高考生物微專題（通用版）：第6講 物質(zhì)進出細胞的方式

第6講物質(zhì)進出細胞的方式內(nèi)容考情——知考向核心素養(yǎng)——提考能內(nèi)容要求1.舉例說明物質(zhì)進出細胞的方式2.活動：觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原3.活動：通過模擬實驗探究膜的透性生命觀念歸納物質(zhì)運輸方式的實例和判斷方法，建立生命結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點科學思維影響滲透作用和物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩?，培養(yǎng)邏輯思維能力近三年考情2020·全國卷Ⅰ（4）、2020·全國卷Ⅱ（1、5）、2019·全國卷Ⅱ（3）、2019·全國卷Ⅲ（29）2018·全國卷Ⅰ（3）、2018·全國卷Ⅱ（2）科學探究觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原，探究物質(zhì)跨膜運輸方式社會責任滲透作用在生產(chǎn)生活中的應用考點一滲透作用的原理及應用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，是自由擴散的一種形式。（2）發(fā)生條件（3）現(xiàn)象分析①漏斗內(nèi)液面上升的原因：單位時間內(nèi)由清水進入蔗糖溶液中的水分子數(shù)多于由蔗糖溶液進入清水中的水分子數(shù)。②漏斗內(nèi)液面停止上升的原因：隨著液面的不斷上升，漏斗內(nèi)液體的壓強越來越大，從而使水分子從漏斗內(nèi)移向燒杯的速度加快，水分子進出漏斗的速率越來越接近，直至完全相等，漏斗內(nèi)液面不再升高，此時水分子的進出達到相對平衡。提醒若滲透平衡后，半透膜兩側(cè)液面仍存在液面差，則半透膜兩側(cè)溶液就存在濃度差，液面差越大，濃度差就越大，且液面高的一側(cè)溶液濃度高。2.動、植物細胞的吸水和失水（1）動物細胞的吸水和失水①②現(xiàn)象（2）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。②原理：③現(xiàn)象：3.物質(zhì)跨膜運輸?shù)奶攸c（1）植物對無機鹽離子的吸收科學家將番茄和水稻分別放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiOeq\o\al(4－,4)的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)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實驗結(jié)果不同植物對同種無機鹽離子的吸收有差異；同種植物對不同無機鹽離子的吸收也有差異。②實驗結(jié)論：植物細胞對無機鹽離子的吸收具有選擇性。（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(zhì)的吸收表現(xiàn)出較大的差異性。（1）在滲透作用中，當半透膜兩側(cè)溶液濃度相等時，水分子不再通過半透膜（×）（2）將動物細胞放入一定濃度的外界溶液中，不能發(fā)生滲透作用（×）（3）植物細胞的原生質(zhì)層包括細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核（×）（4）無機鹽離子都是逆濃度梯度跨膜運輸?shù)模ā粒?.請說出原生質(zhì)層與原生質(zhì)體的區(qū)別。eq\x(必修①P61“文字信息”)提示原生質(zhì)層由細胞膜、液泡膜以及兩膜間的細胞質(zhì)組成，原生質(zhì)體是指去除植物細胞壁以后所剩下的植物細胞結(jié)構(gòu)。2.為什么吃比較咸的食物口唇感覺比較干？eq\x(必修①P61“與生活的聯(lián)系”)提示這是因為與細胞內(nèi)液相比，吃較咸食物時外界溶液濃度高，口唇細胞失水導致的。1.（科學思維）成熟植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因是外界溶液的濃度大于細胞液濃度，且原生質(zhì)層比細胞壁伸縮性大。2.（健康生活）濃度低的飲料可以用來補充體內(nèi)水分，濃度高的飲料不能很好地起到補充體內(nèi)水分的作用，因為過高濃度的飲料反而會導致細胞失水。1.半透膜和選擇透過性膜的區(qū)別2.滲透作用原理的應用（1）驗證滲透作用發(fā)生的條件①具有半透膜②半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差（2）比較不同溶液濃度的大小漏斗內(nèi)溶液濃度為M，燒杯內(nèi)溶液濃度為N，以下為各種現(xiàn)象及對應的結(jié)論：（3）探究物質(zhì)能否通過半透膜的方法（以碘和淀粉為例）燒杯內(nèi)盛淀粉溶液漏斗內(nèi)盛碘液結(jié)論變藍不變藍碘能通過半透膜，而淀粉不能不變藍變藍淀粉能通過半透膜，而碘不能變藍變藍淀粉和碘都能通過半透膜不變藍不變藍淀粉和碘都不能通過半透膜考向1結(jié)合細胞吸水和失水分析，考查科學思維能力1.