第4章 细胞的物质输入和输出 章末素养能力提升（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 聚焦物质跨膜运输与渗透作用，以基础概念辨析、实验分析为载体，构建从原理到应用的知识逻辑链，强化生命观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础巩固|10题|教材改编题为主，考查渗透装置、质壁分离、跨膜运输方式判断|从渗透作用原理（半透膜、浓度差）到物质跨膜运输类型（自由扩散/协助扩散/主动运输），构建结构与功能观| |综合运用|5题|结合实验数据（如液泡直径变化）、图表分析（如运输模型）|通过耐盐碱水稻、心肌细胞离子运输等实例，深化对跨膜运输影响因素的科学推理| |拓广探索|1题|资料分析与实验设计，涉及载体蛋白功能、溶液浓度对细胞的影响|整合渗透作用与主动运输能量供应，体现探究实践能力，强化进化与适应观|

章末素养能力提升 基础巩固 1.(教材改编题)在如图所示的渗透装置中，漏斗口用半透膜(水分子可自由通过，蔗糖分子不能通过)密封，内装蔗糖溶液，烧杯内为清水，漏斗内外液面初始高度相同。下列有关叙述,正确的是 ( ) 第 1 题 A. 漏斗内液面上升过程中，水分子仅从烧杯向漏斗内扩散 B. 当液面不再上升时，漏斗内外溶液浓度相等 C. 若用纱布代替半透膜，则最终漏斗内外溶液浓度相等 D. 若烧杯内加入同样浓度的蔗糖溶液，则水分子不再进出漏斗，漏斗内液面保持不变 【答案】C 【解析】液面上升过程中, 水分子是双向扩散的, 只是单位时间内进入漏斗的水分子数多于运出的水分子数, 并非单向扩散, A 错误; 当液面不再上升时, 水分子进出速率相等, 达到动态平衡，但此时由于漏斗内蔗糖无法进入烧杯，漏斗内溶液浓度仍高于烧杯内的溶液，因此二者浓度并不相等，B 错误; 纱布不是半透膜, 水和蔗糖分子均可自由通过, 因此最终两侧的溶液浓度会趋于相等，C 正确；如果烧杯内加入与漏斗内相同浓度的蔗糖溶液，虽然渗透压相等，液面可保持不变，但水分子仍在进出漏斗，只是进出速率相等，D 错误。 2. 如图甲、乙所示为常见的两套渗透装置图(图中 为 蔗糖溶液、 为蒸馏水、 为 30%葡萄糖溶液;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 ( ) 第 2 题 A. 待装置甲 液面稳定后加入蔗糖酶，漏斗管内液面会升到一定高度后保持不变 B. 装置甲漏斗中液面上升速率逐渐下降 C. 实验刚开始时，装置甲中水分子从 侧进入另一侧的速率小于装置乙中水分子从 侧进入另一侧的速率 D. 装置乙的现象是 液面先上升后下降，最终 和 液面持平 【答案】A 【解析】待装置甲 液面稳定后加入蔗糖酶，蔗糖水解为单糖，导致漏斗内溶液的物质的量浓度升高， 液面先上升； 由于单糖可以通过半透膜, 导致液面上升后又下降, A 错误; 装置甲中， 为 30% 蔗糖溶液、 为蒸馏水，所以漏斗中液面上升，但随着半透膜两侧的浓度差逐渐减小，漏斗中液面上升速率逐渐下降，最后在半透膜两侧水分子扩散速率达到平衡，B正确；渗透装置中水分子扩散速率取决于半透膜两侧溶液物质的量的浓度差, 由于蔗糖是二糖, 葡萄糖是单糖, 则 30%的蔗糖溶液的物质的量的浓度小于 30%葡萄糖溶液的， 因此实验刚开始时,装置甲中水分子从 侧进入另一侧的速率小于装置乙中水分子从 侧进入另一侧的速率, 正确; 装置乙中,初期 中存在浓度差,因为水的渗透作用, 液面会上升，但由于葡萄糖能通过半透膜，一段时间后 液面又会下降,最终 和 液面持平, 正确。 3. 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临时装片进行了三次观察(如图所示)。下列有关叙述正确的是( ) 第 3 题 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镜观察步骤 【答案】 【解析】第一次观察时不能观察到较大的细胞质基质,可观察到紫色大液泡，A错误；吸水纸的作用是引流，目的是使蔗糖溶液或清水通过洋葱鳞片叶，使其发生质壁分离或质壁分离复原, C 错误; 第一次显微镜观察是为了对照, 不能省略, 错误。 