第1讲 被动运输-【考点同步解读】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞（人教版2019）

第4章 细胞的物质输人和输出 第1讲 被动运输 高考要求学业标准·学法指引 一考点分布 课标解读 一学法指引 1.水分进出细胞的原理。（★ 1.生命观念：理解细胞膜结构与 1.完成“问题探究”，观看视频或动画建构 第2章 ★★) 功能相适应的特点，认识生命 扩散和渗透作用的概念。 2.探究植物细胞的吸水和失 活动的复杂性。 2.动手实验，理解水分进出不同细胞的 水。（★★） 2.科学探究：开展模拟实验探究 原理。 第3章 3.自由扩散和协助扩散。（★ 膜的通透性。观察植物细胞的 3.进行探究实验，明确实验原理和实验 ★★★) 质壁分离和质壁分离关系。 思路 考点分类】 考点透析·典例制祈 第 考点1 水分进出细胞的原理 5年4考州 ·核心总结 误区防错： 1.渗透作用 关于渗透作用的易错点 (1)概念：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。 (1)水分子的移动方向是 双向的，但总体上是由低浓度 (2)方向：如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水 溶液流向高浓度溶液的水分 分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。 子数较多。 2.动物细胞的吸水和失水（以红细胞为例） (2)达到渗透平衡时仍存 在水分子透过半透膜的现象， 红细胞膜相当于一层半透膜。 这时水分子通过半透膜双向 当外界溶液浓度<细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。 扩撒的数目是相等的。 当外界溶液浓度>细胞质浓度时，细胞失水皱缩。 (3)渗透平衡时，膜两侧 的溶液浓度不一定相等。若 当外界溶液浓度=细胞质浓度时，水分进出平衡。 渗透平衡后，半透膜两侧液面 动物细胞的吸水相当于成熟植物细胞的渗透吸水。 仍存在高度差，则半透膜两侧 溶液就还存在浓度差。 3.植物细胞的吸水和失水 (4)渗透作用中，膜两侧 吸胀吸水：如蛋白质、淀粉、纤维素，且三者吸水能力大小 溶液的浓度差实质是渗透压 关系为纤维素<淀粉<蛋白质。植物细胞在形成中央液泡之 (溶液中溶质微粒对水的吸引 力，与溶质微粒数目多少有 前靠吸胀作用吸水 关，与溶质微粒大小无关)差。 渗透作用：如成熟植物细胞和动物细胞。 如质量分数为10%的葡萄糖 成熟的植物细胞可与外界溶液构成一个渗透系统： 溶液和质量分数为10%的蔗 糖溶液的质量浓度相等，但质 88 第4章》细胞的物质输入和输出儿 量分数为10%的蔗糖溶液的 渗透压小，故水分子可通过半 液 透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶 细脆膜 液移动。 细胞质 奇难点突限… 层液泡哄 ·外界溶液 渗透作用的观测指标 清水女 以如图所示装置为例，判 据上图分析可知： 断渗透作用中的液面变化。 ,细胞—企透性 圳胞膜 细胞质 牛避脱 为 成熟的植物红形 细 原生质层—一 选择透过 「液泡费」 可与外界济液陶 章 液泡 成一个潘透系统 【细腿液 一具有一延的浓度 浓 ①若A侧溶质可以通过 外界溶液 半透膜，B侧溶质不能通过半 透膜，则B侧液面升高：若A ©考题司某学习小组设计的渗透装置如下图（半透膜对水 侧和B侧溶质是同种且不能 第 分子和葡萄糖都有通透性，对蔗糖分子无通透性)。A组漏斗内 通过半透膜的，则浓度高的一 蔗糖溶液(S)浓度(g/ml)大于漏斗外蔗糖溶液(S)浓度：B组将 侧液面升高：若A侧和B侧 溶质均能通过半透膜，则不 蔗糖替换为葡萄糖，两组装置漏斗内外起始液面相同。下列说法 在高度差。 正确的是( )。 ②液面高度差的大小取 第 决于浓度差的大小，浓度差越 5 大，高度差越大。 S,浒液 ③渗透系统中，若溶质不 △h S溶液 能通过半透膜，则实验刚开始 浓度大的一侧达到平衡后的 半透膜 浓度仍大于另一侧。 A.A、B组漏斗内液面上升时，水分子只由半透膜外进入漏斗 ②归纳总结… B.A组的△h先增大后减小，最后趋于稳定 渗透作用原理的迁移应用 C.B组的△h先增大后减小，最后为零 (1)判断细胞的年龄：不 同年龄的植物细胞十同一浓 D.△h不再变化时，A、B组半透膜两侧水分子进出量均不相同 度的分离剂→分别镜检→成 解析水分子的运动是双向的，A、B组漏斗内液面上升时，水 熟植物细胞的质壁分离现象 分子既能由半透膜外进入漏斗，也能从漏斗进入到半透膜外， 更明显 A错误：半透膜对水分子和葡萄糖都有通透性，对蔗糖分子无通 (2)观察枝物细胞的细胞 膜：由于正常植物细胞的如胞 透性，A组漏斗内蔗糖溶液(S)浓度(g/mL)大于漏斗外蔗糖溶 膜是紧贴细胞壁的，显微镜下 液(S)浓度，因而漏斗内液面上升，上升速度先快后慢，最终达到 不易观察到，当细胞处于质壁 动态平衡，故A组的△h先增大最后趋于稳定，B错误：B组将蔗 分离状态时可以明显观察到 细胞膜。 糖潜换为葡萄糖，一开始漏斗内的葡萄糖浓度大于漏斗外，B组 (3)证明原生质层的仲缩 的△h先增大，但是半透膜允许葡萄糖分子透过，即漏斗中会有茼 性大于细胞壁： 萄糖分子进入漏斗外，△h减小，最终漏斗内外的葡萄糖分子浓度 点然植 越枪发生硬 短稳整的种编 性小于原生质 相等，达到渗透平衡，△h最后为零，C正确：当△h不再变化时，A,B 要分离 分高剂 基的钟缠性 89 考点同步解读〉高中生为学必修1分子与如胞R」乡 组半透膜两侧水分子进出量均相同，即水分子进出达到动态平 (4)判断植物细胞的死活： 衡，D错误。 