第4章 细胞的物质输入和输出\n第1节 被动运输\n教材必备知识精练\n知识点1水进出细胞的原理1.下列有关红细胞吸水和失水的分析,正确的是()A.当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时,红细胞一定会吸水涨破B.当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时,红细胞可能会失水皱缩C.当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时,没有水分子进出红细胞D.红细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜的选择透过性答案1.B当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时,红细胞一定会吸水,但是不一定会涨破,A错误;当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时,红细胞可能会失水皱缩,B正确;当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时,水分子进出红细胞处于动态平衡,C错误;红细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜内外两侧的浓度差,D错误。\n知识点1水进出细胞的原理2.如图甲、乙为常见的两套渗透装置图(图中S1为30%蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为30%葡萄糖溶液;已知葡萄糖能通过半透膜,但蔗糖不能通过半透膜),下列有关叙述错误的是()A.装置甲漏斗中液面上升速率逐渐下降B.装置甲渗透过程中水分子通过半透膜的方向是S2→S1C.装置甲达到渗透平衡后,漏斗中溶液浓度仍大于烧杯中溶液浓度D.装置乙的现象是S3液面先上升后下降,最终S3和S2液面持平答案2.B装置甲中,S1为30%蔗糖溶液、S2为蒸馏水,所以漏斗中液面上升,但随着半透膜两侧的浓度差逐渐减小,漏斗中液面上升速率逐渐下降,A正确;装置甲渗透过程中水分子通过半透膜的方向是双向的,B错误;装置甲达到渗透平衡后,由于漏斗内外液体存在液面差,所以漏斗中溶液浓度仍大于烧杯中溶液浓度,C正确;装置乙中,初期S2、S3中存在浓度差,因为水的渗透作用,S3液面会上升,但由于葡萄糖能通过半透膜,S3液面会下降,最终S3和S2液面持平,D正确。\n知识点2探究植物细胞的吸水和失水3.[2022江苏盐城高一下开学考试]某生物兴趣小组利用紫色洋葱鳞片叶为实验材料,探究植物细胞的吸水和失水,有关叙述正确的是()A.该实验观察了植物细胞的质壁分离和复原现象,没有对照实验B.发生质壁分离的细胞,滴加清水后不一定都能复原C.质壁分离中的“质”“壁”分别是指细胞质、细胞壁D.若换成洋葱内表皮细胞,则不会发生质壁分离现象答案3.B在观察植物细胞质壁分离和复原的实验中,植物细胞质壁分离前和质壁分离后可以作对照,质壁分离过程和质壁分离的复原过程也可以作对照,所以本实验中有对照实验,A错误;使用高浓度的蔗糖溶液进行质壁分离实验时,若细胞大量失水而死亡,则不会再出现质壁分离复原现象,B正确;质壁分离中的“质”“壁”分别是指原生质层、细胞壁,C错误;洋葱鳞片叶内表皮细胞具有大液泡,可以发生质壁分离现象,D错误。\n知识点2探究植物细胞的吸水和失水4.[2022陕西渭南高一上期末考试](不定项)某学生用紫色洋葱鳞片叶为实验材料,撕取外表皮制作临时装片,先在清水中观察,然后用0.3g/mL的蔗糖溶液取代清水并观察(结果如图)。下列叙述错误的是()A.滴加清水后可观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层紧贴细胞壁B.图中现象出现的原因是细胞周围蔗糖溶液的浓度小于细胞液浓度C.图中细胞发生了质壁分离,a为细胞液,其中充满了蔗糖溶液D.若将蔗糖溶液换成KNO3溶液,则可能观察到图示状态的自动复原答案4.BC滴加清水后,细胞吸水处于膨胀状态,可观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层紧贴细胞壁,A正确;图中细胞出现质壁分离现象,原因是外界溶液的浓度大于细胞液浓度,细胞失水,B错误;图中a处充满外界溶液(蔗糖溶液),b为细胞液,C错误;由于细胞能够主动吸收K+和N,因此若将蔗糖溶液换成KNO3溶液,则可能观察到质壁分离的自动复原,D正确。\n知识点2探究植物细胞的吸水和失水5.[2022安徽六安一中高一下开学考试]某同学进行“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验时,将观察到的某细胞的原生质体(初始大小相对值记为1)的体积变化趋势绘制成了如图曲线。下列叙述正确的是()A.b~c段,由于失水过多,细胞可能已经死亡B.c~d段,水分子只能从细胞外进入细胞内C.d~e段,细胞液浓度等于外界溶液浓度D.e时液泡的颜色比a时浅答案5.D由于c~d段,原生质体相对体积逐渐变大,细胞吸水,发生了质壁分离复原现象,因此b~c段的细胞是活细胞,A错误;图中c~d段水分子可以进行双向运输,只是进入细胞内的水分子数多于离开细胞的水分子数,整体表现为细胞吸水,B错误;d~e段,细胞原生质体相对体积大于1,说明细胞吸水,但由于细胞壁的存在,原生质体的体积不能无限增大,此时细胞液浓度仍大于外界溶液浓度,C错误;由于e时原生质体相对体积大于1,细胞吸水,故e时的细胞液浓度小于a时的细胞液浓度,液泡的颜色比a时浅,D正确。\n知识点2探究植物细胞的吸水和失水6.[2022河北石家庄高三上质检]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.处于A状态的保卫细胞的吸水能力大于BB.质壁分离现象最可能出现在A的观察视野中C.处于B状态的保卫细胞的细胞液浓度大于AD.推测蔗糖溶液甲的浓度高于蔗糖溶液乙答案6.C分析题图:滴加蔗糖溶液甲一段时间后,保卫细胞气孔关闭,说明保卫细胞在蔗糖溶液甲中失去一定水分,滴加蔗糖溶液乙一段时间后,保卫细胞气孔张开程度变大,说明保卫细胞在蔗糖溶液乙中吸收水分。由分析可知,处于A状态的保卫细胞失水,处于B状态的保卫细胞吸水,因此二者的细胞液浓度大小为A>B,吸水能力大小为A>B,A正确,C错误;处于A状态的保卫细胞失水,故质壁分离现象最可能出现在A的观察视野中,B正确;由分析可推断两种蔗糖溶液浓度的大小关系为甲>乙,D正确。\n知识点3自由扩散和协助扩散7.[2022黑龙江哈尔滨三中高一上段考]下列关于自由扩散和协助扩散的叙述,正确的是()①都不消耗能量②都不需要借助转运蛋白③自由扩散只能顺浓度梯度,而协助扩散既可以顺浓度梯度,也可以逆浓度梯度④葡萄糖能通过协助扩散顺浓度梯度运输A.①②B.①③C.①④D.②④答案7.C自由扩散和协助扩散都不消耗能量,都是被动运输,①正确;自由扩散不需要借助转运蛋白,协助扩散需要借助转运蛋白,②错误;自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输,③错误;葡萄糖可以通过协助扩散顺浓度梯度运输,如红细胞吸收葡萄糖,④正确。综上所述,C正确。\n知识点3自由扩散和协助扩散8.[2022山东济南高一上期末考试]通道蛋白是一类横跨细胞膜的蛋白质。目前已知人类细胞中的水通道蛋白有13种。下列有关通道蛋白的叙述错误的是()A.水分子可以通过自由扩散进出细胞,但更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞B.肾小管细胞膜表面分布着丰富的水通道蛋白,与其重吸收功能相适应C.通道蛋白以协助扩散的方式顺浓度梯度运输物质,不消耗细胞代谢产生的能量D.载体蛋白和通道蛋白都有控制特定物质跨膜运输的功能,二者作用机制相同答案8.D载体蛋白和通道蛋白都有控制特定物质跨膜运输的功能,但二者作用机制不同,载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变,而分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,D错误。\n知识点3自由扩散和协助扩散9.[2022吉林梅河口五中高一上期末考试]K+可通过通道蛋白进出细胞,如图表示K+通道模式图。下列有关叙述错误的是()A.K+通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合B.K+借助K+通道顺浓度梯度通过细胞膜的过程属于协助扩散C.膜内外K+浓度梯度的大小会影响K+的运输速率D.水分子和Na+也能借助该通道进出细胞答案9.D通道蛋白具有专一性,水分子和Na+不能借助K+通道进出细胞,D错误。\n知识点3自由扩散和协助扩散10.图中“●”表示进入细胞的物质a。下列叙述错误的是()A.物质a进入细胞的方式是易化扩散B.X与物质a结合后自身构象发生改变C.物质a的运输速率与膜两侧物质a的浓度差有关D.物质a的运输速率与X的数量无关答案10.D由图可知,X在运输物质a的过程中,其自身构象发生了改变,说明X为载体蛋白,而被转运的物质a是由高浓度向低浓度方向运输,说明其运输方式为协助扩散,也叫易化扩散,A、B正确;协助扩散的运输速率与膜两侧物质的浓度差和载体蛋白的数量都有关,C正确,D错误。\n学科关键能力构建\n1.[2022吉林梅河口五中高一上期末考试](不定项)如图U形管被一个只允许水分子通过的半透膜隔开,A侧为清水,B侧是质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液。初始时两侧液面高度一致,当达到渗透平衡时,液面出现如图所示的高度差(Δh)。下列相关叙述正确的是()A.当达到渗透平衡时,半透膜两侧的溶液浓度相等B.出现Δh的原因是存在半透膜且两侧溶液存在浓度差C.若半透膜允许水分子和蔗糖分子自由通过,则两侧仍会出现ΔhD.若A侧换成0.3g/mL的葡萄糖溶液,则达到渗透平衡时A侧液面高于B侧液面答案1.BDA侧为清水,B侧是质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液,蔗糖不能通过半透膜,当达到渗透平衡时A、B两侧溶液的浓度仍不相等,A错误。出现Δh的原因是存在半透膜且两侧溶液存在浓度差,水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透,B正确。若半透膜允许水分子和蔗糖分子自由通过,则最终膜两侧浓度差消失,不会出现Δh,C错误。若A侧换成0.3g/mL的葡萄糖溶液,由于葡萄糖分子的相对分子质量小于蔗糖,A侧单位体积中溶质相对含量高,因此初始时A侧水的相对含量低于B侧,则平衡时A侧液面高于B侧液面,D正确。\n2.[2022辽宁五校高一上期末联考]已知洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中,一段时间后会发生质壁分离现象。某同学将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞平分成两组,分别放入0.3g/mL的蔗糖溶液和一定浓度的M溶液中,测量细胞液浓度的相对变化情况,结果如图所示。下列分析正确的是()A.曲线b代表0.3g/mL的蔗糖溶液中的细胞液浓度变化情况B.0~10min,放入M溶液中的细胞失水量小于放入蔗糖溶液中的细胞失水量C.10~25min,放入M溶液中的细胞由于吸水而发生质壁分离复原D.25min以后,放入0.3g/mL的蔗糖溶液中的细胞不再有水分子进出答案2.C放入0.3g/mL的蔗糖溶液中的细胞会失水,使细胞液浓度不断增加,当水分子进出达到动态平衡时,细胞液浓度达到最大,因此曲线a代表0.3g/mL的蔗糖溶液中的细胞液浓度变化情况,A错误;据分析可知,曲线b为M溶液中的细胞液浓度变化曲线,0~10min,放入M溶液中的细胞因失水而导致细胞液浓度增大,相同时间内,放入M溶液中的细胞的细胞液浓度大于放入蔗糖溶液中的细胞的细胞液浓度,所以放入M溶液中的细胞失水量大于放入蔗糖溶液中的细胞失水量,B错误;据图可知,10~25min,放入M溶液中的细胞的细胞液浓度不断下降,说明细胞正在吸水,所以10~25min,放入M溶液中的细胞由于吸水会发生质壁分离复原,C正确;25min以后,放入0.3g/mL的蔗糖溶液中的细胞仍有水分子进出,D错误。\n3.[2022黑龙江大庆实验中学高一上期中考试]关于自由扩散和协助扩散,下列叙述错误的是()A.水分子可以通过自由扩散的方式进入细胞B.