第3章 第3节 物质通过多种方式出入细胞 (课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞（浙科版2019）

第三节 物质通过多种方式出入细胞 1．说明细胞膜具有选择透过性。举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。 2．举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 学习目标 目 录 01 四层学习内容1 落实必备知识 02 03 04 四层学习内容2 融通关键能力 四层学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 课时跟踪检测 四层学习内容 落实必备知识 1 主干知识梳理 一、被动转运不需要消耗能量 1．扩散和渗透   概念 过程与结果 扩散 分子或离子从_________向_________运动的现象 使分子或离子分布_______，直到平衡 高浓度处 低浓度处 均匀 渗透 水分子通过 ________的扩散 水分子是从其分子数_________的一侧进入分子数___________的一侧(即水分子是从溶液中溶质的浓度低的一侧进入浓度高的溶液一侧) ①条件：膜两侧存在浓度差，物质由________一侧转运至______一侧； ②能量需求：_________能量 半透膜 相对较多 相对较少 高浓度 低浓度 不消耗 续表 2．易化扩散 图示 分析 ①运输方向：_____浓度→_____浓度； ②能量需求：不耗能； ③需要_________协助 高 低 载体蛋白 二、主动转运需要载体蛋白，并且消耗能量 图示 分析 ①运输方向：____浓度→_____浓度； ②需要__________协助； ③能量需求：需要消耗_____ 低 高 载体蛋白 ATP 三、有些物质通过胞吞、胞吐进出细胞 运输特点 运输物质需要被_________包裹 运输物质类型 主要是___________物质，如蛋白质、多糖等 能量需求 _____消耗能量 运输物质的性质 可以是固体，也可以是_______ 细胞膜 生物大分子 需要 液体 预习效果自评 1．判断下列有关叙述的正误 (1)具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用 ( ) 提示：渗透作用是水分子通过半透膜的扩散。 (2)扩散和易化扩散两种方式都不需要载体蛋白和能量 ( ) 提示：易化扩散不消耗能量，但需要载体蛋白。 × × (3)主动转运过程中，需要载体蛋白并消耗 ATP ( ) (4)生物大分子要通过载体蛋白的协助才能进入细胞内 ( ) 提示：生物大分子进入细胞的方式是胞吞。 (5)胞吞、胞吐体现了细胞膜的选择透过性 ( ) 提示：胞吞、胞吐过程中发生细胞膜的断裂和融合，体现细胞膜具有一定的流动性的结构特点。 √ × × 2．对不同物质跨膜运输的方式连线 3.用玻璃纸(又叫赛璐玢)做成半透膜小袋，向里面注入30%的蔗糖溶液，称重后悬挂于盛有清水的烧杯中，装置如图所示。回答下列问题： (1)半小时后称重，是变轻了还是变重了？为什么？ 提示：变重了。半透膜小袋中蔗糖溶液浓度大，渗透吸水。 (2)根据预测实验结果，水分子的运动方向是什么？ 提示：水分子发生渗透作用，从其分子数相对较多处向相对较少处扩散。 (3)水分子透过半透膜的运动是单方向的吗？透过半透膜的水分子相对数目怎样判断？ 提示：不是。水分子运动是随机的，在单位时间内，通过单位面积半透膜时，水分子相对数目较多的一侧进入相对较少的一侧的分子个数较多。 精要内容把握 二、核心语句背一背 1．渗透作用的方向是从水分子数相对较多的一侧进入水分子数相对较少的一侧，也就是溶液中的水分子从溶液中溶质的浓度低的一侧进入浓度高的一侧。 2．物质由浓度较高的一侧转运至浓度较低的一侧，称为被动转运，不消耗能量，包括扩散、渗透和易化扩散。 3．逆浓度梯度的转运称为主动转运，消耗能量，需要载体蛋白。 4．某些生物大分子如蛋白质、多糖等进出细胞的方式是胞吞和胞吐，在该过程中发生细胞膜的融合和断裂，需要能量供应。 四层学习内容 融通关键能力 2 炎热的夏天，很多人喜欢一道名叫“火山飘雪”的凉菜，就是白糖拌西红柿。做好菜过一段时间，会发现盘中的“汁水”增多，喝起来酸甜爽口。 (1)盘中“汁水”增多的原因是什么？ 提示：加入白糖后，细胞外溶液浓度大于细胞液浓度，西红柿细胞失水。 提能点（一）　物质通过被动转运进出细胞 任务驱动 (2)切西红柿也会流出少量汁水，与糖渍流出汁水有什么不同？ 提示：切西红柿流出少量汁水是液泡破损流出的。 (3)如果把西红柿片放入清水中，细胞会吸水涨破吗？请说明理由。 提示：不会。植物细胞有细胞壁，不会因吸水而涨破。 (4)水分子进出细胞会消耗能量吗？这与易化扩散有什么异同？ 提示：水分子进出细胞的方式是渗透，不会消耗能量。易化扩散也不消耗能量，这是相同之处，不同之处在于易化扩散还需要载体蛋白。 生成认知 1．被动转运的类型及比较 方式 扩散 渗透 易化扩散 相同点 物质由浓度高的一侧转运至浓度低的一侧，不消耗能量 不同点 不需要载体蛋白的协助 不需要载体蛋白的协助，特指水等溶剂分子通过半透膜 必须借助载体蛋白的协助 实例 O2、CO2、酒精、甘油、苯等 H2O 葡萄糖进入红细胞 2．