2025届高三生物一轮复习讲义细胞的物质输入与输出

细胞的物质输入与输出【教学设计】 1．阐明细胞膜具有选择透过性。 2．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。 3．举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 考向一　水进出细胞的原理 1．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。 (2)发生的条件 2．动物细胞的吸水和失水 (1)条件 ①细胞膜：相当于半透膜。 ②细胞质：有一定浓度，和外界溶液发生渗透作用。 (2)原理 ①当外界溶液的浓度<细胞质的浓度时，细胞。 ②当外界溶液的浓度＞细胞质的浓度时，细胞。 ③当外界溶液的浓度＝细胞质的浓度时，细胞。 【知识拓展】　不同渗透装置中水分子运动情况及液面变化 (1)溶质不能通过半透膜的情况 ①若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的水分子数，外观上表现为S1溶液液面上升。 ②若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反，外观上表现为S1溶液液面下降。 ③在达到渗透平衡后，若存在上图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度。 (2)溶质能通过半透膜的情况 ①若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则最初单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的水分子数，随着溶质的扩散，最终S1和S2溶液浓度相等，外观上表现为S1溶液液面先上升后下降，最终S1和S2溶液液面持平。 ②若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反，外观上表现为S1溶液液面先下降后持平。 温度变化会影响水分子通过半透膜的扩散速率吗？请提出假设，并设计检验该假设的实验方案。 提示：会。在一定温度范围内，升高温度会加快水分子通过半透膜的速率；而降低温度则减缓水分子通过半透膜的速率。实验方案设计如下：按教材第62页中的“渗透现象示意图”组装好三组装置。在第一组的烧杯外用酒精灯或水浴锅加热升温；在第二组烧杯外加冰块降温；第三组不做处理作为对照。三组装置同时开始实验，记录液面变化及时间。 3．实验：探究植物细胞的吸水和失水 (1)实验原理 (2)实验步骤 【知识拓展】　植物细胞的吸水 植物吸收水分的方式有两种：吸胀作用(未形成大液泡)和渗透作用(形成大液泡后)。吸胀作用是亲水凝胶吸附水分子，并使其膨胀的过程。为非生命的物理过程。植物组织中含有很多这类物质如纤维素、果胶物质、淀粉和蛋白质等，它们具有很强的亲水性，在未被水饱和时，就潜伏着很强的吸水能力。最明显的例子是风干种子，因为其内贮存着大量蛋白质或淀粉。蛋白质与水结合的趋势大于淀粉，因此，豆类种子吸胀作用极为明显。吸胀物体由于吸附水分子而膨胀，其压力是很大的，如将干种子塞满岩石裂缝，借其吸水产生的吸 胀压力能使岩石破裂。吸胀作用是没有液泡的植物细胞吸收水分的方式，如生长点的细胞、干种子细胞等，原理是细胞中有大量亲水性物质，这些亲水性能够从外界吸收大量的水分，活细胞、死细胞都能通过吸胀作用吸收水分。渗透作用是具有液泡的成熟的植物细胞吸收水分的方式。 　质壁分离及复原实验属于对照实验吗？实验组和对照组分别是什么？ 提示：属于。第一组实验组：经质量浓度为0.3 g·mL－1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，第一组对照组：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洋葱鳞片叶外表皮细胞，第二组对照组：发生了质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞。 (1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度(　×　) (2)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜(　×　) (3)虽然红细胞没有具膜细胞器，但将其放入一定浓度的外界溶液中，也能发生渗透作用(　√　) (4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核(　×　) (5)成熟的植物细胞在发生质壁分离的过程中，细胞吸水能力逐渐减弱(　×　) (6)在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可观察紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离(　√　) 1．渗透作用实验装置的拓展应用 (1)验证渗透作用发生的条件 (2)比较不同溶液浓度的大小 漏斗内溶液浓度为M，烧杯内溶液浓度为N，以下为各种现象及对应的结论： (3)探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例) 烧杯内盛淀粉溶液 漏斗内盛碘液 结论 变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜，而淀粉不能 不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜，而碘不能 变蓝 变蓝 淀粉和碘都能通过半透膜 不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜 2.半透膜、选择透过性膜以及生物膜的区别 概念范畴 特点 半透膜 物理学上的概念 物质能否通过半透膜取决于半透膜孔隙直径的大小 选择透过性膜 生物学上的概念 具有生物活性，即使是小分子，只要不是细胞选择吸收的，也不能通过。选择透过性膜可以看成是功能完善的一类半透膜 生物膜 活的生物膜属于选择透过性膜。当细胞死亡后，细胞膜等生物膜变为全透性 3.质壁分离及复原发生的条件 (1)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。 (2)从溶液角度分析 ①在一定浓度(溶质不能透过半透膜)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(溶质可透过半透膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离，并能自动复原，因为K＋、NO、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。 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。 ④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适合做质壁分离实验的溶液。 4．不同外界溶液中植物细胞的变化分析 将成熟的植物细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.5 mol/L的尿素溶液中，原生质体的体积随时间变化曲线如图，分析如下： (1)A曲线表示细胞在蒸馏水中：细胞吸水膨胀，但是由于细胞壁的存在，原生质体的体积不能无限膨胀。 (2)B曲线表示细胞在0.5 mol/L的尿素溶液中：细胞先因渗透失水而发生质壁分离，后由于尿素能进入细胞，使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原。KNO3、甘油、乙二醇等溶液中也可发生质壁分离后自动复原现象。 (3)C曲线表示细胞在0.3 mol/L的蔗糖溶液中：蔗糖不能进入细胞，因此质壁分离后细胞不能发生自动复原。 5．实验拓展应用 (1)判断成熟植物细胞的死活 (2)测定细胞液浓度范围 (3)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小 (4)比较未知浓度溶液的浓度大小 (5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 1．(2024·上海徐汇三模)在观察植物细胞的质壁分离和复原过程中，某同学在视野中看到洋葱表皮细胞正处于下图状态，①、②表示两处溶液的浓度，由此推测(　D　) A．此时①＞②，细胞渗透吸水 B．此时①＝②，渗透系统处于动态平衡 C．此时①＜②，细胞渗透失水 D．上述三种情况都有可能 解析：若此时①＞②，则表明细胞吸收的水分比失去的水分多，从而表现为细胞渗透吸水，A有可能；若此时①＝②，则表明细胞吸收的水分与失去的水分相当，渗透系统处于动态平衡状态，B有可能；若此时①＜②，则表明细胞吸收的水分比失去的水分少，从而表现为细胞渗透失水，C有可能；上述三种情况都有可能，D符合题意。 2．(2024·吉林辉南县第六中学高三模拟)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。下列叙述不正确的是(　C　) A．渗透作用发生需要半透膜，而逆渗透膜类似于半透膜 B．逆渗透过程与渗透作用不同的是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．逆渗透膜只能除去大分子或大颗粒如细菌等，但是不能全部除去有毒有害的化学物质 解析：渗透作用发生的条件之一是具有半透膜，而题干中的逆渗透膜类似于半透膜，水分子可以透过，而细菌及有害物质几乎不能透过逆渗透膜，A正确；渗透作用的原理是水由低浓度溶液向高浓度溶液一侧扩散，逆渗透过程原理是通过水压使水由较高浓度溶液的一侧渗透至较低浓度溶液一侧，B正确；逆渗透膜是通过膜上的小孔控制物质进出的，没有载体蛋白，C错误；逆渗透膜只能除去大分子或大颗粒如细菌等，但是不能全部除去有毒有害的化学物质，D正确。 【题后反思】　渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态。平衡状态下，水分子向两侧移动的速率相等，不可看作没有水分子移动，此时半透膜两侧溶液浓度也不一定相等。 考向二　物质出入细胞的方式及影响因素 1．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，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 (2)类型 方式 自由扩散(也叫简单扩散) 协助扩散(也叫易化扩散) 特点 物质通过简单的扩散作用进出细胞 借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散 扩散方向 高浓度到低浓度 是否需要转运蛋白 不需要 需要 是否需要能量 不需要 不需要 实例 水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯、脂溶性物质等 ①葡萄糖进入红细胞 ②水分子借助水通道蛋白进出细胞 【知识拓展】　通道蛋白 通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的离子或水分子顺浓度梯度通过，包括离子通道、孔蛋白、水孔蛋白。有些通道蛋白形成的通道通常处于开放状态，如钾泄漏通道，允许钾离子不断外流。有些通道蛋白平时处于关闭状态，即“门”不是连续开放的，仅在特定刺激下才打开，而且是瞬时开放瞬时关闭，在几毫秒的时间里，一些离子、代谢物或其他溶质顺着浓度梯度扩散通过细胞膜，这类通道蛋白又称为门通道。Agre等(1988)在分离纯化红细胞膜上的Rh多肽时，发现了一个28kDa的疏水性跨膜蛋白，称为形成通道的整合膜蛋白28，1991年完成了其cDNA克隆(Verkman，2003)。但当时并不知道该蛋白的功能，在进行功能鉴定时，将体外转录合成的CHIP28 mRNA注入非洲爪蟾的卵母细胞中，发现在低渗溶液中，卵母细胞迅速膨胀，并于5min内破裂。为进一步确定其功能，又将其构于蛋白磷脂体内，通过活化能及渗透系数的测定及后来的抑制剂敏感性等研究，证实其为水通道蛋白。从此确定了细胞膜上存在转运水的特异性通道蛋白，并称CHIP28为Aquaporinl(AQPl)。 蛋白质结构改变，其功能一定就会受到不利影响吗？ 提示：不一定。例如载体蛋白每次转运分子或离子时都会发生自身构象的改变。 2．主动运输 (1)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，这种方式叫作主动运输。 (2)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。 (3)实例 小肠上皮细胞对小肠液中的氨基酸、葡萄糖等的吸收，轮藻细胞对K＋的吸收等。 (4)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。 