待测 发生黄星分离和复原·活加聪 答案C 不定生成驶分离→死加胞 离刺 ⊙变式1图1为研究渗透作用的实验装置示意图，图2 (5)比较不同植物如胞的 表示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞处在某浓度的外界溶液中的一 细胞液浓度大小： 不同植物细胞十同一浓 种状态（此时细胞有活性），图3是选用蔗糖作为实验材料，用 U形管所做的渗透实验。请回答下列问题！ 度的分高剂分利镜检细胞刚 刚发生质壁分离时所需时间 b宵 段a符 管 时间后 长短的比较·判断细胞液浓 旅馏水 馏水 蔗糖 度的大小（时间越短，细胞液 溶液 溶液 浓度越小)。 半透顺 半透膜 (6)比较未知溶液的浓度 图1 图2 图3 大小： 第3章 (1)图1中的渗透作用发生需要两个条件：① 同一植物的相同成熟 ② 当液面上升到最大高度后处于静止 细胞十未知浓度的溶液 状态时， (填“有”或“无”)水分子通过半透膜进入漏斗中。 分鞘镜检，记录刚刚发生质壁 (2)在做观察植物细胞的质壁分离和复原的实验过程中，常 分离所需的时间→比较所用 第 选用图2所示的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料，原因 时问的长短·判断溶液浓度 是该种细胞具有 的大小（时间越短，未知溶液 的求度越大)。 (3)图3实验结果说明蔗糖分子不能通过半透膜。某同学想 第 (7)测定细胞液浓度大小： 6 继续探究蔗糖水解产物能否通过半透膜，他向b管中滴加了两滴 待测细胞十一系列浓度稀 定浓度的蔗糖酶，并在适宜温度下水浴保温一段时间，观察实 度的分离剂分别镜 →细胞液浓 验现象并预测实验结果： 度范国等于未发生质壁分离和 ①一段时间后，若发现a,b两管的液面高度差继续增大，直至最 刚刚发生质壁分离的外界溶液 后稳定不变。请分析造成此现象的原因有： 的浓度范国。 (8)防腐杀菌： 在高浓度的溶液中，细菌 ②一段时间后，若发现b管液面先上升后下降，直至b管液 等微生物将失水死亡，从而有 面仅略高于a管后不再变化。为使两侧液面等高，应进行的操作 效地防止食品腐烂变质。 是 考点2 探究植物细胞的吸水和失水 5年4考+ ·核心总结· 误区防错… 1.提出问题 关于植物细胞吸水和失水的 原生质层相当于一层半透膜吗？ 易错点 2.作出假设 (1)原生质层相当于半透 若原生质层相当于一层半透膜，则植物细胞处于外界溶液 膜的原因：成熟的植物细胞由 于中央液泡占据了细胞的大 中会发生吸水或失水。 部分空间，将细胞质挤成一个 90 第4章〉细胞的物质输入和输出儿 3.设计实验 薄层，所以细胞内的液体环境 主要指的是液池里面的细胞 (1)步骤： 液。因此水进出植物细胞主 制作洋葱峰片叶外表皮细跑临时装片 要指的是水经原生质层进出 低倍业微镜下观察 ①有一个紫色的中火大液池 ②原生质层紫贴胞坐 液泡。 30% 庶糖溶液 口→收水纸吸引 (2)植物细胞吸水、失水 ①中火液泡逐渐变小（紫色加深》 的原理： 低倍业微镜观察 ②晾牛质层与细壁逐渐分离 。(如胞失水，质堂分离) 吸水纸 外 吸引 一蒸馏水 低倍显微镜观察 ①中央液泡逐渐洪大 细胞液浓度 ②原生质层遂渐贴近抱壁 生质层 (2)记录： (相胞吸水，发生质斐分病 的触跑出现质壁分培复原孔象) 第 试剂 中央液泡大小 原生质层位置 细胞大小 (3)植物细胞吸水、失水 2章 蔗糖溶液 变小 脱离细胞壁 基本不变 的过程分析： 第 清水 逐渐恢复到原来大小 恢复原位 基本不变 外界溶液水进出液池原生质榭胞液 浓度 方向体和基体积浓度 章 (3)结论 高于妇脆液失水 小变小大 质壁分离： 低于细枪境吸术变大变大 交小 外界溶液浓度>细胞液浓度，细胞失水一 外界溶液浓度<细胞液浓度，细胞吸水一质壁分离 复原。 4.得出结论 原生质层相当于一层半透膜。 ⊙考题2(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 女实验探究： 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 观察植物细胞质壁分离和 确表示实验结果的是( )。 复原的三个关键点 30%:糖溶液 拟430%旅精济液 (1)选材：选取紫色洋葱 泸水 原牛质体 鳞片叶外表皮。其细胞液为 清水 紫色，在显微镜下与无色透明 液泡 果 的细胞壁容易区分，观察到的 时间 时 质壁分离和复原效果明显。 A B 另外，取新鲜的水绵、黑 藻叶、南瓜表皮也可以做这个 原牛质休 实验。 长 波泡 (2)试剂：可选用质量浓 O改糖溶液浓度 Q蓝糖溶液浓度 度为0.3g/ml的蔗糖溶 C D 液。浓度过高，细胞质壁分 91 考点同步解读>高中生为学必修1分子与射胞R」色 解祈将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞用30%蔗糖溶液处理 离速度虽然很快，但不久就 后，液泡和原生质体体积均会因渗透失水而变小，一段时间后再 会将细胞杀死，致使细胞不 用清水处理，二者体积会因吸水而变大，A错误；在用30%蔗糖溶 能进行质壁分离复原：若浓 液处理后，液泡中的细胞液会因失水而导致浓度变大，用清水处 度过低，则不能引起细胞质壁 理后，细胞液会因吸水而导致浓度变小，B错误；随着处理的蔗糖 分离或质壁分离速度太慢， 溶液浓度升高，液泡和原生质体体积由于失水增多而逐渐变小， 另外，质量分数为8%的 而细胞液浓度则逐渐上升，C正确，D错误。 