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(共40张PPT)
真题测评·试能力
1.(2023·全国甲卷)探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验，探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后，外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是(　 )
专题1 细胞的分子组成、结构与功能
(一)　细胞的物质输入和输出
答案：C　
解析：用30%蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮，细胞失水，随着时间的延长，原生质体和液泡的体积均减小，细胞液浓度升高，用清水处理后，细胞吸水，原生质体和液泡的体积均逐渐恢复，细胞液浓度降低，A、B错误。
当蔗糖溶液浓度小于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，细胞吸水，由于有细胞壁的阻碍，原生质体和液泡的体积均略微增加，此时细胞液浓度略微降低；当蔗糖溶液浓度大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，细胞失水，且随着蔗糖溶液浓度的增加，细胞失水增多，原生质体和液泡的体积均逐渐减小，细胞液浓度增加，C正确，D错误。
2.(2022·山东高考)NO和NH是植物利用的主要无机氮源，NH的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO的吸收由H＋浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内NH的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是(　 )
主动运输需要载体蛋白，作物乙根细胞的细胞膜上载体蛋白数量有限
蛋白质
深化学习·提素养
1.物质进出细胞方式的判断
2.破解物质运输中的三类迷茫点
(1)载体蛋白和通道蛋白作用不完全相同
转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，它们的作用特点分析如下：
①载体蛋白和通道蛋白对物质的运输都具有选择性。
②载体蛋白需要和被转运的物质结合，且会发生自身构象的改变；通道蛋白运输时不需要和被转运物质结合。
③载体蛋白既能够执行协助扩散，又能够执行主动运输，而通道蛋白只能执行协助扩散，即通道蛋白只能顺浓度梯度运输。
(2)主动运输消耗的能量并不都由ATP直接提供
①主动运输的能量来源分为三类(如图1)：ATP直接提供能量(ATP驱动泵)、间接供能(协同转运蛋白)、光驱动(光驱动泵)。
②协同运输是一种物质的逆浓度跨膜运输，其依赖于另一种物质的顺浓度，该过程消耗的能量来自离子电化学梯度(如图2)。
(3)主动运输中ATP供能的原理
①ATP为主动运输供能的模型图
②ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。
[例1]　保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，有关操作及观察结果如图所示。下列叙述错误的是(　 )
A.保卫细胞的吸水能力A>B
B.质壁分离现象最可能出现在A所在的观察视野中
C.保卫细胞的细胞液浓度B>A
D.推测两种蔗糖溶液浓度高低为甲>乙
[答案]　C
[解析]　将保卫细胞置于蔗糖溶液甲中，保卫细胞失水，成为图中所示A状态，A状态保卫细胞的细胞液浓度较大；添加蔗糖溶液乙，A状态保卫细胞吸水成为图中所示B状态，B状态保卫细胞的细胞液浓度较小，即A状态保卫细胞的细胞液浓度大于B状态的，则吸水能力A>B，A正确，C错误。
A状态是保卫细胞失水形成的，失水过程中可能出现质壁分离现象，B正确。
将保卫细胞置于蔗糖溶液甲中，保卫细胞失水，成为图中所示A状态，将A状态保卫细胞置于蔗糖溶液乙中，A状态保卫细胞吸水，成为图中所示B状态，且B状态气孔张开程度大于初始状态，推断蔗糖溶液甲的浓度大于蔗糖溶液乙的浓度，D正确。
[例2]　(2023·湖北高考)心肌细胞上广泛存在Na＋ K＋泵和Na＋ Ca2＋交换体(转入Na＋的同时排出Ca2＋)，两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na＋ K＋泵。关于该药物对心肌细胞的作用，下列叙述正确的是(　 )
A.心肌收缩力下降
B.细胞内液的钾离子浓度升高
C.动作电位期间钠离子的内流量减少
D.细胞膜上Na＋ Ca2＋交换体的活动加强
[答案]　C
[解析]　分析题图可知，Na＋ K＋泵的运输使膜外Na＋浓度高于膜内，而Na＋通过Na＋ Ca2＋交换体顺浓度梯度从膜外运输到膜内产生化学势能，Na＋ Ca2＋交换体利用该化学势能将Ca2＋从膜内逆浓度梯度运输到膜外，使细胞质中Ca2＋浓度下降，若用某种药物阻断细胞膜上Na＋ K＋泵的作用，则会影响Ca2＋从膜内运输到膜外，导致细胞质中Ca2＋浓度升高，据题干信息可知，细胞质中Ca2＋浓度升高会导致心肌收缩力增强，A错误；
