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2021版高考生物（人教版）一轮复习学案：第二单元 第7讲 物质跨膜运输的实例和方式
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第7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．渗透作用的原理
2．动物细胞的吸水和失水
3．植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)
4．物质跨膜运输的其他实例
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，结果及分析如下：
1．(必修1 P60图4－1改编)将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是_______________________________________________________________。
答案：蒸馏水大量进入红细胞
2．(必修1 P61“与生活的联系”)为什么吃比较咸的食物口唇感觉比较干？
答案：因为与细胞内液相比，外界溶液浓度高，口腔上皮细胞失水。
【真题例证·体验】
(2018·高考全国卷Ⅰ)下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是( )
A．在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2和NO
B．农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收
C．土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收
D．给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象
解析：选A。在酸性土壤中，小麦不能吸收利用土壤中的N2，A错误；农田适时松土可以增加土壤中的氧气，增强农作物根系的有氧呼吸，有利于农作物根细胞通过主动运输的方式对矿质元素进行吸收，B正确；土壤微生物可以将秸秆中的有机物分解成无机离子等，植物的根系能吸收这些无机离子用于生命活动，C正确；给玉米施肥过多时，土壤渗透压升高，当其高于玉米根的细胞液渗透压时，玉米会因根系水分外流而出现“烧苗”现象，D正确。
【考法纵览·诊断】
(1)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核 [2018·天津卷，T3A](×)
(2)在不染色的条件下，最适合观察细胞质壁分离现象的是紫色洋葱根尖分生区细胞 [2018·海南卷，T5B改编](×)
(3)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。0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内
[2017·全国卷Ⅱ，T4A](×)
(4)为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度 [2017·海南卷，T9B](×)
(5)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 [2016·海南卷，T9C](×)
(6)质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行 [2014·四川卷，T1A改编](×)
【长句特训·规范】
下图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题：
(1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现如图________所示的现象，原因是________________________________________________________________。
(2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会出现如图所示哪种现象？达到平衡时，水分子进出细胞的状况是图中哪一种？
________________________________________________________________。
(3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间内细胞体积增大，最终________________________________________________________________________(填“会”或“不会”)涨破，原因是______________________________________________。
答案：(1)甲 将人的成熟红细胞放入清水中，由于发生渗透作用，从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水分子，因此细胞吸水
(2)将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞外界溶液浓度较大，细胞失水，如图丙所示；达到平衡状态时，水分子进出细胞的速率相等，如图乙所示
(3)不会 植物细胞有细胞壁的保护
1．渗透作用原理的应用
(1)验证渗透作用发生的条件
(2)比较不同的溶液浓度的大小
比较项目
漏斗内
烧杯内
溶液浓度
M
N
现象及结论
①若漏斗内液面上升，则M>N；
②若漏斗内液面不变，则M＝N；
③若漏斗内液面下降，则M
(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
2.两种方法判断细胞的吸水和失水
(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，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。
渗透作用的原理
科学思维
1．(2020·郑州模拟)如下图所示，在漏斗中加入的蔗糖溶液与蒸馏水液面齐平，一段时间后，待漏斗内液面不再变化时，再向漏斗中加入一定量的蔗糖酶。下列坐标曲线中能正确反映整个实验过程中漏斗内外溶液的液面高度差变化的是( )
解析：选C。实验开始时，漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中的蒸馏水，烧杯中的水分子向漏斗中渗透，漏斗液面升高。一段时间后加入蔗糖酶，使蔗糖水解成葡萄糖和果糖，引起漏斗中溶液浓度进一步升高，漏斗液面继续升高。由于半透膜允许单糖分子透过，漏斗中的葡萄糖和果糖进入烧杯中，漏斗中的溶液浓度下降，漏斗液面随之下降，最终由于漏斗中加入的蔗糖酶，维持着一定的液面高度差。
2．某同学设计的实验如下图所示，实验开始时，U形管两侧液面相等，图中半透膜允许单糖通过。据图分析，下列说法错误的是( )
A．若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止上升时，半透膜两侧溶液浓度一定是相等的
B．若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，则实验现象为高浓度一侧的液面上升
C．若U形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液，则实验现象为高浓度一侧液面先上升，随后另一侧液面上升，最后两侧液面持平
D．若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止上升时，半透膜两侧水分子移动达到平衡状态
解析：选A。由题干可知，实验开始时，U形管两侧液面等高，当U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液时，水分子从低浓度一侧流向高浓度一侧的较多，即高浓度一侧的液面上升，低浓度一侧的液面下降，直至液面不再变化，此时半透膜两侧浓度差产生的渗透压力与液面差产生的压力达到平衡，所以半透膜两侧溶液浓度不会相等，A错误，B正确；当液面停止上升时，半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，D正确；若U形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液，开始时水分子总体表现为由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，因此高浓度一侧液面先上升，但随着葡萄糖分子通过半透膜进入低浓度一侧，最后两侧液面会持平，C正确。
细胞吸水、失水原理
科学探究
3．(2020·泰安模拟)下图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液，且a溶液浓度
A．图A中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面
B．图B中的⑤④⑥相当于图A中的②
C．若图B所示为某农作物的根毛细胞，此时应及时灌溉
D．图B中的⑦与图A中的②通透性不同
解析：选B。根据题干“a溶液浓度
A．实验主要原理是成熟的植物细胞能够发生渗透作用
B．实验中需要使用血细胞计数板、盖玻片、显微镜等仪器
C．叶表皮细胞浸润在蒸馏水中时，细胞会发生膨胀
D．结果表明大多数细胞的细胞液浓度介于0.2～0.25 mmol/L 之间