食盐溶液、5%的硝酸钾溶液、 答案C 一定浓度的尿素、甘油等也可 第 使用，但后面三者在引起质壁 ⊙变式2(2023·湖南郴州一中高一期末)（不定项）某学 分离后细胞可自动复原。 习兴趣小组采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行了探究植物细胞的 第 (3)时间的控制：做好质 吸水和失水的实验。图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞 壁分离的实脸后，不久就要做 质壁分离的实验结果图，图2为质壁分离及其复原实验流程图。 质壁分离复原实验，所以应避 第 下列说法正确的是( 免使质壁分离的细胞长时间 章 洋盔鳞片叶。 0.3g/mL 外表皮 溶液 清水 处于较高浓度的外界溶液中， 吸水纸 吸水纸 导致细胞过度失水而死亡，从 B E 而观察不到质壁分离复原的 第 图1 图2 现象。 A.图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞的吸水能力逐渐 减弱 第 6 B.正常情况下经过步骤C后，在步骤D时，可以观察到图1 所示结果 C.图2步骤B的显微镜是低倍镜，步骤D、步骤F使用的是 高倍镜 D.该实验用显微镜主要观察原生质层的位置、液泡的颜色和 大小等 考点3 自由扩散和协助扩散 5年5考 ·核心总结 1.被动运输的概念 物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所 令名师提程… 释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 (1)所有带电荷的分子或 2.被动运输的类型 离子均不能自由扩散：带电的 类型 概念 实例 物质通常同水结合形成一个水 物质通过简单的扩散作用进出 CO、甘油、乙醇进入 合的外壳，这不仅增加了它们 自由扩散 细胞 细胞等 的分子体积，同时也大大降低 进出细胞的物质借助转运蛋白 协助扩散 葡萄糖进入红细胞等 了其脂溶性，故所有带电荷的 的扩散 分子或离子均不能自由扩散。 92 第4章》细胞的物质输入和输出儿 3.转运蛋白的类型 :合外层 载体蛋白 通道蛋白 只容许与自身结合部位相只容许与自身通道的直径和形状 特点 适应的分子或离子通过， 相适配、大小和电荷相适宜的分子 而且每次转运时都会发生 或离子通过。分子或离子通过通 食发品传 白身构象改变 道蛋白时，不需要与通道蛋白结合 (2)载体蛋白介导的协助 葡萄糖、氨基酸、核苷酸或水通道蛋白，Na、K、Ca+等的 举例 扩散：血液中的葡萄糖进入哺 离子等的载体蛋白 离子通道蛋白 乳动物成熟的红细胞。 ⊙考题3(2023·湖北卷)心肌细胞上广泛存在Na-K+泵 (3)通道蛋白介导的协助 和NaCa+交换体（传人Na+的同时排出Ca+),两者的工作模 扩散：如水借助水道道蛋白的 第 协助扩救，神经细胞Na内 2 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。 流、K+外流，Ca+内流等。 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( ）。 章 △ 00 NaK泉产 00口 膜外 草 第 膜内 令归纳总结… 5 ATP ADP+PO ▣ 自由扩散与协助扩散的比较 ONa △K 口Ca 偏发出入幅 每由扩巨 协曲扩位 危的方式 A.心肌收缩力下降 运给方向 高浪度·低浓度 瓷春需 不需委 需委 B.细胞内液的钾离子浓度升高 委转地要白 是否泻耗 不请相 C.动作电位期间钠离子的内流量减少 艳登(ATP 娱绝底 D.细胞膜上NaCa+交换体的活动加强 解析据图分析可知，药物特异性阻断细胞膜上的Na十-K +十◆ 系，可以使细胞排出的Na减少，细胞外的Na浓度偏低，进而引 0.00甘换 红邮驼吸低 起Na十-Ca+交换体的活动减弱，导致通过Na+-Ca+交换体排出 乙醇，笨出入加 药链等 总等 的Ca+减少，细胞内Ca+浓度升高引起心肌收缩力增强，A、D错 ,地擀造牢 1实输法率 由能测 误；N+-K+泵被阻断后，细胞吸收K+减少，导致细胞内的K+浓 (一定浓 度龙国内 度降低，B错误；由于药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K 细外定 ①规乾鬓内外 泵，使细胞外的N浓度偏低，则动作电位期间通过协助扩散进 影响陆按 如隐候内外物扬喷的哀成是： 入细胞的钠离子减少，C正确。 的习素 所的浓成烈 ©的总候上特 证茶白的数量 答案C 注意：①表中“高浓度” ⊙变式3保卫细胞膜上外向运输K+的离子通道活性增 “低浓度”是指运输的离子和 强，内向运输K的离子通道活性降低，从而使胞内渗透压改变， 小分子本身的浓度，而不是它 气孔关闭。下列叙述错误的是()。 们所处溶液的浓度。 93 夏考点同步解读〉高中生为学必修1分子与射胞R」台 A.气孔关闭过程中，K+可通过协助扩散方式进出保卫细胞 ②两种运输方式的动力均 B.内向K通道活性高，会导致保卫细胞失水，气孔开放 来自细胞内外物质的浓度差。 