载体蛋白每次转运时,自身的构象都会发生改变C.直径比通道蛋白小的分子或离子均能自由通过通道蛋白D.协助扩散的运输速率与膜两侧物质浓度梯度的大小和转运蛋白的数量有关答案3.C水分子进入细胞的方式有自由扩散和协助扩散两种,A正确;载体蛋白在转运离子或分子时,会与离子或分子结合,导致自身构象发生改变,B正确;通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适应的分子或离子通过,C错误;膜两侧物质浓度梯度的大小、转运蛋白的数量都会影响协助扩散的运输速率,D正确。\n4.[2022甘肃天水一中高一月考]如图分别表示载体蛋白和通道蛋白介导两种物质的跨膜运输,其中通道蛋白介导的运输速率比载体蛋白介导的快得多。下列叙述错误的是()A.载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上具有一定的流动性B.细胞膜的选择透过性与载体蛋白和通道蛋白都有关C.温度会影响载体蛋白和通道蛋白对物质的运输速率D.通道蛋白介导的物质运输的速率较快可能是因为其消耗的能量较少答案4.D载体蛋白在运输物质时会发生自身构象的改变,通道蛋白也可以打开或关闭,因此载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上具有一定的流动性,A正确;载体蛋白和通道蛋白都可以运输物质且具有特异性,所以二者都与细胞膜的选择透过性有关,B正确;温度会影响蛋白质的功能,所以温度会影响载体蛋白和通道蛋白对物质的运输速率,C正确;图中通道蛋白介导的运输属于协助扩散,不需要消耗能量,D错误。\n5.成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中,会发生质壁分离现象,如图a是发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞。请回答下列问题:(1)图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和的分离,后者的结构包括(填编号)、液泡膜以及二者之间的细胞质。(2)若将正常的洋葱鳞片叶外表皮细胞置于0.3g/mL的蔗糖溶液中,一段时间后发生的现象是;若将其置于1mol/L的KNO3溶液中,发生的现象是。(3)如图b是某同学在观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片,此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是。\n(4)将形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜B幼根各5段,分别放在不同浓度的蔗糖溶液(甲~戊)中,一段时间后,取出红心萝卜的幼根称重,结果如图c所示,据图分析:①红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度(填“高”或“低”)。②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水,一段时间后红心萝卜A的细胞液浓度会(填“升高”或“降低”)。③甲~戊蔗糖溶液中,浓度最大的是。\n答案5.答案(1)原生质层2(2)细胞发生质壁分离 细胞发生质壁分离后又自动复原(3)细胞液的浓度可能大于、等于或小于外界溶液的浓度(4)①高②降低③乙解析(1)图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离;原生质层包括[2]细胞膜、[4]液泡膜及两者之间的细胞质。(2)若将正常的洋葱鳞片叶外表皮细胞置于0.3g/mL的蔗糖溶液中,由于外界溶液浓度大于细胞液浓度,细胞因渗透失水会发生质壁分离现象;若将其放入1mol/L的KNO3溶液中,细胞先发生质壁分离,因植物细胞能主动吸收K+和N,一段时间后随着细胞液浓度增大,细胞渗透吸水,可看到细胞质壁分离的自动复原。(3)根据题意和图示分析可知,图b中的细胞可能处于正在发生质壁分离的状态,也可能处于质壁分离平衡的状态,还可能处于质壁分离复原的状态,所以此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系有小于、等于或大于三种可能。(4)①根据柱状图数据可知,在甲蔗糖溶液中,红心萝卜A的质量没有变化,甲溶液是红心萝卜A细胞液的等渗溶液,而红心萝卜B的质量减小,说明红心萝卜B细胞失水,所以红心萝卜A的细胞液浓度大于红心萝卜B的细胞液浓度。②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水,一段时间后红心萝卜A吸水,其细胞液浓度降低。③据图可知,红心萝卜A和B在乙蔗糖溶液中质量减少均最多,说明在此蔗糖溶液中两者失水均最多,可推测乙蔗糖溶液的浓度最高。\n6.[2022河南新乡高一上期末考试]科学工作者为了研究细胞膜上水通道蛋白(AQP)的功能,选用AQP缺失的非洲爪蟾卵母细胞进行实验,相关处理及结果如表所示。已知等渗溶液的浓度与细胞内液体的浓度相当,低渗溶液的浓度比细胞内液体的浓度低。回答下列问题:(1)发生渗透现象时,水分子的流动方向是从(填“低渗溶液”或“高渗溶液”)通过半透膜流向(填“低渗溶液”或“高渗溶液”)。将Ⅰ组的AQP缺失的卵母细胞放入低渗溶液后,水分子以的方式穿过磷脂双分子层进入卵母细胞。(2)已知Hg是在常温常压下呈液体状态的重金属,与Ⅱ组细胞相比,Ⅲ组细胞对水的通透性,原因可能是。(3)与Ⅲ组细胞相比,Ⅳ组细胞对水的通透性,原因可能是试剂X。(4)细胞膜上通道蛋白转运物质时具有特异性,从通道蛋白的角度分析,其原因是。组别在等渗溶液中进行的处理在低渗溶液中测定卵母细胞的水通过速率(相对值)Ⅰ将AQP缺失的卵母细胞放入等渗溶液中27.9Ⅱ将AQP移植到AQP缺失的卵母细胞的膜上210.0Ⅲ将部分Ⅱ组细胞放入含HgCl2的等渗溶液中80.7Ⅳ将部分Ⅲ组细胞放入含试剂X的等渗溶液中188.0\n答案6.答案(1)低渗溶液 高渗溶液 自由扩散(2)减弱 重金属Hg抑制了部分AQP的功能(3)增强 恢复了部分AQP的功能(4)通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过解析(1)发生渗透现象时,水分子进行被动运输,水分子的流动方向是从低渗溶液(水分子含量高)通过半透膜流向高渗溶液(水分子含量少)。将Ⅰ组的AQP缺失的卵母细胞放入低渗溶液后,由于缺少通道蛋白协助,水分子以自由扩散的方式穿过磷脂双分子层进入卵母细胞。(2)由Ⅰ、Ⅱ组实验可知,膜上存在AQP时,卵母细胞对水的通透性较强。与Ⅱ组细胞相比,由于Ⅲ组重金属Hg抑制了部分AQP的功能,导致细胞对水的通透性减弱。(3)Ⅳ组将部分Ⅲ组细胞放入含试剂X的等渗溶液中,Ⅳ组细胞对水的通透性增强,结合Ⅲ组实验推测可能是放入的试剂X恢复了部分AQP的功能。(4)通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,所以细胞膜上通道蛋白转运物质时具有特异性。\n第2节 主动运输与胞吞、胞吐\n教材必备知识精练\n知识点1主动运输1.[2021新高考八省(市)联考湖南生物]细胞通过跨膜运输与外界进行物质交换。下列叙述正确的是()A.依赖载体蛋白的跨膜转运都需要细胞代谢供能B.需要消耗能量和逆浓度梯度运输是主动运输的特点C.自由扩散可以通过消耗能量加快物质进出细胞的速度D.葡萄糖分子既能通过自由扩散进出细胞也能借助载体蛋白进出细胞答案1.B依赖载体蛋白的跨膜转运方式有协助扩散和主动运输,协助扩散不需要细胞代谢供能,A错误;主动运输是物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,因此,主动运输的特点是需要消耗能量和逆浓度梯度运输,B正确;自由扩散是物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式,不消耗能量,物质以自由扩散方式进出细胞的速率由膜内外的浓度差决定,C错误;葡萄糖分子不能通过自由扩散进出细胞,D错误。\n知识点1主动运输2.甲、乙、丙为某种离子跨膜运输的示意图。下列有关叙述正确的是()A.图示的离子跨膜运输方式为协助扩散B.图示离子跨膜的正确顺序是乙→丙→甲C.磷脂分子的运动使离子跨膜的通道自动开闭D.离子跨膜运输具有随机性并消耗ATP中的能量答案2.B根据图示可知,该种离子跨膜运输的方式是主动运输,因为该过程需要载体蛋白协助并消耗能量,A错误;图乙表示该离子与载体蛋白结合,图丙表示运输该离子需要消耗能量,图甲表示该离子被转运到膜的另一侧,故该离子正确的跨膜顺序是乙→丙→甲,B正确;图中载体蛋白的运动使离子跨膜的通道开闭,C错误;离子跨膜运输与细胞膜上相应的载体蛋白有关,并不是随机进出细胞的,D错误。\n知识点1主动运输3.[2022陕西咸阳高一上期末考试]如果以人工合成的无蛋白质的磷脂双分子膜代替细胞膜,并维持其他条件不变,某种物质的运输被明显抑制,下列分析一定错误的是()A.该物质通过主动运输进入细胞B.该物质可能是K+C.该物质通过协助扩散进入细胞D.该物质可能是酒精答案3.D根据题意可知,该物质的运输需要转运蛋白的协助,可能是协助扩散,也可能是主动运输。酒精进出细胞的方式是自由扩散,不需要转运蛋白的协助,D错误。\n知识点1主动运输4.[2022河南顶尖名校高二上调研]图中曲线a、b表示不同跨膜运输方式的运输速率与O2浓度的关系,下列分析错误的是()A.曲线a代表被动运输,曲线b代表主动运输B.曲线a代表的跨膜运输方式一定不需要载体蛋白C.曲线b中运输速率达到饱和的主要原因是细胞膜上载体蛋白的数量有限D.温度可影响生物膜的流动性,从而会对物质的跨膜运输速率产生影响答案4.B曲线a说明该跨膜运输方式与细胞呼吸无关,不消耗能量,而曲线b说明该跨膜运输方式与细胞呼吸有关,消耗能量,所以曲线a代表被动运输,曲线b代表主动运输,A正确;曲线a代表的跨膜运输方式不消耗能量,属于被动运输,如果是协助扩散,则可能需要载体蛋白,如果是自由扩散,则不需要载体蛋白,B错误;由于主动运输需要载体蛋白、消耗能量,所以曲线b中运输速率达到饱和的主要原因是细胞膜上载体蛋白的数量有限,C正确;由于细胞膜的流动性与温度有关,所以温度可影响生物膜的流动性,从而会对物质的跨膜运输速率产生影响,D正确。\n知识点1主动运输5.[2022四川成都树德中学高一月考]离子通过细胞膜进出细胞有两种方式,一种是通过离子通道,另一种是借助离子泵转运。离子通道是由蛋白质复合物构成的,一种离子通道只允许一种离子通过,且只有在对特定刺激发生反应时才瞬时开放,运输离子时不消耗能量;离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是()A.细胞通过主动运输方式吸收离子的速率与细胞呼吸(供能)强度总是呈正相关B.通过离子通道运输离子是被动运输,其运输是顺浓度梯度进行的C.借助离子泵转运离子的结果是使该离子在细胞内外的浓度趋于相等D.蛋白质变性剂会降低离子通道的运输速率但不会降低离子泵的运输速率答案5.B在一定范围内,细胞通过主动运输方式吸收离子的速率与细胞呼吸(供能)强度呈正相关,A错误;通过离子通道运输离子的方式是协助扩散,其运输是顺浓度梯度进行的,B正确;借助离子泵转运离子的结果是使该离子在细胞内外的浓度差更大,C错误;蛋白质变性剂既会降低离子通道的运输速率,也会降低离子泵的运输速率,D错误。\n知识点1主动运输6.图甲表示物质跨膜运输的方式,图乙所示为小肠上皮细胞吸收转移营养物质的过程,主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度,根据示意图回答以下问题:(1)图甲中属于被动运输方式的有(填图中字母)。图甲中跨膜运输方式会受到低温影响的是(填图中字母)。(2)图乙中Na+从肠腔运输到小肠上皮细胞的方式是图甲中的(填运输方式的名称)。图乙中蛋白质B运输葡萄糖时,(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行,此过程是否直接消耗ATP水解提供的能量?(填“是”或“否”),这种方式应该属于图甲中的(填图中字母)。(3)小肠上皮细胞位于肠腔一侧的突起可以增大细胞的吸收面积,肠腔一侧膜面积的增大,增加了载体蛋白的,使葡萄糖的吸收效率提高。(4)小肠是食物消化吸收的主要场所,但酒精除了在小肠中被吸收以外,还能在胃中被吸收,这是因为细胞膜的主要成分中有分子,使酒精或其他脂溶性物质能够以的运输方式进入细胞,所以空腹饮酒,酒精吸收快,易醉。\n知识点1主动运输答案6.