新高考生物一轮复习学案：第6讲　物质跨膜运输的实例和方式（含解析）

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高中生物一轮复习学案
第6讲 物质跨膜运输的实例和方式
考点一　物质跨膜运输的实例

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。
(2)渗透作用原理

2．动、植物细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水

②现象

(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)
①原理

②现象
当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞发生质壁分离现象
当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水膨胀，由于存在细胞壁，细胞不会涨破
当外界溶液浓度等于细胞液浓度时，细胞维持正常形态



3.物质跨膜运输的其他实例
(1)植物对无机盐离子的吸收
①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。
②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(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。
[基础诊断]
1．玻璃纸是一种选择透过性膜，水分子可以透过它，而蔗糖分子则不能。(必修1　P60问题探讨)(×)
2．渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。(必修1　P60问题探讨)(×)
3．当外界溶液低时，红细胞一定会吸水涨破。(必修1　P61思考与讨论)(×)
4．人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是顺浓度梯度进行的。(必修1　P63资料分析)(×)
[深度拓展]
1．(必修1　P64拓展题)轮作是指农民在一块地里有计划地更换作物种类来种，这样做的意义是什么？
提示：防止长期在同一块田里种植同种作物导致土壤肥力下降。
2．(必修1　P64)细胞膜和其他生物膜都具有流动性和选择透过性，其结构基础分别是什么？
提示：流动性的结构基础是组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的；选择透过性的结构基础主要是膜上转运蛋白的种类和数量。
3．(必修1　P63)科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO的培养液中培养，结果如图所示，据图分析：

请解释水稻培养液中Mg2＋、Ca2＋浓度升高的原因。
提示：水稻吸收水分的量多于吸收Mg2＋、Ca2＋的量。

1．溶质能通过半透膜的渗透装置分析

(1)S1和S2是同种溶质，且能透过半透膜，S1溶液浓度大于S2

(2)S1和S2是两种不同的溶质，且只有水和S1能通过半透膜

2．影响渗透作用中液面变化的因素分析

半透膜表面积的大小
半透膜两侧的浓度差


在浓度NB＝NC>NA，其他条件相同的情况下，半透膜的表面积越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显
在其他条件相同的情况下，半透膜两侧的浓度差越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显
结果：vB>vC，ΔhB＝ΔhC
结果：vB>vC，ΔhB>ΔhC


1．(2021·湖北联考)某兴趣小组用图甲研究渗透作用，a和b均为蔗糖溶液，c允许单糖通过。图乙为实验结果。下列说法正确的是(　　)

A．烧杯中蔗糖溶液浓度大于漏斗中蔗糖溶液浓度
B．若t2时刻在烧杯中加入蔗糖酶，则Δh最终将变小
C．t2时刻半透膜两侧蔗糖溶液浓度相同
D．若t2时刻在漏斗中加入蔗糖酶，则Δh将先变大后变小
D　[分析图乙，Δh先增加后趋于稳定，说明漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中蔗糖溶液浓度，A错误；若t2时刻在烧杯中加入蔗糖酶，蔗糖分解为单糖，烧杯内溶液浓度会升高，由于c允许单糖通过，继而烧杯内溶液浓度会下降，则Δh将先变小后变大，B错误；t2时刻半透膜两侧水分子进出速度相等，但是由于漏斗与烧杯的液面不一样高，所以膜两侧溶液浓度不相等，C错误。]
2．(2022·河南模拟)如图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗底部均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积如下表所示。图2中曲线①②③表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则曲线①②③与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是(　　)

装置编号
甲
乙
丙
半透膜面积
S
S/2
S
蔗糖溶液体积
T
T
2T
A.①—丙；②—甲；③—乙
B．①—乙；②—甲；③—丙
C．①—甲；②—乙；③—丙
D．①—丙；②—乙；③—甲
A　[丙内蔗糖溶液的体积最大，吸水的量最大，漏斗液面高度最高，相对应的是图2中曲线①；甲、乙的体积相等，但是甲漏斗口的半透膜面积比乙的大，吸水的速度快，故甲漏斗液面高度变化要比乙的快些，对应图2中曲线②。]