渗透装置与渗透作用的发生 (1)发生条件 ①有一层半透膜； ②半透膜两侧的溶液具有浓度差(物质的量浓度而非质量浓度)。 (2)渗透装置与植物细胞形成的渗透系统 ①渗透装置的构成：半透膜及膜两侧的浓度差。 ②成熟植物细胞相当于一个渗透系统：成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质构成的原生质层，具有一定的选择性，可看作一层半透膜，细胞液和外界溶液往往具有一定的浓度差，因此成熟的植物细胞可看作是一个渗透系统 续表 (3)渗透现象分析 ①漏斗内液面上升的原因：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数。 ②漏斗内液面停止上升的原因：随着液面的不断上升，漏斗内液体的压强越来越大，从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速度加快，水分子进出漏斗的速率越来越接近，直至完全相等，漏斗内液面不再升高，此时水分子的进出达到相对平衡 续表 3.生物膜的特点 (1)半透膜、选择透过性膜的比较 区别 ①半透膜是无生命的物理性薄膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小； ②选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失 共性 都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质自由通过 (2)生物膜的结构特点——具有一定的流动性。原因是构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子大多都是可以运动的。 (3)生物膜的功能特性——具有选择透过性。原因是膜上载体蛋白的种类和数量不同。 [例1]　被动转运是细胞吸收或排出物质的重要方式，下列关于扩散和易化扩散的说法，正确的是(　 ) ①都不需要能量　②都不需要载体蛋白　③扩散只能顺浓度梯度进行，而易化扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度　④都是被动运输　⑤离子和一些较大的分子如葡萄糖，可以通过易化扩散顺浓度梯度运输 A．①②④ B．①③④ C．①④⑤ D．①②⑤ √ [解析]　扩散和易化扩散都不需要能量，①正确；扩散不需要载体蛋白，易化扩散需要载体，②错误；扩散和易化扩散都只能顺浓度梯度，都是被动运输，③错误，④正确；离子和一些较大的分子，可以通过易化扩散顺浓度梯度运输，如钠离子进入神经细胞、葡萄糖进入红细胞等，⑤正确。所以正确的是①④⑤。 [例2]　如图实验装置，玻璃槽中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是(　 ) A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后继续上升后又下降 B．在玻璃槽中会测到蔗糖和蔗糖酶 C．漏斗中的液面在开始时先下降，加酶后一直上升 D．在玻璃槽中会测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶 √ [解析]　实验开始时，蔗糖不能透过半透膜，所以单位时间内通过半透膜渗透进长颈漏斗中的水分子数比渗透出来的多，漏斗内液面上升。而加入蔗糖酶后，将蔗糖分解为单糖，短时间内液面继续上升，单糖分子能透过半透膜进入玻璃槽中，使玻璃槽内液体浓度升高，一段时间后，从长颈漏斗内渗透出的水分子数比渗透进长颈漏斗的水分子数多，漏斗内液面下降。 [方法规律] 渗透方向及浓度大小的判断 (1)判断溶剂渗透的总方向 ①若半透膜两侧是同种溶液，根据质量浓度或物质的量浓度判定。 ②若半透膜两侧是不同的溶液，物质的量浓度才能体现溶质或溶剂分子数的多少，如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，则葡萄糖溶液一侧单位体积中葡萄糖分子数多(水分子数少)，水分子由蔗糖溶液一侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散。 (2)判断半透膜两侧溶液浓度大小 若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就存在浓度差，液面差越大，浓度差就越大，且液面高的一侧溶液浓度高。　　 1．(2023·浙北G2联盟期中联考)物质X通过质膜从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧，需载体蛋白参与且不消耗能量。这种转运方式属于(　 ) A．扩散　　　　 B．易化扩散 C．主动转运 D．渗透 跟踪训练 √ 2．如图为研究渗透作用的实验装置，蔗糖不能通过半透膜，而水分子可以。下列叙述正确的是(　 ) A．②状态时，水分子通过渗透作用进入漏斗 B．③状态时，水分子不再进出半透膜 C．若升高蔗糖溶液浓度，③中漏斗的液柱高度不变 D．②状态到③状态过程，液柱上升的速率不变 √ 解析：②状态时，漏斗内液面上升，则漏斗内溶液浓度大于漏斗外溶液，水分子通过渗透作用进入漏斗，A正确；③状态时，液柱不再升高，此时水分子进出达到平衡，而非水分子不再进出半透膜，B错误；若升高蔗糖溶液浓度，半透膜两侧的浓度差变大，③中漏斗的液柱高度比之前高度增加，C错误；②状态到③状态过程，由于水分子不断进入漏斗内，漏斗内溶液浓度变小，液柱上升的速率一直在降低，D错误。 