细胞的物质输入和输出【 知识构建+典例特训】 高考生物一轮复习考点精讲突破

第6讲细胞的物质输入和输出

内容考情——知考向核心素养——提考能内容要求1.举例说明物质进出细胞的方式2.活动：观察植物细胞的质壁分离和复原3.活动：通过模拟实验探究膜的透性生命观念归纳物质运输方式的实例和判断方法，建立生命结构与功能相统一的观点科学思维影响渗透作用和物质跨膜运输的因素，培养逻辑思维能力近几年考情2020·江苏卷(5)科学探究观察植物细胞的质壁分离与复原，探究物质跨膜运输方式社会责任渗透作用在生产生活中的应用渗透作用的原理及应用物质跨膜运输的方式及影响因素实验:观察植物细胞的质壁分离和复原课后·分层训练目录CONTENTS重温真题

经典再现///////12345////////////////////////////渗透作用的原理及应用1命题·规律探究考点·自主梳理重点·疑难突破1.渗透作用 (1)概念：指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散过程，是自由扩散的一种形式。 (2)发生条件半透膜(3)现象分析①漏斗内液面上升的原因：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数___________由蔗糖溶液进入清水中的水分子数。多于②漏斗内液面停止上升的原因：随着液面的不断上升，漏斗内液体的压强越来越大，从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速度加快，水分子进出漏斗的速率越来越接近，直至完全相等，漏斗内液面不再升高，此时水分子的进出达到___________。提醒若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就存在浓度差，液面差越大，浓度差就越大，且液面高的一侧溶液浓度高。相对平衡2.动、植物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水①细胞膜细胞质与外界溶液②现象小于大于等于(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)①条件：成熟植物细胞具有中央大液泡。②原理：③现象：大于小于等于3.物质跨膜运输的特点 (1)植物对无机盐离子的吸收

科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和

的培养液中培养，结果及分析如下：提示

水稻吸收水分子的量多于吸收Mg2＋、Ca2＋的量。①实验结果不同植物对________________的吸收有差异；同种植物对_________________的吸收也有差异。②实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有___________。(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是___________(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。同种无机盐离子不同无机盐离子选择性逆(1)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜(

)(2)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用(

)(3)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核(

)(4)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的(

)××××1.(科学思维)成熟植物细胞发生质壁分离的原因是__________________________

_________________________________。2.(健康生活)浓度低的饮料可以用来_____________，浓度高的饮料不能很好地起到补充体内水分的作用，因为____________________________________。外界溶液的浓度大于细胞液浓度，且原生质层比细胞壁伸缩性大补充体内水分过高浓度的饮料反而会导致细胞失水1.半透膜和选择透过性膜的区别2.渗透作用原理的应用(1)验证渗透作用发生的条件①具有半透膜②半透膜两侧溶液具有浓度差(2)比较不同溶液浓度的大小漏斗内溶液浓度为M，烧杯内溶液浓度为N，以下为各种现象及对应的结论：(3)探究物质能否通过半透膜的方法(以碘和淀粉为例)烧杯内盛淀粉溶液漏斗内盛碘液结论变蓝不变蓝碘能通过半透膜，而淀粉不能不变蓝变蓝淀粉能通过半透膜，而碘不能变蓝变蓝淀粉和碘都能通过半透膜不变蓝不变蓝淀粉和碘都不能通过半透膜考向1结合细胞吸水和失水分析，考查科学思维能力1.(2017·全国卷Ⅱ，4)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示，下列叙述正确的是(

)A.0～4h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内B.0～1h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等C.2～3h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压D.0～1h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压C[慧眼识图获取信息]2.(2020·全国卷Ⅱ，5)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D解析