答案(1)b、c、da、b、c、d、e(2)协助扩散 逆 否e(3)数量(4)磷脂(或脂质)自由扩散解析(1)被动运输包括自由扩散和协助扩散,图甲中b是自由扩散,c、d是协助扩散,故图甲中属于被动运输方式的有b、c、d。低温会影响膜的流动性以及转运蛋白的活性,从而可影响自由扩散、主动运输和协助扩散,故图甲中跨膜运输方式会受到低温影响的是a、b、c、d、e。(2)图甲中糖链位于下侧,故磷脂双分子层上侧为细胞膜内侧。图乙中Na+从肠腔运输到小肠上皮细胞的过程为顺浓度梯度运输,需要载体蛋白,不需要ATP,运输方式为协助扩散。图乙中蛋白质B运输葡萄糖是从肠腔运输到小肠上皮细胞,为逆浓度梯度运输,需要消耗能量,但此过程不直接消耗ATP水解提供的能量,所需能量来自膜内外Na+浓度差所形成的电化学势能,这种运输方式为主动运输,相当于图甲中的e。(3)小肠上皮细胞位于肠腔一侧的突起可以增大细胞的吸收面积,肠腔一侧膜面积的增大,增加了载体蛋白的数量,使葡萄糖的吸收效率提高。(4)磷脂(脂质)是组成细胞膜的主要成分之一,酒精或其他脂溶性物质能够以自由扩散的方式经磷脂双分子层进入细胞。\n知识点2胞吞与胞吐7.[2022河南洛阳高一上期末考试]蛋白质和多糖等生物大分子通过胞吞、胞吐进出细胞。下列关于胞吞和胞吐的叙述,正确的是()A.胞吞、胞吐过程不需要膜上蛋白质的参与B.胞吞、胞吐过程不需要消耗细胞呼吸所释放的能量C.胞吞形成的囊泡,在细胞内可以被溶酶体降解D.只有多细胞动物的体内才能发生胞吞、胞吐现象答案7.C蛋白质等生物大分子通过胞吞或胞吐进出细胞需要膜上蛋白质的参与,A错误;胞吞、胞吐过程需要消耗细胞呼吸所释放的能量,B错误;单细胞动物,如变形虫,也能发生胞吞、胞吐现象,D错误。\n知识点2胞吞与胞吐8.新生儿小肠绒毛上皮细胞通过消耗ATP,可以直接吸取母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质运输的方式分别与下列哪两个例子中的运输方式相同()①浆细胞分泌抗体蛋白②变形虫吞食草履虫③碘进入甲状腺滤泡上皮细胞④人体内红细胞吸收葡萄糖A.①和③B.②和③C.①和④D.②和④答案8.B新生儿小肠绒毛上皮细胞吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖的方式分别是胞吞和主动运输。浆细胞分泌抗体蛋白属于胞吐,变形虫吞食草履虫属于胞吞,碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于主动运输,人体内红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散。故选B。\n知识点2胞吞与胞吐9.[2022浙江杭州八校联盟高一上期中考试]关于甲、乙所示过程,叙述错误的是()A.转运的物质可以是小分子物质B.转运过程中均会形成囊泡结构C.一定从低浓度向高浓度转运物质D.图中转运过程能体现细胞膜的流动性答案9.C物质通过胞吞或胞吐过程进出细胞时,与浓度梯度关系不大,可以顺浓度梯度,也可以逆浓度梯度,C错误。\n学科关键能力构建\n1.[2022北京怀柔区高一上期末考试]下列关于物质跨膜运输的叙述,正确的是()A.葡萄糖分子进入所有真核细胞的方式均相同B.载体蛋白在转运物质的过程中空间结构会发生改变C.甘油进出细胞取决于其在细胞内外的浓度差和相应载体蛋白的数量D.主动运输使细胞内外物质浓度趋于一致,维持了细胞的正常代谢答案1.B葡萄糖分子进入红细胞的方式是协助扩散,进入其他细胞的方式一般是主动运输,A错误;甘油进出细胞的方式是自由扩散,与载体蛋白无关,C错误;主动运输可逆浓度梯度进行,使细胞内外物质浓度差进一步加大,满足了细胞对营养物质的摄取需要,D错误。\n2.[2022吉林长春高一上期中考试]在人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫,能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶,溶解人的肠壁组织,通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞,并引发阿米巴痢疾。下列有关胞吞、胞吐的叙述,错误的是()A.细胞分泌蛋白分解酶的过程促进了生物膜成分的更新B.痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞的过程需要消耗能量C.痢疾内变形虫最终“吃掉”肠壁组织细胞,与溶酶体的作用有关D.人体内细胞通过胞吞、胞吐方式运输的物质都是大分子物质答案2.D人体内有些小分子物质,如神经递质等,也是通过胞吐排出细胞的,D错误。\n3.[2022河南平顶山高一上期末考试]如图表示人体成熟的红细胞膜上甲、乙、丙三种物质的跨膜运输方式(a、b、c表示运输方式)。下列有关分析错误的是()A.若甲为O2,则甲的运输速率会影响乙的运输速率B.若乙为K+,则连续转运会导致细胞内外的K+浓度差增大C.影响丙运输速率的因素有通道蛋白的数量和丙在细胞内外的浓度差D.a、b、c三种运输方式能体现膜的流动性和选择透过性答案3.A分析题图可知,a为自由扩散,b为主动运输,c为协助扩散。哺乳动物成熟的红细胞进行的是无氧呼吸,氧气的运输速率不会影响乙的运输速率,A错误;细胞内K+浓度高,连续转运会导致细胞内外的K+浓度差增大,B正确;丙的运输方式为通道蛋白介导的协助扩散,影响丙运输速率的因素有通道蛋白的数量和丙在细胞内外的浓度差,C正确;图中物质跨膜运输的方式与膜的流动性和选择透过性有关,D正确。\n4.[2022山东日照高三上开学考试]细胞内Na+区隔化是植物抵御盐胁迫、减轻高盐伤害的途径之一。植物液泡膜上H+焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H+运进液泡,建立液泡膜两侧的H+浓度梯度。该浓度梯度能驱动液泡膜上的转运蛋白M将H+运出液泡,同时将Na+由细胞质基质运进液泡,实现Na+区隔化。下列叙述错误的是()A.细胞质基质中的H+和Na+均以主动运输的方式进入液泡B.H+焦磷酸酶和转运蛋白M在转运时均需改变自身构象C.转运蛋白M能同时转运H+和Na+,故其不具有特异性D.加入H+焦磷酸酶抑制剂,Na+跨液泡膜运输速率会减弱答案4.C植物液泡膜上H+焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H+运进液泡,说明H+进入液泡需要消耗能量,为主动运输;Na+由细胞质基质运进液泡,是利用液泡膜两侧的H+浓度梯度的驱动,同时需要转运蛋白M的协助,为主动运输,A正确。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变,H+焦磷酸酶能将H+运进液泡,起到了转运蛋白的作用,故H+焦磷酸酶和转运蛋白M在转运时均需改变自身构象,B正确。转运蛋白M可同时转运Na+和H+,但不能转运其他物质,说明该转运蛋白具有特异性,C错误。H+焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H+运进液泡,使液泡内侧的H+浓度高于细胞质基质,该浓度梯度能驱动Na+由细胞质基质运进液泡,故若加入H+焦磷酸酶抑制剂,Na+跨液泡膜运输速率会减弱,D正确。\n5.将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的物质M溶液中,并测定洋葱表皮细胞吸收物质M的速率,结果如图所示。对结果的解释最合理的是()A.细胞吸收物质M的方式一定为自由扩散B.细胞吸收物质M的方式一定为主动运输C.细胞吸收物质M一定需转运蛋白的参与D.细胞吸收物质M一定需要能量供应答案5.C分析题图可知,在两种浓度的物质M溶液中,物质M的吸收速率不变,说明洋葱表皮细胞吸收物质M的方式不是自由扩散,可能是协助扩散,且此时转运蛋白饱和;在两种浓度的物质M溶液中,通入空气前后细胞吸收物质M的速率都不变,可推测若是主动运输,则应是无氧呼吸提供了足够的能量,且转运蛋白饱和,另外也可能是协助扩散,故选C。\n6.如图1~4表示细胞内外物质浓度差或氧气浓度与物质跨膜运输速率间关系的曲线图。下列相关叙述,错误的是()A.若某物质跨膜运输的速率可用图1与图3表示,则该物质不应为葡萄糖B.若某物质跨膜运输的速率可用图2与图3表示,则该物质可能是葡萄糖C.限制图中A、C两点运输速率的主要因素不同,限制B、D两点运输速率的主要因素相同D.若将图2与图4的曲线补充完整,则两曲线的起点均应为坐标系的原点\n答案6.D据图分析可知,图1所示物质跨膜运输方式为自由扩散,图2所示物质跨膜运输方式可为协助扩散,图3所示物质跨膜运输方式为被动运输,图4所示物质跨膜运输方式为主动运输。葡萄糖进出细胞的方式为协助扩散或主动运输,A、B正确;限制图中A、C两点运输速率的主要因素分别是细胞内外物质浓度差和氧气浓度,限制B、D两点运输速率的主要因素都是转运蛋白的数量,C正确;当氧气浓度为零时,细胞通过无氧呼吸为主动运输提供能量,故图4曲线的起点不能为坐标原点,D错误。\n7.(不定项)研究发现,在小肠绒毛的微绒毛面存在着两种运输葡萄糖的载体——SGLT1和GLUT2,前者是主动运输的载体,后者是协助扩散的载体。科学家通过体外实验,将不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制了如图所示的曲线,下列说法错误的是()A.在较高葡萄糖浓度下,细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率B.在较低葡萄糖浓度下,协助扩散的载体先达到饱和状态C.小肠绒毛上皮细胞通过GLUT2转运葡萄糖的动力来自葡萄糖的浓度差D.该实验中,小肠绒毛上皮细胞可同时通过主动运输和协助扩散这两种方式来吸收葡萄糖\n答案7.AB由图示可知,在较高葡萄糖浓度下,GLUT2的转运速率较大,即细胞通过协助扩散吸收葡萄糖的速率明显高于通过主动运输吸收葡萄糖的速率,所以细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率,A错误;由图示可知,在较低葡萄糖浓度下,主动运输就可达到最大转运速率,即主动运输的载体先达到饱和状态,B错误;GLUT2是协助扩散的载体,协助扩散转运葡萄糖的动力来自葡萄糖的浓度差,C正确;由图示可知,该实验中总葡萄糖的转运速率约为两种运输方式的转运速率之和,小肠绒毛上皮细胞可同时通过主动运输和协助扩散的方式来吸收葡萄糖,D正确。\n8.紫色洋葱的鳞片叶外表皮细胞吸收Mo后,液泡的颜色会由紫色变为蓝色。某实验小组为了探究紫色洋葱的鳞片叶外表皮细胞吸收Mo的方式,用等量的下表溶液分别处理细胞,一段时间后观察变色细胞所占比例,结果如下表。据此判断相关叙述错误的是()A.根据实验结果可判断细胞吸收Mo的方式为协助扩散B.细胞膜和液泡膜上均可能存在运输Mo的载体蛋白C.甲组实验细胞吸收Mo所需的ATP可能来自细胞自身D.丙组实验是为了排除ATP溶液对实验结果的影响答案8.A表中实验结果说明Mo进入植物细胞需要消耗ATP,因而可判断细胞吸收Mo的方式为主动运输,A错误;Mo最终能进入液泡,说明细胞膜和液泡膜上均可能存在运输Mo的载体蛋白,B正确;甲组实验细胞吸收Mo所需的ATP可能来自细胞自身,C正确;为排除ATP溶液使细胞变色的可能性,应该设置只用ATP溶液处理的实验作对照,所以丙组实验是为了排除ATP溶液对实验结果的影响,D正确。组别Na2MoO4溶液浓度ATP溶液浓度变色细胞所占比例甲0.005mol/L04.1%乙0.005mol/L5×10-7mol/L10.5%丙05×10-7mol/L0\n9.如图是物质跨膜运输的示意图,其中①~④表示物质,a~d表示运输方式。回答下列相关问题:(1)①表示,b、d分别表示和,水进出细胞的方式是(填字母)。(2)钾离子带有电荷,不能通过自由扩散穿过①,需要通过细胞膜上的③或④进行运输,这两种跨膜运输方式的区别是。(3)科学研究发现,在心肌和血管壁平滑肌细胞膜上都有钙离子通道,其像一扇大门一样控制钙离子的出入。细胞内钙离子浓度升高,可以引起细胞收缩,使血管阻力增大,血压升高。某治疗高血压的药物为二氢吡啶类钙通道阻滞剂,请分析该药物治疗高血压的作用原理:。\n答案9.答案(1)磷脂双分子层 协助扩散(或易化扩散)主动运输a、c(2)通道蛋白 载体蛋白 协助扩散是顺浓度梯度运输,主动运输是逆浓度梯度运输;协助扩散不消耗能量,主动运输消耗能量;通道蛋白不需要与钾离子结合,载体蛋白需要与钾离子结合等(合理即可)(3)钙通道阻滞剂主要通过阻断心肌和血管壁平滑肌细胞膜上的钙离子通道,抑制细胞外钙离子内流,使进入心肌细胞和血管壁平滑肌细胞的钙离子减少,心肌收缩减弱,血管阻力下降,有利于血压降低解析(1)由图可知,①~④分别代表磷脂双分子层、载体蛋白、通道蛋白、载体蛋白;a~d表示的运输方式分别是自由扩散(简单扩散)、协助扩散(易化扩散)、协助扩散(易化扩散)、主动运输;水分子进出细胞的方式有自由扩散(a)和协助扩散(c)两种,并且以协助扩散为主。