4. 将洋葱鳞片叶内表皮细胞置于滴加了红墨水的 的蔗糖溶液中,细胞会发生质壁分离。下列叙述正确的是 ( ) A. 质壁分离过程中细胞液颜色逐渐加深 B. 质壁分离过程中细胞吸水能力逐渐减弱 C. 质壁分离停止时水分子不再进出细胞 D. 加红墨水的作用是便于实验结果的观察 【答案】D 【解析】洋葱鳞片叶内表皮细胞液无紫色色素, A 错误; 质壁分离过程中细胞液浓度逐渐增大，细胞吸水能力逐渐增强，B错误；质壁分离停止时仍有水分子进出细胞，C错误； 由于洋葱鳞片叶内表皮细胞液无紫色色素，加红墨水可以使细胞液与外界溶液形成色差，便于实验结果的观察，D 正确。 5.(教材改编题)甲状腺滤泡上皮细胞内碘的浓度比血液中高 20~25 倍。下列关于该细胞吸收碘的叙述，正确的是 ( ) A. 碘进入细胞属于被动运输，顺浓度梯度进行 B. 碘的吸收需要细胞膜上载体蛋白的协助， 并消耗能量 C. 碘进入细胞的方式与氧气进入肺泡细胞的方式相同 D. 碘的运输过程体现了细胞膜的选择透过性, 与细胞代谢无关 【答案】B 【解析】细胞内碘浓度已远高于细胞外，碘是逆浓度梯度进入细胞的，不属于被动运输，A 错误；碘逆浓度梯度进入细胞，需要载体蛋白协助，并消耗能量，属于主动运输，B 正确； 氧气进入肺泡细胞是自由扩散，而碘进入甲状腺滤泡上皮细胞是主动运输，C 错误；主动运输依赖细胞代谢提供能量，与细胞代谢密切相关，D 错误。 6. 如图所示是部分物质跨膜运输的模型, 下列有关叙述错误的是 ( ) 代表各种分子或离子 第 6 题 A. b、c、d 三种方式受浓度梯度的影响较大 B. 性激素可以通过 c 方式进入细胞 C. 图中方式 a、e 消耗能量，属于主动运输 D. 氧气、二氧化碳等小分子物质通过方式 b 运输 【答案】 【解析】 是自由扩散, 和 是协助扩散,这三种方式都是顺浓度梯度运输，受浓度梯度的影响较大， A 正确；性激素是脂质小分子,通过自由扩散进入细胞,即方式 b，B 错误；图中方式 a 表示物质通过主动运输进入细胞,消耗能量,方式 表示物质通过主动运输排出细胞,消耗能量, C 正确; 氧气、 二氧化碳等小分子物质通过自由扩散运输，即方式 b， D 正确。 7. 某科学家在研究细胞膜运输物质时, 发现如图所示四种关系，下列说法错误的是 ( ) 第 7 题 A. 图①可以代表 进出细胞的方式 B. 图②可以代表甘油进入细胞的方式 C. 图③可以代表葡萄糖进入细胞的方式之一 D. 图④的运输方式普遍存在于动植物和微生物细胞中 【答案】 【解析】图①代表自由扩散, 通过自由扩散进出细胞, A 正确；图②代表的是协助扩散或主动运输，甘油进入细胞的方式属于自由扩散, B 错误; 图③代表的是自由扩散或协助扩散, 葡萄糖进入某些细胞的方式属于协助扩散, C 正确; 图④代表的是主动运输，普遍存在于动植物和微生物细胞中, D 正确。 8. 图中“●”表示进入细胞的物质 。下列叙述错误的是 ( ) 第 8 题 A. 物质 a 进入细胞的方式是协助扩散 B. a 的运输速率与物质 a 的浓度梯度大小有关 C. X 与 a 结合后自身构象改变 D. a 的运输速率与 的数量无关 【答案】D 【解析】又为运输物质 a 的载体蛋白, 因此 a 的运输速率与 的数量有关, 错误。 9. 吞噬细胞对外来异物如病原体有吞噬和消化的功能，是机体重要防御机制之一。如图所示为吞噬细胞吞噬病原体并处理的过程，下列相关叙述正确的是 ( ) 第 9 题 A. ①过程利用了细胞膜的选择透过性 B. ②过程有时也运输小分子物质 C. ②过程需要膜上的蛋白质分子参与，而① 不需要 D. 溶酶体可以合成多种水解酶，有利于水解病原体 【答案】B 【解析】吞噬细胞吞噬病原体属于胞吞，①是形成囊泡的过程，主要利用了细胞膜的流动性，A 错误；①胞吞、②胞吐过程都需要膜上的蛋白质分子参与，C 错误；溶酶体中的水解酶的化学本质是蛋白质, 蛋白质在核糖体上合成, 不在溶酶体中合成，D 错误。 10. 一种物质进行跨膜运输的方式与该物质的分子大小等性质有关。下列有关物质跨膜运输的相关叙述,正确的是 ( ) A. 