2022届优质校一模试卷专题汇编3 细胞的物质输入与输出 解析版

这是一份2022届优质校一模试卷专题汇编3 细胞的物质输入与输出 解析版，共14页。试卷主要包含了渗透方向及浓度大小的判断，实验探究物质跨膜运输的方式，3g/mL的蔗糖溶液等内容，欢迎下载使用。

常考题型
方法点拨
1．渗透方向及浓度大小的判断
（1）判断溶剂渗透的总方向：
①若半透膜两侧是同种溶液，根据质量浓度或物质的量浓度判定。②若半透膜两侧是不同的溶液，物质的量浓度才能体现溶质或溶剂分子数的多少，如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，则葡萄糖溶液一侧单位体积中葡萄糖分子数多（水分子数少），水分子由蔗糖溶液一侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散。
（2）判断半透膜两侧溶液浓度大小：
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。
2．有关物质出入细胞的7个“不要漏掉”
（1）需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。
（2）消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。
（3）从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散，有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。
（4）影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外不要漏掉浓度差。
（5）与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。
（6）运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。
（7）大分子物质的运输方式除胞吞和胞吐外，不要漏掉通过核孔运输，如RNA和蛋白质等大分子进出细胞核需通过核孔。
3．实验探究物质跨膜运输的方式
（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
【典例1】（2021·新高考湖北卷·11）红细胞在高渗NaCl溶液（浓度高于生理盐水）中体积缩小，在低渗NaCl溶液（浓度低于生理盐水）中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙述，正确的是（ ）
A．细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
B．细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
C．细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子，Na+和Cl-从高渗溶液扩散至低渗溶液
D．细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-，Na+和Cl-从高渗溶液扩散至低渗溶液
【答案】B
【解析】自由扩散：顺浓度梯度运输、不需要载体、不消耗能量；协助扩散：顺浓度梯度运输、需要载体、不消耗能量；主动运输：逆浓度梯度运输、需要载体、消耗能量。大多数水分子以协助扩散的方式进出细胞，少数水分子以自由扩散的方式进出细胞，而Na+和Cl-以主动运输的方式进出红细胞。自由扩散和协助扩散比主动运输更容易，故细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-。由于自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，主动运输是逆浓度梯度运输，故水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液，Na+和Cl-从低渗溶液扩散至高渗溶液，B正确，ACD错误。故选B。
【典例2】（2021·新高考湖南卷·3）质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（ ）
A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低
D．1ml/L的NaCl溶液和1ml/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
【答案】D
