06探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系-高考生物一輪實驗專題復習（含答案）

探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系—高考生物一輪實驗專題復習一、選擇題1．細胞大小和物質運輸關系：科學家通過模擬實驗探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系，結果如圖所示。網格部分表示NaOH擴散的區(qū)域，空白部分表示瓊脂塊未被NaOH擴散的區(qū)域。下列敘述正確的是（）A．浸泡時用勺子翻動瓊脂，若挖動其表面對實驗結果亦無影響B(tài)．NaOH在邊長1cm的瓊脂塊內擴散的速率最大C．本實驗可說明，細胞體積越小，其相對表面積越小，物質運輸?shù)男示驮礁逥．NaOH擴散進瓊脂塊的體積與瓊脂塊總體積之比可以反映細胞的物質運輸效率2．以下有關細胞大小和物質運輸?shù)年P系的敘述，正確的是（）A．細胞體積越小，表面積越大，物質運輸效率越高B．細胞體積越大，表面積越小，物質運輸效率越低C．細胞體積越小，表面積越小，物質運輸效率越低D．—個細胞的相對表面積越大，物質運輸效率越高3．用邊長分別為3cm、2cm、1cm的瓊脂塊模擬細胞，觀察相同時間內NaOH在瓊脂塊上擴散的深度，以探究細胞的大小和擴散作用的關系。下列關于該活動的敘述錯誤的是（）A．該活動通過構建物理模型來推斷細胞大小與物質擴散的關系B．該活動的因變量是瓊脂塊的表面積和體積的比值C．瓊脂塊變紅的速度越快，說明氫氧化鈉的擴散速率就越快D．瓊脂塊體積越大，表面積和體積的比值以及物質擴散的效率均越小4．將一塊3cm×3cm×6cm的含酚酞的瓊脂塊切成三塊邊長分別為1cm、2cm、3cm的正方體．將3塊瓊脂塊放在裝有NaOH的燒杯內，淹沒浸泡10分鐘．下列說法正確的是（）A．隨瓊脂塊增大，NaOH擴散速率增大B．隨瓊脂塊增大，瓊脂塊的表面積與體積之比增大C．隨瓊脂塊的增大，瓊脂塊中變紅的體積增大D．隨瓊脂塊增大，瓊脂塊中變紅的體積所占的比例增大5．在“探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系（瓊脂脂塊模擬細胞）”的實驗過程中，測量結果及計算結果如下表所示。根據(jù)表格分析下列說法正確的是（）瓊脂塊的邊長（cm）比值（表面積/體積）NaOH擴散的的深度（cm）比值（NaOH擴散的體積/整個瓊脂塊的體積）16Xa23Yb32Zc①X=Y=Z②X＞Y＞Z③X＜Y＜Z④a=b=c⑤a＞b＞c⑥a＜b＜cA．①④ B．①⑤ C．②⑤ D．③⑥6．下列有關細胞體積的敘述中，不正確的是（）A．與原核細胞相比，真核細胞體積一般較大B．細胞體積越小，其表面積與體積比值越大C．生物體體積越大，其細胞體積也越大D．細胞體積小，利于提高物質交換效率7．下列關于“細胞大小與物質運輸?shù)年P系”實驗的敘述，不正確的是（）A．細胞的表面積與體積之比越大，物質運輸效率越高B．實驗結果表明每一塊瓊脂小塊上NaOH擴散的速率相同C．該模擬實驗中，不同大小的瓊脂塊中NaOH擴散的體積相同D．實驗所用的瓊脂小塊上含有酚酞，NaOH和酚酞相遇，使瓊脂塊呈紫紅色二、非選擇題8．探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系：（1）常用的檢測NaOH的方法是（2）細胞的大小不同，其表面積與體積之比就，細胞越大，其表面積與體積之比就．