【知识拓展】　三类主动运输 根据能量来源不同，把主动运输分为：ATP驱动、协同转运和光驱动三种方式，如图所示。 (1)协同运输 协同运输是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。在动物细胞，参与协同运输的离子常常是Na＋，如小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收葡萄糖或各种氨基酸，就是伴随着Na＋从细胞外流入细胞内而完成的。小肠上皮细胞从肠腔中摄取葡萄糖时，虽然肠腔中的葡萄糖浓度很低，但仍能从肠腔中吸收葡萄糖。这是因为在小肠上皮细胞的肠腔面侧分布着Na＋—葡萄糖转运体，其上有两个结合位点，可分别与肠腔中的Na＋和葡萄糖相结合。 (2)光驱动 光驱动主要发现于细菌细胞，光驱动蛋白可以利用光能逆浓度运输物质。 消耗能量的运输方式一定是主动运输吗？ 提示：不一定。主动运输、胞吞和胞吐、通过核孔的运输等都需要消耗能量。 3．胞吞与胞吐 (1)概念 ①胞吞：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，这种现象叫胞吞。 ②胞吐：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，这种现象叫胞吐。 (2)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。 (3)实例 ①胞吞：变形虫摄取食物、吞噬细胞吞噬病原体等。 ②胞吐：分泌蛋白(如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)的分泌，神经递质的释放，变形虫排出食物残渣和废物等。 (4)需要注意的问题 ①通过胞吞和胞吐方式运输的物质可以是固体，也可以是液体，一般是一些颗粒性物质、蛋白质等大分子，某些小分子物质也可通过胞吞和胞吐方式运输。 ②RNA和蛋白质等大分子物质是通过核孔进出细胞核的，而不是通过胞吞、胞吐的方式。 ③胞吞和胞吐过程中物质通过的细胞膜层数是0。 ④胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。 【知识拓展】　受体介导的胞吞过程 简单来说，受体介导的胞吞过程分为3步：①大分子同细胞表面受体形成配体—受体复合物。②配体—受体复合物集中在衣被小窝处。衣被小窝是质膜向内凹陷的部位，相当于一个分子过滤器。受体、笼形蛋白和衔接蛋白大量集中于此处，此类特定区域大概占质膜面积的2%。受体胞质端有一个由4个氨基酸残基组成的序列，衔接蛋白对此序列有识别能力。③受体同配体结合后启动内化作用，笼形蛋白开始组装。聚集配体－受体复合物的衣被小窝继续向细胞内内陷，在相关蛋白作用下，最后形成衣被小泡。 细胞中的囊泡膜有哪些来源？ 提示：内质网膜、高尔基体膜、细胞膜等。 【教材隐性知识】 (1)源于必修1 P70 “与社会的联系”：囊性纤维化是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Cl－的跨膜运输，说明这种结构蛋白属于细胞膜上的载体蛋白，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上载体蛋白的种类和数量来实现的。 (2)源于必修1 P71“相关信息”：胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。 (3)源于必修1 P72概念检测T2：果脯在腌制过程中慢慢变甜不是(填“是”或“不是”)细胞通过主动运输吸收糖分的结果。腌制果脯时由于细胞外液浓度过高，细胞失水死亡，然后糖分大量进入细胞才导致果脯慢慢变甜。 (1)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同(　√　) (2)二氧化碳能通过自由扩散的方式通过细胞膜(　√　) (3)固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输(　×　) (4)植物主动运输矿质离子的过程只发生在活细胞中(　√　) (5)低温不影响矿质离子的吸收速率(　×　) (6)加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率(　×　) 1．各种物质出入细胞方式的比较 物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐 自由扩散 协助扩散 图例 运输方向 高浓度→低浓度 低浓度→ 高浓度 胞外→胞内 胞内→胞外 是否需要转运蛋白 否 是 是 否 否 是否消耗能量 否 是 是 是 举例 O2、CO2、甘油、乙醇、苯的跨膜运输 人的红细胞吸收葡萄糖 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 巨噬细胞吞噬抗原 胰岛素、消化酶、抗体的分泌 2.不同因素对物质进出细胞方式的影响及曲线模型 (1)物质浓度 (2)氧气浓度(红细胞的主动运输与氧气无关) (3)温度 ①温度通过影响分子运动而影响物质的跨膜运输，如图甲。 ②温度直接影响转运蛋白的活性从而影响主动运输和协助扩散，如图乙。 ③温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸，进而影响细胞的能量供应，如图乙。 3．探究物质跨膜运输方式的实验设计思路 (1)探究是主动运输还是被动运输 (2)探究是自由扩散还是协助扩散 4．“四看法”快速判断物质运输方式 1．(2024·九省联考河南卷)细胞中物质的输入和输出都必须经过细胞膜。下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是(　C　) A．水分子可通过自由扩散进出叶肉细胞，需要借助转运蛋白但不需要消耗能量 B．钠离子可通过协助扩散进入神经细胞，不需要借助通道蛋白但需要消耗能量 C．轮藻细胞可通过主动运输吸收钾离子，需要载体蛋白的协助也需要消耗能量 D．巨噬细胞可通过胞吞作用吞噬细菌，不需要膜上蛋白质参与但需要消耗能量 2．(2024·安徽宣城高三模拟)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扩散快1 000倍。下列叙述不正确的是(　A　) A．载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的 B．载体蛋白和通道蛋白均具有专一性 C．甲、乙两种方式都属于被动转运 D．