甲、乙两组糖溶液的质量浓度(单位为g/mL)相同，但甲糖的相对分子质量大于乙糖，所以甲、乙两组糖溶液的物质的量浓度不同(甲<乙)，将相同的叶细胞浸入两种不同物质的量浓度的溶液中，在吸水和失水的表现上可能不同。据题意可推测，甲糖溶液浓度低于叶细胞的细胞液浓度，叶细胞吸水导致甲糖溶液浓度升高，A正确；若测得乙糖溶液浓度不变，则乙糖溶液浓度等于叶细胞的细胞液浓度，水分子进出乙组叶细胞的量相等，净吸水量为零，B正确；若测得乙糖溶液浓度降低，则乙糖溶液浓度高于叶细胞的细胞液浓度，乙组叶肉细胞可能会发生渗透失水而表现为质壁分离，C正确；若测得乙糖溶液浓度升高，则甲、乙浓度均小于叶细胞的细胞液浓度，两组细胞均吸水，但由于甲糖溶液的物质的量浓度小于乙糖溶液，所以乙组叶细胞的净吸水量小于甲组叶细胞，D错误。考向2与矿质元素离子吸收有关的实验探究物质跨膜运输的方式及影响因素2命题·规律探究考点·自主梳理1.物质进出细胞的方式不需不需2.根据模式图判断物质跨膜运输方式(1)属于主动运输的是___________，原因是________________________________________________。(2)属于自由扩散的是___________。(3)属于协助扩散的是___________。a、e逆浓度梯度运输，需要载体蛋白协助和消耗能量bc、d(1)囊性纤维病是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Na＋和Cl－的跨膜运输，这一事例说明这种结构蛋白属于细胞膜上的___________，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上______________________来实现的。(2)通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质。它包含两大类：____________________________。载体蛋白载体蛋白的种类和数量水通道蛋白和离子通道蛋白3.影响物质出入细胞的因素的曲线分析(1)物质浓度(在一定的范围内)自由扩散协助扩散或主动运输(2)氧气浓度自由扩散或协助扩散主动运输(1)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢(

)(2)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是均需要载体蛋白的协助(

)(3)亲生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量(

)(4)激素都必须通过主动运输进入细胞内才能完成对细胞代谢的调节(

)××√×1.(高考真题)主动运输的意义：__________________________________________

_______________________。2.(高考真题)免疫细胞行使免疫功能时，会涉及胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式，这两种方式的共同点有哪些？

提示

能运输生物大分子等；运输过程中形成囊泡；需要消耗能量。3.(科学思维)举例说明同一种物质进出同一个体细胞的方式一定相同吗？

提示

不一定相同，人的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，肾小管细胞重吸收葡萄糖的方式是主动运输。神经元吸收钾离子的方式是主动运输，而静息时钾离子外流的方式是协助扩散。主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质考向1结合物质出入细胞方式的判断，考查科学思维能力1.(2018·全国卷Ⅱ，2)下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是(

) A.巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散 B.固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输 C.神经细胞受到刺激时产生的Na＋内流属于被动运输 D.护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输

解析

巨噬细胞依赖细胞膜的流动性以胞吞的方式摄入病原体，A错误；固醇类激素属于脂质，以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；神经细胞受到刺激时，Na＋顺浓度梯度内流，属于被动运输，C正确；甘油以自由扩散的方式进入细胞，D错误。C2.(2020·全国卷Ⅱ，1)新冠病毒(SARS－CoV－2)和肺炎双球菌均可引发肺炎，但二者的结构不同，新冠病毒是一种含有单链RNA的病毒。下列相关叙述正确的是(

) A.新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输 B.新冠病毒与肺炎双球菌均可利用自身的核糖体进行蛋白质合成 C.新冠病毒与肺炎双球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的 D.新冠病毒或肺炎双球菌的某些蛋白质可作为抗原引起机体免疫反应

解析

新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于胞吞，A错误；病毒没有细胞结构，没有核糖体这一细胞器，B错误；新冠病毒是RNA病毒，其遗传物质是RNA，组成RNA的核苷酸为核糖核苷酸，肺炎双球菌是原核生物，其遗传物质是DNA，组成DNA的核苷酸为脱氧核苷酸，C错误；新冠病毒和肺炎双球菌的某些蛋白质可作为抗原引起机体发生免疫反应，D正确。D “三看法”快速判定物质出入细胞的方式考向2结合影响物质跨膜运输的因素，考查科学思维能力3.(2021·1月八省联考江苏卷)Ca2＋参与神经冲动的传递、肌肉细胞的收缩等多种生理过程，血液中Ca2＋浓度稳态的维持具有重要意义。右图为维生素D促进血液中Ca2＋浓度升高的示意图，TRPV5、TRPV6为Ca2＋通道转运蛋白，PMCA为Ca2＋载体转运蛋白。下列相关叙述正确的是(

