必修1 第2单元 第2讲 细胞的物质输入和输出（课件）-【新高考方案】2025版高考生物一轮总复习（江苏专版）

细胞的物质输入和输出 第2讲 学习目标 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或颗粒性物质等可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 建构知识体系 目录 主题研习（一） 主题研习（二） 主题研习（三） 水进出细胞的原理 观察植物细胞的质壁分离和复原 物质进出细胞的方式 课时跟踪检测 主题研习(一)　水进出细胞的原理 (一)探究渗透作用及其发生的条件 1.理解渗透作用的概念 (1)概念：指_______________________通过_______的扩散。 (2)应用：下列现象属于渗透作用的是______。 ①细胞吸收K＋ 　②施肥过多导致“烧苗”　 ③水分子通过细胞壁　④放在盐水中的蔬菜萎蔫 水分子(或其他溶剂分子) 半透膜 ②④ 2.探究渗透作用发生条件 [微提醒]　渗透≠扩散：渗透作用必须通过半透膜，扩散则不一定需要；扩散适用于各种物质，渗透仅指溶剂分子。渗透是一种特殊的扩散。 (二)分析渗透作用现象 图A、图B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题： 1.据图A回答有关问题 (1)在溶质不能通过半透膜的情况下，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______由S1→S2的，表现为S1溶液液面_____。在Δh>0且不变时，S1、S2溶液浓度的大小关系为S1_____(填“>”“<”或“＝”)S2，此时半透膜两侧_____ (填“有”或“没有”)水分子的进出。 多于 上升 > 有 (2)在溶质能通过半透膜的情况下，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______由S1→S2的，随着溶质的扩散，最终S1和S2溶液浓度相等，表现为S1溶液液面_____________，最终S1和S2溶液液面持平。 多于 先上升后下降 2.据图B回答有关问题 在图B所示的U型玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。 (1)一段时间后，两管中液面的变化为左管液面______，右管液面_____。(均填“升高”“降低”或“不变”) (2)液面高度稳定后再同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为左管液面______，右管液面_____。(均填“升高”“降低”或“不变”) 升高 降低 降低 升高 (三)分析动植物细胞利用渗透作用吸水和失水 1.动物细胞的吸水和失水 细胞膜 (2)现象 2.植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例) (1)当外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞失水，发生__________现象。 (2)当外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生_____________现象。 (3)当外界溶液浓度＝细胞液浓度时，水分子进出平衡，细胞保持原态。 质壁分离 质壁分离复原 题点(一)　渗透作用的原理及应用分析 1.(2024·南京师大附中模拟)下图是渗透装置示意图，在长颈漏斗的开口端有一层半透膜(蔗糖分子不能通过，水分子可自由通过)。下列叙述错误的是(　 ) A.成熟的植物细胞可看作是一个渗透系统 B.实验开始后液面上升的速度逐渐减慢 C.只要漏斗内液体浓度高于烧杯内液体浓度，液面将持续上升 D.漏斗内液面达到稳定后仍然有水分子进出 解析：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透过性，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，A正确； √ 漏斗内为蔗糖溶液，烧杯内为清水，由于半透膜两侧存在浓度差，因此实验开始后液面上升，随着水分子进入漏斗，半透膜两侧的浓度差减小，因此液面上升的速度逐渐减慢，直至不再上升，B正确； 由于上升的液面所形成的高度差会产生一定的压力，阻止水分子继续向漏斗内扩散，因此液面不会持续上升，C错误； 漏斗内液面达到稳定后仍然有水分子进出，只是进出的水分子达到了平衡，D正确。 2.(2024·深圳模拟)随着淡水资源的日益紧张，利用反渗透技术进行海水淡化是解决淡水资源短缺问题的一条重要途径。反渗透是 指利用压力使高浓度溶液中的水分子通过半透膜，但其他物质不能通过的技术，其过程如图所示。下列说法正确的是(　 ) A.水分子在进行跨膜运输时，不需要消耗ATP，但需要载体的协助 B.若不施加人为压力，则水分子只能从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧运输 C.若处于图中液面状态时去掉人为压力，则图中两侧的液面高度不会发生变化 D.两侧液面持平时，施加的人为压力的作用效果与两侧溶液渗透压差的作用效果相互抵消 √ 解析：水分子通过渗透作用进行跨膜运输时，不需要载体的协助，A错误； 不施加人为压力，水分子可在低浓度溶液与高浓度溶液之间双向运输，B错误； 若处于图中液面状态时去掉人为压力，则图中左侧液面下降，右侧液面上升，C错误； 两侧溶液存在渗透压差，若不施加人为压力，水分子会从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧运输，使两侧溶液出现液面差，若施加人为压力使两侧液面持平，则说明此时人为压力的作用效果与两侧溶液渗透压差的作用效果相互抵消，D正确。 