方式及特點(素養(yǎng)目標(biāo)：生命觀念)
【解析】圖示體現(xiàn)了細(xì)胞膜對進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)具有選擇性，即體現(xiàn)了細(xì)胞膜的選擇透過性，A正確；由圖可知，C6H12O6和Na+由載體蛋白1協(xié)助運輸，由題干信息“載體蛋白1和載體蛋白2依賴于細(xì)胞膜兩側(cè)Na+濃度差完成相應(yīng)物質(zhì)的運輸”可知，Na+順濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞可產(chǎn)生一定的勢能，該能量可促使C6H12O6逆濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞，即C6H12O6進(jìn)入細(xì)胞的方式為主動運輸；鈉鉀泵具有ATP酶活性，可將K+逆濃度梯度運進(jìn)細(xì)胞，即K+進(jìn)入細(xì)胞的方式為主動運輸，B正確；載體蛋白2將Na+運進(jìn)細(xì)胞，而將H+運出細(xì)胞，結(jié)合B項分析可知，Na+順濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞可產(chǎn)生一定的勢能，該勢能使H+以主動運輸方式被運出細(xì)胞，進(jìn)而可調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的pH，C正確；由題意可知，鈉鉀泵具有兩方面作用：一是可作為載體蛋白，具有運輸功能，二是具有ATP酶活性，具有催化功能，D錯誤。
(二)影響物質(zhì)出入細(xì)胞的因素(素養(yǎng)目標(biāo)：生命觀念)
【解析】由圖可知，Y物質(zhì)是低濃度向高濃度一側(cè)運輸，應(yīng)屬于主動運輸，此時能量應(yīng)來源于X離子的轉(zhuǎn)運過程，A正確；肌細(xì)胞吸收氨基酸分子的方式是ATP驅(qū)動的主動運輸，屬于b類型，B錯誤；藍(lán)細(xì)菌、水綿、葉肉細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)有光合色素均可利用光能，能發(fā)生c類型，而螢火蟲發(fā)光器細(xì)胞沒有光合色素，不能利用光能，故不能發(fā)生c過程，C錯誤；溫度、酸堿度均會影響a、b、c三種類型的運輸速率，而氧氣濃度只影響b過程，D錯誤。
[方法透析]關(guān)于質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗的四個注意點(1)將發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞置于低濃度的溶液或蒸餾水中，植物細(xì)胞會發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原，但如果所用溶液為葡萄糖、KNO3、尿素、乙二醇等能被細(xì)胞吸收的物質(zhì)，發(fā)生質(zhì)壁分離后因細(xì)胞主動或被動吸收溶質(zhì)而使細(xì)胞液濃度增大，植物細(xì)胞會吸水引起質(zhì)壁分離后的自動復(fù)原。(2)質(zhì)壁分離過程中，外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，質(zhì)壁分離程度越大，植物細(xì)胞吸水能力越強；質(zhì)壁分離復(fù)原過程中，外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度。
(3)質(zhì)壁分離與復(fù)原過程中水分子的移動是雙向的，但結(jié)果是單向的。(4)本實驗用顯微鏡觀察了三次，第一次與第二次形成對照，第三次與第二次形成對照，該對照方法為自身對照。
【解析】圖2細(xì)胞正處于質(zhì)壁分離狀態(tài)，圖1中的d、f過程都可能觀察到圖2所示的細(xì)胞狀態(tài)，A錯誤；不同細(xì)胞的狀態(tài)、體積大小、細(xì)胞液濃度不總是完全一致的，所以顯微鏡下觀察到的質(zhì)壁分離程度不可能完全相同，B錯誤；洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞高度分化且無葉綠體，不能進(jìn)行DNA分子復(fù)制和光合作用，C錯誤；細(xì)胞置于KNO3溶液中，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后會自動復(fù)原，所以有可能觀察不到圖2所示的細(xì)胞，D正確。
(二)實驗結(jié)果分析2.(2021年廣東適應(yīng)性考試)某同學(xué)用黑藻葉臨時裝片觀察葉綠體后，進(jìn)一步探究植物細(xì)胞的吸水和失水現(xiàn)象。下列敘述正確的是 (　　)A.可觀察到細(xì)胞中有螺旋帶狀葉綠體B.不同細(xì)胞的葉綠體運動方向一致C.高濃度乙醇可引起細(xì)胞的質(zhì)壁分離D.質(zhì)壁分離后期細(xì)胞吸水能力增強
【解析】水綿的葉綠體為帶狀，黑藻葉片中葉綠體為橢球形或球形，A錯誤；不同細(xì)胞中的葉綠體的運動方向可能不同，但同一細(xì)胞中的不同葉綠體的運動方向是相同的和定向的，即葉綠體環(huán)繞中央大液泡循著同一個方向旋轉(zhuǎn)式流動著，即細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)環(huán)流，B錯誤；高濃度的乙醇會使細(xì)胞死亡，C錯誤；質(zhì)壁分離過程中細(xì)胞失水，細(xì)胞液的濃度增加，細(xì)胞吸水能力增強，D正確。
【解析】由于細(xì)胞b在水分交換達(dá)到平衡時細(xì)胞的體積增大，說明細(xì)胞吸水，則水分交換前，細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度，A正確；水分交換達(dá)到平衡前，細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度，細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度小于外界蔗糖溶液的濃度，因此水分交換前，細(xì)胞液濃度大小關(guān)系為細(xì)胞b＞細(xì)胞a＞細(xì)胞c，B正確；由題意可知，水分交換達(dá)到平衡時，細(xì)胞a未發(fā)生變化，說明其細(xì)胞液濃度與外界蔗糖溶液濃度相等；水分交換達(dá)到平衡時，雖然細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度相同，但細(xì)胞c失水后外界蔗糖溶液的濃度減小，因此，水分交換平衡時，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度小于細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度，C錯誤；在一定的蔗糖溶液中，細(xì)胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離，水分交換達(dá)到平衡時，其細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度，D正確。
【解析】能發(fā)生質(zhì)壁分離細(xì)胞應(yīng)為活的植物細(xì)胞，據(jù)圖分析，從甲到乙發(fā)生了質(zhì)壁分離現(xiàn)象，說明甲細(xì)胞是活細(xì)胞，A正確；乙圖所示細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，該過程中細(xì)胞失水，故與甲圖相比，乙圖細(xì)胞的細(xì)胞液濃度較高，B錯誤；由于有細(xì)胞壁的支持和保護(hù)，丙圖細(xì)胞的體積不會持續(xù)增大，也不會漲破，C錯誤；根尖分生區(qū)細(xì)胞無中央大液泡，不能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，D錯誤。
4.(2021年廣東卷)保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹使植物氣孔張開。適宜條件下，制作紫鴨跖草葉片下表皮臨時裝片，觀察蔗糖溶液對氣孔開閉的影響，下圖為操作及觀察結(jié)果示意圖。下列敘述錯誤的是 (　　)

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