(2)③为通道蛋白,④为载体蛋白,它们对应的跨膜运输方式分别是协助扩散和主动运输,二者的区别可从运输方向(协助扩散是顺浓度梯度运输,主动运输是逆浓度梯度运输)、能量(协助扩散不消耗能量,主动运输消耗能量)、转运蛋白(通道蛋白不需要与钾离子结合,载体蛋白需要与钾离子结合)等角度进行分析。(3)分析作用原理时常用的技巧是“析因果,建联系”,经分析可知药物治疗高血压的“因”是二氢吡啶类钙通道阻滞剂,“果”是降低血压;再结合题干信息,在二者之间构建联系,即钙通道阻滞剂可阻断心肌和血管壁平滑肌细胞膜上的钙离子通道,从而抑制细胞外钙离子内流,降低细胞内的钙离子浓度,减弱细胞收缩,使血管阻力下降,最终导致血压降低。\n专项拓展训练 生物膜系统与物质运输\n1.[2021湖北恩施高中教育联盟高一期末考试](不定项)囊泡是由单层膜包裹的膜性结构,主要负责细胞内不同细胞器之间的物质运输,称之为囊泡运输,一般包括出芽、运输、锚定和融合等过程(如图所示),需要货物分子、运输复合体、动力蛋白和微管等参与以及多种分子的调节。下列有关说法正确的是()A.囊泡运输需要载体蛋白,不需要消耗能量B.囊泡中物质运输需要跨过多层膜,才能“锚定”C.若供体膜是高尔基体膜,则受体膜可以是内质网膜D.囊泡运输会导致某些生物膜成分更新答案1.CD由图可知,囊泡运输的过程是细胞内供体膜包裹着货物分子以“出芽”的方式形成囊泡,囊泡膜上的信息分子与受体膜结合,从而使囊泡锚定在受体膜上并与受体膜发生融合,这样就把货物分子带到了相应部位。囊泡运输不需要载体蛋白,但需要消耗能量,A错误;囊泡中物质运输并不需要跨过多层膜,而是依赖囊泡膜表面的信息分子和受体膜上的受体结合实现“锚定”,B错误;高尔基体也可以“出芽”的形式产生囊泡运输到内质网,C正确;囊泡运输会导致某些生物膜成分的更新,D正确。\n2.[2021福建龙岩高一期末考试]ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白,参与细胞吸收多种营养物质,每一种ABC转运蛋白对物质的运输都具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示,下列有关叙述正确的是()A.ABC转运蛋白可提高O2的跨膜运输速率B.ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞C.Cl-和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输D.若ATP水解受阻,则ABC转运蛋白不能完成转运过程答案2.DO2的跨膜运输方式为自由扩散,不需要载体蛋白协助,A错误;据图可知,ABC转运蛋白发挥作用的过程伴随着ATP水解放能,葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能,B错误;据题干信息“每一种ABC转运蛋白对物质的运输都具有特异性”,可推测Cl-和氨基酸跨膜运输依赖的ABC转运蛋白不同,C错误;据图可知,ABC转运蛋白功能的发挥伴随着ATP水解的过程,故若ATP水解受阻,则ABC转运蛋白不能完成转运过程,D正确。\n3.[2021河南郑州高一期末考试]细胞是一个开放的系统,每时每刻都与环境进行着物质交换,细胞膜能对进出细胞的物质进行选择。图中①~⑤表示物质通过细胞膜的转运方式,甲~戊表示不同的物质或细胞结构。请回答以下相关问题:(1)图中结构甲的名称是。从分子结构分析,膜蛋白乙、丙、丁之间的差异体现在。(2)据图分析,①方式运输的物质最可能是(填“氨基酸”“氧气”或“N”)。生物膜对K+和Cl-的通透性存在明显差异,造成这种差异的主要原因是。(3)低温处理法、载体蛋白抑制法、细胞呼吸抑制法都能影响物质进出细胞,细胞呼吸抑制法会影响图中的(填序号)转运方式;已知某时间段轮藻吸收K+的方式为主动运输,若想抑制K+进入轮藻细胞,而不影响其他物质进出,可选用法。(4)图中戊表示由磷脂分子构成的封闭囊泡,可以作为药物的运载体,囊泡膜上的靶向信号分子可以与靶细胞表面的特异性受体结合,然后通过囊泡膜和细胞膜的融合将药物送入特定的细胞。请分析:嵌入囊泡内的药物A属于(填“脂溶性”或“水溶性”)分子,囊泡能将药物送至特定的细胞,依赖于细胞膜具有的功能,囊泡膜与细胞膜融合的过程体现了生物膜的结构特点。\n答案3.答案(1)磷脂双分子层 构成三种蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序不同以及肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构等不同(2)氧气 生物膜上运输K+和Cl-的蛋白的数量不同(3)④⑤载体蛋白抑制(4)水溶性 进行信息交流 具有一定的流动性解析(1)图中结构甲是磷脂双分子层,是构成细胞膜的基本支架。由于构成乙、丙、丁三种蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序不同以及肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构等不同,膜蛋白乙、丙、丁的结构不同。(2)据图分析,①方式为物质顺浓度梯度的运输,不需转运蛋白和能量,为自由扩散,运输的物质可能是氧气。由于生物膜上运输K+和Cl-的蛋白的数量不同,因此生物膜对K+和Cl-的通透性存在明显差异,这体现了生物膜的选择透过性。(3)分析题图可知④⑤方式运输物质时均会消耗能量,细胞呼吸抑制法会抑制细胞呼吸,使细胞供能减少,因此该方法会影响方式④和⑤。轮藻吸收K+的方式为主动运输,主动运输需要载体蛋白和能量,若抑制细胞呼吸或进行低温处理,则会影响其他物质的运输,因此若想抑制K+进入轮藻细胞,而不影响其他物质进出,可选用载体蛋白抑制法,只抑制K+的载体蛋白的活性。(4)囊泡膜由磷脂双分子层组成,两层磷脂分子之间的部分是疏水的,脂溶性分子能被稳定地包裹在其中,囊泡膜内部是水溶液的环境,水溶性分子能稳定地包裹其中。因此嵌入囊泡内的药物A为水溶性分子。囊泡膜上的靶向信号分子可以与靶细胞表面的特异性受体结合,体现了细胞膜能进行信息交流的功能。由于生物膜具有一定的流动性,运输药物的囊泡膜可以与细胞膜融合,将药物送入细胞。\n归纳总结生物膜结构与物质运输功能相联系(1)生物膜上的蛋白质①生物膜上的转运蛋白是生物膜进行协助扩散和主动运输的结构基础;②一种转运蛋白往往只适合转运特定物质,生物膜上转运蛋白的种类和数量,或转运蛋白空间结构的变化对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用。(2)生物膜的流动性对于生物大分子(如蛋白质),其离开或进入细胞需要先形成囊泡,囊泡移动到靶生物膜处与靶生物膜融合,此过程离不开生物膜的流动性。\n易错疑难集训\n教材易混易错集训\n易错点1不理解渗透作用的原理1.图中F、G为两个用半透膜制成的小袋,内盛有溶液乙,上端分别接上口径相同的小玻璃管,G体积较大,二者置于盛有溶液甲的大容器内。初始两个小玻璃管内的液面高度相同(如图)。已知两种溶液的浓度高低情况为溶液乙<溶液甲。则下列曲线能显示管f和管g内液面可能变化情况的是()答案1.B由于溶液乙的浓度小于溶液甲,故管f、g内液面均会下降。由于G的体积更大,故单位时间内通过半透膜交换的水分子更多,故管g内液面下降的速度更快,管f内液面下降的速度稍慢。B符合题意。\n易错点1不理解渗透作用的原理2.[2022河南平顶山高一上期末考试]某学习小组设计了如图所示的渗透装置,U形管左右两侧的葡萄糖和麦芽糖质量浓度相等,膀胱膜不允许溶质分子通过,实验前左右两侧的液面平齐。下列有关分析正确的是()A.实验开始后,左侧液面升高而右侧液面降低B.用纱布或滤纸取代膀胱膜会出现同样的实验现象C.实验过程中,水分子只能从右侧通过膀胱膜进入左侧D.实验达到平衡状态时,在两侧分别加入等量的麦芽糖酶,则两侧液面的高度差增大答案2.A由题意可知,U形管左右两侧分别加入质量浓度相等的葡萄糖和麦芽糖溶液,且膀胱膜不允许溶质分子通过,由于葡萄糖的相对分子质量较小,葡萄糖溶液中单位体积内溶质分子较多,水的相对含量低,水分子从相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透,故实验现象是左侧液面高于右侧,A正确;纱布或滤纸会允许溶质分子和水分子通过,因此二者取代膀胱膜后不会出现同样的实验现象,B错误;实验过程中,水分子不仅能从右侧通过膀胱膜进入左侧,也能通过膀胱膜从左侧进入右侧,只不过刚开始进入左侧的水分子多于进入右侧的,所以导致左侧液面上升,C错误;实验达到平衡状态时,在两侧分别加入等量的麦芽糖酶,则随着麦芽糖被分解,右侧溶液中单位体积内溶质分子增加,水的相对含量降低,则两侧液面的高度差减小,D错误。\n易错点1不理解渗透作用的原理3.[2022黑龙江大庆实验中学高一下开学考试](不定项)如图是达到平衡状态时的渗透装置,其中蔗糖不能通过半透膜,而葡萄糖可以通过,烧杯的液面高度为a,漏斗的液面高度为b,液面差m=b-a,在此基础上继续实验,以渗透平衡时的液面差为观测指标,下列叙述正确的是()A.若向漏斗中滴入适量清水,则再次平衡时m将减小B.若向烧杯中加入适量葡萄糖,则再次平衡时m将增大C.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,则再次平衡时m不变D.若向漏斗中滴入与开始等浓度的蔗糖溶液,则再次平衡时m不变答案3.A漏斗中有蔗糖溶液,半透膜两侧存在浓度差,水分子会透过半透膜进入漏斗中,从而产生液面差,且半透膜两侧浓度差越大,液面差越大。水分子可以自由通过半透膜,若向漏斗中滴入适量清水,则漏斗中溶液的浓度下降,半透膜两侧的浓度差减小,再次平衡时,m将减小,A正确;若向烧杯中加入适量葡萄糖,由于葡萄糖可以通过半透膜,则再次平衡时,m不变,B错误;若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,则漏斗中溶质含量减少,溶液浓度下降,半透膜两侧的浓度差减小,再次平衡时,m将减小,C错误;若向漏斗中滴入与开始等浓度的蔗糖溶液,则漏斗中溶质含量增加,溶液浓度增大,半透膜两侧的浓度差增大,再次平衡时,m将增大,D错误。\n易错点2不能准确判断物质跨膜运输的方式4.如图所示分别代表小分子物质P和Q跨膜出细胞的方式,颗粒多少代表物质含量,箭头只代表方向,下列叙述错误的是()A.物质P出细胞的方式可能为主动运输B.加入呼吸抑制剂后,物质P的转运速率可能降低C.不能确定物质Q出细胞是否需要转运蛋白D.物质Q的转运速率受浓度差影响,没有最大值答案4.D由题图可知,物质P逆浓度梯度出细胞,则物质P出细胞的方式可能为主动运输,A正确;物质P出细胞的方式为主动运输时,需消耗细胞呼吸释放的能量,因此加入呼吸抑制剂后,细胞能量供应受阻,物质P的转运速率降低,B正确;物质Q顺浓度梯度出细胞,可能为被动运输,被动运输包括自由扩散和协助扩散,若为协助扩散,则需要转运蛋白,因此不能确定物质Q出细胞是否需要转运蛋白,C正确;若物质Q出细胞为协助扩散,则其转运速率不仅受浓度差影响,还受转运蛋白数量的影响,存在转运蛋白饱和现象,因此有最大转运速率,D错误。\n易错点2不能准确判断物质跨膜运输的方式练后反思物质进出细胞的方式判断(1)根据分子大小与是否需要转运蛋白、能量(2)根据运输方向:一般认为,能逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输;顺浓度梯度的跨膜运输方式为协助扩散或自由扩散。\n易错点2不能准确判断物质跨膜运输的方式5.如图是几种物质跨膜运输方式中运输速率与影响因素间的关系曲线图,请据图回答问题:(1)图①表示的物质运输方式是;图④物质运输速率受到限制的原因是。(2)分析图中曲线可知,与甘油进出细胞相符的曲线有;能够表示红细胞吸收葡萄糖的曲线有。(3)能表示物质最大运输速率与载体数量肯定无关的图是。(4)在研究物质X进出细胞的方式时,发现与曲线④和⑥相符。则物质X进出细胞的方式是。\n易错点2不能准确判断物质跨膜运输的方式答案5.答案(1)自由扩散 载体数量有限(2)①③⑤②③⑥(3)①⑤(4)主动运输解析分析题中曲线图可知,①表示自由扩散,②可表示协助扩散,③与能量无关,表示被动运输,即自由扩散或协助扩散,④与能量有关,表示主动运输,⑤表示自由扩散,⑥表示协助扩散或主动运输。