3．哺乳动物细胞在0.9% NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是(　 ) A．在高于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离 B．在0.9% NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞 C．在低于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂 D．渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散 √ 解析：在高于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但红细胞无细胞壁结构，故不会发生质壁分离，A错误；在0.9% NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于水分子进出细胞膜达到动态平衡，而不是没有水分子进出细胞，B错误；在低于0.9% NaCl溶液中，红细胞会渗透吸水甚至涨破，C正确；渗透是指水分子或其他溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的扩散，D错误。 丽藻是轮藻科的一种淡水藻类植物，下表(甲)列举了其细胞液浓度与池水中多种离子浓度的比值。下图(乙)表示K＋等物质出入细胞的方式。请分析以下问题： 提能点（二）　物质通过主动转运和胞吞、胞吐进出细胞 任务驱动 离子 H2PO K＋ Cl－ Na＋ SO Ca2＋ Mg2＋ 细胞液浓度/池水浓度 18 050 1 065 100 46 25 13 10 (1)分析表格(甲)数据和图(乙)可知，K＋进入细胞是逆浓度梯度，请说明K＋进入细胞所需的条件。 提示：K＋进入细胞需要载体蛋白，并消耗能量。 (2)K＋进入细胞的方式是什么？这种物质转运方式对细胞有什么意义？ 提示：主动转运。主动转运是细胞最重要的吸收或排出物质的方式，它可以保持细胞内部某些物质的浓度与周围环境相比有较大的差别。 (3)如果是颗粒状物质或生物大分子能通过这种方式进出细胞吗？ 提示：不能。生物大分子或颗粒状物质进出细胞要通过胞吞或胞吐。 生成认知 一、物质消耗能量进出细胞的类型 1．主动转运(如图虚线框内) (1)方向：从低浓度一侧转运到高浓度一侧。 (2)特点：需要载体蛋白协助，还需要消耗能量。 2．胞吞和胞吐   胞吞 胞吐 图解 共同 特点 发生细胞膜的融合和断裂，需要能量供应 二、物质进出细胞的方式比较 1．典型图示 2．模型分析 (1)方式1～方式3体现了 膜的选择透过性，方式4则 依靠膜的流动性实现。 (2)几种物质运输方式比较 三、影响物质跨膜的因素的曲线比较分析 1．物质浓度(在一定浓度范围内) 2．氧气浓度(红细胞的主动转运与O2无关) [例1]　(2024·台州一中期末)如图①～④表示物质出入细胞的不同方式，下列叙述正确的是(　 ) A．温度对图③方式不会造成影响 B．图②是细胞最重要的吸收或排出物质的方式 C．O2和甘油通过图①方式运输 D．图④被细胞摄入的物质可以是固体也可以是液体 √ [解析]　温度影响分子的运动和酶的活性，对图③方式会造成影响，A错误；图③(主动转运)是细胞最重要的运输方式，B错误；O2和甘油通过图②(扩散)方式运输，C错误；通过图④胞吞方式被细胞摄入的物质可以是固体也可以是液体，D正确。 [方法规律] “三看法”快速判定物质出入细胞的方式 [例2]　如图是外界因素对物质跨膜运输速率的影响的示意图。下列叙述错误的是(　 ) A．①可表示小肠上皮细胞吸收酒精 B．②可表示肌肉细胞吸收氨基酸 C．③可表示哺乳动物成熟的红细胞吸收K＋ D．④可表示乳酸菌吸收培养基中的葡萄糖 √ [解析]　酒精进入小肠上皮细胞的方式是扩散，与曲线①相符，A正确；肌肉细胞吸收氨基酸是主动转运，与曲线②相符，B正确；哺乳动物成熟的红细胞无线粒体，只能进行厌氧呼吸，主动转运吸收K＋消耗的能量与氧气无关，与曲线③相符，C正确；乳酸菌是厌氧型微生物，其细胞呼吸不需要氧气，与曲线④不相符，D错误。 [例3]　如图为几种物质进出某哺乳动物细胞膜的示意图，甲侧为细胞膜的外侧，图中膜两侧符号的多少代表对应物质的相对浓度大小。下列有关分析不正确的是(　 ) A．葡萄糖进入细胞不需要消耗能量 B．细胞膜上同一种载体蛋白(如离子泵)可运载不同的物质 C．同一种离子进出细胞的方式可能不同 D．Na＋以被动转运方式进入细胞，不消耗ATP √ [解析]　葡萄糖进入细胞是在钠驱动的葡萄糖载体的作用下实现的，该过程消耗的是Na＋顺浓度梯度运输产生的电化学梯度势能，A错误；细胞膜上同一种载体蛋白可运载不同的物质，如图中所示的离子泵可同时转运Na＋和K＋，B正确；图中Na＋借助钠驱动的葡萄糖载体进入细胞的方式为易化扩散，Na＋借助离子泵运出细胞的方式为主动转运，C正确；图中显示，Na＋顺浓度梯度进入细胞，其转运方式为易化扩散，属于被动转运，不消耗ATP，D正确。 [归纳拓展] 主动转运的能量来源 主动转运是一种需要消耗能量的运输方式，其能量来源主要有以下途径： (1)由ATP直接提供能量：这种方式涉及到钠钾泵、钙泵和质子泵等，它们通过磷酸化和去磷酸化的过程，直接利用ATP的能量来实现物质的转运。 (2)间接提供能量：例如协同运输，这种方式依赖于钠钾泵或氢离子泵与载体蛋白的协同作用，间接消耗ATP来完成物质的跨膜运输。物质跨膜运输的直接动力来自膜两侧离子电化学浓度梯度，而维持这种离子电化学梯度则是通过消耗ATP来实现的。 (3)光能驱动的主动运输：这种方式见于某些细菌，例如细菌的视紫红质，它们通过吸收光能，诱导构象变化，来运输氢质子。 跟踪训练 1.甲( )、乙( )两种物质在细胞膜两侧的分布情况如图所示(颗粒的多少表示浓度的高低)，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是(　 ) A．乙进入细胞一定有载体蛋白的参与 B．乙运出细胞一定有载体蛋白的参与 C．甲进入细胞一定需要能量 D．甲运出细胞一定不需要能量 √ 解析：乙物质进入细胞是逆浓度梯度运输，一定是主动转运，需要载体蛋白的协助；乙物质运出细胞是顺浓度梯度，不一定需要载体蛋白的参与；甲物质进入细胞是顺浓度梯度运输，属于被动转运，不需要消耗能量；甲物质运出细胞是逆浓度梯度运输，一定消耗能量。 2．(2024·浙江1月选考)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 √ 解析：新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白，免疫球蛋白是大分子物质，其进入细胞的方式是胞吞，该过程会发生膜的融合，与膜的流动性有关，需要膜上受体蛋白的识别，不需要载体蛋白。 3．(2024·台州八校联考)如图1为细胞膜结构及物质出入细胞膜的示意图，图中字母A、B、D表示膜中物质，编号a、b、c、d表示物质出入细胞的方式；图2为物质X借助物质Y进入细胞示意图；图3表示物质运输曲线。请回答下列问题： (1)图1表示细胞膜的结构模型，目前大多数人所接受的是辛格和尼克尔森提出的____________模型。该模型认为生物膜的基本骨架是图1中的[____]________________。不同细胞细胞膜的生理功能不同，主要取决于膜上[____]__________的种类和数量。([]里填字母，线上填文字) (2)图1中，酒精通过______(填编号)方式进行跨膜运输，能代表葡萄糖进入红细胞的方式是______(填编号)。 (3)图2中，物质X跨膜运输的方式是____________(填文字)，判断理由是______________，其转运方式也可用图3中的曲线 __________(填“甲”或“乙”)表示。若物质X释放到细胞外，则转运方向是__________(填“M→N”或“N→M”)。 解析：(1)图1表示细胞膜的结构模型，目前大多数人所接受的是辛格和尼克尔森提出的流动镶嵌模型。该模型认为生物膜的基本骨架是图1中的[B]磷脂双分子层。蛋白质是生命活动的主要承载者，不同细胞细胞膜的生理功能不同，主要取决于膜上[A]膜蛋白的种类和数量。 (2)酒精是脂溶性物质，图1中，酒精通过b(扩散)方式进行跨膜运输，能代表葡萄糖进入红细胞的方式是c(易化扩散，需要蛋白质，但不消耗能量)。 (3)物质X进入细胞为逆浓度梯度的运输，为主动转运。甲表示随着运输物质浓度增加，物质吸收速率增加，甲为扩散；乙随着被运输物质的浓度的增大，物质吸收速率先增大，后不变，乙可以表示易化扩散或主动转运，故物质X的转运方式也可用图3中的曲线乙表示。若物质X释放到细胞外，则转运方向是N→M(图1中D为糖蛋白，位于细胞外侧，故M侧为细胞外侧，N为细胞内侧)。 答案：(1)流动镶嵌　B　磷脂双分子层　A　膜蛋白　 (2)b　c　 (3)主动转运　逆浓度梯度转运　乙　N→M 四层学习内容 浸润学科素养和核心价值 3·4 探究活动——观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象 实验知能 一、厘清实验基础　 1．实验目的：观察、描述植物细胞质壁分离及质壁分离复原现象。 2．材料用具：紫色洋葱、质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，吸水纸，显微镜等。 3．方法步骤 外表皮 大液泡 细胞膜 吸水纸 质壁分离 吸水纸 质壁分离复原 4．注意事项 (1)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。 (2)不选动物细胞作为实验材料是因为动物细胞无细胞壁，不会在失水时发生质壁分离现象。 (3)本实验所用的方法为引流法，用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。 (4)先在低倍镜下观察后再换高倍镜，观察细胞膜及其以内部分紧紧贴着细胞壁。 二、探究关键问题　 1．黑藻叶肉细胞的液泡是无色的，为什么可以作为质壁分离的材料？ 提示：因为原生质层中有叶绿体等带有颜色的结构，能形成明显对比。 2．质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间是什么溶液？判断的依据是什么？ 