（3）能說明NaOH擴散速率的現(xiàn)象是．相同時間內NaOH擴散的深度，即NsOH擴散的速率．（4）相同時間內，物質擴散進細胞的體積與細胞的總體積之比可以反應細胞的．細胞越大，物質的運輸速率越，原因是．9．生物體的生長既靠細胞的生長又靠細胞的分裂．細胞表面積與體積的關系限制了細胞的長大．Ⅰ．通過下面的實驗，探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系．實驗過程：將三個邊長分別為1m、2cm、3cm含有酚酞的瓊脂塊，浸泡NaOH溶液后取出，切成兩半，每塊NaOH擴散的深度如圖中陰影所示，實驗結果如表格中所示：瓊脂的邊長（cm）比值（表面積/體積）NaOH擴散深度（cm/邊）比值NaOH擴散的體積/整個瓊脂塊體積160.5X230.5Y320.5ZⅡ．細胞分裂是細胞生長過程中保持足夠表面積，維持一定的生長速率的重要過程．某學生用高倍顯微鏡取樣觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂的某個切片，并統(tǒng)計各時期的細胞數(shù)量．各時期細胞數(shù)記錄在下表中，請回答下列問題．細胞周期階段樣本1樣本2樣本3總數(shù)間期M1M2M3M前期A1A2A3A分裂中期B1B2B3B后期C1C2C3C期末期D1D2D3D計數(shù)細胞的總數(shù)N若該實驗的目的是為了研究細胞周期中每個時期分別所經歷的時間長短，請分析：（1）根據(jù)實驗結果可知，NaOH在每一瓊脂塊內擴散的速率是．（2）根據(jù)相同時間內，之比可以反映出物質運輸效率．由此可以推論：細胞體積越大，．（3）除此以外，限制細胞長大的因素還有．（4）表中的樣本1、樣本2、樣本3具體是指．（5）洋蔥根尖細胞的一個細胞周期大約720分鐘．則分裂間期所需要的時間t可用數(shù)學模型t=表示．10．經過實驗已經證實：細胞的表面積與體積之比越大，細胞與環(huán)境之間進行物質交換的效率越高．含酚酞的瓊脂遇到NaOH會呈現(xiàn)紫色，通過測量NaOH向瓊脂塊內擴散的深度計算出NaOH擴散的體積，再根據(jù)表面積與體積的比值，來分析得出結論．請你用瓊脂塊模擬細胞來設計實驗，驗證該結論．（1）提供的材料和試劑：塑料刀，防護手套，毫米尺，塑料勺，燒杯，吸水紙，邊長為8cm的含酚酞的瓊脂正方塊，質量分數(shù)為0.1的NaOH溶液．（2）方法步驟：①用塑料刀將含酚酞的瓊脂切成的立方塊．②將3個瓊脂塊放在燒杯中，加入溶液，將瓊脂塊淹沒，用塑料勺不斷攪拌．，浸泡10分鐘．③戴上手套，用塑料勺將瓊脂塊取出，用吸水紙將溶液吸干．④用塑料刀將瓊脂塊切成兩半，觀察并測量NaOH擴散的溶度，作記錄．⑤將測量及計算結果填入表格瓊脂的邊長（cm）比值（表面積/體積）NaOH擴散深度（cm）比值（NaOH）擴散的體積/整個瓊脂塊體積16Xa23Yb32Zc應根據(jù)什么測量出NaOH的擴散深度？測量瓊脂塊上的厚度，預測a、b、c大小的關系為．（3）分析和結論：分析：瓊脂塊的體積越小，相對的表面積越，物質交換越快；反之越慢．結論：細胞越大，與環(huán)境進行物質交換的效率越．因此，生物體器官的大小取決于細胞的．通過以上實驗可以說明，細胞的體積，因為細胞過大，與環(huán)境進行物質交換效率低，不能保證細胞生命活動和能量的需求．