题点(二)　动植物细胞吸水与失水的分析 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(　 ) √ 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。 由水分交换达到平衡时三种细胞的状态可知，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c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。 在一定浓度的蔗糖溶液中，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.估测叶片细胞液的平均浓度时可用液体交换法。在甲、乙组试管中各加入相同浓度的蔗糖溶液，将适量大小相同的叶圆片放在甲组试管中，放置60 min，再向甲组试管滴加微量亚甲基蓝溶液，使溶液呈蓝色，充分摇匀后吸取蓝色溶液置于乙组试管中部挤出一滴，观察记录蓝色液滴的升降情况。下列分析不合理的是(　 ) A.若蓝色液滴上升，说明叶片细胞液浓度低于蔗糖溶液浓度 B.若蓝色液滴下降，说明叶片细胞吸收了蔗糖溶液中的水分 C.60 min后渗透平衡，此时叶片细胞液浓度等于甲组试管内的蔗糖溶液浓度 D.若蓝色液滴静止不动，则此蔗糖溶液浓度相当于叶片细胞的细胞液平均浓度 √ 解析：若蓝色液滴上升，说明甲组试管蔗糖溶液浓度下降，细胞失水，细胞液浓度低于蔗糖溶液浓度；蓝色液滴下降时则相反。据此可推知A、B合理。 若细胞液浓度高于蔗糖溶液浓度，细胞吸水膨胀，由于细胞壁的限制，叶片细胞液浓度不一定等于甲组试管内的蔗糖溶液浓度，C不合理； 若蓝色液滴静止不动，说明叶片细胞液浓度和蔗糖溶液浓度相差不大，水分进出叶片细胞的量几乎相等，所以蓝色液滴的浓度和此蔗糖溶液浓度相当，即此蔗糖溶液浓度相当于叶片细胞的细胞液平均浓度，D合理。 [反思·收获]　判断细胞吸水或失水的两种方法 (1)根据细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断 当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水；当细胞外溶液浓度与细胞液的浓度相等时，细胞失水量和吸水量相等，水分进出细胞处于动态平衡。 (2)根据实验材料重量或长度的变化来判断 以萝卜条为例，若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。　　 主题研习(二)　观察植物细胞的质壁分离和复原 1.实验原理 内因 ①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层_______； ②原生质层比细胞壁的伸缩性大 外因 _______与外界溶液之间具有一定的浓度差，细胞能渗透吸水或失水 半透膜 细胞液 2.实验步骤 [思考探究] 1.如图 表示正在进行质壁分离的紫色洋葱细胞， 请分析并回答相关问题： (1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细 胞吗？为什么选此细胞？ 提示：不一定。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，便于观察。 (2)b的大小和颜色如何发生变化？ 提示：b逐渐变小，颜色逐渐加深。 (3)c处的溶液是什么？ 提示：浓度降低后的外界溶液。 (4)该实验无独立的对照组，为什么还是对照实验？ 提示：该实验中，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照。 2.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的变化情况如图，请分析各曲线变化的原因。 提示：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，细胞液浓度增大，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。 1.质壁分离及复原的条件 (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)不能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本实验选用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高，质壁分离速度虽快，但会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，质壁分离后不能复原；若质量浓度过低，则不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。 2.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)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 题点(一)　实验原理、步骤和结果观察 1.(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。 2.