相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内 B. 主动运输既要消耗细胞的能量，也需要借助膜上的载体蛋白 C. 大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞内，并且要消耗能量 D. 被动运输都是顺浓度梯度进行的，既不需要消耗能量，也不需要借助膜上的转运蛋白 【答案】B 【解析】相对分子质量小的物质或离子的运输方式可能是自由扩散、协助扩散或主动运输，A 错误；大分子有机物通过胞吞的方式进入细胞内，依赖于膜的流动性，需要消耗能量，但不需要转运蛋白，C 错误；被动运输包括自由扩散和协助扩散，协助扩散需要转运蛋白的协助，D 错误。 综合运用 11. 耐盐碱水稻是指能在盐浓度为 以上的盐碱地生长的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认，某小组使用 的 溶液分别处理两组水稻细胞，结果如图所示。下列说法正确的是 ( ) 第 11 题 A. 原生质体是由细胞膜、液泡膜及其之间的细胞质构成的 B. 水稻细胞 1 h 后开始吸收水分子、 C. II 组水稻为耐盐碱水稻 D. II 组水稻在实验 3 h 后已不再有水分子进入细胞 【答案】C 【解析】原生质层是由细胞膜、液泡膜及其之间的细胞质构成的, 而原生质体是由细胞膜、细胞核和细胞质等构成的, A 错误; 水稻细胞 前就在吸收水分子、 和 错误; II 组水稻在实验 后水分子进出细胞达到动态平衡, 错误。 12. 泵和 交换体广泛存在于人体心肌细胞上，两者的工作机制如图所示。下列叙述错误的是 ( ) 第 12 题 A. 图中 的运输过程属于主动运输 B. 泵和 交换体均不具有特异性 C. 图中 出细胞的方式为主动运输，进入细胞的方式为协助扩散 D. 泵运输 和 过程中,其空间结构会发生改变 【答案】 【解析】 的运输消耗了 的势能,属于主动运输, A 正确; 泵只能特异性运输 和 ,不能运输其他物质, 交换体只能特异性运输 和 , 也不能运输其他物质,所以 泵和 交换体均具有特异性, 错误; 是 泵消耗 泵出的, 属于主动运输, 进入细胞时是顺浓度进入的, 需要 交换体,但不需要能量,是协助扩散, 正确。 13. (多选) 拟南芥液泡膜上存在 反向转运载体蛋白,它可利用液泡内外 的电化学梯度 (电位和浓度差) 将 转出液泡, 同时将 由细胞质基质转入液泡。部分物质跨液泡膜转运过程如图所示，据图判断，下列叙述正确的是 ( ) 第 13 题 A. 在液泡中的积累有利于提高拟南芥的耐盐能力 B. 以主动运输的方式由细胞质基质进入液泡 C. 以协助扩散的方式由细胞质基质进入液泡 D. 以自由扩散的方式进出液泡 【答案】 【解析】 在液泡中的积累能使液泡内 浓度增大，有利于细胞吸水，进而提高拟南芥的耐盐碱能力，A 正确; 由图可知, 进入液泡的过程中消耗了 的梯度势能, 因而可知, 钠离子是以主动运输的方式由细胞质基质进入液泡的，B正确；Cl 借助通道蛋白，以协助扩散的方式由细胞质基质进入液泡，C正确； 借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出液泡，D 错误。 14. (多选)植物表皮上的气孔由两个保卫细胞构成，当保卫细胞吸水增多时，气孔开放。某同学制作了植物叶片下表皮临时装片，进行如图所示操作后在显微镜下观察。下列叙述正确的有 ( ) 第 14 题 A. 保卫细胞失水使植物气孔关闭，有利于干旱时减少蒸腾作用散失的水分 B. 图中保卫细胞最有可能发生质壁分离的是在滴加蔗糖溶液②后 C. 水分子进出保卫细胞的方式均为自由扩散 D. 据图可推测出 3 种蔗糖溶液浓度高低为 ②＞①＞③ 【答案】ABD 【解析】蒸腾作用是指植物体内的水分子通过气孔散失到大气中的过程, 保卫细胞失水使植物气孔关闭, 有利于干旱时减少蒸腾作用散失的水分，A 正确；用蔗糖溶液②处理后, 保卫细胞失水, 气孔关闭, 因此, 质壁分离现象最可能出现在滴加蔗糖溶液②后的观察视野中, B 正确; 水分子进出保卫细胞的方式有自由扩散和协助扩散两种，C 错误；由图可知，蔗糖溶液①略小于细胞液浓度，蔗糖溶液②大于细胞液浓度，蔗糖溶液③小于细胞液浓度，所以 3 种蔗糖溶液浓度高低为 , D 正确。 