提示：是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁是全透性的且有水分子通过细胞膜渗透出来。 3．若视野中发现某细胞的细胞壁与原生质层处于分离状态，此时细胞正在进行质壁分离吗？ 提示：不一定，也可能正在进行质壁分离的复原，也可能正处于水分进出平衡的状态。   三、点拨实验要点　 1．质壁分离发生的条件 从细胞 角度 分析 ①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象 ②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象 从溶液 角度 分析 ①在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原) ②在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象 ③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象 续表 2．质壁分离及复原实验中的对照 第一组 实验组：经质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理后发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞对照组：自然状态下的洋葱鳞片叶外表皮细胞 第二组 实验组：用清水处理后发生了质壁分离复原的细胞 对照组：发生了质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞 1．(2024·宁波镇海中学检测)将一个质壁分离的细胞置于清水中，依次发生如图变化。下列有关叙述正确的是(　 ) 素养评价 A．a处代表的是细胞溶胶 B．细胞液浓度关系是①＞②＞③ C．在该过程中，水分子仅从细胞外进入到细胞内 D．若延长实验时间，最终细胞内外无浓度差 √ 解析：结合题图，a处代表的是细胞壁与细胞膜之间的物质(外界溶液)，A错误；①→②→③细胞发生的是吸水过程，细胞吸水越多，细胞液的浓度越小，故细胞液浓度关系是①＞②＞③，B正确；在该过程中，水分子的运动是双向的，水分子既从细胞外进入到细胞内，也从细胞内排出到细胞外，C错误；由于细胞壁的存在，细胞会维持一个基本形态而不会吸水涨破，细胞内外仍存在浓度差，与实验时间的延长与否无关，D错误。 2．(2024·台州八校联考)为探究植物细胞的吸水和失水过程，某同学以紫色的洋葱鳞片叶外表皮和蔗糖溶液等作为实验材料，具体操作过程如下图所示，数字①～⑥为相关步骤。下列叙述错误的是(　 ) A．在质壁分离过程中，洋葱表皮细胞的吸水能力逐渐增强 B．步骤①～⑥中，均应保持细胞的活性 C．第③步吸水纸的作用是吸去多余的蔗糖溶液 D．质壁分离复原过程中，液泡颜色变浅 √ 解析：在质壁分离过程中，洋葱表皮细胞因失水而导致细胞液浓度逐渐增大，所以其吸水能力逐渐增强，A正确；若要使细胞能发生质壁分离复原，则步骤①～⑥中，均应保持细胞的活性，B正确；第③步吸水纸的作用是使细胞浸润在蔗糖溶液中，而不是吸去多余的蔗糖溶液，C错误；质壁分离复原过程中，洋葱表皮细胞因吸水而导致细胞液浓度降低，液泡体积变大，颜色变浅，D正确。 3．(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(　 ) √ 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。 4．(2024·宁波九校期末)将大小、生理状态相同的两个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别浸没在甲、乙两种溶液中，液泡体积的变化(用液泡直径表示)如图所示，下列有关叙述不正确的是(　 ) A．AC段，细胞膜以及细胞膜以内的部分的体积不断缩小 B．甲溶液可以是一定浓度的KNO3溶液 C．AC段，乙溶液中的细胞失水速率和细胞液浓度都逐渐变大 D．10 min后取出乙细胞并置于清水中，可能观察不到质壁分离复原的现象 √ AC段，乙溶液中的细胞不断失水，细胞液的浓度不断变大，由于原生质层两侧的浓度差不断减小，因此细胞失水速率不断减小，但细胞液浓度因为失水而逐渐增大，C错误；10 min后，取出乙中的细胞再放入清水中，细胞可能因失水过多已经死亡，不能发生质壁分离的复原，D正确。 一、选择题 1．D　2.C　3.D 二、简答题 (1)主动转运　该金属离子可逆浓度梯度运进细胞 (2)数量有限　20∶1  课后习题答案 课时跟踪检测 A级——基础综合练 1．(2024·浙江衢温5＋1联盟期末)原尿中水通过水通道蛋白快速地被肾小管重吸收，且不消耗能量，这类转运方式属于(　 ) A．易化扩散 B．扩散 C．主动转运 D．胞吞和胞吐 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 解析：原尿中水通过水通道蛋白快速地被肾小管重吸收，动力是浓度差，不需要消耗能量，属于易化扩散。 2．(2024·绍兴阶段检测)科学家设想用“瘦素穿肠蛋白”来治疗肥胖，通过口服能进入人体血液，可以减轻肥胖症患者通过肌肉注射治疗的痛苦，你推测这种药品穿过小肠上皮细胞最可能的方式为(　 ) A．