C.若抑制保卫细胞的外向K通道活性，气孔将不能有效关闭 此外，协助扩散还与膜上转运蛋 D.晴朗夏日正午时，保卫细胞外向K通道活性增强 白的数量有关 对标演练分级评·猥时待训 )阶段考过关练限时20分钟” D.状态A与状态B两种构象的转变是随机 1,考点12将家兔红细胞置于不同浓度的溶液 发生的，不依赖是否有溶质结合和是否完 中，水分子的跨膜运输示意图如下（箭头方向 全可逆 第 表示水分子的进出，箭头粗细表示水分子出 3.考点1(2024·湖北孝感一中联考)图甲、乙 2 入的多少)。下列叙述中正确的是( 为常见的两套渗透装置图（图中S为30% 第 蔗糖溶液、S为蒸馏水、S为30%葡萄糖溶 。溶质分了 3章 一水分了 液：已知单糖能通过半透膜，但二糖和多糖不 。 能通过半透膜)，下列有关叙述错误的是 > 内 )。 A.一段时间后，甲细胞会发生质壁分离 第 B.能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞 C.光学显微镜下观察到乙细胞有水分子的 第 进出 半透 6 D.若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水 中，甲细胞先破裂 A.待装置甲S,液面稳定后加入蔗糖酶，漏 2.考点3(2024·安徽安庆一中训练)下图为载 斗管内液面会升到一定高度后保持不变 体蛋白通过构象改变介导溶质（葡萄糖）协助 B.装置甲漏斗中液面上升速率逐渐下降 扩散的模型。有关该模型说法错误的是 C.实验刚开始时，装置甲中水分子从S侧 (）。 进入另一侧的速率小于装置乙中水分子 葡萄糖、 状态A→状态B 浓度 从S侧进入另一侧的速率 质膜外侧 佛度 D.装置乙的现象是S液面先上升后下降， 脂双层 最终S和S液面持平 质题内侧 载体蛋白 4.考点1②红细胞可被冷冻干燥保存于血库中， A.若膜外侧溶质浓度高，净效果表现为溶质 解冻后浸于生理盐水中，仍能较好地恢复其 顺浓度梯度进人细胞 正常的结构和功能，这对于输血有重要意义。 B.载体蛋白与通道蛋白都是跨膜蛋白，都只 为研究红细胞保存的最适条件，科研人员进 能与特定的溶质结合 行了实验研究。请回答下列问题： C.状态A溶质结合位点在膜外侧暴露；状态 (1)红细胞膜主要由 和蛋白质分子 B溶质结合位点在膜内侧暴露 构成，可控制物质出入细胞。 94 第4章〉细胞的物质输入和输出儿 (2)如图为不同浓度（质量分数）NaCI溶液中 的细胞膜，通常用哺乳动物成熟的红细胞 红细胞的形态。红细胞在 (填 为原料，原因是 “0.45%”、“0.9%”或“3%”)浓度的NaC 。 细胞膜的功能越复杂，其 溶液中最接近其正常形态和体积，此浓度 细胞膜上的 NaCI溶液称为生理盐水 (2)若鉴定AQP1蛋白时，发现实验室只有 斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水，应如何 处理才能鉴定？ 00 (3)当AQP1蛋白运输水时，水分子 0.45 0.98 3% (填“需要”或“不需要”)与AQP1结合， (3)用不同浓度NaC】溶液处理加入抗凝剂 通道蛋白只允许 的血液，离心沉淀，测得红细胞的溶血率 的物质通过。 如下表所示。据表分析，红细胞更加耐受 (4)脑肿瘤细胞膜上的AQP1数量比正常人 (填“低浓度”或“高浓度”)NaC 明显增多，细胞膜上AQP1增加与细胞 溶液。有研究表明，NaCl溶液浓度为 中 等膜性细胞器有 0.54%和0.72%时，红细胞占血液的体 关。根据题中信息，提出一种治疗脑肿瘤 积比正常状态明显增加，这是由于红细胞 的方案： 形态由双凹圆饼形变为 形所致。 竹)等级考提能练 限时40分钟n N(I溶液 0.380,450.540.720.90 1.考点3(2022·全国甲卷)植物成熟叶肉细胞 浓度/% 帝血常/%79,430.26.62.41,92.12.525,255.8 的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细 注：溶血指红细胞破裂，血红蛋白外滋 胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分 (4)将浓度为3%和9%（质量分数）的NaCl 别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管 溶液处理过的红细胞分别放入生理盐水 中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a 中，后者血红蛋白外溢程度远高于前者， 未发生变化：②细胞b体积增大：③细胞c发 其原因是 生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗 5.考点1.23AQP1是人的红细胞膜上的一种 糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验 主要蛋白质，它可以使红细胞快速膨胀和收 的叙述，不合理的是()。 缩以适应细胞间渗透压的变化。AQP1对水 A.水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外 的通透性受氯化汞的可逆性抑制。据图回答 界蔗糖溶液的浓度 下列问题： B.