【解析】1、质壁分离的原因分析：（1）外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度；（2）内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层；（3）表现：液泡由大变小，细胞液颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离。2、溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大；反过来，溶液微粒越少即，溶浓度越低，对水的吸引力越小。施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A正确；发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B正确；植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确；溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1ml/L的NaCl溶液和1ml/L的葡萄糖溶液的渗透压不相同，因NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，故其渗透压高于葡萄糖溶液，D错误。故选D。
【易错易混】
1．有关渗透作用的2个易错点
（1）水的运输特点：无论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。
（2）渗透平衡的实质：渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。
2．有关质壁分离与复原实验的易错警示
（1）并非所有细胞都可发生质壁分离。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。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）并非所有溶液都使植物细胞发生质壁分离及复原
= 1 \* GB3 ①一定浓度的溶质不能透膜的溶液中只会发生质壁分离现象，不能自动复原，如0．3g/mL的蔗糖溶液。
= 2 \* GB3 ②一定浓度的溶质可透膜的溶液中可发生质壁分离后自动复原现象，如KNO3溶液、甘油等。
= 3 \* GB3 ③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。
（3）质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁有全透性且有水分子通过原生质层渗出来。
试题汇编
一、选择题
1．（2021·重庆·模拟预测）下列关于水分进出细胞的叙述中，错误的是（ ）
A．将哺乳动物成熟的红细胞置于蒸馏水中，细胞会发生渗透作用吸水涨破
B．通过质壁分离实验可以判断所有植物细胞的死活
C．紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞壁不会影响植物细胞失水
D．成熟植物细胞和动物细胞吸水的方式相同
2．（2022·河北·模拟预测）下图是渗透装置示意图，在长颈漏斗的开口端有一层半透膜，半透膜不允许蔗糖分子通过，但水分子和离子可以自由通过。下列叙述错误的是（ ）
A．渗透作用发生的条件是具有半透膜和浓度差，成熟的植物细胞可以看作是一个渗透系统
B．若漏斗内是加入红墨水的蔗糖溶液，液面上升的原因是水分子只能单一方向地进入漏斗
C．图中漏斗液面达到稳定后，半透膜两侧的溶液浓度不相等
D．将装置中蔗糖溶液换成KNO3溶液后，观察到的现象与图示不同
3．（2021·广西柳州·一模）美国科学家阿格雷成功地将构成水通道的蛋白质分离出来，证实了细胞中存在特殊的输送水分子的通道。下列有关叙述中错误的是（ ）
A．有水通道蛋白的细胞运输水的效率会较高
B．人体肾小管的重吸收作用与水通道蛋白有关
C．人工膜结构中水的跨膜运输速率较慢
D．有通道蛋白的细胞运输水分子需要消耗ATP
4．（2021·江西赣州·高三联考）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。下列叙述错误的是（ ）
A．用黑藻叶片作实验材料观察叶绿体在细胞中的形态和分布，要始终保持有水的状态
B．用黑藻叶片作实验材料观察叶肉细胞细胞质流动，可验证黑藻叶片叶肉细胞的死活
C．用蔗糖溶液处理黑藻叶片后，显微观察到黑藻细胞绿色加深，则细胞液的浓度增大
D．用电镜观察黑藻液泡膜的暗一亮一暗三层结构，说明膜由脂质一蛋白质一脂质三层构成
5．（2021·广东·模拟预测）将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可发现（ ）
A．甲乙两细胞均发生质壁分离，随后均不发生质壁分离复原
B．甲乙两细胞均发生质壁分离，乙细胞随后发生质壁分离的复原
C．甲乙两细胞均发生质壁分离，随后均发生质壁分离的复原
D．甲乙两细胞均不发生质壁分离，也均不发生质壁分离的复原
6．（2021·安徽怀宁·高三月考）将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放入一定浓度的KNO3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．在0．5h时，水分子在细胞原生质层两侧只发生单向运动