载体蛋白在转运过程中空间结构发生变化 解析：载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上不是静止不动的，而是具有一定的流动性，A错误；载体蛋白和通道蛋白都具有一定的空间结构，只能转运一种或一类结构相似的物质，故均具有一定的专一性，B正确；甲乙两种方式都是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要转运蛋白的协助，属于被动运输中的协助扩散，C正确；载体蛋白拥有能与被运载物结合的特异的受体结构域，该结构域对被运载物有较强的亲和性，在与被运载物结合之后载体蛋白会将被运载物与之固定，然后通过改变其空间结构使得结合了被运载物的结构域向生物膜另一侧打开，D正确。 【题后反思】　物质进出细胞的方式：某物质进出细胞的方式并非固定的一种。如葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，而葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，要视具体情况而定。再如静息电位形成时K＋外流与动作电位形成时Na＋内流均为协助扩散；但K＋、Na＋在其他细胞中的跨膜运输一般为主动运输。 1．(2023·全国甲卷)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(　B　) 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 解析：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＋含量低，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。 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(　C　) 解析：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，原生质体和细胞液体积会扩大，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，原生质体和细胞液体积下降，细胞液浓度上升，故C正确，D错误。 3．(2022·全国甲卷)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是(　C　) A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度 B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞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 解析：由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大，说明细胞吸水，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A正确；水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，细胞b体积增大，细胞c发生了质壁分离，所以，水分交换前，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B正确；由题意可知，水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等；水分交换达到平衡时，虽然细胞内外溶液浓度相同，但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小，因此，水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误；在一定的蔗糖溶液中，细胞c发生了质壁分离，水分交换达到平衡时，其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，D正确。 4．(2022·湖南卷)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　) 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 解析：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0.5 μm2)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；分析乙、丙组结果可知，与0时(原生质体表面积大约分别为0.6 μm2、0.75 μm2)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；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；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。 5．(2022·山东卷)NO和NH是植物利用的主要无机氮源，NH的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO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NH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(　B　) A．NH通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP B．NO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NO会加重铵毒 D．载体蛋白NRT1.1转运NO和H＋的速度与二者在膜外的浓度呈正相关 解析：由题干信息可知，NH的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以NH通过AMTs进入细胞消耗的能量不是来自ATP，A错误；由图上可以看到，NO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NO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；铵毒发生后，H＋在细胞外更多，增加细胞外的NO，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；据图可知，载体蛋白NRT1.1转运NO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。 