資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
人教(2019)生物必修1（知識點+跟蹤檢測）
第8講 物質跨膜運輸的實例和方式
【課標導航】
2.1.1　
闡明質膜具有選擇透過性
2．1.2　舉例說明有些物質順濃度梯度進出細胞，不需要額外提供能量；有些物質逆濃度梯度進出細胞，需要能量和載體蛋白
2．1.3　舉例說明大分子物質可以通過胞吞、胞吐進出細胞
一、借助滲透原理理解細胞的吸水和失水
1．滲透作用發生的兩個必備條件
2．動物細胞的吸水和失水
3．植物細胞的吸水和失水(以成熟植物細胞為例)
(1)條件：成熟植物細胞具有中央大液泡。
(3)驗證
①當外界溶液的濃度大于細胞液泡濃度時，細胞就通過滲透作用失水，植物細胞就發生質壁分離現象。
②將已發生質壁分離的植物細胞放入清水中，此時細胞液的濃度高于外界清水，植物細胞就吸水發生質壁分離復原現象。
(4)引發質壁分離的兩種原因
二、物質進出細胞的方式
1．物質運輸的方式及特點
2．物質運輸的方式和實例(連線)
[基礎微點練清]
1．判斷正誤
(1)α 淀粉酶從糊粉層細胞排到細胞外的方式是經順濃度梯度協助擴散排出(×)
(2)細胞膜和液泡膜都相當于半透膜(√)
[新人教版必修1 P67“概念檢測”T1(1)]
(3)載體蛋白和通道蛋白在轉運分子和離子時，其作用機制是一樣的[新人教版必修1 P67“概念檢測”T1(3)](×)
(4)只要運輸過程消耗ATP，一定是主動運輸(×)
(5)相對分子質量小的物質或離子都可以通過自由擴散進入細胞內[新人教版必修1 P72“概念檢測”T1(1)](×)
(6)植物細胞通過主動運輸吸收不同礦質元素離子的速率都相同(×)
(7)Na＋與有關載體蛋白結合排出細胞屬于主動運輸(√)
2．下列關于物質進出細胞方式的敘述，錯誤的是(　　)
A．O2和酒精以擴散方式進入細胞
B．胰蛋白酶以胞吐方式分泌到細胞外
C．細菌和病毒被吞噬細胞吞噬時需依賴細胞膜的選擇透過性
D．紅細胞在蒸餾水中會因滲透作用吸水而破裂
解析：選C　O2和酒精在順濃度梯度時以擴散方式進入細胞；胰蛋白酶是分泌蛋白，蛋白質是大分子物質，分泌方式為胞吐；吞噬細胞吞噬細菌和病毒的方式是胞吞，依賴細胞膜的流動性；紅細胞在蒸餾水中由于細胞內液濃度大于外界溶液濃度，因而發生滲透作用吸水，導致其破裂。
3．基于對植物細胞質壁分離原理的理解，判斷下列各項無法通過質壁分離實驗證明的是(　　)
A．成熟植物細胞的死活
B．原生質層比細胞壁的伸縮性大
C．成熟的植物細胞能進行滲透吸水
D．水分子可以通過通道蛋白進入細胞
解析：選D　A、B、C選項都是質壁分離實驗的應用；水分子可以通過通道蛋白進入細胞無法通過質壁分離實驗證明。
4.如圖所示，、分別代表兩種不同的物質。下列說法正確的是(　　)
A．運輸和都需要具有特異性的載體蛋白
B．氧氣濃度的高低影響物質的運輸速度
C．溫度越高，物質的運輸速度越快
D．葡萄糖進入紅細胞類似于的運輸
解析：選B　圖中顯示運輸需要載體蛋白且需要消耗能量，但不能確定運輸的方式，A錯誤；氧氣濃度的高低影響ATP的合成，從而影響物質的運輸速度，B正確；在一定范圍內，溫度高可能影響載體蛋白的生物活性，進而影響物質的運輸速度，但溫度過高，參與細胞呼吸的酶的活性降低，ATP的合成減少，物質的運輸速度減慢，C錯誤；葡萄糖進入紅細胞的方式是協助擴散，不需要消耗能量，D錯誤。
5．(新人教版必修1 P67“拓展應用”T1)細胞液中物質的濃度對于維持細胞的生命活動非常重要?，F提供紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞，請設計實驗，測定該細胞的細胞液的濃度相當于多少質量分數的蔗糖溶液。寫出你的實驗思路，并分析其中的基本原理。
提示：可以配制出一系列濃度梯度的蔗糖溶液。將紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞置于配好的各種濃度的蔗糖溶液中，適當時間后用顯微鏡觀察細胞質壁分離情況。記錄剛好發生質壁分離的細胞所用的蔗糖溶液濃度，以及剛好尚未發生質壁分離的細胞所用的蔗糖溶液濃度，據此推算出細胞液濃度應介于這兩個濃度之間。
一、滲透作用的原理及應用
[試考題·查欠缺]
1．(全國卷Ⅱ)取某植物的成熟葉片，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
解析：選D　甲、乙兩組糖溶液的質量濃度(單位為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。
2．(浙江選考)哺乳動物細胞在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
解析：選C　兔紅細胞沒有細胞壁，不會發生質壁分離，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；滲透作用是水分子通過膜的擴散，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。
3.如圖是達到平衡的滲透裝置，半透膜不允許蔗糖分子通過，此時漏斗內(S1)和漏斗外(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液，液面的高度差為Δh，初始時漏斗內、外液面相平。下列說法正確的是(　　)
A．初始時水分子從S1到S2的速率小于S2到S1的速率
B．此時漏斗內外液體濃度大小關系為S1小于S2
C．若向漏斗內加入蔗糖酶，則Δh逐漸變大直至重新達到平衡
D．若漏斗內外是不同濃度的KNO3溶液，平衡時S1的濃度大于S2的濃度
