专题03 物质进出细胞的方式-备战2025年高考生物一轮复习考点全解讲义

2025高考一轮复习 定制初高中、生物竞赛资料等生物资料 专题03 物质进出细胞的方式 1 细胞的吸水和失水 本考点主要考查内容有:渗透作用的概念、发生条件、动植物细胞渗透作用的区别以及渗透作用与实际生产生活的联系(如给作物施肥过多会导致的“烧苗”现象);理解和掌握质壁分离实验的原理、选材和实验步骤。 一、渗透系统与渗透作用 1.渗透系统 （1）组成:一个完整的渗透系统,由两个溶液体系(S1、S2)以及两者中间的半透膜组成,如图。 （2）水分的流动判断: ①当溶液浓度S1>S2时,水分就通过半透膜由 流向 (总趋势); ②当溶液浓度S1 <S2时,水分就通过半透膜由 流向 (总趋势)。 2.渗透作用 （1）指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,是自由扩散的一种形式。 （2）渗透作用产生的条件： ； 。 （3）水运输的方向： 【注意】水分子的移动方向是 ，但最终呈现的结果是单位体积内水分子数多（低浓度）的溶液流向单位体积内水分子数少（高浓度）的溶液。 3.半透膜只允许水分子通过 现象： 10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由 → 移动。 蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由 → 移动，则左侧液面升高，最终高于右侧。 二、动物细胞的吸水和失水 1.实验材料:哺乳动物的红细胞(呈双面凹的圆盘状,形态结构变化比较明显)。 2.原理：“半透膜”- 。“浓度差”- 。 3.现象 （1）外界溶液浓度<细胞质浓度⇒ 。 （2）外界溶液浓度>细胞质浓度⇒ 。 （3）外界溶液浓度=细胞质浓度⇒ 。 三、植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例) 1.植物细胞可看作一个渗透系统 （1） 满足发生渗透作用的条件 ①具有半透膜- 相当于半透膜； ②半透膜两侧的溶液具有浓度差：细胞液与外界溶液之间存在浓度差。 （2） 应用： ①判断成熟植物细胞 ②测定细胞液浓度范围 ③比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 ④鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液) 【拓展】实验注意事项 （1）选择有中央液泡且液泡带有颜色的细胞作为实验材料，以便于观察。 （2）选材必须是活细胞，死细胞不会出现质壁分离及复原现象。 （3）试剂选择应以不伤害细胞为前提，常用的试剂是质量浓度为0.3g／mL的蔗糖溶液。蔗糖溶液浓度过高，会导致细胞因失水过多而死亡。 （4）实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以防止细胞因长期处于失水状态而死亡，影响复原现象的观察。 （5）本实验存在两组对照实验，均为自身前后对照。自身前后对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。 高考真题 1．（2024·山东·高考真题）仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是（　　） A．细胞失水过程中，细胞液浓度增大 B．干旱环境下，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低 编号 试剂 ① 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液 ② 质量分数为5%的葡萄糖溶液 ③ 斐林试剂 ④ 淀粉酶溶液 ⑤ 碘溶液（棕红色） C．失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离 D．干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用 2．（2023·重庆·高考真题）某兴趣小组利用图示装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤，袋内溶液逐渐变为蓝色；当a为②、b为③，水浴（55℃）后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正确的是（    ） A．若a为①+②、b为③，水浴后透析袋外最终会出现砖红色 B．若a为①+②、b为⑤，透析袋外的溶液最终会出现蓝色 C．若a为①+④、b为⑤，透析袋内的溶液最终会出现棕红色 D．若a为①+④、b为③，水浴后透析袋内最终会出现砖红色 3．（2022·福建·高考真题）下列关于黑藻生命活动的叙述，错误的是（    ） A．叶片细胞吸水时，细胞液的渗透压降低 B．光合作用时，在类囊体薄膜上合成ATP C．有氧呼吸时，在细胞质基质中产生CO2 D．细胞分裂时，会发生核膜的消失和重建 4．（2023·全国·高考真题）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（    ） A．   B．   C．   D．   5．（2022·湖南·高考真题）原生质体（细胞除细胞壁以外的部分）表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌，其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L B．乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原 C．该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加 D．若将该菌先65℃水浴灭活后，再用 NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化 6．（2022·浙江·高考真题）“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的 B．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低 C．丙图细胞的体积将持续增大，最终涨破 D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显 7．（2021·广东·高考真题）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，图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（    ） A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后 B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中 C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞 D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③ 8．（2021·重庆·高考真题）在相同条件下，分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，观察其质壁分离，再用清水处理后观察其质壁分离复原，实验结果见图。下列叙述错误的是（    ） A．T1组经蔗糖溶液处理后，有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁 B．各组蔗糖溶液中，水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液 C．T1和T2组经清水处理后，发生质壁分离的细胞均复原 D．T3和T4组若持续用清水处理，质壁分离的细胞比例可能下降 2 物质进出细胞的方式及影响因素 本考点主要内容有:不同物质进出细胞方式的特点及实例,各种跨膜运输的数学模型(如离子浓度对主动运输的影响曲线等)。多结合信息材料分析或者对实例进行判断,考题常以细胞或细胞膜有关的创新情境为背景。 一、物质进出细胞的方式 1.大多数小分子物质和离子进出细胞的方式 项 目 自由扩散 协助扩散 主动运输 图例 运输方向 是否需要载体蛋白 是否消耗细胞内的能量 代表例子 2.载体蛋白和通道蛋白的异同 （1）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 。 （2） 通道蛋白 只容许与自身通道直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过；不需要与分子或离子结合。 （3）转运蛋白的特性 ①化学本质均为蛋白质。 ② ：一种转运蛋白在对细胞内外物质进行转运时只能转运一种或性质非常相近的一类物质。 ③ ：细胞膜上的转运蛋白数量有限，在转运过程中当所有转运蛋白都已承担相应的转运任务时，转运的速率不再因其他条件而加快。 ④均具有可重复使用性。 3..两种主动运输 第一类：直接消耗 的主动运输。通常称为泵（ATP驱动泵） H+泵 Na+-K+泵 第二类：协同主动运输，间接消耗ATP的主动运输。 小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。 4.影响物质跨膜运输的因素 （1） （在一定的浓度范围内） ①自由扩散不需要转运蛋白和能量，所以物质运输速率与物质浓度成正比。 ②协助扩散和主动运输需要转运蛋白，所以当所有的转运蛋白都被利用了之后，物质的运输速率将达到最大（P点），此时限制物质运输速率的因素是转运蛋白的数量。 ③由于主动运输可以逆浓度梯度运输物质，因此当细胞内浓度大于细胞外浓度时，物质仍可以被吸收进入细胞。 （2） ①自由扩散或协助扩散不需要能量，所以氧气浓度变化不会影响其运输速率。 ②Q点时，物质运输所需的能量由无氧呼吸提供；QP段表明随着O2浓度的增加，有氧呼吸产生的能量增多，主动运输的速率增大；P点以后，当O2浓度达到一定程度后，受载体蛋白数量的限制，运输速率不再增加。 （3） 流动性 二、大分子物质进出细胞的方式 1.一些大分子或物质团块的运输，是通过 和 作用来实现的。 2.当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡进入细胞内部，这种现象叫作 。 3.细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫作 。 4.实例：变形虫摄取有机物颗粒、分泌蛋白排出细胞。 5.特点： ； 。 高考真题 1．（2024·湖北·高考真题）磷酸盐体系（/）和碳酸盐体系（/）是人体内两种重要的缓冲体系。下列叙述错误的是（    ） A．有氧呼吸的终产物在机体内可转变为 B．细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关 C．缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进出细胞 D．过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限 2．（2024·山东·高考真题）某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成，并通过胞吐被排出细胞。在胞外酸性环境下，蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合，引起分生区细胞分裂。病原菌侵染使胞外环境成为碱性，导致蛋白P空间结构改变，使其不被受体识别。下列说法正确的是（　　） A．蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网 B．蛋白P被排出细胞的过程依赖细胞膜的流动性 C．提取蛋白P过程中为保持其生物活性，所用缓冲体系应为碱性 D．病原菌侵染使蛋白P不被受体识别，不能体现受体识别的专一性 3．（2024·浙江·高考真题）婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白，此过程不涉及（    ） A．消耗 ATP B．受体蛋白识别 C．载体蛋白协助 D．细胞膜流动性 4．（2024·吉林·高考真题）下图表示某抗原呈递细胞（APC）摄取、加工处理和呈递抗原的过程，其中MHCⅡ类分子是呈递抗原的蛋白质分子。下列叙述正确的是（    ） A．摄取抗原的过程依赖细胞膜的流动性，与膜蛋白无关 B．直接加工处理抗原的细胞器有①②③ C．抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的直接联系 D．抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后，可通过囊泡呈递到细胞表面 5．（2024·山东·高考真题）心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低，生成NADH的速率减小，引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是（　　） A．细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量 B．转运ITA时，载体蛋白L的构象会发生改变 C．该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率增大 D．被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解 6．（2023·辽宁·高考真题）血脑屏障的生物膜体系在控制物质运输方式上与细胞膜类似。下表中相关物质不可能存在的运输方式是（    ） 选项 通过血脑屏障生物膜体系的物质 运输方式 A 神经生长因子蛋白 胞吞、胞吐 B 葡萄糖 协助扩散 C 谷氨酸 自由扩散 D 钙离子 主动运输 A．A B．B C．C D．D 7．（2023·天津·高考真题）下图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的 机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述 错误的是（    ） A．物质X通过提高有氧呼吸水平促进HCO3-进入细胞质基质 B．HCO3-利用通道蛋白从细胞质基质进入叶绿体基质 C．水光解产生的的H+提高类囊体腔CO2水平，促进CO2进入叶绿体基质 D．光反应通过确保暗反应的CO2的供应帮助该绿藻适应水环境 8．（2023·山东·高考真题）溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+，溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持，Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下，运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是（ ） A．H+进入溶酶体的方式属于主动运输 B．H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累 C．该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除 D．溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强 9．（2023·湖北·高考真题）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 10．（2023·浙江·高考真题）植物组织培养过程中，培养基中常添加蔗糖，植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。 下列叙述正确的是（　　） A．转运蔗糖时，共转运体的构型不发生变化 B．使用ATP合成抑制剂，会使蔗糖运输速率下降 C．植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源 D．培养基的pH值高于细胞内，有利于蔗糖的吸收 11．（2023·全国·高考真题）物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述，正确的是（    ） A．乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞 B．血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP C．抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程不耗能 D．葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞 12．（2023·浙江·高考真题）缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，可结合在微生物的细胞膜上，将K＋运输到细胞外（如图所示），降低细胞内外的K＋浓度差，使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是（    ） A．缬氨霉素顺浓度梯度运输K＋到膜外 B．缬氨霉素为运输K＋提供ATP C．缬氨霉素运输K＋与质膜的结构无关 D．缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力 13．（2022·辽宁·高考真题）水通道蛋白（AQP）是一类细胞膜通道蛋白。检测人唾液腺正常组织和水肿组织中3种AQP基因mRNA含量，发现AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化，而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍。下列叙述正确的是（    ） A．人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同 B．AQP蛋白与水分子可逆结合，转运水进出细胞不需要消耗ATP C．检测结果表明，只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成 D．正常组织与水肿组织的水转运速率不同，与AQP蛋白的数量有关 14．（2022·山东·高考真题）NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-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NH4+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（    ） A．NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP B．NO3-通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输 C．铵毒发生后，增加细胞外的NO3-会加重铵毒 D．载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关 15．（2021·河北·高考真题）人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图，①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是（    ） A．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2和O2 B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散 C．成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量 D．成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中 精选模拟 1、 选择题 1．（2024·湖南郴州·模拟预测）把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后，取蚕豆叶下表皮制作临时装片，先滴加清水进行观察，然后用的蔗糖溶液取代清水，短时间内继续观察，结果如图所示。下列有关叙述中，错误的是（　　） A．水分子以被动运输的方式进出保卫细胞 B．蔗糖分子进入保卫细胞导致气孔关闭 C．气孔关闭过程中，保卫细胞的原生质层变小 D．气孔关闭过程中，保卫细胞的吸水能力增强 2．（2024·陕西安康·模拟预测）盐生植物是指长期生长在具有一定盐浓度的土壤中，已适应高盐环境的植物。不同盐生植物适应高盐环境的机制不同，有的可通过某些方式将细胞内的盐浓度控制在伤害阈值之下，有的可通过其生理的或代谢的适应，忍受已进入细胞的盐分。下列有关盐生植物适应高盐环境机制的叙述，不合理的是（    ） A．依靠细胞膜上ATP供能的离子泵，主动分泌盐分 B．通过增加水分吸收降低细胞内的盐浓度，使其处于伤害阈值之下 C．将吸收的盐离子储存于液泡中，降低细胞液的浓度 D．银细胞对某些盐离子的通透性降低，阻止过量盐分进入 3．（2024·重庆九龙坡·三模）请看下图，甲、乙、丙分别是三种哺乳动物的红细胞，研究人员将它们分别置于同一浓度的某水溶液中，并绘制出水分子的跨膜运输示意图，箭头方向表示水分子进出的方向，箭头粗细表示单位时间内水分子进出的多少。下列叙述正确的是（　　） A．在该溶液中能够发生质壁分离现象的是细胞甲 B．在高倍显微镜下，可观察到进出乙细胞的水分子数相等 C．甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用，且速度相同 D．若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水中，最终均会涨破 4．（2024·浙江温州·三模）某透析袋允许水、单糖等小分子自由通过，而二糖、蛋白质、淀粉等不能通过。某同学利用该透析袋制作了如图装置，一段时间后透析袋内变蓝，袋外的液体从棕色变无色。淀粉酶催化淀粉水解的主要产物是麦芽糖。下列叙述正确的是（    ） A．袋内加入蔗糖酶，袋内蓝色将褪去 B．袋外加入淀粉酶，袋内蓝色将褪去 C．袋内加入淀粉酶，袋内溶液体积将减小 D．袋内加入淀粉酶，袋外溶液将恢复棕色 5．（2024·四川绵阳·三模）2024年2月，我国多地遭受冻雨自然灾害。 为探究植物耐寒机制，某研究小组以洋葱鳞片叶外表皮为实验材料，先分别在常温与低温（4℃）下处理24小时，然后在常温下进行质壁分离实验，结果如表： 初始细胞质壁分离所需时间/秒 相同时间质壁分离 细胞占比/% 相同时间液泡长度与 细胞长度比值/%/% 常温处理组 80 100 41 4℃低温处理组 166 35 80 下列有关实验的叙述错误的是（    ） A．质壁分离实验过程需将实验材料置于同种外界溶液中 B．初始细胞质壁分离所需时间长短与细胞内外溶液浓度差有关 C．液泡长度与细胞长度比值越大，说明细胞失水越多，质壁分离程度越大 D．由实验结果推测，植物细胞可通过增加细胞液浓度适应低温环境 6．（2024·山东·模拟预测）土壤中的铁多以不溶于水的复合物（Fe3+）形式存在，植物根细胞能够吸收的Fe2+在土壤中的含量极低。