高中生物：第3讲 物质出入细胞的方式

第二单元

liiijfiBaftffi

第3讲物质出入细胞的方式

基础过关

下图表示用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞做质壁分离实验的结果，叙述正确的是（）。

A.在质壁分离过程中,③浓度>④浓度>外界溶液浓度

B.③属于原生质层的一部分

C.结构③中溶液的浓度随质壁分离而降低

D.发生质壁分离的细胞放回清水中不一定能复原

【解析】在质壁分离过程中，细胞失水,所以外界溶液浓度〉④浓度>③浓度,A错误;细胞液不属于原生质

层,B错误;细胞失水导致质壁分离，所以结构③中溶液的浓度随质壁分离而升高,C错误;发生质壁分离的细胞,

如果失水过多或失水时间过长,细胞失去活性，放回清水中则不能复原,D正确。

【答案】D

液

泡

甲

直

径

---------乙

n'—1—1—1—1—

u246810

处理时间(min)

现有两个取自同一个紫色洋葱鳞片叶外表皮的大小相同、生理状态相似的成熟细胞，将它们分别浸没在

甲、乙两种溶液中，测得液泡直径的变化情况如图所示。下列有关叙述正确的是（）。

A.乙溶液的浓度比甲溶液的大

B.2min时，甲、乙溶液中细胞的细胞液浓度均高于初始值

C.10min时,取出两个细胞并置于清水中，都能观察到质壁分离复原现象

D.图中拐点a时细胞开始吸收溶质甲

【解析】分析题图,实验开始一段时间内，与乙溶液中的细胞相比，甲溶液中细胞的液泡直径减小的速度

更快，故甲溶液的浓度比乙溶液的大,A错误;0~2min内，甲、乙溶液中细胞的液泡直径都减小恪田胞不断失水,

细胞液浓度均高于初始值,B正确;由图可知，甲溶液中细胞可能会发生质壁分离自动复原,10min时,取出两

个细胞并置于清水中，只有乙细胞可能发生质壁分离复原,C错误;细胞吸收溶质甲发生在拐点a之前,D错误。

【答案】B

下图甲表示在不同分类依据下，物质进出细胞的几种运输方式（d~h）间的关系;图乙表示物质运输速率与

被运输物质浓度的关系。下列叙述错误的是（）o

|物质进出细胞的方式

I：II；IIjIIfI

甲乙

选项图甲中a与b的分类依据推导的结论

A是否需要载体蛋白f一定符合图乙曲线

B是否需要载体蛋白d、e符合图乙曲线

C是否消耗ATPf一定符合图乙曲线

D是否消耗ATPd、e可能符合图乙曲线

【解析】据图分析,若图中a和b的分类依据是是否需要载体蛋白，则d、e表示主动运输和协助扩散，

符合图乙曲线,f表示自由扩散，不符合图乙曲线,A错误、B正确;若图中a和b的分类依据是是否消耗ATP,

则f表示主动运输，符合图乙曲线,d、e表示自由扩散和协助扩散，若为协助扩散则符合图乙曲线,D正确。

【答案】A

CcP+对植物细胞的核仁有毒害作用，而Ca2+则有缓解Cd2+毒害的作用。Ca2+竞争细胞膜上CcP+的吸收

位点并通过稳定膜结构维持细胞内外离子平衡;Ca2+还可以通过钙结合蛋白调节靶细胞的活动，如影响DNA

合成、修复及转录等过程。下列说法错误的是（）。

A.钙结合蛋白可通过核孔进入细胞核中发挥作用

B.Ca2+和Cd2+一定不是通过细胞膜上同一通道进入细胞中的

C.有的无机盐离子对于维持生物体的生命活动有重要作用

D.CcP+进入植物根尖细胞后可能影响核糖体的形成

【解析】由题干信息可知,Ca2+通过钙结合蛋白可调节靶细胞的活动,如影响DNA合成、修复及转录过

程等，说明钙结合蛋白可通过核孔进入细胞核中发挥作用,A正确;由于Ca2+能通过竞争细胞膜上Cd2+的吸收

位点，抑制Cd2+的吸收，因此Ca2+和Cd2+可能通过细胞膜上同一通道进入细胞中,B错误;由Ca2+的作用可以

推测,无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用（正确;核仁与核糖体的形成有关,CcP+对核仁有