)A.细胞膜上TRPV6和TRPV5的增加分别可以促进Ca2＋的吸收和重吸收B.血液中Ca2＋浓度的升高，可以促进Ca2＋的吸收和重吸收C.维生素D在小肠和肾小管上皮细胞中调控的基因不同，但都能促进血液中Ca2＋浓度升高D.TRPV6和PMCA分布在细胞的腔面膜和底面膜，是因为小肠上皮细胞膜没有流动性AC解析由图知TRPV6分布于小肠上皮细胞膜表面，TRPV5分布于肾小管上皮细胞膜表面，所以其增加可以促进Ca2＋的吸收与重吸收，A正确；据题意可知，维生素D促进血液中Ca2＋浓度的升高，而血液中Ca2＋浓度的升高会抑制Ca2＋吸收与重吸收，B错误；由图可知，

维生素D对于两种细胞调控的基因不同，发挥作用方式不同，影响的转运蛋白不同，但是都能促进Ca2＋的吸收与重吸收而使血液中Ca2＋的浓度升高，C正确；小肠上皮细胞膜具有流动性，D错误。4.(2021·1月八省联考湖北卷)拟南芥液泡膜上存在Na＋/H＋反向转运载体蛋白，它可利用液泡内外H＋的电化学梯度(电位和浓度差)将H＋转出液泡，同时将Na＋由细胞质基质转入液泡。部分物质跨液泡膜转运过程如右图所示，据图判断，下列叙述错误的是(

)A.Na＋在液泡中的积累有利于提高拟南芥的耐盐能力B.Na＋以主动运输的方式由细胞质基质进入液泡C.Cl－以协助扩散的方式由细胞质基质进入液泡D.H2O以自由扩散的方式进出液泡D解析

由题图可知，Na＋借助H＋的电化学梯度由细胞质基质逆浓度进入液泡，从而提升液泡的渗透压进而提高拟南芥的耐盐能力，A正确；Na＋由细胞质基质逆浓度进入液泡的运输方式为主动运输，B正确；由图可知，Cl－通过通道蛋白由细胞质基质进入液泡的方式为协助扩散，C正确；由图可知，H2O进出液泡是通过液泡膜上的水通道蛋白，其运输方式为协助扩散，D错误。考向3巧借跨膜运输相关的实验，考查科学探究能力5.(2019·海南卷，27)在适宜条件下，测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示(a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率)。回答下列问题。(1)根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的含义是_______________________________________________________________。(2)实验结果表明：当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。可能的原因是__________________。(3)王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输，李同学认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论。答案(1)物质通过简单的扩散方式进出细胞(2)载体数量饱和(3)思路：将长势相同的某植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。结果及结论：若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。解析(1)物质通过简单的扩散方式进出细胞即自由扩散，该过程不需要载体和能量，受细胞内外浓度差的影响。(2)由图可知，b可能是协助扩散或主动运输，b需要载体协助，当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，载体数目饱和，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。(3)协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗能量，后者需要消耗能量。有氧呼吸产生的能量较多，无氧呼吸产生的能量较少，故实验设计的自变量是有无氧气，因变量是细胞对b的吸收速率。设计实验时要注意等量原则和单一变量原则。解析思路：将长势相同的某植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。结果及结论：若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。

探究物质跨膜运输的实验设计(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实验:观察植物细胞的质壁分离和复原3命题·规律探究考点·自主梳理重点·疑难突破1.实验原理半透膜大细胞液2.实验步骤逐渐变小加深逐渐变大1.本实验存在的两组对照实验

本实验存在的两组实验均为自身对照，自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。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(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。 ②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。 (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)。3.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)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小(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)1.(2020·全国卷Ⅰ，4)为达到实验目的，需要选用合适的实验材料进行实验。下列实验目的与实验材料的对应，不合理的是(

