資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
高中生物一輪復習學案
第6講 物質跨膜運輸的實例和方式
考點一　物質跨膜運輸的實例
1．滲透作用
(1)概念：指水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴散過程。
(2)滲透作用原理
2．動、植物細胞的吸水和失水
(1)動物細胞的吸水和失水
②現象
(2)植物細胞的吸水和失水(以成熟植物細胞為例)
①原理
②現象
當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞發生質壁分離現象 當外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水膨脹，由于存在細胞壁，細胞不會漲破 當外界溶液濃度等于細胞液濃度時，細胞維持正常形態
3.物質跨膜運輸的其他實例
(1)植物對無機鹽離子的吸收
①不同植物對同種無機鹽離子的吸收有差異。
②同種植物對不同無機鹽離子的吸收也有差異。
(2)人體甲狀腺濾泡上皮細胞對碘的吸收是逆(填“逆”或“順”)濃度梯度進行的。
(3)不同微生物對不同礦物質的吸收表現出較大的差異性。
[基礎診斷]
1．玻璃紙是一種選擇透過性膜，水分子可以透過它，而蔗糖分子則不能。(必修1　P60問題探討)(×)
2．滲透作用中膜兩側溶液的濃度指的是質量百分比濃度。(必修1　P60問題探討)(×)
3．當外界溶液低時，紅細胞一定會吸水漲破。(必修1　P61思考與討論)(×)
4．人體甲狀腺濾泡上皮細胞對碘的吸收是順濃度梯度進行的。(必修1　P63資料分析)(×)
[深度拓展]
1．(必修1　P64拓展題)輪作是指農民在一塊地里有計劃地更換作物種類來種，這樣做的意義是什么？
提示：防止長期在同一塊田里種植同種作物導致土壤肥力下降。
2．(必修1　P64)細胞膜和其他生物膜都具有流動性和選擇透過性，其結構基礎分別是什么？
提示：流動性的結構基礎是組成膜的磷脂分子和大多數蛋白質分子都是運動的；選擇透過性的結構基礎主要是膜上轉運蛋白的種類和數量。21·世紀*教育網
3．(必修1　P63)科學家將番茄和水稻分別放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO的培養液中培養，結果如圖所示，據圖分析：【來源：21cnj*y.co*m】
請解釋水稻培養液中Mg2＋、Ca2＋濃度升高的原因。
提示：水稻吸收水分的量多于吸收Mg2＋、Ca2＋的量。
1．溶質能通過半透膜的滲透裝置分析
(1)S1和S2是同種溶質，且能透過半透膜，S1溶液濃度大于S2
(2)S1和S2是兩種不同的溶質，且只有水和S1能通過半透膜
2．影響滲透作用中液面變化的因素分析
半透膜表面積的大小 半透膜兩側的濃度差
在濃度NB＝NC>NA，其他條件相同的情況下，半透膜的表面積越大，單位時間內進出半透膜的水量越多，液面變化越明顯 在其他條件相同的情況下，半透膜兩側的濃度差越大，單位時間內進出半透膜的水量越多，液面變化越明顯
結果：vB>vC，ΔhB＝ΔhC 結果：vB>vC，ΔhB>ΔhC
eq \a\vs4\al(圍繞滲透作用的原理及應用分析，考查理解能力)
1．(2021·湖北聯考)某興趣小組用圖甲研究滲透作用，a和b均為蔗糖溶液，c允許單糖通過。圖乙為實驗結果。下列說法正確的是(　　)21*cnjy*com
A．燒杯中蔗糖溶液濃度大于漏斗中蔗糖溶液濃度
B．若t2時刻在燒杯中加入蔗糖酶，則Δh最終將變小
C．t2時刻半透膜兩側蔗糖溶液濃度相同
D．若t2時刻在漏斗中加入蔗糖酶，則Δh將先變大后變小
D　[分析圖乙，Δh先增加后趨于穩定，說 ( http: / / www.21cnjy.com )明漏斗中蔗糖溶液濃度大于燒杯中蔗糖溶液濃度，A錯誤；若t2時刻在燒杯中加入蔗糖酶，蔗糖分解為單糖，燒杯內溶液濃度會升高，由于c允許單糖通過，繼而燒杯內溶液濃度會下降，則Δh將先變小后變大，B錯誤；t2時刻半透膜兩側水分子進出速度相等，但是由于漏斗與燒杯的液面不一樣高，所以膜兩側溶液濃度不相等，C錯誤。]
2．(2022·河南模擬)如 ( http: / / www.21cnjy.com )圖1所示的甲、乙、丙三個滲透裝置中，三個漏斗頸的內徑相等，漏斗內盛有濃度相同的蔗糖溶液，且漏斗內液面高度相同，漏斗底部均封以半透膜，置于同一個水槽的清水中。三個滲透裝置半透膜的面積和所盛蔗糖溶液的體積如下表所示。圖2中曲線①②③表示漏斗液面高度隨時間的變化情況。則曲線①②③與甲、乙、丙三個裝置的對應關系應是(　　)