（2017·全國卷Ⅱ，4）將某種植物的成熟細胞放入一定濃度的物質(zhì)A溶液中，發(fā)現(xiàn)其原生質(zhì)體（即植物細胞中細胞壁以內(nèi)的部分）的體積變化趨勢如圖所示，下列敘述正確的是（）A.0～4h內(nèi)物質(zhì)A沒有通過細胞膜進入細胞內(nèi)B.0～1h內(nèi)細胞體積與原生質(zhì)體體積的變化量相等C.2～3h內(nèi)物質(zhì)A溶液的滲透壓小于細胞液的滲透壓D.0～1h內(nèi)液泡中液體的滲透壓大于細胞質(zhì)基質(zhì)的滲透壓答案C[慧眼識圖獲取信息]2.（2020·全國卷Ⅱ，5）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(zhì)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(fā)現(xiàn)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(zhì)交換。據(jù)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(fā)生了質(zhì)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答案D解析甲、乙兩組糖溶液的質(zhì)量濃度（單位為g/mL）相同，但甲糖的相對分子質(zhì)量大于乙糖，所以甲、乙兩組糖溶液的物質(zhì)的量濃度不同（甲<乙），將相同的葉細胞浸入兩種不同物質(zhì)的量濃度的溶液中，在吸水和失水的表現(xiàn)上可能不同。據(jù)題意可推測，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(fā)生滲透失水而表現(xiàn)為質(zhì)壁分離，C正確；若測得乙糖溶液濃度升高，則甲、乙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(zhì)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。3.（2021·西工大附中調(diào)研）將紅細胞分別放在等滲的NaCl和KCl溶液中一段時間，前者不會引發(fā)溶血現(xiàn)象（血細胞破裂）而后者會出現(xiàn)。導致這種現(xiàn)象發(fā)生的原因是（）A.Cl－大量進入紅細胞引起紅細胞吸水B.KCl溶液濃度大于紅細胞內(nèi)溶液濃度C.K＋大量進入紅細胞引起紅細胞吸水D.K＋破壞了紅細胞膜的選擇透過性答案C解析K＋、Na＋分別維持細胞內(nèi)、外滲透壓，將紅細胞分別置于等滲KCl溶液和NaCl溶液中，細胞會主動吸收K＋，而不吸收Na＋，K＋大量進入紅細胞引起紅細胞吸水漲破，C正確?？枷?與礦質(zhì)元素離子吸收有關(guān)的實驗探究4.（2019·全國卷Ⅲ，29）氮元素是植物生長的必需元素，合理施用氮肥可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。回答下列問題：（1）植物細胞內(nèi)，在核糖體上合成的含氮有機物是，在細胞核中合成的含氮有機物是，葉綠體中含氮的光合色素是。（2）農(nóng)作物吸收氮元素的主要形式有銨態(tài)氮（NHeq\o\al(＋,4)）和硝態(tài)氮（NOeq\o\al(－,3)）。已知作物甲對同一種營養(yǎng)液（以硝酸銨為唯一氮源）中NHeq\o\al(＋,4)和NOeq\o\al(－,3)的吸收具有偏好性（NHeq\o\al(＋,4)和NOeq\o\al(－,3)同時存在時，對一種離子的吸收量大于另一種）。請設計實驗對這種偏好性進行驗證，要求簡要寫出實驗思路、預期結(jié)果和結(jié)論。答案（1）蛋白質(zhì)核酸葉綠素（2）實驗思路：配制營養(yǎng)液（以硝酸銨為唯一氮源），用該營養(yǎng)液培養(yǎng)作物甲，一段時間后，檢測營養(yǎng)液中NHeq\o\al(＋,4)和NOeq\o\al(－,3)剩余量。預期結(jié)果和結(jié)論：若營養(yǎng)液中NOeq\o\al(－,3)剩余量小于NHeq\o\al(＋,4)剩余量，則說明作物甲偏好吸收NOeq\o\al(－,3)；若營養(yǎng)液中NHeq\o\al(＋,4)剩余量小于NOeq\o\al(－,3)剩余量，則說明作物甲偏好吸收NHeq\o\al(＋,4)。解析（1）植物細胞內(nèi)的含氮有機物有蛋白質(zhì)、磷脂、ATP、核酸等，其中在核糖體上合成的為蛋白質(zhì)，在細胞核中合成的是DNA和RNA，植物葉綠體中的光合色素有葉綠素和類胡蘿卜素，其中含氮的光合色素是葉綠素。（2）本實驗的目的是驗證作物甲對硝酸銨中的NHeq\o\al(＋,4)和NOeq\o\al(－,3)的吸收具有偏好性，因變量是作物甲對二者的吸收量，因此可將生理狀態(tài)相同的若干作物甲培養(yǎng)在適宜濃度的以硝酸銨為唯一氮源的營養(yǎng)液中，在適宜條件下培養(yǎng)一段時間，并測定實驗后營養(yǎng)液中的NHeq\o\al(＋,4)和NOeq\o\al(－,3)的濃度，最后進行比較，如果實驗后營養(yǎng)液中的NHeq\o\al(＋,4)的濃度低于NOeq\o\al(－,3)，可說明作物甲對硝酸銨中的NHeq\o\al(＋,4)的吸收具有偏好性；反之，則說明作物甲對硝酸銨中的NOeq\o\al(－,3)的吸收具有偏好性?？键c二物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞郊坝绊懸蛩?.