解析：选B。成熟的植物细胞放在外界溶液中能够发生渗透作用，故A正确；实验中需要制备临时装片，用显微镜等仪器进行观察，但不需要血细胞计数板，故B错误；叶表皮细胞浸润在蒸馏水中时，细胞会吸水膨胀，但是不能涨破，因为细胞外面存在细胞壁，故C正确；外界溶液浓度为0.2 mmol/L时，质壁分离的细胞所占比例约为20%，外界溶液浓度为0.25 mmol/L时，质壁分离的细胞所占比例约为80%，则说明大多数细胞的细胞液浓度介于0.2～0.25 mmol/L之间，故D正确。
考点二 物质跨膜运输的方式
1．物质出入细胞的方式
2．物质跨膜运输方式的图解
3．不同因素对物质跨膜运输的影响
(1)影响因素
(2)曲线分析
(必修1 P73“与社会的联系”改编)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。
答案：载体蛋白 载体蛋白的种类和数量
【真题例证·体验】
(2018·高考全国卷Ⅱ改编)下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是( )
A．吞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：选C。吞噬细胞依赖细胞膜的流动性以胞吞的方式摄入病原体，A项错误；固醇类激素属于脂质，以自由扩散的方式进入靶细胞，B项错误；神经细胞受到刺激时，Na＋顺浓度梯度内流，属于被动运输，C项正确；甘油以自由扩散的方式进入细胞，D项错误。
【考法纵览·诊断】
(1)二氧化碳能通过自由扩散的方式通过细胞膜 [2018·北京卷，T1B改编](√)
(2)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。离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的 [2016·全国卷Ⅰ，T2B](×)
(3)mRNA从细胞核到细胞质的过程属于胞吐作用 [2015·全国卷Ⅱ，T3B](×)
(4)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质离子的速率都相同 [2013·全国卷Ⅰ，T3A](×)
(5)植物主动运输矿质离子的过程只发生在活细胞中 [2013·全国卷Ⅰ，T3C](√)
(6)低温不影响矿质离子的吸收速率 [2013·全国卷Ⅰ，T3B](×)
(7)血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于自由扩散 [2012·海南卷，T11D](×)
(8)氢离子可以通过扩散作用进入液泡内 [2011·北京卷，T3B](×)
【长句特训·规范】
依据模式图确认物质出入细胞的方式及影响因素。回答下列问题：
(1)图2、4、5中物质运输方式依次为________________________________。
(2)写出下列影响物质出入细胞的因素所对应的图。
①加入蛋白酶处理，会受影响的是____________。
②加入呼吸酶抑制剂处理，会受影响的是____________。
(3)与图4有关的细胞器主要是哪两种，并说明其作用：
________________________________________________________________________。
(4)温度对被动运输和主动运输都有影响，其原因是
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
答案：(1)自由扩散、主动运输、胞吞和胞吐 (2)①图3、图4 ②图4、图5 (3)核糖体合成载体蛋白，线粒体为主动运输提供能量 (4)①温度影响磷脂分子和蛋白质分子的运动速率，从而影响膜的流动性 ②温度也影响酶的活性，进而影响能量的供应
物质进出细胞的方式
生命观念
1．(2020·福建厦门湖滨中学阶段检测)下列说法错误的是( )
A．果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果
B．水分子进出细胞的方式主要是自由扩散
C．葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的帮助，但不消耗能量，属于协助扩散
D．大肠杆菌吸收K＋属于主动运输，既消耗能量，又需要膜上的载体蛋白
解析：选A。果脯在腌制中，细胞死亡，细胞膜失去选择透过性，糖分能直接进入细胞中，A错误；水分子、气体、甘油和乙醇等物质可通过自由扩散的方式进出细胞，B正确；血浆中的葡萄糖浓度高于红细胞内的葡萄糖浓度，葡萄糖进入红细胞的方式是需要载体蛋白协助的协助扩散，C正确；大肠杆菌吸收K＋时消耗能量，又需要膜上的载体蛋白协助，为主动运输，D正确。
2．(2020·湖南长沙铁路一中模拟)某细胞对氨基酸、钠离子、葡萄糖和氧气的吸收方式的比较结果，如下图所示，其中细胞膜内外浓度情况未标出。已知细胞膜上的“○、◇”为载体蛋白，氨基酸以主动运输的方式进入该细胞。下列相关描述，不正确的是( )
A．同一载体蛋白运输的物质可能不止一种
B．葡萄糖进入该细胞的方式为主动运输
C．氧气进入该细胞不需要载体，也不消耗能量
D．氨基酸可逆浓度梯度进入该细胞且不消耗能量
解析：选D。图中氨基酸和钠离子共用同一载体蛋白进入细胞，A正确；葡萄糖进入该细胞需要载体和消耗能量，所以葡萄糖进入该细胞的方式为主动运输，B正确；氧气跨膜运输的方式为自由扩散，所以氧气进入该细胞不需要载体，也不消耗能量，C正确；由题干信息可知，氨基酸进入该细胞的方式为主动运输，主动运输逆浓度梯度进行，且消耗能量，D错误。
物质跨膜运输的影响因素
科学思维、科学探究
3．(2020·广东深圳模拟)给小鼠注射秋水仙素后，秋水仙素能够顺浓度梯度进入正常细胞，使细胞内秋水仙素的含量升高；小鼠癌细胞膜上的一种转运蛋白(MDR)能将秋水仙素从细胞内单向转运到细胞外，使细胞内的秋水仙素含量不会升高。下列相关推测合理的是( )
A．抑制MDR活性可使癌细胞加快运出秋水仙素
B．癌细胞运出秋水仙素的过程需要消耗ATP
C．温度变化不影响癌细胞运出秋水仙素
D．正常细胞膜上MDR的含量高于癌细胞
解析：选B。MDR为转运秋水仙素出癌细胞的转运蛋白，抑制MDR活性，可减慢癌细胞运出秋水仙素，A错误；秋水仙素能顺浓度梯度进入小鼠正常细胞，说明秋水仙素进入细胞的方式为被动运输，不消耗能量，同时也说明细胞内秋水仙素浓度低于细胞外，则秋水仙素由小鼠癌细胞内运出细胞是逆浓度梯度运输，属于主动运输，需要消耗ATP，B正确；温度可通过影响酶活性，进而影响癌细胞的代谢活动，影响癌细胞的能量供应，癌细胞运出秋水仙素的方式为主动运输，需要能量供应，故温度变化可影响癌细胞运出秋水仙素，C错误；MDR可单向将秋水仙素转运到细胞外，秋水仙素进入正常细胞后，可导致细胞内秋水仙素含量升高，而癌细胞内秋水仙素含量不会升高，由此可推测，正常细胞膜上MDR含量应少于癌细胞，D错误。
4．氰化物是一种剧毒物质，其通过抑制[H]与O2的结合，使得组织细胞不能利用O2而陷入窒息。下图为研究植物根尖吸收K＋的相关实验。下列分析不正确的是( )
A．通过实验甲可以判断植物根尖细胞吸收K＋属于主动运输
B．实验甲中，4 h后O2消耗速率下降是因为细胞外K＋浓度降低
C．实验乙中，4 h后吸收K＋的能量可能来自无氧呼吸
D．实验乙加入氰化物后，细胞对O2的吸收速率不变
解析：选D。由实验甲可知，加入KCl后，O2的消耗速率增加，说明植物根尖细胞吸收K＋需要消耗能量，属于主动运输，A项正确；实验甲中，4 h后O2消耗速率下降是因为细胞外K＋浓度降低，细胞吸收K＋的量减少，B项正确；实验乙中，4 h 后组织细胞吸收K＋的速率不再降低，说明此时细胞已经不能利用O2，其吸收K＋的能量可能来自无氧呼吸，C项正确；氰化物能抑制[H]与O2的结合，因此实验乙加入氰化物后，细胞对O2的吸收速率下降，D项错误。
(1)“三看法”快速判断物质出入细胞的方式
(2)探究物质跨膜运输方式的实验设计思路
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
考点三 观察植物细胞的质壁分离和复原
1．实验原理
(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
(2)细胞液具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。
(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大。
2．实验步骤
3．现象与结论
4．拓展：不同外界溶液中植物细胞的变化
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，但是由于细胞壁的存在，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；KNO3、甘油、乙二醇等溶液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。
5．质壁分离和复原实验的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
6．质壁分离和复原实验的四个关键点
(1)单独观察处于质壁分离的静态图像，不能判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。
(2)质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。
(3)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，最终表现为进或出的水分子多。
(4)本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。