3．(2022·甘肃模拟)哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是(　　)
A．在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
B．在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞
C．在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂
D．渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
C　[兔红细胞没有细胞壁，不会发生质壁分离，A错误；在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于水分子进出达到平衡，B错误；在低于0.9%NaCl溶液中，进入红细胞的水分子多于出红细胞的水分子，红细胞会因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂，C正确；渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，其中水分子是从其分子数相对较多处向相对较少处扩散，即从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行扩散，D错误。]
4．(2020·全国卷Ⅱ)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　[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)，将相同的叶圆片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。据题意可知，水分交换达到平衡时，甲糖溶液浓度升高，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、乙两组溶液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。]

　判断细胞的吸水、失水的两种方法
(1)通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断：当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水；当细胞外溶液浓度与细胞液的浓度相等时，细胞失水量和吸水量相等，水分进出细胞处于动态平衡。
(2)根据重量或长度变化(如萝卜条)来判断：若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。

考点二　观察植物细胞的质壁分离和复原

1．实验原理

2．实验步骤

3．现象与结论

[问题探究]
(必修1　P61～P62探究)如图是将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞先放到0.3 g/mL的蔗糖溶液中(甲)，再放到清水中(乙)的实验过程的图解，请分析回答下列问题：

(1)实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？
提示：观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的状态形成对照。
(2)为什么用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料？
提示：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中有花青素，使液泡中的细胞液呈紫色，有利于观察。
(3)如果没有细胞壁，细胞会发生质壁分离现象吗？
提示：不会发生质壁分离现象，只发生渗透吸水或失水。
(4)本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验有何影响？
提示：选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，既明显出现质壁分离现象，又不会杀死细胞。若浓度过高，质壁分离速度过快，细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原；若浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
(5)发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质？
提示：因为细胞壁是全透性的，所以洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。
(6)若用合适浓度的KNO3溶液进行该实验，结果会发生质壁分离与复原吗？
提示：开始外界溶液浓度较大，细胞发生质壁分离；细胞主动吸收K＋和NO后，随着细胞液浓度增大，质壁分离又会自动复原。

1．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)。
②在一定浓度(溶质可透过半透膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离，并能自动复原，因为K＋、NO、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。
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。
④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适合做质壁分离实验的溶液。
2．质壁分离实验的拓展应用
(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．下列有关“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验操作，叙述正确的是(　　)

A．在步骤C中只需滴加1滴蔗糖溶液
B．整个实验现象的观察应维持在低倍镜下
C．步骤A具体操作过程为“解离→染色→漂洗→制片”
D．步骤F观察实验结果和步骤D相比，液泡颜色变深
B　[步骤C引流操作为从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，用吸水纸在另一侧吸引，需重复几次，使洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中，A错误；整个实验应在低倍镜下进行观察，B正确；步骤A制片时不需要进行解离、漂洗和染色，C错误；质壁分离复原的细胞，细胞吸水，液泡颜色变浅，D错误。]
2．某同学用不同浓度的蔗糖溶液分别处理红山茶花的花瓣表皮临时装片，观察花瓣表皮细胞的吸水和失水。图1为0.35 g·mL－1蔗糖溶液的处理结果。该同学用显微镜连接计算机并通过相关软件分别计算不同蔗糖溶液浓度下花瓣表皮细胞和液泡的面积，求出液泡面积与细胞面积比值，得到平均值H，相关数据如图2所示。下列叙述正确的是(　　)

A．图1丙区域表示细胞质基质，该面积可作为质壁分离的观察指标
B．图1甲区域为蔗糖溶液，乙区域和丙区域的溶液几乎不含蔗糖
C．用0.45 g·mL－1蔗糖溶液处理的装片，细胞失水量更大，图1乙区域平均面积更大
D．H值可反映细胞的质壁分离程度，H值越小，细胞液的渗透压越小
C　[图1丙区域表示原生质体，乙区域是细胞壁与原生质层之间的蔗糖溶液，A、B错误；由图2柱形图可知，用0.45 g·mL－1蔗糖溶液处理的装片，细胞失水量更大，图1乙区域平均面积更大，丙区域平均面积更小，C正确；H值可反映细胞的质壁分离程度，H值越小，细胞液浓度越高，渗透压越大，D错误。]