B．0〜4h内，KNO3没有通过细胞膜进入细胞
C．0〜1h内，细胞体积与原生质体体积的变化量相等
D．0时刻时，KNO3溶液的浓度大于洋葱细胞液的浓度
7．（2022·全国·高三专题练习）细胞通过跨膜运输与外界进行物质交换。下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是（ ）
A．神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输
B．细胞内能量供应的多少决定了物质跨膜运输的速率
C．水稻根细胞可以不吸收外界环境中的氧气，但一定会释放二氧化碳
D．生理功能不同的人体细胞，吸收葡萄糖的方式可能不同
8．（2021·山东青岛·高三月考）细胞中的蛋白质等分子会解离为A-和H+两种离子，H+被细胞膜上的H+泵泵出细胞外，使细胞呈现内负外正的电位差，成为细胞积累正离子的主要动力。由于细胞内不扩散的负离子A-的吸引，溶液中某阳离子向细胞内扩散，最终膜两侧离子浓度不相等，但离子扩散速度相等，达到了平衡状态，称为杜南平衡。下列叙述正确的是（ ）
A．在达到杜南平衡状态时细胞内外不会发生水分子的交换
B．杜南平衡积累离子是某阳离子顺电势梯度向细胞内扩散的结果
C．蛋白质解离出的H+被膜上H+泵泵出细胞外的方式为被动运输
D．在KCl溶液中扩散平衡时，细胞内的K+浓度小于细胞外的K+浓度
9．（2021·浙江宁波·一模）胞内Na+区隔化是植物抵御盐胁迫的途径之一。液泡膜上H+-焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H+运进液泡，建立液泡膜两侧的H+浓度梯度，该浓度梯度能驱动液泡膜上的转运蛋白M将H+运出液泡，同时将Na+由细胞溶胶运进液泡，实现Na+区隔化。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞溶胶中的H+以易化扩散的方式进入液泡
B．细胞溶胶中的Na+以主动转运的方式进入液泡
C．加入H+-焦磷酸酶抑制剂，Na+跨液泡膜运输速率会下降
D．H+-焦磷酸酶和转运蛋白M在转运时均需改变自身的空间结构
10．（2021·广东汕头·模拟预测）细胞是一个开放的系统，细胞膜不仅是将细胞内外隔开的屏障，也是控制物质进出细胞的门户。下列有关叙述正确的是（ ）
A．肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用，只涉及水分子自由扩散的过程
B．活细胞的细胞膜具有选择透过性，病毒是不能进入活细胞的，只能进入死细胞
C．通道蛋白只容许与自身通道直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子和离子通过
D．蛋白质和糖类由于分子太大，靠载体蛋白无法运输，因此它们通过胞吞或胞吐进出细胞
11．（2021·新疆富蕴·高三月考）液泡是植物细胞中储存Ca2+的主要细胞器，液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H+，建立液泡膜两侧的H+浓度梯度。该浓度梯度驱动H+通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2+以与H+相反的方向同时通过CAX进行进入液泡并储存。下列说法错误的是（ ）
A．Ca2+通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散
B．Ca2+通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺
C．加入H+焦磷酸酶抑制剂，Ca2+通过CAX的运输速率变慢
D．H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输
12．（2022·广东惠州·模拟）线粒体外膜分布着孔蛋白构成的通道蛋白，分子量小于5000Da的丙酮酸可以经此通道通过。线粒体内膜由于蛋白质含量高导致通透性低，丙酮酸通过与H+（质子）协同运输[利用H+（质子）电化学梯度]的方式由膜间隙进入线粒体基质，如下图所示。下列相关分析正确的是（ ）
A．丙酮酸经过孔蛋白进入线粒体膜间隙的方式为自由扩散
B．丙酮酸从膜间隙进入线粒体基质没有消耗ATP，属于协助扩散
C．H+（质子）通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙的方式为主动运输
D．加入蛋白质变性剂会提高线粒体内膜对各种物质运输的速率
二、非选择题
13．（2021·吉林·模拟预测）物质跨膜运输保证了细胞进行复杂、有序化学反应的需要。回答下列问题：
（1）O2和CO2可通过自由扩散的方式进出细胞，自由扩散是指_________________________。