物質(zhì)進出細胞的方式2.根據(jù)模式圖判斷物質(zhì)跨膜運輸方式（1）屬于主動運輸?shù)氖莂、e，原因是逆濃度梯度運輸，需要載體蛋白協(xié)助和消耗能量。（2）屬于自由擴散的是b。（3）屬于協(xié)助擴散的是c、d。3.影響物質(zhì)出入細胞的因素的曲線分析（1）物質(zhì)濃度（在一定的范圍內(nèi)）（2）氧氣濃度（1）主動運輸使膜內(nèi)外物質(zhì)濃度趨于一致，維持了細胞的正常代謝（×）（2）人紅細胞吸收膽固醇與吸收葡萄糖的相同點是均需要載體蛋白的協(xié)助（×）（3）新生兒從乳汁中獲得抗體需要消耗能量（√）（4）激素都必須通過主動運輸進入細胞內(nèi)才能完成對細胞代謝的調(diào)節(jié)（×）1.囊性纖維化是細胞中某種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常，影響了Na＋和Cl－的跨膜運輸，這一事例說明這種結(jié)構(gòu)蛋白屬于細胞膜上的載體蛋白，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載體蛋白的種類和數(shù)量來實現(xiàn)的。eq\x(必修①P73“與社會聯(lián)系”)2.通道蛋白是一類跨越細胞膜磷脂雙分子層的蛋白質(zhì)。它包含兩大類：水通道蛋白和離子通道蛋白。eq\x(必修①P74“科學前沿”)1.（高考真題）主動運輸?shù)囊饬x：主動選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)。2.（高考真題）免疫細胞行使免疫功能時，會涉及胞吞和胞吐這兩種物質(zhì)跨膜運輸方式，這兩種方式的共同點有哪些？提示能運輸生物大分子等；運輸過程中形成囊泡；需要消耗能量。3.（科學思維）舉例說明同一種物質(zhì)進出同一個體細胞的方式一定相同嗎？提示不一定相同，神經(jīng)元吸收鉀離子的方式是主動運輸，而靜息時鉀離子外流的方式是協(xié)助擴散。考向1結(jié)合物質(zhì)出入細胞方式的判斷，考查科學思維能力1.（2020·全國卷Ⅱ，1）新冠病毒（SARS－CoV－2）和肺炎雙球菌均可引發(fā)肺炎，但二者的結(jié)構(gòu)不同，新冠病毒是一種含有單鏈RNA的病毒。下列相關(guān)敘述正確的是（）A.新冠病毒進入宿主細胞的跨膜運輸方式屬于被動運輸B.新冠病毒與肺炎雙球菌均可利用自身的核糖體進行蛋白質(zhì)合成C.新冠病毒與肺炎雙球菌二者遺傳物質(zhì)所含有的核苷酸是相同的D.新冠病毒或肺炎雙球菌的某些蛋白質(zhì)可作為抗原引起機體免疫反應答案D解析新冠病毒進入宿主細胞的跨膜運輸方式屬于胞吞，A錯誤；病毒沒有細胞結(jié)構(gòu)，沒有核糖體這一細胞器，B錯誤；新冠病毒是RNA病毒，其遺傳物質(zhì)是RNA，組成RNA的核苷酸為核糖核苷酸，肺炎雙球菌是原核生物，其遺傳物質(zhì)是DNA，組成DNA的核苷酸為脫氧核苷酸，C錯誤；新冠病毒和肺炎雙球菌的某些蛋白質(zhì)可作為抗原引起機體發(fā)生免疫反應，D正確。2.（2020·江蘇卷，5）如圖①～⑤表示物質(zhì)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被吸收答案A解析由圖示可知，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(xié)助擴散，A正確；據(jù)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(zhì)，口服維生素D通過方式④（自由擴散）被吸收，D錯誤?！叭捶ā笨焖倥卸ㄎ镔|(zhì)出入細胞的方式考向2結(jié)合影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩?，考查科學思維能力3.（2016·全國卷Ⅰ，2）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(xié)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(zhì)變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率答案C解析離子泵通過消耗ATP進行離子的跨膜運輸，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；蛋白質(zhì)變性劑會降低具有活性的載體數(shù)量，使離子泵跨膜運輸離子的速率降低，D錯誤。4.（2020·東北三校一模）下列關(guān)于物質(zhì)運輸?shù)臄⑹?，錯誤的是（）A.同種物質(zhì)進出細胞的方式可能不同B.低溫不僅影響主動運輸?shù)乃俾?，還會影響被動運輸?shù)乃俾蔆.能量供應不足會限制主動運輸?shù)乃俾?，但對其他運輸方式無影響D.細胞膜的選擇透過性不僅與其上的載體蛋白有關(guān)，還與磷脂有關(guān)答案C解析同種物質(zhì)進出細胞的方式可能不同，如Na＋進、出神經(jīng)細胞的方式分別是協(xié)助擴散、主動運輸，A正確；低溫可使分子運動速率減慢，進而影響物質(zhì)的主動運輸和被動運輸，B正確；能量供應不足還可限制物質(zhì)通過胞吞、胞吐的方式進出細胞，C錯誤；細胞的結(jié)構(gòu)與功能相適應，細胞膜的選擇透過性與其上的載體蛋白、磷脂分子有關(guān)，D正確。