第4章细胞的物质输入和输出讲义-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第四章 细胞的物质输入和输出 第 1 节 被动运输 知识点一 水进出细胞的原理 一、扩散作用 1．概念：离子、分子和微小的颗粒是永恒运动的。虽然它们可以向各个方向运动，但一般都趋于由浓度较高的区域向浓度较低的区域运动，这种运动叫作扩散。 · 扩散是自动发生的，不需要额外能量驱动。例如，将蓝色染料滴入水中，会发生扩散现象（如下图）。 2．扩散的方向：高浓度 低浓度。 二、渗透作用 1．概念：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散过程。 2．方向：水分子（或其他溶剂分子）从水（其他溶剂分子）相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。 说明：渗透作用是一种特殊方式的扩散，它是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜进行的扩散。 3．发生渗透的条件 · ①具有半透膜； · ②半透膜两侧溶液具有浓度差【物质的量浓度，而不是质量浓度 】 4．渗透现象 在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层半透膜，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。一段时间后，漏斗管内液面上升（如图所示）。 半透膜：水分子可通过，蔗糖分子不可以 单位体积内水分子含量：烧杯内＞漏斗内 两侧水分子相向运动 水分子数：进入漏斗的＞进入烧杯的 漏斗内液面上升 渗透平衡：液面高度差产生的静水压＝半透膜两侧渗透压差 液面不再升高 表现 直至 液面上升 原因分析 液面 不再上升 原因分析 三、水进出动物细胞（以水进出哺乳动物红细胞为例） 四、水进出植物细胞 （一）成熟植物细胞的结构及原理 （二）水进出植物细胞的原理及现象 · ①原生质层：指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 · ②成熟的植物细胞内的液体环境主要是指液泡里的细胞液。 · ③水进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。 （三）与水进出动物细胞相比 ❶相同点： · a．二者的原理相同； · b．“外界溶液浓度=细胞液浓度”的结果相同； · c．“外界溶液浓度>细胞液浓度”时细胞膜都皱缩（提示：因植物细胞存在细胞壁，会出现质壁分离现象） ❷不同点： · 当“外界溶液浓度<细胞液浓度时”，植物细胞吸水，导致中央液泡体积变大，细胞坚挺，但不会出现吸水涨破。 1、用三套渗透装置分别进行A、B、C三组实验，装置A如图所示，漏斗内是质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，装置B和A相同，但用针在半透膜上扎了多个小孔，装置C与装置A的差别是漏斗内外都是质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液。三组实验在初始时需保持内外液面相平。下列说法错误的是（ ） A．装置A中，漏斗外单位体积中水分子的数量明显多于漏斗内，漏斗液面升高 B．当装置A中液面高度不再发生变化时，水分子进出漏斗达到动态平衡 C．装置B、C中都没有发生渗透作用 D．A、B、C三组实验不能说明渗透作用发生必须具备两个条件 【解析】装置A中漏斗内是质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，烧杯中是清水，漏斗外单位体积中水分子的数量明显多于漏斗内，漏斗液面升高，A、B正确。装置B中半透膜被破坏；装置C中半透膜两侧溶液没有浓度差，∴装置B和装置C都不能发生渗透作用，三组实验能说明渗透作用发生必须具备两个条件：半透膜和膜两侧具有浓度差，C正确、D错误。 2、哺乳动物细胞在0.9%的NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后取出制成临时装片，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%的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%的NaCl溶液中，红细胞保持正常形态是由于此时没有水分子进出细胞 C．在低于0.9%的NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至破裂 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】红细胞无细胞壁，不会发生质壁分离，A错误；红细胞保持正常形态是因为水分子进出红细胞处于动态平衡，B错误；渗透作用指水分子从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行的扩散，D错误，C正确。 3、如图为植物细胞渗透作用的图解，下列说法错误的是（ ） A．图中原生质层相当于一层半透膜 B．一定条件下，活的、成熟的植物细胞可能发生渗透失水或吸水 C．当外界溶液甲的浓度＞细胞液乙的浓度时，细胞发生渗透失水 D．当外界溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度时，水分子停止进出细胞 【解析】A、B、C正确；当外界溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡，D错误。 4、把体积与质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液用半透膜（允许水分子和葡萄糖分子通过，不允许蔗糖分子通过）隔开（如图所示），最终甲、乙两侧液面的情况及浓度关系是（ ） A．甲侧低于乙侧，且乙侧溶液浓度较高 B．甲侧高于乙侧，且乙侧溶液浓度较低 C．甲侧高于乙侧，且甲、乙两侧溶液浓度相等 D．