第3单元 第6讲 细胞的物质输入和输出-【金版教程】2026年高考生物一轮复习创新方案全书word（创新版 多选版）

第6讲　细胞的物质输入和输出 　1.阐明质膜具有选择透过性。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。4.探究植物细胞的吸水和失水。 1．(2024·江西，2)营养物质是生物生长发育的基础。依据表中信息，下列有关小肠上皮细胞吸收营养物质方式的判断，错误的是(　　) 方式 细胞外 相对浓度 细胞内 相对浓度 需要 提供能量 需要 转运蛋白 甲 低 高 是 是 乙 高 低 否 是 丙 高 低 是 是 丁 高 低 否 否 A.甲为主动运输 B．乙为协助扩散 C．丙为胞吞作用 D．丁为自由扩散 答案：C 解析：由题意知，甲、乙、丙、丁为小肠上皮细胞吸收(细胞外→细胞内)营养物质的四种方式，方式甲为逆浓度梯度的运输，需要消耗能量和转运蛋白，为主动运输，A正确；方式乙为顺浓度梯度运输，不需要消耗能量，需要转运蛋白，为协助扩散，B正确；胞吞过程虽需要消耗能量，但不需要转运蛋白的协助，则丙不是胞吞作用，C错误；方式丁为顺浓度梯度运输，不需要消耗能量和转运蛋白，为自由扩散，D正确。 2．(2022·全国甲卷，2)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(　　) 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 答案：C 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；由题意可知，三种细胞放入相同浓度的蔗糖溶液中时，细胞a表现为既不吸水也不失水，细胞b吸水，细胞c失水，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初始浓度相等，水分交换达到平衡时，细胞c的细胞液浓度等于此时的外界蔗糖溶液的浓度，但由于细胞c失水，此时的蔗糖溶液浓度小于初始蔗糖溶液浓度，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。 考点一　动植物细胞的吸水和失水的原理 1．渗透作用 [特别提醒]　(1)这里的浓度是溶质的物质的量浓度，不是溶质的质量浓度。例如向两烧杯水中各加入1 g葡萄糖和1 g蔗糖完全溶解后，葡萄糖溶液的物质的量浓度大于蔗糖溶液的物质的量浓度。 (2)液面稳定时，处于动态平衡，两者之间还是有水分子进出，只不过数目基本相同。 (3)液面稳定后，只要存在液面差，原高浓度的溶液浓度仍大于原低浓度的溶液。 2．水进出细胞的原理 (1)动物细胞的吸水和失水 (2)植物细胞的吸水和失水 [例1]　下图为渗透作用实验，开始时如图甲所示，A代表清水，B、C代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图乙，两漏斗管(两漏斗管完全相同)内液面不再变化，h1、h2表示漏斗内液面与清水的液面差。下列说法错误的是(　　) A．图甲中B的浓度一定大于C的浓度 B．图乙中B的浓度一定等于C的浓度 C．图甲A中水分子扩散到B的速度大于A中水分子扩散到C的速度 D．图乙A中水分子扩散到B的速度等于B中水分子扩散到A的速度 答案：B 解析：由图乙可知，B中吸水比C中多，所以图甲中B的浓度比C的浓度高，A正确；图乙中B和C浓度大小的比较还要考虑液体压力的作用，其液体压力的作用与浓度差的作用达到平衡状态，液面不再变化，图乙中B的液面更高，则B的液体压力作用更大，所以B与清水的浓度差要大于C与清水的浓度差，因此B的浓度一定大于C的浓度，B错误；图甲中由于B的浓度大于C的浓度，所以水分子从A扩散到B的速度比从A扩散到C的速度快，C正确；图乙中达到动态平衡，水分子由A扩散到B的速度和由B扩散到A的速度相等，D正确。 [例2]　(多选)(2025·广东省期末考试)如图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是(　　) A．从图甲可见250 mmol·L－1 NaCl溶液不影响人红细胞的代谢 B．图乙中植物细胞体积基本不变 C．图乙中a点细胞失水量最大，此时细胞内外溶液浓度相等 D．人的红细胞长时间处在300 mmol·L－1 NaCl溶液可能死亡，图乙中的处理时间内细胞一直有生物活性 答案：BCD 解析：图甲中，250 mmol·L－1 NaCl溶液中红细胞体积与初始体积之比小于1，说明红细胞失水皱缩了，会影响红细胞的代谢，A错误；图乙中植物细胞在10 min内失水量先增加后减少，说明该细胞发生了质壁分离和质壁分离自动复原现象，在该过程中由于细胞壁的伸缩性较小，因此，图乙中植物细胞体积基本不变，B正确；人的红细胞长时间处于300 mmol·L－1 NaCl溶液中会使细胞失水过多而死亡，图乙细胞在处理时间内细胞先失水后吸水，说明细胞原生质层具有选择透过性，细胞一直具有活性，D正确。 [例3]　(2024·山东，4)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 解析：植物细胞失水时，细胞液中的水会透过原生质层进入外界，从而使细胞液的浓度增大，A正确；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，单糖通过脱水缩合形成多糖，溶质物质的量浓度降低(内部薄壁细胞降低更快)，引起细胞液浓度变小，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的高，B错误；当失水比例相同的情况下，与内部薄壁细胞相比，外层细胞的细胞壁伸缩性小而易与细胞膜分开，更易发生质壁分离，C正确；外层细胞进行光合作用合成的单糖(葡萄糖)可转移到内部薄壁细胞合成多糖，干旱环境下合成多糖的速率加快，可促进外层细胞单糖的转移，进而促进光合作用中对单糖的生成，D正确。 [例4]　(2024·湖南，14，改编)缢蛏是我国传统养殖的广盐性贝类之一，自身存在抵抗外界盐度胁迫的渗透调节机制。缢蛏体内游离氨基酸含量随盐度的不同而变化，如图为缢蛏在不同盐度下鲜重随培养时间的变化曲线。下列叙述错误的是(　　) A．缢蛏在低盐度条件下先吸水，后失水直至趋于动态平衡 B．低盐度培养8～48 h，缢蛏通过自我调节以增加组织中的溶质含量 C．相同盐度下，游离氨基酸含量高的组织渗透压也高 D．缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关 答案：B 解析：分析图中曲线，缢蛏在低盐度条件下鲜重先增大后减小，推测其先吸水后失水，最后趋于动态平衡，A正确；低盐度培养8～48 h，8 h后缢蛏鲜重下降，即此过程中其失水，推测缢蛏通过自我调节使组织中的溶质含量减少，从而降低组织渗透压，引起组织失水，B错误；组织渗透压的高低与其中的溶质含量有关，溶质越多，组织渗透压相对越高，因此，相同盐度下，游离氨基酸含量高的组织渗透压也高，C正确；细胞呼吸过程中产生的中间产物可转化为氨基酸、甘油等非糖物质，由此推测缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关，D正确。 考点二　实验：探究植物细胞的吸水和失水 1．实验材料：紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞。 2．实验原理 3．实验步骤及现象 4．实验结论 (1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。 (2)当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水就会透过原生质层进入外界溶液中，当细胞不断失水时，原生质层和细胞壁逐渐分离开来，即发生了质壁分离。 (3)发生质壁分离的细胞，当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水就会透过原生质层进入细胞液，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。 [知识拓展]　 1．本实验存在两组对照实验 Ｋ 2．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不发生质壁分离及复原现象。 ②细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。 (2)从溶液角度分析 ①在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离后自动复原现象，因为细胞失水质壁分离的同时，会通过被动运输或主动运输吸收溶质分子，使细胞液浓度升高，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞渗透吸水而发生质壁分离复原。 ②在高浓度溶液(如0.5 g/mL蔗糖溶液)中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象，因为细胞失水过多会死亡。在溶液浓度过低时则不能引起质壁分离或质壁分离太慢。 ③盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适合作观察质壁分离现象的外界溶液。 [例1]　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 解析：根据实验结果，该细胞能够发生质壁分离及质壁分离复原，说明甲图细胞具有活性，A正确；甲图细胞发生质壁分离，细胞失水，细胞液浓度增大，即乙图细胞的细胞液浓度大于甲图的细胞液浓度，B错误；由于有细胞壁的支持和保护，丙图细胞的体积不会持续增大，也不会涨破，C错误；由于根尖分生区细胞不具有大液泡，不能发生质壁分离，不能作为观察质壁分离及质壁分离复原的实验材料，D错误。 [例2]　(多选)取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机均分成三等份，分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，下列说法正确的是(　　) A．实验前，三种蔗糖溶液浓度大小关系是丙＞乙＞甲 B．甲、丙浓度变化是水在细胞与蔗糖溶液间移动引起的 C．乙浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等 D．实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动都不依赖载体蛋白 答案：BD 解析：根据题干分析可知，生理状态相同的叶片的细胞液浓度是相同的，甲浓度＞细胞液浓度，乙浓度＝细胞液浓度，丙浓度＜细胞液浓度，则实验前甲的浓度＞乙的浓度＞丙的浓度，A错误；甲、丙的浓度变化是由渗透作用引起的，是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的，B正确；乙的浓度不变是因为细胞内细胞液浓度与乙的浓度相等，C错误；实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动主要是依赖通道蛋白的协助扩散，也有自由扩散，D正确。 [例3]　(2021·广东选择性考试)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 解析：从图中可以看出，①处理后气孔开度小于③处理后，说明③处理后保卫细胞吸水较多，则保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A错误；②处理后细胞失水，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；通过上述分析可知，推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D正确。 [例4]　植物吸水的主要部位是根尖成熟区，成熟区表皮细胞吸收的水分可以通过渗透作用依次进入内层的细胞，并最终进入导管，通过导管运输到植物体的其他部位。某同学将根尖成熟区表皮细胞及其内层细胞测定初始细胞长度后依次置于相同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后测定细胞长度并进行计算，实验结果如下表，下列叙述错误的是(　　) 组别 1 2 3 4 实验后长度/实验前长度 0.8 0.9 1 1.2 A.可以发生质壁分离的组别有：1组和2组 B．实验前细胞液的浓度关系是：1组<2组<3组<4组 C．细胞吸水、失水达到平衡时，它们的细胞液浓度相等 D．第4组细胞为根尖成熟区内层细胞 答案：C 解析：1组和2组实验后长度/实验前长度<1，说明发生了渗透失水，即发生了质壁分离，A正确；根据表中实验后长度/实验前长度可知，实验前细胞液浓度的大小依次为1组<2组<3组<4组，B正确；细胞吸水、失水达到平衡时，细胞液浓度与其所处的外界蔗糖溶液浓度相同，细胞吸水达到平衡时，其外界蔗糖溶液浓度大于初始蔗糖浓度，而细胞失水达到平衡时，其外界蔗糖溶液浓度小于初始蔗糖浓度，故它们的细胞液浓度前者大于后者，C错误；根尖细胞通过渗透吸水供植物体生长发育所需，与表皮细胞相比，内层细胞的细胞液浓度更大，在相同的外界溶液中才能吸水，故第4组细胞为根尖成熟区内层细胞，D正确。 1．质壁分离和复原实验的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞的死活 (2)测定细胞液浓度范围 (3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 (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) 2．将0.3 g/mL的蔗糖溶液换成一定浓度的KNO3溶液，细胞发生质壁分离后能自动复原，是因为植物可通过主动运输吸收K＋、NO。 3．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(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积随时间的变化如图： 曲线A表示细胞在蒸馏水中：细胞略膨胀，但是由于细胞壁的存在，原生质体的体积不能无限膨胀。曲线B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。曲线C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。 考点三　被动运输、主动运输和胞吞、胞吐 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的物质跨膜运输方式。 (2)类型 2．载体蛋白与通道蛋白的比较 3．主动运输 4．胞吞和胞吐 5．影响物质跨膜运输因素分析 (1)物质的浓度(差)对跨膜运输的影响 (2)转运蛋白数量对跨膜运输的影响 (3)氧气含量对跨膜运输的影响 通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。 (4)温度 [归纳总结]　小分子物质的运输方式不一定都是被动运输和主动运输，如神经递质的释放是胞吐作用。 生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。 1．信息获取与加工 [例1]　离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是(　　) A．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散，需要载体蛋白不需要能量 B．离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的 C．加入呼吸抑制剂会降低离子泵跨膜运输离子的速率 D．加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率 答案：C 解析：分析题意可知，离子通过离子泵的跨膜运输需要载体蛋白和消耗能量，属于主动运输，A错误；主动运输是逆着浓度梯度进行的，B错误；由于离子泵跨膜运输离子需要消耗能量，因此加入呼吸抑制剂会降低离子泵跨膜运输离子的速率，C正确；离子的跨膜运输需要载体蛋白，因此加入蛋白质变性剂会降低离子泵跨膜运输离子的速率，D错误。 [例2]　(多选)网格蛋白是一类协助大分子物质胞吐过程的蛋白质，胞吐过程中被运输的物质和膜上网格蛋白结合后，细胞膜会形成包被小窝，同时GTP结合蛋白在包被小窝的颈部组装成环，促使细胞膜缢缩为囊泡释放出去。