6．(2021·广东卷)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　) 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：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；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；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；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。 一、选择题 1．(2024·湖北恩施市第一中学模拟预测)2021年诺贝尔生理学或医学奖授予在发现温度和触觉感受器方面做出贡献的两位科学家。温度感受器中的关键蛋白——TRPV1通道，揭示了人吃辣椒同时感到痛和热的分子机制。TRPV1通道属于TRPs蛋白家族，具有高度的Ca2＋通透性，能够被辣椒素特异性激活，同时也能被42℃以上的高温激活。下列说法错误的是(　B　) A．TRPV1通道蛋白所介导Ca2＋的运输不需要消耗能量 B．TRPs通道的激活，使温度感受器能够感觉冷热变化 C．该研究成果有利于开发治疗慢性疼痛的药物 D．TRPV1通道是将温度刺激转化为电信号的关键蛋白 解析：TRPV1通道蛋白介导Ca2＋的运输方式属于顺浓度梯度的被动运输，不消耗能量，A项正确；感受器不具有感觉功能，而是接受外界刺激将其转变为电信号，B项错误；适时阻断TRPV1通道，阻断了Ca2＋的运输，影响神经冲动的产生，有利于治疗疼痛，C项正确；温度感受器的作用是将温度刺激转化为电信号，D项正确。 2．(2024·吉林长春博硕学校高三模拟)科研人员将某种植物叶片置于一定浓度的乙二醇溶液和蔗糖溶液中，培养相同时间后检测其原生质体(去掉细胞壁的植物细胞)体积的变化，结果如图所示。下列相关描述错误的是(　D　) A．用于培养植物叶片的甲溶液和乙溶液起始浓度可能相同 B．甲溶液是乙二醇溶液，乙溶液是蔗糖溶液 C．2 min后，处于乙溶液中的植物细胞可能已经死亡 D．C点时甲溶液中的溶质开始进入细胞，细胞开始发生质壁分离复原 解析：实验开始时，甲溶液中的植物叶片原生质体的体积大于乙溶液中原生质体的体积，原因可能是甲溶液中的乙二醇分子进入细胞导致细胞液浓度增大引起的，甲乙溶液起始浓度可能相同，A正确；植物细胞在甲溶液中先质壁分离后复原是因为乙二醇分子可以进入细胞，B正确；2 min后，处于乙溶液中的植物细胞原生质体不再改变可能是植物细胞过度失水而死亡，C正确；C点前甲溶液中的溶质就开始进入细胞，D错误。 3．(2024·山东潍坊模拟)成熟植物细胞的大液泡将细胞质挤压成贴壁的薄层，液泡内的细胞液含有多种水解酶，在显微镜下可观察到细胞液内悬浮有不完整的线粒体及内质网碎片；低温条件下，细胞液中糖分增加，有利于花青素的形成，提高植物的抗寒能力。下列说法错误的是(　A　) A．大液泡将细胞质挤压成薄层，降低了细胞液与外界物质交换的效率 B．植物细胞的液泡有类似溶酶体的功能，能够吞噬衰老、损伤的细胞器 C．大液泡使植物细胞与其外界环境构成渗透系统，调节细胞的吸水机能 D．低温在破坏叶绿素的同时促进细胞液中花青素的生成，出现叶片变红现象 解析：大液泡将细胞质挤压成薄层，其表面积较大，提高了与外界物质交换的效率，A错误；据题意可知，液泡内的细胞液含有多种水解酶，在显微镜下可观察到细胞液内悬浮有不完整的线粒体及内质网碎片，据此推测植物细胞的液泡有类似溶酶体的功能，能够吞噬衰老、损伤的细胞器，B正确；大液泡与细胞膜和细胞质等一起构成半透膜，使植物细胞与其外界环境构成渗透系统，调节细胞的吸水机能，C正确；据题意可知，低温条件下，细胞液中糖分增加，有利于花青素的形成，提高植物的抗寒能力，故低温在破坏叶绿素的同时促进细胞液中花青素的生成，出现叶片变红现象，D正确。 4．如图为物质跨膜运输示意图(A、B、D代表物质，a、b、c、d、e代表运输方式)，下列叙述正确的是(　B　) ①制备纯净的细胞膜是利用鸡血做实验材料 ②细胞间的信息交流大部分离不开D ③在a～e的五种方式中，代表主动运输的是a、e ④图中a可表示葡萄糖进入小肠上皮细胞的过程 ⑤图中b可表示氧气进入细胞的过程 ⑥图中e可表示维持静息电位时，排出K＋的过程 A．①②③⑤　　　　　 B．②③④⑤ C．②③⑤⑥ D．②④⑤⑥ 解析：因为鸡的红细胞有细胞核和各种细胞器，不能用作制备细胞膜的材料，①错误；D是糖蛋白，有识别作用，细胞间的信息交流多与糖蛋白有关，②正确；分析题图可知，b、c、d属于被动运输，a、e属于主动运输，③正确；a表示主动运输，可表示葡萄糖进入小肠上皮细胞的过程，④正确；氧气进入细胞的方式为自由扩散，对应图中的b，⑤正确；维持静息电位时，K＋外流，排出K＋的过程是协助扩散，不消耗能量，⑥错误。 5．(2024·广东东莞高三模拟)2021年11月5日，联合国糖尿病日暨“蓝光行动”活动在广州举行。胰岛素是参与血糖调节的重要激素之一，胰岛素分泌的机制如下图。下列叙述正确的是(　C　) A．葡萄糖通过Glut2转运蛋白进入细胞的速率与细胞膜外的葡萄糖浓度无关 B．K＋排出细胞需消耗ATP、需细胞膜上蛋白质的协助，属于主动运输 C．胰岛素以胞吐的方式排出细胞需要细胞膜上蛋白质的协助 D．阻断Ca2＋进入胰岛B细胞有利于胰岛素的分泌 解析：葡萄糖通过Glut2转运蛋白进入细胞是协助扩散，运输动力是细胞膜内外的葡萄糖浓度差，A错误；K＋排出细胞是通过离子通道，不需要消耗能量，属于协助扩散，B错误；胞吐需要细胞膜上蛋白质的协助，C正确；由图可知，Ca2＋内流会促使胰岛B细胞释放胰岛素，阻断Ca2＋进入胰岛B细胞不利于胰岛素的分泌，D错误。 6．(2024·辽宁铁岭高三模拟)原尿中葡萄糖等物质的浓度与血浆中的基本相同，原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液，正常情况下尿液中不含葡萄糖，肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。下图表示肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖等物质的过程，下列说法不正确的是(　D　) A．