甲侧低于乙侧，且甲、乙两侧溶液浓度相等 【解析】①∵葡萄糖是单糖，蔗糖是二糖，∴在体积与质量分数相同情况下，葡萄糖分子数多于蔗糖分子数，∴开始时，水分子整体表现为由乙侧向甲侧流动，导致甲侧液面升高；②∵葡萄糖能通过半透膜而蔗糖不能，∴一段时间后，乙侧溶液浓度逐渐增大，最终水分子整体表现为由甲侧流向乙侧，乙侧液面高于甲侧。∵有液面高度差产生的静水压存在，∴乙侧溶液浓度高于甲侧，答案A。 5、如图为两种常见渗透装置（S₁为0.3mol/L的蔗糖溶液，S₂为蒸馏水，S₃为0.3mol/L的葡萄糖溶液；已知葡萄糖能通过半透膜，蔗糖不能通过半透膜），两装置半透膜面积相同且S₁、S₂与S₃的体积均相同，初始时半透膜两侧液面高度一致，一段时间后向装置甲的S₁中加入蔗糖酶。有关叙述错误的是（ ） A．实验刚开始时，装置甲和装置乙中水分子从S₂侧进入另一侧的速度一样 B．装置乙的现象是S3侧液面先上升后下降，最终S₃侧和S₂侧液面持平 C．装置甲漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降 D．若不加入酶，装置甲、乙达到渗透平衡时，S，侧溶液浓度小于S₃侧溶液浓度 【解析】实验刚开始时，∵甲和乙中半透膜两侧溶液浓度差相同，两装置中半透膜面积相同，∴水分子从S₂侧进入另一侧的速度一样，A正确；又∵葡萄糖能通过半透膜，∴乙的现象是S₃侧液面先上升后下降，最终S₃侧和S₂侧液面持平，B正确； 甲因渗透作用，水分子进入漏斗使液面上升，加酶后，由于蔗糖被水解为葡萄糖和果糖，漏斗中溶液浓度增大，液面会继续上升，后由于葡萄糖能通过半透膜，漏斗内液面上升到一定高度后会下降，C正确； 乙中葡萄糖能通过半透膜，达到渗透平衡时半透膜两侧葡萄糖溶液浓度相等，均为0.15mol/L，甲漏斗中的蔗糖不会进入烧杯内，且S₁与S₂的体积相同，∴达到渗透平衡时漏斗中蔗糖溶液的浓度大于原溶液浓度的一半，即S₁侧溶液浓度大于S₃侧溶液浓度，D错误。 6、（不定项选择）如图装置中，甲、乙、丙中分别放置了相等物质的量浓度的蔗糖溶液、麦芽糖溶液和乳糖溶液（溶液体积关系：V甲＝V丙＜V乙），a、b表示用半透膜（水分子和单糖可自由通过，但二糖不能通过）将它们分隔开，对装置进行相关处理。下列说法正确的是（ ） A．若向甲、丙中分别加入等体积相同物质的量浓度的蔗糖酶和乳糖酶，稳定后液面高度：乙＞甲＝丙 B．若向乙中加入一定量麦芽糖酶，稳定后液面高度：乙＜甲＝丙，且三者中乙中单糖的含量最高 C．若向丙中加入一定量半乳糖后，稳定后液面高度：甲＝乙＝丙，且甲、乙、丙中半乳糖含量相同 D．本实验中半乳糖等单糖分子从浓度高的一侧向浓度低的一侧通过半透膜的扩散称为渗透作用 【解析】答案AB。 分析与渗透作用有关的试题的方法 ❶若半透膜两侧是：同种溶液，溶剂分子的运动可根据质量浓度或物质的量浓度的大小判定。 · 若溶质不能通过半透膜，则高浓度一侧液面升高，达到渗透平衡时，一般半透膜两侧溶液浓度不相等，液面高的一侧形成静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。 · 若溶质能通过半透膜，则高浓度一侧液面先升高，随后另一侧液面升高，最后两侧液面持平。 ❷若半透膜两侧是：不同溶液（溶质分子均不能通过半透膜），溶剂分子的运动只能根据物质的量浓度大小判定。如：半透膜两侧是质量分数相同的淀粉溶液和蔗糖溶液，则蔗糖溶液一侧单位体积中蔗糖分子数多（水分子数少），水分子整体表现为由淀粉溶液一侧通过半透膜向蔗糖溶液一侧扩散。 7、（2020全国）取某植物成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度（单位：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、乙两组溶液浓度，发现甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液间没有溶质交换。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 【解析】甲糖、乙糖溶液质量浓度相同，但甲糖相对分子质量＞乙糖，∴甲、乙两组糖溶液物质的量浓度不同（甲＜乙），将相同叶细胞浸入甲、乙溶液中，在吸水和失水表现上可能不同。由题可推测，甲糖溶液浓度＜叶细胞细胞液浓度，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＝叶细胞细胞液浓度，净吸水量为0，B正确； 若测得乙糖溶液浓度降低，则乙糖浓度＞细胞液浓度，乙组叶肉细胞可能会失水而质壁分离，C正确； 若测得乙糖溶液浓度升高，则甲、乙浓度均＜细胞液浓度，两组细胞均吸水，但由于甲糖溶液物质的量浓度＜乙糖溶液，∴乙组叶细胞的净吸水量＜甲组叶细胞，D错误。 8、（2021湖北）红细胞在高渗NaCl溶液（浓度＞生理盐水）中体积缩小，在低渗NaCl溶液（浓度＜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 【解析】答案B。 9、（2021广东）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，如图为操作及观察结果示意图。下列错误的是（ ） 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 【解析】答案A。 知识点二 探究植物细胞的吸水和失水 一、实验原理 二、实验设计 （一）实验材料：紫色的洋葱鳞片叶、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水等。 （二）实验步骤与现象 ❶制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片 a．有一个紫色的中央液泡 b．原生质层紧贴细胞壁 ❷低倍显微镜观察葱鳞片叶外表皮细胞 的 ❸滴加质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液 重复几次 ❹低倍镜下观察质壁分离 ❺滴加清水 离 ❻低倍镜下观察质壁分离复原 a．中央液泡逐渐变小（紫色加深） b．原生质层与细胞壁逐渐分离 a．中央液泡逐渐变大，可恢复原来大小（颜色变浅） b．