裝置編號 甲 乙 丙
半透膜面積 S S/2 S
蔗糖溶液體積 T T 2T
A.①—丙；②—甲；③—乙
B．①—乙；②—甲；③—丙
C．①—甲；②—乙；③—丙
D．①—丙；②—乙；③—甲
A　[丙內蔗糖溶液的體積最大，吸水的量 ( http: / / www.21cnjy.com )最大，漏斗液面高度最高，相對應的是圖2中曲線①；甲、乙的體積相等，但是甲漏斗口的半透膜面積比乙的大，吸水的速度快，故甲漏斗液面高度變化要比乙的快些，對應圖2中曲線②。]21cnjy.com
eq \a\vs4\al(圍繞動植物細胞吸水與失水分析，考查實驗探究能力)
3．(2022·甘肅模擬)哺乳動物細胞 ( http: / / www.21cnjy.com )在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形態。將兔紅細胞置于不同濃度NaCl溶液中，一段時間后制作臨時裝片，用顯微鏡觀察并比較其形態變化。下列敘述正確的是(　　)
A．在高于0.9%NaCl溶液中，紅細胞因滲透作用失水皺縮并發生質壁分離
B．在0.9%NaCl溶液中，紅細胞形態未變是由于此時沒有水分子進出細胞
C．在低于0.9%NaCl溶液中，紅細胞因滲透作用吸水膨脹甚至有的破裂
D．滲透作用是指水分子從溶液濃度較高處向溶液濃度較低處進行的擴散
C　[兔紅細胞沒有細胞壁，不會發生質壁分 ( http: / / www.21cnjy.com )離，A錯誤；在0.9%NaCl溶液中，紅細胞形態未變是由于水分子進出達到平衡，B錯誤；在低于0.9%NaCl溶液中，進入紅細胞的水分子多于出紅細胞的水分子，紅細胞會因滲透作用吸水膨脹甚至有的破裂，C正確；滲透作用是指水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散，其中水分子是從其分子數相對較多處向相對較少處擴散，即從溶液濃度較低處向溶液濃度較高處進行擴散，D錯誤。]
4．(2020·全國卷Ⅱ)取某植物的成熟葉 ( http: / / www.21cnjy.com )片，用打孔器獲取葉圓片，等分成兩份，分別放入濃度(單位為g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙兩個實驗組(甲糖的相對分子質量約為乙糖的2倍)。水分交換達到平衡時，檢測甲、乙兩組的溶液濃度，發現甲組中甲糖溶液濃度升高。在此期間葉細胞和溶液之間沒有溶質交換。據此判斷下列說法錯誤的是(　　)
A．甲組葉細胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液濃度升高
B．若測得乙糖溶液濃度不變，則乙組葉細胞的凈吸水量為零
C．若測得乙糖溶液濃度降低，則乙組葉肉細胞可能發生了質壁分離
D．若測得乙糖溶液濃度升高，則葉細胞的凈吸水量乙組大于甲組
D　[甲、乙兩組糖溶液的質量濃度(單位 ( http: / / www.21cnjy.com )為g/mL)相同，但甲糖的相對分子質量大于乙糖，所以甲、乙兩組糖溶液的物質的量濃度不同(甲<乙)，將相同的葉圓片浸入兩種不同物質的量濃度的溶液中，在吸水和失水的表現上可能不同。據題意可知，水分交換達到平衡時，甲糖溶液濃度升高，推測甲糖溶液濃度低于葉細胞的細胞液濃度，葉細胞吸水導致甲糖溶液濃度升高，A正確；若測得乙糖溶液濃度不變，則乙糖溶液濃度等于葉細胞的細胞液濃度，水分子進出乙組葉細胞的量相等，凈吸水量為零，B正確；若測得乙糖溶液濃度降低，則乙糖溶液濃度高于葉細胞的細胞液濃度，乙組葉肉細胞可能會發生滲透失水而表現為質壁分離，C正確；若測得乙糖溶液濃度升高，則甲、乙兩組溶液濃度均小于葉細胞的細胞液濃度，兩組細胞均吸水，但由于甲糖溶液的物質的量濃度小于乙糖溶液，所以乙組葉細胞的凈吸水量小于甲組葉細胞，D錯誤。]21·cn·jy·com
　判斷細胞的吸水、失水的兩種方法(1)通過比較細胞外溶液和細胞液的 ( http: / / www.21cnjy.com )濃度大小來判斷：當細胞外溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水；當細胞外溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水；當細胞外溶液濃度與細胞液的濃度相等時，細胞失水量和吸水量相等，水分進出細胞處于動態平衡。(2)根據重量或長度變化(如蘿卜條)來判斷：若重量增加或長度變長，則吸水；反之則失水。
考點二　觀察植物細胞的質壁分離和復原
1．實驗原理
2．實驗步驟
3．現象與結論
[問題探究]