(1)图④物质最大运输速率受限的原因是载体数量有限。(2)甘油进出细胞的方式为自由扩散,葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散。(3)物质最大运输速率与载体数量肯定无关的运输方式是自由扩散,对应图①、⑤。(4)同时符合曲线④和⑥的运输方式是主动运输。练后反思不同跨膜运输方式的曲线表达(1)物质浓度(2)O2浓度\n常考疑难问题突破\n疑难点 质壁分离与复原实验的分析1.将三个不同植物的未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中,形态不再变化后的细胞示意图如图所示(此时细胞仍均有活性),下列有关各细胞液浓度的判断正确的是()①实验前B<A<C②实验前B>A>C③实验后B≥A=C④实验后B<A<CA.①③B.②③C.①④D.②④答案1.B分析题图可知,当三个不同植物的未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中后,A、C细胞均发生质壁分离,但C细胞的质壁分离现象更加明显,说明实验前A、C细胞的细胞液浓度均小于外界蔗糖溶液浓度,且C细胞的细胞液浓度更低,达到平衡状态后A、C细胞的细胞液浓度均与外界溶液浓度相同(均有液泡,若加大外界溶液浓度还会继续失水,此时不再变化说明细胞液浓度与外界溶液浓度基本相同);B细胞放入蔗糖溶液前后均没有发生质壁分离,说明B细胞的细胞液浓度在实验前和实验后均大于或等于外界蔗糖溶液浓度,所以B正确。\n疑难点 质壁分离与复原实验的分析2.(不定项)取一红色牡丹的2个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞。将它们分别置于Ⅰ和Ⅱ两种溶液中,测得细胞中液泡直径的变化如图所示。下列相关叙述正确的是()A.前2min,溶液Ⅱ中的花瓣细胞失水速率大于溶液Ⅰ中的B.6min时,溶液Ⅰ中花瓣细胞液泡的颜色最深,细胞吸水能力最强C.6min后溶液Ⅰ中液泡直径逐渐恢复是溶质分子自由扩散进入细胞所致D.若溶液Ⅱ中的花瓣细胞长期处于8min时的状态,细胞可能会死亡答案2.ABD分析曲线可知,前2min,花瓣细胞在溶液Ⅱ中液泡直径减小的速率更快,即花瓣细胞在溶液Ⅱ中的失水速率大于在溶液Ⅰ中的,A正确;6min时,溶液Ⅰ中液泡的直径最小,此时失水量最大,细胞液中色素的浓度最大,颜色最深,细胞吸水能力最强,B正确;由曲线可知,6min后花瓣细胞在溶液Ⅰ中吸水,发生质壁分离的自动复原,原因是花瓣细胞主动吸收溶液Ⅰ的溶质分子,导致花瓣细胞细胞液的浓度增大,进而吸水,C错误;长期处于失水状态,细胞可能会死亡,D正确。\n疑难点 质壁分离与复原实验的分析3.(不定项)将一新鲜马铃薯块茎切成4根粗细相同且长为5.0cm的小条,再将这4根马铃薯块茎小条分别放在不同浓度的KNO3溶液中,分别在浸入30min和4h时测量每一根马铃薯块茎小条的长度,结果如图所示。下列叙述正确的是()A.根据a组结果可知,马铃薯块茎细胞的细胞液浓度小于该组KNO3溶液的浓度B.根据b组结果可知,该组马铃薯块茎细胞在实验时间内发生了质壁分离及复原过程C.与实验前相比,d组4h后细胞外KNO3溶液的浓度降低D.c、d两组的马铃薯块茎细胞均因失水过多、过快而死亡答案3.BC分析题图可知,a组马铃薯块茎小条的长度增加,说明细胞通过渗透作用吸水,则细胞液浓度大于外界的KNO3溶液浓度,A错误;b组马铃薯块茎小条的长度先比初始长度短,后来恢复到初始长度,说明马铃薯块茎细胞在实验时间内发生了质壁分离及复原过程,B正确;d组马铃薯块茎小条在实验过程中不断失水,故与实验前相比,4h后细胞外KNO3溶液浓度降低,C正确;c组马铃薯块茎细胞发生了部分复原现象,说明细胞此时没有死亡,而d组马铃薯块茎细胞可能因失水过多、过快而死亡,D错误。\n疑难点 质壁分离与复原实验的分析练后反思质壁分离与复原实验的关注点(1)质壁分离的“质”和“壁”分别表示原生质层和细胞壁。其中原生质层是成熟植物细胞才具有的结构,由细胞膜、液泡膜及它们之间的细胞质构成,其作用相当于半透膜。(2)实验试剂的使用①若蔗糖溶液浓度过高,则能发生质壁分离但清水处理后质壁分离不能复原,因为外界溶液浓度过高会导致细胞过度失水而死亡。②若用一定浓度的尿素、KNO3、NaCl溶液做实验会出现质壁分离自动复原现象,因为外界溶液中的这些物质会被细胞吸收而引起细胞液浓度升高。(3)质壁分离及复原实验的应用①测定细胞液浓度大小待测细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液→细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。②比较不同植物细胞的细胞液浓度大小不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液→刚刚发生质壁分离时所需时间的比较→判断细胞液浓度大小(时间越短,细胞液浓度越小)。\n章末培优专练\n综合素养创新应用\n本章的主要知识是细胞的物质输入和输出,要求能结合实验,探究膜的透性,并能分析不同物质进出细胞的方式。常涉及的核心素养有生命观念(分析常见物质运输方式的实例,建立结构与功能观等)、科学思维(分析影响渗透作用和物质跨膜运输的因素等)、科学探究(探究植物细胞的质壁分离与复原;探究物质跨膜运输的方式等)、社会责任(分析生物体内的物质运输,关注相关生产生活等)。\n1.[2022浙南名校高三联考]“小液流法”可估测菠菜叶片细胞的细胞液浓度,在甲、乙两组试管中加入等量相同浓度的蔗糖溶液,取适量大小相同的菠菜叶圆片(细胞液浓度一致)置于甲组试管中,放置一段时间,在此期间多次摇晃试管,再向甲组试管中滴加微量显色剂(忽略对蔗糖溶液浓度的影响)充分摇匀后吸取少量有色溶液,插入乙组试管溶液中部,从吸管中挤出一滴有色溶液,观察记录有色液滴升降情况。改变蔗糖溶液浓度,重复以上实验步骤,得到如表所示实验结果,下列叙述错误的是()A.叶片在甲组试管中吸水或失水的情况,会直接影响有色液滴在乙组试管中的升降B.菠菜叶片细胞的细胞液浓度介于0.15~0.20mol/L之间C.乙组1、2、3号试管中有色液滴均下降,其中下降最快的是试管3中的液滴D.取甲组试管中的叶片进行显微观察,试管6中菠菜叶片细胞中叶绿体分布最密集甲组/乙组试管编号123456加入的蔗糖溶液浓度(mol/L)0.050.100.150.200.250.30有色液滴升降情况↓↓↓↑↑↑\n答案1.C分析题干信息:甲、乙两组试管中放置等量相同浓度的蔗糖溶液,若菠菜叶片细胞的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度,则在甲组试管中将出现细胞吸水,导致甲组试管中蔗糖浓度增大,再将甲组试管中溶液转移至乙组试管中部,由于该液滴浓度大,在乙组试管中表现为下降,菠菜叶片细胞的细胞液浓度与甲组试管中溶液浓度差越大,细胞吸水越多,吸取的甲组试管中的液滴浓度越大,液滴下降越快;若菠菜叶片细胞的细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度,则在甲组试管中将出现细胞失水,甲组试管中的液滴转移到乙组试管中后表现为上升,A正确。据表可知,加入的蔗糖溶液浓度为0.15mol/L时,细胞吸水,有色液滴下降,加入的蔗糖溶液浓度为0.20mol/L时,细胞失水,有色液滴上升,因此菠菜叶片细胞的细胞液浓度介于0.15~0.20mol/L之间,B正确。根据液滴升降情况,得到乙组试管1、2、3中蔗糖溶液浓度小于菠菜叶片细胞的细胞液浓度,其中1号试管中蔗糖溶液与细胞液浓度差最大,故液滴下降最快,C错误。试管4、5、6中蔗糖溶液浓度均大于菠菜叶片细胞的细胞液浓度,其中试管6中蔗糖溶液与细胞液浓度差最大,故在相应的甲组试管中,菠菜叶片细胞失水最多,质壁分离程度最大,叶绿体最密集,D正确。素养点评本题以估测菠菜叶片细胞的细胞液浓度的“小液流法”为情境,考查植物细胞的吸水和失水,理解“小液流法”的原理是解题的关键,体现了基础性、综合性和应用性,渗透了科学思维、科学探究素养。\n2.[2022广东惠州高三调研](不定项)线粒体外膜上分布着孔蛋白,孔蛋白通道打开时允许分子量小于5000Da的丙酮酸自由通过。线粒体内膜由于蛋白质含量高导致其通透性低,丙酮酸通过与H+(质子)协同运输[利用H+(质子)电化学梯度]的方式由膜间隙进入线粒体基质,部分过程如图所示。下列相关分析正确的是()A.丙酮酸经过孔蛋白进入线粒体膜间隙的方式为被动运输B.丙酮酸从膜间隙进入线粒体基质没有消耗ATP,属于协助扩散C.H+(质子)通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙的方式为主动运输D.加入蛋白质变性剂会提高线粒体内膜对各种物质的运输速率答案2.AC根据题意可知,线粒体外膜上的孔蛋白通道打开时可以让丙酮酸自由通过,不需要消耗能量,因此为被动运输,A正确;丙酮酸要借助特异性转运蛋白,利用H+(质子)电化学梯度由膜间隙进入线粒体基质,会消耗能量,因此为主动运输,B错误;由图可知,H+(质子)通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙是逆浓度梯度运输,且需要载体蛋白,所以其运输方式为主动运输,C正确;蛋白质变性剂会使蛋白质变性,从而丧失相应的功能,如运输功能,线粒体内膜蛋白质含量高,故加入蛋白质变性剂会降低线粒体内膜对一些物质的运输速率,D错误。素养点评本题以线粒体膜的物质运输为情境,考查物质运输方式的判断,分析题图,理解丙酮酸与H+的协同运输原理是解题的关键,体现了基础性和综合性,渗透了生命观念、科学思维素养。\n3.[2021山东烟台高三期中考试]氰化物是一种剧毒物质,其通过抑制细胞呼吸过程中相应物质与O2的结合,使组织细胞不能利用O2而陷入内窒息。如图为研究某植物根尖吸收K+的相关实验。下列分析错误的是()A.通过图甲实验可以判断该植物根尖细胞吸收K+属于主动运输B.植物根尖细胞膜上载体蛋白的数量会限制K+的吸收C.图乙实验加入氰化物后能量逐渐被消耗最终将导致根尖细胞无法吸收K+D.图甲实验中,4h后O2消耗速率下降可能是根尖细胞对K+的需求降低\n答案3.C分析图甲:细胞置于蒸馏水中时,O2的消耗速率不变,当加入KCl后,O2消耗速率先逐渐升高后又逐渐降低。分析图乙:在加入氰化物之前,细胞对K+的吸收速率不变,加入氰化物之后,K+的吸收速率逐渐降低,最后保持相对稳定。由图甲实验可知,加入KCl后,O2的消耗速率增加,说明该植物根尖细胞吸收K+需要消耗能量,属于主动运输,A正确;植物根尖细胞吸收K+时需要载体蛋白的协助,因此根尖细胞吸收K+受细胞膜上载体蛋白的数量的限制,B正确;图乙实验中,4h后根尖细胞吸收K+的速率降至某一值(不为0)时不再降低,此时细胞仍能吸收K+,C错误;图甲实验中,4h后O2消耗速率下降可能是因为根尖细胞对K+的需求降低,D正确。素养点评本题以氰化物对K+吸收的影响为情境,考查主动运输的相关知识,细胞呼吸过程中需要消耗氧气,同时释放能量,释放的能量参与主动运输,试题分析时需要将氧气与能量联系起来,并分析实验曲线的变化,找出曲线出现变化的原因,渗透了科学思维、科学探究素养。\n4.在靠近海滩或者海水与淡水汇合的河口地区,陆生植物遭受着高盐环境胁迫。碱蓬等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长,其根细胞独特的物质转运机制发挥了十分重要的作用。下图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的部分结构示意图。请回答问题:(1)通常情况下,当盐浸入到根周围的环境时,Na+以方式顺浓度梯度大量进入根细胞,同时抑制K+进入细胞,导致细胞中Na+/K+的值异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的正常合成。\n(2)据图可知,耐盐植物根细胞的细胞质基质中pH为7.5,而细胞膜外和液泡膜内pH均为5.5(H+含量越高的溶液pH越低)。这个差异主要由细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵以方式转运H+来维持。这种H+分布特点为图中的两种转运蛋白运输Na+提供了动力,这一转运过程可以帮助根细胞将Na+转运到,从而减少Na+对胞内代谢的影响。(3)在高盐胁迫下,根细胞还会借助Ca2+调节其他相关离子转运蛋白的功能,进而调节细胞中各种离子的浓度和比例。结合题(1)和图示分析,细胞质基质中的Ca2+对HKT1和AKT1的作用依次为(a.