双子叶和其他非草本单子叶植物根表皮细胞的质子泵分泌H+，降低土壤pH，以提高Fe3+的溶解性，并通过特定的阴离子通道分泌柠檬酸和苹果酸等螯合剂（能与金属离子配位结合形成稳定的水溶性环状络合物，也称络合剂）与Fe3+结合，分布于根表皮细胞细胞膜表面的三价铁还原酶利用NAD（P）H还原螯合状态的Fe3+，产生Fe2+，同时加大了细胞膜两侧的H+电化学梯度，驱动Fe2+转运蛋白对Fe2+的吸收，具体过程如图。下列叙述正确的是（    ） A．Fe2+通过Fe2+转运蛋白进入根细胞消耗的能量直接来自ATP B．编码三价铁还原酶的基因发生突变，直接影响根细胞对Fe2+的吸收 C．Fe2+转运蛋白转运Fe2+的速率与细胞膜外H+和Fe2+的浓度呈正相关 D．三价铁还原酶和Fe2+转运蛋白的数量受植物自身铁离子数量和状态的调控 7．（2024·北京东城·二模）如图表示H+和蔗糖进出植物细胞的方式。据图分析，下列实验处理中，可使蔗糖进入细胞速率加快的是（    ） A．降低细胞外蔗糖浓度 B．降低细胞质H+浓度 C．降低ATP合成酶活性 D．降低膜上协同转运蛋白数量 8．（2024·北京顺义·一模）研究人员利用K+的放射性类似物铷（16Rb+）替换K+，研究K+的吸收与转运。选取高盐环境中生长的玉米根，在NEM（可选择性抑制参与K+主动运输的转运蛋白）溶液中分别处理10s和30s，然后洗去未反应的NEM，最后浸入到16Rb+溶液中，检测16Rb+进入根细胞的净流量，实验结果如图。依据实验结果分析，下列叙述不合理的是（　　） A．K+可通过主动运输进入玉米根细胞 B．K+可通过协助扩散进入玉米根细胞 C．根细胞膜上只存在一种K+转运蛋白 D．处理10s运输K+离子的蛋白没被完全抑制 9．（2024·广西·模拟预测）盐碱地是荒漠化沙化土地的重要类型之一，开展盐碱地的综合利用十分重要。科研人员培育出一种耐盐小麦，在培养液中加入不同浓度的NaCl培养该种小麦的根尖成熟区细胞，测定细胞液中两种物质浓度变化如图1。耐盐小麦提高耐盐能力机制如图2。下列叙述错误的是（    ） A．耐盐小麦通过提高细胞内可溶性糖的浓度来适应高盐胁迫环境 B．耐盐小麦通过增加Na+排出，降低细胞内Na+浓度抵抗盐胁迫 C．若使用呼吸抑制剂处理根尖细胞，则Na+的排出量不会减少 D．若促进Na+/H+交换蛋白基因高表达，则有利于提高小表的耐盐能力 10．（2024·湖北·三模）小肠是食物消化和吸收的主要部位。小肠上皮细胞可以吸收食物中的葡萄糖等有机物，再将葡萄糖等有机物转运入血浆中，转运机制如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．小肠上皮细胞从小肠液中吸收葡萄糖等有机物的方式为协助扩散 B．小肠上皮细胞上的Glut2蛋白通过主动运输的方式将葡萄糖转运入血浆 C．小肠上皮细胞上广泛存在Na+-K+泵，有利于吸收营养物质 D．小肠上皮细胞内渗透压的维持主要与Na+和Cl-有关 二、非选择题 11．（2024·山东·模拟预测）海水稻（耐盐碱水稻）是一种介于野生稻和栽培稻之间的普遍生长在海边滩涂地区的水稻，具有抗涝、抗盐碱等能力，比普通水稻具有更强的生存竞争力。如图1是海水稻相关的生理过程示意图。 (1)据图分析，H+进入液泡的方式为 。Na+借助NHX从细胞质基质进入液泡，所需要的能量来自 。海水稻通过调节相关物质的运输，使根部成熟区细胞的细胞液浓度比普通水稻的 （填“高”或“低”），提高了根细胞的 能力，从而提高了海水稻的耐盐碱性。 (2)某研究小组在高盐胁迫条件下（NaCl浓度为200mmol/L）进行了海水稻的相关实验，并根据实验测得的数据绘制如图2所示曲线。 ①如图2所示，实验前15天时，海水稻胞间CO2相对浓度逐渐下降，原因可能是 。 ②据图2分析，第15天之后胞间CO2相对浓度逐渐上升，原因可能是 。 (3)结合所学知识和生活实际，写出海水稻具有的两点价值： 。 12．（2024·北京朝阳·二模） 细胞体积的调节 有些细胞的体积可自身进行调节。这些细胞的吸水和失水不仅仅只涉及水分的流入和流出，还主要涉及到细胞内外的Na+、K+、H+、Cl-、HCO3-五种无机盐离子流入流出的调节过程（溶液中HCO3-增加会升高溶液pH，而H+反之）。 细胞急性膨胀后，通过调节使细胞体积收缩称为调节性体积减小（RVD）。将细胞置于低渗溶液中，加入酪氨酸激酶抑制剂后细胞体积的变化如图1。研究发现酪氨酸激酶活性提高后可激活Cl-、K+通道，RVD过程中Cl-、K+流出均增加，Cl-流出量是K+的两倍多，但此时细胞膜电位没有发生改变。 细胞急性收缩后，通过调节使细胞体积膨胀称为调节性体积增加（RVI），RVI期间细胞有离子出入，细胞膜电位没有发生变化。NKCC是将Na+、K+、Cl-以1：1：2的比例共转运进细胞的转运蛋白。将细胞置于高渗溶液中，并用NKCC抑制剂处理，细胞体积的变化如图2。RVI期间激活Cl-/HCO3-交换转运蛋白（两种离子1：1反向运输，HCO3-运出细胞），测定在不同蛋处理条件下，胞外pH的变化（图3），DIDS是Cl-/HCO3-交换转运蛋白的抑制剂。RVI期间引发离子出入的原因涉及细胞中多种酶活性的改变及细胞骨架的更新。 细胞通过调节，维持体积的相对稳定。细胞增殖、细胞凋亡、细胞运动等也与细胞调节性的体积改变有关，如分裂间期细胞体积的增加。    (1)图1实验开始时细胞吸水体积增加的原因是 。 (2)图1结果说明RVD过程中有 的参与。依据材料中划线部分推测：在此过程中有其他 （填“阳”或“阴”）离子的流出，导致膜电位不发生变化。 (3)RVI期间，存在运出细胞的阳离子、此阳离子与Na+利用其他膜蛋白反向共转运。根据图3结果可推知此离子是 ，理由是 。 (4)综合以上信息，请在答题卡的图中标出参与RVI过程的转运蛋白（用僵表示）及其运输的物质，并用箭头标明运输方向 。 (5)请概括当外界溶液浓度改变后，细胞体积维持基本稳定的机制 。 19 学科网（北京）股份有限公司 $$2025高考一轮复习 定制初高中、生物竞赛资料等生物资料 专题03 物质进出细胞的方式 1 细胞的吸水和失水 本考点主要考查内容有:渗透作用的概念、发生条件、动植物细胞渗透作用的区别以及渗透作用与实际生产生活的联系(如给作物施肥过多会导致的“烧苗”现象);理解和掌握质壁分离实验的原理、选材和实验步骤。 一、渗透系统与渗透作用 1.渗透系统 （1）组成:一个完整的渗透系统,由两个溶液体系(S1、S2)以及两者中间的半透膜组成,如图。 （2）水分的流动判断: ①当溶液浓度S1>S2时,水分就通过半透膜由S2流向S1(总趋势); ②当溶液浓度S1 <S2时,水分就通过半透膜由S1流向S2(总趋势)。 2.渗透作用 （1）指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,是自由扩散的一种形式。 （2）渗透作用产生的条件：具有半透膜；半透膜两侧存在浓度差。 （3）水运输的方向： 【注意】水分子的移动方向是双向的，但最终呈现的结果是单位体积内水分子数多（低浓度）的溶液流向单位体积内水分子数少（高浓度）的溶液。 3.半透膜只允许水分子通过 现象：液面不变 10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液移动，右侧液面升高。 蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液移动，则左侧液面升高，最终高于右侧。 二、动物细胞的吸水和失水 1.实验材料:哺乳动物的红细胞(呈双面凹的圆盘状,形态结构变化比较明显)。 2.原理：“半透膜”-细胞膜。“浓度差”-细胞膜两侧的浓度差。 3.现象 （1）外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水。 （2）外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水。 （3）外界溶液浓度=细胞质浓度⇒细胞维持正常形态。 三、植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例) 1.植物细胞可看作一个渗透系统 （1） 满足发生渗透作用的条件 ①具有半透膜-原生质层相当于半透膜； ②半透膜两侧的溶液具有浓度差：细胞液与外界溶液之间存在浓度差。 （2） 应用： ①判断成熟植物细胞是否有生物活性 ②测定细胞液浓度范围 ③比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 ④鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液) 【拓展】实验注意事项 （1）选择有中央液泡且液泡带有颜色的细胞作为实验材料，以便于观察。 （2）选材必须是活细胞，死细胞不会出现质壁分离及复原现象。 （3）试剂选择应以不伤害细胞为前提，常用的试剂是质量浓度为0.3g／mL的蔗糖溶液。蔗糖溶液浓度过高，会导致细胞因失水过多而死亡。 （4）实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以防止细胞因长期处于失水状态而死亡，影响复原现象的观察。 （5）本实验存在两组对照实验，均为自身前后对照。自身前后对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。 高考真题 1．（2024·山东·高考真题）仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是（　　） A．细胞失水过程中，细胞液浓度增大 B．干旱环境下，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低 C．失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离 D．干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用 【答案】B 【分析】成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。原生质层有选择透过性，相当于一层半透膜，植物细胞也能通过原生质发生吸水或失水现象。 【详解】A、细胞失水过程中，水从细胞液流出，细胞液浓度增大，A正确； B、依题意，干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快，则外层细胞的细胞液单糖多，且外层细胞还能进行光合作用合成单糖，故外层细胞液浓度比内部薄壁细胞的细胞液浓度高，B错误； C、依题意，内部薄壁细胞细胞壁的伸缩性比外层细胞的细胞壁伸缩性更大，失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离，C正确； D、依题意，干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快，有利于外层细胞光合作用产物向内部薄壁细胞转移，可促进外层细胞的光合作用，D正确。 故选B。 编号 试剂 ① 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液 ② 质量分数为5%的葡萄糖溶液 ③ 斐林试剂 ④ 淀粉酶溶液 ⑤ 碘溶液（棕红色） 2．（2023·重庆·高考真题）某兴趣小组利用图示装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤，袋内溶液逐渐变为蓝色；当a为②、b为③，水浴（55℃）后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正确的是（    ） A．若a为①+②、b为③，水浴后透析袋外最终会出现砖红色 B．若a为①+②、b为⑤，透析袋外的溶液最终会出现蓝色 C．若a为①+④、b为⑤，透析袋内的溶液最终会出现棕红色 D．若a为①+④、b为③，水浴后透析袋内最终会出现砖红色 【答案】C 【分析】1、要发生渗透作用，需要有半透膜和膜两侧溶液具有浓度差。