解析：選A　漏斗內溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液，滲透平衡時液面的高度差為Δh，此時S1和S2濃度的大小關系為S1＞S2，初始時水分子從S1到S2的速率小于S2到S1的速率，A正確，B錯誤；若向漏斗內加入蔗糖酶，則S1溶液摩爾濃度增大，液面會上升，隨著蔗糖分解成的單糖透過半透膜，液面開始下降，C錯誤；如果S1、S2為不同濃度的KNO3溶液，則在水中電離成NO和K＋，而NO和K＋能夠通過半透膜，最終半透膜兩側的溶液濃度相等，則一段時間后Δh為零，D錯誤。
[強知能·補欠缺]
1．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B＝C>A，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
2．滲透裝置中溶液滲透方向與濃度的判斷
[練題點·全過關]
1．如圖為滲透作用實驗，開始時如圖1，a代表清水，b、c代表蔗糖溶液(蔗糖不能透過半透膜)，過一段時間后結果如圖2，漏斗管內的液面不再發生變化，H1、H2表示漏斗管內液面與清水的高度差。下列說法錯誤的是(　　)
A．圖1中b的濃度大于c的濃度
B．圖2中b的濃度等于c的濃度
C．圖1 a中水分子擴散到b的速率大于a中水分子擴散到c的速率
D．圖2 a中水分子擴散到b的速率等于b中水分子擴散到a的速率
解析：選B　圖2漏斗中的液面不再變化，處于平衡狀態，H1高于H2，所以圖2中b的濃度大于c的濃度。
2．將a、b、c三組紅細胞分別置于不同濃度的氯化鈉溶液中進行實驗，浸泡一段時間后其細胞形態如模式圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．圖中所示細胞內液的滲透壓，a組比b組高
B．浸泡過程中a組細胞失水量小于c組細胞失水量
C．若向a組燒杯中加入少量葡萄糖，則其細胞可能先皺縮后恢復原狀
D．上述實驗中引起細胞形態的改變而消耗ATP的量：c>b>a
解析：選D　根據圖中信息，a組細胞基本可以維持原狀，b組細胞吸水膨脹，c組細胞皺縮，細胞失水較多；與a組相比，b組細胞吸水，細胞內液滲透壓較低；向a組燒杯中加入少量葡萄糖后，剛開始外界溶液滲透壓大于細胞內液滲透壓，細胞失水皺縮，后來葡萄糖通過協助擴散方式進入細胞內，造成細胞內液滲透壓大于外界溶液，細胞吸水恢復原狀；細胞形態的改變是細胞通過自由擴散方式失水或吸水造成的，不消耗ATP。
3．將若干生理狀況基本相同，長度為3 cm的鮮蘿卜條分為四組，分別置于三種濃度相同的溶液(實驗組)和清水(對照組)中，測量每組蘿卜條的平均長度，結果如圖。據圖分析，下列敘述錯誤的是(　　)
A．對照組中蘿卜條長度增加較少的原因是細胞壁的伸縮性較小
B．實驗說明蘿卜細胞膜上運載甘油的載體比葡萄糖載體數量多
C．蔗糖溶液中的蘿卜條不能恢復原長度是因為細胞不吸收蔗糖
D．實驗結束后，實驗組中的蘿卜條的細胞液濃度都比實驗前大
解析：選B　植物細胞壁的伸縮性較小，導致對照組中蘿卜條吸水后增加的長度較小；甘油進入植物細胞的方式為自由擴散，不需要載體；由于蔗糖是二糖，不能進入植物細胞，因此當細胞失水達到平衡后，蘿卜條的長度不變；甘油通過自由擴散進入細胞，葡萄糖通過主動運輸方式進入細胞，而實驗前后細胞大小幾乎不變，故這兩組細胞液濃度比實驗前增大，而蔗糖溶液中植物細胞通過滲透作用失水從而導致細胞液濃度增大。
4．圖甲為研究滲透作用的實驗裝置示意圖；圖乙表示紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞處在某濃度的外界溶液中的一種狀態(此時細胞有活性)；圖丙是選用蔗糖作為實驗材料，用U型管所做的滲透實驗。請回答下列問題：
(1)圖甲中的滲透作用發生需要兩個條件：①有半透膜，②a和b之間存在____________。當液面上升到最大高度后處于靜止狀態時，________(填“有”或“無”)水分子通過半透膜進入漏斗中。
(2)在“觀察植物細胞的質壁分離和質壁分離復原”的實驗過程中，常選用圖乙所示的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞作為實驗材料，原因是該種細胞具有________，易于觀察。細胞處于該狀態時，A、B處的濃度關系為___________________________________________。
(3)植物細胞質壁分離是指____________和細胞壁的分離。
(4)圖丙實驗結果說明蔗糖分子不能通過半透膜。某同學想繼續探究蔗糖水解產物能否通過半透膜，他向b管中滴加了兩滴一定濃度的蔗糖酶，并在適宜溫度下水浴保溫一段時間，觀察實驗現象并預測實驗結果：
①一段時間后，若發現a、b兩管的液面高度差繼續增大，直至最后穩定不變。請分析造成此現象的原因有滴加蔗糖酶后使b側溶液濃度________；蔗糖被水解，其產物________(填“能”或“不能”)通過半透膜。
②一段時間后，若發現b管液面先上升后下降，直至b側液面僅略高于a側后不再變化。為使兩側液面等高，應進行的操作是在a管中滴加等量的______________。
解析：(1)滲透作用發生需要具備的兩個條件是①有半透膜，②半透膜兩側的溶液(如圖甲a和b)之間存在濃度差。當液面上升到最大高度后處于靜止狀態時，水分子進出半透膜處于動態平衡狀態，因此有水分子通過半透膜進入漏斗中。(2)圖乙中的A、B分別表示細胞液、外界溶液。紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞具有(紫色)大液泡，以此作為“觀察植物細胞的質壁分離和質壁分離復原”的實驗材料，其細胞的質壁分離和質壁分離復原現象明顯，易于觀察。圖乙所示的細胞處于質壁分離狀態，可能正處于質壁分離復原的過程中，也可能正處于質壁分離的過程中，或已經達到滲透平衡，因此A、B處的濃度關系為A＞B或A＜B或A＝B。(3)植物細胞質壁分離是指原生質層和細胞壁的分離。(4)一分子的蔗糖在蔗糖酶的催化下可以被水解為一分子的葡萄糖與一分子的果糖。在圖丙實驗的基礎上，若要探究蔗糖的水解產物能否通過半透膜，則向b管中滴加了兩滴一定濃度的蔗糖酶，因蔗糖酶能使蔗糖水解，導致b側溶液濃度升高；如果在適宜溫度下水浴保溫一段時間后，①若發現a、b兩管的液面高度差繼續增大，直至最后穩定不變，說明蔗糖的水解產物不能通過半透膜。②若發現b管液面先上升后下降，直至b側液面僅略高于a側后不再變化，說明b側濃度高于a側，原因是蔗糖水解產物能通過半透膜，但b管中滴加了兩滴一定濃度的蔗糖酶，為使兩側液面等高，應進行的操作是在a管中滴加等量的蔗糖酶溶液。