下列说法正确的是(　　) A．包被小窝的形成与细胞膜的结构特点有关 B．破坏细胞膜上的GTP结合蛋白对性腺细胞分泌性激素有较大影响 C．细胞膜缢缩形成的囊泡的基本支架为磷脂双分子层 D．与巨噬细胞相比，浆细胞膜上一般具有较多的GTP结合蛋白 答案：ACD 解析：性激素属于固醇类物质，其分泌过程属于自由扩散，不需要GTP结合蛋白的作用，B错误。 2．模型建构 [例3]　高等植物的筛管细胞在发育过程中会失去细胞核和核糖体，但其仍可存活好几年，原因是其侧面的伴胞细胞(完整细胞)能进行光合作用“养活”筛管细胞。下图为伴胞细胞光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、胞间连丝转化过程示意图，下列说法正确的是(　　) A．单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞 B．蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输 C．缺乏能量会直接抑制图中蔗糖的运输 D．蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞 答案：B 解析：蔗糖分子通过胞间连丝顺浓度梯度进行运输，水解后形成单糖，通过单糖转运载体顺浓度梯度运输，蔗糖的水解使伴胞细胞与筛管细胞的浓度差增大，有利于蔗糖顺浓度梯度运输，A错误，B正确；蔗糖分子通过胞间连丝进行运输，不消耗能量，因此缺乏能量不会直接抑制图中蔗糖的运输，C错误；蔗糖属于二糖，不能通过单糖转运载体转运至薄壁细胞，D错误。 3．逻辑推理与论证 [例4]　(2021·山东等级考)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进行进入液泡并储存。下列说法错误的是(　　) 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 答案：A 解析：由题干信息可知，H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输进入细胞质基质是由浓度梯度驱动的，为协助扩散，而Ca2＋通过CAX进入液泡并储存的方式为主动运输，所需要的能量由H＋顺浓度梯度产生的势能提供，A错误；Ca2＋通过CAX的运输进入液泡增加细胞液的浓度，有利于植物细胞保持坚挺，B正确；加入H＋焦磷酸酶抑制剂，则液泡中的H＋浓度降低，液泡膜两侧的H＋浓度梯度差减小，为Ca2＋通过CAX的运输提供的能量减少，C正确；H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式需要水解无机焦磷酸释放的能量来提供，为主动运输，D正确。 4．科学探究 [例5]　(2025·北京市期末考试)硒是人和动物必需的微量元素，在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐(SeO)等形式存在，某些微生物能将SeO还原为低毒性的单质硒。 (1)SeO无法自由通过细胞膜，需要借助膜上的________进出细胞。 (2)科研人员选用细菌H作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究，实验设计及结果见下表： 组号 处理条件 SeO的吸收速率(nmol/109个细胞) Ⅰ 将细菌H放入液体培养基(对照) 5 Ⅱ 将部分Ⅰ组细菌放入含AgNO3(水通道蛋白抑制剂)的液体培养基中 1 Ⅲ 将部分Ⅰ组细菌放入含2，4－DNP(细胞呼吸抑制剂)的液体培养基中 4 Ⅳ 将部分Ⅰ组细菌放入含亚硫酸盐(SO)的液体培养基中 ＜0.5 比较Ⅲ组和Ⅰ组，推测SeO主要以__________方式进入细菌H。Ⅰ组和Ⅳ组结果表明____________________________。 (3)为验证水通道蛋白A在细菌H吸收SeO过程中的功能，科学家对A基因进行改造，得到下图所示结果，推测A蛋白在细菌H吸收SeO中起着关键作用。作出此推测的依据是：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)综合上述实验结果，你认为研究细菌的硒跨膜运输可能有何应用：______________ ________________________________________________________________(答出一点即可)。 答案：(1)转运蛋白　(2)协助扩散　SO对SeO的跨膜运输具有抑制作用 (3)A基因突变的细菌H(菌株2)的SeO吸收速率显著低于正常的细菌H(菌株1)；转入正常A基因的细菌H突变体(菌株3)完全恢复SeO吸收能力(高于菌株2，与菌株1接近) (4)实现高硒环境的生物修复(环境硒污染的处理)；实现硒元素回收利用；提高细菌对硒的吸收和生物转化能力(合理即可) 解析：(2)Ⅲ是将部分Ⅰ组细菌放入含2，4－DNP(细胞呼吸抑制剂)的液体培养基中，与Ⅰ相比，SeO的吸收速率没有明显降低，说明SeO的吸收速率受能量的影响不大，推测SeO主要以协助扩散方式进入细菌H，而将部分Ⅰ组细菌放入含亚硫酸盐(SO)的液体培养基中(Ⅳ)，SeO的吸收速率明显降低，说明SO对SeO的跨膜运输具有抑制作用。 5．长句表达 [例6]　(2022·海南，16)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。 (1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是____________。 (2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于________。 (3)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH________；此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是________________________________________。 (4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的生理变化，这一过程体现的细胞膜的功能是__________________________。 (5)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是_____________________ _________________________。 答案：(1)选择透过性　(2)协助扩散　(3)下降　自身构象发生改变(或空间结构发生改变) (4)进行细胞间的信息交流　(5)呼吸酶的活性降低，主动运输能利用的能量减少 解析：(2)水分子借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞，这种借助膜上转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式称为协助扩散。 (3)细胞膜上的H＋－ATP酶能利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的H＋增多，pH下降；载体蛋白在每次转运物质时都会发生自身构象的改变。 (4)胰岛B细胞分泌的胰岛素，随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞，引起靶细胞产生相应的生理变化，该过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。 (5)根细胞吸收磷酸盐的方式为主动运输，影响其运输速率的因素有载体蛋白的数量及能量的供应等，4 ℃条件下，呼吸酶的活性降低，细胞呼吸供能减少，是使磷酸盐吸收速率下降的主要原因。 “三看法”快速判定物质出入细胞的方式 [例7]　(2024·甘肃，2)维持细胞的Na＋平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下，植物细胞膜(或液泡膜)上的H＋－ATP酶(质子泵)和Na＋－H＋逆向转运蛋白可将Na＋从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中)，以维持细胞质基质中的低Na＋水平(见下图)。