(2021·江苏高考)采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列相关叙述正确的是(　 ) 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：叶肉细胞有原生质层和大液泡，所以可以发生质壁分离，而洋葱外表皮细胞呈紫色，所以即使洋葱鳞片叶外表皮上带有叶肉细胞，也不影响实验结果，A正确； 本实验无需使用高倍镜，B错误； 为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸引流，重复几次，洋葱细胞就浸润在蔗糖溶液中，C错误； 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中有一个紫色大液泡，那些无色的细胞不是鳞片叶外表皮细胞，D错误。 题点(二)　实验的拓展分析及应用 3.[多选](2024·泰州中学期末)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(　 ) A.该实验的自变量是NaCl溶液浓度 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为6～8 g·L－1NaCl溶液浓度 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溶液浓度，A错误； 据图可知，A组的原生质体体积在利用NaCl溶液处理后较大，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，则海水稻根部细胞的细胞液浓度为6～8 g·L－1NaCl溶液浓度，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，D错误。 主题研习(三)　物质进出细胞的方式 1.物质进出细胞的方式 [微提醒]　①胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用。②胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。 2.通道蛋白与载体蛋白的异同 (一)物质运输方式的判断 小肠上皮细胞面向肠腔的一侧形成很多微绒毛，对吸收来自肠腔的营养物质有重要意义。如图1为氨基酸从肠腔进入组织细胞的简要过程。新生儿小肠上皮细胞还能直接吸收母乳中的免疫球蛋白到血液中。人体进食后，小肠微绒毛外侧葡萄糖浓度由于二糖的水解而局部高于细胞内，这部分葡萄糖能通过GLUT2转运；大部分葡萄糖通过SGLT1转运，过程如图2所示。 |情|境|探|究| 请根据以上材料回答下列问题。 (1)氨基酸从肠腔进入小肠上皮细胞是什么运输方式？判断的依据是什么？氨基酸从小肠上皮细胞到组织液是什么运输方式？ 提示：氨基酸通过主动运输的方式从肠腔进入小肠上皮细胞。依据是逆浓度梯度运输，需要载体蛋白，且需要利用Na＋电化学梯度势能。氨基酸通过协助扩散的方式从小肠上皮细胞到组织液。 (2)Na＋从小肠上皮细胞运输到肠腔时，Na＋转运蛋白的空间构象是否发生改变？并说明理由。 提示：是。Na＋从小肠上皮细胞运输到肠腔时，逆浓度梯度运输，需要ATP水解提供能量，是主动运输，需要载体蛋白，载体蛋白在转运过程中空间构象发生改变。 (3)新生儿小肠上皮细胞直接吸收母乳中的免疫球蛋白是什么运输方式？需要膜蛋白发挥作用吗？ 提示：新生儿小肠上皮细胞通过胞吞直接吸收母乳中的免疫球蛋白。需要膜蛋白发挥识别功能。 (4)小肠上皮细胞通过SGLT1、GLUT2转运葡萄糖分别属于什么运输方式？ 提示：主动运输、协助扩散。 1.“三看法”快速判断物质进出细胞的方式 |认|知|生|成| 2.图析单向运输载体、同向运输载体和反向运输载体 如图中钠钾泵、SGLT1、GLUT2、GLUT5均代表载体，其中GLUT5属于单向运输载体，SGLT1、GLUT2属于同向运输载体，钠钾泵属于反向运输载体。 (二)设计实验探究物质跨膜运输的方式 [例1]　(2024·芜湖模拟)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)，以探究柽柳根对X的吸收方式。下列分析错误的是(　 ) 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的吸收速率 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的吸收速率 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的吸收速率 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.若乙组中X的吸收速率比甲组的低，说明柽柳根对X的方式为协助扩散 C.若丙组中X的吸收速率与甲组的相等，说明柽柳根对X吸收方式为被动运输 D.若乙、丙两组中X的吸收速率均比甲组的低，说明柽柳根对X的吸收方式为主动运输 √ [解析]　甲组用柽柳根＋X溶液进行实验，属于自然状态下的处理，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，A正确； 乙组施用X载体蛋白抑制剂，若乙组中X的吸收速率比甲组的低，说明柽柳根对X的吸收方式为协助扩散或主动运输，B错误； 若丙组中X的吸收速率与甲组的相等，说明柽柳根吸收X不消耗能量，即柽柳根对X的吸收方式为被动运输，C正确； 若乙、丙两组中X的吸收速率均小于甲组，说明柽柳根吸收X既需要载体，也消耗能量，故柽柳根对X的吸收方式为主动运输，D正确。 (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 |认|知|生|成| 探究物质运输方式的思路 (三)影响物质进出细胞的因素的曲线分析 1.物质浓度(在一定的范围内) 2.氧气浓度 (4)在农业生产中，为了促进根细胞对矿质元素的吸收，需要定期松土，增加土壤中的含氧量，促进根细胞的有氧呼吸，为主动运输吸收矿质元素提供能量。 √ 题点(一)　物质进出细胞的方式及其判断 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(　 ) 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：乙醇属于脂溶性有机小分子，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为胞吐，该过程也消耗能量，C错误； 葡萄糖能通过协助扩散进入红细胞，D错误。 2.(2024年1月·安徽高考适应性演练)骨骼肌细胞处于静息状态时，钙泵可维持细胞质基质的低Ca2＋浓度。骨骼肌细胞中Ca2＋主要运输方式如图所示。下列叙述错误的是(　 ) A.Ca2＋与钙泵结合，会激活钙泵ATP水解酶的活性 B.钙泵转运Ca2＋过程中，会发生磷酸化和去磷酸化 C.Ca2＋进入内质网是主动运输，出内质网是协助扩散 D.Ca2＋进入细胞质基质的过程，需要与通道蛋白结合 √ 解析：由题意并结合题图可知，钙泵运输Ca2＋的方式为主动运输，需要消耗ATP，当Ca2＋与钙泵上相应位点结合时，会激活ATP水解酶的活性，A正确。 钙泵转运Ca2＋过程中，ATP水解释放的磷酸基团会使钙泵磷酸化，导致其空间结构发生变化，将 Ca2＋释放到膜另一侧，然后钙泵去磷酸化结构恢复到初始状态，为再次运输Ca2＋做准备，B正确。 Ca2＋进入内质网需要ATP提供能量、需要载体蛋白，运输方式为主动运输；钙泵可维持细胞质基质的低Ca2＋浓度，所以细胞质基质中Ca2＋浓度低于内质网中Ca2＋的浓度，则Ca2＋出内质网需要通道蛋白的协助且为顺浓度梯度运输，运输方式为协助扩散，C正确。 Ca2＋进入细胞质基质的过程，需要通道蛋白的协助，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，D错误。 题点(二)　影响物质跨膜运输的因素 3. (2024·盐城统考)如图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O2浓度的关系，下列分析错误的(　 ) A.曲线a代表被动运输，曲线b代表主动运输 B.曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要载体蛋白 C.曲线b运输速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限 D.温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的运输速率均有影响 解析：曲线a代表的分子跨膜运输不消耗能量，属于被动运输，如果是协助扩散，则需要载体蛋白或通道蛋白；如果是自由扩散，则不需要载体蛋白，B错误。 √ |考|教|衔|接|——教材隐性命题点发掘 (一)教材素材“深加工” 1.(人教版必修1 P68“生物科学史话”素材挖掘) 2003年诺贝尔化学奖授予了对水通道蛋白研究的科学家——阿格雷，以下是阿格雷的部分研究内容：(1)将非洲爪蟾的卵细胞置于低渗溶液中，细胞不吸水涨破；(2)阿格雷在克隆得到CHIP28(一种蛋白质)的基因后，将CHIP28基因转录得到的mRNA注射到爪蟾的卵细胞；结果发现如果将表达了CHIP28的爪蟾卵细胞放入低渗溶液中，细胞吸水膨大，没有表达CHIP28的爪蟾卵细胞无明显变化。以下说法错误的是(　 ) A.研究内容(1)的现象说明水分子不容易通过爪蟾卵细胞膜 B.由材料可以推断CHIP28属于一种水通道蛋白 C.水通道蛋白仅允许水分子通过说明该蛋白质有一定的特异性 D.若破坏人成熟红细胞膜上的水通道蛋白，水分子则不能进入红细胞 解析：由题意可知，水分子主要通过水通道蛋白进入细胞，若破坏人成熟红细胞膜上的水通道蛋白，水分子也能通过自由扩散进入红细胞，只不过速率较慢，D错误。 √ 2.(苏教版必修1 P69“课外阅读”素材挖掘)Na＋-­K＋泵是负责Na＋、-K＋跨膜运输的离子泵，位于动物细胞的细胞膜上，由两个α亚基和两个β亚基组成四聚体(如图)。Na＋-­K＋泵工作时，在内侧的α亚基与Na＋相结合，促进α亚基发生磷酸化，引起α亚基的构象发生变化，将Na＋泵出细胞，同时细胞外的 K＋与α亚基的相应位点结合， α亚基的构象再度发生变化，将K＋泵入细胞，完成整个循环。回答下列问题： (1)Na＋—­K＋泵是动物细胞膜上的________分子，β亚基兼有__________功能。 (2)Na＋—­K＋泵的功能有______________、________________。 (3)Na＋­—K＋泵工作时，α亚基发生了磷酸化，磷酸化过程需要的磷酸来自______的水解，释放的能量推动了α亚基空间结构的改变。Na＋­—K＋泵工作时，α亚基除发生磷酸化外，还发生________过程。 (4)由于Na＋—­K＋泵工作，维持细胞内高______低______的离子环境，维持细胞内外________的平衡。 解析：(1)Na＋—­K＋泵位于动物细胞的细胞膜上，其结构复杂，结合细胞膜的化学成分可知，Na＋—­K＋泵是膜上的蛋白质分子。β亚基与外侧的多糖结合成糖蛋白，具有细胞间的识别功能。 (2)Na＋—­K＋泵上存在K＋、Na＋和ATP的结合位点，并且具有ATP水解酶的作用，能催化ATP的水解。 (3)α亚基发生磷酸化过程需要的磷酸来自ATP的水解，磷酸化后空间结构发生改变，去磷酸化保证空间结构恢复到原态。 (4)Na＋—­K＋泵工作时，伴随着ATP 的水解，主动转运Na＋和 K＋，维持细胞内高K＋低Na＋的离子环境，维持细胞内外渗透压的平衡。 答案：(1)蛋白质　细胞识别　(2)运载Na＋和K＋　催化ATP的水解　(3)ATP　去磷酸化　(4)K＋　Na＋　渗透压 (二)科学思维“融会通” 3.(人教版必修1 P68“科学史话”拓展分析)非洲爪蟾卵母细胞几乎对水不通透，是进行水通道蛋白研究的良好材料。