原生质层逐渐贴近细胞壁 重复几次 质壁分离及复原过程中的两组自身对照 · 本实验存在两组对照实验，均为自身对照（不需要另设空白对照组。）。 · 自身对照：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。 （三）对质壁分离与复原现象的分析 项目 内因 外因 宏观表现 微观表现 质壁 分离 原生质层具有 选择透过性， 细胞壁伸缩性 比原生质层 伸缩性小 浓度：外界溶液＞细胞液 细胞失水 植物由坚挺 变得萎蔫 液泡变小，细胞液颜色变深， 原生质层与细胞壁分离 质壁 分离 复原 浓度：细胞液＞外界溶液 细胞吸水 植物由萎蔫 变得坚挺 液泡变大，细胞液颜色变浅，原生质层与细胞壁发生质壁 分离的复原 （四）实验结论 · 成熟的植物细胞能与外界溶液发生渗透作用。 · 原生质层相当于一层半透膜，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离； · 当外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，发生质壁分离的细胞吸水，发生质壁分离的复原。 ❶实验选材： · 必须是活的、成熟植物细胞【死细胞、动物细胞及未成熟植物细胞（如根尖分生区细胞）不发生质壁分离及复原现象】； · 优先选细胞液或原生质层带有颜色的细胞，便于观察，活的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞液泡较大，细胞液中有紫色花青素，是最佳实验材料；若无法取得洋葱等材料，可用有较多叶绿体的材料，如黑藻；通过观察叶绿体分布情况来判断细胞是否发生质壁分离及复原。 · 若细胞颜色较浅，可把光学显微镜的视野亮度调暗进行观察。 · 细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。 ❷实验试剂： 1. 试剂选择以不伤害细胞为原则，浓度不易过高（细胞失水死亡）或过低（质壁分离现象不明显）； 2. 溶质不能对细胞具有破坏性，如：酒精、盐酸、醋酸等溶液能杀死细胞。 3. 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，不能自动复原；如：0.3g/mL的蔗糖溶液 4. 在一定浓度（溶质可透过膜）的溶液（如：葡萄糖、硝酸钾KNO₃、乙二醇、甘油、NaCl、尿素溶液等）中，会先发生质壁分离现象，后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会再吸水引起质壁分离后的自动复原。 ❸处理时间： 5. 观察细胞质壁分离状态时，时间不宜过长，以免细胞因长时间处于失水状态而死亡。 6. 质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是：浓度降低的外界溶液。因为细胞壁是全透性的，且有水分子通过原生质层渗透出来。 1、在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞临时装片进行了三次显微镜观察和两次引流。下列有关叙述正确的是（ ） A．第一次观察为低倍镜观察，后两次为高倍镜观察 B．第一次吸水纸引流时滴加液体为清水，第二次吸水纸引流时滴加液体为质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液 C．若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离 D．若将质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液换成适宜浓度KNO₃溶液，不滴加清水也能观察到质壁分离的复原 【解析】实验只需用低倍镜观察即可，A错误。第一次滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，第二次滴加清水，B错误。 内表皮细胞液泡中几乎不含紫色色素，观察效果不明显，并非不发生质壁分离，C错误。 若将0.3g/mL的蔗糖溶液换成适宜浓度的KNO₃溶液，外界KNO₃溶液浓度大于细胞液浓度，植物细胞通过渗透作用失水而出现质壁分离现象，由于K+和NO₃-能被植物细胞吸收，随着K+、NO₃-不断进入细胞液中，细胞液浓度逐渐增大，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞又会因吸水而出现质壁分离复原现象，D正确。 紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞和内表皮细胞都有中央液泡，都能发生质壁分离现象。不同的是，外表皮细胞细胞液呈紫色，便于观察质壁分离现象；内表皮细胞细胞液接近无色，不便观察，但可在外界溶液中添加红墨水等不能透过细胞膜的有色颜料，以便观察细胞壁与原生质层间空隙的大小变化。 2、下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是（ ） A．与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察 B．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察 C．用紫色洋葱鳞片叶不同部位的外表皮观察到的质壁分离程度可能不同 D．用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察 【解析】做植物细胞质壁分离实验要选择有颜色的材料，有利于实验现象的观察，A、B正确； 紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定都相同，用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同，C正确； 黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在有利于实验现象的观察，D错误。 3、如图为某学生利用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行的某实验基本操作步骤。