1．(2020·江苏仪征中学期中)在“观察植物细胞的质壁分离和复原”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(如下图所示)。下列有关叙述正确的是( )
A．为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤
B．质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减弱
C．质壁分离和复原的过程中，水分子进出细胞的方式均为自由扩散
D．吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头
解析：选C。质壁分离实验中有三次显微镜观察，第一次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞未发生质壁分离的观察，第二次观察为蔗糖溶液中质壁分离现象的观察，第三次观察为质壁分离复原现象的观察，三次观察形成前后自身对照，A错误；质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐增强，B错误；质壁分离和复原的过程中，水分子进出细胞的方式均为自由扩散，C正确；吸水纸的主要作用是“引流”，即吸引液体在盖玻片下移动，使植物细胞完全浸在液体中，D错误。
2．(2020·江西南昌七校模拟)下表是植物细胞在放入蔗糖溶液前，以及放入甲、乙、丙三种不同浓度的蔗糖溶液后细胞的形态。下列叙述正确的是( )
实验处理
放入前
放入甲溶液
放入乙溶液
放入丙溶液
细胞的
形态
A.浸泡在甲溶液中的细胞，细胞液浓度逐渐增大
B．浸泡在乙溶液中细胞的内外浓度相等，没有水分子进出细胞
C．浸泡在丙溶液中的细胞出现质壁分离时，液泡内充满蔗糖溶液
D．三种蔗糖溶液的浓度为甲溶液<乙溶液<丙溶液
解析：选D。与放入前的细胞形态相比较，浸泡在甲溶液中的细胞液泡体积明显增大，这说明该细胞从外界溶液中吸水，细胞液浓度逐渐减小，A错误；浸泡在乙溶液中的细胞液泡的体积基本不变，这说明水分子进出细胞处于动态平衡，B错误；浸泡在丙溶液中的细胞出现了质壁分离，细胞失水，此时原生质层与细胞壁的间隙内充满蔗糖溶液，蔗糖不能进入活细胞的液泡中，C错误；三种蔗糖溶液的浓度为甲溶液<乙溶液<丙溶液，D正确。
3.(2020·河南重点中学联考)下表为甲同学用某浓度KNO3溶液进行质壁分离实验时所测得的数据，右图为乙同学用另一浓度的KNO3溶液进行质壁分离实验时所绘制的曲线图，下列分析正确的是( )
2 min
4 min
6 min
8 min
10 min
原生质体
相对大小
90%
60%
30%
30%
30%
A．甲同学所用溶液浓度要大于乙同学
B．甲同学的实验进行到8 min时质壁分离达到平衡，滴加清水后发生质壁分离复原
C．乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度
D．乙同学在实验进行到T2时观察不到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度
解析：选A。甲同学的实验中未发生质壁分离复原，而乙同学的实验中发生质壁分离复原，说明甲同学所做实验中细胞失水较多而死亡，所用溶液浓度大于乙同学所用溶液浓度；甲同学实验中的原生质体相对大小在6 min后不再发生变化，可能是细胞已经死亡，滴加清水不会发生质壁分离复原；乙同学在T1时实际观察到的是质壁分离复原的现象，是细胞液浓度大于外界溶液浓度的结果；在T2时观察不到质壁分离现象，此时有可能是细胞液浓度大于外界溶液浓度，但因为细胞壁的存在细胞体积不会发生较大变化。
[易误警示]
易错点1 误认为渗透平衡时水分子不移动
[点拨] 渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，平衡状态下，水分子向两侧移动的速率相等，不可看作没有水分子移动，此时半透膜两侧溶液浓度也不一定相等。
易错点2 原生质层≠原生质体
[点拨] (1)原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜。由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成。(2)原生质体是去除了植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构。
易错点3 半透膜≠选择透过性膜
[点拨] (1)区别：①半透膜是无生物活性的物理性膜，物质能否通过取决于分子的大小。②选择透过性膜是具有生物活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。
(2)共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。
易错点4 误认为同种物质跨膜方式应一致
[点拨] 某物质进出细胞的方式并非固定一种。如葡萄糖进入红细胞是协助扩散，而葡萄糖通过小肠上皮细胞细胞膜的方式为主动运输，要视具体情况而定。再如静息电位形成时K＋外流与动作电位形成时Na＋内流均为协助扩散；但K＋、Na＋在其他细胞中的跨膜运输一般为主动运输。
易错点5 影响物质跨膜运输的四点提醒
[点拨] (1)运输速率与O2浓度无关的除自由扩散外，还有协助扩散。
(2)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外，还有浓度差。
(3)抑制某载体蛋白的活性，只会导致该载体蛋白转运的物质运输受到影响，对其他物质的运输无影响。
(4)抑制细胞呼吸，所有以主动运输方式跨膜的物质运输都会受到影响。
[纠错体验]
1．下列说法错误的是( )
A．细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性
B．植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成
C．发生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相等
D．Na＋从红细胞外运入红细胞内的过程属于被动运输
答案：B
2．(2020·安徽安庆期末)下列有关高等植物原生质层的叙述，错误的是( )
A．包括细胞膜、液泡膜及其间的细胞质，不包括细胞核
B．植物细胞经纤维素酶处理后得到的即为原生质层
C．水分子经过原生质层进入液泡时需穿过4层磷脂分子
D．原生质层的伸缩性远大于细胞壁的伸缩性
解析：选B。原生质层是指细胞膜和液泡膜以及二者之间的细胞质，不包括细胞核，A正确；植物细胞经纤维素酶和果胶酶处理后得到的是原生质体，不是原生质层，B错误；水分子经过原生质层进入液泡时需穿过细胞膜和液泡膜，需穿过4层磷脂分子，C正确；细胞壁的伸缩性较小，原生质层的伸缩性远大于细胞壁的伸缩性，D正确。
3．(2020·黑龙江哈尔滨三中一调)实验发现，某物质X进入细胞时，如果使用药物限制细胞膜上蛋白质的活性，则该物质的运输速率迅速下降，如果抑制呼吸作用，却对运输速率没有影响。由此推断下列有关该物质进入细胞方式的说法，正确的是( )
A．它是自由扩散
B．它是主动运输
C．它是逆浓度梯度运输的
D．葡萄糖进入红细胞通常采用该方式
解析：选D。该物质运输过程中抑制呼吸作用对运输速率没有影响，限制细胞膜上蛋白质的活性，运输速率迅速下降，说明该物质的运输与细胞膜上蛋白质的活性强弱有关，这说明X的运输为需要载体协助而不需要消耗能量的协助扩散，A、B错误；协助扩散是顺浓度梯度运输的，C错误；哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，D正确。
4．(2020·福建南平模拟)神经元的离子通道是跨越磷脂双分子层的蛋白质，对特定刺激发生反应时才瞬时开放，促使特定离子顺浓度梯度运输(如下图所示)。下列相关叙述错误的是( )
A．离子通道与神经信息的传递密切相关
B．离子通道的亲水面有利于水溶性物质通过
C．离子通道跨膜运输速率与细胞呼吸强度呈正相关
D．蛋白质变性剂会降低离子通道转运离子的速率
解析：选C。静息电位的维持依赖K＋通过K＋通道的外流，动作电位的产生依赖Na＋通过Na＋通道的内流，A正确；根据相似相溶的原理，离子通道的亲水面有利于水溶性物质通过，B正确；静息状态时K＋外流依赖离子通道的协助扩散，不消耗能量，与细胞呼吸强度无直接关系，C错误；离子通道的化学本质是蛋白质，蛋白质变性剂会导致离子通道蛋白变性而影响其功能，从而降低离子通道转运离子的速率，D正确。
1．(2020·湖南株洲模拟)下列关于生物膜以及跨膜运输的叙述，正确的是( )
A．物质能否通过核孔取决于其直径与核孔孔径的相对大小
B．质壁分离与复原是水分子顺溶液浓度梯度跨膜运输的过程
C．叶绿体的类囊体薄膜上附着多种色素，参与能量转化的过程
D．细胞膜、核膜、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体统称为生物膜
解析：选C。核孔具有选择性，小分子一般不通过核孔运输，大分子也不一定能通过核孔，如核内DNA不能通过核孔进入细胞质，A错误；质壁分离与复原过程中，水分子从低浓度溶液到高浓度溶液运输，B错误；叶绿体的类囊体薄膜上附着多种光合色素，能将光能转化为ATP中活跃的化学能，C正确；细胞膜、核膜、细胞器膜(线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等结构的膜)统称为生物膜，D错误。
2．(2020·福建三明一中期中)下列关于“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”活动的叙述，错误的是( )
A．正在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色的中央液泡逐渐缩小，颜色逐渐加深