渗透作用 B．主动转运 C．胞吞、胞吐 D．被动转运 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：由题干可知，“瘦素穿肠蛋白”为一种蛋白质，蛋白质为生物大分子，不能通过跨膜运输方式进入细胞，只能通过胞吞、胞吐进出细胞。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 3.(2023·丽水月考)某物质跨膜转运过程中细胞内外该物质浓度变化如图所示。其转运方式最可能是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A．渗透　　　　 B．扩散 C．易化扩散 D．主动转运 解析：分析题图可知，该物质细胞外的浓度基本不变，细胞内的浓度逐渐增大，且随着时间的推移，细胞内浓度大于细胞外浓度，即该物质可以逆浓度运输进入细胞，由此可判断其转运方式最可能属于主动转运。 √ 4.(2024·温州新力量联盟检测)将某洋葱鳞片叶表皮细胞浸于0.3 g/mL蔗糖溶液中，显微镜下观察该细胞整个动态变化过程获得甲、乙两种状态。下列叙述错误的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A．甲发生于乙之后 B．甲的吸水能力低于乙 C．甲、乙都正在发生渗透作用 D．若细胞液泡颜色较浅，则可调暗视野观察 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：甲、乙都处于质壁分离状态，且乙比甲失水更多，所以乙发生于甲之后，A错误；甲的吸水能力低于乙，B正确；甲、乙都是浸于0.3 g/mL蔗糖溶液中的细胞，说明正在发生渗透作用，C正确；若细胞液泡颜色较浅，则需调暗视野观察，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 5．(2024·温州期末B卷)如图是质膜的亚显微结构模式图，①②表示物质，a、b表示物质进出细胞的方式。下列叙述错误的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A．①是鉴别质膜内外侧的有效依据 B．②为磷脂双分子层，构成了质膜的基本骨架 C．若图示为人的肌细胞质膜，则a可表示氧气的运输方式 D．通过b这种运输方式可减小膜两侧被转运物质的浓度差 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：①糖蛋白分布在膜外侧，所以①是鉴别质膜内外侧的有效依据，A正确；②为磷脂双分子层，是质膜的基本骨架，B正确；若图示为人的肌细胞质膜，肌细胞消耗氧气，则a可表示氧气通过扩散的方式进入肌细胞，C正确；b通过消耗能量将物质进行逆浓度运输，则这种运输方式可增大膜两侧被转运物质的浓度差，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 6．如图为物质运输方式的概念图，下列选项中有关叙述正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A．需要消耗ATP的过程是①②③ B．在②③运输物质的过程中，载体蛋白形态改变的原因相同 C．③过程的运输速率在一定范围内随浓度差的增加而加快 D．物质通过图中①所示过程进入细胞需要载体蛋白的协助 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：分析图示可知，①表示胞吞或胞吐，②表示主动转运，两者需要消耗ATP；③表示易化扩散，不需要消耗能量，A错误。②表示主动转运，载体蛋白形态改变的原因是能量的推动；③表示易化扩散，载体蛋白形态的改变是膜两侧的浓度差造成的，B错误。③表示易化扩散，其运输速率在一定范围内随浓度差的增加而加快，C正确。①表示胞吞或胞吐，物质通过①所示过程进入细胞不需要载体协助，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 7．钙泵是一种存在于细胞膜上运输Ca2＋的ATP水解酶，其能驱动细胞质中的Ca2＋泵出细胞，以维持细胞溶胶内低浓度的Ca2＋。当细胞受到刺激时，Ca2＋又会从细胞外借助载体蛋白顺浓度进入细胞溶胶。下列相关叙述错误的是(　 ) A．Ca2＋泵出细胞的过程属于主动转运 B．一氧化碳中毒会降低钙泵跨膜运输Ca2＋的速率 C．Ca2＋从细胞外进入细胞溶胶的过程属于易化扩散 D．Ca2＋在钙泵的参与下泵出细胞的过程属于放能反应 √ 解析：Ca2＋泵出细胞需要钙泵，而且是逆浓度运输，需要消耗能量，属于主动转运，A正确；一氧化碳中毒，氧气运输速率下降，影响细胞的需氧呼吸，导致能量供应减少，进而降低钙泵跨膜运输的速率，B正确；Ca2＋从细胞外借助载体蛋白进入细胞溶胶，是从高浓度运输到低浓度，不需要消耗能量，属于易化扩散，C正确；Ca2＋在钙泵的参与下泵出细胞的过程需要吸收能量，属于吸能反应，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 8．