考向3巧借跨膜運輸相關(guān)的實驗，考查科學探究能力5.（2019·海南卷，27）在適宜條件下，測得的某植物根細胞對a、b兩種物質(zhì)的吸收速率與外界溶液中這兩種物質(zhì)濃度的關(guān)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(zhì)的吸收速率）?；卮鹣铝袉栴}。（1）根據(jù)實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)a是通過自由擴散方式跨膜運輸?shù)?。自由擴散的含義是_____________________________________________________。（2）實驗結(jié)果表明：當外界溶液中b的濃度達到一定數(shù)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(jù)圖認為b的跨膜運輸方式是主動運輸，李同學認為是協(xié)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(jié)果和結(jié)論。答案（1）物質(zhì)通過簡單的擴散方式進出細胞（2）載體數(shù)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(yǎng)一段時間后，分別測定根細胞對b物質(zhì)的吸收速率。結(jié)果及結(jié)論：若甲組根細胞對b物質(zhì)的吸收速率大于乙組，則說明b物質(zhì)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(zhì)的吸收速率大致相同，則說明b物質(zhì)的跨膜運輸方式為協(xié)助擴散。解析（1）物質(zhì)通過簡單的擴散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(nèi)外濃度差的影響。（2）由圖可知，b可能是協(xié)助擴散或主動運輸，b需要載體協(xié)助，當外界溶液中b的濃度達到一定數(shù)值時，載體數(shù)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(xié)助擴散與主動運輸?shù)膮^(qū)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(chǎn)生的能量較多，無氧呼吸產(chǎn)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(yǎng)一段時間后，分別測定根細胞對b物質(zhì)的吸收速率。結(jié)果及結(jié)論：若甲組根細胞對b物質(zhì)的吸收速率大于乙組，則說明b物質(zhì)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(zhì)的吸收速率大致相同，則說明b物質(zhì)的跨膜運輸方式為協(xié)助擴散。探究物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嶒炘O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(xié)助擴散考點三實驗：觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原1.實驗原理2.實驗步驟1.本實驗存在的兩組對照實驗本實驗存在的兩組實驗均為自身對照，自身對照指對照組和實驗組在同一研究對象上進行，是實驗前后之間的對照。2.質(zhì)壁分離及復原發(fā)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(qū)細胞）不發(fā)生質(zhì)壁分離及復原現(xiàn)象。②具有中央大液泡的成熟植物細胞可發(fā)生質(zhì)壁分離及復原現(xiàn)象。（2）從溶液角度分析①在一定濃度（溶質(zhì)不能透過半透膜）的溶液中只會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，不能發(fā)生自動復原現(xiàn)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(zhì)可透過半透膜）的溶液（如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等）中可發(fā)生質(zhì)壁分離，并能自動復原，因為K＋、NOeq\o\al(－,3)、尿素、乙二醇等可轉(zhuǎn)運到細胞內(nèi)，使細胞液濃度升高，細胞滲透吸水而發(fā)生自動復原。③在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但不會發(fā)生質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象。④鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞，不適合做質(zhì)壁分離實驗的溶液。3.實驗拓展應用（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?。?）比較未知濃度溶液的濃度大?。?）