请据图回答问题： （1）他做该实验的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　，该实验　　　　（有/无）对照实验。 （2）B步骤主要观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色　　　　　的大小和　　　　　的位置。 （3）C步骤中吸水纸的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）某学生在F步骤观察时，视野中细胞与D步骤看到的完全一样，最可能的原因是　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）观察植物细胞的质壁分离与复原（或探究植物细胞的失水和吸水等）、有； （2）液泡原生质层；（3）引流，使细胞浸润在蔗糖溶液中；（4）细胞失水过多而死亡。 子题❶、若例3图C步骤滴加的是物质的量浓度为1mol/L的KNO3溶液，洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离后又自动复原，其自动复原是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）K+和NO₃-会进入细胞内，使细胞外溶液浓度低于细胞液浓度，细胞吸水； 4、将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放入一定浓度的KNO₃溶液中，发现细胞原生质体体积在最初的t₁时间内不断减小，在随后的t₂时间后不断增大并恢复到原来水平。下列错误的是（ ） A．时间内水整体上从细胞液进入外界溶液，t₂时间后K+、NO₃-开始从外界进入细胞液 B．t₁时间内细胞液中紫色程度逐渐变深，t₂时间后细胞液中紫色程度逐渐变浅 C．t₁时间内细胞液渗透压低于KNO₃溶液渗透压，而t₂时间后至细胞恢复原来水平前两者正好相反 D．在实验的时间内细胞出现质壁分离并复原的现象，表明细胞膜具有流动性 【解析】答案A。 “不同角度”分析细胞能否发生质壁分离和复原的方法 · 角度❶——细胞 · 角度❷——不同种类的溶质 · 角度❸——溶液的浓度 7. 若外界溶液浓度远高于细胞液，细胞会因过度失水而死亡。 5、（2021江苏）采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列叙述正确的是（ ） A．用镊子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验 B．将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态 C．为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液 D．实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡 【解析】答案A。 6、（江苏高考）在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察（如图所示）。下列叙述正确的是（ ） A．第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域 B．第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处 C．吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头 D．为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤 【解析】第一次观察时未滴入蔗糖溶液，细胞还没有发生质壁分离，较易观察到的是紫色大液泡，几乎看不到无色细胞质基质区域，A错误； 第二次观察时滴入少量蔗糖溶液，可在细胞的角隅处发现细胞开始发生质壁分离，B正确； 吸水纸主要作用是将蔗糖溶液（或清水）从盖玻片一侧引流到另一侧，使全部洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蔗糖溶液（或清水）中，C错误； 第一次显微镜观察是为了观察正常植物细胞状态，便于和实验中现象变化进行对照，不可省略，D错误。 7、（2021湖南）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 【解析】答案D。 知识点三 自由扩散和协助扩散 一、被动运输 （1）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释放的能量的物质跨膜运输方式。 （2）类型 根据是否需要转运蛋白分为：自由扩散 协助扩散。 二、自由扩散和协助扩散 （一）自由扩散和协助扩散的比较 项目 自由扩散（简单扩散） 协助扩散（易化扩散） 概念 物质通过简单扩散作用进出细胞的方式 借助膜上转运蛋白进出细胞的物质扩散方式 特点 高浓度 低浓度，不消耗能量 转运蛋白 不需要 需要 影响因素 膜两侧物质的浓度差 膜两侧物质浓度差 转运蛋白数量 举例 ①水分子； ②小分子物质：O2、CO2； ③脂溶性小分子有机物：甘油、乙醇、苯 ①水分子通过通道蛋白进出细胞； ②葡萄糖进入红细胞 · 静息电位形成过程：K+外流（通道蛋白） · 动作电位形成过程：Na+内流（通道蛋白） 图例 （二）转运蛋白 · 概念：镶嵌在膜上，能够协助物质顺浓度梯度跨膜运输的一些特殊的蛋白质。 分类 载体蛋白 通道蛋白 特点 只容许与自身结合部位相适应的 分子或离子通过；载体蛋白转运 物质时，自身构象会发生变化 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；分子或 离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合 举例 协助葡萄糖进入红细胞的载体蛋白 水通道蛋白 K+、Ca²+、Na+通道蛋白 1、如图表示物质跨膜运输的一种方式。据图分析下列说法错误的是（ ） A．图中的物质可代表甘油分子 B．这种转运方式不可逆浓度梯度进行 C．细胞产生的能量不影响图中物质的运输速率 D．