水分子总是从浓度低的一侧通过半透膜向浓度高的一侧扩散。 2、检测生物组织中的还原糖，可用斐林试剂，斐林试剂与还原糖在热水浴条件下反应生成砖红色沉淀。 3、分析题图：当a为①、b为⑤，袋内溶液逐渐变为蓝色，说明淀粉不能通过透析袋、碘液可通过透析袋；当a为②、b为③，水浴（55℃）后透析袋内、外均不出现砖红色，说明葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋。 【详解】A、若a为①+②、b为③，由于葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋，水浴后透析袋外均不会出现砖红色，A错误； B、若a为①+②、b为⑤，由于淀粉不能通过透析袋，而碘液可进入透析袋内，故透析袋外的溶液不会出现蓝色，B错误； C、若a为①+④、b为⑤，淀粉酶会水解淀粉使形成麦芽糖（二糖），由于葡萄糖单糖不能通过透析袋，故麦芽糖也不能不能通过透析袋，同时由于碘液可进入透析袋内，故透析袋内的溶液最终会出现棕红色，C正确； D、若a为①+④、b为③，由于斐林试剂不能进入透析袋内，故透析袋内不会出现砖红色，D错误。 故选C。 3．（2022·福建·高考真题）下列关于黑藻生命活动的叙述，错误的是（    ） A．叶片细胞吸水时，细胞液的渗透压降低 B．光合作用时，在类囊体薄膜上合成ATP C．有氧呼吸时，在细胞质基质中产生CO2 D．细胞分裂时，会发生核膜的消失和重建 【答案】C 【分析】黑藻属于植物细胞，有叶绿体和大液泡，能够进行光合作用和呼吸作用，也可进行渗透吸水等活动。 【详解】A、黑藻有大液泡，当叶片细胞吸水时，水分进入细胞内导致细胞液的渗透压降低，A正确； B、黑藻是真核细胞，有叶绿体，进行光合作用时，类囊体薄膜上的色素将光能转变为ATP中的化学能，合成ATP，B正确； C、有氧呼吸时，在线粒体基质发生的第二阶段能产生CO2，C错误； D、真核细胞进行有丝分裂时，会周期性的发生核膜的消失（前期）和重建（末期），D正确。 故选C。 4．（2023·全国·高考真题）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（    ） A．   B．   C．   D．   【答案】C 【分析】1、质壁分离与复原的原理：成熟的植物细胞构成渗透系统，可发生渗透作用。 2、质壁分离的原因分析：外因：外界溶液浓度>细胞液浓度；内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层。 【详解】AB、用30%蔗糖处理之后，细胞失水，原生质体和液泡的体积都会减小，细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体和液泡体积会扩大，细胞液浓度下降，AB错误。 CD、随着所用蔗糖浓度上升，当蔗糖浓度超过细胞液浓度之后，细胞就会开始失水，原生质体和液泡的体积下降，细胞液浓度上升，故C正确，D错误。 故选C。 【点睛】外界溶液浓度高，细胞失水，细胞体积减小，细胞液浓度增大。 5．（2022·湖南·高考真题）原生质体（细胞除细胞壁以外的部分）表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌，其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L B．乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原 C．该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加 D．若将该菌先65℃水浴灭活后，再用 NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化 【答案】A 【分析】假单孢菌属于细菌，具有细胞壁和液泡，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，原生质体中的水分就透过细胞膜进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，即发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过细胞膜进入到原生质体中，原生质体逐渐变大，导致原生质体表面积增加。 【详解】A、分析甲组结果可知，随着培养时间延长，与0时（原生质体表面积大约为0.5μm2）相比，原生质体表面积增加逐渐增大，甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，说明细胞吸水，表明细胞中浓度>0.3 mol/L ，但不一定是细胞内NaCl浓度≥0.3 mol/L，A错误； B、分析乙、丙组结果可知，与0时（原生质体表面积大约分别为0.6μm2、0.75μm2）相比乙丙组原生质体略有下降，说明乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原，B正确； C、该菌的正常生长，细胞由小变大可导致原生质体表面积增加，该菌吸水也会导致原生质体表面积增加，C正确； D、若将该菌先65℃水浴灭活，细胞死亡，原生质层失去选择透过性，再用 NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化，D正确。 故选A。 6．（2022·浙江·高考真题）“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的 B．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低 C．丙图细胞的体积将持续增大，最终涨破 D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显 【答案】A 【分析】分析题图：甲到乙的过程中，细胞发生质壁分离，乙到丙的过程细胞发生质壁分离的复原，据此分析解答。 【详解】A、 能发生质壁分离细胞应为活的植物细胞，据图分析，从甲到乙发生了质壁分离现象，说明甲细胞是活细胞，A正确； B、 乙图所示细胞发生质壁分离，该过程中细胞失水，故与甲图相比，乙图细胞的细胞液浓度较高，B错误； C、 由于有细胞壁的限制，丙图细胞体积不会持续增大，且不会涨破，C错误； D、 根尖分生区细胞无中央大液泡，不能发生质壁分离现象，D错误。 故选A。 7．（2021·广东·高考真题）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，图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（    ） A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后 B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中 C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞 D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③ 【答案】A 【分析】气孔是由两两相对而生的保卫细胞围成的空腔，它的奇妙之处在于能够自动的开闭。气孔是植物体蒸腾失水的“门户”，也是植物体与外界进行气体交换的“窗口”。气孔的张开和闭合受保卫细胞的控制。 分析图示：滴加蔗糖溶液①后一段时间，保卫细胞气孔张开一定程度，说明保卫细胞在蔗糖溶液①中吸收一定水分；滴加蔗糖溶液②后一段时间，保卫细胞气孔关闭，说明保卫细胞在蔗糖溶液②中失去一定水分，滴加蔗糖溶液③后一段时间，保卫细胞气孔张开程度较大，说明保卫细胞在蔗糖溶液③中吸收水分多，且多于蔗糖溶液①，由此推断三种蔗糖溶液浓度大小为：②>①>③。 【详解】A、通过分析可知，①细胞处吸水量少于③处细胞，说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A错误； B、②处细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确； C、滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确； D、通过分析可知，推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D正确。 故选A。 【点睛】 8．（2021·重庆·高考真题）在相同条件下，分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，观察其质壁分离，再用清水处理后观察其质壁分离复原，实验结果见图。下列叙述错误的是（    ） A．T1组经蔗糖溶液处理后，有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁 B．各组蔗糖溶液中，水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液 C．T1和T2组经清水处理后，发生质壁分离的细胞均复原 D．T3和T4组若持续用清水处理，质壁分离的细胞比例可能下降 【答案】B 【分析】柱形图分析：在相同条件下，分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，质壁分离的细胞比例T1组＜T2组＜T3组＜T4组，T3组、T4组再用清水处理后质壁分离复原比例T3组＜T4组。 【详解】A、由柱形图可知，T1组经蔗糖溶液处理后，有52%的细胞发生质壁分离，即有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁，A正确； B、各组蔗糖溶液中，水分子可以从蔗糖溶液进入细胞液，只是少于水分子从细胞液进入蔗糖溶液，B错误； C、T1和T2组部分细胞能发生质壁分离，说明质壁分离的细胞是活细胞，若经清水处理后发生质壁分离的细胞均复原，C正确； D、T3和T4组若持续用清水处理，质壁分离复原的细胞逐渐增多，使质壁分离的细胞比例可能下降，D正确。 故选B。 2 物质进出细胞的方式及影响因素 本考点主要内容有:不同物质进出细胞方式的特点及实例,各种跨膜运输的数学模型(如离子浓度对主动运输的影响曲线等)。多结合信息材料分析或者对实例进行判断,考题常以细胞或细胞膜有关的创新情境为背景。 一、物质进出细胞的方式 1.大多数小分子物质和离子进出细胞的方式 项 目 自由扩散 协助扩散 主动运输 图例 运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度 是否需要载体蛋白 不需要 需要 需要 是否消耗细胞内的能量 不需要 不需要 需要 代表例子 氧气、水、二氧化碳、乙醇、甘油 葡萄糖通过红细胞 水通道蛋白 葡萄糖进入其它细胞。氨基酸，核苷酸，离子等 2.载体蛋白和通道蛋白的异同 （1）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。 （2） 通道蛋白 只容许与自身通道直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过；不需要与分子或离子结合。 （3）转运蛋白的特性 ①化学本质均为蛋白质。 ②专一性：一种转运蛋白在对细胞内外物质进行转运时只能转运一种或性质非常相近的一类物质。 ③饱和性：细胞膜上的转运蛋白数量有限，在转运过程中当所有转运蛋白都已承担相应的转运任务时，转运的速率不再因其他条件而加快。 ④均具有可重复使用性。 3..两种主动运输 第一类：直接消耗ATP的主动运输。通常称为泵（ATP驱动泵） H+泵 Na+-K+泵 第二类：协同主动运输，间接消耗ATP的主动运输。 