阻断Na＋ K＋泵的作用，K＋从膜外到膜内的运输受阻，细胞内液的钾离子浓度下降，B错误；
阻断Na＋ K＋泵的作用，Na＋从膜内到膜外的运输受阻，导致细胞外液与细胞质中的Na＋浓度差减小，因此动作电位期间Na＋的内流量减少，C正确；
Na＋ Ca2＋交换体的活动与细胞内外Na＋的浓度差有关，阻断Na＋ K＋泵的作用会降低细胞内外Na＋的浓度差，Na＋ Ca2＋交换体的活动受抑制，D错误。
考法训练·融会通
考法(一)　细胞的吸水和失水及其应用
1.某同学为观察植物细胞的质壁分离和复原，将同一植物相同部位的细胞(细胞液浓度相同)分别置于相同浓度的KNO3溶液和蔗糖溶液中，发生质壁分离后再置于蒸馏水中。实验过程中两组细胞的液泡体积随时间的变化曲线如图所示。下列相关叙述正确的是(　 )
A.曲线Ⅰ表示蔗糖组细胞的液泡体积的变化
B.植物细胞自a点开始从外界溶液中吸收溶质分子
C.b点时，实验装置开始置于蒸馏水中
D.c点时，液泡体积不变，两组实验中细胞的细胞液浓度相等
答案：C　
解析：分析题图可知，曲线Ⅰ细胞先发生质壁分离的复原，说明曲线Ⅰ细胞能够主动吸收溶液中的物质，使得细胞液浓度增加，表示KNO3溶液组细胞的液泡体积的变化，A错误；
曲线Ⅰ细胞a点开始发生质壁分离的复原，说明细胞液浓度大于外界溶液的浓度，即a点之前细胞就从外界溶液中吸收溶质分子，B错误；
由题图可知，b点前细胞处于失水状态，b点之后细胞吸水，说明b点时细胞外溶液浓度发生变化，即b点时，实验装置开始置于蒸馏水中，C正确；
置于蒸馏水中后，细胞渗透吸水，由于细胞壁的限制，至c点时液泡体积达到最大，但在a点前KNO3溶液组有钾离子和硝酸根离子进入到细胞内，故达到平衡时两组细胞液浓度不相等，D错误。
2.拟南芥液泡膜上存在Na＋/H＋反向转运载体蛋白，它可利用液泡内外H＋的电化学梯度(电位和浓度差)将H＋转出液泡，同时将Na＋由细胞质基质转入液泡。部分物质跨液泡膜转运过程如图所示，据图判断，下列叙述错误的是(　 )
A.Na＋在液泡中的积累有利于提高拟南芥的耐盐碱能力
B.Na＋以主动运输的方式由细胞质基质进入液泡
C.Cl－以协助扩散的方式由细胞质基质进入液泡
D.H2O以自由扩散的方式进出液泡
答案：D　
解析：Na＋在液泡中的积累能使液泡内Na＋浓度增大，有利于细胞吸水，进而提高拟南芥的耐盐碱能力，A正确；
由题意分析可知，Na＋通过载体蛋白和借助液泡膜两侧H＋的电化学梯度，以主动运输的方式由细胞质基质进入液泡，B正确；
由题图可知，Cl－借助通道蛋白，以协助扩散的方式由细胞质基质进入液泡，C正确；
由题图可知，H2O借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出液泡，D错误。
考法(二)　物质出入细胞的方式判断及分析
3.Na＋-K＋泵由α、β两亚基组成，其中α亚基为跨膜蛋白，既有 Na＋、K＋结合位点,又具 ATP酶活性，如图所示。一般认为 Na＋-K＋泵首先在膜内侧与细胞内的Na＋结合，ATP酶活性被激活后，由 ATP 水解释放的能量使泵本身构象改变，将Na＋输出细胞；与此同时,泵与细胞膜外侧的K＋结合，发生去磷酸化后构象再次改变，将K＋输入细胞内。下列说法错误的是(　 )
A．α亚基对K＋的亲和力始终大于 Na＋
B．ATP水解使α亚基磷酸化，进而导致其构象改变
C．Na＋-K＋泵可同时完成对3个Na＋和2个K＋的转运
D．Na＋-K＋泵造成神经元膜内外的离子浓度差是静息电位和动作电位形成的基础
答案：A　
解析：α亚基在膜内与Na＋结合，在膜外与K＋结合，两种离子与α亚基的结合位点不同，无法判断α亚基对哪种离子的亲和力更大，A错误；
由题干“ATP 水解释放的能量使泵本身构象改变”可知，ATP水解产生了ADP和Pi，其中Pi使α亚基磷酸化，进而导致其构象改变，B正确；
图中α亚基有3个Na＋结合位点和2个K＋结合位点，因此Na＋-K＋泵可同时转运出3个Na＋，转入2个K＋，C正确；
静息电位是K＋顺浓度梯度外流形成的，动作电位是Na＋内流形成的，二者发生的基础是在膜两侧要有浓度差，Na＋-K＋泵能维持这种浓度差，故Na＋-K＋泵造成神经元膜内外的离子浓度差是静息电位和动作电位形成的基础，D正确。
4. 如图表示人体小肠上皮细胞转运葡萄糖、氨基酸的过程，下列相关叙述正确的是(　 )
A.K＋、Na＋均顺浓度梯度进入小肠上皮细胞
B.同种物质的跨膜运输可由不同的转运蛋白完成
C.葡萄糖进入小肠上皮细胞与进入红细胞的方式相同
D.氨基酸进出小肠上皮细胞的区别在于是否直接消耗ATP
答案： B
解析：K＋逆浓度梯度进入小肠上皮细胞，Na＋顺浓度梯度进入小肠上皮细胞，逆浓度梯度排出小肠上皮细胞，A错误；
从图中看出，葡萄糖、氨基酸进出细胞需要的载体蛋白均不同，B正确；
葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式是主动运输，而进入红细胞的方式是协助扩散，C错误；
氨基酸进入细胞的方式是主动运输，依赖于Na＋浓度差产生的动力，而排出细胞的方式是协助扩散，不消耗ATP，且进出小肠上皮细胞需要的载体蛋白也不同，D错误。

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