阿格雷等人将CHIP28蛋白的mRNA注入非洲爪蟾卵母细胞。72 h后，CHIP28蛋白大量表达。把卵母细胞移到低渗溶液中，显微观察发现卵母细胞迅速吸水膨胀。阿格雷由此确定CHIP28蛋白是一种水通道蛋白。 (1)有人对此实验提出质疑，请说明质疑的理由可能是什么。 (2)请再补充实验以证明CHIP28蛋白就是一种水通道蛋白。 提示：(1)CHIP28并非水通道蛋白本身，可能是调节水通道开闭的蛋白。 (2)将CHIP28蛋白构建于仅含磷脂双分子层的脂质体膜上，脂质体对水的通透性显著增加。 4.(人教版必修1 P72“拓展应用T2”深化应用) 柽柳是一种强耐盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明(实验材料：形态及生理状况相似的柽柳幼苗若干，适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液，细胞呼吸抑制剂，蒸馏水)，写出实验步骤，并预测实验结果。 提示：(1)实验步骤：①将柽柳幼苗随机均分为甲、乙两组，分别培养在适宜浓度的含Ca2＋和K＋的完全培养液中；②甲组柽柳幼苗的培养液中加入一定量的细胞呼吸抑制剂，乙组柽柳幼苗的培养液中加入等量的蒸馏水，在适宜的条件下培养；③分别测定两组柽柳幼苗吸收Ca2＋和K＋的速率，并进行比较。 (2)预期实验结果：若两组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率相同，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输；若甲组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率明显小于乙组植株对Ca2＋和K＋的吸收速率，则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。 |应|用|创|新|——新情境问题的建模训练 1.(2024年1月·贵州高考适应性演练)为探究某 植物对镉(Cd2＋)的跨膜运输方式，在一定 Cd2＋浓度的培养液中水培，设置4组实验： 对照组(Ⅰ)、 加入Ca2＋通道抑制剂(Ⅱ)、 加入ATP水解酶抑制剂(Ⅲ)、加入K＋通道 抑制剂(Ⅳ)，培养一段时间后，测定叶组织中的Cd2＋含量，结果如图所示。下列叙述错误的是(　 ) A.由图中Ⅰ、Ⅲ可知，细胞吸收Cd2＋存在主动运输 B.由图中Ⅰ、Ⅳ可知，K＋通道蛋白不参与吸收Cd2＋ C.细胞吸收Cd2＋过程中，Cd2＋要与Ca2＋通道蛋白结合 D.增加Ⅰ组培养液的Ca2＋含量，可能降低Cd2＋吸收量 √ 解析：由图中Ⅰ、Ⅲ可知，加入ATP水解酶抑制剂，叶组织中Cd2＋相对含量下降，说明细胞吸收Cd2＋存在主动运输，A正确； 由图中Ⅰ、Ⅳ可知，加入K＋通道抑制剂，叶组织中Cd2＋相对含量基本未发生改变，说明K＋通道蛋白不参与吸收Cd2＋，B正确； 由图中Ⅰ、Ⅱ可知，加入Ca2＋通道抑制剂，叶组织中Cd2＋相对含量下降，说明Ca2＋通道蛋白参与吸收Cd2＋，但物质通过通道蛋白进行跨膜转运时，无需与通道蛋白结合，且Ca2＋与Cd2＋可能竞争Ca2＋通道蛋白，增加Ⅰ组培养液的Ca2＋含量，可能降低Cd2＋吸收量，C错误，D正确。 2.网格蛋白介导的胞吞作用是大多数细胞最主要的胞吞途径，当被转运的大分子物质与膜受体结合后，网格蛋白聚集在膜下，使细胞膜逐渐向内凹陷，形成网格蛋白包被小窝。小窝出芽，颈部缢缩，最终与细胞膜脱离，由网格蛋白包被的小泡进入细胞内。下列相关叙述错误的是(　 ) A.该种运输过程对大分子物质的运输具有选择性，不消耗能量 B.该运输方式形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解 C.大分子物质通过胞吞进入细胞，是通过受体分子介导的 D.网格蛋白向膜下聚集的过程中引起细胞内生理变化等一系列信号传递 解析：胞吞既具有选择性也需要消耗能量，A错误。 √ 3.(2024·南通一调)如图是植物根毛细胞从土壤中吸收铁的过程图，相关叙述正确的是(　 ) A.蛋白质1运输H＋消耗的ATP均来自有氧呼吸第三阶段 B.蛋白质2将柠檬酸转运到细胞外属于主动运输 C.蛋白质3催化整合态Fe3＋还原为Fe2＋需该细胞光反应提供NADPH D.根毛细胞吸收铁与膜上的多种蛋白质、土壤的pH有关 √ 解析：有氧呼吸三个阶段均可产生ATP，蛋白质1运输H＋消耗的ATP并非仅来自有氧呼吸第三阶段，A错误； 图中将柠檬酸运出细胞需要蛋白质2的协助，但不需要消耗能量，属于协助扩散，B错误； 图示细胞为根毛细胞，不能进行光合作用，蛋白质3催化整合态Fe3＋还原为Fe2＋需要的NADPH不是来自该细胞的光反应，C错误。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 一、选择题 1.假如将甲、乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察甲、乙两细胞的变化(不考虑致死)，会出现的现象是(　 ) A.甲、乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原 B.甲、乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原 C.只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原 D.甲、乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原 解析：由于蔗糖溶液和甘油溶液浓度均比细胞液的浓度高，所以甲、乙两细胞都能发生质壁分离。