鑒別不同種類的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）1.（2020·全國卷Ⅰ，4）為達到實驗目的，需要選用合適的實驗材料進行實驗。下列實驗目的與實驗材料的對應，不合理的是（）實驗材料實驗目的A大蒜根尖分生區(qū)細胞觀察細胞的質(zhì)壁分離與復原B蝗蟲的精巢細胞觀察細胞的減數(shù)分裂C哺乳動物的紅細胞觀察細胞的吸水和失水D人口腔上皮細胞觀察DNA、RNA在細胞中的分布答案A解析大蒜根尖分生區(qū)細胞沒有大液泡，不適合用來觀察細胞的質(zhì)壁分離與復原，A不合理；可用蝗蟲精巢細胞的固定裝片觀察細胞的減數(shù)分裂，B合理；哺乳動物的紅細胞在吸水和失水過程中，其形態(tài)會發(fā)生明顯的變化且在顯微鏡下可以觀察到，可用來觀察細胞的吸水和失水，C合理；人口腔上皮細胞含有細胞核且無色素，可用來觀察DNA、RNA在細胞中的分布，D合理。2.（2020·安徽亳州質(zhì)檢）如圖為三種不同狀態(tài)的植物細胞，下列說法正確的是（）A.圖c中1處的溶液濃度大于外界溶液濃度B.植物細胞發(fā)生圖c的狀態(tài)后，只要外界溶液濃度變小，細胞就能自動復原C.若圖示為同一細胞在不同濃度的外界溶液中的最終狀態(tài)，則a所處的溶液濃度最大D.若圖示為不同細胞在同一濃度的外界溶液中的最終狀態(tài)，則三個細胞原細胞液濃度大小為a>b>c答案D解析1處為原生質(zhì)層與細胞壁的間隙，充滿的是外界溶液，所以1處的溶液濃度等于外界溶液濃度，A錯誤；植物細胞發(fā)生圖c的狀態(tài)后，若細胞保持活性，且外界溶液濃度小于細胞液濃度，細胞才能吸水發(fā)生復原，B錯誤；若圖示為同一細胞在不同濃度的外界溶液中的最終狀態(tài)，因a沒有發(fā)生質(zhì)壁分離，c發(fā)生質(zhì)壁分離的程度大于b，故a所處的溶液濃度最小，c所處的溶液濃度最大，C錯誤；若圖示為不同細胞在同一濃度的外界溶液中的最終狀態(tài)，則這三個細胞失水量為a<b<c，進而推知三個細胞原細胞液濃度大小為a>b>c，D正確。重溫真題經(jīng)典再現(xiàn)1.經(jīng)典重組判斷正誤（1）需要高倍顯微鏡下才能觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細胞的質(zhì)壁分離（2019·海南卷，7C）（）（2）α－淀粉酶從糊粉層細胞排到細胞外的方式是逆濃度梯度經(jīng)協(xié)助擴散排出（2018·海南卷，7B）（）（3）物質(zhì)通過脂質(zhì)雙分子層的擴散速率與其脂溶性有關(guān)（2016·海南卷，1D）（）（4）用黑藻葉片進行質(zhì)壁分離實驗時，葉綠體的存在會干擾實驗現(xiàn)象的觀察（2014·全國卷Ⅰ，4B）（）（5）植物細胞通過主動運輸吸收不同礦質(zhì)元素離子的速率都相同（2013·全國卷Ⅰ，3A）（）提示（1）×（2）×α－淀粉酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，從糊粉層排到細胞外的方式是胞吐。（3）√（4）×（5）×不相同，與載體蛋白的種類和數(shù)量有關(guān)。2.（2020·山東等級考，3）黑藻是一種葉片薄且葉綠體較大的水生植物，分布廣泛、易于取材，可用作生物學實驗材料。下列說法錯誤的是（）A.在高倍光學顯微鏡下，觀察不到黑藻葉綠體的雙層膜結(jié)構(gòu)B.觀察植物細胞的有絲分裂不宜選用黑藻成熟葉片C.質(zhì)壁分離過程中，黑藻細胞綠色加深、吸水能力減小D.探究黑藻葉片中光合色素的種類時，可用無水乙醇作提取液答案C解析葉綠體的雙層膜結(jié)構(gòu)屬于亞顯微結(jié)構(gòu)，需在電子顯微鏡才能看到，A正確；黑藻成熟葉片細胞不進行有絲分裂，不能用來觀察植物細胞的有絲分裂，B正確；質(zhì)壁分離過程中，由于原生質(zhì)體失水縮小，故黑藻細胞綠色加深、吸水能力增強，C錯誤；光合色素能溶解在無水乙醇或丙酮等有機溶劑中，所以可用無水乙醇溶解和提取黑藻葉片中的光合色素，D正確。3.（2019·海南卷，8）植物細胞中水和礦質(zhì)元素離子會表現(xiàn)出某些特點。下列敘述錯誤的是（）A.根細胞中的K＋不能以自由擴散的方式進入土壤溶液中B.礦質(zhì)元素離子在細胞內(nèi)積累可引起外界溶液中的水進入細胞C.根細胞吸收的礦質(zhì)元素能夠以離子的形式貯存在液泡中D.葉肉細胞中參與光合作用光反應階段的水分子屬于結(jié)合水答案D解析根細胞中的K＋不能以自由擴散的方式進入土壤溶液中，因為鉀離子跨膜運輸需要載體，自由擴散不需要載體，A正確；礦質(zhì)元素離子在細胞內(nèi)積累會引起細胞液濃度增大，進而發(fā)生吸水，故會引起外界溶液中的水進入細胞，B正確；細胞內(nèi)無機鹽大多以離子形式存在，根細胞吸收的礦質(zhì)元素能夠以離子的形式貯存在液泡中，C正確；葉肉細胞中參與光合作用光反應階段的水分子屬于自由水，可以分解成氧氣和[H]，D錯誤。4.（2019·全國卷Ⅱ，3）某種H＋－ATPase是一種位于膜上的載體蛋白，具有ATP水解酶活性，能夠利用水解ATP釋放的能量逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H＋。①將某植物氣孔的保衛(wèi)細胞懸浮在一定pH的溶液中（假設細胞內(nèi)的pH高于細胞外），置于暗中一段時間后，溶液的pH不變。