答案：(1)濃度差　有　(2)(紫色)大液泡　A＞B或A＜B或A＝B　 (3)原生質層　 (4)①升高(或增加、增大)　
不能?、谡崽敲溉芤?br/>二、質壁分離和復原(實驗)
[試考題·查欠缺]
1．(2021·咸寧月考)關于探究植物細胞質壁分離及復原實驗的敘述，正確的是(　　)
A．該實驗觀察了質壁分離和復原現象，實驗中沒有對照
B．該實驗中需要使用高倍顯微鏡才能觀察到明顯的實驗現象
C．滴加清水后，質壁分離的細胞又復原，說明此細胞是活細胞
D．用任何濃度的KNO3溶液代替蔗糖溶液都不能引起細胞質壁分離
解析：選C　該實驗觀察了質壁分離和復原現象，形成前后對照，因此有對照實驗，A錯誤；實驗中細胞形態的變化使用低倍顯微鏡即可觀察，B錯誤；滴加清水后，質壁分離的細胞又復原，說明此細胞是活細胞，C正確；用適宜濃度的KNO3溶液代替蔗糖溶液可以發生質壁分離后自動復原，D錯誤。
2.(2021·濟寧模擬)將某種植物的成熟細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
解析：選C　將某種植物的成熟細胞放入一定濃度的物質A溶液中，0～4 h內，原生質體體積先減小后增大，說明細胞發生質壁分離后自動復原，而原生質體體積增大，是由于物質A通過細胞膜進入細胞內，導致細胞液的滲透壓升高、細胞滲透吸水所致，A錯誤；在0～1 h內，原生質體體積不斷減小，說明物質A溶液的濃度高于細胞液濃度，細胞不斷失水，因細胞壁的伸縮性小于原生質層的伸縮性，所以細胞體積與原生質體體積的變化不相等，B錯誤；在2～3 h內原生質體體積不斷增大，是因為隨著物質A不斷被細胞吸收，使物質A溶液的滲透壓小于細胞液的滲透壓、細胞滲透吸水所致，C正確；0～1 h內原生質體體積不斷減小，細胞失水，此時物質A溶液滲透壓＞細胞質基質滲透壓＞細胞液滲透壓(液泡中液體的滲透壓)，D錯誤。
[強知能·補欠缺]
1．實驗的操作過程及觀察指標
2．質壁分離發生的條件
(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在一定濃度(溶質可透過膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可發生質壁分離后自動復原現象。
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。
3．質壁分離實驗中的兩組對照
實驗組 對照組
第一組 經質量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液處理后發生質壁分離的洋蔥鱗片葉外表皮細胞 自然狀態下的洋蔥鱗片葉外表皮細胞
第二組 用清水處理后發生了質壁分離復原的細胞 發生了質壁分離的洋蔥鱗片葉外表皮細胞
[練題點·全過關]
1.將正常形態的洋蔥紫色外表皮細胞放入較高濃度的蔗糖溶液中，液泡體積的變化如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．與a點相比，b點時細胞的吸水能力減弱
B．b點到c點過程中，液泡體積變化速率下降主要是受細胞壁的影響
C．c點時細胞不再發生滲透作用，但仍有水分子進出細胞
D．質壁分離實驗無法證明蔗糖分子能否通過細胞壁
解析：選C　與a點相比，b點時細胞液濃度增大，吸水能力增強，A錯誤；b點到c點過程中，液泡體積變化速率下降是細胞液濃度增大，最終與外界相等所致，B錯誤；c點時細胞內外溶液濃度相等，不再發生滲透作用，但仍有水分子進出細胞，C正確；質壁分離實驗證明蔗糖分子可以通過細胞壁，D錯誤。
2．(2021年1月新高考8省聯考·重慶卷)某興趣小組用相同生理狀態的洋蔥表皮進行“植物細胞的吸水和失水”實驗，記錄如下表：
分組 ① ② ③ ④ ⑤
步驟1 從蓋玻片一側滴入蔗糖溶液，另一側用吸水紙吸引，浸潤的蔗糖溶液濃度如下
0.1 g/mL 0.2 g/mL 0.3 g/mL 0.4 g/mL 0.5 g/mL
質壁分離現象 － ＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋
步驟2 從蓋玻片一側滴入清水，另一側用吸水紙吸引，充分清洗3次
質壁分離現象 － － ＋ ＋＋ ＋＋＋＋
注：“－”表示沒有質壁分離；“＋”表示質壁分離的程度。
下列敘述正確的是(　　)
A．①中，蔗糖濃度＞細胞液濃度
B．據表推測細胞液濃度范圍在0.2～0.3 g/mL之間
C．步驟2⑤中，質壁分離可以復原
D．步驟2③的吸水速度＞步驟2②的吸水速度
解析：選D　根據表中信息分析，①中未發生質壁分離，其蔗糖濃度≤細胞液濃度，A錯誤；據表推測細胞液濃度范圍在0.1～0.2 g/mL之間(包含0.1 g/mL)，B錯誤；步驟2 ⑤中，0.5 g/mL的蔗糖溶液使細胞發生質壁分離后滴加清水不能復原，說明細胞已脫水死亡，C錯誤；③中細胞質壁分離(失水)程度大于②，因此失水后③中細胞液濃度大于②，故步驟2 ③細胞的吸水速度＞步驟2 ②的吸水速度，D正確。
三、物質出入細胞的方式
[試考題·查欠缺]
1．(2018·全國卷Ⅱ)下列有關物質跨膜運輸的敘述，正確的是(　　)