激活、b.抑制,选择字母填写),使胞内的蛋白质合成恢复正常。同时,一部分离子被运入液泡内,可以通过调节细胞液的渗透压促进根细胞,从而降低细胞内盐的浓度。\n答案4.答案(1)被动运输(或协助扩散)(2)主动运输SOS1和NHX细胞膜外或液泡内(3)b、a吸水解析(1)根据题意,Na+顺浓度梯度进入根细胞,则其进入细胞的方式是被动运输(或协助扩散)。(2)据图可知,耐盐植物根细胞的细胞质基质中pH为7.5,而细胞膜外和液泡膜内pH均为5.5,细胞质基质中H+含量比细胞膜外和液泡膜内低,要维持细胞质基质和细胞膜外、液泡膜内之间的浓度差,则H+需要逆浓度梯度运输,故运输方式为主动运输。转运蛋白SOS1以细胞内外的H+浓度梯度势能为动力将Na+输出细胞;转运蛋白NHX以液泡与细胞质间的H+浓度梯度势能为动力将Na+运入液泡。上述转运过程可以帮助根细胞将Na+转运到细胞膜外或液泡内,从而减少Na+对胞内代谢的影响。(3)结合题(1)和图示分析,蛋白质合成受影响是由于Na+大量进入细胞,K+进入细胞受抑制,导致细胞中Na+/K+的值异常,从而使细胞内的酶失活。HKT1能协助Na+进入细胞,AKT1能协助K+进入细胞。要使胞内的蛋白质合成恢复正常,则细胞质基质中的C应抑制HKT1运输Na+,促进AKT1运输K+,使细胞中Na+/K+的值恢复正常。同时,一部分离子被运入液泡内,导致细胞液的渗透压升高,促进根细胞吸水,从而降低细胞内盐的浓度。素养点评本题以耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫的机制为情境,考查物质跨膜运输机制。图中细胞膜上的蛋白质具有转运离子的功能,体现了结构与功能观,渗透了生命观念素养;解题时,结合图示信息和所学知识进行综合分析,渗透了科学思维素养;通过对植物抵抗盐胁迫机制的了解,增强保护自然环境的意识,渗透了社会责任素养。\n高考真题同步挑战\n1.[2021湖北生物·11,2分]红细胞在高渗NaCl溶液(浓度高于生理盐水)中体积缩小,在低渗NaCl溶液(浓度低于生理盐水)中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙述,正确的是()A.细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液B.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液C.细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子,Na+和Cl-从高渗溶液扩散至低渗溶液D.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,Na+和Cl-从高渗溶液扩散至低渗溶液答案1.B水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,称为渗透作用。水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧扩散,即水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液,细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,B正确。\n2.[2021湖南生物·3,2分]质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是()A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关B.质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁C.质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低D.1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等答案2.D施肥过多会导致土壤溶液浓度高于植物根细胞液泡中细胞液浓度,细胞失水,发生质壁分离,A正确;细胞壁伸缩性较小,而原生质层伸缩性较大,质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁,B正确;质壁分离复原过程中,细胞不断吸水,细胞液的浓度下降,细胞的吸水能力逐渐降低,C正确;NaCl为电解质,在水中可电离出Na+和Cl-,而蔗糖为非电解质,渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,因此,1mol/L的NaCl溶液渗透压大于1mol/L的蔗糖溶液,D错误。\n3.[2020全国卷Ⅱ理综·5,6分]取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时,检测甲、乙两组的溶液浓度,发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是()A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高B.若测得乙糖溶液浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零C.若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离D.若测得乙糖溶液浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组答案3.D甲、乙两组糖溶液的质量浓度(单位为g/mL)相同,但甲糖的相对分子质量大于乙糖,所以甲、乙两组糖溶液的物质的量浓度不同(甲<乙),将相同的叶细胞浸入两种不同物质的量浓度的溶液中,在吸水和失水的表现上可能不同。据题意可推测,甲糖溶液浓度低于叶细胞的细胞液浓度,叶细胞吸水导致甲糖溶液浓度升高,A正确;若测得乙糖溶液浓度不变,则乙糖溶液浓度等于叶细胞的细胞液浓度,水分子进出乙组叶细胞的量相等,叶细胞净吸水量为零,B正确;若测得乙糖溶液浓度降低,则乙糖溶液浓度高于叶细胞的细胞液浓度,乙组叶肉细胞可能会发生渗透失水而表现为质壁分离,C正确;若测得乙糖溶液浓度升高,则甲、乙浓度均小于叶细胞的细胞液浓度,两组细胞均吸水,但由于甲糖溶液的物质的量浓度小于乙糖溶液,所以乙组叶细胞的净吸水量小于甲组叶细胞,D错误。\n4.[2020江苏生物·5,2分]如图①~⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式,下列叙述正确的是()A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同B.Na+主要以方式③运出小肠上皮细胞C.多肽以方式⑤进入细胞,以方式②离开细胞D.口服维生素D通过方式⑤被吸收答案4.A由图示可知,葡萄糖进入小肠上皮细胞时逆浓度梯度运输,该运输方式属于主动运输,葡萄糖运出小肠上皮细胞时顺浓度梯度运输且需要载体,该运输方式为协助扩散,A正确;据图可知,Na+主要以方式②(主动运输)运出小肠上皮细胞,B错误;多肽以方式⑤胞吞进入细胞,以胞吐方式离开细胞,C错误;维生素D为固醇类物质,口服维生素D通过方式④(自由扩散)被吸收,D错误。\n5.[2021山东生物·2,2分]液泡是植物细胞中储存Ca2+的主要细胞器,液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H+,建立液泡膜两侧的H+浓度梯度。该浓度梯度驱动H+通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输,从而使Ca2+以与H+相反的方向同时通过CAX进入液泡并储存。下列说法错误的是()A.Ca2+通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散B.Ca2+通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺C.加入H+焦磷酸酶抑制剂,Ca2+通过CAX的运输速率变慢D.H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输答案5.ACa2+通过CAX的跨膜运输是由液泡膜两侧的H+的浓度梯度驱动H+通过CAX间接驱动的,属于主动运输,A错误;Ca2+通过CAX进入液泡使液泡中的细胞液浓度增大,可使植物细胞渗透吸水,利于植物细胞保持坚挺,B正确;加入H+焦磷酸酶抑制剂,H+焦磷酸酶不能跨膜运输H+,进而使液泡膜两侧的H+浓度梯度减小,Ca2+通过CAX的运输速率减慢,C正确;根据题目信息“液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H+,建立液泡膜两侧的H+浓度梯度”,可知H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输,D正确。\n6.[2021全国卷甲卷理综·29,10分]植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。回答下列问题:(1)细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统,生物膜的结构特点是。(2)细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由复合物构成的,其运输的特点是(答出1点即可)。(3)细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是。答案6.答案(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性;蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中(2分)(2)蛋白质(2分)一种离子通道只允许一种离子通过(2分)(3)K+通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量,呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少(4分)\n全章综合检测\n一、选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.[2022云南昆明高一月考]下列有关物质进出细胞的运输方式的判断,正确的是()A.需载体蛋白协助的运输方式一定为协助扩散B.主动运输对维持膜两侧物质的浓度差有作用C.温度影响主动运输过程,但不影响被动运输过程D.若水通道蛋白遭到破坏,水分子将不能进出细胞答案1.B需要载体蛋白协助的运输方式包括协助扩散和主动运输,A错误;主动运输是将物质由低浓度向高浓度运输,因此对维持膜两侧的浓度差有作用,B正确;温度会影响转运蛋白的活性和分子运动,因而会影响主动运输和被动运输,C错误;水通道蛋白遭到破坏,水分子还能以自由扩散的方式进出细胞,D错误。\n2.[2022安徽蚌埠高一上期末考试]甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度的某溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头粗细代表水分子扩散的多少),下列分析错误的是()A.若甲中细胞为人成熟的红细胞,一段时间后可能会涨破B.若乙中细胞为洋葱表皮细胞,此时细胞内外溶液的浓度可能相等C.若丙中细胞为某植物的根尖成熟区细胞,该植物可能出现烧苗现象D.若甲、乙、丙中为同一细胞,则初始时溶液浓度的大小关系是甲>乙>丙答案2.D据图分析,甲中细胞处于低浓度的溶液中,细胞吸水量大于失水量;乙中细胞吸水和失水处于动态平衡;丙中细胞处于高浓度溶液中,细胞失水量大于吸水量。因此,若甲、乙、丙中为同一细胞,则初始时溶液浓度的大小关系是丙>乙>甲,D错误。人成熟的红细胞无细胞壁,故在不断吸水的情况下,可能会吸水涨破,A正确。乙中水分进出细胞处于动态平衡,故细胞内外溶液的浓度可能相等,B正确;丙中细胞正在失水,可能造成植物烧苗现象,C正确。\n3.[2022福建龙岩高一上期末考试]将淀粉溶液和葡萄糖溶液分别装入2个透析袋(由半透膜制成),再将透析袋置于清水中,如图所示。装置静置12小时后,向A组清水中加入适量碘-碘化钾溶液。下列有关叙述错误的是()A.