在图中物质转运过程中，载体蛋白的构象会发生改变 【解析】甘油分子的跨膜运输方式是自由扩散，不需载体蛋白协助，A错误；图示为协助扩散，不可逆浓度梯度进行，不耗能，B、C、D正确； 2、研究发现，水分子进入植物细胞的两种方式如图所示，下列叙述错误的是（ ） A．根毛细胞吸水能力与其细胞液中水的相对含量有关 B．土壤溶液浓度过高时，植物细胞吸水需要消耗能量 C．水分子通过水通道蛋白是顺浓度梯度运输的 D．水分子通过水通道蛋白的跨膜运输方式为协助扩散 【解析】若细胞液中水相对含量少，则根毛细胞吸水能力强，A正确；土壤溶液浓度过高时，植物细胞可能会渗透失水，且不需要耗能，B错误；水分子通过水通道蛋白是顺浓度梯度的，即协助扩散，C、D正确。 3、水通道蛋白在细胞膜上组成“孔道”，可控制水分子进出细胞。下列叙述正确的是（ ） A．同位素示踪技术可用于研究水通道蛋白从合成到整合到细胞膜的过程 B．水分子进出细胞均需要水通道蛋白的参与 C．水通道蛋白有控制物质进出细胞和进行细胞间信息交流的功能 D．动物体中不同细胞的细胞膜表面的水通道蛋白的种类和数量均相同 【解析】水分子也可通过自由扩散进出细胞；水通道蛋白有控制物质进出细胞作用，没有进行细胞间信息交流的功能，B、C错误；动物体中不同细胞细胞膜表面水通道蛋白种类和数量不完全相同，D错误；答案A。 4、（不定项选择）如图是物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。下列叙述正确的是（ ） A．物质通过离子通道需要消耗能量 B．载体蛋白和通道蛋白均具有一定的特异性 C．膜蛋白在细胞膜上的分布是对称的 D．人体肌肉细胞中CO₂的跨膜运输方向与①一致 【解析】答案BD。 5、图甲、乙分别表示载体蛋白介导和通道蛋白介导的两种协助扩散方式，其中通道蛋白介导的扩散比载体蛋白介导的快1000倍。下列叙述正确的是（ ） A．参与协助扩散的转运蛋白可以是载体蛋白或通道蛋白 B．协助扩散时，不消耗能量，载体蛋白不会发生构象改变 C．只有图甲所示的物质跨膜运输方式属于被动运输 D．红细胞吸收葡萄糖的方式可用图乙表示 【解析】答案A。 6、（2020浙江）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．易化扩散 B．主动转运 C．扩散 D．渗透 【解析】答案A。 知识点四 质壁分离和复原实验的拓展应用 ❶判断成熟植物细胞的死活 待测成熟的植物细胞 的 一定浓度的蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离 活细胞 不发生质壁分离 死细胞（细胞膜失去选择透过性） ❷测定细胞液浓度范围 待测成熟的植物细胞 的 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 细胞液浓度介于未发生质壁分离和 刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间 ❸比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度大小 不同成熟的植物细胞 的 同一浓度的蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大 ❹比较未知浓度溶液的浓度大小 同一植物的相同成熟细胞 的 同一浓度的蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大，反之，未知溶液的浓度越小 ❺鉴别不同种类的溶液（如KNO₃溶液和蔗糖溶液） 成熟植物细胞 的 不同种类溶液 镜检 只发生质壁分离不复原 溶质不能透过半透膜(如：蔗糖溶液) 质壁分离后自动复原 溶质能透过半透膜(如：KNO₃溶液) 【 注：除判断成熟植物细胞的死活的实验外，其余实验实验前后细胞均为活细胞。】 1．把相同大小的紫色洋葱鳞片叶外表皮（等量）分别放入下面各组溶液中，结果如表所示。 培养皿 蔗糖溶液浓度（mol/L） 开始发生质壁分离的细胞所占比例（%） 1 0.2 0 2 0.3 0 3 0.4 15 4 0.5 40 （1）由表中数据可确定该洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度范围为　　　　　　　　　　　　。 （2）在此实验的基础上，设计一个更精确的测定方法：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】①0.3～0.4mol/L；②在0.3～0.4mol/L范围内配制一系列浓度梯度更小的蔗糖溶液再分别进行实验 第 2 节 主动运输与胞吞、胞吐 知识点一 主动运输 一、概念：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 能量的运输方式。 二、特点★：（1）逆浓度梯度运输；（2）需要消耗能量；（3）需要载体蛋白的协助。 载体蛋白可以重复发挥作用 载体蛋白在运输离子或分子时，空间结构发生变化，其释放所结合的离子或分子后，载体蛋白恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。 三、实例 · 小肠上皮细胞对小肠液中的氨基酸、葡萄糖、无机盐等的吸收； · 轮藻细胞对K+的吸收等。 【葡萄糖的不同运输方式：❶进入红细胞是协助扩散；❷进入小肠绒毛上皮细胞和肾小管重吸收葡萄糖是主动运输】 四、意义 主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。 载体蛋白、通道蛋白与离子泵 ❶载体蛋白【参与协助扩散与主动运输】 萄糖、氨基酸、离子等小分子物质一般由载体蛋白转运。载体蛋白与被运输的离子或分子结合，通过自身的构象变化完成物质运输。载体蛋白对所转运的物质具有高度特异性，其上有与转运物质的结合位点，通常只运输一种类型的化学物质，甚至一种分子或离子，只能与某一种物质进行暂时性、可逆地结合和分离。 ❷通道蛋白【只参与协助扩散】 通道蛋白不与被运输的物质结合，其作用具有选择性，在细胞膜中有各种不同的通道蛋白。通道蛋白可分为两类：水通道蛋白和离子通道蛋白。