)

实验材料实验目的A大蒜根尖分生区细胞观察细胞的质壁分离与复原B蝗虫的精巢细胞观察细胞的减数分裂C哺乳动物的红细胞观察细胞的吸水和失水D人口腔上皮细胞观察DNA、RNA在细胞中的分布A解析

大蒜根尖分生区细胞没有大液泡，不适合用来观察细胞的质壁分离与复原，A不合理；可用蝗虫精巢细胞的固定装片观察细胞的减数分裂，B合理；哺乳动物的红细胞在吸水和失水过程中，其形态会发生明显的变化且在显微镜下可以观察到，可用来观察细胞的吸水和失水，C合理；人口腔上皮细胞含有细胞核且无色素，可用来观察DNA、RNA在细胞中的分布，D合理。2.(2020·江苏南通、泰州、扬州、徐州、等二模，20)下列用2(mol·L－1)的乙二醇溶液和2(mol·L－1)的蔗糖溶液分别浸泡取自同一部位的植物表皮，每隔相同时间在显微镜下测量视野中若干个细胞的长度x和原生质体长度y(如图1)，并计算x/y的平均值，得到图2所示结果。对结果曲线分析中错误的是(

)A.2(mol·L－1)的乙二醇溶液和2(mol·L－1)的蔗糖溶液的渗透压相等B.A点前比值不变说明表皮细胞水分子进出平衡C.B点前表皮细胞的吸水能力逐渐增大D.C点后表皮细胞发生质壁分离复原B解析渗透压大小主要与溶液中溶质微粒的数目有关，2(mol·L－1)的乙二醇溶液和2(mol·L－1)的蔗糖溶液的渗透压相等，A正确；由题图可知：A之前不变的原因是一开始细胞失水较少，原生质体与细胞壁还未分离，B错误；据图分析可知B点时x/y的比值达到最大值，此时细胞失水达到最大值，证明B点前细胞逐渐失水，故表皮细胞的吸水能力逐渐增大，C正确；C点时置于乙二醇溶液中的x/y的比值达到最大，此后逐渐变小，证明细胞吸水，即C点后表皮细胞发生质壁分离复原，D正确。重温真题

经典再现41.经典重组判断正误 (1)需要高倍显微镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离(2019·海南卷，7C)(

) (2)α­-淀粉酶从糊粉层细胞排到细胞外的方式是逆浓度梯度经协助扩散排出(2018·海南卷，7B)(

) (3)物质通过脂质双分子层的扩散速率与其脂溶性有关(2016·海南卷，1D)(

) (4)用黑藻叶片进行质壁分离实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察(2014·全国卷Ⅰ，4B)(

) (5)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质元素离子的速率都相同(2013·全国卷Ⅰ，3A)(

)

提示

(1)× (2)×

α-­淀粉酶的化学本质是蛋白质，从糊粉层排到细胞外的方式是胞吐。 (3)√

(4)× (5)×不相同，与载体蛋白的种类和数量有关。2.(2020·江苏卷，5)如图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是(

)A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同B.Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞C.多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞D.口服维生素D通过方式⑤被吸收A解析

由图示可知，葡萄糖进入小肠上皮细胞时逆浓度梯度运输，该运输方式属于主动运输，葡萄糖运出小肠上皮细胞时顺浓度梯度运输且需要载体，该运输方式为协助扩散，A正确；据图可知，Na＋主要以方式②(主动运输)运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以方式⑤胞吞进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；维生素D为固醇类物质，口服维生素D通过方式④(自由扩散)被吸收，D错误。3.(2020·山东等级考，3)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是(

) A.在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构 B.观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片 C.质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小 D.探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液

解析

叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，需在电子显微镜才能看到，A正确；黑藻成熟叶片细胞不进行有丝分裂，不能用来观察植物细胞的有丝分裂，B正确；质壁分离过程中，由于原生质体失水缩小，故黑藻细胞绿色加深、吸水能力增强，C错误；光合色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇溶解和提取黑藻叶片中的光合色素，D正确。C4.(2019·海南卷，8)植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列叙述错误的是(