若A组透析袋内溶液颜色变蓝,则碘-碘化钾能通过透析袋B.若葡萄糖分子不可通过透析袋,则B组的透析袋会胀大C.B组透析袋内的水分子通过透析袋进入试管而A组没有D.平衡后,每组装置透析袋内外两侧溶液的浓度可能都不一致答案3.C淀粉与碘-碘化钾溶液反应呈蓝色,若A组透析袋内溶液颜色变蓝,则碘-碘化钾能通过透析袋,A正确;若葡萄糖分子不可通过透析袋,则会发生渗透吸水现象,进入透析袋的水分子数量大于离开透析袋的水分子数量,B组的透析袋会胀大,B正确;A、B两组中的水分子均可以自由通过透析袋,C错误;若淀粉和葡萄糖均不能通过半透膜,则平衡后,透析袋内侧溶液的浓度均大于透析袋外侧,D正确。\n4.[2022山东滨州高一上期末考试]某兴趣小组利用植物细胞的质壁分离实验测定紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度,实验过程如下:撕取洋葱鳞片叶外表皮若干,分别置于0.1mol/L、0.2mol/L……1.0mol/L的蔗糖溶液中,浸泡一段时间后取相应浓度的蔗糖溶液滴在载玻片上制作临时装片镜检统计。下列关于实验误差的说法,错误的是()A.若配制蔗糖溶液时蔗糖未充分溶解即进行实验,实验结果偏大B.镜检时若用清水代替相应浓度的蔗糖溶液制作临时装片,实验结果偏小C.用相应浓度的蔗糖溶液处理洋葱表皮细胞的时间过短,实验结果偏大D.若使用KNO3溶液代替相应浓度的蔗糖溶液进行实验,会造成较大实验误差答案4.B若蔗糖未充分溶解,则所标示的蔗糖溶液浓度比实际值要高,使所得实验结果偏大,A正确;镜检时若用清水代替相应浓度的蔗糖溶液,会导致刚发生质壁分离的细胞吸水,实际观察时的蔗糖溶液浓度低于标示的浓度,使实验结果偏大,B错误;用相应浓度的蔗糖溶液处理洋葱表皮细胞的时间过短,会导致与细胞液浓度接近的蔗糖溶液中的细胞质壁分离现象不明显,使实验结果偏大,C正确;细胞在KNO3溶液中会主动吸收离子,改变细胞液的浓度,所以实验误差较大,D正确。\n5.如图是某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后,在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且适宜)。下列有关叙述错误的是()A.6h时,两组幼苗均出现萎蔫现象,直接原因是蒸腾作用和根细胞失水B.甲组幼苗因根系在6h时开始吸收K+、N,吸水能力增强,使鲜重逐渐提高C.12h后,若继续培养,甲组幼苗的鲜重可能超过处理前,乙组幼苗将死亡D.实验表明,该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程答案5.B6h时,由于蒸腾作用失水和根细胞失水,两组幼苗都出现萎蔫现象,A正确。实验开始时,甲组幼苗鲜重减少,说明细胞液浓度小于KNO3溶液浓度,但随着根系在6h前开始吸收K+、N,到6h时细胞液浓度大于KNO3溶液浓度,从而使根细胞吸水能力增强,鲜重逐渐提高,B错误。12h后,甲组根系不断通过主动运输吸收K+、N,从而保持根细胞内外浓度差,使其吸水量大于蒸腾量而有可能出现幼苗鲜重超过处理前的鲜重的现象;乙组放在比根细胞液浓度大很多的KNO3溶液中,根细胞通过渗透作用不断大量失水,造成严重萎蔫最后死亡,C正确。通过以上分析可知植物吸收矿质元素与吸收水分是两个相对独立的过程,D正确。\n6.[2021河南高一期末考试]门通道蛋白是细胞膜上的一种转运蛋白,离子通道型受体与细胞内或外的特定配体结合后发生反应,引起门通道蛋白的构象发生变化,使“门”打开,介导离子顺浓度梯度通过细胞膜,其过程如下图所示。下列叙述正确的是()A.离子通道型受体与配体的结合具有特异性B.离子通过门通道蛋白进行的跨膜运输过程需要消耗ATPC.门通道蛋白对离子的转运速率与膜两侧该离子的浓度差无关D.配体与被转运的离子在细胞膜一侧结合,在另一侧分离答案6.A根据题意和图示分析可知:离子通道型受体与细胞内或外的特定配体结合后发生反应,引起门通道蛋白的构象发生变化,使“门”打开,介导离子顺浓度梯度通过细胞膜,此过程属于协助扩散,不需要消耗能量。根据题干信息可知,离子通道型受体与配体的结合具有特异性,A正确;离子通过门通道蛋白进行的跨膜运输属于协助扩散,不消耗能量,B错误;门通道蛋白对离子的转运速率与膜两侧该离子的浓度差有关,C错误;配体不是与被转运的离子结合,而是与转运离子的门通道蛋白上的受体结合,D错误。\n7.胰岛B细胞内K+浓度是细胞外的28倍,细胞外Ca2+浓度是细胞内的15000倍。如图是细胞外葡萄糖浓度调节胰岛B细胞分泌胰岛素的过程。下列叙述错误的是()A.胰岛B细胞内ATP/ADP的值上升会抑制K+向细胞外运输B.葡萄糖和Ca2+进入胰岛B细胞的方式都为协助扩散C.高温处理后的胰岛素仍可与双缩脲试剂发生紫色反应D.细胞外葡萄糖浓度降低会促进胰岛B细胞通过胞吐分泌胰岛素答案7.D由图可知,葡萄糖通过胰岛B细胞膜上的载体蛋白顺浓度梯度进入胰岛B细胞,葡萄糖在胰岛B细胞中氧化分解,使细胞中ATP/ADP的值上升,进而促进膜上ATP敏感的K+通道关闭,使K+外流受阻,A正确;由题可知,葡萄糖和Ca2+进入胰岛B细胞的方式都为顺浓度梯度的协助扩散,B正确;高温处理后的胰岛素分子肽键并未断裂,故高温处理后的胰岛素分子仍可与双缩脲试剂发生紫色反应,C正确;细胞外葡萄糖浓度降低,则进入胰岛B细胞的葡萄糖的量减少,细胞内ATP/ADP的值下降,促进ATP敏感的K+通道开放,抑制Ca2+通道打开,进入细胞内的Ca2+减少,从而使得胰岛B细胞分泌胰岛素的量减少,D错误。\n8.下表是不同条件下,人体成熟红细胞内与血浆中的K+和Mg2+的含量比较,据表分析下列叙述最不合理的是()A.正常情况下血浆中K+和Mg2+均通过主动运输方式进入红细胞B.鱼藤酮可导致红细胞运输K+和Mg2+的方式改变,从而导致细胞内两种离子的含量降低C.鱼藤酮可能是通过抑制能量的供应从而影响K+和Mg2+的运输D.乌本苷可能抑制K+载体蛋白的功能而不影响Mg2+载体蛋白的功能答案8.B由题表可知,处理前红细胞内的K+和Mg2+的含量均显著高于血浆中的,可见红细胞可通过主动运输吸收K+和Mg2+来维持这两种离子在细胞内外的不均衡分布,A合理;用鱼藤酮处理后,细胞内K+和Mg2+的含量均降低,可能是因为鱼藤酮抑制了能量的供应,从而抑制了细胞对两种离子的主动吸收,并不是因为鱼藤酮导致红细胞运输K+和Mg2+的方式改变,B不合理,C合理;乌本苷处理后,K+的转运受阻而Mg2+的转运没有受阻,说明乌本苷可能抑制了K+载体蛋白的功能而不影响Mg2+载体蛋白的功能,D合理。处理前用鱼藤酮处理后用乌本苷处理后细胞内血浆中细胞内血浆中细胞内血浆中K+含量(mol/L)1455115135Mg2+含量(mol/L)351.41.81.4351.4\n9.[2021新高考八省(市)联考湖北生物]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9.DNa+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能力,A正确;分析题意可知,Na+以主动运输的方式由细胞质基质进入液泡,B正确;由图可知,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。\n10.[2022湖南名校联盟高一上期末联考]在水中生存的纤毛虫能通过伸缩泡排出细胞内过多的水,防止细胞破裂,当外界溶液浓度超过纤毛虫的细胞液浓度时,伸缩泡收缩极慢以至停止不动。如表表示甲、乙两种纤毛虫伸缩泡在不同浓度的NaCl溶液中的伸缩频率(单位:次/分)。下列说法错误的是()A.由表可知,随着外界溶液浓度的升高,伸缩泡的伸缩频率降低B.根据表中结果可知,甲纤毛虫的细胞液浓度小于乙纤毛虫的C.伸缩泡的排水过程体现了生物膜具有一定的流动性D.纤毛虫通过伸缩泡排水的过程会消耗细胞呼吸产生的能量答案10.B由表可知,随着外界溶液浓度的升高,甲、乙纤毛虫伸缩泡的伸缩频率均降低,A正确;据表可知,乙纤毛虫伸缩泡的伸缩频率在NaCl溶液浓度为4%时即降为0,说明乙纤毛虫的细胞液浓度小于4%,而在NaCl溶液浓度为4%时,甲纤毛虫的伸缩泡仍在伸缩,故甲纤毛虫的细胞液浓度大于乙纤毛虫的,B错误;伸缩泡的排水过程表明纤毛虫的细胞膜具有一定的流动性,C正确;纤毛虫通过伸缩泡排水的过程类似胞吐,会消耗细胞呼吸产生的能量,D正确。项目NaCl溶液的浓度/%012345甲纤毛虫伸缩泡的伸缩频率4.302.201.300.850.200.00乙纤毛虫伸缩泡的伸缩频率8.606.302.600.460.000.00\n11.如图为细胞物质运输方式的示意图。下列相关叙述错误的是()A.二氧化碳、苯和氧气等物质通过途径①进入细胞,其运输速率受环境温度影响B.淀粉的消化终产物通过途径②进入小肠绒毛上皮细胞时,ATPase仅承担载体的功能C.方式③表示胞吞,蛋白质和多糖等生物大分子可通过此途径进入细胞D.除图中三种方式外,细胞还能通过协助扩散的方式顺浓度梯度进行物质运输答案11.B图中②表示主动运输,淀粉的消化终产物葡萄糖通过主动运输被小肠绒毛上皮细胞吸收,需要载体,也需要消耗细胞中的能量,因此ATPase也具有催化ATP水解的功能,B错误。\n12.对法囊藻(一种海藻)的细胞液中各种离子浓度的分析表明,细胞液中的成分与海水的成分很不相同,图中阴影部分代表法囊藻细胞液中的各种离子浓度,空白部分代表海水中的各种离子浓度。下列说法错误的是()A.法囊藻细胞内K+和Cl-含量较高,而Ca2+和Mg2+含量较低表明细胞对离子的吸收具有选择性B.Na+、K+和Cl-进入法囊藻细胞及Ca2+和Mg2+出细胞的方式都是主动运输C.主动运输能保证细胞按照生命活动的需要主动地选择吸收营养物质D.法囊藻细胞膜上转运蛋白的种类和数量导致了细胞内外离子浓度的差异答案12.B在法囊藻细胞内K+和Cl-含量较高,而Ca2+和Mg2+在细胞内含量较低,这一事实说明细胞对不同离子的需求量不同,细胞对离子的吸收具有选择性,这主要是由转运蛋白的种类和数量的多少决定的,A、D正确;K+和Cl-进入细胞以及Ca2+和Mg2+出细胞的方向都是从低浓度到高浓度,属于主动运输,而Na+进入法囊藻细胞是从高浓度到低浓度,不属于主动运输,B错误;主动运输能保证细胞按照生命活动的需要主动地选择吸收营养物质,C正确。\n13.如图表示培养液中K+浓度及溶氧量对小麦根系细胞吸收K+速率的影响。下列有关两曲线形成机理的解释正确的是()A.曲线ab段的形成是由于细胞膜上K+载体数量未达到饱和且能量充足B.曲线cd段的形成是由于细胞内K+过多,细胞大量排出K+C.e点表明植物根系可以通过自由扩散的方式吸收K+D.曲线bc、fg段的形成一定都是由于细胞膜上K+载体数量有限答案13.A图一中横轴是培养液中K+浓度,纵轴是K+吸收速率,因此曲线ab段限制因素是培养液中K+浓度,此时载体、能量均充足,A正确。cd段形成的原因可能是细胞外界溶液浓度过高,细胞失水,细胞呼吸速率下降,影响了对K+的吸收,B错误。e点时植物根系可以通过无氧呼吸为主动运输吸收K+提供能量,C错误。图一中bc段限制因素可能是载体数量,也可能是能量供应,图二中横轴是培养液中溶氧量,因此曲线ef段限制因素是能量,fg段限制因素可能是载体数量,D错误。\n14.某生物小组将哺乳动物的成熟红细胞和肌肉细胞分别培养在含有5%葡萄糖的培养瓶中,一定时间后,测定各培养瓶中葡萄糖的含量(%),培养条件和实验结果如表所示,下列相关叙述错误的是()A.该实验中,第一组和第二组为实验组,第三组为对照组B.第一组与第三组相比较,可知肌肉细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要载体蛋白的协助C.第二组与第三组相比较,可知肌肉细胞可通过主动运输吸收葡萄糖,成熟红细胞吸收葡萄糖不消耗能量D.综合分析三组实验,可判断肌肉细胞吸收葡萄糖的方式只有主动运输答案14.D分析题意可知,本实验中第一组和第二组为实验组,第三组为对照组,A正确;第一组与第三组相比较,可得出的结论是肌肉细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要载体蛋白的协助,B正确;第二组与第三组相比较,可得出的结论是肌肉细胞可通过主动运输吸收葡萄糖,成熟红细胞吸收葡萄糖不消耗能量,C正确;综合分析三组实验可知,肌肉细胞吸收葡萄糖的方式主要是主动运输,也有协助扩散,D错误。组别培养条件肌肉细胞成熟红细胞第一组加入葡萄糖载体抑制剂5%5%第二组加入呼吸抑制剂4.8%3.5%第三组不加入葡萄糖载体抑制剂和呼吸抑制剂2.5%3.5%\n二、选择题:本题共4小题,每小题3分,共12分。每小题有一个或多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。