B．不断增加外界蔗糖溶液浓度，引起质壁分离所需时间不断缩短，质壁分离程度不断加深
C．细胞处于质壁分离状态时，细胞液浓度可能大于外界溶液浓度
D．若将洋葱表皮细胞放在一定浓度淀粉溶液中，可发生质壁分离
解析：选B。正在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色的中央液泡逐渐缩小，颜色逐渐加深，A正确；在一定蔗糖溶液浓度范围内，不断增加外界蔗糖溶液浓度，细胞失水越快，失水量越多，引起质壁分离所需时间不断缩短，质壁分离程度不断加深，但是超过一定的浓度会导致细胞因失水过多而死亡，B错误；洋葱表皮细胞处于质壁分离状态时，如果处于质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度，C正确；若将洋葱表皮细胞放在一定浓度淀粉溶液中，可发生质壁分离现象，D正确。
3．(2020·广东六校模拟)根据“探究外界溶液浓度与洋葱表皮细胞质壁分离关系”的实验过程及右图的实验结果，下列判断错误的是( )
A．②中充满了外界溶液
B．结构③④⑤构成原生质体
C．若使图示细胞恢复正常形态，需要低渗溶液引流
D．细胞若有活性，此时细胞液浓度可能等于外界溶液浓度
解析：选B。图中细胞处于质壁分离状态，其中①是细胞壁，②位于细胞壁和细胞膜之间的间隙，充满了外界溶液，③是细胞膜，④是细胞质，⑤是液泡膜，A正确；细胞膜、液泡膜及其两者之间的细胞质构成原生质层，B错误；细胞此时处于失水状态，若使细胞恢复正常形态，需用较低浓度的溶液引流，C正确；细胞此时可能处于正在发生质壁分离状态，也可能处于正在发生质壁分离复原等状态，无法确定此时细胞液与外界溶液浓度的大小关系，D正确。
4．(2020·北师大广东石竹附校月考)研究发现，水分子进入植物细胞的两种方式如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．根毛细胞吸水能力与其细胞液中水的相对含量有关
B．土壤溶液浓度过高时，植物细胞吸水需要消耗能量
C．水分子通过水通道蛋白是顺相对含量梯度运输的
D．水分子不通过水通道蛋白的跨膜运输方式为自由扩散
解析：选B。细胞液与外界溶液的浓度差是细胞吸水的动力，A正确；土壤溶液浓度过高时，植物细胞失水，B错误；题图中水分子进入植物细胞的两种方式均是顺相对含量梯度进行的，C正确；水分子不通过水通道蛋白的跨膜运输方式为自由扩散，D正确。
5．(2020·湖南岳阳模拟)下图是物质进出细胞的两种运输方式示意图，以下说法错误的是( )
A．吞噬细胞对病原体的摄取和处理经a过程要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
B．一般情况下神经递质通过a过程进入细胞发挥作用
C．浆细胞产生的抗体经b过程分泌到细胞外，该过程有膜成分的更新
D．经b过程出细胞的物质不一定都是大分子物质
解析：选B。当病原体侵入人体内发生感染时，吞噬细胞通过胞吞的方式对病原体进行摄取和处理，这个过程要有细胞表面的识别和细胞供能才可能完成，A正确；神经递质一般是通过胞吐的形式(b过程)进入突触间隙的，其作用于突触后膜而不进入突触后神经元，B错误；浆细胞产生的抗体是分泌蛋白，抗体通过胞吐的形式分泌到细胞外，该过程中分泌小泡与细胞膜融合，存在膜成分的更新，C正确；通过胞吐的形式分泌出细胞的物质不一定都是大分子物质，如乙酰胆碱，D正确。
6．(2020·福建漳州模拟)细胞内的“囊泡”就像“深海中的潜艇”在细胞中“来回穿梭”，参与物质的运输过程，下列有关细胞内囊泡运输的叙述，正确的是( )
A．囊泡运输依赖于膜的选择透过性且不消耗能量
B．抗体的运输和分泌过程需要囊泡的参与
C．囊泡只能将物质从胞内运输到胞外，而不能从胞外运输到胞内
D．细胞内的大分子物质都可通过囊泡进行运输
解析：选B。囊泡运输依赖于膜的流动性，且消耗能量，A错误；抗体属于分泌蛋白，分泌蛋白的分泌过程需要囊泡的参与，B正确；囊泡运输包括胞吞和胞吐，将物质从细胞内运输到细胞外的过程叫胞吐，从细胞外运输到细胞内的过程叫胞吞，C错误；细胞核内的RNA通过核孔运输到细胞质，不通过囊泡运输，D错误。
7．(2020·河北衡水中学二调)下图1～4表示物质浓度或O2浓度与物质跨膜运输速度间关系的曲线图。下列相关叙述不正确的是( )
A．若某物质跨膜运输的速度可用图1与图3表示，则该物质不应为葡萄糖
B．若某物质跨膜运输的速度可用图2与图3表示，则该物质可能是葡萄糖
C．限制图中A、C两点的运输速度的主要因素不同，B、D两点的限制因素有共同点
D．将图2与图4的曲线补充完整，曲线的起点应从坐标系的原点开始
解析：选D。图1物质的运输速度只受物质浓度差的影响，可判断为自由扩散；图2物质的运输方式为协助扩散或主动运输；图3物质的运输速度与O2浓度无关，可判断为不消耗能量的自由扩散或协助扩散；图4物质的运输速度受O2浓度的限制，可判断为主动运输。若某物质跨膜运输的速度可用图1与图3表示，说明该物质的运输方式是自由扩散，葡萄糖不以自由扩散的方式运输，A正确；若某物质跨膜运输的速度可用图2与图3表示，说明该物质的运输方式是协助扩散，葡萄糖可通过协助扩散进入红细胞，B正确；限制图中A、C两点运输速度的主要因素分别是物质浓度和O2浓度，B、D两点的限制因素都可能是载体的数量，C正确；图4曲线的起点不从坐标系原点开始，因为无氧呼吸也能提供能量，D错误。
8．(2020·广东中山期末)为研究甲地某植物能否移植到乙地生长，某生物兴趣小组设计了一个测定该植物细胞液浓度的方案，实验结果如下表：
浓度(mol/L)
0.10
0.15
0.20
0.25
质壁分离状况
不分离
刚分离
分离显著
分离显著
他们又测定了乙地土壤溶液浓度，发现乙地土壤溶液的浓度适合该植物生长，则乙地土壤溶液浓度最可能是( )
A．≥0.15 mol/L B．≤0.15 mol/L
C．<0.15 mol/L D．0.1～0.25 mol/L
解析：选C。植物细胞在浓度为0.10 mol/L的溶液中不发生分离，而在浓度为0.15 mol/L的溶液中刚好发生质壁分离，细胞液浓度范围在未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围内，说明该植物的细胞液浓度范围在0.10～0.15 mol/L，植物需在低于细胞液浓度的土壤溶液中生长，土壤溶液浓度应小于0.15 mol/L，C正确。
9．(2020·福建仙游一中模拟)在“植物细胞的质壁分离与复原”实验中，甲、乙两个研究性兴趣小组分别利用洋葱鳞片叶内表皮和外表皮细胞进行实验。图1、图2表示兴趣小组观察到的实验现象。请回答下列问题：
(1)图1、图2植物细胞发生质壁分离，质壁分离指的是细胞壁和____________的分离，后者的结构包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的__________。
(2)甲组将伊红(伊红是植物细胞不吸收的红色染料)加入一定浓度的蔗糖溶液中进行实验，观察到的实验现象最可能如图______(填图中数字)所示。
(3)乙组用一定浓度的尿素溶液做该实验，发现在没有将尿素溶液置换成清水的情况下，质壁分离的细胞发生了自动复原现象。原因是细胞先因______作用失水而发生质壁分离，后由于______能进入细胞，使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原。
解析：(1)植物细胞发生质壁分离的外在条件是外界溶液浓度要大于细胞液浓度。质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离，原生质层包括细胞膜、液泡膜及二者之间的细胞质。(2)甲组将伊红(伊红是植物细胞不吸收的红色染料)加入一定浓度的蔗糖溶液中进行实验，观察到的实验现象最可能如图1所示，因为此时液泡中是无色的，而细胞壁与原生质层之间是红色的。(3)若用一定浓度的尿素溶液做质壁分离实验，由于尿素分子能进入细胞，使得质壁分离后的细胞可以发生自动复原。
答案：(1)原生质层 细胞质 (2)1 (3)渗透 尿素
10．(2020·广东华南师大附中月考)下图中A、B曲线分别表示在适宜的条件下，一定时间内某一必需矿质元素从大麦幼根不同部位向茎、叶的输出量和在大麦幼根相应部分积累量的变化。请回答下列问题：
(1)一般情况下，土壤中该矿质元素的浓度比根细胞中的浓度______，所以幼根表皮细胞通过______的方式吸收土壤中的矿质元素。
(2)若大麦吸收该矿质元素不足，老叶首先表现缺乏该矿质元素的症状，说明该矿质元素______(填“能”或“不能”)被植物体再度利用。在不同的生长发育时期，大麦对该矿质元素的需要量______(填“相同”或“不同”)。
(3)只依据B曲线______(填“能”或“不能”)确定幼根离根顶端20～60 mm部位对该矿质元素的吸收量，理由是
________________________________________________________________。
解析：(1)一般情况下，土壤中该矿质元素的浓度比根细胞中的浓度低，矿质元素通过主动运输的方式从土壤中进入细胞，该过程为逆浓度梯度运输，需要载体蛋白和能量。(2)在土壤中矿质元素不足的情况下，老叶首先表现缺乏该矿质元素的症状，说明该矿质元素可以转移到新叶中被利用，属于可转移的矿质元素，能被植物体再度利用。在不同的生长发育时期，大麦对该矿质元素的需要量不同。(3)图中B曲线是幼根不同部位的积累量，A曲线是幼根的不同部位的输出量，某部位对矿质元素的吸收量等于输出量与积累量之和，只考虑B曲线只能得到相应部位积累量的数据，不能得出输出量的数据，所以只依据B曲线不能确定幼根离根顶端20～60 mm部位对该矿质元素的吸收量。
答案：(1)低 主动运输 (2)能 不同 (3)不能
