(全国版)2021高考生物一轮复习第二单元细胞代谢专题三细胞的物质输入和输出备考练(含解析)

D

突破攻略 渗透装置中溶液中水分子渗透方向与溶液浓度的判断

注:溶质不能通过半透膜。

1.[2019山东潍坊二模]细胞中的酶与代谢密切相关。某同学进行了如下操作:

在U形管底部中央放置了不允许二糖通过的半透膜(对单糖的通透性未知);将U形管左侧和右侧分别加入等量的物质的量浓度相等的蔗糖溶液和麦芽糖溶液;在U形管的两侧同时滴入等量的麦芽糖酶溶液;观察右侧液面的变化情况。下列叙述错误的是( ) A.液面的变化情况与半透膜的通透性密切相关 B.液面可能会一直升高至一定高度后停止 C.液面可能先下降后上升至一定高度后停止 D.该实验可用来验证酶的专一性

命题角度2 细胞吸水和失水情况分析

2 [植物细胞的吸水和失水分析][2017全国卷Ⅱ,4,6分]将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是

A.0~4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内 B.0~1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等 C.2~3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压

D.0~1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压

解答本题的关键是学会分析曲线图。由图可知,0~1 h内原生质体的相对体积减小,细

胞失水,植物细胞发生质壁分离;2~4 h内原生质体的相对体积增大,细胞吸水,植物细胞发生质壁分离复原,据此分析各选项作出正确判断。

该植物细胞质壁分离后的复原是因为物质A进入了细胞,使细胞液渗透压升高导致细胞吸水,A项错误;植物细胞发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,所以0~1 h内,细胞体积变化量小于原生质体体积的变化量,B项错误;2~3 h内原生质体的相对体积增大,此时细胞液的渗透压大于细胞外溶液的渗透压, C项正确;0~1 h内原生质体的相对体积减小,液泡中的水分进入细胞质基质,此时细胞质基质的渗透压大于液泡中液体的渗透压, D项错误。

C

母题变式·探究核心素养新命题

1.[科学探究——实验原理分析]该题实验中用到的物质A溶液可能是适宜浓度的KNO3溶液(填“KNO3溶液”或“蔗糖溶液”),原因是K+和NO-3可被细胞吸收,使细胞液浓度增大,所以细胞先发生质壁分离后又自动复原,蔗糖分子不能透过原生质层,不会使细胞发生质壁分离后的自动复原。

2.[科学思维——分析与综合]若该细胞放在不同浓度的物质A溶液中,最后没有发生质壁分离后的自动复原,原因可能是什么?

提示:物质A溶液的初始浓度太高,细胞在高浓度溶液中失水死亡。

核心素养解读 本题主要考查的核心素养是科学思维和科学探究,具体表现在两个角度:

核心素核心素养角

具体表现

养 科学思

归纳与概括 积,归纳概括原生质体的吸水、失水维

状态

获取证据或

科学探究

分

本题考查了质壁分离及质壁分离复

度

分析不同时间原生质体的相对体

析数据的能原过程中,不同溶液渗透压的变化

力

3 [动物细胞的吸水和失水分析][2017浙江4月选考,14,2分]将家兔红细胞置于不同

浓度的溶液中,水分子的跨膜运输示意图如下(箭头方向表示水分子的进出,箭头粗细表示水分子进出的多少)。下列叙述正确的是

甲 乙 丙

A.一段时间后,甲细胞会发生质壁分离 B.能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞 C.光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出

D.若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中,甲细胞先破裂

家兔红细胞没有细胞壁,不会发生质壁分离,A错误;分析示意图,甲和丙细胞与外界溶液都存在浓度差,能发生渗透作用,B正确;光学显微镜下看不到乙细胞有水分子的进出,C错误;甲、乙和丙细胞来自同一只家兔,细胞内液的浓度几乎相同,将其置于蒸馏水中,应该同时破裂,D错误。

B

2.[2019江淮十校第一次联考]将新鲜萝卜切成大小、长度相同的细条,分别置

于不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡相同时间后测量各组萝卜条的长度,结果如表所示。有关叙述正确的是 ( )

蔗糖溶液浓度

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

(mol·L) 实验前长度/实验后

0.73 0.80 0.91 1.10 1.17 1.17

长度

A.使萝卜条在浸泡前后长度不变的蔗糖溶液浓度在0.4 mol·L到0.5 mol·L范围内 B.萝卜细胞在溶液中失水或吸水所消耗的ATP由细胞呼吸提供 C.渗透平衡时,水分子不再进出萝卜细胞

D.在不同浓度蔗糖溶液的实验过程中,蔗糖分子均不可能进入萝卜细胞中

考点2 实验:观察植物细胞的质壁分离和复原

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考法2 植物细胞的质壁分离与复原的判断及其拓展应用 命题角度3 分析质壁分离和复原实验的原理、操作和现象 考情回顾

1.[2019海南,T7B]需在高倍镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离(×)[提示:用紫色洋葱鳞片叶外表皮制作临时装片,在低倍镜下就能观察到细胞的质壁分离]。

2.[2019江苏,T22B]在蔗糖溶液中加入适量红墨水,可用于观察白洋葱鳞片叶表皮细胞的质壁分离(√)[提示:在蔗糖溶液中加入适量红墨水后,由于细胞壁是全透的,细胞膜具有选择透过性,红墨水不能通过细胞膜进入细胞中,细胞壁与原生质层之间充满着红色溶液,白洋葱鳞片叶表皮细胞的原生质层为无色,因此可以观察细胞的质壁分离]。

3.[2018海南,T5改编](题干信息:在不染色的条件下,下列实验材料中,最适合观察细胞质壁分离现象的是)紫色洋葱根尖分生区细胞(×)[提示:紫色洋葱根尖分生区细胞是不成熟的植物细胞,没有大液泡,质壁分离现象不明显]。

4 [新课标全国卷Ⅰ高考,4,6分]下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述,错误的是 A.与白色花瓣相比,采用红色花瓣有利于实验现象的观察 B.用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察 C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同 D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,有利于实验现象的观察

理解植物细胞质壁分离的原理、熟悉实验选材的原则是解答本题的关键,同时要注意

挖掘隐含信息:液泡内细胞液的颜色和细胞质中叶绿体的颜色有利于观察质壁分离现象。

红色花瓣的色素存在于液泡中,便于观察细胞的质壁分离现象,A项正确。用黑藻叶片进行质壁分离实验时,能够以叶绿体为标志观察到原生质体的变化,有利于实验现象的观察,B项错误。由于不同部位的细胞细胞液浓度可能不同,故用同一浓度的蔗糖溶液做实验,观察到的不同部位细胞的质壁分离程度可能不同,C项正确。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素,有利于观察液泡大小的变化,D项正确。