A．巨噬細胞攝入病原體的過程屬于協助擴散
B．固醇類激素進入靶細胞的過程屬于主動運輸
C．神經細胞受到刺激時產生的Na＋內流屬于被動運輸
D．護膚品中的甘油進入皮膚細胞的過程屬于主動運輸
解析：選C　巨噬細胞攝入病原體的過程屬于胞吞；固醇類激素如性激素以自由擴散的方式進入靶細胞；靜息狀態時，神經細胞膜外的Na＋濃度高于膜內，受到刺激時產生的Na＋內流是由通道蛋白協助的被動運輸；甘油屬于小分子脂溶性物質，以自由擴散的方式進入皮膚細胞。
2．(2020·海南高考)將水稻幼苗培養在含 MgSO4的培養液中，一段時間后，發現營養液中Mg2＋和SO的含量下降，下列敘述不合理的是(　　)
A．Mg2＋通過自由擴散進入根細胞
B．MgSO4必須溶解在水中才能被根吸收
C．根吸收的Mg 2＋可以參與葉綠素的形成
D．降低溫度會影響水稻根系對Mg2＋的吸收
解析：選A　Mg2＋通過主動運輸進入根細胞，A錯誤；MgSO4必須溶解在水中以離子形式，才能被根吸收，B正確；Mg是葉綠素的重要組成元素，所以根吸收的Mg2＋可以參與葉綠素的形成，C正確；降低溫度會影響膜的流動性和酶的活性，從而影響細胞呼吸，則對 Mg2＋ 的吸收也會造成影響，D正確。
3．(2021年1月新高考8省聯考·湖南卷)細胞通過跨膜運輸與外界進行物質交換。下列敘述正確的是(　　)
A．依賴載體蛋白的跨膜轉運是物質進出細胞的主要方式
B．需要消耗能量和逆濃度梯度運輸是主動運輸的特點
C．自由擴散可以通過消耗能量加快物質進出細胞的速度
D．葡萄糖分子既能通過自由擴散也能借助載體蛋白進出細胞
解析：選B　物質進出細胞的主要方式是主動運輸，而主動運輸和協助擴散都需要依賴載體蛋白，A錯誤；需要消耗能量和逆濃度梯度運輸是主動運輸的特點，B正確；自由擴散不需要消耗能量，而是由膜兩側的濃度差決定物質進出細胞的速度，C錯誤；葡萄糖分子既能通過主動運輸也能通過協助擴散進出細胞，但不能通過自由擴散進出細胞，D錯誤。
[強知能·補欠缺]
1．歸納法記憶同一物質的不同運輸方式
物質 相應過程 運輸方式
葡萄糖 進入紅細胞 協助擴散
進入小腸絨毛上皮細胞 腎小管重吸收葡萄糖 主動運輸
Na＋ 進入神經細胞 協助擴散(靠離子通道)
運出神經細胞 主動運輸(Na＋ K＋泵)
K＋ 進入神經細胞 主動運輸(Na＋ K＋泵)
運出神經細胞 協助擴散(靠離子通道)
2.“三看法”快速判定物質出入細胞的方式
3．不同物質出入細胞方式的曲線分析及判斷
(1)圖1、2表示物質濃度對跨膜運輸速率的影響，其中圖1表示的運輸方式為自由擴散，圖2表示的運輸方式是協助擴散或主動運輸。圖2中P點之后運輸速率不變的原因是膜上載體蛋白的數量有限。
(2)圖3、4表示O2濃度對跨膜運輸速率的影響，其中圖3表示的運輸方式為自由擴散或協助擴散，圖4表示的運輸方式為主動運輸。圖4中P點之后運輸速率不變的限制因素是載體蛋白的數量。
(3)若圖3表示哺乳動物成熟紅細胞的物質運輸，還可表示主動運輸。
[特別提醒]
物質出入細胞曲線題的解題關鍵
(1)分析此類曲線題時，要注意區分橫坐標表示的意義，曲線橫坐標不同，表示的物質運輸方式不完全相同。
(2)解答此類問題時，要明確自由擴散、協助擴散和主動運輸三種跨膜運輸方式的區別和聯系，主要從是否需要能量和載體蛋白兩個方面考慮?！?br/>[練題點·全過關]
1．(2021年1月新高考8省聯考·福建卷，節選)TRPs通道是主要位于神經細胞膜上的離子通道。細胞內的脂質PIP2可以活化感覺神經元上的TRPs通道，使其開放后引起Ca2＋內流(如下圖)，參與疼痛的信號傳遞。
下列關于TRPs通道的敘述，錯誤的是(　　)
A．TRPs通道是一類跨膜蛋白
B．Ca2＋通過TRPs通道跨膜運輸屬于協助擴散
C．不同神經細胞的TRPs通道數量和活性相同
D．TRPs通道的形成需要核糖體和線粒體的參與
解析：選C　據圖分析可知，TRPs通道是一類跨膜蛋白，A正確；Ca2＋通過TRPs通道跨膜運輸，是從高濃度到低濃度的擴散，不消耗能量，屬于協助擴散，B正確；蛋白質在細胞膜行使功能時起重要作用，不同神經細胞的TRPs通道數量和活性不同，C錯誤；TRPs通道的化學本質是蛋白質，其在核糖體上合成，并且需要線粒體提供能量，故TRPs通道的形成需要核糖體和線粒體的參與，D正確。
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
解析：選A　由圖示可知，葡萄糖進入小腸上皮細胞時逆濃度梯度運輸，該運輸方式屬于主動運輸，葡萄糖運出小腸上皮細胞時順濃度梯度運輸且需要載體，該運輸方式為協助擴散，A正確；據圖可知，Na＋主要以方式②(主動運輸)運出小腸上皮細胞，B錯誤；多肽以方式⑤(胞吞)進入細胞，以胞吐方式離開細胞，C錯誤；維生素D為固醇類物質，口服維生素D通過方式④(自由擴散)被吸收，D錯誤。
3．(2021年1月新高考8省聯考·湖北卷)擬南芥液泡膜上存在Na＋/H＋反向轉運載體蛋白，它可利用液泡內外H＋的電化學梯度(電位和濃度差)將H＋轉出液泡，同時將Na＋由細胞質基質轉入液泡。部分物質跨液泡膜轉運過程如下圖所示，據圖判斷，下列敘述錯誤的是(　　)
A．Na＋在液泡中的積累有利于提高擬南芥的耐鹽能力
B．Na＋以主動運輸的方式由細胞質基質進入液泡
C．Cl－以協助擴散的方式由細胞質基質進入液泡
D．H2O以自由擴散的方式進出液泡
解析：選D　Na＋在液泡中的積累能使液泡內Na＋濃度增大，有利于細胞吸水，進而提高擬南芥的耐鹽堿能力，A正確；由分析可知，Na＋通過載體蛋白和借助液泡膜兩側H＋的濃度梯度，以主動運輸的方式由細胞質基質進入液泡，B正確；Cl－ 借助通道蛋白，以協助擴散的方式由細胞質基質進入液泡，C正確；H2O 借助水通道蛋白以協助擴散的方式進出液泡，D錯誤。
一、科學探究——探究物質跨膜運輸的方式
[思維建模]
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