水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞 HO b>细胞a>细胞c C.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大 AQPI 于细胞a的细胞液浓度 D.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等 于外界蔗糖溶液的浓度 (1)人们研究细胞膜成分时，首先要获得纯净 2.考点3柠檬、醋等物质中的H通过细胞膜上 95 考点同步解读〉高中生浙学必修1分子与射胞R」色 的OTOP1通道进入味蕾细胞，从而使我们 质层逐渐与细胞壁分离 感知酸味。最新研究发现，NH,C1在水中释 D.b点时Ⅱ溶液的渗透压等于细胞液的渗透 放少量的NH,NH向细胞内移动，进而调 压，Ⅲ溶液中的细胞已死亡 节H+的跨膜转运，过程如图所示。下列叙 4.考点1.23了(2024·山东省实验中学训练)（不 述正确的是( 定项)原生质体（由细胞除细胞壁以外的部分 组成)表面积大小的变化可作为质壁分离实 NH≠NH 999988999金 验的检测指标。用适宜浓度的葡萄糖基本培 8思8888888888 养基和一定浓度的NaC1溶液交替处理某假 HO OH NH 单胞菌（一种真菌，具有细胞壁和液泡），其原 NH, 第 OTOPI OTOP1 生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙 A.NH进人细胞需要消耗细胞内化学反应 述正确的是( 所释放的能量 第3章 B.NH,CI通过提高细胞内H+浓度使 复1. 复1.7 ()TOP1通道打开 1.25 125 C.NH,CI减少会使人们感知酸味的能力 0.7 增强 第 0.25 D.食物中的酸性物质使细胞外的H浓度升 5 摩养时间h 亮养时间h 高，可提高OTOPI通道转运H的速率 甲组：03 nolL NaC 乙组：l.0 nolL NaC 第 3.考点2(2024·湖南常德一中测试)用同一打 6 孔器在一白萝卜上打出若干萝卜条，切成相 15 同长度，均分为三组，分别置于等体积的I、 1.29 Ⅱ、Ⅲ三种溶液中一段时间，b点时将三组实 0.75 验的萝卜条同时放回相应溶液的低浓度溶液 中一段时间。实验期间持续观察萝卜条体积 培莽时门品 内组：1.5 mol/L NaC] 的变化，并计算相对体积，实验结果如图所 A.由甲组结果可知，该假单胞菌的细胞液渗 示。下列叙述错误的是( )。 透压>所用NaCI溶液的渗透压 ↑相对休测 B.丙组的NaC处理能使该假单胞菌发生质 初始体积 1溶液 川济液 壁分离，处理解除后会发生质壁分离复原 Ⅲ溶液 C.细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞结构 讨问 构成该假单胞菌的原生质层 A.实验的自变量包括溶液的种类和浓度，观 D.若先将该假单胞菌高温灭活，再用高浓度 测指标是萝卜条的体积变化 NaCI溶液处理，依然可以出现质壁分离 B.在换成高倍镜之前应该将所需要观察的 的现象 对象移到视野中央 5.考点2(2024·湖南长沙雅礼中学训练)在 C.萝卜条体积减小的同时，萝卜细胞的原生 “质壁分离和复原实验”的教学过程中，通常 96 第4章〉细胞的物质输入和输出/ 用质量浓度为0.3g/mL.的蔗糖溶液进行实 (2)研究人员同时培养15日龄和30日龄的 验，效果明显，但在该浓度下实验操作的时间 豚鼠红细胞（豚鼠在约35日龄时达到成 较长，留给学生实验后交流的时间比较短，不 熟)，向培养基中加入14C标记的葡萄糖。 能对实验过程中出现的各种情况充分分析总 一段时间后测定豚鼠红细胞内放射性葡 结，无法达到课前预设的效果。因此有人以 萄糖分子含量如下： 洋葱为材料，通过对比实验，探索一系列浓度 习100 15日趁 梯度蔗糖溶液处理后细胞质壁分离和复原的 80叶 情况，以及确定适合教学实际需求的蔗糖溶 60l 30日龄… 液浓度和操作时间关系，确定适合教学实际 40 框 20 需求的蔗糖溶液浓度。实验结果如下表，请 10203010 50 根据结果选出最适的蔗糖溶液浓度( )e 挤养时问min 表1三种不同浓度莲糖溶液处理15min后 ①研究人员用4C标记追踪葡萄糖的摄 细胞质壁分离情况 取情况，这种科学方法是 蔗糖溶液浓 视野中细胞视野中质壁分 ②图中结果显示：15日龄豚鼠红细胞葡 比例/% 度/(g/mL) 总数/个 离细胞数/个 萄糖吸收速率 (填“大于”、“小 0.3 103 67 65.05 于”或“等于”)30日龄豚鼠的 0.4 95 95 100 30日龄豚鼠红细胞摄取葡萄糖速率较低 0.5 87 87 100 的原因可能是：15日龄豚鼠处于快速生 表2不同浓度蔗糖溶液处理后细胞质壁分离复原情况 长阶段，细胞需要吸收大量葡萄糖供能， 蔗糖溶液浓 质壁分离 细胞全部复原所需 30日龄豚鼠 度/(g/mL) 细胞数/个 时间/min (3)在后续研究中，科学家发现红细胞膜上存 0.3 67 12 在葡萄糖转运体GLUT-1,它的化学本质 0.4 95 8 是 。 GLUT-1转运葡萄糖 0.5 87 大部分细胞不能复原 的过程体现了细胞膜的 功能。 A.0 g/mL B.0.3 g/mL 联系前文实验结果，推测：15日龄豚鼠红 C.0.4 g/mI. D.0.5 g/mI 细胞上葡萄糖转运体数量 (填 6.考点23科学家利用豚鼠红细胞对葡萄糖的 “大于”、“小于”或“等于”)30日龄豚鼠。 