3．(2022·辽宁模拟)某生物兴趣小组用不同浓度的蔗糖溶液处理了同一批马铃薯条(直径为0.8 cm、长度为3 cm，每组浓度下准备3条)，实验过程中测量的相关数据见表，质量变化百分比＝(实验后质量－初始质量)÷初始质量×100%。下列相关叙述错误的是(　　)
蔗糖溶液浓度/
(mol·L－1)
初始质量/g
实验后
质量/g
质量变化
百分比/%
1
3.24
1.80
－44
0.8
3.18
1.85
－42
0.6
3
1.92
－36
0.4
3.15
2.19
－30
0.2
3.12
3.36
7.7
0
3.06
3.51
14.7
A.实验用同一批马铃薯是为控制无关变量，保证实验的可靠性
B．马铃薯条细胞液的渗透压应该介于0.2～0.4 mol·L－1之间
C．实验结束后0.6 mol·L－1蔗糖溶液中马铃薯条吸水能力小于实验前
D．马铃薯条发生上述质量变化时必备的条件之一是具有选择透过性膜
C　[实验过程中应该控制无关变量减少对实验的干扰，A正确；在0.2 mol/L时马铃薯吸水，在0.4 mol/L时马铃薯脱水，所以马铃薯的细胞液渗透压可能在0.2～0.4 mol/L之间，B正确；在0.6 mol/L时马铃薯失水，所以此时马铃薯的细胞液浓度应该是增大的，吸水能力大于实验前，C错误；渗透实验的前提是有选择透过性膜和渗透压差值的存在，D正确；]
4．(2022·郑州模拟)确定植物组织的水势(细胞液浓度)有利于农肥的合理使用。小液流法是测定植物组织水势的常用方法，其原理是把高浓度溶液的一小液滴放到低浓度溶液中时，液滴下沉；反之则上升。甲与乙两组试管相同且依次编号为1～6号，相同的试管编号中加入相同浓度的蔗糖溶液。在甲试管中放入待测的植物材料一段时间后，从中取小液滴滴入乙试管(如图所示)，结果如下表(注：甲试管内加入适量的甲烯蓝，甲烯蓝可使蔗糖溶液变蓝，忽略甲烯蓝对蔗糖浓度的影响)。下列相关叙述正确的是(　　)
乙组试管编号
1
2
3
4
5
6
1 mol/L的蔗糖溶液(mL)
0.5
1
1.5
2
2.5
3
蒸馏水(mL)
9.5
9
8.5
8
7.5
7
蓝色小滴升降情况
↓
↓
↓
↑
↑
↑

A．由上表推知植物材料的细胞液浓度介于0.2～0.25 mol·L－1之间
B．甲组1～3号试管中，植物材料水势变化最小的是3号
C．甲组4～6号试管中，植物材料的水势大于蔗糖溶液的水势，细胞吸水
D．甲组试管内植物材料水势达到稳定时，与小液滴的水势相同
B　[据题意可知，据表格数据推知植物材料的细胞液浓度介于0.15～0.2 mol·L－1之间，A错误；乙组1～3号试管中，蓝色小液滴下降，说明甲组1～3号试管中，植物细胞吸水。甲组1～3号试管中，蔗糖溶液的浓度逐渐升高，与细胞液浓度差逐渐降低，植物细胞吸水量逐渐减少，植物材料水势变化最小的是3号，B正确；乙组4～6号试管中，蓝色小滴上升，说明甲组4～6号试管中，植物材料的水势小于蔗糖溶液的水势，细胞失水，C错误；由于细胞壁的限制作用，在低浓度外界溶液中，植物细胞不再吸水时，细胞液浓度仍然大于外界溶液的浓度。故甲组试管内植物材料水势达到稳定时，不一定与小液滴的水势相同，D错误。]
考点三　物质出入细胞的方式