例如，肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用，都与水通道蛋白的结构和功能有直接关系。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，只有在对特定刺激发生反应时才瞬时开放。离子通道与神经信息的传递、神经系统和肌肉方面的疾病密切相关。 ❸离子泵【只参与主动运输】 离子泵是膜运输蛋白之一，可看作一类特殊的载体蛋白，驱使特定离子逆电化学梯度穿过膜，同时消耗ATP释放的能量，属于主动运输。离子泵的本质是水解ATP的酶。目前已知每种离子泵只转运专一的离子。细胞内的离子泵主要有钠钾泵、钙泵和质子泵。 1．（不定项）已知离子泵是一种载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子；离子通道是一种通道蛋白，受到适当的刺激，通道会打开，离子顺浓度梯度跨膜运输。下列分析错误的是（ ） A．离子通过离子泵进行的跨膜运输属于协助扩散 B．离子通过离子通道进行的跨膜运输属于主动运输 C．用蛋白质变性剂处理对两种跨膜运输方式都有影响 D．氧气浓度对两种跨膜运输方式都有影响 【解析】；答案ABD。 2．ABC转运蛋白是一类广泛存在于生物界的跨膜转运蛋白，参与细胞吸收多种营养物质的过程，每种ABC转运蛋白对物质运输都具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示。下列正确的是（ ） A．一种ABC转运蛋白可以运输各种小分子物质 B．ABC转运蛋白运输物质的方式需要消耗ATP C．图示运输过程可以表示人体红细胞吸收葡萄糖 D．ABC转运蛋白在运输物质时，蛋白的结构不会发生改变 【解析】ABC转运蛋白对物质运输都具有特异性，A错误；图中ABC转运蛋白运输物质的方式是主动运输，需消耗ATP，B正确；红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，不需ATP供能，C错误；题图可见ABC转运蛋白在主动运输过程中空间结构发生改变，D错误。 知识点二 胞吞与胞吐 类型 胞吞 胞吐 概念 当细胞摄取大分子时，首先，大分子与膜上蛋白质结合，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，进入细胞内部的现象 细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡 【在细胞内被溶酶体降解】，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞的现象 实例 · 变形虫摄取食物 · 吞噬细胞（白细胞）吞噬病原体等 · 分泌蛋白的分泌（乳腺细胞合成的蛋白质，内分泌腺分泌细胞合成的蛋白质类激素，消化腺细胞分泌的消化酶等） · 变形虫排出食物残渣和废物等 示意 图 ★ 特点 （1）主要运输生物大分子，如蛋白质和多糖； （2）需要消耗能量； （3）不需要载体蛋白，但需要特定的膜蛋白参与； （4）依赖膜的流动性 胞吞、胞吐相关易错点 （1）胞吞和胞吐的作用：主要是运输大分子物质，但绝不仅仅只能转运大分子物质，运输的物质可以是固体，也可以是液体，如：乙酰胆碱、去甲肾上腺素等神经递质的转运也以胞吐的形式进行。 （2）大分子物质通过生物膜不一定都是通过胞吞和胞吐的方式。如：RNA和蛋白质等大分子物质是 通过核孔进出细胞核的。 （3）胞吞、胞吐通过膜的融合将物质吸收到细胞内或释放到细胞外，体现了细胞膜具有一定流动性。 （4）胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。 （5）胞吞、胞吐需依靠膜结构的融合转运大分子物质等，转运的物质并未穿过膜结构。所以胞吞、 胞吐过程中物质穿过膜的层数和穿过磷脂分子的层数都是0，即胞吞、胞吐是跨膜运输方式， 但不是穿膜运输。 （判断）新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输【胞吞】。( ) 1．如图为受体介导的胞吞作用，下列相关叙述错误的是（ ） A．该过程以膜的选择透过性为基础才能发生 B．该过程要有细胞表面识别和内部供能才可能完成 C．构成囊泡的基本支架是磷脂双分子层 D．形成的囊泡可能与溶酶体结合，从而将囊泡中的物质分解 【解析】胞吞作用有膜的凹陷，以膜的流动性为基础，A错误；受体介导的胞吞过程需要受体和相关物质的识别，需要细胞内部供能，B正确；构成囊泡的基本支架是磷脂双分子层，C正确；形成的囊泡可能与溶酶体结合，从而将囊泡中的物质分解，D正确。 警示：胞吞和胞吐都不需要载体蛋白，但需要膜上蛋白质的参与，需要消耗细胞呼吸所释放的能量。 知识点三 物质跨膜运输方式的比较 运输方式 运输方向 是否需要 转运蛋白 是否耗能 图例 举例 被动 运输 自由 扩散 顺浓度梯度 不需要 不消耗 水(少)、O2、CO2 甘油、乙醇等 协助 扩散 顺浓度梯度 需载体蛋白或通道蛋白 不消耗 红细胞吸收葡萄糖， 肾小管细胞吸收水 主动运输 逆浓度梯度 需要 载体蛋白 消耗 小肠上皮细胞 吸收氨基酸等 胞吞 细胞外→cell内 不需要 消耗 变形虫摄取食物 胞吐 细胞内→cell外 不需要 消耗 分泌蛋白的分泌 ❶判断物质是进细胞还是出细胞时，要先判断细胞膜的内侧和外侧： 8. 方法一：是根据糖蛋白的分布，糖蛋白位于细胞膜外侧； 9. 方法二：是根据提供能量的位置，提供能量的一侧是细胞内侧。 ❷植物吸收水分的方式是自由扩散，而吸收无机盐离子的方式是主动运输，因此可以说植物对水分 和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。 ❸自由扩散、协助扩散、主动运输体现了生物膜的选择透过性，大分子物质和颗粒性物质的胞吞、 胞吐体现了生物膜的流动性。 ❹除自由扩散外，其他方式均需蛋白质参与，体现了：蛋白质是生命活动的主要承担者。 ❺主动运输过程消耗的能量不一定全都由ATP提供。除了ATP，也可利用其他物质顺浓度梯度带来的 化学浓度势能完成另一物质或离子的主动运输，此类靠间接提供能量完成的主动运输方式叫协同运输。 1．（不定项选择）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．