摄取过程展开探究，阅读并回答以下问题： 》竞赛考拔高练限时5分钟… (1)在体外培养豚鼠红细胞的过程中，需要加 1.考点④(2022·全国中学生生物竞赛)下列关 入一定量的葡萄糖，因为葡萄糖可被细胞 于植物细胞膜上水孔蛋白在植物细胞水的运 直接吸收，是细胞的 输中起重要作用的描述，不正确的是()。 但加入过多葡萄糖会导致溶血（红细胞溶 A.控制水的运动速率 解死亡)。这是由于细胞外葡萄糖浓度过 B.水通过水通道运输是一种被动运输 高，使红细胞 ,最终导致红细胞 C.控制水运动方向 死亡。 D.使水快速运动 97I 考点同步解读> 高中生物学 必修1分子与细胞 RJ乡 操作致使部分细胞死亡和细胞自然衰老等过程进行。 (3)将药物分子与亲核蛋白的尾部结合 (3)题干中的这种观点是不成立的,无核部分的生命 [(1)亲核蛋白(包括头部和尾部)进入细胞核由其尾 力是不可能高于有核部分的,这是实验统计误差。 部决定,为使该药物分子快速进入细胞核发挥作用, (4)开放性试题,合理即可,可从弃核后存留的空间 可以将药物分子与亲核蛋白的尾部结合。 大,有利于氧的运输的角度进行分析解题。 【竞赛考拔高练】 【等级考提能练】 1. A 细胞c的细胞膜和细胞质都来自细胞b,但细胞 1.B [实验1中自变量是伞柄切断来源,因变量是生出 核来自细胞a,其性状与细胞a相同,说明控制c性状 的伞帽大小。根据题表中数据可知,三段伞柄都可以 发生的遗传信息来自细胞核,A正确;若控制c性状发 生出伞帽,说明伞柄中含有伞帽形态构建的物质,上 生的遗传信息来自细胞质,则细胞c的细胞膜的性状 段生出较大的伞帽,说明含量多,A正确;细胞分裂可 应该与细胞的性状相同,与题意不符,B错误;用a的 以增多细胞数目,上段伞柄中形态构建的物质较多 细胞核和b的去核细胞重新组合,培养一段时间,得 但不含有细胞核,不可以产生较多的伞藻,B错误;实 到重组细胞,将重组细胞培养一段时间后,出现了新 验2中甲种伞藻的伞柄上长出的伞帽形态可能会介 的突起,这说明c性状发生是由细胞核的遗传信息决 于甲和乙之间,因为存在甲、乙合成的与伞帽发育所需 定的,C错误;本实验无法说明细胞核内的遗传信息控 要的某种物质,C正确;甲的伞柄中有残留的mRNA 制生物一切性状的发生,而且细胞质中也有少量的遗 反复切去伞帽后可以消耗原有的mRNA,然后乙种伞 传物质,D错误。] 根中的DNA表达可以控制乙种伞帽的形成,D正确。 第4章 细胞的物质输入和输出 2.C [结构与功能相适应,核膜上的核孔大小是可以调 第1讲 被动运输 节的,A正确;氢基酸是蛋白质的基本单位,氢基酸脱 水缩合形成蛋白质,B正确;实验一是完整的亲核蛋白 【变式训练】 实验二中只有亲核蛋白的头部能形成对照,C错误;实 [变式1-1](1)半透膜;a和b之间存在浓度差(半透膜 两侧有浓度差):有。 (2)(紫色)大液泡。 验三中使用放射性的尾部,发现能摄入细胞核,说明亲 (3)①滴 核蛋白的尾部能引导亲核蛋白通过核孔,D正确。] 加燕糖后使b管溶液浓度升高;糖被水解,其产物 3.D [细胞核是细胞代谢的控制中心,无核部分因失去 不能通过半透膜。②在a管中滴加等量的燕糖溶液。 了细胞核的控制,只能存活数天,A错误;细胞质的生 [(3)一分子的蘑糖在蘑糖腐的催化下可以被水解为一 理活动能够为细胞的代谢提供物质和能量,由题图可 分子的葡萄糖与一分子的果糖。在题图3实验的基础 知,细胞质减少对细胞代谢有影响,B错误;该实验人 上,若要探究蘸糖的水解产物能否通过半透膜,则向b 为地将活细胞切割为含有细胞核和不含有细胞核的 管中滴加了两滴一定浓度的蘑糖融,①因蘑糖酸能使苗 两个部分,这两个部分均为实验组,通过对结果的比 糖水解,导致b管溶液浓度升高;在适宜温度下水浴保 较分析来探究细胞核与细胞质之间的相互关系,因此 温一段时间后,若发现a、b两管的液面高度差继续增大, 该实验为对比实验,两组实验组的结果形成相互对 直至最后稳定不变,说明蘑糖的水解产物不能通过半透 照,故该实验没有对照组,不需要添加未切割的活细 膜。②若发现b管液面先上升后下降,直至b管液面仅 胞作为对照,C错误;无核部分有细胞质,细胞质含有 略高于a管后不再变化,原因是蘑糖水解产物能通过半 细胞器和部分商,能短暂维持生命活动,D正确。] 透膜,但b管中滴加了两滴一定浓度的蘑糖腐,为使两 4.C [实验结果B组细胞质比C组细胞质放射性强的 侧液面等高,应进行的操作是在a管中滴加等量的蕉糖 原因是B组细胞原来不含细胞核,不受原细胞核的影 海溶液。] [变式2-1] BD 响,而C组细胞会受到非放射性细胞核的影响,A错 [质壁分离与复原过程中细胞要保持 误;尿嘹院核苷酸是合成RNA的原料,放射性元素标 活性,当植物细胞不断失水时,液泡的体积逐渐缩小,组 记的尿密绽核糖核苷酸会进入细胞核,标记上核糖核 胞吸水能力逐渐增强,A错误;由于0.3g/mL.的外界蕉 酸分子,B错误;由于尿嘹院核苷酸是合成RNA的原 糖溶液的浓度大于细胞液浓度,经过实验步骤C的处理 料,因此X物质最可能是在细胞核利用P标记的尿 植物细胞发生了质壁分离,步骤E用清水进行处理的目 密院核糖核苷酸合成的RNA,由于原料有放射性,因 的是使细胞质壁分离复原,B正确;探究植物细胞的吸水 而核有放射性,C正确;C组细胞质具有放射性的原因 和失水实验中,观察细胞的正常形态和变化的形态使用 是“P标记的尿嘹庭核背酸作为原料合成RNA,通过 的都是低倍镜,题图2步骤B、步骤D、步骤F使用的是 核孔进入细胞质,使其具有放射性,D错误。 