小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。 4.影响物质跨膜运输的因素 （1）物质浓度（在一定的浓度范围内） ①自由扩散不需要转运蛋白和能量，所以物质运输速率与物质浓度成正比。 ②协助扩散和主动运输需要转运蛋白，所以当所有的转运蛋白都被利用了之后，物质的运输速率将达到最大（P点），此时限制物质运输速率的因素是转运蛋白的数量。 ③由于主动运输可以逆浓度梯度运输物质，因此当细胞内浓度大于细胞外浓度时，物质仍可以被吸收进入细胞。 （2）O2的浓度 ①自由扩散或协助扩散不需要能量，所以氧气浓度变化不会影响其运输速率。 ②Q点时，物质运输所需的能量由无氧呼吸提供；QP段表明随着O2浓度的增加，有氧呼吸产生的能量增多，主动运输的速率增大；P点以后，当O2浓度达到一定程度后，受载体蛋白数量的限制，运输速率不再增加。 （3）温度 流动性 二、大分子物质进出细胞的方式 1.一些大分子或物质团块的运输，是通过胞吞和胞吐作用来实现的。 2.当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡进入细胞内部，这种现象叫作胞吞。 3.细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫作胞吐。 4.实例：变形虫摄取有机物颗粒、分泌蛋白排出细胞。 5.特点：不需要载体蛋白，需要细胞膜上特定蛋白质的识别；需要细胞呼吸所释放的能量。 高考真题 1．（2024·湖北·高考真题）磷酸盐体系（/）和碳酸盐体系（/）是人体内两种重要的缓冲体系。下列叙述错误的是（    ） A．有氧呼吸的终产物在机体内可转变为 B．细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关 C．缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进出细胞 D．过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限 【答案】C 【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 2、无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧呼吸由于不同生物体中相关的酶不同，在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳，在动物细胞和乳酸菌中产生乳酸。 【详解】A、有氧呼吸的终产物为二氧化碳和水，二氧化碳溶于水后形成H2CO3 ，再由H2CO3形成H+和HCO3-，A正确； B、细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关，如在细胞呼吸中磷酸盐作为底物参与了糖酵解和柠檬酸循环等过程，B正确； C、缓冲体系的成分如HCO3-、HPO42− 携带电荷，不能通过自由扩散方式进出细胞，C错误； D、机体内环境中的缓冲物质能够对乳酸起缓冲作用，但过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限，D正确。 故选C。 2．（2024·山东·高考真题）某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成，并通过胞吐被排出细胞。在胞外酸性环境下，蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合，引起分生区细胞分裂。病原菌侵染使胞外环境成为碱性，导致蛋白P空间结构改变，使其不被受体识别。下列说法正确的是（　　） A．蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网 B．蛋白P被排出细胞的过程依赖细胞膜的流动性 C．提取蛋白P过程中为保持其生物活性，所用缓冲体系应为碱性 D．病原菌侵染使蛋白P不被受体识别，不能体现受体识别的专一性 【答案】B 【分析】由题意，某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成，并通过胞吐被排出细胞，，即前提再经加工后即为成熟蛋白，说明蛋白P前体通过囊泡从内质网转移至高尔基体。碱性会导致蛋白P空间结构改变，提取蛋白P过程中为保持其生物活性，所用缓冲体系应为酸性。 【详解】A、核糖体没有膜结构，不是通过囊泡从核糖体向内质网转移，A错误； B、蛋白P被排出细胞的过程为胞吐，依赖细胞膜的流动性，B正确； C、由题意，碱性会导致蛋白P空间结构改变，提取蛋白P过程中为保持其生物活性，所用缓冲体系应为酸性，C错误； D、病原菌侵染使蛋白P不被受体识别，即受体结构改变后即不能识别，能体现受体识别的专一性，D错误。 故选B。 3．（2024·浙江·高考真题）婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白，此过程不涉及（    ） A．消耗 ATP B．受体蛋白识别 C．载体蛋白协助 D．细胞膜流动性 【答案】C 【分析】小分子的物质可以通过主动运输和被动运输来进出细胞，大分子进出细胞是通过内吞和外排来完成的。被动运输的动力来自细胞内外物质的浓度差，主动运输的动力来自ATP。胞吞和胞吐进行的结构基础是细胞膜的流动性。胞吞和胞吐与主动运输一样也需要能量供应。 【详解】AD、免疫球蛋白化学本质是蛋白质，是有机大分子物质，吸收方式为胞吞，需要消耗ATP，胞吞体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点，AD正确； BC、免疫球蛋白是有机大分子物质，细胞吸收该物质，需要受体蛋白的识别，不需要载体蛋白的协助，B正确，C错误。 故选C。 4．（2024·吉林·高考真题）下图表示某抗原呈递细胞（APC）摄取、加工处理和呈递抗原的过程，其中MHCⅡ类分子是呈递抗原的蛋白质分子。下列叙述正确的是（    ） A．摄取抗原的过程依赖细胞膜的流动性，与膜蛋白无关 B．直接加工处理抗原的细胞器有①②③ C．抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的直接联系 D．抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后，可通过囊泡呈递到细胞表面 【答案】D 【分析】1、分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。 2、由图可知，抗原呈递细胞通过胞吞作用摄取抗原。辅助性T细胞不能直接识别外源性抗原，无摄取、加工和处理抗原的能力。 【详解】A、摄取抗原的过程是胞吞，依赖细胞膜的流动性，与膜蛋白有关，A错误； B、由图可知，抗原是先由抗原呈递细胞吞噬形成①吞噬小泡，再由③溶酶体直接加工处理的，B错误； C、MHCⅡ类分子作为分泌蛋白，其加工过程有核糖体、内质网和高尔基体的参与，体现了生物膜之间的间接联系，C错误； D、由图可知，抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后，在溶酶体内水解酶的作用下，可以将外源性抗原降解为很多的小分子肽，其中具有免疫原性的抗原肽会与MHC形成复合物，由囊泡呈递于APC表面，D正确。 故选D。 5．（2024·山东·高考真题）心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低，生成NADH的速率减小，引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是（　　） A．细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量 B．转运ITA时，载体蛋白L的构象会发生改变 C．该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率增大 D．被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解 【答案】C 【分析】由题意可知，心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低，生成NADH的速率减小，说明有氧呼吸减弱。 【详解】A、巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程为胞吞，该过程需要细胞呼吸提供能量，A正确； B、转运ITA为主动运输，载体蛋白L的构象会发生改变，B正确； C、由题意可知，心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低，生成NADH的速率减小，说明有氧呼吸减弱，即该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率减小，C错误； D、被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解，为机体的其他代谢提供营养物质，D正确。 故选C。 6．（2023·辽宁·高考真题）血脑屏障的生物膜体系在控制物质运输方式上与细胞膜类似。下表中相关物质不可能存在的运输方式是（    ） 选项 通过血脑屏障生物膜体系的物质 运输方式 A 神经生长因子蛋白 胞吞、胞吐 B 葡萄糖 协助扩散 C 谷氨酸 自由扩散 D 钙离子 主动运输 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需载体蛋白和能量，常见的有CO2、O2、甘油、苯、酒精等；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要转运蛋白协助，不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体蛋白和能量，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖，K+等。 【详解】A、神经生长因子蛋白是生物大分子，通过胞吞胞吐通过生物膜细胞，与生物膜的流动性有关，A正确； B、葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式为协助扩散，故血脑屏障生物膜体系可能为协助扩散，B正确； C、谷氨酸跨膜运输需要载体蛋白的协助，不能为自由扩散，当谷氨酸作为神经递质出细胞时为胞吐，也不是自由扩散，C错误； D、钙离子通过生物膜需要载体蛋白，方式可能为主动运输，D正确。 故选C。 7．（2023·天津·高考真题）下图是某绿藻适应水生环境，提高光合效率的 机制图。光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成。下列叙述 错误的是（    ） A．物质X通过提高有氧呼吸水平促进HCO3-进入细胞质基质 B．HCO3-利用通道蛋白从细胞质基质进入叶绿体基质 C．水光解产生的的H+提高类囊体腔CO2水平，促进CO2进入叶绿体基质 D．光反应通过确保暗反应的CO2的供应帮助该绿藻适应水环境 【答案】B 【分析】光反应阶段在叶绿体囊状结构薄膜上进行，此过程必须有光、色素、光合作用的酶．具体反应步骤：①水的光解，水在光下分解成氧气和还原氢；②ATP生成，ADP与Pi接受光能变成ATP，此过程将光能变为ATP活跃的化学能。 【详解】A、光反应产生的物质X可进入线粒体促进ATP合成，因此物质X可通过提高 有氧呼吸水平促进HCO3-进入细胞质基质。A正确； B、HCO3-进入叶绿体基质也需要线粒体产生的ATP供能，属于主动运输，通道蛋白只能参与协助扩散，B错误； C、据图可知，光反应中水光解产生的H+促进HCO3-进入类囊体，并与HCO3-在类囊体腔内反应产生CO2，因此能提高类囊体腔CO2水平，C正确； D、据图可知，光反应生成的物质X（O2）促进线粒体的有氧呼吸，产生更多的ATP，有利于HCO3-进入叶绿体基质，产生CO2，保证了暗反应的CO2供应，D正确。 