②再將含有保衛(wèi)細胞的該溶液分成兩組，一組照射藍光后溶液的pH明顯降低；另一組先在溶液中加入H＋－ATPase的抑制劑（抑制ATP水解），再用藍光照射，溶液的pH不變。根據(jù)上述實驗結(jié)果，下列推測不合理的是（）A.H＋－ATPase位于保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上，藍光能夠引起細胞內(nèi)的H＋轉(zhuǎn)運到細胞外B.藍光通過保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上的H＋－ATPase發(fā)揮作用導致H＋逆濃度梯度跨膜運輸C.H＋－ATPase逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H＋所需的能量可由藍光直接提供D.溶液中的H＋不能通過自由擴散的方式透過細胞質(zhì)膜進入保衛(wèi)細胞答案C解析用藍光照射后，含有保衛(wèi)細胞的溶液的pH下降，可推測細胞內(nèi)的H＋被轉(zhuǎn)運到了細胞外，再結(jié)合題干信息可推測H＋－ATPase位于保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上，A不符合題意；細胞內(nèi)pH高于細胞外，即細胞內(nèi)H＋濃度低于細胞外，用藍光照射后，溶液的pH明顯降低，推測藍光可通過保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上的H＋－ATPase發(fā)揮作用使細胞內(nèi)的H＋逆濃度梯度轉(zhuǎn)運到細胞外，B不符合題意；H＋－ATPase逆濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運H＋所需的能量來自ATP水解，不是由藍光直接提供，C符合題意；溶液中的H＋不能通過自由擴散的方式透過細胞質(zhì)膜進入保衛(wèi)細胞，D不符合題意。課后·分層訓練（時間：35分鐘）1.（2018·北京卷，1）細胞膜的選擇透過性保證了細胞內(nèi)相對穩(wěn)定的微環(huán)境。下列物質(zhì)中，以（自由）擴散方式通過細胞膜的是（）A.Na＋ B.二氧化碳C.RNA D.胰島素答案B解析物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞，叫做自由擴散。自由擴散不需要載體蛋白、不消耗ATP，以自由擴散方式通過細胞膜的物質(zhì)有水、氣體、脂溶性物質(zhì)等，B符合題意；Na＋通過細胞膜的方式有協(xié)助擴散和主動運輸，A不符合題意；RNA是生物大分子，一般不能以自由擴散的方式通過細胞膜，C不符合題意；胰島素是蛋白質(zhì)，以胞吐的方式運出細胞，D不符合題意。2.（2021·中原名校質(zhì)量考評）下列有關(guān)細胞的物質(zhì)輸入與輸出的敘述，正確的是（）A.葡萄糖和氨基酸進入細胞時一定需要消耗能量B.臺盼藍通過主動運輸進入細胞而將細胞染成藍色C.低溫環(huán)境對所有物質(zhì)進出細胞的跨膜運輸過程都有影響D.蔗糖溶液濃度越高，植物細胞質(zhì)壁分離及復原現(xiàn)象越明顯答案C解析人體成熟的紅細胞吸收葡萄糖的方式屬于協(xié)助擴散，該方式不需要消耗能量，A錯誤；生物膜具有選擇透過性，對于活細胞而言，臺盼藍染液不能進入細胞，細胞死亡后，生物膜的選擇透過性喪失，臺盼藍染液能進入細胞內(nèi)而使細胞著色，B錯誤；低溫會影響分子運動的速率和化學反應速率等，低溫環(huán)境對所有物質(zhì)進出細胞的跨膜運輸過程都有影響，C正確；蔗糖濃度過高，可能會使植物細胞過度失水而死亡，不會再發(fā)生質(zhì)壁分離復原的現(xiàn)象，D錯誤。3.（2021·福建廈門檢測）下列說法中錯誤的是（）A.果脯在腌制中慢慢變甜，是細胞主動吸收糖分的結(jié)果B.水分子進出細胞的方式是被動運輸C.葡萄糖進入人的紅細胞需要載體蛋白的幫助，但不消耗能量，屬于協(xié)助擴散D.大腸桿菌吸收K＋屬于主動運輸，既消耗能量，又需要膜上的載體蛋白協(xié)助答案A解析果脯在腌制中，細胞死亡，細胞膜失去選擇透過性，糖分能直接進入細胞中，A錯誤；水分子、氣體、甘油和乙醇等物質(zhì)可通過被動運輸?shù)姆绞竭M出細胞，B正確；血漿中葡萄糖濃度高于紅細胞內(nèi)葡萄糖濃度，葡萄糖進入人的紅細胞的方式是需要載體蛋白協(xié)助的協(xié)助擴散，C正確；大腸桿菌吸收K＋時消耗能量，又需要膜上的載體蛋白協(xié)助，為主動運輸，D正確。4.（2021·河南九師聯(lián)盟聯(lián)考）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(tài)如下圖所示。下列敘述錯誤的是（）A.圖中所示細胞內(nèi)液的滲透壓，a組的比b組的高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，則其細胞可能會皺縮后恢復原狀D.