因蔗糖分子不能透过细胞膜，甘油分子可以较快地透过细胞膜，所以放入蔗糖溶液中的细胞不发生质壁分离复原现象，而放入甘油溶液中的细胞质壁分离后又发生质壁分离复原现象。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2. (2024·盐城中学一模)在适宜条件下，将月季的花瓣细胞置于一定浓度的A溶液中，测得细胞液渗透压与A溶液渗透压的比值变化如图所示。下列有关叙述错误的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.t1时，水分子不进出花瓣细胞 B.A溶液中的溶质能被花瓣细胞吸收 C.t2时，花瓣细胞的吸水能力大于t0时 D.t0～t2时，花瓣细胞先发生质壁分离，后自动复原 解析： t0～t1段，细胞液渗透压与A溶液渗透压的比值小于1且不断变大，表明细胞不断失水，发生质壁分离，t1时刻细胞液渗透压与外界溶液相等，水分子进出细胞处于平衡状态，A错误。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3.(2024·天津二模)在无任何相反压力时，渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂，不同的细胞用不同的机制解决这种危机。高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制(如图所示)避免细胞渗透膨胀。下列相关叙述错误的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白的协助 B.植物细胞吸水达到渗透平衡时，细胞内外溶液浓度相等 C.三种细胞的细胞膜均具有选择透过性 D.若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会降低 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外，以减小细胞内液的渗透压，防止细胞渗透吸水涨破，A正确； 植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水，由于细胞壁的支持、保护作用，吸水到一定程度后达到平衡，但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 三种细胞的细胞膜结构类似，都能选择性的吸收和排出物质，都具有选择透过性，C正确； 原生动物生活在低渗溶液中，会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，若将原生动物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会降低，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4.(2024·兴化中学模拟)某学生用不同浓度梯度的蔗糖溶液对某植物细胞的吸水和失水进行探究实验，结果如下表所示。下列有关说法正确的是(　 ) 蔗糖溶液质量浓度/(g·mL－1) 开始发生质壁分离所需时间/s 质壁分离到最大程度经历的时长/s 加入清水后复原所经历的时长/s 0.1 不发生质壁分离 0.2 210 312 16 0.3 49 150 13 0.4 29 130 20 0.5 15 84 不发生复原 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.控制自变量时运用了“加法原理” B.0.1 g·mL－1蔗糖溶液中的植物细胞不成熟 C.0.3 g·mL－1和0.4 g·mL－1的蔗糖溶液比较适合该实验 D.洋葱内表皮细胞不能用于质壁分离与复原实验的材料 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：该实验控制自变量时没有人为增加其他因素的影响，而是运用了“控制单一变量的原理”，A错误； 对比其他组可知，植物细胞的细胞液质量浓度高于或等于0.1 g·mL－1蔗糖溶液浓度，因此在该浓度的蔗糖溶液中植物细胞不发生质壁分离，B错误； 在0.3 g·mL－1和0.4 g·mL－1的蔗糖溶液中既可以发生质壁分离，也可以加清水发生质壁分离复原，并且时间相对较短，因此适合该实验，C正确； 洋葱内表皮细胞也可以用于质壁分离与复原实验，只是需要染色观察，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5.(2024·海安中学月考)在观察植物细胞的质壁分离和复原的实验中，某 同学在显微镜视野中看到活的黑藻叶肉细胞正处于如右图所示状态。相关叙述错误的是(　 ) A.黑藻叶肉细胞的原生质层相当于半透膜 B.图示叶肉细胞中，a处浓度大于b处 C.叶肉细胞失水时，b处浓度逐渐增大 D.叶肉细胞吸水时，水分子在a、b间双向交换 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：原生质层包括细胞膜和液泡膜以及它们之间的细胞质，黑藻叶片的原生质层相当于一层半透膜，A正确； 图示叶肉细胞原生质层与细胞壁分开，此时细胞有可能处于渗透平衡，有可能正在质壁分离，有可能正在质壁分离复原，故a、b处浓度大小可能为a＞b、a＝b或a＜b，B错误； 在细胞发生质壁分离的过程中，细胞失水，b处细胞液的浓度逐渐变大，C正确； 细胞发生渗透吸水时，水分子的扩散是双向的，只是扩散进细胞的水分子数目多于扩散出细胞的水分子数，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6.(2024·天一中学模拟)二氢吡啶类降压药属于钙通道阻滞剂，主要通过阻断动脉血管平滑肌细胞膜上的钙通道，抑制细胞外Ca2＋内流，引起全身外周动脉血管扩张而产生降压作用。