人教生物必修1单元总结：第4章 细胞的物质输入和输出（含答案）

人教生物必修一单元总结
第4章　细胞的物质输入和输出
常考点一　渗透作用与植物细胞的质壁分离与复原
[主干回扣]
1．渗透作用发生条件
(1)具有半透膜；
(2)膜两侧存在浓度差。
2．成熟植物细胞的吸水和失水
(1)当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。
(2)当外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分离复原现象。
3．质壁分离实验的操作过程及观察指标
[集训过关]
1．下列关于“探究植物细胞的吸水和失水”活动的叙述，正确的是(　　)
A．制作洋葱表皮细胞装片需经解离、压片等操作才能将细胞分散
B．若从低倍镜换成高倍镜时，需转动光圈才能换上高倍物镜
C．质壁分离过程中，水分子从胞内单向运动到胞外导致液泡变小
D．质壁分离复原过程中，细胞吸水速度逐步减慢
解析：选D　制作洋葱表皮细胞装片时，是撕取洋葱外表皮薄层，可以直接观察，不需要解离、压片等操作。若从低倍镜换成高倍镜，需在低倍镜下找到清晰图像，然后直接转动转换器换上高倍物镜。质壁分离过程中，水分子运动是双向的，只是从胞内运动到胞外相对多，从而导致液泡变小。质壁分离复原过程中，细胞处在清水中，细胞通过渗透作用从外界吸收水分，随着复原过程的进行，细胞内外的浓度差变小，吸水速度下降。
2．(2022·浙江7月学考)某同学以紫色洋葱外表皮为材料，探究植物细胞质壁分离和复原的条件，观察到了处于质壁分离状态的细胞，
如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．质壁分离过程中，液泡颜色变深
B．质壁分离过程中，细胞膜的面积变小
C．在清水中完成质壁分离复原后，细胞内外溶液浓度相等
D．图示细胞可能处于质壁分离过程或质壁分离复原过程
解析：选C　质壁分离过程中，细胞不断失水，液泡体积减小、液泡颜色变深，细胞膜的面积变小，A、B正确；发生质壁分离后完全复原的细胞，由于细胞壁的支撑作用，细胞吸水量受到限制，其细胞液浓度可能大于外界溶液浓度，C错误；图示细胞可能处于质壁分离过程或质壁分离复原过程，D正确。
3.下表为甲同学用某浓度KNO3溶液进行质壁分离实验时所测得的数据，如图为乙同学用另一浓度的KNO3溶液进行质壁分离实验时所绘制的曲线图。下列分析正确的是(　　)
时间/min 2 4 6 8 10
原生质体相对大小/% 90 60 30 30 30
A.乙同学的实验进行到T2时观察不到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度
B．乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度
C．甲同学实验进行到8 min时质壁分离达到平衡，滴加清水后发生质壁分离复原
D．甲同学所用溶液浓度要大于乙同学
解析：选D　乙同学在实验进行到T2时观察不到质壁分离现象，此时细胞液浓度等于或大于外界溶液浓度，但由于细胞壁的作用，原生质体不能再增大；乙同学在实验进行到T1时，观察到细胞质壁分离正在复原，所以细胞液浓度大于外界溶液浓度；甲同学实验进行到4～6 min时，质壁分离达到平衡，滴加清水后发生质壁分离复原；根据表格数据可知，甲同学所做实验结果没有发生质壁分离复原，而乙同学所做实验结果发生了质壁分离复原，所以甲同学所用溶液浓度要大于乙同学。
[主干回扣]
1．物质进出细胞的方式
2．不同物质出入细胞方式的曲线分析及判断
(1)图1、2表示物质浓度对跨膜运输速率的影响，其中图1表示的运输方式为自由扩散，图2表示的运输方式是协助扩散或主动运输。图2中P点之后运输速率不变的原因是膜上转运蛋白的数量有限或能量供应不足。
(2)图3、4表示O2浓度对跨膜运输速率的影响，其中图3表示的运输方式为自由扩散或协助扩散，图4表示的运输方式为主动运输。图4中P点之后运输速率不变的限制因素是转运蛋白的数量。
(3)若图3表示哺乳动物成熟红细胞的物质运输，还可表示主动运输。
[集训过关]
1．(2021·广东学考)硼元素是植物生长发育必需的微量元素，研究发现植物细胞通过膜上的BOR1蛋白吸收硼元素，该过程需要消耗能量。BOR1蛋白应该是(　　)
A．受体蛋白　　　　　 B．结构蛋白
C．载体蛋白 D．分泌蛋白
解析：选C　植物细胞通过膜上的BOR1蛋白吸收硼元素，消耗能量，说明硼元素是通过主动运输进入细胞的，主动运输需要载体蛋白的协助，说明BOR1蛋白应该是载体蛋白。
2.H＋的某种跨膜运输过程示意图如图。这种运输方式属于(　　)
A．主动运输　 B．渗透作用
C．协助扩散 D．胞吐作用
解析：选A　由低浓度到高浓度、需要载体蛋白、消耗ATP的物质运输方式为主动运输(主动转运)。