矿质元素的吸收量应该是对应部位的积累量和输出量之和，而B曲线仅仅反映了该矿质元素在相应部位的积累量的数据
11．(2020·福建福州期末)萝卜条质量变化与蔗糖溶液浓度的关系如右图所示。把相同的新鲜萝卜条放入a、b、c三个不同浓度的蔗糖溶液中，下列分析正确的是( )
A．若溶液浓度为a，萝卜条的质量将会减少
B．若溶液浓度为b，水分子不会进出萝卜细胞
C．若溶液浓度为c，萝卜细胞将发生渗透失水
D．一段时间后，在c浓度溶液中的萝卜细胞液渗透压最小
解析：选C。题图中溶液浓度为a时，萝卜条吸水，质量增加，A错误；溶液浓度为b时，水分子进出平衡，质量不变，B错误；溶液浓度为c时，萝卜细胞将发生渗透失水，C正确；一段时间后，在c浓度溶液中萝卜细胞液渗透压最大，D错误。
12．取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果，下列说法正确的是( )
A．实验前，丙的浓度＞乙的浓度＞甲的浓度
B．乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等
C．实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散
D．甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的
答案：D
13．(2020·河北唐山模拟)有A(100 mmol/L)和B(2 mmol/L)两种体积相等浓度不同的KCl溶液，以膜相隔，该膜对K＋有通透性，而不允许Cl－通过。下列分析中正确的是( )
A．K＋由A向B扩散，两侧溶液的K＋浓度达到51 mol/L时停止扩散
B．一段时间后会产生膜电位，A高于B
C．此过程中水分子没有跨膜移动
D．如果该膜只允许Cl－通过，将产生膜电位，A高于B
解析：选D。膜对K＋有通透性，A侧的KCl浓度高于B侧，所以A侧的K＋向B侧扩散，当扩散到两侧K＋浓度相等时，K＋进出A、B两侧的速率处于动态平衡，而Cl－不能通过膜，所以A侧的Cl－浓度较高，即A侧的膜电位低于B侧，A、B错误；该过程中水分子也能够跨膜移动，C错误；如果该膜只允许Cl－通过，则两侧的阴离子浓度最终相等，而A侧的K＋浓度较高，所以A侧的膜电位高于B侧，D正确。
14．将若干生理状况基本相同，长度为4 cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于清水(对照组)和浓度相同的三种溶液中(实验组)，尿素溶液、KNO3溶液和蔗糖溶液分别编号为1、2、3组。测量每组萝卜条的平均长度，结果如下图所示。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．实验组中都发生了质壁分离和复原现象
B．对照组中水分子在前15 min进入了细胞，15 min之后不再进入
C．1组中的尿素分子和2组中的K＋、NO都进入了细胞，但进入的方式不同
D．3组中，如果一直增大蔗糖溶液浓度，萝卜条就会一直缩短
解析：选C。蔗糖溶液中，细胞只能发生质壁分离，A错误；对照组中在前15 min进入细胞的水分子数多于出细胞的水分子数，15 min之后水分子进出细胞处于动态平衡，B错误；1组中的尿素分子和2组中的K＋、NO都进入了细胞，尿素的运输方式是自由扩散，而K＋、NO进入细胞的方式是主动运输，C正确；3组中，如果一直增大蔗糖溶液浓度，萝卜条就会缩短，但由于细胞壁的支持作用，萝卜条不可能无限缩短，D错误。
15．细胞中的激素、酶、神经递质等能通过“出芽”的形式运输，这些“芽”在生物学上称为囊泡。囊泡与目标膜融合后可把携带的物质传递到精确的位置。请回答下列问题：
(1)人体内的细胞可以通过“出芽”方式形成囊泡的细胞器有________________________________________________________________________。
(2)囊泡是由单层膜所包裹的膜性结构，它分为转运囊泡、储存囊泡、分泌囊泡三种，突触小泡属于其中的______，突触小泡中的“货物”所起的作用是__________________________________。
(3)科学家詹姆斯·罗斯曼发现了囊泡准确“送货”的联络暗语，你认为这些联络暗语的化学本质是________，囊泡“发货”的过程体现了生物膜具有______________的特点。
(4)一种新的制药工艺是以磷脂分子为基本支架制成的很小的“人工囊泡”，让这些“人工囊泡”包裹着药物运输到患病部位，通过人工囊泡与细胞膜的融合，将药物送入细胞。这种物质运输的方式是________。
解析：(1)人体内细胞中的内质网和高尔基体通过“出芽”的形式形成囊泡，囊泡在不同区域之间的沟通中具有很重要的作用。(2)突触小泡属于分泌囊泡，由于神经递质有兴奋性神经递质和抑制性神经递质，因此当神经递质作用于突触后膜后将使下一个神经元产生兴奋或抑制。(3)囊泡准确“送货”需要通过信息传递作用完成，囊泡与目标膜上都存在糖蛋白，通过二者的特异性识别，实现精确的物质运输。囊泡“发货”的过程依赖于生物膜的流动性特点。(4)“人工囊泡”是以磷脂分子为基本支架制成的，“人工囊泡”很容易与细胞膜融合，为了将药物准确作用于患病细胞，囊泡还要与单克隆抗体结合，成为生物导弹。抗体是大分子，这种物质运输的方式是胞吞。
答案：(1)高尔基体、内质网 (2)分泌囊泡 使下一个神经元产生兴奋或抑制 (3)蛋白质(或糖蛋白) 一定的流动性 (4)胞吞
考点一 物质跨膜运输的实例
1．渗透作用的原理
2．动物细胞的吸水和失水
3．植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)
4．物质跨膜运输的其他实例
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，结果及分析如下：
1．(必修1 P60图4－1改编)将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是_______________________________________________________________。
答案：蒸馏水大量进入红细胞
2．(必修1 P61“与生活的联系”)为什么吃比较咸的食物口唇感觉比较干？
答案：因为与细胞内液相比，外界溶液浓度高，口腔上皮细胞失水。
【真题例证·体验】
(2018·高考全国卷Ⅰ)下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是( )
A．在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2和NO
B．农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收
C．土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收
D．给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象
解析：选A。在酸性土壤中，小麦不能吸收利用土壤中的N2，A错误；农田适时松土可以增加土壤中的氧气，增强农作物根系的有氧呼吸，有利于农作物根细胞通过主动运输的方式对矿质元素进行吸收，B正确；土壤微生物可以将秸秆中的有机物分解成无机离子等，植物的根系能吸收这些无机离子用于生命活动，C正确；给玉米施肥过多时，土壤渗透压升高，当其高于玉米根的细胞液渗透压时，玉米会因根系水分外流而出现“烧苗”现象，D正确。
【考法纵览·诊断】
(1)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核 [2018·天津卷，T3A](×)
(2)在不染色的条件下，最适合观察细胞质壁分离现象的是紫色洋葱根尖分生区细胞 [2018·海南卷，T5B改编](×)
(3)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。0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内
[2017·全国卷Ⅱ，T4A](×)
(4)为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度 [2017·海南卷，T9B](×)
(5)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 [2016·海南卷，T9C](×)
(6)质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行 [2014·四川卷，T1A改编](×)
【长句特训·规范】
下图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题：
(1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现如图________所示的现象，原因是________________________________________________________________。
(2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会出现如图所示哪种现象？达到平衡时，水分子进出细胞的状况是图中哪一种？
________________________________________________________________。
(3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间内细胞体积增大，最终________________________________________________________________________(填“会”或“不会”)涨破，原因是______________________________________________。