（2）一切生命活动都离不开水。从细胞膜的结构分析，由于____________________________，水分子自由扩散通过细胞时会受到一定的障碍。研究发现，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）载体蛋白参与的物质跨膜运输方式有_____________________________。载体蛋白转运物质时，被运输物需与共结合，同时载体蛋白的空间结构发生变化，这种变化是_______________（填“可逆的”或“不可逆的”）。
（4）从细胞膜的组成分析，细胞膜具有选择透过性的原因是____________________________。
14．（2021·重庆·模拟预测）下图表示某细胞的细胞膜结构，a、b、c、d、e表示物质运输方式。请据图回答：
（1）肾小管对水的重吸收过程中，主要的运输方式是______（填字母）。
（2）金属离子X跨膜运输进入该细胞的速率在一定范围内随着氧气浓度增大而增大，则X的运输方式是_____（填字母），判断依据是_______________________________________________
______________________________________________________________________________________________。当达到一定氧气浓度后，X的跨膜运输速率不再随着氧气浓度增大而增大，主要的限制因素有________________________________________________________（答两点即可）。
（3）细胞膜的功能除控制物质进出细胞外，还包括_____________________________________
____________________________________________________________________（答两点即可）。
15．（2021·全国·高三专题练习）科学家做过这样的实验：准备好含Ca2＋、Mg2＋和SiO44－的培养液，将番茄和水稻分别放在上述培养液中培养。一段时间后，培养液中各离子浓度变化如图所示，据图回答下列问题：
（1）该实验的自变量是__________________________________。
（2）一段时间后水稻培养液中Ca2＋、Mg2＋浓度升高可能的原因是_________________________
___________________________________________________________________________________。
（3）分析水稻和番茄培养液中各离子浓度变化据此说明__________________________________
___________________________________________________________________________________。
（4）同学们认为据图无法判断作物对离子的跨膜运输方式是主动运输，还是协助扩散。请以番茄为材料设计实验确定其对Mg2＋的吸收方式。要求简要写出实验思路、预期结果和结论______
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
参考答案
1．
【答案】B
【解析】细胞放在低渗溶液中会渗透吸水甚至涨破，A正确；只有中央大液泡的植物细胞才有可能进行质壁分离及复原，B错误；植物细胞壁是全透的，不会影响植物细胞的失水，C正确；成熟植物细胞和动物细胞都是通过渗透吸水的，方式相同，D正确。故选B。
2．
【答案】B
【解析】渗透作用发生的条件是具有半透膜和浓度差，成熟植物细胞中的原生质层可以看作一层半透膜，细胞液与外界溶液均具有一定的浓度，可以看作一个渗透系统，A正确；漏斗内液面上升的原因是水分子进入漏斗的速度比出漏斗的速度快，B错误；由于液柱差的存在，图中漏斗液面达到稳定后，半透膜两侧的溶液浓度不相等，漏斗外是清水，漏斗内是蔗糖溶液，C正确；将蔗糖溶液换成KNO3溶液后，由于K+和NO3-可以通过半透膜，最终液面不会上升，观察到的现象与图示不同，D正确。故选B。
3．
【答案】D
【解析】水通道蛋白介导的水的运输速率高于水以自由扩散方式的速率，A正确；肾小管和集合管对水的重吸收方式包括水通道蛋白介导的协助扩散，B正确；人工膜只含有脂质，磷脂分子的尾部疏水，对水的运输有一定的阻碍作用，C正确；有通道蛋白的细胞运输水分子为协助扩散，不需要消耗能量，D错误。故选D。
4．
【答案】D
【解析】用黑藻观察叶绿体的形态和分布，制作藓类叶片临时装片，叶片要保持有水状态，细胞才有活性，A正确；用黑藻叶片作实验材料观察叶肉细胞细胞质流动，细胞如果是活细胞，细胞质可以流动，如果是死细胞，细胞质不可以流动，B正确；用蔗糖溶液处理黑藻叶片后，显微观察到黑藻细胞绿色加深，说明此时细胞出现失水现象，因此细胞液的浓度增大，C正确；罗伯特森在电镜下看到了细胞膜的暗一亮一暗的三条带，推测暗带是蛋白质、亮带是脂质，提出生物膜都由脂质一蛋白质一脂质三明治结构，但这个结论已经过时，现在流行的观点是流动镶嵌模型，D错误。故选D。
5．
【答案】B
【解析】由于蔗糖溶液和甘油溶液浓度均比细胞液的浓度高，所以甲乙两细胞都能发生质壁分离。又蔗糖分子不能透过膜，甘油分子可以较快地透过膜，所以放入蔗糖溶液中的细胞不发生质壁分离复原现象，而放入甘油溶液中的细胞质壁分离后又发生质壁分离复原现象。