3．科学家经研究发现，剥离细胞膜中的蛋白质后，水分子的跨膜运输速率变得缓慢。下列有关叙述错误的是(　　)
A．剥离的蛋白质中含有协助运输水的通道蛋白
B．剥离蛋白质后，水跨膜运输的方式只有自由扩散
C．剥离蛋白质前，水分子只能通过协助扩散跨膜运输
D．水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的扩散
解析：选C　剥离细胞膜中的蛋白质后，水分子的跨膜运输速率变得缓慢，说明水跨膜运输需要细胞膜上的通道蛋白协助，A正确；剥离细胞膜中的蛋白质后，水只能通过自由扩散的方式进入细胞，B正确；剥离蛋白质前水分子既能通过协助扩散，又能通过自由扩散跨膜运输，C错误；剥离细胞膜中的蛋白质后，水分子的跨膜运输速率变得缓慢，说明剥离细胞膜中的蛋白质对水分子跨膜运输影响显著，则水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的扩散，D正确。
4.某细胞对氨基酸、钠离子、葡萄糖和氧气的吸收方式的比较结果如图所示，其中细胞膜内外浓度情况未标出。已知细胞膜上的“●、◆”为载体蛋白，氨基酸以主动运输的方式进入该细胞。以下分析错误的是(　　)
A．同一载体蛋白运输的物质可能不止一种
B．葡萄糖进入该细胞的方式为主动运输
C．氧气进入该细胞不需要载体蛋白，也不消耗能量
D．氨基酸可逆浓度进入该细胞且不消耗能量
解析：选D　据图可知，氨基酸和钠离子可被同一种载体蛋白运输；葡萄糖进入该细胞的方式需要载体蛋白和消耗ATP(能量)，故应为主动运输；氧气进入细胞应为自由扩散，不需要载体蛋白和能量；氨基酸可逆浓度以主动运输的方式进入该细胞，需要消耗能量。
5．研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，其示意图如下(图中a、b、c代表物质跨膜运输方式，■、▲、○代表跨膜的离子或小分子)。请据图回答问题。
a．偶联转运蛋白：ATP间接提供能量的协同运输；
b．ATP驱动泵：ATP直接提供能量；
c．光驱动泵：光能驱动。
(1)图中细胞质基质存在于________(填“P”或“Q”)侧，判断依据是____________________。
(2)主动运输是通过________对所介导的物质进行________梯度的跨膜运输方式。
(3)有人认为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是ATP驱动泵的主动运输或协助扩散。请你设计实验加以探究。
①实验步骤。
第一步：取甲、乙两组生理状况相同的小肠上皮细胞。
第二步：将甲、乙两组细胞置于适宜浓度的葡萄糖培养液中，甲组细胞给予正常的呼吸条件，________________________________________________________________________。
第三步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②预测实验结果并分析。
a．若甲、乙两组葡萄糖的浓度相同，则___________________________________________
___________________________________________________________________________。
b．________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)糖蛋白只分布在细胞膜的外表面，即P表示细胞外侧，Q表示细胞内侧，所以细胞质基质存在于Q侧。(2)主动运输过程中，物质逆浓度梯度运输，需要载体蛋白和能量。(3)探究小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是ATP驱动泵的主动运输还是协助扩散，可以取甲、乙两组生理状况相同的小肠上皮细胞。将甲、乙两组细胞置于适宜浓度的葡萄糖培养液中，甲组细胞给予正常的呼吸条件，乙组细胞用呼吸抑制剂处理；甲组细胞能正常呼吸提供ATP，乙组细胞不能进行正常呼吸提供ATP。若小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，则在相同且适宜条件下培养一段时间后，甲、乙两组培养液中葡萄糖的浓度相同；若小肠上皮细胞以ATP驱动泵的主动运输方式吸收葡萄糖，则甲组细胞可以通过ATP驱动吸收葡萄糖，乙组细胞不能，所以一段时间后，甲组培养液中葡萄糖浓度降低。
答案：(1)Q　糖蛋白位于细胞外侧
(2)载体蛋白　逆浓度
(3)①乙组细胞用细胞呼吸抑制剂处理(或抑制乙组细胞的细胞呼吸)　在相同且适宜条件下培养一段时间后，检测培养液中的葡萄糖浓度
②小肠上皮细胞以协助扩散的方式吸收葡萄糖
若甲组培养液中葡萄糖的浓度小于乙组，则小肠上皮细胞以ATP驱动泵的主动运输方式吸收葡萄糖