毒害作用，因此可能影响核糖体的形成,D正确。

【答案】B

下图为细胞吸水力随质壁分离程度的变化曲线，相关叙述正确的是（）o

八细胞吸水力

>质壁分离

r17最大程度,

细胞质壁分离程度

A.在质壁分离复原过程中，细胞吸水力应逐渐升高

B.细胞吸水力与质壁分离程度呈负相关

C.细胞不发生质壁分离就没有吸水力

D.如果增大外界溶液的浓度，则细胞的质壁分离程度可能更高

【解析】由题图知,在一定范围内，细胞质壁分离程度越大，细胞吸水力越强，所以，在质壁分离复原过程中,

细胞吸水力逐渐降低,A错误;细胞吸水力与质壁分离程度呈正相关,B错误;细胞吸水力与细胞液浓度有关，不

发生质壁分离的细胞同样具有一定的吸水力,C错误;当外界溶液浓度增大时，细胞液与外界溶液间的浓度差

增大,细胞质壁分离的程度可能会更高,D正确。

【答案】D

下图是某细胞经某种实验处理后的示意图，下列有关叙述正确的是（）。

A.该细胞在"用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体"实验中适合用来观察线粒体

B.图中①处溶液的浓度一定大于⑥处溶液的浓度

C.若①处的体积继续增大,则⑥处的溶液浓度将会降低

D.该实验结果表明,原生质层具有一定的流动性和选择透过性

【解析】活细胞中的线粒体可被健那绿染液染成蓝绿色，图示细胞中绿色的叶绿体会干扰对染色后的线

粒体的观察,A错误;图示细胞可能处于质壁分离过程中的某时刻，此时①处溶液浓度大于⑥处溶液浓度，也可

能处于质壁分离后复原过程中的某时刻，此时①处溶液浓度小于⑥处溶液浓度,也可能处于质壁分离后的动

态平衡状态，此时①处溶液浓度等于⑥处溶液浓度,B错误;若①处体积继续增大，则⑥处细胞液将继续失水而

导致溶液浓度继续增大,C错误。

【答案】D

下列情况中，使用普通光学显微镜不能观察到的是（）。

A.洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞膜的暗一亮一暗三层结构

B.人红细胞在蒸储水中体积增大、破裂的现象

C.分布在水绵受极细光束照射部位的好氧细菌

D.洋葱根尖细胞有丝分裂中期染色体的形态和分布

【解析】洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞膜的暗-亮-暗三层结构要在电镜下才能观察到,A错误.

【答案】A

将大小相同的马铃薯幼根与物种A的幼根各5个分别放入甲~戊五种不同浓度的蔗糖溶液中，数小时后，

取出称重,质量变化如图所示。以下关于该实验结果的说法错误的是（）o

4

3•马铃普

质2

量1△物种A

变O

化

⑷-1

-2

-3

-4-

-5

-6

甲乙丙丁戊

（不同浓度的蔗糖溶液）

A.与马铃薯幼根细胞液等渗的溶液是甲溶液

B.马铃薯比物种A更耐旱

C.物种A幼根的细胞在甲浓度溶液中一定会发生明显的质壁分离

D.在这五种蔗糖溶液中，浓度最大的是乙溶液

【解析】在甲溶液中，马铃薯幼根的质量不变，说明马铃薯细胞吸水和失水处于动态平衡,甲溶液是马铃

薯幼根细胞液的等渗溶液,A正确;由图可知，马铃薯吸水能力要比物种A强，所以马铃薯更耐干旱,B正确;物种

A幼根细胞的发育程度不同,因此其在甲浓度溶液中不一定会发生明显的质壁分离工错误;在这五种蔗糖溶

液中，乙溶液中的马铃薯幼根的质量减少最大，说明乙溶液的浓度最大,D正确。

【答案】C

考能突破

肌浆网是横纹肌细胞中的滑面型内质网。当肌肉收缩时，肌细胞内的肌浆网在ATP酶的作用下向肌浆（细

胞质）中释放出储存的Ca2+,并与和收缩有关的蛋白质结合，引起收缩。肌肉松弛时,Ca2+又进入肌浆网内储

存。下列叙述不正确的是（）。

A.Ca2+是横纹肌收缩物质的活化剂，具有维持神经肌肉正常兴奋性的作用

B.肌浆网有调节肌浆中Ca2+浓度的作用

C.Ca2+通过肌浆网膜可能与主动运输有关

D.当血钙过高时神经肌肉的兴奋性过高横纹肌可能出现痉挛现象

【解析】Ca2+通过肌浆网膜与ATP酶有关，即需要消耗ATP,故该过程可能与主动运输有关,C正确;当血

钙过高时，神经肌肉的兴奋性过高会出现肌无力,D错误。

【答案】D

某同学用适宜浓度的KN03溶液和新鲜的洋葱鳞片叶紫色外表皮细胞制成临时装片,10min后进行观

察，未观察到质壁分离现象。以下相关叙述不乏碉的是（）.