下列叙述错误的是(　　) A．细胞膜上的H＋－ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变 B．细胞膜两侧的H＋浓度梯度可以驱动Na＋转运到细胞外 C．H＋－ATP酶抑制剂会干扰H＋的转运，但不影响Na＋转运 D．盐胁迫下Na＋－H＋逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高 答案：C 解析：H＋－ATP酶能将ATP水解，产生的Pi使该蛋白质发生磷酸化，导致其空间构象发生改变，A正确；分析题图，细胞外的H＋浓度大于细胞内，H＋从细胞外顺浓度梯度进入细胞可为Na＋从膜内向膜外逆浓度梯度运输提供能量，B正确；H＋－ATP酶抑制剂能抑制H＋－ATP酶的活性，从而影响H＋的主动运输，影响细胞膜内外的H＋浓度差，进而影响Na＋的转运，C错误；盐胁迫下需要将细胞内多余的Na＋通过Na＋－H＋逆向转运蛋白转运到细胞外，以维持细胞内低Na＋水平，因此盐胁迫下该逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高，D正确。 [例8]　(多选)(2023·湖南，8，改编)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的 B．PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促进H2O2外排，从而减轻其对细胞的毒害 C．敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力 D．从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径 答案：ACD 解析：根据题图分析可知，当禾本科农作物AT1蛋白与Gβ结合时，可抑制PIP2s蛋白磷酸化，从而降低H2O2的外排能力，使细胞死亡；当禾本科农作物AT1蛋白缺陷而无法与Gβ结合时，其对PIP2s蛋白磷酸化无抑制作用(细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平提高)，使H2O2的外排能力提高，从而减轻H2O2对禾本科农作物细胞的毒害作用，A正确，B错误。敲除AT1基因或降低其表达，可解除或降低AT1蛋白对细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化的抑制作用，H2O2外排增加，进而提高禾本科农作物的抗氧化胁迫能力和成活率，C正确。 跨章节知识联系 课时作业 一、水进出细胞的原理 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 对点 渗透装置 动物细胞的吸水和失水 植物细胞的质壁分离实验 植物细胞的质壁分离 盐浓度对不同植物细胞质壁分离的影响 植物细胞的质壁分离及复原 植物细胞的吸水与失水 细胞吸水和失水在生活中的应用 题号 9 10 11 12 13 14 15 16 难度 ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★ ★★ 对点 植物细胞的吸水和失水 渗透装置、植物细胞的质壁分离 动物细胞的吸水和失水 植物细胞的吸水和失水 植物细胞的吸水和失水 质壁分离实验观察 渗透装置、植物细胞的质壁分离 植物细胞吸水和失水在农业生产上应用 1.如图所示，烧杯内装有蒸馏水，下部封有半透膜的长颈漏斗内装有淀粉和葡萄糖溶液，葡萄糖可以通过半透膜；开始时，漏斗颈内的液面与烧杯内蒸馏水的液面高度相同。过一段时间后，用碘液和斐林试剂分别检测蒸馏水中的物质。下列相关叙述错误的是(　　) A．成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜 B．烧杯中的液体遇到碘液不呈蓝色，与斐林试剂作用生成砖红色沉淀 C．整个实验过程中会发生长颈漏斗的液面先上升后下降现象 D．漏斗颈内液面不再变化时无水分子的进出 答案：D 解析：成熟植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜及这两层膜之间的细胞质组成，相当于一层半透膜，A正确；葡萄糖可以通过半透膜进入烧杯，而淀粉不可以通过半透膜进入烧杯，所以烧杯中的液体遇到碘液不呈蓝色，与斐林试剂作用生成砖红色沉淀，B正确；长颈漏斗内装有淀粉和葡萄糖溶液，淀粉不可以通过半透膜进入烧杯，葡萄糖可以通过半透膜进入烧杯，而葡萄糖进入烧杯需要一定的时间，所以液面应该先上升后下降，C正确；漏斗颈内液面不再变化时水分子的进出处于动态平衡，D错误。 2．医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液，下列相关叙述错误的是(　　) A．在1.5%的氯化钠溶液中，人红细胞将会失水皱缩 B．在0.9%的氯化钠溶液中，人红细胞无水分子进出 C．在0.09%的氯化钠溶液中，人红细胞将会吸水膨胀 D．在任意浓度的氯化钠溶液中，人体细胞都不会发生质壁分离 答案：B 解析：1.5%的氯化钠溶液的渗透压大于人红细胞的渗透压，因此位于其中的人红细胞将失水皱缩，A正确；0.9%的氯化钠溶液是人体的等渗液，因此位于其中的人红细胞维持原状，达到渗透平衡，即进出红细胞的水分子数目相等，B错误；0.09%的氧化钠溶液的渗透压小于人红细胞的渗透压，因此位于其中的人红细胞将吸水膨胀，C正确；人体所有细胞都没有细胞壁，故不会发生质壁分离，D正确。 3．某同学用紫色洋葱鳞片叶表皮做实验材料，观察到甲、乙两个图像。下列叙述正确的是(　　) A．直接用高倍镜观察表皮细胞，可以节省实验时间 B．用紫色洋葱内、外表皮做实验材料，实验效果相同 C．0.3 g/mL蔗糖溶液处理实验材料，观察到的是图像乙 D．清水处理质壁分离的细胞，一定会发生质壁分离复原 答案：C 解析：质壁分离和复原实验的观察需要使用低倍镜观察，不能直接用高倍镜观察表皮细胞，A错误；由于外表皮细胞中含有紫色大液泡，而内表皮细胞中的大液泡内不含色素，所以用紫色洋葱外表皮做实验材料时更容易观察到实验现象，B错误；0.3 g/mL蔗糖溶液处理实验材料，会由于细胞外液溶液浓度大于细胞液浓度，而使细胞失水，出现质壁分离，即观察到的是图像乙，C正确；若质壁分离时大量失水或质壁分离时间过长，可能会使细胞死亡，此时用清水处理质壁分离的细胞，不能发生质壁分离复原，D错误。 4．为探究茉莉酸(植物生长调节剂)对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响，将细胞分别移到不同的培养液中继续培养3天，结果如表。下列叙述错误的是(　　) 组别 培养液中另添加的成分 结果 NaCl 茉莉酸 ① ＋ － 部分细胞质壁分离 ② ＋ ＋ 细胞正常，无质壁分离 ③ － － 细胞正常，无质壁分离 注：“＋”表示有添加，添加后NaCl浓度为100 mmol·L－1，茉莉酸浓度为10－3 mg·L－1；“－”表示无添加。 A．胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水 B．质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小 C．NaCl为自变量，茉莉酸为因变量 D．茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用 答案：C 解析：水分子进出细胞的方式是渗透作用，胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水，A正确；由于细胞液浓度小于环境溶液的浓度，细胞通过渗透作用失水，液泡因为其中的水分减少而体积变小，B正确；由表格信息可知，实验的自变量为是否加入NaCl和茉莉酸，因变量是细胞是否发生质壁分离，C错误；由①②组实验可以看出，茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用，D正确。 5．将三种植物根细胞放在不同浓度盐溶液中，一段时间后观察质壁分离百分比，结果如下表所示。下列说法正确的是(　　) ( 植物种类 ) ( 质壁分离百 分比（ % ） ) ( 盐溶液浓度（ g/L ） ) 3 4 5 6 7 8 9 甲 0 27 58 82 100 100 91 乙 0 0 0 0 0 54 88 丙 0 0 0 23 52 68 100 A.