若原尿中葡萄糖未能被完全重吸收，则会导致尿量增加 B．据图分析可知，钠钾泵具有催化功能 C．无论是肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖，还是肾小管上皮细胞中的葡萄糖进入组织液，都不需要ATP供能 D．加入呼吸抑制剂不会影响钠钾泵运输Na＋和K＋的速率 解析：原尿中葡萄糖未能被完全重吸收，原尿中含有的葡萄糖增多，使原尿的渗透压增大，肾小管和集合管对水分的重吸收能力降低，从而使尿量增加，A正确；分析题图可知，ATP在钠钾泵的作用下形成了ADP和Pi，说明钠钾泵具有催化功能，B正确；由图可知，肾小管上皮细胞吸收葡萄糖需要载体，且消耗Na＋在细胞内外浓度差而形成的势能，不直接消耗ATP提供的能量，肾小管上皮细胞中的葡萄糖进入组织液，是顺浓度梯度，需要载体蛋白，但不消耗能量，C正确；钠钾泵运输Na＋和K＋为逆浓度梯度的主动运输，需要的能量主要来自细胞呼吸产生的ATP水解供给，所以加入呼吸抑制剂会影响钠钾泵运输Na＋和K＋的速率，D错误。 7．(2024·山东德州跃华学校高三模拟)海水稻是一种在海边滩涂等地生长的、耐盐碱的水稻品种。研究发现，海水稻根部细胞的细胞液浓度比生长在普通土壤中的水稻(淡水稻)根部细胞的高。某兴趣小组欲验证上述结论，利用不同浓度的NaCl溶液分别处理海水稻和淡水稻的根部细胞，实验结果如下图所示。假设实验开始时两种水稻根部细胞原生质体体积大小相同，其他条件均相同且适宜。下列说法错误的是(　D　) A．该实验的自变量是水稻类型和NaCl溶液的浓度 B．A、B两组分别为海水稻、淡水稻的根部细胞 C．海水稻根部细胞的细胞液浓度介于6～8 g/L NaCl溶液浓度之间 D．经不同浓度的NaCl溶液处理，海水稻根部细胞都会发生质壁分离现象 解析：本实验目的是验证海水稻根部细胞的细胞液浓度比生长在普通土壤中的水稻(淡水稻)根部细胞的高，则实验的自变量是水稻类型和NaCl浓度，A正确；实验的自变量是水稻类型和NaCl浓度，横坐标是NaCl浓度，则不同组别是不同水稻类型，据图可知，A组的原生质体体积较大，故推测A、B两组分别为海水稻、淡水稻的根部细胞，B正确；据图可知，虚线表示细胞液浓度与外界溶液浓度相等时的浓度，则海水稻的细胞液浓度应介于相对体积大于和小于该值的两个浓度之间，故介于6～8 g/L NaCl溶液浓度之间，C正确；只有当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，海水稻根部细胞才会发生质壁分离现象，图示4 g/L NaCl溶液浓度不会让海水稻根部细胞发生质壁分离现象，D错误。 8．某同学为了测定洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度范围，将其放入不同浓度的物质A溶液中，记T为细胞体积与原生质体的比值，一段时间后测定T的值。假设在细胞发生质壁分离和复原的过程中，细胞均保持活性，则下列有关说法正确的是(　A　) A．T的值等于1，则物质A可能是甘油 B．T在变化过程中，都有物质A不断进入细胞内 C．T的值越小，物质A溶液的渗透压与细胞液的渗透压的差值越大 D．T的值越小，物质A浓度越高，细胞的失水量越多，液泡的紫色越深 解析：甘油可以以自由扩散的方式进入细胞，若将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于甘油溶液中，细胞先发生质壁分离，后自动复原，因此可能测得T的值等于1，即细胞的体积等于原生质体的体积，A正确；若将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于蔗糖溶液中，则蔗糖不能进出细胞，B错误；物质A溶液的渗透压与细胞液的渗透压的差值越大，即细胞内外溶液的浓度差越大，细胞越易发生质壁分离，此时T值应该越来越大，C错误；由C选项可知，T的值越大，物质A溶液的浓度越高，细胞的失水量越多，液泡的紫色越深，D错误。 二、非选择题 9．(2024·河北衡水高三模拟)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。回答下列问题： (1)据图分析，甲代表的物质最可能是氧气(填“氨基酸”、“氧气”或“NO”)。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生物膜上运输K＋和Cl－的载体蛋白的数量不同。 (2)变形虫摄取水中的有机物颗粒的方式是⑤(填序号)，该过程形成囊泡，在细胞内囊泡中的有机颗粒可以被溶酶体(填细胞器名称)降解。 (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④⑤(填序号)过程；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，可选用载体蛋白抑制法。 (4)物质通过细胞膜与膜的流动性有密切关系，为了探究温度对膜的流动性的影响，有人做了下述实验：分别用红色和绿色荧光剂标记人和鼠细胞膜上的蛋白质，然后让两个细胞在37 ℃条件下融合并培养，40 min后，融合的细胞膜上红色和绿色的荧光均匀相间分布。 ①有人认为该实验不够严密，其原因是缺少实验。 ②本实验可以通过在相同时间、不同温度下培养后，观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况来判断实验结果，还可以通过比较不同温度下红色和绿色荧光在细胞膜上均匀分布所需时间的长短来判断实验结果。 解析：(1)据图分析，①代表的自由扩散，在“氨基酸”、“氧气”或“NO”三种物质中，最有可能转运的是氧气。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生物膜上运输K＋和Cl－的载体蛋白的数量不同。(2)变形虫摄取水中的有机物颗粒的方式是⑤胞吞，该过程形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解，因为溶酶体内含有水解酶。(3)细胞呼吸抑制法会影响消耗能量的物质运输，即会影响④主动运输和⑤胞吞或胞吐过程。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，可选用载体蛋白抑制法，因为载体蛋白运输物质具有专一性。