A.该同学未观察到质壁分离现象的原因极有可能是细胞发生质壁分离后又发生质壁分离的复原

B.若实验中出现质壁分离复原，则该过程中要消耗ATP

C.质壁分离复原实验既能判断细胞的死活,又能证明原生质层与细胞壁伸缩性的大小

D.在质壁分离复原过程中恪田胞吸水时开始吸收No,

【解析】该同学做好装片后未及时观察,后来未观察到质壁分离现象的原因极有可能是细胞发生质壁分

离后又发生质壁分离的复原,A正确;若实验中出现质壁分离复原，说明细胞吸收了KNO3,则该过程中要消耗

ATP,B正确;质壁分离复原实验既能判断细胞的死活，又能证明原生质层与细胞壁伸缩性的大小（正确;在质

壁分离复原过程中，细胞吸收No,在先，重新吸水在后,D错误。

【答案】D

某同学选取不同生物的体细胞用光学显微镜或电子显微镜分别观察了叶绿体、细胞结构及细胞失水与

吸水。视野中的图像如下图所示（图像的"。"表示视野的边界）。下列叙述不正碉的是（）。

I

A.视野1与视野3中的细胞结构为光学显微结构，视野2中的为亚显微结构

B.视野2一定为动物细胞，因为图中有中心体而没有叶绿体

C.视野1中的叶绿体实际处于细胞的右下方才安逆时针方向运动

D.视野3中b/c的值逐渐变大时细胞的吸水能力逐渐加强

【解析】视野1与视野3中的细胞结构为光学显微结构，视野2中显示了细胞的细微结构，为亚显微结

构,A正确;由于显示的是一个视野中的结构而不是细胞模式图，视野2可能为动物细胞或低等植物细胞,B错

误;视野1中的叶绿体在左上方，而实际处于细胞的右下方才安逆时针方向运动,C正确;视野3中b/c的值逐渐

变大时说明细胞在失水,细胞的吸水能力逐渐加强,D正确。

【答案】B

渗透是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜从低浓度溶液到高浓度溶液的一种扩散。下列有关叙述正

确的是（）o

A.人体组织细胞产生的CO2通过渗透作用进入组织液

B.黑藻叶片在30%的蔗糖溶液中发生质壁分离现象主要通过渗透作用实现

C.渗透作用发生的必备条件之一是要有选择透过性膜，其次膜的两侧要有浓度差

D.发生渗透作用时ADP/ATP的值会变大

【解析】渗透是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜从低浓度溶液到高浓度溶液的一种扩散。人体组

织细胞产生的CO2通过扩散作用进入组织液,A错误;黑藻叶片在30%的蔗糖溶液中发生质壁分离现象主要

通过渗透作用实现,B正确;渗透作用发生的必备条件之一是要有半透膜,其次膜的两侧要有浓度差,C错误;发

生渗透作用时ADP/ATP的值一般不会改变,D错误。

【答案】B

下列关于细胞的物质跨膜运输的叙述，正确的是（）o

A.通过胞吐的方式从细胞中运出的均为大分子或颗粒状物体

B.抑制细胞呼吸不会阻碍葡萄糖进入红细胞

C.胞吐与膜蛋白无关，但消耗能量

D.细胞主动运输物质的结果是使该物质在细胞膜内外浓度趋于平衡

【解析】通过胞吐的方式从细胞中运出的不一定为大分子或颗粒状物体△错误;葡萄糖进入红细胞为协

助扩散，抑制细胞呼吸一般不会阻碍葡萄糖进入红细胞,B正确;大分子物质通过胞吞作用进入细胞内,是通过

受体分子介导的,C错误;细胞主动运输物质的结果是使该物质在细胞膜内外维持一定的浓度差,D错误。

【答案】B

综合提分

下图1表示物质运输的不同方式（图中n、A、n、c代表跨膜的离子或小分子），图2表示肾小管上皮细胞

重吸收葡萄糖的过程。请回答下列问题。

图1

肾小管上皮

细胞膜

肾小管肾小管上皮

管腔载体细胞质

。00

,0

Na*"4葡萄糖

（）

。4525mmol/L

葡萄象太oNa*

mmol/L)