三种根细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜构成 B．高浓度盐溶液会导致细胞死亡而失去选择透过性 C．实验结束后9 g/L溶液中的水不能进出丙细胞 D．乙的细胞液浓度最小，最适宜在盐碱地生长 答案：B 解析：高浓度盐溶液会使细胞失水过度，导致细胞死亡而失去选择透过性，B正确；原生质层是由细胞膜、液泡膜及两膜之间的细胞质组成的，A错误；实验结束后，无论丙细胞是否缺水死亡，9 g/L溶液中的水仍可以进出丙细胞，C错误；由表可知，直到浸泡在8 g/L溶液时，乙细胞才发生质壁分离，因此乙细胞的细胞液浓度最大，最适宜在盐碱地生长，D错误。 6.某生物兴趣小组在实验室观察紫色洋葱鳞片叶细胞的质壁分离实验时，将蔗糖溶液替换为1 mol/L的KNO3溶液，发现原生质体的体积变化趋势如图所示，下列相关叙述正确的是(　　) A．质壁分离过程中，只有原生质层发生了收缩，细胞壁不收缩 B．1 h内，紫色液泡颜色逐渐加深，细胞吸水能力逐渐增强 C．2 h至3 h的时间段里，水分子只能从细胞外溶液运输到液泡中 D．a点后，细胞开始吸收K＋或NO，导致质壁分离自动复原 答案：B 解析：质壁分离过程中，原生质层和细胞壁都发生了收缩，只是原生质层比细胞壁的伸缩性大，A错误；1 h内，原生质体的相对体积逐渐减小，说明细胞失水逐渐增加，紫色液泡颜色逐渐加深，细胞吸水能力逐渐增强，B正确；2 h至3 h的时间段里，水分子既能从细胞外溶液运输到液泡中，也能从液泡运输到细胞外溶液中，只是前者的运输量大于后者，表现为质壁分离复原，C错误；细胞从一开始就吸收K＋或NO，只是到a点时其液泡的渗透压与细胞外溶液的渗透压相等，随后即将发生质壁分离复原，D错误。 7．取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组(甲糖的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、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是(　　) 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 答案：D 解析：在水分交换达到平衡期间，叶细胞和糖溶液之间没有溶质交换，只能有溶剂(水)的交换，因此甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高，A正确；若测得乙糖溶液浓度不变，说明乙组叶细胞的净吸水量为零，净失水量为零，B正确；若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞失水，可能发生了质壁分离，C正确；若测得乙糖溶液浓度升高，则乙组叶肉细胞吸水，由于甲糖溶液的摩尔浓度小于乙糖溶液，故叶细胞的净吸水量甲组大于乙组，D错误。 8．下列有关细胞吸水和失水在生活中的应用，错误的是(　　) A．利用高浓度的食盐水杀菌防腐的原理是高浓度的食盐水使细胞失水过多而死亡 B．对农作物合理灌溉，提高了土壤溶液浓度，有利于作物对水分的吸收 C．一次施肥过多，会造成“烧苗”现象，原因是土壤溶液浓度过高，导致根不易吸水或失水过多 D．生病打点滴时，为了维持细胞正常形态，可将药物溶于医用生理盐水 答案：B 9.洋葱鳞片叶外表皮细胞放置在清水中，一段时间后向清水中缓慢逐渐加入蔗糖，洋葱外表皮细胞的液泡体积变化如图所示，实验过程中细胞保持活性。下列叙述正确的是(　　) A．在a～b段，细胞液的渗透压变大、细胞吸水能力增强 B．在b～c段，水进出细胞达到平衡，细胞内外溶液的浓度相同 C．在c～d段，液泡膜和细胞膜都会出现膜脂的流动现象 D．在d～e段，若把细胞置于蒸馏水中，则不会出现质壁分离复原现象 答案：C 解析：在a～b段，细胞吸水后细胞液的渗透压降低、细胞吸水能力减弱，A错误；在b～c段的前期，细胞液的浓度大于外界溶液浓度，由于细胞壁的限制，水分子进出细胞达到平衡，在b～c段的后期，随着蔗糖的逐渐加入，外界蔗糖溶液的浓度逐渐升高，导致细胞液的浓度和蔗糖溶液的浓度逐渐接近，B错误；c点为临界点，此时继续增大蔗糖溶液浓度，细胞失水，在c～d段，液泡体积减小，液泡膜和细胞膜都会出现膜脂的流动现象，C正确；由于实验过程中细胞保持活性，在d～e段，若把细胞置于蒸馏水中，则细胞会因渗透吸水而出现质壁分离复原现象，D错误。 10．如图甲为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液(溶质不能透过半透膜)，且a溶液浓度<b溶液浓度，c为清水，图乙为显微镜下观察到的某植物表皮细胞，下列叙述错误的是(　　) A．图甲中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面 B．图乙中的⑤④⑥相当于图甲中的② C．若图乙所示为某农作物的根毛细胞，此时应及时灌溉 D．图乙中的⑦与图甲中的②通透性不同 答案：B 解析：根据题干“a溶液浓度<b溶液浓度，c为清水”可推断，一段时间后装置2的液面高于装置1的液面；图乙细胞中含有大液泡，因此可以构成渗透系统，其中原生质层相当于图甲中的②半透膜，图乙中⑥为细胞膜，⑦为液泡膜，以及两者之间的细胞质即⑧共同构成原生质层；若图乙所示为某农作物的根毛细胞，此时图中细胞发生了质壁分离，应及时灌溉。 11．在水中生存的纤毛虫能通过伸缩泡排出细胞内过多的水，防止细胞破裂，当外界溶液浓度超过纤毛虫的细胞液浓度时，伸缩泡收缩极慢以至停止不动。下表表示甲、乙两种纤毛虫伸缩泡在不同浓度的NaCl溶液中的伸缩频率(单位：次/分)。下列说法错误的是(　　) 项目 NaCl溶液的浓度/% 0 1 2 3 4 5 甲纤毛虫伸缩泡的伸缩频率 4.30 2.20 1.30 0.85 0.20 0.00 乙纤毛虫伸缩泡的伸缩频率 8.60 6.30 2.60 0.46 0.00 0.00 A.随着外界溶液浓度的升高，伸缩泡的伸缩频率降低 B．根据表中结果可知，甲纤毛虫的细胞液浓度小于乙纤毛虫的 C．伸缩泡的排水过程体现了生物膜具有一定流动性的结构特点 D．纤毛虫通过伸缩泡排水的过程不会消耗细胞呼吸产生的ATP 答案：BD 解析：从表格中可知，随着外界溶液浓度的升高，甲、乙伸缩泡的伸缩频率均降低，A正确；据表可知，乙纤毛虫伸缩泡在NaCl溶液浓度为4%时伸缩频率降为0，而甲仍在伸缩，故甲纤毛虫的细胞液浓度大于乙纤毛虫的，B错误；伸缩泡的排水过程表明纤毛虫的细胞膜具有一定流动性，C正确；纤毛虫通过伸缩泡排水的过程类似胞吐，会消耗细胞呼吸产生的ATP，D错误。 12．某兴趣小组利用一定浓度的M溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，图1为显微镜下观察到的该细胞的某一时刻示意图，图2为实验过程中测得其x/y值随时间的变化曲线图。下列叙述不正确的是(　　) A．随着x/y值增大，细胞吸水能力增强 B．M溶液的溶质微粒从t1时开始进入细胞 C．t2时细胞恢复到t0状态，细胞液浓度保持一致 D．t3时细胞内外存在浓度差，但处于动态平衡状态 答案：ABC 解析：据图分析可知，处于一定浓度的M溶液中的细胞，随时间的推移，细胞失水量先逐渐增加，说明细胞发生质壁分离，而后又逐渐减少，说明M溶液可被细胞吸收，细胞液浓度增加，发生质壁分离的复原。x/y值增大说明M溶液的溶质微粒可被细胞吸收，且M溶液的溶质微粒从开始时刻就能进入细胞，B错误；t2时细胞恢复到t0状态，由于细胞吸收M溶液的溶质微粒，t2时细胞液浓度大于t0时，C错误；在t3时，由于溶质不断进入细胞液，质壁分离复原后由于细胞壁的阻挡，体积不再增大，所以细胞内外还存在浓度差，此时水分子进出细胞平衡，D正确。 13.将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则(　　) A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的低 B．浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的 C．