(必修1　P61～P62探究)如圖 ( http: / / www.21cnjy.com )是將紫色洋蔥鱗片葉的外表皮細胞先放到0.3 g/mL的蔗糖溶液中(甲)，再放到清水中(乙)的實驗過程的圖解，請分析回答下列問題：
(1)實驗中共涉及三次顯微鏡觀察，其中第一次觀察的目的是什么？
提示：觀察正常洋蔥鱗片葉外表皮細胞的狀態，以便與處理后的狀態形成對照。
(2)為什么用紫色洋蔥鱗片葉外表皮作為實驗材料？
提示：紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液中有花青素，使液泡中的細胞液呈紫色，有利于觀察。
(3)如果沒有細胞壁，細胞會發生質壁分離現象嗎？
提示：不會發生質壁分離現象，只發生滲透吸水或失水。
(4)本實驗選用0.3 g/mL的蔗糖溶液作試劑，若濃度過高或過低對實驗有何影響？
提示：選用0.3 g/mL的蔗糖 ( http: / / www.21cnjy.com )溶液作試劑，既明顯出現質壁分離現象，又不會殺死細胞。若濃度過高，質壁分離速度過快，細胞會因失水過多而死亡，不能再進行質壁分離復原；若濃度過低，不能引起質壁分離或質壁分離速度太慢。2-1-c-n-j-y
(5)發生質壁分離的洋蔥表皮細胞的原生質層與細胞壁之間是何物質？
提示：因為細胞壁是全透性的，所以洋蔥表皮細胞的原生質層與細胞壁之間是蔗糖溶液。
(6)若用合適濃度的KNO3溶液進行該實驗，結果會發生質壁分離與復原嗎？
提示：開始外界溶液濃度較大，細胞發生質壁分離；細胞主動吸收K＋和NO后，隨著細胞液濃度增大，質壁分離又會自動復原。【版權所有：21教育】
1．質壁分離及復原發生的條件
(1)從細胞角度分析
①死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞(如根尖分生區細胞)不發生質壁分離及復原現象。
②具有中央大液泡的成熟植物細胞可發生質壁分離及復原現象。
(2)從溶液角度分析
①在一定濃度(溶質不能透過半透膜)的溶液中只會發生質壁分離現象，不能發生自動復原現象(只有用清水或低滲溶液處理，方可復原)。2·1·c·n·j·y
②在一定濃度(溶質可透過半透膜)的溶液( ( http: / / www.21cnjy.com )如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可發生質壁分離，并能自動復原，因為K＋、NO、尿素、乙二醇等可轉運到細胞內，使細胞液濃度升高，細胞滲透吸水而發生自動復原。www-2-1-cnjy-com
③在高濃度溶液中可發生質壁分離現象，但不會發生質壁分離復原現象。
④鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞，不適合做質壁分離實驗的溶液。
2．質壁分離實驗的拓展應用
(1)判斷成熟植物細胞的死活
(2)測定細胞液濃度范圍
(3)比較不同植物細胞的細胞液濃度大小
(4)比較未知濃度溶液的濃度大小
(5)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
eq \a\vs4\al(圍繞實驗原理、步驟和結果觀察，考查科學探究能力)
1．下列有關“觀察植物細胞的質壁分離和復原”的實驗操作，敘述正確的是(　　)
A．在步驟C中只需滴加1滴蔗糖溶液
B．整個實驗現象的觀察應維持在低倍鏡下
C．步驟A具體操作過程為“解離→染色→漂洗→制片”
D．步驟F觀察實驗結果和步驟D相比，液泡顏色變深
B　[步驟C引流操作為從蓋玻片的一側滴 ( http: / / www.21cnjy.com )加蔗糖溶液，用吸水紙在另一側吸引，需重復幾次，使洋蔥鱗片葉外表皮細胞浸潤在蔗糖溶液中，A錯誤；整個實驗應在低倍鏡下進行觀察，B正確；步驟A制片時不需要進行解離、漂洗和染色，C錯誤；質壁分離復原的細胞，細胞吸水，液泡顏色變淺，D錯誤。]21教育網
2．某同學用不同濃度的蔗糖溶液 ( http: / / www.21cnjy.com )分別處理紅山茶花的花瓣表皮臨時裝片，觀察花瓣表皮細胞的吸水和失水。圖1為0.35 g·mL－1蔗糖溶液的處理結果。該同學用顯微鏡連接計算機并通過相關軟件分別計算不同蔗糖溶液濃度下花瓣表皮細胞和液泡的面積，求出液泡面積與細胞面積比值，得到平均值H，相關數據如圖2所示。下列敘述正確的是(　　)
A．圖1丙區域表示細胞質基質，該面積可作為質壁分離的觀察指標
B．圖1甲區域為蔗糖溶液，乙區域和丙區域的溶液幾乎不含蔗糖
C．用0.45 g·mL－1蔗糖溶液處理的裝片，細胞失水量更大，圖1乙區域平均面積更大
D．H值可反映細胞的質壁分離程度，H值越小，細胞液的滲透壓越小