(4)分析题意可知，该实验的目的是探究温度对膜的流动性的影响，实验的自变量是温度，因变量是细胞膜的流动速度，可以用红色和绿色荧光在细胞膜上均匀分布所需要时间的长短来表示或者通过在相同时间、不同温度下培养后，观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况表示，其他属于无关变量。①分析题干给出的实验过程可知，题干只给出37 ℃温度条件下的一组实验，因此该实验缺少对照组实验。②该实验可以通过在相同时间、不同温度下培养后，观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况来判断实验结果或者是红色和绿色荧光在细胞膜上均匀分布所需要时间的长短来判断实验结果。 热点1　物质跨膜运输强化训练 一、选择题 1．(2024·全国高三专题练习)将洋葱鳞片叶内表皮细胞置于混有红墨水的一定浓度的蔗糖溶液中，持续观察某细胞在不同时段的形态变化如图所示。下列相关分析正确的是(　B　) A．实验表明，细胞壁具有全透性且没有伸缩性 B．图乙细胞的吸水能力大于图甲细胞的吸水能力 C．图丙细胞的细胞液浓度一定小于外界蔗糖溶液浓度 D．一段时间后，可观察到图丙细胞发生质壁分离自动复原现象 解析：由该实验只能证明细胞壁的伸缩性没有原生质层大，A错误；由图可知，图乙细胞细胞液浓度大于图甲细胞，渗透压高于图甲细胞，图乙细胞的吸水能力大于图甲细胞的吸水能力，B正确；若图丙细胞还可继续失水，则其细胞液浓度小于外界蔗糖溶液浓度，若其不能继续失水，则不能判断二者大小关系，有可能细胞死亡或细胞液浓度大于外界蔗糖溶液浓度，C错误；由于蔗糖不能进入细胞，故不能观察质壁分离复原现象，D错误。 2．(2024·江苏南通高三模拟)下图为肾小管上皮细胞重吸收相关物质的示意图，相关叙述正确的是(　C　) A．氨基酸从管腔进入细胞的方式是主动运输，所需能量直接来源于ATP的水解 B．氨基酸从肾小管上皮细胞进入组织液的方式是自由扩敢，不需要消耗能量 C．H＋从肾小管上皮细胞进入管腔的方式是主动运输，动力来源于膜两侧的Na＋浓度差 D．蛋白4可以利用催化ATP水解释放的能量逆浓度向细胞内泵入Na＋ 解析：根据试题分析，肾小管上皮细胞从肾小管吸收氨基酸是从低浓度向高浓度运输，是主动运输，所需能量来自Na＋电化学梯度，A错误；氨基酸由细胞进入组织液是顺浓度梯度，属于协助扩散，不消耗能量，B错误；看图可知：H＋由肾小管上皮细胞进入管腔的方式是主动运输，动力来源于膜两侧的Na＋浓度差，C正确；蛋白4可以利用催化ATP水解释放的能量逆浓度向细胞外泵出Na＋，D错误。 3．(2024·浙江模拟预测)集流是指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动。植物体中有水分集流，植物体的水分集流通过膜上的水孔蛋白形成的水通道实施的。下列相关叙述错误的是(　C　) A．单个水分子通过渗透进入植物细胞不属于水分集流 B．水分集流通过水孔蛋白不需要ATP水解提供能量 C．可推测在植物细胞的液泡膜上不可能存在水孔蛋白 D．可推测干旱环境和某些植物激素可诱导水孔蛋白基因表达 解析：由题干信息知，集流是指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动，单个水分子通过渗透进入植物细胞不属于水分集流，A正确；水分集流通过水孔蛋白是协助扩散，不需要ATP水解提供能量，B正确；液泡中有大量的水分子，成熟植物细胞液泡体积很大，结合集流概念可推测在植物细胞的液泡膜上存在水孔蛋白，C错误；结合干旱时植物气孔关闭和脱落酸(抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落)的作用可推知，干旱环境和某些植物激素可诱导水孔蛋白基因表达，D正确。 4．(2024·安徽模拟)某生物兴趣小组选用生理状况相同的柽柳根，一定浓度的X溶液，X载体蛋白抑制剂和呼吸酶抑制剂进行了如下三组实验(每组均选用了6条柽柳根)： 甲组：柽柳根＋X溶液→一段时间后测定溶液中的X浓度，计算出X吸收速率 乙组：柽柳根＋X溶液＋X载体蛋白抑制剂→一段时间后测定溶液中的X浓度，计算出X吸收速率 丙组：柽柳根＋X溶液＋呼吸酶抑制剂→一段时间后测定溶液中的X浓度，计算出X吸收速率 以探究柽柳根对X的吸收方式。下列分析错误的是(　B　) A．甲组为对照组，仅分析甲组的实验结果不能确定柽柳根对X的吸收方式 B．若乙组溶液中X的吸收速率比甲组的低，说明X被吸收的方式为协助扩散 C．若丙组溶液中X的吸收速率与甲组的相等，说明X被吸收的方式为被动运输 D．若乙、丙两组溶液中X的吸收速率均比甲组的低，说明X被吸收的方式为主动运输 解析：甲组用柽柳根＋X溶液，属于自然状态下的处理，属于对照组，仅分析甲组的实验结果不能确定柽柳根对X的吸收方式，A正确；乙组施用X载体蛋白抑制剂，若乙组溶液中X的吸收速率比甲组的低，说明X被吸收的方式为协助扩散或主动运输，B错误；若丙组溶液中X的吸收速率与甲组的吸收速率相等，说明根部吸收X不消耗能量，即是通过被动运输吸收的，C正确；若乙、丙两组溶液中X的吸收速率小于甲组的吸收速率，说明根部吸收X既需要载体，也消耗能量，故是通过主动运输吸收的，D正确。 5．(2024·安徽高三阶段练习)TMCO1是内质网钙离子过载激活的钙离子通道，它可以感知内质网中过高的Ca2＋浓度，并形成具有活性的Ca2＋通道，将内质网中过多的Ca2＋排出；一旦内质网中的Ca2＋浓度恢复到正常水平，Ca2＋通道活性会随之消失。下列说法错误的是(　D　) A．若敲除TMCO1基因可能会导致内质网腔中钙离子浓度过高 B．钙离子通道可能只容许与其形状、大小等匹配的物质通过 C．Ca2＋通道的激活与活性消失可能涉及蛋白质构象的改变 D．提取TMCO1后可用双缩脲试剂检测其构象是否发生变化 解析：若敲除TMCO1基因，则不能合成TMCO1钙离子通道，不能将内质网中过多的钙离子排出，A正确；通道蛋白的特点是只容许与通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的物质通过，B正确；跨内质网膜的Ca2＋通道激活与活性消失可能是由蛋白质构象改变引起，C正确；TMCO1蛋白构象是否改变并不涉及肽键是否断裂，所以无法用双缩脲试剂进行检测，D错误。 6．(2024·河北沧州市一中高三阶段练习)图示装置X的透析袋中注入了10 mL质量分数为20%的蔗糖(C12H22O11)溶液，装置Y的透析袋中注入了10 mL质量分数为20%的葡萄糖(C6H12O6)溶液。1 h后，两个毛细管内液面高度均上升，但装置X的液面高于装置Y。下列有关叙述不正确的是(　D　) A．在将透析袋放入蒸馏水之前，应去除残留在透析袋表面的溶液 B．装置X中毛细管内液面升高说明透析袋具有半透性的特点 C．