1．各种物质出入细胞方式的比较
物质出
入细胞
的方式
被动运输
主动
运输
胞吞
胞吐
自由
扩散
协助
扩散
图例





运输
方向
高浓度→低浓度
低浓度→
高浓度
胞外→
胞内
胞内→
胞外
是否需
要载体
否
是
是
否
否
是否消
耗能量
否
是
是
是

2.完善物质跨膜运输方式图解

[基础诊断]
1．水生植物丽藻的细胞液中K＋浓度比它们生活的池水高1 065倍，说明丽藻吸收K＋的方式为主动运输。(必修1　P71正文)(√)
2．丽藻细胞通过主动运输吸收不同无机盐离子的速率都相同。(必修1　P71表4－1)(×)
3．胞吞和胞吐过程中发生膜成分的更新，体现了细胞膜具有一定的流动性。(必修1　P72正文)(√)
4．水分子都是以自由扩散的方式进入细胞的，不需要载体蛋白的协助。(必修1　P74科学前沿)(×)
5．一种离子通道只允许一种离子通过，并且只有在特定刺激发生反应时才瞬时开放。(必修1　P74科学前沿)(√)
[深度拓展]
1．(必修1　P71正文)主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，这对于细胞本身的意义是____________________________________________________。
提示：主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要，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。
2．(必修1　P73与社会的联系)囊性纤维病是由于有的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。
提示：载体蛋白　载体蛋白的种类和数量
3．(必修1　P73拓展题)低温会使物质跨膜运输速率下降，最可能的原因是________
________________________________________________________________________。
提示：温度可影响生物膜的流动性和呼吸有关酶的活性，进而影响物质运输的速率。

1．不同因素对物质跨膜运输的影响

(1)物质浓度(在一定的范围内)

(2)氧气浓度

(3)温度

2．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



1．(2021·河北高考)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图，①～⑤表示相关过程。下列叙述错误的是(　　)

A．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2和O2
B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散
C．成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量
D．成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
D　[据题意可知，人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，因此血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2和O2，A正确；由图示分析可知，①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散，B正确；人体成熟的红细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③钠钾泵提供能量，C正确；成熟红细胞没有细胞器，不具备更新细胞膜的能力，D错误。]
2．(2020·江苏高考)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　[葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，运出小肠上皮细胞的方式为协助扩散，A正确；由图示可知，Na＋主要以②主动运输的方式运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以⑤胞吞的方式进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；维生素D属于固醇类，进入细胞的方式为④自由扩散，D错误。]

　“三看法”快速判定物质出入细胞的方式



3．离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是(　　)
A．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B．离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的
C．动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D．加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
C　[离子泵通过消耗ATP进行离子的跨膜运输，属于主动运输，A错误；主动运输一般为逆浓度梯度进行，B错误；动物一氧化碳中毒会使血红蛋白降低，造成机体所氧，有氧呼吸减弱，细胞ATP的含量降低，进而会降低离子泵跨膜运输离子的速率，C正确；蛋白质变性剂会降低具有活性的载体数量，使离子泵跨膜运输离子的速率降低，D错误。]
4．(2022·山西模拟)如图显示人体某细胞对葡萄糖的转运速率与细胞外葡萄糖浓度的关系。实线表示细胞外仅存在葡萄糖的情况，虚线表示细胞外同时存在一定浓度半乳糖的情况。以下说法正确的是(　　)

A．葡萄糖的转运速率随细胞外葡萄糖浓度的升高会持续增大
B．半乳糖可水解为2分子葡萄糖
C．该细胞膜上一定存在转运半乳糖的载体
D．半乳糖对葡萄糖的转运有抑制作用
D　[由曲线走势可知，随着葡萄糖浓度的升高，葡萄糖的转运速率逐渐升高，当到达一定浓度后，转运速率保持不变，A错误；半乳糖属于单糖，不能水解，B错误；由曲线分析可知，仅存在葡萄糖的情况比同时存在一定浓度半乳糖时葡萄糖的转运速率高，所以半乳糖对葡萄糖的转运有抑制作用，但是不能确定细胞膜是否能转运半乳糖，C错误，D正确。]