C　[圖1丙區域表示原生質體，乙區域 ( http: / / www.21cnjy.com )是細胞壁與原生質層之間的蔗糖溶液，A、B錯誤；由圖2柱形圖可知，用0.45 g·mL－1蔗糖溶液處理的裝片，細胞失水量更大，圖1乙區域平均面積更大，丙區域平均面積更小，C正確；H值可反映細胞的質壁分離程度，H值越小，細胞液濃度越高，滲透壓越大，D錯誤。]
eq \a\vs4\al(借助實驗拓展應用，考查創新應用能力)
3．(2022·遼寧模擬)某生物興趣小組用不 ( http: / / www.21cnjy.com )同濃度的蔗糖溶液處理了同一批馬鈴薯條(直徑為0.8 cm、長度為3 cm，每組濃度下準備3條)，實驗過程中測量的相關數據見表，質量變化百分比＝(實驗后質量－初始質量)÷初始質量×100%。下列相關敘述錯誤的是(　　)
蔗糖溶液濃度/(mol·L－1) 初始質量/g 實驗后質量/g 質量變化百分比/%
1 3.24 1.80 －44
0.8 3.18 1.85 －42
0.6 3 1.92 －36
0.4 3.15 2.19 －30
0.2 3.12 3.36 7.7
0 3.06 3.51 14.7
A.實驗用同一批馬鈴薯是為控制無關變量，保證實驗的可靠性
B．馬鈴薯條細胞液的滲透壓應該介于0.2～0.4 mol·L－1之間
C．實驗結束后0.6 mol·L－1蔗糖溶液中馬鈴薯條吸水能力小于實驗前
D．馬鈴薯條發生上述質量變化時必備的條件之一是具有選擇透過性膜
C　[實驗過程中應該控制無關變量 ( http: / / www.21cnjy.com )減少對實驗的干擾，A正確；在0.2 mol/L時馬鈴薯吸水，在0.4 mol/L時馬鈴薯脫水，所以馬鈴薯的細胞液滲透壓可能在0.2～0.4 mol/L之間，B正確；在0.6 mol/L時馬鈴薯失水，所以此時馬鈴薯的細胞液濃度應該是增大的，吸水能力大于實驗前，C錯誤；滲透實驗的前提是有選擇透過性膜和滲透壓差值的存在，D正確；]
4．(2022·鄭州模擬 ( http: / / www.21cnjy.com ))確定植物組織的水勢(細胞液濃度)有利于農肥的合理使用。小液流法是測定植物組織水勢的常用方法，其原理是把高濃度溶液的一小液滴放到低濃度溶液中時，液滴下沉；反之則上升。甲與乙兩組試管相同且依次編號為1～6號，相同的試管編號中加入相同濃度的蔗糖溶液。在甲試管中放入待測的植物材料一段時間后，從中取小液滴滴入乙試管(如圖所示)，結果如下表(注：甲試管內加入適量的甲烯藍，甲烯藍可使蔗糖溶液變藍，忽略甲烯藍對蔗糖濃度的影響)。下列相關敘述正確的是(　　)21*cnjy*com
乙組試管編號 1 2 3 4 5 6
1 mol/L的蔗糖溶液(mL) 0.5 1 1.5 2 2.5 3
蒸餾水(mL) 9.5 9 8.5 8 7.5 7
藍色小滴升降情況 ↓ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑
A．由上表推知植物材料的細胞液濃度介于0.2～0.25 mol·L－1之間
B．甲組1～3號試管中，植物材料水勢變化最小的是3號
C．甲組4～6號試管中，植物材料的水勢大于蔗糖溶液的水勢，細胞吸水
D．甲組試管內植物材料水勢達到穩定時，與小液滴的水勢相同
B　[據題意可知，據表格數據推知植物材料的細 ( http: / / www.21cnjy.com )胞液濃度介于0.15～0.2 mol·L－1之間，A錯誤；乙組1～3號試管中，藍色小液滴下降，說明甲組1～3號試管中，植物細胞吸水。甲組1～3號試管中，蔗糖溶液的濃度逐漸升高，與細胞液濃度差逐漸降低，植物細胞吸水量逐漸減少，植物材料水勢變化最小的是3號，B正確；乙組4～6號試管中，藍色小滴上升，說明甲組4～6號試管中，植物材料的水勢小于蔗糖溶液的水勢，細胞失水，C錯誤；由于細胞壁的限制作用，在低濃度外界溶液中，植物細胞不再吸水時，細胞液濃度仍然大于外界溶液的濃度。故甲組試管內植物材料水勢達到穩定時，不一定與小液滴的水勢相同，D錯誤。]21世紀教育網版權所有
考點三　物質出入細胞的方式
1．各種物質出入細胞方式的比較
物質出入細胞的方式 被動運輸 主動運輸 胞吞 胞吐
自由擴散 協助擴散
圖例
運輸方向 高濃度→低濃度 低濃度→高濃度 胞外→胞內 胞內→胞外
是否需要載體 否 是 是 否 否
是否消耗能量 否 是 是 是
2.完善物質跨膜運輸方式圖解
[基礎診斷]
1．水生植物麗藻的細胞液中K＋濃度比它們生活的池水高1 065倍，說明麗藻吸收K＋的方式為主動運輸。(必修1　P71正文)(√)www.21-cn-jy.com