15. (多选)取两个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞，将它们分别放置在 I、II 两种溶液中, 测得液泡直径的变化如图所示。下列分析正确的有 ( ) 第 15 题 A. 第 4 分钟前，I 和 II 溶液中花瓣细胞正在发生质壁分离 B. 第 2 分钟前，I 溶液中细胞的失水速率小于Ⅱ溶液中细胞的失水速率 C. 第 4 分钟后, I 溶液中花瓣细胞正在发生质壁分离复原 D. 第 2 分钟后, II 溶液中花瓣细胞的吸水能力逐渐减弱 【答案】 ABC 【解析】第 4 分钟前，I 和 II 溶液中花瓣细胞的液泡直径不断减小，细胞失水，说明花瓣细胞正在发生质壁分离，A 正确; 第 2 分钟前，I 溶液曲线的斜率小于 II 溶液曲线的斜率, 说明 I 溶液中细胞的失水速率小于 II 溶液中细胞的失水速率, B 正确; 第 4 分钟后, I 溶液中花瓣细胞的液泡直径不断增大，细胞吸水，说明花瓣细胞正在发生质壁分离复原，C 正确; II 溶液中花瓣细胞的液泡直径不断减小，细胞失水，细胞失水越多，细胞液浓度越大，吸水能力就越强，故第 2 分钟后，II 溶液中花瓣细胞的吸水能力逐渐增强(最后保持稳定)，D 错误。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 题号 13 14 15 答案 拓广探索 16. 阅读下列资料, 回答有关问题: 液泡是植物细胞中储存 的主要细胞器, 进入液泡的机理如图甲所示。取某一植物的两个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞，将它们分别放置在 的蔗糖溶液、2 mol/L 的乙二醇溶液中，测得液泡直径的变化如图乙所示(细胞始终保持活性)。 第 16 题 (1)图甲中载体蛋白 CAX 既能运输 也能运输 ，则载体蛋白 CAX_____ (选填“具有”或“不具有”)特异性，其中 进入液泡的方式是_____。 (2)液泡膜上的 载体可利用 -焦磷酸酶水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输 ，建立液泡膜两侧的 浓度梯度。若加入 -焦磷酸酶抑制剂，则 通过 CAX 跨膜运输的速率将会_____(选填“增大”“减小”或“不变”)，原因是_____ __________。 (3)图乙中代表处于 的乙二醇溶液的细胞液泡直径变化的曲线是_____ (选填“I”或“II”)。4 min后，曲线 II 所对应的外界溶液浓度_____细胞液浓度(选填“>”“<”或“=”)。 【答案】 (1) 具有 主动运输(2)减小 液泡中的 浓度降低, 液泡膜两侧的 浓度梯度差减小,为 通过 的运输提供的能量减少( 3 )I = 【解析】(1)图甲中载体蛋白 CAX 既能运输 也能运输 ,但是在不同的结合部位结合 和 ，因此载体蛋白 具有特异性，由图甲可知， 通过 CAX 的跨膜运输方式是从低浓度到高浓度的主动运输，所需要的能量由 顺浓度梯度产生的势能提供。(2)若加入 -焦磷酸酶抑制剂，则 通过 CAX 跨膜运输的速率将会变小,原因是 通过 CAX 跨膜运输所需的能量直接来自液泡膜两侧的 浓度差,而 - 焦磷酸酶抑制剂通过抑制 -焦磷酸酶,使液泡中的 浓度降低，液泡膜两侧的 浓度梯度差减小，为 通过 CAX 的运输提供的能量减少。(3)由图乙可知，曲线 I 液泡先变小后恢复到原样，即发生了质壁分离后又发生了自动复原, 曲线 II 液泡先变小后维持不变。由于乙二醇能进入细胞，因此处于乙二醇溶液的植物细胞会发生质壁分离的自动复原, 因此曲线 I 代表处于 2 mol/L 的乙二醇溶液的细胞液泡直径变化的曲线。 后,曲线 II 液泡直径维持不变,即细胞达到质壁分离状态的平衡, 此时水分子进出细胞平衡, 因此外界溶液浓度等于细胞液浓度。 学科网（北京）股份有限公司 $