5．(2022·肥城市模拟)研究人员为研究小肠绒毛上皮细胞对葡萄糖的转运方式，进行了相关体外实验。若用蛋白质抑制剂处理小肠绒毛，则葡萄糖的转运速率为0；在外界葡萄糖浓度为5 mmol·L－1时，抑制细胞呼吸与正常情况下，细胞转运葡萄糖的速率不同，且有一种情况下速率为0；在外界葡萄糖浓度为100 mmol·L－1时，抑制细胞呼吸情况下，葡萄糖的转运速率与正常情况相比有所下降但不为0。下列相关叙述错误的是(　　)
A．小肠绒毛上皮细胞内葡萄糖的浓度大于5 mmol·L－1
B．外界葡萄糖浓度较低时，小肠绒毛上皮细胞主要通过协助扩散吸收葡萄糖
C．小肠绒毛上皮细胞转运葡萄糖的速率不可能一直与外界葡萄糖的浓度成正比
D．小肠绒毛上皮细胞转运葡萄糖既可以逆浓度梯度进行，也可以顺浓度梯度进行
B　[由题意“在外界葡萄糖浓度为5 mmol·L－1时，抑制细胞呼吸与正常情况下，细胞转运葡萄糖的速率不同，且有一种情况下速率为0”，可推测此时葡萄糖的运输方式为主动运输，主动运输是需要能量供应的逆浓度梯度的运输，故推测小肠绒毛上皮细胞内葡萄糖的浓度大于5 mmol·L－1，A正确；外界葡萄糖浓度较低时，小肠绒毛上皮细胞主要通过主动运输吸收葡萄糖，B错误；由题意可推测，小肠绒毛上皮细胞转运葡萄糖的方式有主动运输和协助扩散，故其运输葡萄糖的速率不会一直与外界葡萄糖的浓度成正比，C正确；由题意可推测，小肠绒毛上皮细胞通过主动运输逆浓度梯度转运葡萄糖，也可以通过协助扩散顺浓度梯度转运葡萄糖，D正确。]
6．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。
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。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。
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。


1．(2017·全国卷Ⅱ)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．0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内
B．0～1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等
C．2～3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压
D．0～1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压
C　[该植物细胞质壁分离后的复原是因为物质A进入了细胞，使细胞液渗透压升高导致细胞吸水，A错误；植物细胞发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁，所以0～1 h内，细胞体积变化量小于原生质体体积变化量，B错误；2～3 h内原生质体的相对体积增大，此时细胞液的渗透压大于细胞外溶液的渗透压，C正确；0～1 h内原生质体的相对体积减小，液泡中的水分进入细胞质基质，此时细胞质基质的渗透压大于液泡中液体的渗透压，D错误。]
2．(经典高考)将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则(　　)

A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高
B．浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的
C．a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组
D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5 mol·L－1之间
D　[据图可推知a组吸水多于b组，因此实验后a组细胞液中溶质浓度低于b组，A错误；比值小于1表明细胞吸水，则b组细胞吸水；比值大于1表明细胞失水，则f组细胞失水，因此浸泡导致f组细胞中液泡的失水量＞b组，B错误；水分子进出细胞的方式是自由扩散或协助扩散，不消耗能量，C错误；由c组吸水、d组失水知细条细胞液浓度介于0.4～0.5 mol·L－1之间，D正确。]

析个性
第1题以曲线图形式考查了植物细胞质壁分离和复原过程；第2题以柱状图形式考查了植物细胞在不同浓度的蔗糖溶液中吸水和失水情况
找共性
两个题目都以植物细胞吸水、失水和质壁分离为依托，主要考查识图能力和获取信息并利用信息分析解决问题的能力。解答此类问题要明确植物细胞质壁分离的原理和过程，并会分析相关曲线
　不同外界溶液中植物细胞的变化分析
将成熟的植物细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.5 mol/L的尿素溶液中，原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积随时间变化如图，分析如下：

(1)A曲线表示细胞在蒸馏水中：细胞略膨胀，但由于细胞壁的存在，原生质体的体积不能无限膨胀。
(2)B曲线表示细胞在0.5 mol/L的尿素溶液中：细胞先因渗透失水而发生质壁分离，后由于尿素能进入细胞，使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原。细胞在KNO3、甘油、乙二醇等溶液中也可发生质壁分离后自动复原现象。
(3)C曲线表示细胞在0.3 mol/L的蔗糖溶液中：蔗糖不能进入细胞，因此质壁分离后细胞不能发生自动复原。