15.[2021山东菏泽高一上期末考试]直饮机的核心部件是逆渗透膜,其原理是通过水压使水由较高浓度溶液一侧渗透至较低浓度溶液一侧,细菌及有害物质几乎不能透过逆渗透膜,如图所示。下列叙述错误的是()A.渗透作用发生需要半透膜,而逆渗透膜类似于半透膜B.与渗透作用不同的是逆渗透过程中水由高浓度溶液一侧向低浓度溶液一侧流动C.逆渗透膜上含有多种载体蛋白,可以选择性地控制有害物质的进出D.逆渗透膜去除有害物质的能力胜过生物膜,通过直饮机处理的水可放心饮用答案15.CD由题意可知,直饮机的核心部件为逆渗透膜,可让水分子通过,而细菌和其他有害物质几乎不能通过,其作用类似于半透膜,A正确;直饮机利用了逆渗透作用的原理,即在水压的作用下,水分子从高浓度溶液一侧向低浓度一侧流动,而正常渗透作用是水由低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧流动,B正确;逆渗透膜不是有活性的生物膜,不具有选择性地控制物质进出的功能,C错误;细菌及有害物质并非绝对不能透过逆渗透膜,而且直饮机加工过程中可能会带来其他有害物质,因此饮用时也要注意,D错误。\n16.[2022广东珠海高一上期末考试]将猪的红细胞置于不同浓度的NaCl溶液中,分别测定不同浓度的NaCl溶液中红细胞的体积变化,结果如图所示(O点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度)。红细胞膜上的水通道蛋白能介导水分子的跨膜运输,提高水分子的运输效率。下列叙述错误的是()A.据图可知猪的红细胞的细胞质浓度在150mmol/L左右B.水分子能以自由扩散及协助扩散两种方式进出红细胞C.A点对应的红细胞比B点对应的红细胞吸水能力更强D.红细胞吸水涨破前其细胞质浓度至少大于100mmol/L答案16.C细胞体积与初始体积之比大于1时,表明细胞吸水;细胞体积与初始体积之比等于1时,表明细胞处于动态平衡状态;细胞体积与初始体积之比小于1时,表明细胞失水。根据题图可知,猪的红细胞在浓度为150mmol/L的NaCl溶液中的体积不变,所以其在该浓度时能保持正常形态,即其细胞质浓度在150mmol/L左右,A正确;水分子能以自由扩散的方式进出细胞,也能经水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞,B正确;A点对应的红细胞比B点对应的红细胞体积大,失水较少,所以吸水能力较弱,C错误;由图可知,红细胞在100mmol/L的NaCl溶液中吸水涨破,说明涨破前其细胞质浓度至少大于100mmol/L,这样细胞才能继续吸水,D正确。\n17.用相同的培养液培养水稻和番茄幼苗,一段时间后,测定培养液中各种离子的浓度,结果如图甲所示。图乙表示番茄根细胞对离子的吸收速率与氧气浓度之间的关系。据图不能体现的信息是()A.由图甲可知,水稻对Si需求量较大,番茄对Si需求量较小B.图甲水稻培养液里的Ca2+浓度高于初始浓度,说明水稻不吸收Ca2+C.图乙中的A点,离子吸收速率很低,主要受能量供应的限制D.由图乙可知,植物根细胞吸收离子的方式为主动运输答案17.B分析图甲可知,水稻吸收水的相对速率比吸收Ca2+、Mg2+多,造成培养液中Ca2+、Mg2+浓度上升;番茄吸收水的相对速率比吸收Si多,造成培养液中Si浓度上升。两种植物吸收离子的量不同,水稻对Si吸收较多,而番茄对Ca2+、Mg2+吸收较多。图乙表示主动运输,分析曲线图可知,氧气浓度为0时,无氧呼吸产生少量的能量,则离子的运输速率较慢;随着氧气浓度增加,离子的运输速率加快;B点以后,由于载体的数量是有限的,物质运输速率基本不变。\n18.铁是人体内必不可少的微量元素,如图表示铁被小肠吸收和转运至细胞内的过程。图中转铁蛋白(Tf)可运载Fe3+,以Tf-F结合形式进入血液。Tf-F与转铁蛋白受体(TfR)结合后进入细胞,并在囊泡的酸性环境中将Fe3+释放。下列叙述错误的是()A.Fe2+顺浓度梯度通过蛋白1通道的过程属于协助扩散B.Tf与TfR结合后携带F进入细胞的过程属于胞吞C.蛋白2和转铁蛋白(Tf)都是细胞膜上的载体蛋白D.H+进入囊泡的过程属于主动运输,需要消耗能量答案18.C通过题图可知,F顺浓度梯度通过蛋白1通道,不需要能量,属于协助扩散,A正确;由题图可知细胞膜上的转铁蛋白受体(TfR)具有识别作用,与Tf-F识别并结合后通过胞吞进入细胞,B正确;转铁蛋白(Tf)是血液中运载Fe3+的蛋白,不在细胞膜上,C错误;由图可知H+进入囊泡是逆浓度梯度进行的,属于主动运输,需要消耗能量,D正确。\n三、非选择题:本题共3小题,共35分。19.(11分)[2022山东德州高一上期中考试]某同学进行“观察植物细胞质壁分离和复原”实验。所用材料为紫色的洋葱鳞片叶及菠菜叶,试剂是蔗糖溶液、不同浓度的NH4NO3溶液和清水。(1)该同学利用紫色的洋葱鳞片叶、蔗糖溶液和清水进行实验时,若发现细胞质壁分离后不能复原,其原因可能有:①;②。若改用相同质量浓度的葡萄糖溶液则会使细胞开始发生质壁分离时所用时间更(填“长”或“短”)。(2)该同学撕取菠菜的叶表皮,剪成大小相等的小块,分别浸入不同浓度的NH4NO3溶液中,经过一段时间后,用显微镜观察到的实验结果如表所示。菠菜叶表皮细胞的细胞液浓度为。细胞发生质壁分离的结构基础是,外界条件是。C和D组均发生了质壁分离后自动复原,你对这种现象作出的合理解释是:。(3)袁隆平科研团队研发的海水稻适合在海边滩涂等盐碱地生长。有人提出,海水稻根部细胞的细胞液浓度比普通水稻品种(生长在普通土壤上)的高。请利用质壁分离实验方法设计实验进行验证(简要写出实验设计思路):。NH4NO3溶液浓度(mol·L-1)ABCDEF0.110.120.130.140.150.50质壁分离程度——初始分离分离显著分离显著分离质壁分离复原状态——自动复原自动复原诱发复原不能复原\n答案19.答案(除标明外,每空1分)(1)蔗糖溶液浓度过大 质壁分离时间过长 短(2)0.12~0.13mol·L-1原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性NH4NO3溶液浓度大于菠菜叶表皮细胞的细胞液浓度N和N可进入液泡,使细胞液浓度增大而吸水(2分)(3)分别取海水稻和普通水稻根成熟区组织,制成临时装片;配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液进行处理,观察对比两种植物细胞发生质壁分离的情况(3分)解析(1)若质壁分离后不能复原,其原因可能有:蔗糖溶液浓度过大导致细胞失水过快而死亡、质壁分离时间过长导致细胞失水时间过长而死亡。相同质量浓度的葡萄糖溶液的物质的量浓度大于蔗糖溶液,因此若改用相同质量浓度的葡萄糖溶液则会使细胞开始发生质壁分离时所用时间更短。(2)细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的NH4NO3溶液浓度之间,根据表格信息,可知菠菜的叶表皮细胞的细胞液浓度为0.12~0.13mol·L-1。在NH4NO3溶液中细胞质壁分离的结构基础是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度,即NH4NO3溶液浓度大于菠菜叶表皮细胞的细胞液浓度。C和D组放到一定浓度的NH4NO3溶液中,由于外界溶液浓度大,细胞失水,发生质壁分离,接着N和N进入液泡,使细胞液浓度增大而吸水,从而发生质壁分离的自动复原。(3)本题可采用溶液浓度梯度法,通过设置一系列不同浓度的蔗糖溶液来验证海水稻根部细胞的细胞液浓度比普通水稻品种的高。\n20.(10分)[2022湖北武汉高一上期末考试]在适宜条件下,测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示(a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率)。回答下列问题。(1)根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的特点是。(答出两点)(2)实验结果表明:当外界溶液中b的浓度达到一定数值时,再增加b的浓度,根细胞对b的吸收速率不再增加。可能的原因是。(3)王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输,李同学认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。请完成以下实验思路、预期结果和结论。①实验思路:将长势相同的某植物根细胞平均分为两组,甲组放在下,乙组放在无氧条件下,将甲、乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后,分别测定。②预期结果及结论:。\n答案20.答案(每空2分)(1)不需要转运蛋白协助、不消耗细胞代谢产生的能量、顺浓度梯度运输等(答出两点即可)(2)运输b的转运蛋白数量有限(3)①有氧条件 根细胞对b的吸收速率②若甲组根细胞对b的吸收速率大于乙组,则说明b的跨膜运输方式为主动运输;若甲组和乙组根细胞对b的吸收速率大致相同,则说明b的跨膜运输方式为协助扩散解析(1)自由扩散的特点有不需要转运蛋白协助、不消耗细胞代谢产生的能量、顺浓度梯度运输、运输速率受细胞内外浓度差的影响等。(2)由图可知,b跨膜运输时需要转运蛋白协助,当外界溶液中b的浓度达到一定数值时,由于转运蛋白数量有限,再增加b的浓度,根细胞对b的吸收速率也不再增加。(3)协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗细胞代谢产生的能量,后者需要消耗代谢产生的能量。有氧呼吸产生的能量较多,无氧呼吸产生的能量较少,故实验设计的自变量是有无氧气,因变量是根细胞对b的吸收速率。\n21.(14分)[2022山东济宁高一上期中考试]囊性纤维病是一种遗传病,患者细胞中氯离子浓度升高,支气管被异常黏液堵塞,导致这一疾病发生的主要原因是细胞膜上CFTR蛋白功能异常。如图1表示正常人和该病患者的氯离子跨膜运输的示意图,请回答下列问题:(1)正常情况下,支气管上皮细胞在转运氯离子时,氯离子首先与CFTR蛋白结合,在ATP水解释放的能量推动下,CFTR蛋白的发生变化,从而将它所结合的氯离子转运到膜的另一侧,此过程中,氯离子只能与CFTR蛋白结合,原因是。(2)囊性纤维病患者的主要临床表现为支气管中黏液增多,导致支气管反复感染和气道阻塞,呼吸急促。据图分析囊性纤维病患者支气管中黏液增多的原因是。\n(3)根据能量来源的不同,可将动物细胞膜上的主动运输分为原发性主动运输和继发性主动运输,如图2中K+进入细胞属于原发性主动运输,葡萄糖进入细胞属于继发性主动运输。通过分析,氯离子在CFTR蛋白的协助下转运至细胞外,属于主动运输。图2中驱动葡萄糖进入细胞所需的能量来源于。(4)科研人员发现,红细胞在清水中很容易吸水涨破,而水生动物的卵母细胞在清水中不易吸水涨破,红细胞快速吸水与细胞膜上的水通道蛋白CHIP28有关。请你设计实验验证这一结论,写出简单的设计思路并预期结果。(注:水通道蛋白CHIP28可插入其他生物细胞膜上)\n答案21.答案(除标明外,每空2分)(1)空间结构(或自身构象)氯离子的大小和性质与CFTR蛋白的结合部位相适应(2)患者的CFTR蛋白异常,无法将氯离子主动运输至细胞外,导致水分子向膜外扩散的速度减慢,支气管细胞表面的黏液不能被及时稀释,黏稠的分泌物不断积累(3分)(3)原发性Na+浓度梯度(4)实验思路:将水通道蛋白CHIP28插入不含有水通道蛋白的水生动物的卵母细胞的细胞膜上,再将该卵母细胞放入清水中。预期结果:该卵母细胞迅速吸水膨胀后涨破。(3分)解析(1)由图1可知,氯离子跨膜运输所借助的CFTR蛋白属于载体蛋白,在正常细胞内,氯离子在该蛋白的协助下通过主动运输方式转运至细胞外,转运过程中,该蛋白能发生空间结构(或自身构象)的改变。此过程中,氯离子的大小和性质与CFTR蛋白的结合部位相适应,氯离子只能与CFTR蛋白结合。(2)据图1分析可知,囊性纤维病患者的CFTR蛋白异常,无法将氯离子主动运输至细胞外,导致水分子向膜外扩散的速度减慢,支气管细胞表面的黏液不能被及时稀释,黏稠的分泌物不断积累。(3)分析图2可知,原发性主动运输直接利用ATP为载体蛋白转运物质提供能量,继发性主动运输的能量来源于某种离子的跨膜浓度梯度。通过分析可知,氯离子在CFTR蛋白的协助下利用ATP水解释放的能量转运至细胞外,属于原发性主动运输。图2中葡萄糖的跨膜运输属于继发性主动运输,驱动葡萄糖进入细胞所需的能量来源于Na+浓度梯度。