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A、用勺子翻動瓊脂時會導致瓊脂塊表面破損，這會影響NaOH擴散的體積，從而影響實驗結果，A錯誤；

B、NaOH在不同的瓊脂塊中擴散的速率是相同的，B錯誤；

C、本實驗可說明，細胞體積越小，其相對表面積越大，物質運輸?shù)男示驮礁撸珻錯誤；

D、NaOH擴散進瓊脂塊的體積與瓊脂塊總體積之比可以反映細胞的物質運輸效率，D正確。

故答案為：D。

【分析】細胞大小與物質運輸?shù)年P系是：細胞小，物質運輸速率快，細胞大，物質運輸速率慢。這是因為細胞運輸主要是細胞與環(huán)境間的物質交換，包括細胞對營養(yǎng)物質的吸收、原材料的攝取和代謝廢物的排除及產物的分泌。而細胞體積小相對表面積大，物質運輸速率快；細胞體積大相對表面積反而小，物質運輸速率也就慢了。因此，大多數(shù)細胞的面積都是比較小的。2．【答案】D【解析】【解答】AC、細胞體積越小，表面積也越小，相對表面積越大，物質運輸效率越高，A、C兩項錯誤；

B、細胞體積越大，表面積越大，但相對表面積越小，B項錯誤；

D、細胞的相對表面積越大，物質運輸效率越高，D項正確。

故答案為：D。

【分析】細胞體積越大，細胞的相對表面積(細胞表面積與體積的比值)越小，細胞的物質運輸效率越高。3．【答案】B4．【答案】C【解析】【解答】A、不同大小的瓊脂塊上NaOH擴散的深度相同，即擴散速率相同，A錯誤；B、瓊脂塊體積越大，表面積與體積之比越小，B錯誤；C、不同大小的瓊脂塊上NaOH擴散的深度相同，那么隨瓊脂塊的增大，瓊脂塊中變紅的體積增大，C正確；D、隨瓊脂塊增大，瓊脂塊中變紅的體積所占的比例越小，物質運輸?shù)男试降?，D錯誤．故選：C．【分析】探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系時，可采用瓊脂塊、NaOH、酚酞作實驗材料，觀察NaOH在瓊脂中的擴散速度．探究細胞表面積與體積之比，與物質運輸速率之間的關系：體積越大，相對表面積越小，物質運輸?shù)男试降?；實驗中測量不同大小的瓊脂塊上NaOH擴散的深度相同．5．【答案】B【解析】【解答】NaOH在每塊瓊脂塊中的生物擴散速率是相同的，實驗中測量不同大小的瓊脂塊上NaOH擴散的深度相同，即X=Y=Z；相對面積越大，細胞體積越小，則NaOH的擴散的體積/整個瓊脂塊的體積的比值越大，即a＞b＞c，故①⑤正確；A、C、D錯誤；B正確；故答案為：B?！痉治觥刻骄考毎砻娣e與體積之比，與物質運輸速率之間的關系：體積越大，相對表面積越小，物質運輸?shù)男试降汀?．【答案】C【解析】【解答】A、與原核細胞相比，真核細胞體積一般較大，正確；B、細胞的表面積與體積的比值叫做相對表面積，細胞體積越小，其表面積與體積比值越大，正確；C、細胞體積的大小與生物個體大小沒有直接關系，錯誤；D、細胞體積小，相對表面積就大，細胞與外界的物質交換速率越快，有利于細胞的生長，正確。故答案為：C。

【分析】細胞不能無限長大的原因：①受細胞表面積與體積之比限制，體積越大，相對表面積越小，物質運輸?shù)男试降?；②受細胞核控制范圍限制，所以表面積與體積的關系是限制細胞繼續(xù)生長的原因之一。7．【答案】C【解析】【解答】A、細胞的表面積與體積之比越大，細胞體積越小，物質運輸效率越高，A正確；B、實驗中測量不同大小的瓊脂塊上NaOH擴散的深度相同，表明每一塊瓊脂小塊上NaOH擴散的速率相同，B正確；C、該模擬實驗中，NaOH擴散的深度相同，但是擴散的體積不同，可以表示細胞的物質運輸效率不同，C錯誤；D、實驗所用的瓊脂小塊上含有酚酞，NaOH和酚酞相遇，呈紫紅色，D正確。故答案為：C。