答案：(1)甲 将人的成熟红细胞放入清水中，由于发生渗透作用，从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水分子，因此细胞吸水
(2)将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞外界溶液浓度较大，细胞失水，如图丙所示；达到平衡状态时，水分子进出细胞的速率相等，如图乙所示
(3)不会 植物细胞有细胞壁的保护
1．渗透作用原理的应用
(1)验证渗透作用发生的条件
(2)比较不同的溶液浓度的大小
比较项目
漏斗内
烧杯内
溶液浓度
M
N
现象及结论
①若漏斗内液面上升，则M>N；
②若漏斗内液面不变，则M＝N；
③若漏斗内液面下降，则M
(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
2.两种方法判断细胞的吸水和失水
(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，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。
渗透作用的原理
科学思维
1．(2020·郑州模拟)如下图所示，在漏斗中加入的蔗糖溶液与蒸馏水液面齐平，一段时间后，待漏斗内液面不再变化时，再向漏斗中加入一定量的蔗糖酶。下列坐标曲线中能正确反映整个实验过程中漏斗内外溶液的液面高度差变化的是( )
解析：选C。实验开始时，漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中的蒸馏水，烧杯中的水分子向漏斗中渗透，漏斗液面升高。一段时间后加入蔗糖酶，使蔗糖水解成葡萄糖和果糖，引起漏斗中溶液浓度进一步升高，漏斗液面继续升高。由于半透膜允许单糖分子透过，漏斗中的葡萄糖和果糖进入烧杯中，漏斗中的溶液浓度下降，漏斗液面随之下降，最终由于漏斗中加入的蔗糖酶，维持着一定的液面高度差。
2．某同学设计的实验如下图所示，实验开始时，U形管两侧液面相等，图中半透膜允许单糖通过。据图分析，下列说法错误的是( )
A．若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止上升时，半透膜两侧溶液浓度一定是相等的
B．若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，则实验现象为高浓度一侧的液面上升
C．若U形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液，则实验现象为高浓度一侧液面先上升，随后另一侧液面上升，最后两侧液面持平
D．若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止上升时，半透膜两侧水分子移动达到平衡状态
解析：选A。由题干可知，实验开始时，U形管两侧液面等高，当U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液时，水分子从低浓度一侧流向高浓度一侧的较多，即高浓度一侧的液面上升，低浓度一侧的液面下降，直至液面不再变化，此时半透膜两侧浓度差产生的渗透压力与液面差产生的压力达到平衡，所以半透膜两侧溶液浓度不会相等，A错误，B正确；当液面停止上升时，半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，D正确；若U形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液，开始时水分子总体表现为由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，因此高浓度一侧液面先上升，但随着葡萄糖分子通过半透膜进入低浓度一侧，最后两侧液面会持平，C正确。
细胞吸水、失水原理
科学探究
3．(2020·泰安模拟)下图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液，且a溶液浓度
A．图A中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面
B．图B中的⑤④⑥相当于图A中的②
C．若图B所示为某农作物的根毛细胞，此时应及时灌溉
D．图B中的⑦与图A中的②通透性不同
解析：选B。根据题干“a溶液浓度
A．实验主要原理是成熟的植物细胞能够发生渗透作用
B．实验中需要使用血细胞计数板、盖玻片、显微镜等仪器
C．叶表皮细胞浸润在蒸馏水中时，细胞会发生膨胀
D．结果表明大多数细胞的细胞液浓度介于0.2～0.25 mmol/L 之间
解析：选B。成熟的植物细胞放在外界溶液中能够发生渗透作用，故A正确；实验中需要制备临时装片，用显微镜等仪器进行观察，但不需要血细胞计数板，故B错误；叶表皮细胞浸润在蒸馏水中时，细胞会吸水膨胀，但是不能涨破，因为细胞外面存在细胞壁，故C正确；外界溶液浓度为0.2 mmol/L时，质壁分离的细胞所占比例约为20%，外界溶液浓度为0.25 mmol/L时，质壁分离的细胞所占比例约为80%，则说明大多数细胞的细胞液浓度介于0.2～0.25 mmol/L之间，故D正确。
考点二 物质跨膜运输的方式
1．物质出入细胞的方式
2．物质跨膜运输方式的图解
3．不同因素对物质跨膜运输的影响
(1)影响因素
(2)曲线分析
(必修1 P73“与社会的联系”改编)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。
答案：载体蛋白 载体蛋白的种类和数量
【真题例证·体验】
(2018·高考全国卷Ⅱ改编)下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是( )
A．吞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：选C。吞噬细胞依赖细胞膜的流动性以胞吞的方式摄入病原体，A项错误；固醇类激素属于脂质，以自由扩散的方式进入靶细胞，B项错误；神经细胞受到刺激时，Na＋顺浓度梯度内流，属于被动运输，C项正确；甘油以自由扩散的方式进入细胞，D项错误。
【考法纵览·诊断】
(1)二氧化碳能通过自由扩散的方式通过细胞膜 [2018·北京卷，T1B改编](√)
(2)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。离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的 [2016·全国卷Ⅰ，T2B](×)
(3)mRNA从细胞核到细胞质的过程属于胞吐作用 [2015·全国卷Ⅱ，T3B](×)
(4)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质离子的速率都相同 [2013·全国卷Ⅰ，T3A](×)
(5)植物主动运输矿质离子的过程只发生在活细胞中 [2013·全国卷Ⅰ，T3C](√)
(6)低温不影响矿质离子的吸收速率 [2013·全国卷Ⅰ，T3B](×)
(7)血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于自由扩散 [2012·海南卷，T11D](×)
(8)氢离子可以通过扩散作用进入液泡内 [2011·北京卷，T3B](×)
【长句特训·规范】
依据模式图确认物质出入细胞的方式及影响因素。回答下列问题：
(1)图2、4、5中物质运输方式依次为________________________________。
(2)写出下列影响物质出入细胞的因素所对应的图。
①加入蛋白酶处理，会受影响的是____________。
②加入呼吸酶抑制剂处理，会受影响的是____________。
(3)与图4有关的细胞器主要是哪两种，并说明其作用：
________________________________________________________________________。
(4)温度对被动运输和主动运输都有影响，其原因是
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
答案：(1)自由扩散、主动运输、胞吞和胞吐 (2)①图3、图4 ②图4、图5 (3)核糖体合成载体蛋白，线粒体为主动运输提供能量 (4)①温度影响磷脂分子和蛋白质分子的运动速率，从而影响膜的流动性 ②温度也影响酶的活性，进而影响能量的供应
物质进出细胞的方式
生命观念
1．(2020·福建厦门湖滨中学阶段检测)下列说法错误的是( )
A．果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果
B．水分子进出细胞的方式主要是自由扩散
C．葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的帮助，但不消耗能量，属于协助扩散
D．大肠杆菌吸收K＋属于主动运输，既消耗能量，又需要膜上的载体蛋白
解析：选A。果脯在腌制中，细胞死亡，细胞膜失去选择透过性，糖分能直接进入细胞中，A错误；水分子、气体、甘油和乙醇等物质可通过自由扩散的方式进出细胞，B正确；血浆中的葡萄糖浓度高于红细胞内的葡萄糖浓度，葡萄糖进入红细胞的方式是需要载体蛋白协助的协助扩散，C正确；大肠杆菌吸收K＋时消耗能量，又需要膜上的载体蛋白协助，为主动运输，D正确。