6．
【答案】D
【解析】0～2h内，原生质体的体积不断缩小，说明原生质体失水量大于吸水量，水分子在细胞原生质层两侧发生双向运动，故在0．5h时，水分子在细胞原生质层两侧发生双向运动，A错误；由图可知，0～4h内，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KNO3可通过细胞膜进入细胞，B错误；0～1h内，原生质体的体积不断缩小，由于原生质体的伸缩性要远大于细胞壁，因此该时间段内细胞体积与原生质体体积的变化量不相等，C错误；0～2h内发生质壁分离，细胞失水，所以0时刻时，KNO3溶液的浓度大于洋葱细胞液的浓度，D正确。故选D。
7．
【答案】B
【解析】神经细胞膜外的Na+浓度高于膜内，受到刺激时产生的Na+内流是顺浓度梯度的被动运输，A正确；被动运输与细胞内能量供应的多少无关，B错误；水稻根细胞无叶绿体，不能通过光合作用制造氧气，但水稻的叶进行光合作用产生氧气可供给根进行细胞呼吸，或者根进行无氧呼吸，故可以不吸收外界环境中的氧气，水稻无氧呼吸和有氧呼吸都会产生二氧化碳，故一定会释放二氧化碳，C正确；人体成熟红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，多数组织细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输，故生理功能不同的人体细胞，吸收葡萄糖的方式可能不同，D正确。故选B。
8．
【答案】B
【解析】水分子进出细胞是自由扩散的方式，在达到杜南平衡状态时，细胞内外会发生水分子的交换，A错误；根据杜南平衡积累的离子是由于H+被细胞膜上的H+泵泵出细胞外，使细胞呈现内负外正的电位差，此时细胞外的电势高于细胞内的电势，某阳离子从细胞外向细胞内的扩散，属于顺电势梯度，B正确；蛋白质解离出的H+被膜上H+泵泵出细胞外的方式为主动运输，C错误；根据杜南平衡可知，钾离子是阳离子，不断向细胞内扩散，使细胞内的K+浓度大于细胞外的K+浓度，D错误。故选B。
9．
【答案】A
【解析】根据题意“植物液泡膜上H+-焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H+运进液泡，说明H+进入液泡需要消耗能量，需要载体，为主动运输，A错误；根据题意可知：Na+由细胞溶胶运进液泡，是利用液泡膜两侧的H+浓度梯度的驱动，同时需要转运蛋白M的协助，为主动运输，B正确；H+-焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H+运进液泡，使液泡内侧的H+浓度高于细胞溶胶，该浓度梯度能驱动Na+由细胞溶胶运进液泡，故若加入H+焦磷酸酶抑制剂Na+跨液泡膜运输速率会减弱，C正确；载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身空间结构的改变，H+-焦磷酸酶能将H+运进液泡，起到了转运蛋白的作用，故H+-焦磷酸酶和转运蛋白M在转运时均需改变自身的空间结构，D正确。故选A。
10．
【答案】C
【解析】肾小球滤过作用水分运输属于协助扩散，而肾小管重吸收作用中水分进出属于自由扩散，A错误；活细胞的细胞膜对物质进出细胞具有一定的选择透过性，当体液免疫中抗体无法将内环境中的病毒结合，病毒将进入细胞内，这时细胞将启动细胞免疫，B错误；生物膜上的转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两类。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变,通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，C正确；有些糖类如葡萄糖等通过载体蛋白进出细胞，进出方式为主动运输或协助扩散，D错误。故选C。
11．
【答案】A
【解析】Ca2+通过CAX的跨膜运输方式为主动运输，所需要的能量由H+顺浓度梯度产生的势能提供，A错误；Ca2+通过CAX的运输进入液泡增加细胞液的浓度，细胞液的渗透压，有利于植物细胞从外界吸收水分，有利于植物细胞保持坚挺，B正确；加入H+焦磷酸酶抑制剂，则液泡中的H+浓度降低，液泡膜两侧的H+浓度梯度差减小，为Ca2+通过CAX的运输提供的能量减少，C正确；H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式需要水解无机焦磷酸释放的能量来提供，为主动运输，D正确。故选A。
12．
【答案】C
【解析】根据题意可知，线粒体外膜的通道蛋白可以让丙酮酸通过，不需要消耗能量，因此为协助运输，A错误；丙酮酸通过内膜时，丙酮酸要借助特异性转运蛋白，利用H+（质子）协同运输的方式由膜间隙进入线粒体基质，则会消耗能量，因此为主动运输，B错误；H+（质子）通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙是逆浓度梯度，且需要载体蛋白，所以运输方式为主动运输，C正确；蛋白质变性剂会使蛋白质变性，从而失活，H+（质子）通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙需要载体蛋白，所以运输速率会减少，D错误。故选C。