2．麗藻細胞通過主動運輸吸收不同無機鹽離子的速率都相同。(必修1　P71表4－1)(×)
3．胞吞和胞吐過程中發生膜成分的更新，體現了細胞膜具有一定的流動性。(必修1　P72正文)(√)
4．水分子都是以自由擴散的方式進入細胞的，不需要載體蛋白的協助。(必修1　P74科學前沿)(×)
5．一種離子通道只允許一種離子通過，并且只有在特定刺激發生反應時才瞬時開放。(必修1　P74科學前沿)(√)【來源：21·世紀·教育·網】
[深度拓展]
1．(必修1　P71正文)主動運輸普遍存 ( http: / / www.21cnjy.com )在于動植物和微生物細胞中，這對于細胞本身的意義是____________________________________________________。
提示：主動運輸保證了活細胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需要的營養物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質。
2．(必修1　P73與社會的聯系 ( http: / / www.21cnjy.com ))囊性纖維病是由于有的細胞中某種蛋白質結構異常，影響了Na＋和Cl－的跨膜運輸，這一事例說明這種結構蛋白屬于細胞膜上的__________，也反映了細胞膜對離子的吸收具有選擇性是通過細胞膜上__________________________來實現的。
提示：載體蛋白　載體蛋白的種類和數量
3．(必修1　P73拓展題)低溫會使物質跨膜運輸速率下降，最可能的原因是________
________________________________________________________________________。
提示：溫度可影響生物膜的流動性和呼吸有關酶的活性，進而影響物質運輸的速率。
1．不同因素對物質跨膜運輸的影響
(1)物質濃度(在一定的范圍內)
(2)氧氣濃度
(3)溫度
2．探究物質跨膜運輸的實驗設計
(1)探究是主動運輸還是被動運輸
(2)探究是自由擴散還是協助擴散
eq \a\vs4\al(圍繞物質進出細胞方式的判斷，考查理解能力)
1．(2021·河北高考)人體成熟紅細胞能夠運輸O2和CO2，其部分結構和功能如圖，①～⑤表示相關過程。下列敘述錯誤的是(　　)
A．血液流經肌肉組織時，氣體A和B分別是CO2和O2
B．①和②是自由擴散，④和⑤是協助擴散
C．成熟紅細胞通過無氧呼吸分解葡萄糖產生ATP，為③提供能量
D．成熟紅細胞表面的糖蛋白處于不斷流動和更新中
D　[據題意可知，人體成熟紅細胞能夠運 ( http: / / www.21cnjy.com )輸O2和CO2，因此血液流經肌肉組織時，氣體A和B分別是CO2和O2，A正確；由圖示分析可知，①和②是自由擴散，④和⑤是協助擴散，B正確；人體成熟的紅細胞無線粒體，只能進行無氧呼吸，通過無氧呼吸分解葡萄糖產生ATP，為③鈉鉀泵提供能量，C正確；成熟紅細胞沒有細胞器，不具備更新細胞膜的能力，D錯誤。]
2．(2020·江蘇高考)如圖①～⑤表示物質進、出小腸上皮細胞的幾種方式，下列敘述正確的是(　　)
A．葡萄糖進、出小腸上皮細胞方式不同
B．Na＋主要以方式③運出小腸上皮細胞
C．多肽以方式⑤進入細胞，以方式②離開細胞
D．口服維生素D通過方式⑤被吸收
A　[葡萄糖進入小腸上皮細胞 ( http: / / www.21cnjy.com )的方式為主動運輸，運出小腸上皮細胞的方式為協助擴散，A正確；由圖示可知，Na＋主要以②主動運輸的方式運出小腸上皮細胞，B錯誤；多肽以⑤胞吞的方式進入細胞，以胞吐方式離開細胞，C錯誤；維生素D屬于固醇類，進入細胞的方式為④自由擴散，D錯誤。]【出處：21教育名師】
　“三看法”快速判定物質出入細胞的方式
eq \a\vs4\al(借助物質跨膜運輸的影響因素，考查模型構建與分析能力)
3．離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，能利用水解ATP釋放的能量跨膜運輸離子。下列敘述正確的是(　　)
A．離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協助擴散
B．離子通過離子泵的跨膜運輸是順著濃度梯度進行的
C．動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率
D．加入蛋白質變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率