2．(2020·湖南长沙铁路一中模拟)某细胞对氨基酸、钠离子、葡萄糖和氧气的吸收方式的比较结果，如下图所示，其中细胞膜内外浓度情况未标出。已知细胞膜上的“○、◇”为载体蛋白，氨基酸以主动运输的方式进入该细胞。下列相关描述，不正确的是( )
A．同一载体蛋白运输的物质可能不止一种
B．葡萄糖进入该细胞的方式为主动运输
C．氧气进入该细胞不需要载体，也不消耗能量
D．氨基酸可逆浓度梯度进入该细胞且不消耗能量
解析：选D。图中氨基酸和钠离子共用同一载体蛋白进入细胞，A正确；葡萄糖进入该细胞需要载体和消耗能量，所以葡萄糖进入该细胞的方式为主动运输，B正确；氧气跨膜运输的方式为自由扩散，所以氧气进入该细胞不需要载体，也不消耗能量，C正确；由题干信息可知，氨基酸进入该细胞的方式为主动运输，主动运输逆浓度梯度进行，且消耗能量，D错误。
物质跨膜运输的影响因素
科学思维、科学探究
3．(2020·广东深圳模拟)给小鼠注射秋水仙素后，秋水仙素能够顺浓度梯度进入正常细胞，使细胞内秋水仙素的含量升高；小鼠癌细胞膜上的一种转运蛋白(MDR)能将秋水仙素从细胞内单向转运到细胞外，使细胞内的秋水仙素含量不会升高。下列相关推测合理的是( )
A．抑制MDR活性可使癌细胞加快运出秋水仙素
B．癌细胞运出秋水仙素的过程需要消耗ATP
C．温度变化不影响癌细胞运出秋水仙素
D．正常细胞膜上MDR的含量高于癌细胞
解析：选B。MDR为转运秋水仙素出癌细胞的转运蛋白，抑制MDR活性，可减慢癌细胞运出秋水仙素，A错误；秋水仙素能顺浓度梯度进入小鼠正常细胞，说明秋水仙素进入细胞的方式为被动运输，不消耗能量，同时也说明细胞内秋水仙素浓度低于细胞外，则秋水仙素由小鼠癌细胞内运出细胞是逆浓度梯度运输，属于主动运输，需要消耗ATP，B正确；温度可通过影响酶活性，进而影响癌细胞的代谢活动，影响癌细胞的能量供应，癌细胞运出秋水仙素的方式为主动运输，需要能量供应，故温度变化可影响癌细胞运出秋水仙素，C错误；MDR可单向将秋水仙素转运到细胞外，秋水仙素进入正常细胞后，可导致细胞内秋水仙素含量升高，而癌细胞内秋水仙素含量不会升高，由此可推测，正常细胞膜上MDR含量应少于癌细胞，D错误。
4．氰化物是一种剧毒物质，其通过抑制[H]与O2的结合，使得组织细胞不能利用O2而陷入窒息。下图为研究植物根尖吸收K＋的相关实验。下列分析不正确的是( )
A．通过实验甲可以判断植物根尖细胞吸收K＋属于主动运输
B．实验甲中，4 h后O2消耗速率下降是因为细胞外K＋浓度降低
C．实验乙中，4 h后吸收K＋的能量可能来自无氧呼吸
D．实验乙加入氰化物后，细胞对O2的吸收速率不变
解析：选D。由实验甲可知，加入KCl后，O2的消耗速率增加，说明植物根尖细胞吸收K＋需要消耗能量，属于主动运输，A项正确；实验甲中，4 h后O2消耗速率下降是因为细胞外K＋浓度降低，细胞吸收K＋的量减少，B项正确；实验乙中，4 h 后组织细胞吸收K＋的速率不再降低，说明此时细胞已经不能利用O2，其吸收K＋的能量可能来自无氧呼吸，C项正确；氰化物能抑制[H]与O2的结合，因此实验乙加入氰化物后，细胞对O2的吸收速率下降，D项错误。
(1)“三看法”快速判断物质出入细胞的方式
(2)探究物质跨膜运输方式的实验设计思路
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
考点三 观察植物细胞的质壁分离和复原
1．实验原理
(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
(2)细胞液具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。
(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大。
2．实验步骤
3．现象与结论
4．拓展：不同外界溶液中植物细胞的变化
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，但是由于细胞壁的存在，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；KNO3、甘油、乙二醇等溶液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。
5．质壁分离和复原实验的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
6．质壁分离和复原实验的四个关键点
(1)单独观察处于质壁分离的静态图像，不能判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。
(2)质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。
(3)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，最终表现为进或出的水分子多。
(4)本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。
1．(2020·江苏仪征中学期中)在“观察植物细胞的质壁分离和复原”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(如下图所示)。下列有关叙述正确的是( )
A．为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤
B．质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减弱
C．质壁分离和复原的过程中，水分子进出细胞的方式均为自由扩散
D．吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头
解析：选C。质壁分离实验中有三次显微镜观察，第一次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞未发生质壁分离的观察，第二次观察为蔗糖溶液中质壁分离现象的观察，第三次观察为质壁分离复原现象的观察，三次观察形成前后自身对照，A错误；质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐增强，B错误；质壁分离和复原的过程中，水分子进出细胞的方式均为自由扩散，C正确；吸水纸的主要作用是“引流”，即吸引液体在盖玻片下移动，使植物细胞完全浸在液体中，D错误。
2．(2020·江西南昌七校模拟)下表是植物细胞在放入蔗糖溶液前，以及放入甲、乙、丙三种不同浓度的蔗糖溶液后细胞的形态。下列叙述正确的是( )
实验处理
放入前
放入甲溶液
放入乙溶液
放入丙溶液
细胞的
形态
A.浸泡在甲溶液中的细胞，细胞液浓度逐渐增大
B．浸泡在乙溶液中细胞的内外浓度相等，没有水分子进出细胞
C．浸泡在丙溶液中的细胞出现质壁分离时，液泡内充满蔗糖溶液
D．三种蔗糖溶液的浓度为甲溶液<乙溶液<丙溶液
解析：选D。与放入前的细胞形态相比较，浸泡在甲溶液中的细胞液泡体积明显增大，这说明该细胞从外界溶液中吸水，细胞液浓度逐渐减小，A错误；浸泡在乙溶液中的细胞液泡的体积基本不变，这说明水分子进出细胞处于动态平衡，B错误；浸泡在丙溶液中的细胞出现了质壁分离，细胞失水，此时原生质层与细胞壁的间隙内充满蔗糖溶液，蔗糖不能进入活细胞的液泡中，C错误；三种蔗糖溶液的浓度为甲溶液<乙溶液<丙溶液，D正确。
3.(2020·河南重点中学联考)下表为甲同学用某浓度KNO3溶液进行质壁分离实验时所测得的数据，右图为乙同学用另一浓度的KNO3溶液进行质壁分离实验时所绘制的曲线图，下列分析正确的是( )
2 min
4 min
6 min
8 min
10 min
原生质体
相对大小
90%
60%
30%
30%
30%
A．甲同学所用溶液浓度要大于乙同学
B．甲同学的实验进行到8 min时质壁分离达到平衡，滴加清水后发生质壁分离复原
C．乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度
D．乙同学在实验进行到T2时观察不到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度
解析：选A。甲同学的实验中未发生质壁分离复原，而乙同学的实验中发生质壁分离复原，说明甲同学所做实验中细胞失水较多而死亡，所用溶液浓度大于乙同学所用溶液浓度；甲同学实验中的原生质体相对大小在6 min后不再发生变化，可能是细胞已经死亡，滴加清水不会发生质壁分离复原；乙同学在T1时实际观察到的是质壁分离复原的现象，是细胞液浓度大于外界溶液浓度的结果；在T2时观察不到质壁分离现象，此时有可能是细胞液浓度大于外界溶液浓度，但因为细胞壁的存在细胞体积不会发生较大变化。
[易误警示]
易错点1 误认为渗透平衡时水分子不移动
[点拨] 渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，平衡状态下，水分子向两侧移动的速率相等，不可看作没有水分子移动，此时半透膜两侧溶液浓度也不一定相等。
易错点2 原生质层≠原生质体
[点拨] (1)原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜。由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成。(2)原生质体是去除了植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构。
易错点3 半透膜≠选择透过性膜
[点拨] (1)区别：①半透膜是无生物活性的物理性膜，物质能否通过取决于分子的大小。②选择透过性膜是具有生物活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。