下列分析错误的是(　 ) A.二氢吡啶类降压药能特异性作用于钙通道蛋白 B.细胞外Ca2＋内流的跨膜运输可能属于协助扩散 C.钙通道蛋白属于载体蛋白，转运时会发生自身构象改变 D.多数水分子进出细胞的方式与上述Ca2＋运输方式相同 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：二氢吡啶类降压药属于钙通道阻滞剂，说明能特异性作用于钙通道蛋白，A正确； 细胞外Ca2＋内流需通过钙通道蛋白，属于协助扩散，B正确； 钙通道蛋白属于通道蛋白，C错误； 多数水分子进出细胞通过水通道蛋白，属于协助扩散，与题述Ca2＋运输方式相同，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7.(2024·连云港调研)如图表示小肠上皮细胞吸收铁离子的过程。相关叙述错误的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.图中共有4种转运蛋白 B.蛋白3运输Fe2＋属于主动运输 C.蛋白1运输亚铁血红素进入细胞的动力是浓度差 D.图中同种物质的跨膜运输可由不同转运蛋白完成 解析：据图分析可知，图中蛋白1、蛋白3和蛋白4为转运蛋白，蛋白3具有催化作用，不是转运蛋白，A错误。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8.[多选]某同学将初始长度相同的萝卜条甲、乙放置在不同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后，萝卜条的最终长度如图所示。下列叙述正确的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.甲的初始细胞液浓度小于乙 B.若蔗糖溶液浓度为a，则甲的吸水量多 C.若蔗糖溶液浓度为d，则渗透平衡时甲的重量小于乙 D.根据图示可知，植物的细胞壁也具有一定的伸缩性 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：根据图示可知，当萝卜条处于初始长度时，细胞液浓度和外界溶液浓度相等，此时乙对应浓度为c，甲对应浓度为b，因此甲的初始细胞液浓度小于乙，A正确； 当蔗糖溶液浓度为a时，细胞吸水，由于甲的细胞液浓度小于乙，因此甲的吸水量少于乙，B错误； 蔗糖溶液浓度为d时，细胞失水，且甲的失水量多于乙，因此渗透平衡时甲萝卜条的重量小于乙，C正确； 萝卜条的长度会随蔗糖溶液浓度的不同发生变化，说明细胞壁也具有一定的伸缩性，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9.[多选](2024·徐州第一中学一模)大豆细胞的液泡的pH低于细胞质基质的pH，盐胁迫环境条件下，大豆细胞质中积累的Na＋会抑制细胞质中酶的活性，植物根细胞通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ途径降低细胞质的Na＋浓度，从而降低盐胁迫的影响，具体的生理过程如图所示。下列说法正确的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.途径Ⅰ中运输Na＋的动力直接来自膜两侧H＋浓度差形成的化学势能 B.途径Ⅱ的运输依赖于生物膜的流动性，该过程消耗ATP C.途径Ⅲ中载体蛋白A运输Na＋的方式属于协助扩散 D.载体蛋白C的活性减弱会减慢细胞质中Na＋的外排过程 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：由题意可知，液泡中的H＋浓度高于细胞质基质，故途径Ⅰ中运输Na＋的动力直接来自膜两侧H＋浓度差形成的化学势能，A正确； 途径Ⅱ的运输需要经过液泡膜与囊泡膜的融合，因此依赖于生物膜的流动性，该过程需要消耗ATP，B正确； 途径Ⅲ中载体蛋白A运输Na＋的过程为逆浓度梯度运输，因此属于主动运输，C错误； 载体蛋白C活性减弱，会降低膜内外的H＋浓度差，从而影响途径Ⅲ的进行，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10.[多选](2024·江苏海安高级中学调研) 胃酸可杀灭随食物进入消化道的细菌并激 活胃蛋白酶原，其分泌过程如图所示。 胃壁细胞通过靠近胃腔的细胞膜上的质 子泵和Cl－通道分别将H＋和Cl －排入胃 腔，形成盐酸。抑酸药物PPIS在酸性环境 中被激活后，能够与图示质子泵结合使其 空间结构发生改变。下列说法正确的是(　 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.图中K＋进出胃壁细胞的方式相同 B.图中H＋通过质子泵进入胃腔的方式是协助扩散 C.长期服用抑酸药物PPIS有可能会造成消化道细菌感染 D.通过竞争性结合质子泵上的K＋结合位点可开发新型抑酸药物 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析： K＋通过K＋通道从胃壁细胞进入胃腔方式为协助扩散，质子泵水解ATP将K＋运进细胞，方式为主动运输，A错误； 质子泵水解ATP将H＋运到胃腔，该过程由低浓度运输到高浓度，需要消耗能量，运输方式为主动运输，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 抑酸药物PPIS在酸性环境中被激活后，能够与图示质子泵结合使其空间结构发生改变，使H＋从胃壁细胞运出到胃腔减少或不能运出，胃酸形成减少或不能形成，无法杀灭随食物进入消化道的细菌，可能造成消化道细菌感染，C正确； 竞争性地结合质子泵上的K＋结合位点使其空间结构发生改变，使胃腔中的H＋减少来开发新型抑酸药物，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 二、非选择题 11.