上述實驗中引起細胞形態(tài)的改變而消耗ATP的數(shù)量比較：c>b>a答案D解析根據(jù)圖中信息，a組細胞基本可以維持原狀、b組細胞吸水膨脹，a組細胞內(nèi)液濃度比b組的高，A正確；c組細胞失水皺縮，與a組相比，b組細胞吸水，細胞內(nèi)液滲透壓降低，故浸泡過程中a組細胞失水量小于c組細胞失水量，B正確；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(nèi)液滲透壓，細胞失水皺縮，后來葡萄糖通過協(xié)助擴散方式進入細胞內(nèi)，造成細胞內(nèi)液滲透壓大于外界溶液，細胞吸水恢復原狀，C正確；細胞形態(tài)的改變是細胞通過滲透作用失水或吸水造成的，不消耗ATP，D錯誤。5.（2021·陜西西安聯(lián)考）下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運輸載體的敘述，正確的是（）A.被動運輸不存在載體飽和現(xiàn)象B.水和氨基酸分子用相同的載體進入細胞C.細胞膜上的載體多數(shù)為蛋白質(zhì)，少數(shù)為RNAD.溫度可通過影響載體結(jié)構(gòu)進而影響主動運輸速率答案D解析被動運輸包括自由擴散和協(xié)助擴散，協(xié)助擴散需要載體蛋白，存在載體飽和現(xiàn)象，A錯誤；水可以以自由擴散的方式進入細胞，也可以借助通道蛋白以協(xié)助擴散的方式進入細胞，氨基酸分子主要以主動運輸?shù)姆绞竭M入細胞，載體有特異性，因此協(xié)助水和氨基酸分子進入細胞的載體不同，B錯誤；細胞膜上的載體為蛋白質(zhì)，C錯誤；主動運輸需要載體蛋白協(xié)助，溫度能夠影響組成膜的蛋白質(zhì)分子和磷脂分子的結(jié)構(gòu)與運動，因此溫度可通過影響載體結(jié)構(gòu)影響主動運輸速率，D正確。6.（2021·湘豫名校大聯(lián)考）對法囊藻（一種海藻）的細胞液中各種離子濃度的分析表明，細胞液中的成分與海水的成分很不相同，圖中陰影部分代表法囊藻細胞液中的各種離子濃度，空白部分代表海水中的各種離子濃度。下列說法錯誤的是（）A.法囊藻細胞內(nèi)K＋和Cl－含量較高，而Ca2＋和Mg2＋含量較低表明細胞對礦質(zhì)元素離子的吸收具有選擇性B.Na＋、K＋和Cl－進入法囊藻細胞及Ca2＋和Mg2＋出細胞的方式都是主動運輸C.主動運輸能保證細胞按照生命活動的需要主動地選擇吸收營養(yǎng)物質(zhì)D.法囊藻細胞膜上載體蛋白的種類和數(shù)量導致了細胞內(nèi)外離子濃度的差異答案B解析Na＋進入細胞是從高濃度到低濃度，不是主動運輸，K－和Cl－進入法囊藻細胞及Ca2＋和Mg2＋出細胞的方式都是主動運輸，故B錯誤。7.（2021·東北育才學校段考）水通道蛋白位于部分細胞的細胞膜上，能介導水分子跨膜運輸，提高水分子的運輸效率。如圖是豬的紅細胞在不同濃度的NaCl溶液中，紅細胞體積和初始體積之比的變化曲線（O點對應的濃度為紅細胞吸水漲破時的NaCl濃度）。請回答下列問題：（1）哺乳動物成熟的紅細胞是提取細胞膜的良好材料，原因是。根據(jù)圖示可知，稀釋豬的紅細胞時應選用濃度為mmol/L的NaCl溶液。在低滲溶液中，紅細胞吸水漲破并釋放內(nèi)容物后，剩余的部分稱為“血影”，則“血影”的主要成分是。（2）分析圖，將相同的豬的紅細胞甲、乙分別放置在A點和B點對應濃度的NaCl溶液中，一段時間后，紅細胞甲的吸水能力（填“大于”“小于”或“等于”）紅細胞乙，原因是。（3）將豬的紅細胞和肝細胞置于蒸餾水中，發(fā)現(xiàn)紅細胞吸水漲破所需的時間少于肝細胞，結(jié)合以上信息分析，其原因可能是。答案（1）哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核和眾多的具膜細胞器150蛋白質(zhì)和磷脂（2）小于紅細胞甲失水量小，細胞滲透壓較低，細胞吸水能力較弱（3）紅細胞膜上存在水通道蛋白，肝細胞膜上無水通道蛋白解析（1）哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核和眾多的具膜細胞器，只有細胞膜一種生物膜；由圖示知，豬的紅細胞在濃度為150mmol/L的NaCl溶液中時，細胞體積與初始體積之比為1，細胞的體積不變，說明濃度為150mmol/L的NaCl溶液為豬紅細胞的等滲溶液；在低滲溶液中，豬紅細胞吸水漲破并釋放內(nèi)容物后，剩余的部分主要是細胞膜，其主要成分是蛋白質(zhì)和磷脂。（2）將相同的豬的紅細胞甲、乙分別放置在A點和B點對應濃度的NaCl溶液中，一段時間后，紅細胞甲的體積與初始體積之比大于紅細胞乙的體積與初始體積之比，說明紅細胞甲的失水量小于紅細胞乙，細胞滲透壓較低，細胞吸水能力較弱，所以紅細胞甲的吸水能力小于紅細胞乙。（3）水通道蛋白位于部分細胞的細胞膜上，能介導水分子跨膜運輸，提高水分子的運輸效率。由此可推知紅細胞吸水漲破所需的時間少于肝細胞，其原因可能是紅細胞膜上存在水通道蛋白，肝細胞膜上無水通道蛋白。8.（2021·河南名校聯(lián)盟聯(lián)考）下圖表示4種不同物質(zhì)進入某細胞的過程，其中“●、◆”表示細胞膜上的載體蛋白，下列相關(guān)敘述正確的是（）A.圖示過程體現(xiàn)了細胞膜的信息交流功能B.氧氣和鈉離子進入細胞的方式都是自由擴散C.葡萄糖和氨基酸進入該細胞的方式都是主動運輸D.運輸鈉離子和氨基酸的載體蛋白無特異性答案C解析題圖所示物質(zhì)出入細胞的方式有主動運輸、協(xié)助擴散和自由擴散，體現(xiàn)了細胞膜的選擇透過性，不能體現(xiàn)細胞膜的信息交流功能，A錯誤；氧氣進入細胞的方式是自由擴散，鈉離子進入細胞的方式是協(xié)助擴散，B錯誤；圖中葡萄糖和氨基酸都是從低濃度到高濃度進行運輸，進入細胞的方式都是主動運輸，C正確；運輸鈉離子和氨基酸的載體蛋白也有特異性，D錯誤。