(2024·浙江衢温5＋1联盟检测)(9分)如图1是某同学通过滴加蔗糖溶液和清水，观察到植物细胞质壁分离与复原的显微照片，图2表示物质出入细胞膜的示意图，其中A、B、D代表物质或结构，a、b、c、d代表物质运输的方式，请据图分析回答有关问题： 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (1)图1细胞处于质壁分离状态，则细胞膜和细胞壁之间充满了________________；图1中细胞液浓度__________(填“大于”“小于”“等于”或“不确定”)外界溶液浓度。将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后没有观察到质壁分离现象，可能的原因有________________________________(答出两种原因)。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (2)动物细胞吸水膨胀时，图2中B的厚度会___________________ (填“变小”“变大”或“不变”)，在提取动物细胞膜时最好选用____________________________________________________作材料。 (3)大麦、甜菜和番茄等能耐受较高盐浓度的环境，一方面是因为它们通过[____]____________方式吸收盐离子然后将其积累在________(填细胞器)中，另一方面，是因为它们通过产生可溶性糖、甜菜碱等物质，使细胞质的渗透压________，从而防止细胞脱水。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (4)图2所示模型属于____________(填“物理模型”“概念模型”或“数学模型”)。 解析：(1)图1细胞处于质壁分离状态，由于细胞壁具有全透性，则细胞膜和细胞壁之间充满了外界溶液；图1中的细胞可能处于正在发生质壁分离的状态，或处于质壁分离的最大程度(平衡状态)，或处于质壁分离复原过程，所以此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系有大于、等于或小于三种可能。即不确定细胞液浓度和外界溶液浓度的大小关系。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后未观察到细胞发生质壁分离，可能的原因：该细胞可能是死细胞；该细胞是根尖分生区细胞，没有液泡，不能发生质壁分离；该细胞是在硝酸钾溶液中先发生质壁分离，后随着离子进入细胞，细胞吸水后自动复原了，等等。 (2)动物细胞吸水膨胀时，细胞体积增大，细胞膜的表面积增加，因此B的厚度会变小，由于哺乳动物成熟的红细胞没有核膜和细胞器膜，因此常用作提取纯净细胞膜的材料。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (3)植物细胞吸收盐离子是主动转运，是从膜外(含有D多糖的一侧)低浓度向膜内高浓度运输，需要载体，消耗能量，故为a方式的运输。吸收的离子主要储存在液泡内，增大了细胞液的浓度，使细胞吸水能力增强。另外细胞通过产生可溶性糖、甜菜碱等物质，使细胞质的渗透压升高，从而防止细胞脱水。 (4)图2是细胞膜的物理模型。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 答案：(1)外界溶液　不确定　该细胞是死细胞；该细胞没有大液泡；细胞发生质壁分离后又自动复原；外界溶液的浓度不够大，细胞失水较少等　 (2)变小　哺乳动物成熟的红细胞　 (3)a　主动转运　液泡　升高　 (4)物理模型 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 B级——应用创新练 9．下图表示动物肌肉细胞膜转运部分物质的示意图(Na＋主要存在于细胞外)。下列叙述与图中信息不相符的是(　 ) A．肌肉细胞膜在甲侧应该具有糖蛋白 B．图中葡萄糖跨膜运输方式与甘油相同 C．图示中K＋穿过细胞膜的方式是主动转运 D．Na＋既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：糖蛋白位于细胞膜的外侧，即甲侧；图中葡萄糖的跨膜运输需要载体蛋白协助，而甘油的跨膜运输不需要载体蛋白协助，故二者的运输方式不相同；图示中K＋穿过细胞膜需要消耗能量，为主动转运；由图可知，Na＋既可顺浓度梯度进行被动转运，也可逆浓度梯度进行主动转运。 10．将小鼠肝细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后测定细胞体积和数量，实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A．曲线甲表示细胞数量的变化 B．曲线乙说明当NaCl溶液浓度大于a时细胞开始吸水 C．NaCl溶液的浓度为b时小鼠肝细胞内外溶液的浓度相等 D．实验过程中细胞体积的变化说明细胞膜具有一定的流动性 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析：曲线甲表示细胞体积变化，A错误；曲线乙表示细胞数量变化，曲线乙说明当NaCl溶液浓度大于a时，肝细胞数量开始增多，B错误；NaCl溶液浓度为b时小鼠肝细胞已经失水，体积变小，细胞内外溶液浓度不相等，C错误；实验过程中细胞体积的变化说明细胞膜具有一定的流动性，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 11．