) A.根细胞中的K＋不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中 B.矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞 C.根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中 D.叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于结合水

解析

根细胞中的K＋不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中，因为钾离子跨膜运输需要载体，自由扩散不需要载体，A正确；矿质元素离子在细胞内积累会引起细胞液浓度增大，进而发生吸水，故会引起外界溶液中的水进入细胞，B正确；细胞内无机盐大多以离子形式存在，根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中，C正确；叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于自由水，可以分解成氧气和[H]，D错误。D5.(2019·全国卷Ⅱ，3)某种H＋－ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H＋。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中(假设细胞内的pH高于细胞外)，置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H＋－ATPase的抑制剂(抑制ATP水解)，再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是(

) A.H＋－ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H＋转运到细胞外 B.蓝光通过保卫细胞质膜上的H＋－ATPase发挥作用导致H＋逆浓度梯度跨膜运输 C.H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量可由蓝光直接提供 D.溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞C解析用蓝光照射后，含有保卫细胞的溶液的pH下降，可推测细胞内的H＋被转运到了细胞外，再结合题干信息可推测H＋－ATPase位于保卫细胞质膜上，A不符合题意；细胞内pH高于细胞外，即细胞内H＋浓度低于细胞外，用蓝光照射后，溶液的pH明显降低，推测蓝光可通过保卫细胞质膜上的H＋－ATPase发挥作用使细胞内的H＋逆浓度梯度转运到细胞外，B不符合题意；H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量来自ATP水解，不是由蓝光直接提供，C符合题意；溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞，D不符合题意。6.(2021·1月八省联考广东卷)如图所示，质子泵跨膜运输H＋的过程。质子泵抑制剂可与胃壁细胞膜上的质子泵共价结合，使其不可逆地失活，从而抑制胃酸的分泌。下列叙述错误的是(

)A.质子泵以主动运输的方式将H＋运出细胞B.质子泵参与细胞及其微环境的pH调控C.质子泵本质上是一种生物膜上的载体蛋白D.呼吸抑制剂使质子泵失活而抑制胃酸分泌解析

由题图可知，H＋从膜内逆浓度运输到膜外，需要质子泵的协助，并消耗ATP，其运输方式为主动运输，A正确；质子泵通过跨膜运输H＋，而改变了细胞内外的H＋浓度，参与细胞及其微环境pH的调控，B正确；由题图可知，质子泵是细胞膜上的载体蛋白，C正确；呼吸抑制剂通过抑制ATP的生成而抑制胃酸分泌，并不能使质子泵失活，D错误。D课后·分层训练51.(2018·北京卷，1)细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以(自由)扩散方式通过细胞膜的是(

) A.Na＋

B.二氧化碳

C.RNA

D.胰岛素

解析

物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。自由扩散不需要载体蛋白、不消耗ATP，以自由扩散方式通过细胞膜的物质有水、气体、脂溶性物质等，B符合题意；Na＋通过细胞膜的方式有协助扩散和主动运输，A不符合题意；RNA是生物大分子，一般不能以自由扩散的方式通过细胞膜，C不符合题意；胰岛素是蛋白质，以胞吐的方式运出细胞，D不符合题意。B2.(2020·江苏楚州中学第三次阶段考)(多选)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和两次处理，下列叙述错误的是(

)A.第一次观察为低倍镜观察，后两次为高倍镜观察B.第一次处理滴加的液体为清水，第二次滴加的液体为0.3g/mL的蔗糖溶液C.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中不属于原生质层的结构有细胞壁、细胞核和细胞液ABC解析三次均为低倍镜观察，A错误；第一次处理滴加的液体为0.3g/mL的蔗糖溶液，第二次滴加的液体为清水，B错误；若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，因内表皮细胞也是成熟的植物细胞，所以会发生质壁分离，C错误；原生质层是指细胞膜和液泡膜、以及两层膜之间的细胞质，据此可推知：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中不属于原生质层的结构有细胞壁、细胞核和细胞液，D正确。3.(2020·江苏南京、盐城一模)将某成熟的植物细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示，下列有关叙述正确的是(