C　[離子泵通過消耗ATP進行離子的跨 ( http: / / www.21cnjy.com )膜運輸，屬于主動運輸，A錯誤；主動運輸一般為逆濃度梯度進行，B錯誤；動物一氧化碳中毒會使血紅蛋白降低，造成機體所氧，有氧呼吸減弱，細胞ATP的含量降低，進而會降低離子泵跨膜運輸離子的速率，C正確；蛋白質變性劑會降低具有活性的載體數量，使離子泵跨膜運輸離子的速率降低，D錯誤。]
4．(2022·山西模擬)如圖 ( http: / / www.21cnjy.com )顯示人體某細胞對葡萄糖的轉運速率與細胞外葡萄糖濃度的關系。實線表示細胞外僅存在葡萄糖的情況，虛線表示細胞外同時存在一定濃度半乳糖的情況。以下說法正確的是(　　)
A．葡萄糖的轉運速率隨細胞外葡萄糖濃度的升高會持續增大
B．半乳糖可水解為2分子葡萄糖
C．該細胞膜上一定存在轉運半乳糖的載體
D．半乳糖對葡萄糖的轉運有抑制作用
D　[由曲線走勢可知，隨著葡萄糖濃度的升高， ( http: / / www.21cnjy.com )葡萄糖的轉運速率逐漸升高，當到達一定濃度后，轉運速率保持不變，A錯誤；半乳糖屬于單糖，不能水解，B錯誤；由曲線分析可知，僅存在葡萄糖的情況比同時存在一定濃度半乳糖時葡萄糖的轉運速率高，所以半乳糖對葡萄糖的轉運有抑制作用，但是不能確定細胞膜是否能轉運半乳糖，C錯誤，D正確。]
eq \a\vs4\al(圍繞物質跨膜運輸的有關探究實驗，考查科學探究能力)
5．(2022·肥城市模擬 ( http: / / www.21cnjy.com ))研究人員為研究小腸絨毛上皮細胞對葡萄糖的轉運方式，進行了相關體外實驗。若用蛋白質抑制劑處理小腸絨毛，則葡萄糖的轉運速率為0；在外界葡萄糖濃度為5 mmol·L－1時，抑制細胞呼吸與正常情況下，細胞轉運葡萄糖的速率不同，且有一種情況下速率為0；在外界葡萄糖濃度為100 mmol·L－1時，抑制細胞呼吸情況下，葡萄糖的轉運速率與正常情況相比有所下降但不為0。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．小腸絨毛上皮細胞內葡萄糖的濃度大于5 mmol·L－1
B．外界葡萄糖濃度較低時，小腸絨毛上皮細胞主要通過協助擴散吸收葡萄糖
C．小腸絨毛上皮細胞轉運葡萄糖的速率不可能一直與外界葡萄糖的濃度成正比
D．小腸絨毛上皮細胞轉運葡萄糖既可以逆濃度梯度進行，也可以順濃度梯度進行
B　[由題意“在外界葡萄糖濃度為5 mm ( http: / / www.21cnjy.com )ol·L－1時，抑制細胞呼吸與正常情況下，細胞轉運葡萄糖的速率不同，且有一種情況下速率為0”，可推測此時葡萄糖的運輸方式為主動運輸，主動運輸是需要能量供應的逆濃度梯度的運輸，故推測小腸絨毛上皮細胞內葡萄糖的濃度大于5 mmol·L－1，A正確；外界葡萄糖濃度較低時，小腸絨毛上皮細胞主要通過主動運輸吸收葡萄糖，B錯誤；由題意可推測，小腸絨毛上皮細胞轉運葡萄糖的方式有主動運輸和協助擴散，故其運輸葡萄糖的速率不會一直與外界葡萄糖的濃度成正比，C正確；由題意可推測，小腸絨毛上皮細胞通過主動運輸逆濃度梯度轉運葡萄糖，也可以通過協助擴散順濃度梯度轉運葡萄糖，D正確。]
6．在適宜條件下，測得的某植物根 ( http: / / www.21cnjy.com )細胞對a、b兩種物質的吸收速率與外界溶液中這兩種物質濃度的關系如圖所示(a、b兩條曲線分別代表植物根細胞對不同濃度a、b兩種物質的吸收速率)。回答下列問題。
(1)根據實驗結果發現a是通 ( http: / / www.21cnjy.com )過自由擴散方式跨膜運輸的。自由擴散的含義是________________________________________________________________________。
(2)實驗結果表明：當外界溶液中b ( http: / / www.21cnjy.com )的濃度達到一定數值時，再增加b的濃度，根細胞對b的吸收速率不再增加。可能的原因是________________________________。
(3)王同學據圖認為b的跨膜運輸方式是主動 ( http: / / www.21cnjy.com )運輸，李同學認為是協助擴散。請設計實驗確定王同學的判斷是否正確。要求簡要寫出實驗思路、預期結果和結論。