(12分)某研究人员设计了一个简单有效地测定植物细胞液浓度的实验方法，基本过程如图所示，请回答下列问题： 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (1)实验原理：当植物细胞或组织放在外界溶液中时，若植物细胞液浓度小于外界溶液浓度，则细胞失水而使外界溶液浓度___________ ；若植物细胞液浓度大于外界溶液浓度，则细胞吸水而使外界溶液浓度__________。而这一生理过程可通过亚甲基蓝蓝色小液滴(在与原溶液浓度相等的无色外界溶液中)的沉浮来判断。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (2)实验材料：菠菜叶圆片，亚甲基蓝结晶，蔗糖，清水，试管 10 支，毛细滴管，烧杯，量筒，天平等。 (3)实验思路： ①取10支试管，分5组(每组2支，分为a、b)，编号1～5，分别装入浓度为0.0125M、0.025M、0.05M、0.1M、0.2M浓度的蔗糖溶液； ②在每组的a试管中加入_______________________________， 放置15分钟； 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 ③向每组的a试管中加入一粒亚甲基蓝结晶，稍等片刻；(加入的亚甲基蓝结晶极小，溶解后使溶液呈蓝色，对溶液浓度的影响忽略不计) ④用毛细滴管从每组的a试管中取出一滴蓝色溶液置于b试管中部； ⑤_____________________________________________________ ________________________________________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (4)请设计一个表格用于记录实验现象。 (5)分析与讨论 ①若第2组蓝色液滴基本不动，第3组蓝色小液滴明显上浮，则取出第4组的植物组织放到显微镜下，可观察到细胞形态接近下图__________(填字母)；观察到箭头所指部分的颜色为________；该植物组织细胞液浓度大约为____________。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 ②若发现这5组实验结果均为蓝色小液滴均匀上浮，实验应该如何改进：___________________________________________________ ___________________________________________________。 解析：(1)当植物细胞或组织放在外界溶液中时，若植物细胞液浓度小于外界溶液浓度，则细胞失水而使外界溶液浓度降低；若植物细胞液浓度大于外界溶液浓度，则细胞吸水而使外界溶液浓度升高。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (3)实验设计应遵循对照原则和单一变量原则，所以在每组的a试管中加入等量的大小相同的菠菜叶圆片，将每组的a试管中加入一滴亚甲基蓝结晶，稍等片刻，用毛细滴管从每组的a试管中取出一滴蓝色溶液，置于b试管中部，观察并记录实验现象。 (4)根据题意设计表格(见答案)。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (5)①第3组蓝色小液滴明显上浮，说明a试管中的细胞失水，第4组的蔗糖浓度更高，若将第4组植物组织放到显微镜下观察，则观察到的细胞形态接近图A；箭头所指部分是细胞液，叶肉细胞细胞液的颜色为无色；若第 2 组蓝色液滴基本不动，说明a试管中溶液浓度不变，即细胞不失水也不吸水，细胞液浓度与外界溶液浓度相等，大约为0.025M。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 ②若发现这 5 组实验结果均为蓝色小液滴均匀上浮，说明5组细胞均处于失水状态，应增加多组蔗糖溶液浓度更低的组别。 答案：(1)降低　升高　 (3)②等量、大小相同的菠菜叶圆片　⑤观察并记录实验现象 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (4) 组别 1 2 3 4 5 蔗糖溶液浓度 0.0125M 0.025M 0.05M 0.1M 0.2M 蓝色液滴沉浮情况           细胞吸水或失水情况           1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 或 组别 1 2 3 4 5 蔗糖溶液浓度 0.0125M 0.025M 0.05M 0.1M 0.2M 蓝色液滴沉浮情况           (5)①A　无色　0.025M　②增加多组蔗糖溶液浓度更低的组别   本课结束 甲 解析：结合图示可以看出，AC段乙溶液中液泡的直径不断变小，说明细胞失水发生质壁分离，因此细胞膜以及细胞膜以内的部分的体积不断缩小，A正确；甲溶液可以是一定浓度的KNO3溶液，当KNO3溶液浓度较大，细胞发生质壁分离，同时细胞会主动吸收K＋、NO，细胞液浓度逐渐增大，细胞开始吸水，发生质壁分离复原现象，B正确； $$