)A.实验开始时，该植物细胞的细胞液浓度高于物质A溶液的浓度B.0～1h内，物质A没有通过细胞膜进入细胞内C.物质A通过主动运输方式经过原生质层进入液泡内D.实验1h时，若滴加清水进行实验，则原生质体的体积变化速率比图示的大D解析分析曲线图，0～1h内，原生质体的相对体积不断缩小，判断此时细胞失水，说明物质A溶液的浓度大于植物细胞的细胞液浓度，A错误；由图可知，该细胞中原生质体的相对体积先减小后增大，这说明该细胞先发生质壁分离后发生质壁分离的复原，由此可推知物质A可通过细胞膜进入细胞，B错误；物质A的化学成分不能确定，故运输方式不确定，若A是硝酸钾溶液，则进入细胞的方式为主动运输，若A是尿素，则进入细胞的方式是自由扩散，C错误；实验1h时，由于物质A进入细胞使细胞液浓度变大，若此时滴加清水，会使细胞外液浓度进一步降低，质壁分离复原会更快，D正确。4.(2021·1月八省联考河北卷)植物细胞膜磷脂双分子层对水有一定的通透性，但研究发现大量的水通过细胞膜上的水通道蛋白进出细胞。下列关于水通道蛋白与植物体内水分代谢关系的叙述，错误的是(

) A.水通道蛋白活性增强的植物叶片气孔更易开放 B.水通道蛋白活性减弱的植物细胞在高渗溶液中不发生质壁分离 C.水通道蛋白活性增强的植物在缺水条件下更易发生萎蔫 D.水通道蛋白活性减弱的植物细胞伸长生长速率降低

解析

水通道蛋白活性增强，保卫细胞更容易吸水，叶片气孔更易开放，A正确；水通道蛋白活性减弱的植物细胞在高渗溶液中仍然可以通过水通道蛋白和自由扩散的方式失水，所以能发生质壁分离，B错误；水通道蛋白活性增强，缺水条件下失水更快，更易发生萎蔫，C正确；水通道蛋白活性减弱，吸水速度减慢，伸长生长速率降低，D正确。B5.(2020·江苏无锡期中)图1、2表示生物体内甲、乙、丙、丁四类物质跨膜运输的方式，其中①～③表示不同的蛋白质分子。下列叙述正确的是(

)A.物质甲、乙、丙、丁进入细胞时均需要消耗能量B.①、②、③的空间结构及变化与其功能相适应C.细胞通过图1所示的运输方式主动吸收养料并排出代谢废物D.胰岛B细胞排出胰岛素的方式与图2所示的运输方式相同B解析分析题图，图1中甲物质运输方向是高浓度运输到低浓度，不需要载体和能量，表示自由扩散；乙物质的运输方向是高浓度运输到低浓度，需要载体，不需要能量，属于协助扩散；丙物质的运输方向是高浓度运输到低浓度，需要载体，不需要能量，属于协助扩散；丁物质运输方向是低浓度运输到高浓度，需要载体和能量，表示主动运输；①～③是三种蛋白质，其中①③表示两种载体蛋白，②表示通道蛋白。根据以上分析已知，丁物质进入细胞需要能量，而甲、乙、丙三种物质进入细胞时都不需要消耗能量，A错误；图中①、②、③都与物质的跨膜运输有关，它们的空间结构及变化与其功能相适应，B正确；细胞通过图2所示的运输方式主动吸收养料并排出代谢废物，C错误；胰岛B细胞排出胰岛素的方式是胞吐，而图2所示的运输方式为主动运输，D错误。6.(2020·江苏南通、泰州一模)下列有关人体内物质进出细胞的叙述，正确的是(

) A.红细胞从血浆中吸收氧气不需要载体蛋白 B.神经纤维静息时K＋外流需要消耗能量 C.肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖属于协助扩散 D.胰腺细胞分泌胰蛋白酶需要载体蛋白的参与