故选B。 8．（2023·山东·高考真题）溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+，溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持，Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下，运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是（ ） A．H+进入溶酶体的方式属于主动运输 B．H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累 C．该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除 D．溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强 【答案】D 【分析】1. 被动运输：简单来说就是小分子物质从高浓度运输到低浓度，是最简单的跨膜运输方式，不需能量。被动运输又分为两种方式：自由扩散：不需要载体蛋白协助，如：氧气，二氧化碳，脂肪，协助扩散：需要载体蛋白协助，如:氨基酸，核苷酸，特例...2.主动运输：小分子物质从低浓度运输到高浓度，如：矿物质离子，葡萄糖进出除红细胞外的其他细胞需要能量和载体蛋白。3.胞吞胞吐：大分子物质的跨膜运输，需能量。 【详解】A、Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下，运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体，说明H+浓度为溶酶体内较高，因此H+进入溶酶体为逆浓度运输，方式属于主动运输，A正确； B、溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持，若载体蛋白失活，溶酶体内pH改变导致溶酶体酶活性降低，进而导致溶酶体内的吞噬物积累，B正确； C、Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除，C正确； D、细胞质基质中的pH与溶酶体内不同，溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶可能失活，D错误。 故选D。 9．（2023·湖北·高考真题）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 【分析】静息时，神经细胞膜对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形成内负外正的静息电位；受到刺激后，神经细胞膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增大，钠离子内流，形成内正外负的动作电位。 【详解】ACD、细胞膜上的钠钙交换体（即细胞内钙流出细胞外的同时使钠离子进入细胞内）活动减弱，使细胞外钠离子进入细胞内减少，钙离子外流减少，细胞内钙离子浓度增加，心肌收缩力加强，AD错误，C正确； B、由于该种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵，导致K+内流、Na+外流减少，故细胞内钠离子浓度增高，钾离子浓度降低，B错误。 故选C。 10．（2023·浙江·高考真题）植物组织培养过程中，培养基中常添加蔗糖，植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。 下列叙述正确的是（　　） A．转运蔗糖时，共转运体的构型不发生变化 B．使用ATP合成抑制剂，会使蔗糖运输速率下降 C．植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源 D．培养基的pH值高于细胞内，有利于蔗糖的吸收 【答案】B 【分析】据图可知，H＋运出细胞需要ATP，说明H＋细胞内＜细胞外，蔗糖通过共转运体进入细胞内借助H＋的势能，属于主动运输，据此分析作答。 【详解】A、转运蔗糖时，共转运体的构型会发生变化，但该过程是可逆的，A错误； BD、据图分析可知，H＋向细胞外运输是需要消耗ATP的过程，说明该过程是逆浓度梯度的主动运输，细胞内的H＋＜细胞外H＋，蔗糖运输时通过共转运体依赖于膜两侧的H＋浓度差建立的势能，故使用ATP合成抑制剂，会通过影响H＋的运输而使蔗糖运输速率下降，而培养基的pH值低（H＋多）于细胞内，有利于蔗糖的吸收，B正确，D错误； C、植物组织培养过程中，蔗糖可作为碳源并有助于维持渗透压，但蔗糖并非唯一碳源，C错误。 故选B。 11．（2023·全国·高考真题）物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述，正确的是（    ） A．乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞 B．血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP C．抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程不耗能 D．葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞 【答案】B 【分析】自由扩散：物质通过简单的扩散进出细胞的方式，如氧气、二氧化碳、脂溶性小分子。 主动运输：逆浓度梯度的运输。消耗能量，需要有载体蛋白。 【详解】A、乙醇是有机物，与细胞膜中磷脂相似相溶，可以通过扩散方式进入细胞，A错误； B、血浆中K+量低，红细胞内K+含量高，逆浓度梯度为主动运输，需要消耗ATP并需要载体蛋白，B正确； C、抗体为分泌蛋白，分泌过程为胞吐，需要消耗能量，C错误； D、葡萄糖进入小肠上皮细胞等为主动运输，进入哺乳动物成熟的红细胞为协助扩散，D错误。 故选B。 12．（2023·浙江·高考真题）缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，可结合在微生物的细胞膜上，将K＋运输到细胞外（如图所示），降低细胞内外的K＋浓度差，使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是（    ） A．缬氨霉素顺浓度梯度运输K＋到膜外 B．缬氨霉素为运输K＋提供ATP C．缬氨霉素运输K＋与质膜的结构无关 D．缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力 【答案】A 【分析】分析题意：缬氨霉素可结合在微生物的细胞膜上，将K＋运输到细胞外，降低细胞内外的K＋浓度差，可推测正常微生物膜内K＋浓度高于膜外。 【详解】A、结合题意“将K＋运输到细胞外，降低细胞内外的K＋浓差”和题图中缬氨可霉素运输K＋的过程不消耗能量，可推测K＋的运输方式为协助扩散，顺浓度梯度运输，A正确； B、结合A选项分析可知，K＋的运输方式为协助扩散，不需要消耗ATP，B错误； C、缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，能结合在细胞膜上，能在磷脂双子层间移动，该过程与质膜具有一定的流动性这一结构特点有关，C错误； D、噬菌体为DNA病毒，病毒没有细胞结构，故缬氨霉素不会影响噬菌体的侵染能力，D错误。 故选A。 13．（2022·辽宁·高考真题）水通道蛋白（AQP）是一类细胞膜通道蛋白。检测人唾液腺正常组织和水肿组织中3种AQP基因mRNA含量，发现AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化，而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍。下列叙述正确的是（    ） A．人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同 B．AQP蛋白与水分子可逆结合，转运水进出细胞不需要消耗ATP C．检测结果表明，只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成 D．正常组织与水肿组织的水转运速率不同，与AQP蛋白的数量有关 【答案】D 【分析】转运蛋白包括通道蛋白和载体蛋白。通道蛋白参与的只是被动运输（易化扩散），在运输过程中并不与被运输的分子或离子相结合，也不会移动，并且是从高浓度向低浓度运输，所以运输时不消耗能量。载体蛋白参与的有主动转运和易化扩散，在运输过程中与相应的分子特异性结合（具有类似于酶和底物结合的饱和效应），自身的构型会发生变化，并且会移动。通道蛋白转运速率与物质浓度成比例，且比载体蛋白介导的转运速度更快。 【详解】A、AQP基因有3种，AQP蛋白应该也有3种，故人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列不相同，A错误； B、AQP蛋白一类细胞膜水通道蛋白，故不能与水分子结合，B错误； C、根据信息：AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化，而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍，可知AQP5基因mRNA含量在水肿组织和正常组织有差异，但不能说明只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成，C错误； D、AQP5基因mRNA含量在水肿组织和正常组织有差异，故形成的AQP蛋白的数量有差异，导致正常组织与水肿组织的水转运速率不同，D正确。 故选D。 14．（2022·山东·高考真题）NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-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NH4+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（    ） A．NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP B．NO3-通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输 C．铵毒发生后，增加细胞外的NO3-会加重铵毒 D．载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关 【答案】B 【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式:被动运输和主动运输，被动运输又包括自由扩散和协助扩散，被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散，而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要载体的协助，但不需要消耗能量:而主动运输既需要消耗能量，也需要载体的协助。 【详解】A、由题干信息可知，NH4+的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量不是来自ATP，A错误； B、由图上可以看到，NO3-进入根细胞膜是H+的浓度梯度驱动，进行的逆浓度梯度运输，所以NO3-通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输，属于被动运输，B正确； C、铵毒发生后，H+在细胞外更多，增加细胞外的NO3-，可以促使H+向细胞内转运，减少细胞外的H+，从而减轻铵毒，C错误； D、据图可知，载体蛋白NRT1.1转运NO3-属于主动运输，主动运输的速率与其浓度无必然关系；运输H+属于协助扩散，协助扩散在一定范围内呈正相关，超过一定范围后不成比例，D错误。 