葡萄糖分子通过透析袋的能力大于蔗糖分子 D．若透析袋仅有水分子可以通过，则最终两个毛细管内液面持平 解析：在将透析袋放入蒸馏水之前，应去除残留在透析袋表面的溶液，控制单一变量，保证没有其他溶液对实验结果的干扰，A正确；装置X中毛细管内液面升高说明有水分子通过透析袋，透析袋相当于半透膜，B正确；透析袋相当于半透膜，而半透膜一般只允许单糖分子通过，不允许二糖分子通过，葡萄糖是单糖，故其通过透析袋的能力大于蔗糖分子，C正确；因为葡萄糖可以通过透析袋，故装置Y的液面要低于装置X的液面，若透析袋仅有水分子可以通过，由于两种溶液的质量百分比浓度相同，葡萄糖溶液单位体积中溶质微粒多，吸水力较强，一段时间后液面较高，D错误。 7．(2024·湖南高三阶段练习)血液中的胆固醇分子大多数装载在尺寸不同的载脂蛋白里，分别是尺寸较大的低密度脂蛋白和尺寸较小的高密度脂蛋白。如图表示低密度脂蛋白转运至细胞内的过程，进入细胞后低密度脂蛋白被转运到溶酶体中，被其中的水解酶水解，胆固醇被释放并逸入细胞质基质中，下列说法正确的是(　B　) A．低密度脂蛋白进入细胞内，需要借助细胞膜上特定的载体蛋白 B．低密度脂蛋白受体出现缺陷时，可能会导致血浆中的胆固醇含量升高 C．推测被溶酶体合成的水解酶降解后释放出的胆固醇可供新膜合成之用 D．科学家可用放射性同位素标记低密度脂蛋白来研究受体蛋白的合成途径 解析：由题图可知，低密度脂蛋白与受体识别后通过胞吞的形式进入细胞，不借助细胞膜上特定的载体蛋白，A错误；当低密度脂蛋白受体出现缺陷时，血浆中的胆固醇无法运送至细胞内，会导致血浆中的胆固醇含量升高，B正确；溶酶体内的水解酶不是溶酶体合成的，而是由核糖体合成的，C错误；科学家可用放射性同位素标记低密度脂蛋白来研究低密度脂蛋白的去向，但不能研究受体蛋白的合成途径，蛋白质的合成在核糖体内，D错误。 二、非选择题 8．(2024·陕西武功县普集高级中学高三阶段练习)H＋­K＋­ATP酶位于胃壁细胞的细胞膜上，是一种质子泵。它通过自身的磷酸化与去磷酸化完成H＋/K＋跨膜转运，不断将胃壁细胞内的H＋运输到浓度更高的膜外胃腔中，从而促进胃酸的分泌。其作用机理如下图所示，“＋”表示促进磷酸化。请据图回答下列问题： (1)胃壁细胞内的H＋运输到膜外的方式属于，依据是胃壁细胞内的H＋运输过程需要消耗ATP，且为逆浓度运输。 (2)图中的M1—R，H2—R，G—R属于膜上的特异性受体(或受体)，其与信号分子结合后，引起细胞内的一系列变化，这体现了细胞膜的功能。 (3)探究胃蛋白酶的合成和分泌路径，可采用性同位素标记法。胃蛋白酶的合成与分泌过程，需要参与的具膜细胞器有内质网、高尔基体、线粒体。 (4)胃酸分泌过多是引起胃溃疡的主要原因，药物奥美拉唑是一种质子泵抑制剂，能有效减缓胃溃疡症状，用奥美拉唑治疗胃溃疡理由是奥美拉唑抑制H＋­K＋­ATP酶的活性，抑制胃壁细胞内H＋运输到膜外胃腔中，减少胃酸的分泌量。 解析：(1)由于胃壁细胞内的H＋运输到细胞外是逆浓度梯度进行的，因此，该过程需要消耗ATP，同时还需要质子泵的转运，因此胃壁细胞内的H＋运输到膜外的方式属于主动运输。(2)图中的M1—R、H2—R、G—R可以接受信号分子，说明图中的M1—R、H2—R、G—R属于膜上的(特异性)受体，其与信号分子结合后，引起细胞内的一系列变化，这是细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。(3)胃蛋白酶属于分泌蛋白，为探究胃蛋白酶的合成和分泌路径，可采用放射性同位素标记法。胃蛋白酶的合成与分泌过程涉及到的细胞结构有：核糖体(合成蛋白质的场所)、内质网(蛋白质初加工的场所)、高尔基体(蛋白质再加工的场所)、囊泡(运输蛋白质)、线粒体(提供能量)、细胞膜(将分泌蛋白分泌到细胞外)，该过程中需要的具膜细胞器有内质网、高尔基体、线粒体。(4)H＋­K＋­ATP酶是位于胃壁细胞的细胞膜上的一种质子泵。它不断将胃壁细胞内的H＋运输到膜外胃腔中，从而促进胃酸的分泌。而胃酸分泌过多是引起胃溃疡的主要原因，因此，若能抑制H＋­K＋­ATP酶的活性，则可减少胃壁细胞内H＋运输到膜外胃腔中的量，因而可减少胃酸的分泌量，则能起到缓解胃溃疡的作用。 9．(2024·山东潍坊一中高三阶段练习)在真核细胞中，有少数蛋白质(如FGF­2)的分泌是通过如图所示途径完成的，这类分泌途径被称为非经典分泌途径，这类分泌蛋白不含有信号肽序列。目前，有2种理论解释机体中存在非经典分泌途径的原因。一种解释是某些蛋白质的前体经经典途径的糖基化等修饰后，易发生凝集，因此不能被成功地分泌到细胞外；另一种解释认为有些非经典分泌蛋白也可以通过经典途径分泌，但经典分泌过程中发生的翻译后修饰会使得分泌出的蛋白质不具有生物活性。 (1)图中所示4种非经典蛋白的分泌途径中，需要依赖生物膜的流动性来实现的是acd(填写字母代号)。FGF­2直接跨膜，它不需要ATP的水解，但需要膜蛋白的参与，其跨膜方式为协助扩散。 (2)与蛋白质经典分泌途径相比，非经典分泌途径没有经过的细胞器有内质网、高尔基体。 (3)布雷菲尔德菌素能抑制经典分泌途径，某种类型的细胞能够分泌FGF­2，为了验证FGF­2的分泌属于非经典分泌途径，请简要叙述实验思路：将该类型的细胞分为两组放在适宜的培养基中，一组加入布雷菲尔德菌素溶液，另一组加入等量生理盐水，测量并比较FGF­2的分泌量。 (4)结合题干信息分析，真核细胞非经典分泌途径存在的生物学意义是能够使一些特殊结构的蛋白质保持活性；可防止某些蛋白质前体凝集，使其易于分泌；对经典分泌途径是一种有益补充(答出两点)。 解析：(1)据图1所示可知，4种非经典蛋白的分泌途径中，a、c、d过程涉及胞吞胞吐过程，需要依赖生物膜的流动性来实现。FGF­2直接跨膜，它不需要ATP的水解，但需要膜蛋白的参与，其跨膜方式为协助扩散。(2)据图可知，非经典分泌途径分泌的蛋白质肽链中没有信号肽序列，不能被引导进入内质网，也不能进入高尔基体，故与蛋白质经典分泌途径相比，非经典分泌途径没有经过的细胞器有内质网、高尔基体。(3)据题意可知，布雷菲尔德菌素能抑制经典分泌途径，某种类型的细胞能够分泌FGF­2，为了验证FGF­2的分泌属于非经典分泌途径，自变量为是否含有布雷菲尔德菌素，因变量为FGF­2含量，因此设计思路为：将该类型的细胞分为两组放在适宜的培养基中，一组加入布雷菲尔德菌素溶液，另一组加入等量生理盐水，测量并比较FGF­2的分泌量。(4)结合题干信息可知，真核细胞非经典分泌途径的存在，能够使一些特殊结构的蛋白质保持活性；防止某些蛋白质前体凝集、易于分泌；非经典分泌途径的存在对经典分泌途径是一种必要和有益的补充。 学科网（北京）股份有限公司 $$