[析題用模]
1．科學家在研究Na＋通過細胞膜的運輸方式時，做了下述實驗：先向槍烏賊神經纖維里注入微量的放射性同位素24Na＋，不久可測得神經纖維周圍溶液中存在24Na＋，如果在神經纖維膜外溶液中先后加入某藥物和ATP，測得周圍溶液中24Na＋的量如圖所示。據圖作出的下列推斷，錯誤的是(　　)
A．加入某藥物后，溶液中24Na＋的量不再增加
B．加入ATP后，細胞中24Na＋的量減少
C．“某藥物”的作用機理是抑制ATP水解
D．“某藥物”的作用機理是抑制細胞呼吸
解析：選C　由題圖知，在神經纖維膜外溶液中先加入某藥物后，測得周圍溶液中24Na＋的量停止增加；加入ATP后，周圍溶液中24Na＋的量迅速增加，說明Na＋從神經細胞排出需要消耗能量，屬于主動運輸，而該藥物的作用是抑制呼吸作用的進行。
2．紅樹林分布于熱帶亞熱帶海岸潮間帶，通常受到鹽脅迫。紅樹林植物為抵抗鹽脅迫，通過葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內的鹽分排出，是強耐鹽植物。為探究紅樹林植株從海水及土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸還是被動運輸，設計以下實驗進行探究。
(1)實驗步驟：
①取生長發育相同的某紅樹林植株，分成A、B兩組，放入適宜濃度的含有K＋、Ca2＋的溶液中；
②A組給予正常的呼吸條件，B組________________________________________；
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)實驗結論：
①若兩組植株對K＋、Ca2＋的吸收速率相同，說明_____________________________
________________________________________________________________________；
②__________________________________，說明紅樹林植株從海水及土壤中吸收無機鹽的方式是主動運輸。
解析：主動運輸和被動運輸最主要的區別在于是否需要消耗能量，而能量主要是通過細胞的呼吸作用提供的，因此實驗組和對照組的自變量應為是否進行呼吸作用，因變量是無機鹽離子的吸收速率。
答案：(1)②加入呼吸抑制劑　③一段時間后測定兩組植株根系對K＋、Ca2＋等無機鹽的吸收速率
(2)①紅樹林植株從海水及土壤中吸收無機鹽的方式是被動運輸?、谌鬊組吸收速率明顯小于A組吸收速率
3.(2019·海南高考)在適宜條件下，測得的某植物根細胞對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?？赡艿脑蚴莀________________________________________。
(3)王同學據圖認為b的跨膜運輸方式是主動運輸，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作用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。實驗思路及預期結果和結論參見答案。
答案：(1)物質通過簡單的擴散作用進出細胞　(2)載體數量飽和　(3)實驗思路：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。預期結果和結論：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。
二、科學探究——質壁分離實驗的拓展應用
[思維建模]
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)
[析題用模]
1．(2017·海南高考)為研究植物細胞質壁分離現象，某同學將某植物的葉表皮放入一定濃度的甲物質溶液中，一段時間后觀察到葉表皮細胞發生了質壁分離現象。下列說法錯誤的是(　　)
A．該植物的葉表皮細胞是具有液泡的活細胞
B．細胞內甲物質的濃度高于細胞外甲物質的濃度
C．細胞液中的H2O可以經擴散進入甲物質溶液中
D．甲物質和H2O能自由通過該葉表皮細胞的細胞壁
解析：選B　具有大液泡的活細胞才能發生質壁分離；質壁分離過程中，細胞失水，此時，細胞外甲物質的濃度高于細胞內細胞液的濃度；細胞液中的H2O可以經擴散進入甲物質溶液中；細胞壁是全透的，甲物質和H2O能自由通過。
2．在質壁分離與復原實驗中，顯微鏡下依次觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細胞的三種狀態，如圖所示。分別測量甲、乙、丙細胞的長度a和原生質體長度b，下列相關敘述正確的是(　　)
A．細胞液濃度：甲＞乙＞丙　 B．細胞液濃度：丙＞乙＞甲
C．由甲到乙，b/a(%)值變大 D．丙的b/a(%)值最大
解析：選D　由圖可知，質壁分離程度：丙＜甲＜乙，則細胞液濃度乙＞甲＞丙，A、B錯誤；由甲到乙原生質體減小，b/a(%)的值減小，C錯誤；甲、乙、丙中，質壁分離程度最小的是丙，則丙的b/a(%)的值最大，D正確。
3．某研究小組用5種植物材料進行質壁分離實驗。在相同的放大倍數下，記錄視野中的細胞數目，然后滴加蔗糖溶液，記錄從滴加蔗糖溶液到發生“初始質壁分離”的平均時間，繪制成下圖。下列說法正確的是(　　)
A．據圖分析可知，5種植物材料中山茶細胞最小
B．該實驗在觀察質壁分離現象時，沒有設計對照實驗
C．若在發生質壁分離后滴加清水，則5種材料復原時間都不同
D．5種材料中，紅花檵木發生質壁分離的速度最快