故选B。 15．（2021·河北·高考真题）人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图，①~⑤表示相关过程。下列叙述错误的是（    ） A．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2和O2 B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散 C．成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量 D．成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中 【答案】D 【分析】1、人体成熟的红细胞在发育成熟过程中，将细胞核和细胞器等结构分解或排出细胞，为血红蛋白腾出空间，运输更多的氧气； 2、分析题图可知，①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+，④是载体蛋白运输葡萄糖顺浓度梯度进入红细胞，⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞。 【详解】A、根据题意可知，红细胞能运输O2和CO2，肌肉细胞进行有氧呼吸时，消耗O2，产生CO2，可以判断气体A和B分别是CO2和O2，A正确； B、①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，④是载体蛋白运输葡萄糖进入红细胞，顺浓度梯度，不需要消耗能量，为协助扩散，⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞，属于协助扩散，B正确； C、③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+，成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量，C正确； D、成熟红细胞没有核糖体，不能再合成新的蛋白质，细胞膜上的糖蛋白不能更新，糖蛋白存在于细胞膜的外表面，由于细胞膜具有流动性，其表面的糖蛋白处于不断流动中，D错误。 故选D。 精选模拟 1、 选择题 1．（2024·湖南郴州·模拟预测）把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后，取蚕豆叶下表皮制作临时装片，先滴加清水进行观察，然后用的蔗糖溶液取代清水，短时间内继续观察，结果如图所示。下列有关叙述中，错误的是（　　） A．水分子以被动运输的方式进出保卫细胞 B．蔗糖分子进入保卫细胞导致气孔关闭 C．气孔关闭过程中，保卫细胞的原生质层变小 D．气孔关闭过程中，保卫细胞的吸水能力增强 【答案】B 【分析】质壁分离的原理：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。 【详解】A、水分子以自由扩散或协助扩散（统称为被动运输）的方式进入细胞，A正确； B、保卫细胞吸水使气孔开放，失水导致气孔关闭，B错误； CD、滴加蔗糖溶液后，保卫细胞失水，原生质层变小，细胞液浓度增加，吸水能力将增强，CD正确。 故选B。 2．（2024·陕西安康·模拟预测）盐生植物是指长期生长在具有一定盐浓度的土壤中，已适应高盐环境的植物。不同盐生植物适应高盐环境的机制不同，有的可通过某些方式将细胞内的盐浓度控制在伤害阈值之下，有的可通过其生理的或代谢的适应，忍受已进入细胞的盐分。下列有关盐生植物适应高盐环境机制的叙述，不合理的是（    ） A．依靠细胞膜上ATP供能的离子泵，主动分泌盐分 B．通过增加水分吸收降低细胞内的盐浓度，使其处于伤害阈值之下 C．将吸收的盐离子储存于液泡中，降低细胞液的浓度 D．银细胞对某些盐离子的通透性降低，阻止过量盐分进入 【答案】C 【分析】无机盐的主要存在形式是离子，有些无机盐是某些复杂化合物的组成成分，许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要功能，有些无机盐还参与维持酸碱平衡和渗透压。 【详解】A、依靠细胞膜上ATP供能的离子泵，通过主动运输将盐分运输出细胞外，可有效降低细胞内盐浓度，A正确； B、处于高盐环境中时，细胞内盐离子浓度高，以促进细胞吸收水分，植物通过增加水分吸收降低细胞内的盐浓度，使其处于伤害阈值之下，B正确； C、将吸收的盐离子储存于液泡中，通过在液泡中储存大量的钠离子来升高细胞液的浓度，而促进细胞吸收水分，C错误； D、细胞对某些盐离子的通透性降低，阻止过量盐分进入，将细胞内的盐浓度控制在伤害阈值之下，D正确。 故选C。 3．（2024·重庆九龙坡·三模）请看下图，甲、乙、丙分别是三种哺乳动物的红细胞，研究人员将它们分别置于同一浓度的某水溶液中，并绘制出水分子的跨膜运输示意图，箭头方向表示水分子进出的方向，箭头粗细表示单位时间内水分子进出的多少。下列叙述正确的是（　　） A．在该溶液中能够发生质壁分离现象的是细胞甲 B．在高倍显微镜下，可观察到进出乙细胞的水分子数相等 C．甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用，且速度相同 D．若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水中，最终均会涨破 【答案】D 【分析】甲图中出细胞水分子多于进细胞的水分子，细胞失水皱缩，甲细胞内浓度低于外界溶液浓度；乙图中进出细胞的分子数相同，细胞维持原来的形态，乙细胞内浓度等于外界溶液浓度；丙图中进细胞的水分子多于出细胞的水分子，细胞吸水膨胀，丙细胞内浓度高于外界溶液浓度。 【详解】A、只有成熟植物的细胞才会发生质壁分离现象，红细胞没有细胞壁，甲、乙、丙都不能发生质壁分离现象，A错误； B、乙细胞的水分子数相等，但光学显微镜观察不到水分子的扩散，B错误； C、图中甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用，由于箭头的粗细不同，速度不相同，C错误； D、若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水低渗溶液中，红细胞会过度吸水而涨破，D正确。 故选D。 4．（2024·浙江温州·三模）某透析袋允许水、单糖等小分子自由通过，而二糖、蛋白质、淀粉等不能通过。某同学利用该透析袋制作了如图装置，一段时间后透析袋内变蓝，袋外的液体从棕色变无色。淀粉酶催化淀粉水解的主要产物是麦芽糖。下列叙述正确的是（    ） A．袋内加入蔗糖酶，袋内蓝色将褪去 B．袋外加入淀粉酶，袋内蓝色将褪去 C．袋内加入淀粉酶，袋内溶液体积将减小 D．袋内加入淀粉酶，袋外溶液将恢复棕色 【答案】D 【分析】图中透析袋具有一定大小的孔径，只允许水、单糖等小分子通过；又由于透析袋内外溶液存在浓度差，所以该装置相当于一个渗透装置。 【详解】A、透析袋内是淀粉，加入蔗糖酶不会水解淀粉，袋内蓝色不会褪去，A错误； B、袋外加入淀粉酶，蛋白质不能进入透析袋，所以袋内蓝色不会褪去，B错误； C、袋内加入淀粉酶后淀粉被水解成麦芽糖，麦芽糖是二糖仍然不能透过透析袋，导致袋内浓度变大，袋内溶液体积增大，C错误； D、袋内加入淀粉酶后淀粉被水解，碘分子不再与淀粉结合，会有部分碘分子扩散到袋外，使袋外恢复棕色，D正确。 故选D。 5．（2024·四川绵阳·三模）2024年2月，我国多地遭受冻雨自然灾害。 为探究植物耐寒机制，某研究小组以洋葱鳞片叶外表皮为实验材料，先分别在常温与低温（4℃）下处理24小时，然后在常温下进行质壁分离实验，结果如表： 初始细胞质壁分离所需时间/秒 相同时间质壁分离 细胞占比/% 相同时间液泡长度与 细胞长度比值/%/% 常温处理组 80 100 41 4℃低温处理组 166 35 80 下列有关实验的叙述错误的是（    ） A．质壁分离实验过程需将实验材料置于同种外界溶液中 B．初始细胞质壁分离所需时间长短与细胞内外溶液浓度差有关 C．液泡长度与细胞长度比值越大，说明细胞失水越多，质壁分离程度越大 D．由实验结果推测，植物细胞可通过增加细胞液浓度适应低温环境 【答案】C 【分析】渗透作用需具备两个条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。质壁分离和质壁分离复原中水分子移动速度主要受膜两侧溶液的浓度差影响。成熟的植物细胞构成渗透系统，可发生渗透作用。质壁分离的原因：外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度；内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层。最早出现质壁分离所需时间越长，说明细胞液浓度相对越大，与外界溶液的浓度差越小。由题干信息可知，低温处理使细胞质壁分离程度变小，质壁分离速度变慢。质壁分离的细胞其原生质体长度与细胞长度的比值表示质壁分离的程度，比值越大，质壁分离程度越小。 【详解】A、该实验的自变量是温度，外界溶液的种类是无关变量，因此质壁分离实验过程需将实验材料置于不同温度条件下的同种外界溶液中，A正确； B、初始细胞质壁分离所需时间长短与细胞内外溶液浓度差有关，细胞内外溶液浓度差越大，初始细胞质壁分离所需时间越短，反之越长，B正确； C、液泡长度与细胞长度比值越大，说明细胞失水越少，质壁分离程度越小，C错误； D、表中数据表明，与常温状态相比，4℃处理的植物细胞的失水速率和质壁分离程度都降低，因此得出推论：植物细胞可能通过增加细胞液的浓度（比如低温下淀粉分解成可溶性糖增多），使细胞失水减少，适应低温环境，D正确。 故选C。 6．（2024·山东·模拟预测）土壤中的铁多以不溶于水的复合物（Fe3+）形式存在，植物根细胞能够吸收的Fe2+在土壤中的含量极低。双子叶和其他非草本单子叶植物根表皮细胞的质子泵分泌H+，降低土壤pH，以提高Fe3+的溶解性，并通过特定的阴离子通道分泌柠檬酸和苹果酸等螯合剂（能与金属离子配位结合形成稳定的水溶性环状络合物，也称络合剂）与Fe3+结合，分布于根表皮细胞细胞膜表面的三价铁还原酶利用NAD（P）H还原螯合状态的Fe3+，产生Fe2+，同时加大了细胞膜两侧的H+电化学梯度，驱动Fe2+转运蛋白对Fe2+的吸收，具体过程如图。下列叙述正确的是（    ） A．Fe2+通过Fe2+转运蛋白进入根细胞消耗的能量直接来自ATP B．编码三价铁还原酶的基因发生突变，直接影响根细胞对Fe2+的吸收 C．Fe2+转运蛋白转运Fe2+的速率与细胞膜外H+和Fe2+的浓度呈正相关 D．三价铁还原酶和Fe2+转运蛋白的数量受植物自身铁离子数量和状态的调控 【答案】D 【分析】自由扩散、协助扩散和主动运输的比较 物质转运方式 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 运输方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 是否需要转运蛋白 不需要 需要 需要 是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗 【详解】A、Fe2+通过Fe2+转运蛋白进入根细胞消耗的能量来自细胞膜两侧的H+电化学势能，A错误； B、编码三价铁还原酶的基因发生突变直接影响螯合状态的Fe3+还原为Fe2+，B错误； C 、Fe2+转运蛋白转运Fe2+的过程属于主动运输，转运速率在一定范围内与H+浓度梯度有关，与Fe2+浓度无直接关联，C错误； D、三价铁还原酶和Fe2+转运蛋白的数量受植物自身铁离子数量和状态的调控，当植物体内Fe2+数量少时，会通过一系列信号转导系统来促进相关蛋白的合成，D正确。 