1．(2022·河南模拟)在环境条件适宜的情况下，将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于一定浓度的KNO3溶液中，测得细胞液浓度与外界溶液浓度的比值随时间的变化曲线如图，下列叙述正确的是(　　)

A．细胞在t1时还未进行质壁分离
B．细胞在t1时吸水能力比t2时强
C．在t0～t1时溶质微粒进入细胞的方式为协助扩散
D．若降低温度，比值为3时对应的t2应右移
D　[在t1之前，比值小于1，说明外界溶液浓度大，细胞失水，发生质壁分离，则细胞在t1时仍处于质壁分离状态，A错误；t1～t2时间段内，细胞液浓度大于外界溶液，细胞吸水，t2时比值最大，吸水能力最大，B错误；在t0～t1时溶质微粒进入细胞的方式为主动运输，C错误；若降低温度，分子运动的能力减弱，则t1～t2时间段会变长，t2应右移，D正确。]
2．(2022·宁夏模拟)取某一红色花冠的2个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞，将它们分别放置在甲、乙两种溶液中，测得细胞失水量的变化如图1，液泡直径的变化如图2，下列叙述正确的是(　　)

A．第4分钟后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡
B．甲、乙两种溶液的浓度不同，溶质也不可能相同
C．第2分钟前乙溶液中花瓣细胞的失水速率小于甲溶液
D．图2中曲线Ⅱ和图1中乙溶液中细胞失水量曲线对应
C　[第4分钟后乙溶液中细胞由于吸水发生了质壁分离复原，A错误；两条曲线的差异是甲、乙溶液溶质不同，甲溶液中溶质不能被细胞吸收，乙溶液中的溶质可以被细胞吸收，两种溶液的浓度无法确定大小，B错误；据图1分析，第2分钟前甲溶液中花瓣细胞的失水速率大于乙溶液，C正确；分析题图2可知Ⅰ液泡先变小后恢复到原样，为乙溶液中的变化曲线，Ⅱ液泡先变小后维持不变，为甲溶液中的变化曲线，D错误。]
3．(2022·新疆模拟)取10组相同的成熟植物组织，分别放置到甲、乙溶液中处理不同时间，测定细胞平均相对失水量，结果如图所示。假设细胞一直具有生物活性，下列分析正确的是(　　)

A．上述成熟组织可取自洋葱根尖分生区
B．上述甲、乙溶液的溶质相同，但浓度不同
C．处理时间越长，两组细胞内的细胞液浓度越大
D．该组织细胞分别在甲、乙溶液中处理8 min时，均处于质壁分离状态
D　[洋葱根尖分生区细胞分化程度低，没有大液泡，不属于成熟植物组织细胞，A错误；由实验结果可知，细胞在甲溶液中失水，然后保持质壁分离的状态，说明甲溶液的溶质不能被植物细胞吸收，比如蔗糖溶液；细胞在乙溶液中先失水后自动吸水，说明乙溶液的溶质可以被植物细胞吸收，比如尿素溶液、KNO3溶液，故二者的溶质不同，B错误；随着处理时间增加，甲组细胞由于失水量增加而细胞液浓度增大，然后保持稳定；乙组细胞液浓度先增大，后减小，C错误；处理8 min时，细胞在甲溶液中失水而保持质壁分离，在乙溶液中正处于自动复原过程中，但仍保持质壁分离状态，D正确。]

一、网络构建

二、要语必记
1．渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。
2．动物细胞在任何情况下都不会发生质壁分离现象。
3．物质的跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，细胞对物质的输入和输出具有选择性。
4．被动运输包括自由扩散和协助扩散，它们都是顺浓度梯度运输的过程，不消耗能量，但是协助扩散需要载体蛋白。
5．主动运输是逆浓度梯度运输的过程，需要载体蛋白的协助和消耗能量。
6．胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的，与膜的流动性有关，它是大分子和颗粒性物质进出细胞的物质运输方式，某些小分子也可通过胞吞、胞吐进出细胞，靠ATP提供动力。