解析：　(1)物質通過簡單的擴散 ( http: / / www.21cnjy.com )方式進出細胞即自由擴散，該過程不需要載體和能量，受細胞內外濃度差的影響。(2)由圖可知，b可能是協助擴散或主動運輸，b需要載體協助，當外界溶液中b的濃度達到一定數值時，載體數目飽和，再增加b的濃度，根細胞對b的吸收速率不再增加。(3)協助擴散與主動運輸的區別在于前者不需要消耗能量，后者需要消耗能量。有氧呼吸產生的能量較多，無氧呼吸產生的能量較少，故實驗設計的自變量是有無氧氣，因變量是細胞對b的吸收速率。設計實驗時要注意等量原則和單一變量原則。思路：將長勢相同的某植物根細胞平均分為兩組，甲組放在有氧條件下，乙組放在無氧條件下，將甲乙兩組植物根細胞放在相同且適宜的條件下培養一段時間后，分別測定根細胞對b物質的吸收速率。結果及結論：若甲組根細胞對b物質的吸收速率大于乙組，則說明b物質的跨膜運輸方式為主動運輸；若甲組和乙組根細胞對b物質的吸收速率大致相同，則說明b物質的跨膜運輸方式為協助擴散。
答案：　(1)物質通過簡單的擴散方 ( http: / / www.21cnjy.com )式進出細胞　(2)載體數量飽和　(3)思路：將長勢相同的某植物根細胞平均分為兩組，甲組放在有氧條件下，乙組放在無氧條件下，將甲乙兩組植物根細胞放在相同且適宜的條件下培養一段時間后，分別測定根細胞對b物質的吸收速率。結果及結論：若甲組根細胞對b物質的吸收速率大于乙組，則說明b物質的跨膜運輸方式為主動運輸；若甲組和乙組根細胞對b物質的吸收速率大致相同，則說明b物質的跨膜運輸方式為協助擴散。
1．(2017·全國卷Ⅱ)將某種植物的成熟細 ( http: / / www.21cnjy.com )胞放入一定濃度的物質A溶液中，發現其原生質體(即植物細胞中細胞壁以內的部分)的體積變化趨勢如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．0～4 h內物質A沒有通過細胞膜進入細胞內
B．0～1 h內細胞體積與原生質體體積的變化量相等
C．2～3 h內物質A溶液的滲透壓小于細胞液的滲透壓
D．0～1 h內液泡中液體的滲透壓大于細胞質基質的滲透壓
C　[該植物細胞質壁分離后的復原是因為 ( http: / / www.21cnjy.com )物質A進入了細胞，使細胞液滲透壓升高導致細胞吸水，A錯誤；植物細胞發生質壁分離的內因是原生質層的伸縮性大于細胞壁，所以0～1 h內，細胞體積變化量小于原生質體體積變化量，B錯誤；2～3 h內原生質體的相對體積增大，此時細胞液的滲透壓大于細胞外溶液的滲透壓，C正確；0～1 h內原生質體的相對體積減小，液泡中的水分進入細胞質基質，此時細胞質基質的滲透壓大于液泡中液體的滲透壓，D錯誤。]
2．(經典高考)將某植物 ( http: / / www.21cnjy.com )花冠切成大小和形狀相同的細條，分為a、b、c、d、e和f組(每組的細條數相等)，取上述6組細條分別置于不同濃度的蔗糖溶液中，浸泡相同時間后測量各組花冠細條的長度，結果如圖所示。假如蔗糖溶液與花冠細胞之間只有水分交換，則(　　)
A．實驗后，a組液泡中的溶質濃度比b組的高
B．浸泡導致f組細胞中液泡的失水量小于b組的
C．a組細胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b組
D．使細條在浸泡前后長度不變的蔗糖濃度介于0.4～0.5 mol·L－1之間
D　[據圖可推知a組吸水多于b組，因此實驗后 ( http: / / www.21cnjy.com )a組細胞液中溶質濃度低于b組，A錯誤；比值小于1表明細胞吸水，則b組細胞吸水；比值大于1表明細胞失水，則f組細胞失水，因此浸泡導致f組細胞中液泡的失水量＞b組，B錯誤；水分子進出細胞的方式是自由擴散或協助擴散，不消耗能量，C錯誤；由c組吸水、d組失水知細條細胞液濃度介于0.4～0.5 mol·L－1之間，D正確。]
析個性 第1題以曲線圖形式考查了植物細胞質壁分離和復原過程；第2題以柱狀圖形式考查了植物細胞在不同濃度的蔗糖溶液中吸水和失水情況
找共性 兩個題目都以植物細胞吸水、失水和質壁分 ( http: / / www.21cnjy.com )離為依托，主要考查識圖能力和獲取信息并利用信息分析解決問題的能力。解答此類問題要明確植物細胞質壁分離的原理和過程，并會分析相關曲線
　不同外界溶液中植物細胞的變化分析
將成熟的植物細胞依次浸于蒸餾 ( http: / / www.21cnjy.com )水、物質的量濃度為0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.5 mol/L的尿素溶液中，原生質體(即植物細胞中細胞壁以內的部分)的體積隨時間變化如圖，分析如下：
(1)A曲線表示細胞在蒸餾水中：細胞略膨脹，但由于細胞壁的存在，原生質體的體積不能無限膨脹。