a组细胞放在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组 D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5 mol·L－1之间 答案：AD 解析：纵坐标是，比值为1时，细胞既不吸水也不失水，比值小于1时，细胞吸水，比值越小，细胞吸水越多，比值大于1时，细胞失水，比值越大，细胞失水越多，所以a、b、c三组吸水且吸水程度a>b>c，d、e、f三组失水且失水程度f＝e>d。由分析可知，a组细胞吸水比b组多，所以实验后a组液泡中的溶质浓度低于b组，A正确；f组细胞失水，b组细胞吸水，B错误；水进出细胞的方式是被动运输，不消耗能量，C错误；c、d两组之间存在比值为1的数值，此时浓度为0.4～0.5 mol·L－1之间，D正确。 14．某兴趣小组利用植物细胞的“质壁分离实验”测定紫色洋葱鳞片叶外表皮的细胞液浓度，实验过程如下：分别撕取洋葱鳞片叶外表皮置于0.1 mol/L、0.2 mol/L……1.0 mol/L的蔗糖溶液中，浸泡一段时间后，取相应浓度的蔗糖溶液滴在载玻片上，制作临时装片镜检统计。下列关于实验误差的说法，正确的是(　　) A．若配制蔗糖溶液时蔗糖未充分溶解即进行实验，实验结果偏大 B．镜检时若用清水代替相应浓度的蔗糖溶液制作临时装片，实验结果偏大 C．若用相应浓度的蔗糖溶液处理洋葱表皮细胞的时间过短，实验结果偏小 D．若使用KNO3溶液代替相应浓度的蔗糖溶液进行实验，会造成结果与实际值相差较大 答案：ABD 解析：蔗糖未充分溶解，说明配制的蔗糖溶液浓度下降，使得实验结果是偏大的，A正确；镜检时若用清水代替，导致刚发生质壁分离的细胞吸水，使实验结果偏大，B正确；若用相应浓度的蔗糖溶液处理洋葱表皮细胞的时间过短，会导致与细胞液浓度接近的蔗糖溶液中的细胞质壁分离不明显，使实验结果偏大，C错误；细胞在KNO3溶液会主动吸收离子，改变细胞液的浓度，所以结果与实际值相差较大，D正确。 15．图1、图2是渗透装置示意图，图3是根毛细胞示意图。请据图回答下列问题： (1)典型的渗透装置必须具备两个条件：有________，其两侧溶液具有________。 (2)若图1表示发生渗透作用的初始状态，图2表示漏斗内外的水分子达到平衡时的状态，漏斗内液面升高的原因是单位时间内进入漏斗中的水分子数________(填“大于”、“小于”或“等于”)从漏斗渗出的水分子数。 (3)将图3根毛细胞(有生物活性)浸在0.3 g/mL的蔗糖溶液后，⑦________将与细胞壁发生分离，说明⑦作用类似于图1中的________(填序号)，且⑦的伸缩性比细胞壁________。 (4)若图4中的虚线表示图3根毛细胞在正常状态下的相对体积，请画出根毛细胞浸在0.3 g/mL蔗糖溶液后的细胞体积变化曲线。 答案：(1)半透膜　浓度差　(2)大于 (3)原生质层　③　大 (4) 解析：分析题图可知，③为半透膜，④为细胞膜，⑤为细胞膜和液泡膜两者之间的细胞质，⑥为液泡膜，⑦为原生质层。 (4)根毛细胞浸在0.3 g/mL的蔗糖溶液后细胞失水，细胞体积变小，但细胞壁伸缩性小，所以细胞体积只是稍微变小。 16．(2025·河南南阳一中质检)袁隆平院士曾说，实现耐盐碱水稻种植1亿亩的目标是他的第三个梦想。耐盐碱水稻是指能在盐(碱)浓度为0.3%以上的盐碱地生长、亩产量在300公斤以上的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3 g·mL－1的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如图1，请回答相关问题： (1)该实验通过观察原生质体体积相对值进行比较，故所选水稻细胞必须含有的细胞器是________。图1中Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升是受限于________________。 (2)A→B段，Ⅰ组水稻的吸水能力________，此时，在细胞壁和原生质体之间充满了________。 (3)实验过程中并未添加清水，Ⅰ组水稻原生质体体积的变化是由于细胞能通过主动吸收________，从而使得细胞液的浓度变得比外界溶液浓度________。 (4)某同学想探究耐盐碱水稻的耐盐碱能力，可选用________组水稻进行合理分组，配制一系列浓度大于0.3 g·mL－1的KNO3溶液进行实验观察。若1 h后观察到的实验结果如图2，分析可知，该品系的耐盐碱水稻适合种植在盐浓度低于________的土壤中。 答案：(1)液泡　细胞壁(的伸缩性) (2)逐渐升高　KNO3溶液 (3)K＋和NO　高 (4)Ⅱ　0.4 g·mL－1 解析：(1)根据图1分析可知，Ⅰ组水稻发生了质壁分离和复原，说明所选水稻细胞为成熟的细胞，含有大液泡。由于植物细胞壁伸缩性有限，因此Ⅱ组水稻不能无限吸水，故曲线不能无限制上升。 (2)A→B段，Ⅰ组水稻发生质壁分离，细胞液浓度增大，吸水能力逐渐升高。由于细胞壁具有全透性，故此时在细胞壁和原生质体之间充满了KNO3溶液。 (3)由于细胞能通过主动吸收K＋和NO，使细胞液浓度高于外界溶液浓度，细胞吸水，因此细胞会发生质壁分离的复原。 (4)分析图1：用0.3 g·mL－1的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，Ⅱ组水稻原生质体的体积增加，说明细胞液浓度大于外界溶液浓度，而Ⅰ组水稻原生质体的体积先减小后增加，说明细胞先发生质壁分离后复原，因此初始时细胞液的浓度小于外界溶液浓度，所以Ⅱ组为耐盐水稻，欲探究耐盐碱水稻的耐盐碱能力，可选用Ⅱ组水稻进行合理分组。据图2可知，细胞在0.4 g·mL－1的KNO3溶液中未发生质壁分离，而在0.45 g·mL－1的KNO3溶液中发生质壁分离。因此若要其正常生长，需要将该品系的耐盐碱水稻种植在盐浓度低于0.4 g·mL－1的土壤中。 二、物质出入细胞的方式 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 对点 物质跨膜运输方式判断 水跨膜运输 通道蛋白和载体蛋白 通道蛋白 主动运输 物质运输方式判断 物质运输影响因素 质子泵 葡萄糖的跨膜运输 题号 10 11 12 13 14 15 16 17 难度 ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★ ★★★ 对点 胞吐 物质跨膜运输方式判断 转运蛋白 物质运输方式判断、影响因素 探究物质运输方式 物质运输 物质跨膜运输方式判断 水通道蛋白 1．(2023·全国甲卷，1)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 解析：乙醇属于有机小分子，可以通过自由扩散方式跨膜进入细胞，A错误；血浆中的K＋进入红细胞的方式属于主动运输，需要载体蛋白并消耗能量，B正确；抗体在浆细胞内合成时消耗能量，分泌到细胞外的过程也消耗能量，C错误；葡萄糖可通过协助扩散进入细胞，如葡萄糖能通过协助扩散进入红细胞，D错误。 2．哺乳动物红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。经AgNO3处理和未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中分别会(　　) A．缓慢膨胀　快速膨胀 B．缓慢皱缩　快速皱缩 C．快速膨胀　缓慢膨胀 D．快速皱缩　快速皱缩 答案：B 3．生物膜的选择透过性与膜上的转运蛋白种类密切相关，转运蛋白包括通道蛋白和载体蛋白两种类型。下列有关通道蛋白和载体蛋白的叙述，正确的是(　　) A．通道蛋白是跨膜蛋白，载体蛋白不是跨膜蛋白 B．两者运输物质时构象都发生改变 C．两者既能将物质从低浓度向高浓度运输，也能从高浓度向低浓度运输 D．转运物质的特异性既与物质的大小、性质有关，也与两者的结构有关 答案：D 解析：转运蛋白包含载体蛋白和通道蛋白，两种转运蛋白都属于跨膜蛋白，A错误；通道蛋白在运输物质过程中并不与被运输的分子或离子相结合，也不会发生构象变化，载体蛋白转运物质时，自身构象会发生变化，只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，B错误；通道蛋白只参与协助扩散，在运输过程中是从高浓度向低浓度运输，而载体蛋白可以参与协助扩散和主动运输，可能将物质从低浓度向高浓度运输，也能从高浓度向低浓度运输，C错误；载体蛋白和通道蛋白都可以运输物质且具有特异性，转运物质的特异性既与物质的大小、性质有关，也与两者的结构有关，D正确。 