低倍镜,C错误;原生质层由细胞膜和液泡膜以及两层 5.(1)代谢和遗传;核膜;蛋白质;染色质 之间的细胞质组成,若发生了质壁分离,原生质层将与 (2)细胞质基质;具有:低。 细胞壁分离开来,原生质层与细胞壁之间的空隙充满了 1# 1参考答案与提示> 无色的蓝糖溶液,液泡的体积会变小,液泡的颜色会变 (4)处于9%NaC1溶液中的红细胞膜结构损伤程度更 深,D正确。 高(或红细胞对高浓度溶液的耐受程度有限). [变式3-1] B [先分析题干信息,“保卫细胞膜上外向 5.(1)哺孔动物成熟红细胞无细胞核和众多细胞器;蛋 运输K的离子通道活性增强,内向运输K”的离子通道 白质的种类和数量越多 活性降低”会导致细胞内K浓度降低,渗透压降低,保 (2)将裴林试剂的乙液用蒸水进行相应倍数的稀释 卫细胞失水,气孔关闭。气孔关闭过程中,K通过离子 即可。 通道进出保卫细胞,由通道蛋自协助的运输方式为协助 (3)不需要;与自身通道的直径和形状相适配、大小和 扩散,A正确;内向K通道活性高,会导致细胞内K浓 电荷相适宜。 度升高,细胞吸水,气孔开放,B错误;若抑制保卫细胞的 (4)内质网、高尔基体、线粒体;使用一定浓度的氢化 外向K通道活性高,细胞内K较多,细胞难以失水,气 示溶液。 孔不能有效关闭,C正确;晴朗夏日正午时,气孔处于关 [(1)细胞中,细胞膜和细胞器以及细胞核均具有膜; 闭状态,细胞内K浓度应较低,故保卫细胞外向K 通 故为了制备较为纯净的细胞膜,需要排除细胞器和组 道活性增强,D正确。] 胞核的干扰,选用材料是哺孔动物成熟红细胞,原因 【阶段考过关练】 是哺孔动物成熟红细胞无细胞核和众多细胞器;蛋白 1.B [动物细胞不存在细胞壁和液泡,不能发生质壁分 质在细胞膜行使功能时起重要作用,因此,功能越复 离,A错误;渗透作用的条件之一即细胞内外有浓度 杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。(2)检测蛋 差,甲细胞和丙细胞与外界溶液存在浓度差:能发生 白质的试剂为双缩豚试剂,双缩豚试剂的A液与裴林 渗透作用,B正确;光学显微镜下看不到水分子,C错 试剂的甲液浓度与成分相同,双缩豚试剂的B液浓度 误;甲、乙和丙都是家兔的红细胞,三个细胞内的溶液 比裴林试剂的甲液浓度低,故只需要将变林试剂的乙 浓度应该相同,如果分别同时放入蒸水中,应同时 液用蒸水进行相应倍数的稀释即可用于蛋白质的 破裂,D错误。 检测。(3)AQP1蛋白为通道蛋白,当AQP1蛋白运输 2.B [协助扩散的特点之一是物质顺浓度梯度运输,因 水时,水分子不需要与AQP1结合,通道蛋白只允许 此若膜外侧溶质浓度高,净效果表现为溶质顺浓度梯 与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜 度进入细胞,A正确;通道蛋白在转运特定的溶质时. 的物质通过。(4)细胞膜上蛋白质的合成与运输与核 不与溶质结合,B错误:据题图可知,载体蛋自有两种 糖体、内质网、高尔基体以及线粒体等细胞器有关,其 构象(状态A、状态B).状态A时溶质结合位点在膜 中具膜的细胞器为内质网、高尔基体和线粒体。结合 外侧暴露,状态B时溶质结合位点在膜内侧暴露, 题干“AQP1对水的通透性受氢化示的可逆性抑制”. C正确;状态A与状态B两种构象的转变是随机发生 而脑胖痛细胞膜上的AQP1数量比正常人明显增多 的,不依赖是否有溶质结合和是否完全可逆,而与该 可知,使用一定浓度的氢化示可用于治疗脑胁痛。] 溶质在膜两侧的浓度差有关,D正确。 【等级考提能练】 3.A [待装置甲S液面稳定后加入燕糖,糖水解 1.C [糖溶液初始浓度相同,实验结果显示水分交换 为单糖,导致漏斗内溶液的物质的量浓度升高,S液 达到平衡时,细胞a未发生变化、细胞b体积增大、细 面先上升,由于单糖可以通过半透膜,导致液面上升 胞c发生了质壁分离,说明水分交换前,细胞a、b、c的 后又下降,A错误;装置甲中,S 为30%燕糖溶液、 细胞液浓度分别等于、大于和小于外界燕糖溶液的浓 S. 为蒸水,所以漏斗中液面上升,但随着半透膜两 度,A、B合理。水分交换达到平衡时,细胞a的细胞 侧的浓度差逐渐减小,漏斗中液面上升速率逐渐下 液浓度等于初始外界糖溶液浓度;细胞c失水,发生 降,最后在半透膜两侧水分子扩散速率达到平衡,B正 质壁分离,导致细胞c的外界糖溶液浓度下降,小干 确;渗透装置中水分子扩散速率取决于半透膜两侧溶 初始浓度,水分交换达到平衡时,细胞c的外界雁糖溶 液物质的量的浓度差,由于糖是二糖,葡萄糖是单 液浓度等于细胞c的细胞液浓度,但细胞c的细胞液 糖,则30%燕糖溶液的物质的量浓度小于30%葡萄糖 浓度小于细胞a的细胞液浓度,C不合理,D合理。] 溶液的,因此实验刚开始时,装置甲中水分子从 2.D [由题图可知,NH。进入细胞为自由扩散,不需要 S.侧进入另一侧的速率小于装置乙中水分子从S:侧 消耗细胞内化学反应所释放的能量,A错误;据题图 进入另一侧的速率,C正确;装置乙中,初期S、S中 可知,进入细胞的NH;与水结合形成NH和OH, 存在浓度差,因为水的渗透作用,S液面会上升,但由 OH-可使OTOP1通道打开从而使H 进入细胞, 于葡萄糖能通过半透膜,一段时间后S.液面又会下 B错误;拧檬、醋等物质中的H通过细胞膜上的 降,最终S。和S:液面持平,D正确。] OTOP1通道进入味蕾细胞,从而使我们感知酸味,若 4.