解析：選D　在相同的放大倍數下，視野中山茶的細胞數目最少，說明其細胞最大，紅花檵木觀察到的細胞數目最多，則細胞最小，A錯誤；蔗糖溶液滴加之前和之后形成前后自身對照，B錯誤；若在發生質壁分離后滴加清水，則5種材料復原時間不能確定，C錯誤；5種材料中，紅花檵木從滴加蔗糖溶液到發生“初始質壁分離”的平均時間最短，發生質壁分離的速度最快，D正確。
4．用不同濃度的NaCl溶液處理洋蔥鱗片葉外表皮細胞，研究其發生質壁分離與復原的快慢，結果如下表所示，下列說法正確的是(　　)
不同濃度NaCl溶液處理細胞質壁分離與復原的時間(s)
NaCl溶液濃度/% 開始質壁 分離時間 完全質壁 分離時間 質壁分離 最大程度 完全質壁分 離復原時間 質壁分離 復原程度
0.8 不發生
0.9～1 219 497 ＋ >600 ＋
2 46 151 ＋＋ 205 ＋＋
4 27 125 ＋＋＋ 97 ＋＋＋
6 17 76 ＋＋＋＋ 81 ＋＋＋＋
7 濃度≥7%都發生質壁分離，且所需時間<13 54 ＋＋＋＋ 濃度≥7%不發生質壁分離復原
9 38 ＋＋＋＋
11以上 <25 ＋＋＋＋
注：“＋”表示質壁分離與復原的程度。
A．處理的NaCl溶液濃度越高，質壁分離發生越快，質壁分離程度越大
B．實驗觀察細胞質壁分離與復原的NaCl溶液濃度最好在4%～6%之間選擇
C．洋蔥鱗片葉外表皮細胞的濃度與約7%的NaCl溶液濃度相等
D．若某濃度蔗糖溶液與濃度為4%的NaCl溶液滲透壓相當，則在兩種溶液中細胞的質壁分離與復原程度應大致相同
解析：選B　處理的NaCl溶液濃度越高，質壁分離發生越快，質壁分離程度逐漸增大，到達一定程度將不再變化；當NaCl溶液濃度為0.8%時不發生質壁分離與復原現象，當NaCl溶液濃度≥7%時質壁分離后將不再復原，實驗觀察細胞質壁分離與復原的NaCl溶液濃度最好在4%～6%之間選擇；當NaCl溶液濃度為0.8%時不發生質壁分離與復原現象，當NaCl溶液濃度在0.9%～1%時細胞剛發生質壁分離與復原，所以洋蔥鱗片葉外表皮細胞的濃度與約0.8%的NaCl溶液濃度相等；若某濃度蔗糖溶液與濃度為4%的NaCl溶液滲透壓相當，則在兩種溶液中細胞的質壁分離程度應大致相同，但在蔗糖溶液中不會發生質壁分離復原。
一、選擇題
1．下列關于細胞質壁分離的敘述，正確的是(　　)
A．植物細胞在一定條件下都能觀察到明顯的質壁分離現象
B．動物細胞不能發生質壁分離的根本原因是不具有半透膜
C．一定濃度的甘油溶液可以使洋蔥表皮細胞發生質壁分離
D．處于質壁分離狀態時細胞液濃度一定小于外界溶液濃度
解析：選C　成熟植物細胞在一定條件下才能觀察到明顯的質壁分離現象，A錯誤；動物細胞不能發生質壁分離的根本原因是不具有細胞壁，B錯誤；一定濃度的甘油溶液可以使洋蔥表皮細胞發生質壁分離，C正確；處于質壁分離狀態的細胞，在質壁分離過程中細胞液濃度小于外界溶液的濃度，而在質壁分離復原過程中細胞液濃度大于外界溶液的濃度，D錯誤。
2．水分子之所以能從低濃度的溶液中進入高濃度的溶液中，是因為存在滲透壓。為了證明這一滲透壓的存在，并且也能測定滲透壓的大小，有人設計了以下三個實驗，假設三個實驗中水分子進入半透膜的速度是V1，出來的速度是V2。下列對a→b的過程中V1的變化情況和b→c的過程中V2的變化情況描述正確的是(　　)
A．V2由快變慢，V1由慢變快 B．V1和V2都是由慢變快
C．V1和V2都是由快變慢 D．V1 由快變慢，V2由慢變快
解析：選D　由于蔗糖溶液的濃度大于蒸餾水的濃度，由a→b的過程中，a中水分子進入半透膜的速度很快；b中由于水柱的壓強作用，水分子進入半透膜的速度變慢，由b→c的過程中，由于c中施加了壓力，水從半透膜出來的速度比較快。
3．(2021年1月新高考8省聯考·河北卷)植物細胞膜磷脂雙分子層對水有一定的通透性，但研究發現大量的水通過細胞膜上的水通道蛋白進出細胞。下列關于水通道蛋白與植物體內水分代謝關系的敘述，錯誤的是(　　)
A．水通道蛋白活性增強的植物葉片氣孔更易開放
B．水通道蛋白活性減弱的植物細胞在高滲溶液中不發生質壁分離
C．水通道蛋白活性增強的植物在缺水條件下更易發生萎蔫
D．水通道蛋白活性減弱的植物細胞伸長生長速度降低
解析：選B　保衛細胞吸水膨脹會使氣孔開放，水通道蛋白活性增強的植物，水更容易進出細胞，所以氣孔更容易開放，A正確；水通道蛋白活性減弱的植物，水進出細胞受阻，所以在高滲溶液中質壁分離的過程會減慢，但依舊會發生質壁分離，B錯誤；水通道蛋白活性增強的植物，水更容易進出細胞，在缺水條件下，水容易離開細胞，不利于植物生存，容易發生萎蔫，C正確；水通道蛋白活性減弱的植物，水進出細胞受阻，細胞代謝受到影響，所以生長速率減慢，D正確。
4．下列屬于主動運輸的是(　　)
A．動物肺泡細胞釋放CO2　 B．蔗糖通過植物細胞的細胞壁
C．苯分子進入人的皮膚細胞 D．麗藻細胞吸收SO的過程
解析：選D　CO2屬于小分子，苯分子屬于脂溶性物質，二者均以自由擴散的方式進出細胞；蔗糖以擴散的方式通過細胞壁；離子的吸收屬于主動運輸。
5．(2021·天津模擬)圖1表示某溶液中甲、乙、丙、丁四種物質通過細胞膜的過程，圖中①②③為細胞膜相關組成成分，圖2表示O2含量變化對小腸上皮細胞吸收K＋速率的影響。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．圖1中細胞膜的上側是細胞膜的外側
B．圖2說明K＋的吸收方式是主動運輸
C．若圖1中甲表示葡萄糖，則該細胞不可能是哺乳動物紅細胞
D．圖2中K＋吸收速率不再增加時，限制因素是載體數量和O2含量
解析：選D　圖1中細胞膜的上側有②多糖，多糖位于細胞膜的外側，說明上側是細胞膜的外側，A正確；據圖2曲線可知，開始時隨O2含量增多，細胞呼吸速率加快，提供能量增多，K＋吸收速率增大，隨后O2含量繼續增多，K＋吸收速率受載體數量限制，不再增大，說明K＋的吸收方式是主動運輸，B正確；若圖1中甲表示葡萄糖，則甲通過細胞膜的方式為主動運輸，而哺乳動物紅細胞吸收葡萄糖是協助擴散，故該細胞不可能是哺乳動物紅細胞，C正確；圖2中K＋吸收速率不再增加時，O2含量還在繼續增加，故限制因素是載體數量，不是O2含量，D錯誤。