13．
【答案】
（1）物质通过简单的扩散作用进出细胞
（2）磷脂尾部具有疏水性 协助扩散（或易化扩散）
（3）协助扩散和主动运输 可逆的
（4）磷脂分子的脂溶性和载体蛋白的特异性
【解析】
（1）自由扩散是指物质通过简单的扩散作用进出细胞。甘油、O2、CO2等物质进出细胞的方式是自由扩散，特点是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，不需要载体和能量。
（2）细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，其内部具有疏水性，所以水分子自由扩散通过细胞时会受到一定的障碍。从题中信息可知，水分子跨膜运输需要水通道蛋白的协助，从低渗溶液到高渗溶液，因此水分子的运输为协助扩散。
（3）协助扩散需要载体蛋白，从高浓度到低浓度，主动运输需要载体，需要能量，因此载体蛋白参与的物质跨膜运输方式有协助扩散和主动运输。载体蛋白转运物质时，被运输物需与共结合，同时载体蛋白的空间结构发生变化，这种变化是可逆的，随后该载体蛋白继续运输物质。
（4）细胞膜的成分是磷脂分子和蛋白质分子，磷脂分子的脂溶性和载体蛋白的特异性，所以细胞膜具有选择透过性。
14．
【答案】
（1）b
（2）c 一定范围内氧气浓度增大会使有氧呼吸增强，从而提供更多能量。跨膜进入细胞的运输方式中，需要消耗能量的为主动运输c 呼吸酶的数量、载体数量
（3）将细胞和外界环境分隔开；进行细胞间的信息交流
【解析】
（1）肾小管对水的重吸收过程中，水通过水通道蛋白以协助扩散的形式进入细胞，不消耗能量，从高浓度运输到低浓度，如图为方式b。
（2）一定范围内氧气浓度会影响有氧呼吸强度，从而影响能量的供应。金属离子X的跨膜运输速率在一定范围内随着氧气浓度增大而增大，推断该跨膜运输方式需要消耗能量，因此为主动运输。细胞膜上的糖链位于细胞膜外表，因此金属离子X进入细胞的主动运输方式为c。当达到一定氧气浓度后，X的跨膜运输速率不再随着氧气浓度增大而增大，主要受到呼吸酶数量和载体数量的限制。
（3）细胞膜功能：控制物质进出细胞；将细胞和外界环境分隔开；细胞间的信息交流。
15．
【答案】
（1）植物种类、离子种类
（2）水稻吸收水分的相对速度大于吸收Ca2+、Mg2+
（3）不同植物对离子（无机盐）的吸收具有选择性
（4）思路：将长势相同的番茄植株平均分为两组，甲组根系放在有氧条件下（或不加呼吸抑制剂），乙组根系放在无氧条件下（或加呼吸抑制剂），将甲乙两组植株放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根系对Mg2+的吸收速率（或测相同时间内培养液中Mg2+的含量变化）。结果及结论：若甲组根系对Mg2+的吸收速率大于乙组，则说明Mg2+的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根系对Mg2+的吸收速率大致相同，则说明Mg2+的跨膜运输方式为协助扩散
【解析】
（1）柱形图中涉及到番茄和水稻两种植物的不同，横坐标表示出离子种类的不同，故该实验的自变量有植物种类、离子种类。
（2）由柱形图可以看出，培养一段时间后，水稻培养液中Ca2+和Mg2+的浓度大于初始的浓度，原因是水稻根细胞对水的吸收速度（比例）大于对Ca2+、Mg2+的吸收速度（比例）。
（3）将番茄和水稻分别放在培养液中培养，一段时间后，番茄培养液中的Ca2+和Mg2+浓度下降，水稻培养液中的Ca2+和Mg2+浓度增高，Si4+的情况刚好；而水稻吸收大量的Si4+，而番茄几乎不吸收Si4+，可见不同植物对离子的吸收有选择性，同一植物对不同离子的吸收具有选择性。
（4）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，因变量是番茄对Mg2＋的吸收速率。设计实验时要注意等量原则和单一变量原则。思路：将长势相同的番茄植物平均分为两组，甲组根系放在有氧条件下，乙组根系放在无氧条件下，将甲、乙两组番茄植株放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根系对Mg2＋的吸收速率。结果及结论：若甲组根系对Mg2＋的吸收速率大于乙组，则说明Mg2＋的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根系对Mg2＋的吸收速率大致相同，则说明Mg2＋的跨膜运输方式为协助扩散。
题 型
考查年份
关联知识点
渗透作用的原理和应用
2021湖北卷11题
红细胞与渗透作用
物质跨膜运输方式及影响因素
2021河北卷4题
2021山东卷2题
人体成熟红细胞运输O2和CO2；
协助扩散与主动运输
植物细胞的质壁分离和复原
及有关实验
2021湖南卷3题
质壁分离和质壁分离复原