9.（2021·山東濰坊統(tǒng)考）紫色洋蔥的鱗片葉外表皮細胞吸收MoOeq\o\al(2－,4)后，液泡的顏色會由紫色變?yōu)樗{色。某實驗小組為了探究洋蔥鱗片葉外表皮細胞吸收MoOeq\o\al(2－,4)的方式，用等量的下表溶液分別處理細胞，一段時間后觀察變色細胞所占的比例，結(jié)果如下表所示。據(jù)此判斷下列說法錯誤的是（）組別MoOeq\o\al(2－,4)溶液濃度ATP溶液濃度變色細胞的比例甲組0.05（mol·L－1）04.5%乙組0.05（mol·L－1）5×10－7（mol·L－1）12.7%丙組05×10－7（mol·L－1）0A.根據(jù)實驗結(jié)果可判斷細胞吸收MoOeq\o\al(2－,4)的方式為主動運輸B.設置丙組實驗的目的是證明ATP溶液不會使液泡顏色發(fā)生改變C.甲組實驗細胞吸收MoOeq\o\al(2－,4)所需的ATP都來自線粒體D.細胞膜和液泡膜上均可能存在吸收MoOeq\o\al(2－,4)的載體蛋白答案C解析比較甲組和乙組實驗結(jié)果可知，添加ATP溶液后變色細胞所占的比例增大，即細胞吸收MoOeq\o\al(2－,4)的速率增大，因此可以判斷其運輸與能量有關(guān)，運輸方式為主動運輸，A正確；設置丙組實驗的目的是證明ATP溶液不會使液泡顏色發(fā)生改變，從而增強實驗的說服力，B正確；甲組未添加外來的ATP，其主動運輸所需的ATP來自細胞呼吸，ATP產(chǎn)生的場所為細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，C錯誤；MoOeq\o\al(2－,4)能夠從外界運輸?shù)郊毎麅?nèi)，并導致液泡顏色發(fā)生改變，其運輸方式是主動運輸，說明細胞膜和液泡膜上可能存在吸收MoOeq\o\al(2－,4)的載體蛋白，D正確。10.（2021·河北石家莊質(zhì)檢）如圖分別表示載體蛋白和通道蛋白介導的兩種物質(zhì)運輸方式，其中通道蛋白介導的運輸速率比載體蛋白介導的快1000倍以上。下列敘述錯誤的是（）A.載體蛋白在細胞膜上具有一定的流動性B.兩種膜蛋白對運輸?shù)奈镔|(zhì)均具有專一性C.通道蛋白介導的運輸速率較快可能是因為消耗的能量較少D.載體蛋白介導的運輸方式的運輸速率會受到載體蛋白數(shù)量的限制答案C解析生物膜的流動鑲嵌模型認為細胞膜上的大多數(shù)蛋白質(zhì)是可以運動的，說明了載體蛋白在細胞膜上具有一定的流動性，A正確；兩種膜蛋白識別物質(zhì)后發(fā)揮運輸作用，對運輸?shù)奈镔|(zhì)均具有專一性，B正確；通道蛋白介導的運輸方式屬于被動運輸，不消耗能量，C錯誤；載體蛋白介導的運輸方式的運輸速率會受到載體蛋白數(shù)量的限制，D正確。11.（2021·廣東珠海聯(lián)考）通道蛋白是一類跨越細胞膜磷脂雙分子層的蛋白質(zhì)，通常包含兩大類：水通道蛋白和離子通道蛋白。腎小管對水的重吸收是在水通道蛋白參與下完成的，神經(jīng)細胞在特定刺激下產(chǎn)生興奮的過程與神經(jīng)細胞膜上鈉離子通道蛋白密切相關(guān)。下列關(guān)于通道蛋白的敘述，錯誤的是（）A.腎小管對水的重吸收方式為協(xié)助擴散B.神經(jīng)細胞膜上鈉離子通道蛋白也參與鉀離子的運輸C.通道蛋白在發(fā)揮作用時，其形狀會發(fā)生改變D.通道蛋白功能異常時可能會引起人體相關(guān)疾病答案B解析根據(jù)題意，腎小管對水的重吸收是在水通道蛋白的參與下完成的，故屬于協(xié)助擴散，A正確；因每一種蛋白質(zhì)均有特定的結(jié)構(gòu)，故參與鈉離子運輸?shù)牡鞍撞荒軈⑴c鉀離子的運輸，B錯誤；通道蛋白在發(fā)揮作用時，其形狀會發(fā)生改變，使物質(zhì)分子通過，C正確；由題干信息可知，通道蛋白影響水分子和有關(guān)離子的跨膜運輸，故其功能異常時會影響水和有關(guān)離子的運輸，進而可能會引起人體相關(guān)疾病，D正確。12.（2021·廣深珠三校聯(lián)考）由我國科學家研制成功的耐鹽堿“海水稻”可依靠細胞膜和液泡膜上的Na＋/H＋逆向轉(zhuǎn)運蛋白將細胞質(zhì)內(nèi)的Na＋逆濃度梯度排出細胞或?qū)a＋運入液泡中，減少Na＋對細胞質(zhì)中酶類的傷害。下列分析錯誤的是（）A.Na＋排出細胞需要載體蛋白協(xié)助及消耗能量B.將Na＋運入液泡中會降低細胞的吸水能力C.該轉(zhuǎn)運蛋白的功能體現(xiàn)了生物膜的選擇透過性D.提高該轉(zhuǎn)運蛋白基因的表達能提高植物的抗鹽性答案B解析分析題干信息，細胞膜上的Na＋/H＋逆向轉(zhuǎn)運蛋白可將細胞質(zhì)內(nèi)的Na＋逆濃度梯度排出細胞，可知該過程中Na＋的運輸方式為主動運輸，主動運輸需要載體蛋白協(xié)助和消耗能量，故Na＋排出細胞需要載體蛋白協(xié)助和消耗能量，A正確；將Na＋運入液泡內(nèi)可增大細胞液的濃度，從而增大細胞的吸水能力，B錯誤；該轉(zhuǎn)運蛋白的功能體現(xiàn)了生物膜的選擇透過性，C正確；分析題干信息，該轉(zhuǎn)運蛋白能夠?qū)a＋運入液泡內(nèi)，Na＋運入液泡中可使細胞液的濃度增大，從而使植物的抗鹽性提高，故提高該轉(zhuǎn)運蛋白基因的表達可提高植物的抗鹽性，D正確。13.（科學探究）（2020·安徽名校模擬）某校生物興趣小組利用“小液流法”估測黑藻葉片細胞