6．下列過程中，不屬于胞吐作用的是(　　)
A．漿細胞分泌抗體到細胞外的過程
B．mRNA從細胞核到細胞質的過程
C．分泌蛋白從胰腺的腺泡細胞到胞外的過程
D．突觸小泡中的神經遞質釋放到突觸間隙的過程
解析：選B　胞吐是指細胞需要外排的大分子等物質，先在細胞內形成囊泡，囊泡移動到細胞膜處與細胞膜融合，將大分子等排出細胞的現象。細胞胞吐的是大分子等物質，此過程需要消耗能量。漿細胞分泌抗體、胰腺的腺泡細胞向胞外分泌蛋白、突觸小泡向突觸間隙釋放神經遞質都屬于胞吐。mRNA是通過核孔從細胞核到細胞質的，不屬于胞吐。
7．(2021年1月新高考8省聯考·廣東卷)如圖示質子泵跨膜運輸H＋的過程。質子泵抑制劑可與胃壁細胞膜上的質子泵共價結合，使其不可逆地失活，從而抑制胃酸的分泌。下列敘述錯誤的是(　　)
A．質子泵以主動運輸的方式將H＋運出細胞
B．質子泵參與細胞及其微環境的pH調控
C．質子泵本質上是一種生物膜上的載體蛋白
D．呼吸抑制劑使質子泵失活而抑制胃酸分泌
解析：選D　分析題圖可知，H＋運出細胞需要消耗能量、載體且逆濃度梯度運輸，所以質子泵以主動運輸的方式將H＋運出細胞，A正確；質子泵可以運輸H＋，進而可以參與細胞及其微環境的pH調控，B正確；質子泵本質上是一種生物膜上的載體蛋白，起到運輸作用，C正確；由題意可知，質子泵抑制劑可與胃壁細胞膜上的質子泵共價結合，使其不可逆地失活，從而抑制胃酸的分泌，而非呼吸抑制劑，D錯誤。
8．下列有關植物根系吸收利用營養元素的敘述，錯誤的是(　　)
A．在酸性土壤中，小麥可吸收利用土壤中的N2和NO
B．農田適時松土有利于農作物根細胞對礦質元素的吸收
C．土壤微生物降解植物秸稈產生的無機離子可被根系吸收
D．給玉米施肥過多時，會因根系水分外流引起“燒苗”現象
解析：選A　小麥不能直接吸收土壤中的N2，N2必須被固定后才能被植物吸收利用；農田松土可增強農作物根的有氧呼吸，為礦質元素的吸收供能，有利于對礦質元素的吸收；土壤微生物降解植物秸稈產生的無機離子可溶解在土壤溶液中，從而被根系吸收利用；施肥過多會使土壤溶液濃度大于根細胞液濃度，從而導致根細胞因失水過多而死亡，造成“燒苗”現象。
9．某班級為探究植物細胞外界溶液濃度與質壁分離程度的關系，用原生質層長度(b)與細胞長度(a)的比值b/a表示質壁分離程度，用不同濃度的NaCl溶液進行實驗，結果如圖所示。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．濃度1可能是清水對照
B．NaCl溶液濃度從1至5逐漸升高
C．濃度2已引起質壁分離
D．外界溶液濃度越大，則質壁分離程度越小
解析：選D　由于植物存在細胞壁，因此當植物吸水時，原生質層不會大于細胞長度，而1中b/a值為1，表明植物不發生失水，因此外界溶液可能是清水，A正確；從1至5植物的b/a值逐漸變小，植物質壁分離程度越來越高，NaCl溶液濃度逐漸升高，B正確；濃度2中b/a值小于1，表明原生質層長度比細胞壁短，植物發生質壁分離，C正確；外界溶液濃度越大，則質壁分離程度越大，D錯誤。
10．如圖表示細胞膜結構及物質跨膜運輸。下列有關敘述正確的是(　　)
A．甘油和脂肪酸以圖中的b途徑通過細胞膜
B．圖中③表示細胞膜的基本支架
C．葡萄糖進入小腸絨毛上皮細胞可用圖中的c表示
D．圖中①②③④都能運動，體現了細胞膜的結構特點
解析：選A　甘油和脂肪酸都是親脂性物質，以b自由擴散方式運輸，A正確；③是磷脂分子，細胞膜的基本支架是磷脂雙分子層，B錯誤；葡萄糖進入小腸絨毛上皮細胞是主動運輸，而圖中c也表示主動運輸，但二者的方向不同，c表示物質從膜內運向膜外，C錯誤；構成細胞膜的大多數蛋白質分子是可以運動的，D錯誤。
11．在植物體內葉肉細胞中合成的蔗糖不斷運出，再由篩管轉運到其他部位貯存、利用。如圖表示蔗糖分子的跨膜運輸及相關過程。有關敘述錯誤的是(　　)
A．蔗糖載體和ATP酶之間功能的差異與它們分子結構的差異直接相關
B．圖中蔗糖和K＋的運輸都屬于主動運輸，但兩者的運輸動力不同
C．若將洋蔥表皮細胞置于一定濃度的蔗糖溶液中，細胞可能會發生質壁分離和自動復原現象
D．葉肉細胞保持較高的pH有利于蔗糖分子運出
解析：選D　蛋白質的結構與功能相適應，蔗糖載體與ATP酶的功能不同，其直接原因是組成蛋白質的氨基酸種類、數量、排列順序不同，以及多肽鏈的空間結構不同，A正確；圖示蔗糖主動運輸的動力是膜兩側H＋濃度差，而K＋的運輸動力是ATP，B正確；根據題干信息可知，蔗糖可以從葉肉細胞運出后運到一些部位貯存，則洋蔥細胞可以吸收蔗糖，因此將洋蔥表皮細胞放在一定濃度的蔗糖溶液中，細胞可能會發生質壁分離和自動復原，C正確；根據圖示蔗糖運輸時，蔗糖須與H＋同向運輸，因此，葉肉細胞內H＋多(pH低)更有利于蔗糖運出葉肉細胞，D錯誤。
12．氰化物是一種劇毒物質，其通過抑制[H]與O2的結合，使得組織細胞不能利用O2而陷入內窒息。如圖為研究植物根尖吸收K＋的相關實驗。下列分析錯誤的是(　　)
A．通過實驗甲可以判斷植物根尖細胞吸收K＋屬于主動運輸
B．實驗甲中，4 h后O2消耗速率下降是因為細胞外K＋濃度降低
C．實驗乙中，4 h后吸收K＋消耗的能量可能來自無氧呼吸
D．實驗乙加入氰化物后，細胞對O2的吸收速率不變
解析：選D　由實驗甲可知，加入KCl后，O2的消耗速率增加，說明植物根尖細胞吸收K＋需要消耗能量，屬于主動運輸；實驗甲中，4 h后O2消耗速率下降是因為細胞外K＋濃度降低，細胞吸收K＋的量減少；實驗乙中，4 h后組織細胞吸收K＋的速率不再降低，說明此時細胞已經不能利用O2，其吸收K＋消耗的能量可能來自無氧呼吸；氰化物能抑制[H]與O2的結合，因此實驗乙加入氰化物后，細胞對O2的吸收速率減慢。
二、非選擇題