O₂通过图②所示方式运输，甘油通过图①所示方式运输 B．图①③所示方式均需要由细胞呼吸提供能量 C．图③中的载体蛋白在运输物质时，其空间结构发生改变后可恢复原状 D．图④所示方式体现了细胞膜具有流动性 【解析】O₂和甘油通过图②所示方式（自由扩散）运输，A错误；图①所示方式为协助扩散，图③所示方式为主动运输，协助扩散不需要细胞呼吸提供能量，而主动运输需要细胞呼吸提供能量，B错误，答案CD。 知识点四 影响物质跨膜运输的因素 影响物质跨膜运输的因素可分为内部因素和外部因素，内部因素有细胞呼吸的速率、转运蛋白的种类、数量等，外部因素有细胞膜两侧物质的浓度差、O2浓度、温度、pH等。 一、转运蛋白 二、细胞膜两侧物质浓度差 （1）自由扩散：顺浓度梯度进行，其动力是膜两侧物质的浓度差；物质运输速率与膜两侧物质浓度差成正比。 （2）协助扩散：需要载体蛋白或通道蛋白的协助。在一定范围内，随膜两侧物质浓度差的增大，物质运输速率也逐渐增大；当膜两侧物质浓度差达到一定值时，受膜上载体蛋白或通道蛋白数量的限制，物质运输速率不再随物质浓度差的增大而增大。 三、氧气含量 自由扩散和协助扩散过程中，物质运输速率不受O2含量的影响。在主动运输过程中，O2含量通过影响细胞呼吸强度（能量供应）进而影响物质运输速率： （1）P点时，细胞进行无氧呼吸（不需要O2的呼吸方式）为主动运输提供能量。 （2）PQ段：随着O2含量的增加，有氧呼吸增强，产生的能量增多，物质运输速率也随之增大。 （3）Q点以后：当O2含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他因素的限制，主动运输速率不再增加。 （4）当横轴为呼吸强度时，曲线起点是从0开始的。 四、温度 1．图1~4表示不同情况下某些物质跨膜运输速率的曲线图。下列叙述错误的是（ ） A．可用图1与图3表示甘油进入人的皮肤细胞 B．可用图2与图3表示人的红细胞吸收葡萄糖 C．图2、4中限制A、C两点运输速率的主要因素不同 D．图2、4中限制B、D两点运输速率的主要因素不同 【解析】据图分析可知，图1表示自由扩散；图2表示协助扩散；图3表示被动运输；图4表示主动运输。甘油进入人皮肤细胞的方式是自由扩散，可用图1与图3表示，A正确；人红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，可用图2与图3表示，B正确；图2、4中限制A、C两点运输速率的主要因素分别是膜两侧物质浓度差和O₂浓度，C正确；图2、4中B、D两点的限制因素可能相同，如载体蛋白的数量，D错误，答案D。 1．如图为葡萄糖和Na+进出小肠上皮细胞的示意图。下列选项正确的是（ ） A．图中葡萄糖和Na+进入小肠上皮细胞所用的转运蛋白不同 B．小肠上皮细胞运出Na+与运出葡萄糖的方式相同 C．Na+进入小肠上皮细胞是被动运输 D．图中葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式与其进入红细胞的方式相同 【解析】由图可知，葡萄糖和Na+进入小肠上皮细胞所用转运蛋白相同，A错误。葡萄糖从小肠上皮细胞运出为顺浓度梯度运输，需载体蛋白，不消耗能量，为协助扩散；Na+从小肠上皮细胞运出为逆浓度梯度运输，需消耗能量，需载体蛋白，为主动运输【同一物质进出同一细胞的方式不一定相同】，B错误。Na+进入小肠上皮细胞为顺浓度梯度运输，需载体蛋白，运输方式为协助扩散，属于被动运输，C正确。图中葡萄糖进入小肠上皮细胞逆浓度梯度进行，运输方式为主动运输，而葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，D错误，答案C。 2．如图为动物细胞的细胞膜转运部分物质的示意图，下列分析错误的是（ ） A．根据乙侧耗能的情况可知，甲侧为细胞外侧，乙侧为细胞内侧 B．图示中葡萄糖的跨膜运输方式与细胞吸收水的方式相同 C．图中a和b不是静止的，其运动的特性有利于物质的跨膜运输 D．用蛋白酶处理细胞膜，会影响葡萄糖、Na+等物质的运输 【解析】答案B。 3．科学家在研究Na+通过细胞膜（只考虑Na+由细胞内通过细胞膜到细胞外的情况）的运输方式时做了如下实验：向枪乌贼的神经细胞内注入微量的24Na+，在不同的条件下，分别检测神经细胞周围溶液中的24Na+。实验方法和现象如表所示。 组别 实验方法 观察到的现象 1 向枪乌贼的神经细胞 内注入微量24Na+ — — 神经细胞周围溶液中出现24Na+ 2 向枪鸟贼的神经细胞 内注入微量24Na+ 加入甲药物 — 神经细胞周围溶液中没有出现24Na+ 3 向枪乌贼的神经细胞 内注入微量24Na+ 加入甲药物 加入ATP 神经细胞周围溶液中出现24Na+ 4 向枪乌贼的神经细胞 内注入微量24Na+ 加入乙药物 加入ATP 神经细胞周围溶液中没有出现24Na （1）由实验1中观察到的现象可知，神经细胞周围溶液中的24Na+来源于　　　　　　　　　　。 （2）由实验2、3及其现象可知，24Na+穿过神经细胞膜需要　　　　　　　　，据此可判断24Na+通过神经细胞膜的运输方式是　　　　　　　　　　　。 （3）由实验2、3可知甲药物的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）实验4中加入乙药物后，除表中现象外，细胞的其他生命活动没有受到影响，乙药物最可能是抑制了　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的作用。 【解析】（1）由实验1中观察到的现象可知，神经细胞周围溶液中的24Na+来源于神经细胞内。 （2）由实验2、3可知：自变量是是否加入ATP，说明24Na+穿过神经细胞膜需消耗能量，运输方式是主动运输。 （3）由实验2、3可知：甲药物作用是抑制神经细胞的细胞呼吸。 （4）实验4中加入乙药物后，除表中现象外，细胞的其他生命活动没有受到影响，说明乙药物不影响细胞呼吸，乙药物最可能是抑制了载体蛋白的作用。 【答案】（1）神经细胞内；（2）消耗能量主动运输；（3）抑制神经细胞的细胞呼吸；（4）载体蛋白 4．（2022·山东烟台）柽柳是强耐盐植物，根部能吸收无机盐，叶子和嫩枝可将吸收到植物体内的无机盐排出体外。