(2024·保定联考)将某种植物的成熟细胞置于一定浓度的物质甲溶液中，发现其体积变化趋势如曲线AD所示。据图和所给信息回答下列问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (1)曲线图中纵坐标是指____________(填“原生质体”或“细胞”)的相对体积，理由是______________________。影响植物细胞吸收物质甲速率的因素有________________________(写出3个)。 (2)理论上，细菌细胞________(填“能”或“不能”)发生类似曲线BC段的__________现象。曲线AB段____________(填“发生了”或“没有发生”)渗透吸水或失水。比较P、Q两点所在时刻的植物细胞液浓度，其大小关系是P________(填“等于”“大于”或“小于”)Q。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (3)用物质乙替代物质甲重复实验，得到曲线AE，其中AC段与物质甲曲线完全重合，则实验刚开始时，溶液甲的渗透压________________(填“等于”“大于”或“小于”)溶液乙的渗透压。若在C点加入清水，其曲线变化与CD类似，有人认为t2＝2t1，请判断该说法的对错，并说明理由_________________________________ (提示：渗透失水的量＝渗透速率×半透膜面积×渗透时间)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 解析：(1)由于细胞壁的伸缩性明显小于原生质体，故植物细胞失水或吸水后发生变化的是植物的原生质体，因而图中纵坐标指的是原生质体的相对体积。AC段，原生质体的相对体积不断缩小，说明此时期细胞因失水而发生质壁分离；CD段，原生质体的相对体积不断增大，说明此时期细胞吸水发生质壁分离的自动复原，因此植物吸收物质甲的方式是主动运输，故影响植物细胞吸收物质甲速率的因素有载体蛋白的数量、细胞呼吸强度(或氧气浓度)、温度、pH等。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (2)细菌细胞也含有细胞膜和细胞壁，故也能发生类似曲线BC段的质壁分离现象。将植物细胞置于比细胞液浓度高的物质甲溶液中，水分子能透过细胞膜，故曲线AB段发生了渗透吸水或失水。BC段，细胞外液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，同时由于物质甲能以主动运输的方式进入到细胞内，使细胞液的浓度逐渐升高，细胞吸水能力逐渐增强；到C点时，细胞液浓度和细胞外液浓度相等；C点后，物质甲继续进入细胞，此时细胞液浓度大于细胞外液浓度，细胞吸水，故P点时的细胞液浓度小于Q点。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 (3)分析曲线可知，实验刚开始时，溶液甲的渗透压等于溶液乙的渗透压。若在C点加入清水，其曲线变化与CD类似，由于渗透速率取决于浓度差，质壁分离与质壁分离复原时浓度差不同，原生质体大小亦不同，故t2＝2t1的说法是错误的。 答案：(1)原生质体　细胞壁的伸缩性明显小于原生质体　载体蛋白的数量、细胞呼吸强度(或氧气浓度)、温度、pH　(2)能　质壁分离　发生了　小于　(3)等于　错误，渗透速率取决于浓度差，质壁分离与质壁分离复原时浓度差不同，原生质体大小亦不同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 注：＝×100%。 [例2]　(2022·全国乙卷)农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。 (1)由图可判断NO进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是__________________________________________。 (2)O2浓度大于a时作物乙吸收NO速率不再增加，推测其原因是________________________________________________________。 (3)作物甲和作物乙各自在NO最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断依据是_____________________。 (4)据图可知，在农业生产中，为促进农作物对NO的吸收利用，可以采取的措施是___________________________________。 [解析]　(1)主动运输是由低浓度向高浓度运输，需要能量的供应、载体蛋白协助，由图可知，当在一定范围内，随着O2浓度的增加，根细胞对NO 的吸收速率也增加，说明根细胞吸收NO需要能量的供应，为主动运输。 (2)主动运输需要能量和载体蛋白，呼吸作用可以为主动运输提供能量，O2浓度大于a时作物乙吸收NO的速率不再增加，能量不再是限制因素，此时影响根细胞吸收NO速率的因素是载体蛋白的数量，此时载体蛋白数量达到饱和。 (3)由曲线图分析可知，当甲和乙根细胞均达到最大的NO吸收速率时，甲的NO最大吸收速率大于乙，说明甲需要能量多，消耗O2多，甲根部细胞的呼吸速率大于作物乙。 [答案]　(1)主动运输需要细胞呼吸提供能量，在一定范围内，根细胞对NO的吸收速率与O2浓度呈正相关　(2)主动运输需要载体蛋白，作物乙根细胞的细胞膜上载体蛋白数量有限　(3)甲的NO最大吸收速率大于乙，甲需要能量多，消耗O2多　(4)定期松土 $$