13．如圖甲、乙、丙分別是細胞在不同濃度溶液中水分子的跨膜運輸示意圖(箭頭大小代表水分子數的多少)。請回答下列問題：
(1)若將人的成熟紅細胞放入清水中，會出現如圖______(填題圖編號)所示現象，最終紅細胞會________。
(2)若將洋蔥表皮細胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，會出現如圖________(填題圖編號)所示現象，達到平衡時，水分子進出細胞的狀況如圖________(填題圖編號)所示。然后將其放在清水中，則達到平衡時細胞內液滲透壓________(填“大于”“小于”或“等于”)清水的滲透壓。
(3)若某葉肉細胞正處于圖甲所示狀態，一段時間內細胞體積增大且最終________(填“會漲破”或“不會漲破”)。
解析：(1)將人的成熟紅細胞放入清水中，細胞吸水，如圖甲所示。動物細胞無細胞壁，紅細胞會因吸水過多而漲破。(2)將洋蔥表皮細胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，細胞外界溶液濃度較大，細胞失水，如圖丙所示；達到平衡狀態時，水分子進出細胞的速率相等，如圖乙所示；此時將其放入清水中，細胞吸水，達到平衡時，水分子進出細胞的速率相等，此時細胞內外仍存在濃度差，細胞內液滲透壓較高。(3)若某葉肉細胞正處于圖甲所示狀態，細胞體積會增大但不會漲破，因為植物細胞有細胞壁的保護。
答案：(1)甲　漲破　(2)丙　乙　大于　(3)不會漲破
14．正常細胞內K＋濃度約為細胞外的30倍，細胞外Na＋濃度約為細胞內的12倍。當細胞內外的Na＋濃度差、K＋濃度差減小時，細胞膜上的Na＋/K＋ ATP酶發揮作用，這種酶可以通過水解ATP，將細胞內的Na＋移出膜外，將細胞外的K＋移入膜內。具體過程如圖1所示：
(1)膜內外Na＋具有濃度差，與膜的______________性有關。Na＋/K＋ ATP酶將細胞內的Na＋移出膜外的跨膜運輸方式是____________________。
(2)在運輸Na＋和K＋的過程中，Na＋/K＋ ATP酶的________發生改變，有利于與離子的結合與分離。
(3)比較圖2和圖3，當Na＋和K＋____________濃度差流過Na＋/K＋ ATP酶時，將ADP合成ATP；進行ATP合成或分解的反應條件取決于____________。
(4)生物膜系統的________作用及能量是維系細胞有序性的基礎，線粒體內膜上主要完成類似圖________(填編號)的過程。
解析：(1)由題意知，細胞外Na＋濃度約為細胞內的12倍，這與細胞膜的選擇透過性有關；Na＋/K＋ ATP酶將細胞內的Na＋移出膜外是從低濃度向高濃度運輸的，且需要ATP提供能量，是主動運輸。(2)分析圖1，在運輸Na＋和K＋的過程中，Na＋/K＋ ATP酶的空間結構發生改變，這種改變有利于與離子的結合與分離。(3)分析圖2、3可知，當Na＋和K＋從高濃度向低濃度運輸時，伴隨ATP的合成過程，當Na＋和K＋從低濃度向高濃度運輸時，伴隨ATP的水解過程；進行ATP合成或分解的反應條件取決于離子濃度差(或離子流動方向)。(4)生物膜把各種細胞器分隔開，使細胞內的許多化學反應可以同時高效、有序地進行，因此生物膜系統的分隔作用及能量是維系細胞有序性的基礎，線粒體內膜上還原氫與氧氣反應生成水，釋放能量，該過程伴隨ATP的合成，類似于圖2過程。
答案：(1)選擇透過　主動運輸　(2)空間結構　(3)順　離子濃度差(或離子流動方向)　(4)分隔　2
15．圖1表示小腸細胞吸收葡萄糖的情況，為進一步探究細胞吸收葡萄糖的方式與細胞內、外葡萄糖濃度差的關系，有人設計了如圖2實驗(記作甲)：錐形瓶內盛有130 mg/dL的葡萄糖溶液以及活的小腸上皮組織切片。溶液內含細胞生活必需的物質(濃度忽略不計)。實驗初，毛細玻璃管內的紅色液滴向左緩緩移動，5 min起速率逐漸加快，此時，錐形瓶內葡萄糖溶液的濃度為a mg/dL。
(1)圖1顯示：曲線AB段、BC段，小腸細胞吸收葡萄糖方式依次屬于____________________。分析CD段變化原因可能是載體失活而不是載體飽和，理由：當載體飽和時，_____________而使細胞內濃度升高，這與事實矛盾。
(2)圖2錐形瓶紅色液滴的移動直接顯示瓶內________含量的變化。
(3)為驗證5 min時造成紅色液滴移動速率加快的直接因素，需要設計一個對照實驗(記作乙)：乙實驗裝置的不同之處是5 min時用呼吸抑制劑處理小腸上皮組織。假定呼吸被徹底阻斷，預期結果：①實驗開始5 min時，液滴移動情況是：實驗甲突然加快，實驗乙________；②葡萄糖溶液濃度變化情況是：實驗甲________，實驗乙________。
(4)若用相等質量的成熟紅細胞替代小腸上皮細胞，紅色液滴移動情況是________。
解析：(1)曲線AB段細胞外的葡萄糖濃度高于細胞內，細胞吸收葡萄糖的方式屬于協助擴散；BC段細胞內的葡萄糖濃度高于細胞外，細胞吸收葡萄糖的方式屬于主動運輸，CD段變化原因可能是載體失活，而不是載體飽和，理由是：當載體飽和時，細胞仍然吸收葡萄糖而使細胞內濃度升高，這與事實矛盾。(2)瓶中加入KOH溶液，可吸收容器中的CO2，小腸上皮細胞在葡萄糖溶液中進行呼吸作用，吸收氧氣，釋放CO2，CO2被KOH溶液吸收，錐形瓶紅色液滴的移動直接顯示瓶內氧氣含量的變化。(3)甲組和乙組的變量是：是否存在呼吸作用，甲組有呼吸作用，乙組沒有呼吸作用，故液滴移動情況是：實驗甲組加快，乙組不移動；葡萄糖溶液濃度變化情況是：實驗甲組下降，乙組不變。(4)人成熟紅細胞不能進行有氧呼吸，故紅色液滴不移動。
答案：(1)協助擴散、主動運輸　細胞仍然吸收葡萄糖　(2)氧氣　(3)①停止移動?、谙陆怠〔蛔儭?4)不移動

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