(2)B曲線表示細胞在0.5 mol/ ( http: / / www.21cnjy.com )L的尿素溶液中：細胞先因滲透失水而發生質壁分離，后由于尿素能進入細胞，使得質壁分離后的細胞因吸水而自動復原。細胞在KNO3、甘油、乙二醇等溶液中也可發生質壁分離后自動復原現象。21教育名師原創作品
(3)C曲線表示細胞在0.3 mol/L的蔗糖溶液中：蔗糖不能進入細胞，因此質壁分離后細胞不能發生自動復原。
1．(2022·河南模擬)在 ( http: / / www.21cnjy.com )環境條件適宜的情況下，將紫色洋蔥鱗片葉外表皮置于一定濃度的KNO3溶液中，測得細胞液濃度與外界溶液濃度的比值隨時間的變化曲線如圖，下列敘述正確的是(　　)
A．細胞在t1時還未進行質壁分離
B．細胞在t1時吸水能力比t2時強
C．在t0～t1時溶質微粒進入細胞的方式為協助擴散
D．若降低溫度，比值為3時對應的t2應右移
D　[在t1之前，比值小于1， ( http: / / www.21cnjy.com )說明外界溶液濃度大，細胞失水，發生質壁分離，則細胞在t1時仍處于質壁分離狀態，A錯誤；t1～t2時間段內，細胞液濃度大于外界溶液，細胞吸水，t2時比值最大，吸水能力最大，B錯誤；在t0～t1時溶質微粒進入細胞的方式為主動運輸，C錯誤；若降低溫度，分子運動的能力減弱，則t1～t2時間段會變長，t2應右移，D正確。]
2．(2022·寧夏模擬 ( http: / / www.21cnjy.com ))取某一紅色花冠的2個大小相同、生理狀態相似的花瓣細胞，將它們分別放置在甲、乙兩種溶液中，測得細胞失水量的變化如圖1，液泡直徑的變化如圖2，下列敘述正確的是(　　)
A．第4分鐘后乙溶液中細胞由于失水過多而死亡
B．甲、乙兩種溶液的濃度不同，溶質也不可能相同
C．第2分鐘前乙溶液中花瓣細胞的失水速率小于甲溶液
D．圖2中曲線Ⅱ和圖1中乙溶液中細胞失水量曲線對應
C　[第4分鐘后乙溶液中細胞由于吸水 ( http: / / www.21cnjy.com )發生了質壁分離復原，A錯誤；兩條曲線的差異是甲、乙溶液溶質不同，甲溶液中溶質不能被細胞吸收，乙溶液中的溶質可以被細胞吸收，兩種溶液的濃度無法確定大小，B錯誤；據圖1分析，第2分鐘前甲溶液中花瓣細胞的失水速率大于乙溶液，C正確；分析題圖2可知Ⅰ液泡先變小后恢復到原樣，為乙溶液中的變化曲線，Ⅱ液泡先變小后維持不變，為甲溶液中的變化曲線，D錯誤。]
3．(2022·新疆模擬)取10組相同的成 ( http: / / www.21cnjy.com )熟植物組織，分別放置到甲、乙溶液中處理不同時間，測定細胞平均相對失水量，結果如圖所示。假設細胞一直具有生物活性，下列分析正確的是(　　)
A．上述成熟組織可取自洋蔥根尖分生區
B．上述甲、乙溶液的溶質相同，但濃度不同
C．處理時間越長，兩組細胞內的細胞液濃度越大
D．該組織細胞分別在甲、乙溶液中處理8 min時，均處于質壁分離狀態
D　[洋蔥根尖分生區細胞分化程 ( http: / / www.21cnjy.com )度低，沒有大液泡，不屬于成熟植物組織細胞，A錯誤；由實驗結果可知，細胞在甲溶液中失水，然后保持質壁分離的狀態，說明甲溶液的溶質不能被植物細胞吸收，比如蔗糖溶液；細胞在乙溶液中先失水后自動吸水，說明乙溶液的溶質可以被植物細胞吸收，比如尿素溶液、KNO3溶液，故二者的溶質不同，B錯誤；隨著處理時間增加，甲組細胞由于失水量增加而細胞液濃度增大，然后保持穩定；乙組細胞液濃度先增大，后減小，C錯誤；處理8 min時，細胞在甲溶液中失水而保持質壁分離，在乙溶液中正處于自動復原過程中，但仍保持質壁分離狀態，D正確。]
一、網絡構建
二、要語必記
1．滲透作用的發生必須依賴半透膜和膜兩側的濃度差。
2．動物細胞在任何情況下都不會發生質壁分離現象。
3．物質的跨膜運輸并不都是順相對含量梯度的，細胞對物質的輸入和輸出具有選擇性。
4．被動運輸包括自由擴散和協助擴散，它們都是順濃度梯度運輸的過程，不消耗能量，但是協助擴散需要載體蛋白。
5．主動運輸是逆濃度梯度運輸的過程，需要載體蛋白的協助和消耗能量。
6．胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的，與膜 ( http: / / www.21cnjy.com )的流動性有關，它是大分子和顆粒性物質進出細胞的物質運輸方式，某些小分子也可通過胞吞、胞吐進出細胞，靠ATP提供動力。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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