【分析】探究“細胞大小與物質運輸?shù)年P系”的實驗目的是：通過探究細胞表面積與體積之比，與物質運輸速率之間的關系，探討細胞不能無限長大的原因。實驗中測量不同大小的瓊脂塊上NaOH擴散的深度相同，表明每一塊瓊脂小塊上NaOH擴散的速率相同。8．【答案】（1）用酚酞檢測（2）不同；越?。?）瓊脂塊變紅；相同；相同（4）物質運輸速率；低；細胞越大，其表面積與體積之比就越小【解析】【解答】（1）NaOH和酚酞相遇，呈紫紅色，常用酚酞來檢測NaOH．（2）細胞的大小不同，其表面積與體積之比就不同，細胞體積越大，相對表面積越?。?）能說明NaOH擴散進瓊脂塊的現(xiàn)象是瓊脂塊變紅．通過實驗可知相同時間內NaOH擴散的深度相同，即NaOH擴散的速率相同．（4）相同時間內，物質擴散進細胞的體積與細胞的總體積之比可以反應細胞的物質運輸速率．細胞越大，物質的運輸速率越低，原因是細胞越大，其表面積與體積之比就越小．故答案為：（1）用酚酞檢測（2）不同越?。?）瓊脂塊變紅相同相同（4）物質運輸速率低細胞越大，其表面積與體積之比就越小【分析】探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系時，可采用瓊脂塊、NaOH、酚酞作實驗材料，觀察NaOH在瓊脂中的擴散速度．探究細胞表面積與體積之比，與物質運輸速率之間的關系：體積越大，相對表面積越小，物質運輸?shù)男试降?；實驗中測量不同大小的瓊脂塊上NaOH擴散的深度相同；實驗所用的瓊脂小塊上含有酚酞，NaOH和酚酞相遇，呈紫紅色．9．【答案】（1）相同的（2）NaOH擴散的體積與整個瓊脂塊體積；相對表面積越小，細胞的物質運輸?shù)男试降停?）細胞核中DNA不會隨著細胞體積的擴大而增加（4）三個不同視野中的細胞（5）（M/N）×720（分鐘）【解析】【解答】（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知：瓊脂的邊長不等，表面積/體積的比值不同，但NaOH擴散深度卻相等，都是0.5cm，說明NaOH在每一瓊脂塊內擴散的速率是相同的．（2）根據(jù)相同時間內，NaOH擴散的體積與整個瓊脂塊體積之比可以反映出物質運輸效率．由此可以推論：細胞體積越大，相對表面積越小，細胞的物質運輸?shù)男试降停?）細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞的物質運輸?shù)男示驮降停约毎砻娣e與體積的關系限制了細胞的長大．此外，細胞核中DNA不會隨著細胞體積的擴大而增加，細胞過大會導致核無法控制細胞代謝．（4）表格給出的實驗統(tǒng)計結果，是學生在三個不同視野下的結果．（5）根據(jù)細胞周期的概念，結合表中數(shù)據(jù)，所以分裂間期所需要的時間為（M/N）×720（分鐘）．故答案為：（1）相同的（2）NaOH擴散的體積與整個瓊脂塊體積相對表面積越小，細胞的物質運輸?shù)男试降停?）細胞核中DNA不會隨著細胞體積的擴大而增加（4）三個不同視野中的細胞（5）（M/N）×720（分鐘）【分析】該實驗的目的是通過探究細胞表面積與體積之比，與物質運輸速率之間的關系，探討細胞不能無限長大的原因；實驗中測量不同大小的瓊脂塊上NaOH擴散的深度相同；通過模擬實驗可看出，細胞體積越小，其相對表面積越大，細胞的物質運輸效率就越高；實驗所用的瓊脂小塊上含有酚酞，NaOH和酚酞相遇，呈紫紅色．10．【答案】邊長分別為1、2、3cm；NaOH；NaO