4．细胞膜上的通道蛋白根据功能分为水通道蛋白和离子通道蛋白。如图为肾小管上皮细胞重吸收水分的过程和K＋通道蛋白的结构示意图。下列有关叙述正确的是(　　) A．运送K＋的通道蛋白与水通道蛋白是同种蛋白质 B．水分子和K＋通过通道蛋白进出细胞的方式不同 C．水分子与K＋进入细胞与细胞膜的选择透过性无关 D．在动物肾脏内，水分子的跨膜运输速率远大于自由扩散的速率 答案：D 解析：通道蛋白具有特异性，运送K＋的通道蛋白与水通道蛋白是不同种蛋白质，A错误；水分子和K＋通过通道蛋白进出细胞的方式相同，都是协助扩散，B错误；由于水通道蛋白与钾离子通道蛋白都只对水分子和K＋通过细胞膜具有特异性，所以水分子与K＋进入细胞与细胞膜的选择透过性相关，C错误；肾小管上皮细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以自由扩散和协助扩散两种方式通过细胞膜，且水分子的跨膜运输速率远大于自由扩散的速率，D正确。 5．小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远小于小肠上皮细胞中的浓度，红细胞中K＋的浓度比血浆高30倍，轮藻细胞K＋浓度是周围环境的63倍。关于细胞吸收这些物质时跨膜运输方式的说法不正确的是(　　) A．细胞通过转运蛋白吸收这些离子 B．细胞吸收这些物质时都需要消耗能量 C．细胞逆浓度梯度吸收这些物质一定是主动运输 D．细胞上一种转运蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合 答案：D 解析：细胞吸收这些物质时都是主动运输，消耗能量，B正确；细胞逆浓度梯度吸收这些物质一定是主动运输，C正确；细胞上一种转运蛋白有的可以转运两种离子，如钠钾泵，且通道蛋白在转运物质时，不与被运输的分子或离子结合，D错误。 6．如图表示物质进出细胞的不同情况。下列叙述错误的是(　　) A．物质甲可以是氧气、水，也可以是激素 B．物质丁和细胞2可表示K＋和处在静息状态的神经细胞 C．物质丙的运输受其自身浓度的影响 D．物质乙由细胞1释放的过程会消耗ATP 答案：B 解析：据图分析，甲物质从高浓度到低浓度，不需要转运蛋白，不需要能量，属于自由扩散；乙属于胞吐；丙物质从高浓度到低浓度，需要载体蛋白，不需要能量，属于协助扩散；丁需要ATP水解提供能量，需要载体蛋白，属于主动运输。物质甲的运输方式是自由扩散，可以是氧气、水，也可以是脂质类激素，A正确；物质乙由细胞1以胞吐的形式释放，会消耗ATP，D正确；物质丙的运输是协助扩散，影响因素是浓度差和载体蛋白数量，C正确；神经细胞内K＋浓度高，处在静息状态下钾离子外流属于协助扩散，B错误。 7．有些因素如物质浓度、O2浓度等会影响物质跨膜运输的速率。观察下图并分析下列叙述错误的是(　　) A．甲图可表示小肠上皮细胞吸收甘油 B．乙图中P点之后，运输速率可能受膜上转运蛋白数量的限制 C．丙图可表示某些物质顺浓度梯度进入细胞 D．丁图可表示小鼠的红细胞吸收葡萄糖 答案：D 解析：小肠上皮细胞吸收甘油的方式是自由扩散，甲图运输速率随物质浓度增加一直增大，为自由扩散，A正确；乙图运输方式为协助扩散或主动运输，P点以后影响运输速率的因素不再是物质浓度，可能受膜上转运蛋白数量的限制，B正确；丙图运输速率不受氧气浓度的影响，说明该运输方式不需要能量，为被动运输，可以表示某些物质顺浓度梯度进入细胞，C正确；小鼠的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，不需要消耗能量，丁图中，氧气浓度为零时，运输所需要的能量由无氧呼吸提供，丁为主动运输，D错误。 8．质子泵是一种跨膜蛋白，其中的V型泵能逆浓度梯度转运H＋；F型泵能顺浓度梯度转运H＋，并利用其释放的能量合成ATP，所以F型泵也叫ATP合成酶。下列叙述正确的是(　　) A．质子泵逆浓度转运H＋通过膜属于协助扩散 B．质子泵在逆浓度梯度泵出H＋时造成膜两侧的pH趋向相同 C．叶绿体类囊体膜和线粒体内膜上不存在F型质子泵 D．F型质子泵兼具载体的运输功能和酶的催化功能 答案：D 解析：质子泵逆浓度转运H＋通过膜属于主动运输，A错误；质子泵在逆浓度梯度泵出H＋时造成膜两侧的pH差别变大，B错误；叶绿体类囊体膜和线粒体内膜上存在F型质子泵，用于合成ATP，C错误；F型泵能顺浓度梯度转运H＋，并利用其释放的能量合成ATP，所以F型质子泵兼具载体的运输功能和酶的催化功能，D正确。 9．(2025·八省联考四川)葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)是一种存在于脂肪细胞中的蛋白质。在胰岛素的刺激下，GLUT4会从脂肪细胞内的囊泡膜上转移至细胞膜上，葡萄糖借助细胞膜上的GLUT4进入脂肪细胞。下列叙述错误的是(　　) A．脂肪细胞中GLUT4以氨基酸为原料，在核糖体中合成 B．GLUT4转移至细胞膜所需要的能量主要来自于线粒体 C．GLUT4每次转运葡萄糖时，其自身构象都会发生改变 D．当血糖浓度升高时，脂肪细胞膜上的GLUT4数量减少 答案：D 解析：葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)是一种存在于脂肪细胞中的蛋白质，蛋白质合成的原料是氨基酸，合成的场所是核糖体，A正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所，因此GLUT4转移至细胞膜所需要的能量主要来自于线粒体，B正确；葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)是葡萄糖进入脂肪细胞的载体蛋白，每次转运葡萄糖时GLUT4的构象都会发生改变，C正确；当血糖浓度升高时，会有更多的葡萄糖通过细胞膜上的GLUT4进入脂肪细胞，因此脂肪细胞膜上的GLUT4数量增加，D错误。 10．下列过程中，不属于胞吐作用的是(　　) A．浆细胞分泌抗体到细胞外的过程 B．mRNA从细胞核到细胞质的过程 C．分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程 D．突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程 答案：B 11．人体小肠上皮细胞对3种单糖吸收的方式如图所示，其中转运半乳糖与葡萄糖的载体蛋白是同向协同转运蛋白(半乳糖与载体的亲和力大于葡萄糖)，它们的运输是伴随Na＋从细胞外流入细胞而完成的。动物细胞外高内低的Na＋浓度梯度是依靠细胞膜上的钠钾泵维持的。下列有关叙述正确的是(　　) A．果糖的转运速率会随着果糖浓度的升高持续增大 B．葡萄糖和半乳糖转运时直接消耗了大量ATP C．半乳糖出现后，葡萄糖的转运量减少 D．抑制小肠上皮细胞的钠钾泵后，葡萄糖的转运速率下降 答案：CD 解析：在一定浓度范围内，果糖的转运速率会随着果糖浓度的升高而增大，但载体蛋白的数量有限，转运速率不能无限增大，A错误；葡萄糖和半乳糖转运的能量来源于Na＋浓度梯度差所产生的势能，B错误；根据题干信息可知，半乳糖与载体的亲和力大于葡萄糖，说明半乳糖出现后，葡萄糖的转运量减少，C正确；抑制小肠上皮细胞的钠钾泵后，无法维持细胞外高内低的Na＋浓度梯度，葡萄糖的转运速率下降，D正确。 12．ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，协助细胞吸收多种营养物质，每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示，下列有关叙述错误的是(　　) A．白细胞吞噬病菌与ABC转运蛋白无关 B．ABC转运蛋白的跨膜运输依赖于膜内外的浓度差 C．葡萄糖和氨基酸不依赖同一种ABC转运蛋白运输 D．若ATP合成受阻，ABC转运蛋白的跨膜运输效率不变 答案：BD 解析：白细胞吞噬病菌运输方式为胞吞，不需要转运蛋白协助，A正确；据图可知，ABC转运蛋白发挥作用过程伴随水解ATP，ABC转运蛋白参与的跨膜运输为主动运输，物质逆浓度运输，不依赖于膜内外的浓度差，B错误；据题干信息可知“每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性”，故葡萄糖和氨基酸跨膜运输依赖的转运蛋白不同，C正确；据图可知，ABC转运蛋白的功能发挥伴随ATP水解的过程，故若ATP合成受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程，D错误。 