解析

红细胞从血浆中吸收氧气属于自由扩散，不需要载体蛋白，A正确；神经纤维静息时K＋外流属于协助扩散，不需要消耗能量，B错误；肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖属于主动运输，C错误；胰腺细胞分泌胰蛋白酶属于胞吐，不需要载体蛋白的参与，D错误。A7.(2020·江苏南京六校联合体一模)协同运输是物质跨膜运输的一种方式，其过程如下图所示。Na＋进入细胞所需动力来自于膜两侧的浓度差，葡萄糖进入细胞是在膜两侧Na＋浓度梯度驱动下进行的，而细胞内的Na＋则由另一种载体蛋白运到膜外.下列有关叙述正确的是(

)A.同时与Na＋和葡萄糖结合的载体蛋白无特异性B.甘油分子、乙醇分子与Na＋跨膜运输的方式相同C.细胞吸收葡萄糖是一种不消耗能量的协助扩散D.图示协同运输方式是一种特殊形式的主动运输D解析分析题图，与Na＋结合的两种载体蛋白形状不同，说明蛋白质的结构不同，有特异性，A错误；甘油分子、乙醇分子运输方式是自由扩散与Na＋跨膜运输的方式不同，B错误；在膜两侧Na＋浓度梯度驱动下吸收葡萄糖，说明细胞吸收葡萄糖是一种特殊的主动运输，C错误；图示协同运输方式是一种特殊形式的主动运输，D正确。8.(2020·江苏盐城期中)图1是“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验的操作过程图，图2是观察到的结果示意图，其中①、②指细胞结构。请分析回答下列问题：图1图2(1)图1中，步骤C所用的蔗糖溶液浓度比细胞液浓度________；步骤D的观察时间不宜过长，原因是______________________________________。(2)步骤B用显微镜观察的主要目的是______________。为达到较理想的实验效果，步骤C的操作注意点是________________。(3)整个实验过程是在________倍显微镜下观察的。步骤F观察到的细胞图像是图2中的________。(4)图2中，出现细胞丙所示变化的内因是①的伸缩性比②的________。(5)若用适宜浓度的硝酸钾溶液进行实验，发现不需滴加清水即可发生质壁分离复原现象，其原因是__________________________________________。答案(1)高防止细胞过度失水死亡(2)作为后续观察的对照需重复几次(3)低甲(4)小(5)硝酸根离子和钾离子进入细胞，细胞吸水发生自动复原解析(1)步骤C要观察的是植物细胞的质壁分离现象，用的蔗糖溶液浓度要比细胞液浓度高；步骤D的观察时间不宜过长，原因是为了防止细胞过度失水死亡。(2)步骤B用显微镜观察的主要目的是作为后续观察的对照，而为达到较理想的实验效果，步骤C的操作注意点是需重复操作几次，使得植物细胞充分浸没在蔗糖溶液当中。(3)整个实验过程在低倍显微镜下观察即可，低倍镜下可以观察到液泡；步骤F又滴加了清水，植物细胞此时吸水，观察到的细胞图像是图2中的甲。(4)据分析可得，图中①为细胞壁，②为原生质层，出现细胞丙所示变化的内因是细胞壁的伸缩性比原生质层的伸缩性要小。(5)用适宜浓度的硝酸钾溶液进行实验，外界溶液的浓度高于细胞液浓度，细胞失水发生质壁分离；水分的运输方式是自由扩散，而硝酸根离子和钾离子是以主动运输的方式进入细胞，细胞液的浓度高于外界溶液后，植物细胞又吸水，因而发生质壁分离自动复原的现象其原因是硝酸根离子和钾离子进入细胞，细胞吸水发生自动复原。10.(2020·江苏姜堰等五校联考)人的某些细胞膜上的CFTR蛋白与Na＋和Cl－的跨膜运输有关。当CFTR蛋白结构异常时，会导致患者支气管中黏液增多，肺部感染，引发囊性纤维病。下图为一个人体细胞内外不同离子的相对浓度示意图，则下列说法正确的是(