为探究根部对无机盐X的吸收方式，兴趣小组利用生理状况相同的多条柽柳根、已知浓度的X溶液、X载体蛋白抑制剂和呼吸酶抑制剂做了以下实验。下列对实验思路或实验结论叙述不正确的是（ ） 甲组：6条柽柳根+X溶液→一段时间后测溶液中X的浓度，计算X吸收速率 乙组：6条柽柳根+X溶液+X载体蛋白抑制剂→一段时间后测溶液中X的浓度，计算X吸收速率 丙组：6条柽柳根+X溶液+呼吸酶抑制剂→一段时间后测溶液中X的浓度，计算X吸收速率 A．甲、乙、丙三组不同的处理方法是自变量，不同处理方法后X的吸收速率是因变量 B．若乙组溶液中X的吸收速率比甲组的低，说明X是通过主动运输吸收的 C．若丙组溶液中X的吸收速率与甲组的吸收速率相等说明X是通过被动运输吸收的 D．若乙、丙两组溶液中X的吸收速率小于甲组的吸收速率，说明X是通过主动运输吸收的 【解析】答案B。 5．（2021·山东）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 【解析】Ca2+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，H+通过CAX完成跨膜运输的速率变慢，Ca2+以与H+相反的方向通过CAX的速率减慢，C正确；由题“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。 6．类题①（2021·江苏）细胞可运用不同的方式跨膜转运物质，下列叙述错误的是（ ） A．物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关，也与分子大小有关 B．小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度有关 C．神经细胞膜上运入K+的载体蛋白和运出K+的通道蛋白都具有特异性 D．肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸 【解析】答案B。 7．类题②（2021·全国）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+可跨膜进入植物根细胞。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】（1）具有一定的流动性； （2）蛋白质、从高浓度流向低浓度（具有特异性或不消耗能量等） （3）K+逆浓度梯度进入细胞，为主动运输，需消耗能量，呼吸受到抑制时提供的能量减少，故根细胞吸收K+的速率降低 8．（2020·江苏）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 【解析】据图可知，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。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。 9．类题③（安徽高考）如图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图。下表中正确的是（ ） 选项 管腔中氨基酸→上皮细胞 管腔中Na+→上皮细胞 上皮细胞中氨基酸→组织液 A 主动运输 被动运输 主动运输 B 被动运输 被动运输 被动运输 C 被动运输 主动运输 被动运输 D 主动运输 被动运输 被动运输 【解析】答案D。 10．（2019·海南）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）。 （1）根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的，自由扩散的含义是　　　　　　　　　　　　　。 （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（已知根细胞在有氧条件下产生的能量多，在无氧条件下产生的能量少）。要求简要写出实验思路、预期结果和结论。 【解析】（1）物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式叫作自由扩散，该过程不需要转运蛋白和能量，受细胞内外物质浓度差的影响。 （2）由图可知，b的跨膜运输方式可能是协助扩散或主动运输，二者都需要转运蛋白协助，当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，转运蛋白数量饱和，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。 （3）协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗能量，后者需要消耗能量。已知根细胞在有氧条件下产生的能量多，在无氧条件下产生的能量少，故实验的自变量是有无O₂，因变量是根细胞对b的吸收速率。设计实验时要注意控制变量，预期的结果和结论要相对应。 【答案】（1）物质通过简单的扩散作用进出细胞；（2）转运蛋白数量饱和；（3）实验思路：将生理状况相同的某植物根细胞平均分为甲、乙两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲、乙两组植物根细胞放在其他条件相同且适宜的环境中培养一段时间后，分别测定根细胞对b的吸收速率。预期结果及结论：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。 11．类题④（海南高考）将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是（ ） A．给营养液通入空气有利于该植物的生长 B．根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散 C．根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗 D．根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收 【解析】答案B。 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$