13．人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图甲所示，①～⑤表示相关过程；图乙中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式。下列叙述不正确的是(　　) A．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是O2和CO2 B．图甲中①②及④⑤跨膜运输方式分别与图乙中的a及b相对应 C．图甲中③表示的物质跨膜运输方式与该细胞内的O2含量密切相关 D．图甲细胞表面蛋白质处于不断流动和更新中 答案：ACD 解析：肌肉细胞需要氧气，产生CO2，因此图甲中的气体A为CO2，气体B为氧气，氧气流出，进入肌肉细胞，A错误；图甲中①②(自由扩散)表示的物质跨膜运输方式与图乙中的a相对应，④⑤(协助扩散)表示的物质跨膜运输方式与图乙中的b相对应，B正确；图甲中③表示的物质跨膜运输方式消耗能量(ATP)，需要载体蛋白，红细胞为无氧呼吸，与细胞内的O2含量无关，C错误；图甲细胞表面大多数蛋白质处于不断流动状态，但人体成熟红细胞高度分化，且细胞核和相关细胞器均退化，因此细胞膜上的蛋白质一般不再更新，D错误。 14．某泌盐植物生长在含盐较多的土壤中，通过叶片表面的吐盐结构，将植物体内多余的盐排出体外，以防止盐分过多对自身造成伤害。为探究泌盐方式是主动运输还是被动运输，某同学利用生理状态相似的植物设计了甲(实验组)、乙(对照组：保证正常的细胞呼吸)两组实验，一段时间后测定植物泌盐量。下列相关叙述正确的是(　　) A．与乙组相比，甲组需抑制叶细胞的细胞呼吸 B．若测得甲、乙组泌盐量相同，则泌盐方式为被动运输 C．若测得甲组植物的泌盐量小于乙组，则泌盐时需要载体蛋白参与 D．若叶肉细胞通过主动运输泌盐，则泌盐所需能量来自线粒体 答案：ABC 解析：主动运输与被动运输的主要区别在于是否消耗能量，由题干信息可知，乙为对照组(保证正常的细胞呼吸)，因此为探究泌盐方式是主动运输还是被动运输，甲组需抑制叶肉细胞的细胞呼吸，A正确；若测得甲、乙组泌盐量相同，说明运输方式不消耗能量，则泌盐方式可能为被动运输，B正确；若测得甲组植物的泌盐量小于乙组，则说明泌盐时需要消耗呼吸作用提供的能量，方式为主动运输，需要载体蛋白参与，C正确；若叶肉细胞通过主动运输泌盐，则泌盐所需能量来自细胞质基质和线粒体，D错误。 15．(2024·贵州，4，改编)茶树根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐。硒酸盐被根细胞吸收后，随着植物的生长，吸收的大部分硒与胞内蛋白结合形成硒蛋白，硒蛋白转移到细胞壁中储存。下列叙述正确的是(　　) A．硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收 B．硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系 C．硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白 D．利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式 答案：ABD 解析：硫酸盐转运蛋白既可转运硫酸盐也可转运硒酸盐，因此两者进入细胞可能存在竞争关系，B正确；硒蛋白的化学本质为蛋白质，是大分子物质，硒蛋白从细胞内转运到细胞壁的方式为胞吐，C错误；呼吸抑制剂可通过抑制细胞呼吸，抑制ATP的生成，故利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式是主动运输(需要ATP，受影响)还是协助扩散(不需要ATP，不受影响)，D正确。 16．不同物质跨膜运输的方式不同，同一物质在不同条件下跨膜运输的方式也可能不同。这些跨膜运输的过程有的需要消耗能量，有的则不需要。消耗的能量可能来源于ATP水解为ADP和Pi时释放的化学能，也可能来自离子浓度梯度形成的化学势能。已知小肠腔内含有少量的葡萄糖、较多的Na＋。如图所示为发生在小肠横切面上小肠腔内的葡萄糖和Na＋进入小肠绒毛上皮细胞，以及小肠绒毛上皮细胞中的葡萄糖、Na＋和K＋运至组织细胞周围的过程。A、B、C代表细胞膜上的三种载体，其中C载体还可作为ATP水解为ADP和Pi的化学反应中的酶起作用。 (1)根据物质跨膜运输的过程是否需要消耗能量，可将其分为两大类，分别为________________和________________。 (2)据图判断，葡萄糖从小肠腔进入小肠绒毛上皮细胞时需要消耗能量，其消耗的能量最可能来自________________________；葡萄糖从小肠绒毛上皮细胞运至组织细胞周围的方式为________，判断的依据是__________________________。 (3)图示的三种载体中能够运输葡萄糖的载体是________________。载体的化学本质是蛋白质，蛋白质具有多种多样的功能，C载体的功能是____________。 (4)Na＋进出小肠绒毛细胞的方式________(填“相同”或“不同”)。小肠也是吸收水的主要场所，小肠绒毛上皮细胞吸水的动力来自____________________，水进入小肠绒毛上皮细胞的方式为________________。 答案：(1)被动运输(自由扩散、协助扩散)　主动运输、胞吞与胞吐 (2)Na＋浓度梯度形成的化学势能　协助扩散　顺浓度梯度，需转运蛋白协助 (3)A载体和B载体　运输和催化 (4)不同　膜两侧的溶液的浓度差　协助扩散和自由扩散 解析：(1)根据物质跨膜运输的过程是否需要消耗能量，可将其分为两大类，不需要消耗能量的是被动运输，包括自由扩散和协助扩散，要消耗能量的是主动运输、胞吞与胞吐。 (2)分析题图，葡萄糖从肠腔中进入小肠绒毛上皮细胞的过程逆浓度梯度，同时钠离子顺浓度梯度跨膜运输可知，葡萄糖的跨膜运输是由Na＋顺浓度梯度运输释放的化学势能来供应能量。 (4)钠离子进入小肠上皮细胞时，是顺浓度梯度运输，为协助扩散；运出细胞时，则是逆浓度梯度运输，为主动运输。细胞吸水是通过被动运输进行的，小肠绒毛上皮细胞吸水的动力来自膜两侧的溶液的浓度差，具体方式有借助水通道蛋白的协助扩散和不需要转运蛋白的自由扩散。 17．在许多植物中，花的开放对于成功受粉至关重要，部分植物的花能够反复开合，主要是相关细胞膨压，即原生质体对细胞壁的压力变化引起的。龙胆花在处于低温(16 ℃)下30 min内发生闭合，而在转移至正常生长温度(22 ℃)、光照条件下30 min内重新开放，这与花冠近轴表皮细胞膨压变化有关，水通道蛋白在该过程中发挥了重要作用，其相关机理如下图所示。 (1)水分子进出龙胆花冠近轴表皮细胞的运输方式有________________。 (2)龙胆花由低温转移至正常温度、光照条件下重新开放过程中花冠近轴表皮细胞膨压逐渐________，该过程可以体现出细胞膜的特点是________________________________。 (3)据图分析，龙胆花由低温转正常温度、光照条件下重新开放的机理是一方面温度升高促使囊泡上的水通道蛋白去磷酸化后转移至细胞膜，另一方面__________________________ ______________________________________。 (4)若要验证蛋白激酶GsCPK16介导了水通道蛋白的磷酸化，促进了光照下龙胆花的重新开放，请你写出简要的实验思路(水通道蛋白磷酸化水平可测)。 答案：(1)自由扩散和协助扩散 (2)增大　具有一定的流动性和选择透过性 (3)光照促进Ca2＋运输至细胞内，激活蛋白激酶GsCPK16，使水通道蛋白磷酸化，运输水的活性增强 (4)取若干野生型龙胆花为等1组，等量的GsCPK16基因敲除的龙胆花为等2组，在相同且适宜光照条件下测定两组植株细胞中水通道蛋白的磷酸化水平。 解析：(4)实验目的为验证蛋白激酶GsCPK16介导了水通道蛋白的磷酸化，促进了光照下龙胆花的重新开放，据此分析自变量为蛋白激酶GsCPK16，因变量为龙胆花的水通道蛋白的磷酸化水平，再结合实验设计的等量原则和对照原则写出实验思路。 32 学科网（北京）股份有限公司 $$