)A.囊性纤维病说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状B.由图可知，Na＋排出细胞属于主动运输C.如果大量Cl－进入神经细胞，将有利于兴奋(神经冲动)的形成D.CFTR蛋白与Na＋和Cl－两种离子的跨膜运输有关，说明载体蛋白不具有特异性B解析CFTR蛋白基因突变引起CFTR蛋白结构异常进而导致CFTR蛋白功能异常，说明基因可通过蛋白质结构直接控制生物体的性状，A错误；识图分析可知，细胞外Na＋的浓度高于细胞内，因此Na＋排出细胞是逆着浓度梯度，属于主动运输，B正确；如果大量Cl－进入神经细胞，会使静息电位值加大，从而使细胞不容易产生动作电位，即抑制突触后膜的兴奋，不利于兴奋的形成，C错误；CFTR蛋白与Na＋和Cl－两种离子的跨膜运输有关，但不能运输其他离子，说明载体蛋白具有特异性，D错误。11.(2020·江苏南通、泰州、扬州、徐州、淮安、连云港、宿迁二模)下列有关物质进出细胞的叙述，正确的是(

) A.小肠上皮细胞吸收氨基酸和葡萄糖都需要载体 B.性激素进入靶细胞的过程需要载体和能量 C.植物根细胞吸收Ca2＋的速率与土壤溶液中Ca2＋浓度成正比 D.神经递质释放需消耗ATP属于主动运输

解析

小肠上皮细胞吸收氨基酸和葡萄糖的方式均为主动运输，都需要载体和能量，A正确；性激素进入靶细胞的方式为自由扩散，不需要载体和能量，B错误；植物根细胞吸收Ca2＋的方式为主动运输，吸收速率取决于根细胞细胞膜上运载离子的载体数量多少及能量多少，C错误；神经递质释放方式为胞吐，需消耗ATP，D错误。A12.(2020·江苏楚州中学第三次阶段考)细胞内很多化学反应都是在生物膜上进行的，下图表示真核细胞中3种生物膜上发生的化学变化示意图。请回答下列问题：(1)图中的①是指________膜(填细胞结构名称)。(2)图③表示的生理过程是________，图②膜上附着的________物质，有利于其反应进行。(3)图中②和③两种生物膜除产生图中物质外，还均可产生的物质是________，由此说明生物膜具有的功能是________________________。(4)某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用四种曲线表示。在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④相符，则细胞膜运输物质X的方式是________，当氧气浓度和物质X浓度超过一定值时，运输速率不再增加，此时限制其运输速率的主要因素是______________________。(5)细胞膜及上图①～③中生物膜功能各不相同，从组成成分分析其主要原因是_______________________________________________________________。答案(1)高尔基体(2)有氧呼吸第三阶段(光合)色素和酶(3)ATP进行能量转换(4)主动运输载体的数量(5)含有的蛋白质不同解析(1)分析题干中示意图，依据图中进行的物质变化，可判断图中①表示合成纤维素用于组成细胞壁，场所是高尔基体。(2)图③表示的生理过程是有氧呼吸第三阶段，图②表示光反应，场所是类囊体薄膜，因为该膜上附着的(光合)色素和酶，有利于其反应进行。(3)图中②和③两种生物膜除产生图中物质外，还均可产生的物质是ATP，由此说明生物膜具有的功能是进行能量转换。(4)图②中在起始端内，物质的运输速率与物质浓度呈正相关，达到饱和点后不再上升，这可能是受到载体蛋白或能量的限制，因此该图可以表示协助扩散或主动运输；图④中在起始端内，物质的运输速率与氧气浓度呈正相关，说明该物质运输需要消耗能量，可表示主动运输，因此与曲线②和④相符是主动运输。当氧气浓度和物质X浓度超过一定值时，运输速率不再增加，此时限制其运输速率的主要因素是载体的数量。(5)细胞膜及上图①～③中生物膜功能各不相同，从组成成分分析其主要原因是含有的蛋白质不同，因为蛋白质是生命活动的承担者。13.(2020·安徽名校模拟)某校生物兴趣小组利用“小液流法”估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度，实验步骤和结果如下：

实验步骤：

①配制具有一定浓度梯度的蔗糖溶液。

②取12支干燥洁净的带塞试管，分成甲、乙两组，每组试管依次编为1～6

号。向甲、乙两组相同编号的试管中加入相同浓度的蔗糖溶液4mL，迅速塞紧试管，备用。