(1)脂质。 (2)0.9%。 (3)高浓度;(圆)球。 NH.C1减少会使H进入味蕾细胞的数量减少,人们 17 / 考点同步解读> 高中生物学 必修1分子与细胞 RJ多 感知酸味的能力减弱,C错误;H通过通道蛋白 30日豚鼠的;30日龄豚鼠红细胞摄取葡萄糖速率 OTOP1进入味蕾细胞为协助扩散,食物中的酸性物 较低的原因可能是15日龄豚鼠处于快速生长阶段 质使细胞外的H浓度升高,可提高OTOP1通道转 细胞需要吸收大量葡萄糖供能,30日龄豚鼠已趋近成 运H的速率,D正确。] 熟,细胞耗能减少,对葡萄糖的需求减少。(3)葡萄糖 3.B [实验先在不同种类的溶液中处理,后同时放回相 转运体GLUT-1的本质是蛋白质,位于细胞膜上,可 应溶液的低浓度溶液中一段时间,因此自变量包括落 协助葡萄糖跨膜运输;GLUT-1转运葡萄糖的过程体 液的种类和浓度,因变量(观测指标)是萝卜条的体积 现了细胞膜控制物质进出细胞的功能;联系前文实验 变化,A正确。观察质壁分离的实验中,不用高倍镜 结果,推测:15日龄豚鼠红细胞上葡萄糖转运体数量 观察,使用的是低倍镜,B错误。随着萝卜条不断失水 多于30日龄豚鼠,故运输葡萄糖的效率高。 导致原生质体的体积减小,同时由于原生质层的伸缩 【竞赛考拔高练】 性大于细胞壁的伸缩性,因而萝卜细胞的原生质层逐 1.C [植物膜上的水孔蛋白是一类具有选择性、高效转 渐与细胞壁分离,C正确。I溶液中发生的是质壁分 移水分的跨膜通道蛋白,它控制水分子的运输速率 离过程,5点前后萝卜条体积已经基本不再变化,说明已 能够使水分子快速运动,是一种协助扩散,不能控制 经达到渗透平衡状态,即点时II溶液的渗透压等干细 水运动的方向。] 胞液的渗透压。I溶液中萝卜条质壁分离后,放回低渗 第2讲 主动运输与胞吞、胞吐 溶液中也不再变化,此时萝卜条细胞已经死亡,D正确。] 【变式训练】 4.AB[由题图甲(原生质体置于NaC1溶液中)可知,原 [变式1-1] C [NHX可从细胞质基质中向液泡内运 生质体表面积一直在增加,意味着原生质体处于吸水 状态,即该假单胞菌的细胞液渗透压一所用NaCl溶 输Na ,可降低细胞质基质中Na含量,提高耐盐性 A正确;P型ATP嗨和V型ATP消耗ATP转运H 液的渗透压,A正确;丙组中用NaCI处理时原生质体 可使细胞外和液泡内有较高的H浓度,细胞质基质中 体积都比葡萄糖基本培养基处理时要小,说明NaC 处理后发生了质壁分离;换用葡萄糖基本培养基处理 的H浓度较低,H*顺浓度梯度进入细胞为NHX将 后,原生质体体积又增大,说明NaCI处理解除后细胞 Na.运出细胞提供动力,H顺浓度梯度进入细胞质基 又发生了质壁分离复原,B正确;细胞膜、液泡膜及两 质为NHX将Na*运进液泡提供动力,B正确;结合 层膜之间的细胞质构成该假单胞菌的原生质层,C错 B项解析可知,液泡中H浓度较高,CLC转运H是顺 误;若将该菌先高温灭活后,细胞膜失去选择透过性 浓度梯度的,属于协助扩散,CLC转运C1借助了H顺 此时再用NaC1溶液处理,不会发生质壁分离,D错误。 浓度梯度运输产生的能量,属于主动运输,C错误;题图 5.C [0g/mL.的蘸糖溶液浓度小于细胞液浓度,不可 中的一种转运蛋白可以转运多种离子,一种离子可由多 能出现质壁分离现象,A错误;0.3g/mL.的燕糖溶液 种转运蛋白转运,D正确。 处理15min后细胞质壁分离的比例低,细胞质壁分离 [变式2-1] C [据题图分析,①是自由扩散,②是协助 复原时间长,B错误;0.4g/mL.的燕糖溶液处理15min 扩散,③是主动运输,④是胞吞。固醇类激素属于脂质 后细胞质壁分离的比例高,细胞质壁分离复原时间 可通过①(自由扩散)进入祀细胞,A正确;①是自由扩 短,C正确;0.5g/mL.的燕糖溶液处理15min后细胞 散,②是协助扩散,③是主动运输,④是胞吞,低温会影 质壁分离的比例高,但大部分细胞因失水过多死亡而 响细胞膜的流动性和能量的供应,所以低温会影响方式 不能复原,D错误。] ①~④的运输速率,B正确;胞吞过程需要细胞膜蛋白参 6.(1)主要能源物质;失水 与,故方式④(胞吞)吞噬病原体与细胞膜蛋白有关,C错 (2)同位素标记法;大于:已趋于成熟,细胞耗能减少, 误;③是主动运输,④是胞吞,主动运输和胞吞过程都需要 对葡萄糖的需求减少 消耗能量,氧浓度变化影响方式③④的运输速率,D正确。 (3)蛋自质;控制物质进出;多于。 【阶段考过关练 [(1)在体外培养豚鼠红细胞的过程中,需要加入一定 1.B [乙醇是脂溶性的小分子有机物,可以通过自由扩 量的葡萄糖,因为葡萄糖可被细胞直接吸收,是细胞 散方式跨膜进入细胞,A错误;人红细胞内的K*浓度 的主要能源物质,被称为生命的燃料;加入过多葡萄 远远高于血浆,K由血浆进入红细胞是逆浓度梯度 糖会导致溶血(红细胞溶解死亡),是由于细胞外葡萄 的主动运输,需要载体蛋白并消耗ATP,B正确;抗体 糖浓度过高,使红细胞失水,最终导致红细胞死亡 是蛋白质,其分泌过程属于胞吐,需要消耗能量,C错 (2)①研究人员用“C标记追踪葡萄糖的摄取情况,这 误;葡萄糖进入哺孔动物成熟的红细胞的方式是顺浓 种科学方法是同位素标记法。②据题图可知,图示横 度梯度的协助扩散,D错误。] 坐标是培养时间,纵坐标是放射性葡萄糖浓度,结合 2. A [题图表示耐盐植物的Na 转运过程,说明植物外 图示可知,15日龄豚鼠红细胞葡萄糖吸收速率大干 界Na 浓度高,结合题图可知,Na通过NSCC.KORC. 18