(5mmol/L)

图2

（1）图1中"P"侧属于细胞的侧，判断依据是。

⑵图1中b、c方式运输的特点有逆浓度梯度、、物质X的运输方式为。

（3）结合图1和图2分析，图1中通过a方式进行Y转运所需的能量来源于（填序号）。

①X运输中的梯度动力②ATP直接提供能量

③光能驱动④细胞内物质合成时释放的能量

（4）据图2推测，限制肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖的两个主要因素

是O

【解析】Q）糖蛋白只分布在细胞膜的外表面，即P侧。（2）图1中b、c的运输方式都是主动运输，特点

是物质逆浓度梯度运输,需载体蛋白和能量;物质X的运输方式为协'助扩散。（3）Y与X通过同一个载体运输,

可知Y转运所需的能量来源于X转运时释放的能量。（4）由于葡萄糖在肾小管中被重吸收过程是借助Na+

的转运主动进行的，故推测限制肾小管对葡萄糖重吸收的两个主要因素是细胞膜上载体蛋白的数量和Na+

的吸收量。

【答案】Q）外糖蛋白位于膜外侧（2）需要载体消耗能量协助扩散（3）①（4）细胞膜上载体蛋

白的数量、Na+的吸收量（膜内外Na+的浓度梯度）

科学家研究发现,细胞膜的跨膜蛋白中，有一种与水的跨膜运输有关的水通道蛋白。回答下列问题：

（1）细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白，核糖体上合成的肽链,需要在中加工和修饰

后,再运输到细胞膜上。

（2）从细胞膜的结构分析，由于，水分子自由扩散通过细

胞膜时会受到一定的阻碍。现在研究确认，细胞膜上的水通道蛋白能帮助水分子从低渗溶液向高渗溶液方向

跨膜运输，这种水分子跨膜运输的方式是。

（3）哺乳动物的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破，有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验，验证

这个推测是正确的。（要求:写出实验思路、预期实验结果）

【解析】Q）细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白，首先在核糖体上合成肽链，肽链还需要在内质网

和高尔基体中加工修饰后,再运输到细胞膜上。（2）磷脂双分子层构成细胞膜的骨架，由于磷脂双分子层内部

具有疏水性，因此水分子以自由扩散的方式通过细胞膜时会受到一定的阻碍。水分子借助细胞膜上的水通道

蛋白从低渗溶液向高渗溶液方向跨膜运输，运输方式是协助扩散。（3）实验目的是验证哺乳动物的红细胞的吸

水涨破与水通道蛋白有关，所以自变量是有无水通道蛋白，因变量是细胞吸水涨破所需的时间。对照实验的设

计应遵循单一变量原则和对照原则，应将实验分为甲、乙两组，乙组作为对照组,其红细胞膜上的水通道蛋白

不被破坏;甲组作为实验组，其红细胞膜上的水通道蛋白被破坏;甲、乙两组无关变量均应相同且适宜;将两组

细胞同时置于蒸储水中，测定两组细胞吸水涨破所需的时间。根据本实验的目的可知，本实验的预期结果:乙

组吸水涨破所需时间短，说明推测正确。

【答案】Q）内质网和高尔基体（2）磷脂双分子层内部具有疏水性（合理即可）协助扩散（3）实验思路:

取甲、乙两组等量的哺乳动物红细胞，将甲组红细胞膜上蛋白质（或水通道蛋白）破坏，乙组红细胞不做处理，

然后将两组细胞同时置于蒸储水中，测定两组细胞吸水涨破所需的时间。预期实验结果:乙组吸水涨破所需时

间短，说明推测正确。（合理即可）

正常细胞内的K+浓度约为细胞外的30倍，细胞外的Na+浓度约为细胞内的12倍。当细胞内外的Na+

浓度差、K+浓度差减小时，细胞膜上的Na+/K+-ATP酶发挥作用,这种酶可以通过水解ATP,将细胞内的Na+

移出膜外，将细胞外的K+移入膜内。具体过程如图1所示:

图2图3

⑴膜内外Na+具有浓度差,与膜的性有关。Na+/K+-ATP酶将细胞内的Na+移出膜外的跨膜运输

方式是O

（2）在运输Na+和K+的过程中,Na+/K+-ATP酶的发生改变，有利于与离子的结合与分离。

（3）比较图2和图3,当Na+和K+（填"顺"或"逆"漓子浓度差流过Na+/K+-ATP酶时，将ADP

合成ATP,说明进行ATP合成或分解的反应条件取决于

（4）生物膜系统的分隔作用及能量是维系细胞有序性的基础，线粒体内膜上主要完成类似图（填编号）

的过程。

【解析】Q）生物膜的选择透过性使得膜内外的物质（如Na+）存在浓度差。根据题干信息可知,Na+运出

细胞是逆浓度梯度进行的，而且需要消耗能量，故为主动运输。（2）由图示可知,在运输Na+和K+的过程

中,Na+/K+-ATP酶的空间结构发生改变，这种改变有利于与离子的结合与分离。⑶分析图2、3可知，当Na+

和K+顺离子浓度差流过Na+/K+-ATP酶时，将ADP合成ATP;当Na+和K+逆浓度差流过Na+/K+-ATP酶时,

生成ADP。根据以上分析可知,离子的流动方向决定了是将ADP合成ATP还是将ATP水解生成ADP。（4）

生物膜系统的分隔作用及能量可以维持细胞高效有序地进行各项生命活动，线粒体是有氧呼吸的主要场所，

线粒体内膜上进行的是［H］与氧结合形成水，同时伴随着ATP的合成，故其内膜上主要完成类似图2的过程。

【答案】⑴选择透过主动运输（2）空间结构⑶顺离子的流动方向（4）2

在小肠绒毛上皮细胞膜表面存在两种形式的葡萄糖载体——SGLT1和GLUT2,其工作机理如图1所示;

纽约大学的George.L.Kellett测定了小肠绒毛上皮细胞上的这两种载体在不同葡萄糖浓度下的运输速率，

结果如图2所示。请据图回答相关问题：

运

输

速

率

l〔

l

m

o

s

m

i

m

g

)

〕(

干

重

)

图2

（1）根据图1分析,小肠绒毛上皮细胞可以通过SGLT1以方式从肠腔吸收葡萄糖，也可以通过

GLUT2以方式从肠腔吸收葡萄糖,其中主动运输葡萄糖消耗的能量直接来源

于。小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的方式体现了细胞膜具有的功

能。

（2）根据图2分析,SGLT1（填"可以"或"不可以"）在顺浓度梯度的情况下运输葡萄糖。当葡

萄糖浓度高于20mmol/L时，随着葡萄糖浓度的进一步提高，小肠绒毛上皮细胞主要靠提高

（填"自由扩散”“协助扩散"或"主动运输"）的速率来增加葡萄糖的吸收。

【解析】（1）据图1分析，葡萄糖通过SGLT1的运输方向是从低浓度到高浓度，该过程需要载体，需要Na+

的浓度差提供的动力势能，属于主动运输;葡萄糖通过GLUT2的运输方向是从高浓度到低浓度,该过程需要载

体，不需要能量，属于协助扩散。小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的方式体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的

功能。⑵根据图2分析,SGLT1可以在顺浓度梯度的情况下运输葡萄糖.当葡萄糖浓度高于20mmol/L时,

需要依赖协助扩散和主动运输来提高吸收速率，主要的运输方式是协助扩散。

【答案】（1）主动运输协助扩散Na+浓度差（答"Na+的流动"等合理即可）控制物质进出细胞（物

质运输）（2）可以协助扩散

生物膜系统从结构和功能上看都是一个统一的整体。根据所学知识，回答下列问题:

黏稠的分泌物

稀薄的不断积累K喙合点

氯离子黏液

电a学

梯度>^»WB.aaeK梯度

蠢

ATX细胞质ATP]

ADPADP+Pi

正常异常关闭的©

CFTR蛋白CFTR蛋白

图1图2

（1）曩性纤维病病人生物膜系统结构受损，导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变，

图1显示了细胞膜的模型，所展示的两类载体蛋白中，氯离子跨膜运输的正常进行是由

决定的。在正常细胞内，氯离子在CFTR蛋白的协助下通过