故选D。 7．（2024·北京东城·二模）如图表示H+和蔗糖进出植物细胞的方式。据图分析，下列实验处理中，可使蔗糖进入细胞速率加快的是（    ） A．降低细胞外蔗糖浓度 B．降低细胞质H+浓度 C．降低ATP合成酶活性 D．降低膜上协同转运蛋白数量 【答案】B 【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从高浓度到低浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。 【详解】AB、据图可知，H+通过质子泵运出细胞需要消耗ATP，说明是逆浓度梯度进行的，即H+分布是细胞外浓度高于细胞内，而蔗糖的跨膜运输方式是借助H+浓度势能实现的，故降低细胞质H+浓度能够加大势能，从而使蔗糖进入细胞速率加快，而降低细胞外蔗糖浓度不利于蔗糖运输，A错误，B正确； C、降低ATP合成酶活性会影响，H+跨膜运输进而影响蔗糖运输，C错误； D、蔗糖跨膜运输需要转运蛋白协助，降低膜上协同转运蛋白数量会导致蔗糖运输减慢，D错误。 故选B。 8．（2024·北京顺义·一模）研究人员利用K+的放射性类似物铷（16Rb+）替换K+，研究K+的吸收与转运。选取高盐环境中生长的玉米根，在NEM（可选择性抑制参与K+主动运输的转运蛋白）溶液中分别处理10s和30s，然后洗去未反应的NEM，最后浸入到16Rb+溶液中，检测16Rb+进入根细胞的净流量，实验结果如图。依据实验结果分析，下列叙述不合理的是（　　） A．K+可通过主动运输进入玉米根细胞 B．K+可通过协助扩散进入玉米根细胞 C．根细胞膜上只存在一种K+转运蛋白 D．处理10s运输K+离子的蛋白没被完全抑制 【答案】C 【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度，不需要载体，不需要能量；协助扩散是从高浓度到低浓度，不需要能量，需要载体；主动运输从高浓度到低浓度，需要载体，需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，不需要载体，消耗能量。 【详解】AB、分析题意，NEM可选择性抑制参与K+主动运输的转运蛋白，结合图示可知，与对照组相比，用NEM处理后K+进入根细胞的净流量降低，说明K+主动运输过程受影响，但并未降为0，说明K+还可通过协助扩散进入玉米根细胞，AB正确； C、根细胞膜上至少存在K+主动运输和协助扩散进入细胞的两种转运蛋白，C错误； D、据图可知，处理10s运输K+离子的速率不为0，说明运输K+离子的蛋白没被完全抑制，D正确。 故选C。 9．（2024·广西·模拟预测）盐碱地是荒漠化沙化土地的重要类型之一，开展盐碱地的综合利用十分重要。科研人员培育出一种耐盐小麦，在培养液中加入不同浓度的NaCl培养该种小麦的根尖成熟区细胞，测定细胞液中两种物质浓度变化如图1。耐盐小麦提高耐盐能力机制如图2。下列叙述错误的是（    ） A．耐盐小麦通过提高细胞内可溶性糖的浓度来适应高盐胁迫环境 B．耐盐小麦通过增加Na+排出，降低细胞内Na+浓度抵抗盐胁迫 C．若使用呼吸抑制剂处理根尖细胞，则Na+的排出量不会减少 D．若促进Na+/H+交换蛋白基因高表达，则有利于提高小表的耐盐能力 【答案】C 【分析】物质跨膜运输的方式有被动运输和主动运输，被动运输包括自由扩散和协助扩散，自由扩散的特点是顺浓度梯度运输，不需要载体蛋白和能量；协助扩散的特点是顺浓度梯度，需要载体蛋白的协助，不需要消耗能量；主动运输的特点是逆浓度梯度，需要载体蛋白的协助，也需要消耗能量。 【详解】A、据图1可知，随着氯化钠浓度的上升，耐盐小麦细胞内可溶性糖的浓度上升，则说明耐盐小麦通过提高细胞内可溶性糖的浓度来适应高盐胁迫环境，A正确； B、据图1可知，随着氯化钠浓度的上升，耐盐小麦细胞内的氯化钠浓度上升的慢，据图2可知，Na+被排出细胞，则说明可能耐盐小麦通过增加Na+排出，降低细胞内Na+浓度抵抗盐胁迫，B正确； C、据图2可知，Na+排出细胞利用了H+的浓度差，则属于主动运输，使用呼吸抑制剂处理根尖细胞，则Na+的排出量会减少，C错误； D、若促进Na+/H+交换蛋白基因高表达，运出的Na+增加，则有利于提高小表的耐盐能力，D正确。 故选C。 10．（2024·湖北·三模）小肠是食物消化和吸收的主要部位。小肠上皮细胞可以吸收食物中的葡萄糖等有机物，再将葡萄糖等有机物转运入血浆中，转运机制如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．小肠上皮细胞从小肠液中吸收葡萄糖等有机物的方式为协助扩散 B．小肠上皮细胞上的Glut2蛋白通过主动运输的方式将葡萄糖转运入血浆 C．小肠上皮细胞上广泛存在Na+-K+泵，有利于吸收营养物质 D．小肠上皮细胞内渗透压的维持主要与Na+和Cl-有关 【答案】C 【分析】利用ATP水解释放能量，将细胞内的Na+泵出细胞外，而相应地将细胞外K+泵入细胞内，说明Na+出细胞、K+进细胞均为主动运输。 【详解】A、据图可知，葡萄糖从肠腔运输到小肠上皮细胞是逆浓度梯度，故小肠上皮细胞从小肠液中吸收葡萄糖等有机物的方式为主动运输，A错误； B、葡萄糖从小肠上皮细胞转运至细胞外液，通过Glut2蛋白，是顺浓度梯度，故小肠上皮细胞是通过协助扩散的方式将葡萄糖转运入细胞外液，B锆误； C、小肠上皮细胞上广泛存在Na+-K+泵，可以形成细胞内外Na+浓度差，有利于吸收营养物质葡萄糖，因为葡萄糖从肠腔运输到小肠上皮细胞所需要能量由Na+浓度差提供，C正确； D、小肠上皮细胞内渗透压的维持主要与K+有关，D错误。 故选C。 二、非选择题 11．（2024·山东·模拟预测）海水稻（耐盐碱水稻）是一种介于野生稻和栽培稻之间的普遍生长在海边滩涂地区的水稻，具有抗涝、抗盐碱等能力，比普通水稻具有更强的生存竞争力。如图1是海水稻相关的生理过程示意图。 (1)据图分析，H+进入液泡的方式为 。Na+借助NHX从细胞质基质进入液泡，所需要的能量来自 。海水稻通过调节相关物质的运输，使根部成熟区细胞的细胞液浓度比普通水稻的 （填“高”或“低”），提高了根细胞的 能力，从而提高了海水稻的耐盐碱性。 (2)某研究小组在高盐胁迫条件下（NaCl浓度为200mmol/L）进行了海水稻的相关实验，并根据实验测得的数据绘制如图2所示曲线。 ①如图2所示，实验前15天时，海水稻胞间CO2相对浓度逐渐下降，原因可能是 。 ②据图2分析，第15天之后胞间CO2相对浓度逐渐上升，原因可能是 。 (3)结合所学知识和生活实际，写出海水稻具有的两点价值： 。 【答案】(1) 主动运输 H+顺浓度梯度从液泡运输到细胞质基质形成的电化学势能 高 吸水 (2) 高盐胁迫条件下，海水稻根细胞失水较多，为降低蒸腾失水，气孔导度降低 第15天后海水稻光合色素相对含量明显降低，光反应速率降低，导致暗反应所需的ATP和NADPH供应减少，CO2固定速率减慢，胞间CO2消耗较少 (3)增加粮食产量和保障粮食安全、改良土壤和改善生态环境、可产生一定的经济效益和社会效益 【分析】1、当外界溶液的浓度高于细胞液浓度时，细胞失水；当外界溶液的浓度低于细胞液浓度时，细胞吸水。 2、物质出入细胞的方式 ：被动运输包括自由扩散和协助扩散，运输方向：高浓度→低浓度，不需要能量；主动运输运输方向：低浓度→高浓度，需要能量，需要转运蛋白。 【详解】（1）据图1分析可知，H+进入液泡需要载体蛋白协助并消耗能量，运输方式为主动运输。Na+借助NHX从细胞质基质进入液泡，方式为主动运输，所需要的能量来自H+顺浓度梯度从液泡运输到细胞质基质形成的电化学势能。相比普通水稻，海水稻通过调节相关物质的运输，使根部成熟区细胞的细胞液浓度升高，提高了根细胞的吸水能力，从而提高了海水稻的耐盐碱性。 （2）①高盐胁迫条件下，海水稻根细胞失水较多，为降低蒸腾失水，气孔导度降低，使得胞间CO2浓度逐渐下降。②第15天后海水稻光合色素相对含量明显降低，光反应速率降低，导致暗反应所需的ATP和NADPH供应减少，CO2固定速率减慢，胞间CO2消耗较少，导致胞间CO2浓度逐渐上升。 （3）海水稻具有的价值：增加粮食产量和保障粮食安全、改良土壤和改善生态环境、可产生一定的经济效益和社会效益等。 12．（2024·北京朝阳·二模） 细胞体积的调节 有些细胞的体积可自身进行调节。这些细胞的吸水和失水不仅仅只涉及水分的流入和流出，还主要涉及到细胞内外的Na+、K+、H+、Cl-、HCO3-五种无机盐离子流入流出的调节过程（溶液中HCO3-增加会升高溶液pH，而H+反之）。 细胞急性膨胀后，通过调节使细胞体积收缩称为调节性体积减小（RVD）。将细胞置于低渗溶液中，加入酪氨酸激酶抑制剂后细胞体积的变化如图1。研究发现酪氨酸激酶活性提高后可激活Cl-、K+通道，RVD过程中Cl-、K+流出均增加，Cl-流出量是K+的两倍多，但此时细胞膜电位没有发生改变。 细胞急性收缩后，通过调节使细胞体积膨胀称为调节性体积增加（RVI），RVI期间细胞有离子出入，细胞膜电位没有发生变化。NKCC是将Na+、K+、Cl-以1：1：2的比例共转运进细胞的转运蛋白。将细胞置于高渗溶液中，并用NKCC抑制剂处理，细胞体积的变化如图2。RVI期间激活Cl-/HCO3-交换转运蛋白（两种离子1：1反向运输，HCO3-运出细胞），测定在不同蛋处理条件下，胞外pH的变化（图3），DIDS是Cl-/HCO3-交换转运蛋白的抑制剂。RVI期间引发离子出入的原因涉及细胞中多种酶活性的改变及细胞骨架的更新。 细胞通过调节，维持体积的相对稳定。细胞增殖、细胞凋亡、细胞运动等也与细胞调节性的体积改变有关，如分裂间期细胞体积的增加。    (1)图1实验开始时细胞吸水体积增加的原因是 。 (2)图1结果说明RVD过程中有 的参与。依据材料中划线部分推测：在此过程中有其他 （填“阳”或“阴”）离子的流出，导致膜电位不发生变化。 (3)RVI期间，存在运出细胞的阳离子、此阳离子与Na+利用其他膜蛋白反向共转运。根据图3结果可推知此离子是 ，理由是 。 (4)综合以上信息，请在答题卡的图中标出参与RVI过程的转运蛋白（用僵表示）及其运输的物质，并用箭头标明运输方向 。 (5)请概括当外界溶液浓度改变后，细胞体积维持基本稳定的机制 。 【答案】(1)细胞内渗透压高于细胞外渗透压 (2) 酪氨酸激酶 阳 (3) H+ 与高渗溶液处理相比，高渗溶液+DIDS处理，抑制HCO3-运出细胞，胞外pH降低，可知胞外H+浓度提高，表明与Na+反向共转运的离子是H+ (4)   (5)外界渗透压改变后，细胞通过体积改变诱发细胞代谢改变，进而诱发离子出入细胞，细胞吸水或失水，进而使细胞体积趋近于原体积 【分析】细胞的吸水和失水的原因与细胞内外的渗透压有关。 【详解】（1）细胞吸水体积增加的原因是细胞内的渗透压大于（高于）细胞外渗透压。 （2）依据图1所示，在低渗环境下，加入酪氨酸激酶抑制剂后，细胞体积的相对明显增大，说明RVD过程中有酪氨酸激酶的参与。依据划线信息，RVD过程中Cl-、K+流出均增加，但Cl-流出量是K+的两倍多，细胞膜电位没有发生改变，可以推测出，在此过程中，还有其他阳离子的流出，才能保证膜电位不发生变化。 （3）依据图3可知，与高渗溶液处理相比，高渗溶液+DIDS处理，由于DIDS是Cl-/HCO3-交换转运蛋白的抑制剂，所以DIDS抑制HCO3-运出细胞，胞外pH降低，可知胞外H+浓度提高，而依据题干，RVI期间，存在运出细胞的阳离子，与Na+利用其他膜蛋白反向共转运，表明与Na+反向共转运的阳离子是H+。 （4）依据题干信息的已知条件，可知判断出参与RVI过程的转运蛋白及其运输的物质，具体如图：   （5）根据题干信息，RVI期间引发离子出入的原因除了与渗透压有关外，还涉及细胞中多种酶活性的改变及细胞骨架的更新，说明当外界溶液浓度改变后，细胞体积维持基本稳定的机制为：外界渗透压改变后，细胞通过体积改变诱发细胞代谢改变，进而诱发离子出入细胞，细胞吸水或失水，进而使细胞体积趋近于原体积。 35 学科网（北京）股份有限公司 $$