(2)共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。
易错点4 误认为同种物质跨膜方式应一致
[点拨] 某物质进出细胞的方式并非固定一种。如葡萄糖进入红细胞是协助扩散，而葡萄糖通过小肠上皮细胞细胞膜的方式为主动运输，要视具体情况而定。再如静息电位形成时K＋外流与动作电位形成时Na＋内流均为协助扩散；但K＋、Na＋在其他细胞中的跨膜运输一般为主动运输。
易错点5 影响物质跨膜运输的四点提醒
[点拨] (1)运输速率与O2浓度无关的除自由扩散外，还有协助扩散。
(2)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外，还有浓度差。
(3)抑制某载体蛋白的活性，只会导致该载体蛋白转运的物质运输受到影响，对其他物质的运输无影响。
(4)抑制细胞呼吸，所有以主动运输方式跨膜的物质运输都会受到影响。
[纠错体验]
1．下列说法错误的是( )
A．细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性
B．植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成
C．发生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相等
D．Na＋从红细胞外运入红细胞内的过程属于被动运输
答案：B
2．(2020·安徽安庆期末)下列有关高等植物原生质层的叙述，错误的是( )
A．包括细胞膜、液泡膜及其间的细胞质，不包括细胞核
B．植物细胞经纤维素酶处理后得到的即为原生质层
C．水分子经过原生质层进入液泡时需穿过4层磷脂分子
D．原生质层的伸缩性远大于细胞壁的伸缩性
解析：选B。原生质层是指细胞膜和液泡膜以及二者之间的细胞质，不包括细胞核，A正确；植物细胞经纤维素酶和果胶酶处理后得到的是原生质体，不是原生质层，B错误；水分子经过原生质层进入液泡时需穿过细胞膜和液泡膜，需穿过4层磷脂分子，C正确；细胞壁的伸缩性较小，原生质层的伸缩性远大于细胞壁的伸缩性，D正确。
3．(2020·黑龙江哈尔滨三中一调)实验发现，某物质X进入细胞时，如果使用药物限制细胞膜上蛋白质的活性，则该物质的运输速率迅速下降，如果抑制呼吸作用，却对运输速率没有影响。由此推断下列有关该物质进入细胞方式的说法，正确的是( )
A．它是自由扩散
B．它是主动运输
C．它是逆浓度梯度运输的
D．葡萄糖进入红细胞通常采用该方式
解析：选D。该物质运输过程中抑制呼吸作用对运输速率没有影响，限制细胞膜上蛋白质的活性，运输速率迅速下降，说明该物质的运输与细胞膜上蛋白质的活性强弱有关，这说明X的运输为需要载体协助而不需要消耗能量的协助扩散，A、B错误；协助扩散是顺浓度梯度运输的，C错误；哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，D正确。
4．(2020·福建南平模拟)神经元的离子通道是跨越磷脂双分子层的蛋白质，对特定刺激发生反应时才瞬时开放，促使特定离子顺浓度梯度运输(如下图所示)。下列相关叙述错误的是( )
A．离子通道与神经信息的传递密切相关
B．离子通道的亲水面有利于水溶性物质通过
C．离子通道跨膜运输速率与细胞呼吸强度呈正相关
D．蛋白质变性剂会降低离子通道转运离子的速率
解析：选C。静息电位的维持依赖K＋通过K＋通道的外流，动作电位的产生依赖Na＋通过Na＋通道的内流，A正确；根据相似相溶的原理，离子通道的亲水面有利于水溶性物质通过，B正确；静息状态时K＋外流依赖离子通道的协助扩散，不消耗能量，与细胞呼吸强度无直接关系，C错误；离子通道的化学本质是蛋白质，蛋白质变性剂会导致离子通道蛋白变性而影响其功能，从而降低离子通道转运离子的速率，D正确。
1．(2020·湖南株洲模拟)下列关于生物膜以及跨膜运输的叙述，正确的是( )
A．物质能否通过核孔取决于其直径与核孔孔径的相对大小
B．质壁分离与复原是水分子顺溶液浓度梯度跨膜运输的过程
C．叶绿体的类囊体薄膜上附着多种色素，参与能量转化的过程
D．细胞膜、核膜、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体统称为生物膜
解析：选C。核孔具有选择性，小分子一般不通过核孔运输，大分子也不一定能通过核孔，如核内DNA不能通过核孔进入细胞质，A错误；质壁分离与复原过程中，水分子从低浓度溶液到高浓度溶液运输，B错误；叶绿体的类囊体薄膜上附着多种光合色素，能将光能转化为ATP中活跃的化学能，C正确；细胞膜、核膜、细胞器膜(线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等结构的膜)统称为生物膜，D错误。
2．(2020·福建三明一中期中)下列关于“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”活动的叙述，错误的是( )
A．正在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色的中央液泡逐渐缩小，颜色逐渐加深
B．不断增加外界蔗糖溶液浓度，引起质壁分离所需时间不断缩短，质壁分离程度不断加深
C．细胞处于质壁分离状态时，细胞液浓度可能大于外界溶液浓度
D．若将洋葱表皮细胞放在一定浓度淀粉溶液中，可发生质壁分离
解析：选B。正在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色的中央液泡逐渐缩小，颜色逐渐加深，A正确；在一定蔗糖溶液浓度范围内，不断增加外界蔗糖溶液浓度，细胞失水越快，失水量越多，引起质壁分离所需时间不断缩短，质壁分离程度不断加深，但是超过一定的浓度会导致细胞因失水过多而死亡，B错误；洋葱表皮细胞处于质壁分离状态时，如果处于质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度，C正确；若将洋葱表皮细胞放在一定浓度淀粉溶液中，可发生质壁分离现象，D正确。
3．(2020·广东六校模拟)根据“探究外界溶液浓度与洋葱表皮细胞质壁分离关系”的实验过程及右图的实验结果，下列判断错误的是( )
A．②中充满了外界溶液
B．结构③④⑤构成原生质体
C．若使图示细胞恢复正常形态，需要低渗溶液引流
D．细胞若有活性，此时细胞液浓度可能等于外界溶液浓度
解析：选B。图中细胞处于质壁分离状态，其中①是细胞壁，②位于细胞壁和细胞膜之间的间隙，充满了外界溶液，③是细胞膜，④是细胞质，⑤是液泡膜，A正确；细胞膜、液泡膜及其两者之间的细胞质构成原生质层，B错误；细胞此时处于失水状态，若使细胞恢复正常形态，需用较低浓度的溶液引流，C正确；细胞此时可能处于正在发生质壁分离状态，也可能处于正在发生质壁分离复原等状态，无法确定此时细胞液与外界溶液浓度的大小关系，D正确。
4．(2020·北师大广东石竹附校月考)研究发现，水分子进入植物细胞的两种方式如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．根毛细胞吸水能力与其细胞液中水的相对含量有关
B．土壤溶液浓度过高时，植物细胞吸水需要消耗能量
C．水分子通过水通道蛋白是顺相对含量梯度运输的
D．水分子不通过水通道蛋白的跨膜运输方式为自由扩散
解析：选B。细胞液与外界溶液的浓度差是细胞吸水的动力，A正确；土壤溶液浓度过高时，植物细胞失水，B错误；题图中水分子进入植物细胞的两种方式均是顺相对含量梯度进行的，C正确；水分子不通过水通道蛋白的跨膜运输方式为自由扩散，D正确。
5．(2020·湖南岳阳模拟)下图是物质进出细胞的两种运输方式示意图，以下说法错误的是( )
A．吞噬细胞对病原体的摄取和处理经a过程要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
B．一般情况下神经递质通过a过程进入细胞发挥作用
C．浆细胞产生的抗体经b过程分泌到细胞外，该过程有膜成分的更新
D．经b过程出细胞的物质不一定都是大分子物质
解析：选B。当病原体侵入人体内发生感染时，吞噬细胞通过胞吞的方式对病原体进行摄取和处理，这个过程要有细胞表面的识别和细胞供能才可能完成，A正确；神经递质一般是通过胞吐的形式(b过程)进入突触间隙的，其作用于突触后膜而不进入突触后神经元，B错误；浆细胞产生的抗体是分泌蛋白，抗体通过胞吐的形式分泌到细胞外，该过程中分泌小泡与细胞膜融合，存在膜成分的更新，C正确；通过胞吐的形式分泌出细胞的物质不一定都是大分子物质，如乙酰胆碱，D正确。
6．(2020·福建漳州模拟)细胞内的“囊泡”就像“深海中的潜艇”在细胞中“来回穿梭”，参与物质的运输过程，下列有关细胞内囊泡运输的叙述，正确的是( )
A．囊泡运输依赖于膜的选择透过性且不消耗能量
B．抗体的运输和分泌过程需要囊泡的参与
C．囊泡只能将物质从胞内运输到胞外，而不能从胞外运输到胞内
D．细胞内的大分子物质都可通过囊泡进行运输
解析：选B。囊泡运输依赖于膜的流动性，且消耗能量，A错误；抗体属于分泌蛋白，分泌蛋白的分泌过程需要囊泡的参与，B正确；囊泡运输包括胞吞和胞吐，将物质从细胞内运输到细胞外的过程叫胞吐，从细胞外运输到细胞内的过程叫胞吞，C错误；细胞核内的RNA通过核孔运输到细胞质，不通过囊泡运输，D错误。
7．(2020·河北衡水中学二调)下图1～4表示物质浓度或O2浓度与物质跨膜运输速度间关系的曲线图。下列相关叙述不正确的是( )
A．若某物质跨膜运输的速度可用图1与图3表示，则该物质不应为葡萄糖
B．若某物质跨膜运输的速度可用图2与图3表示，则该物质可能是葡萄糖
C．限制图中A、C两点的运输速度的主要因素不同，B、D两点的限制因素有共同点
D．将图2与图4的曲线补充完整，曲线的起点应从坐标系的原点开始
解析：选D。图1物质的运输速度只受物质浓度差的影响，可判断为自由扩散；图2物质的运输方式为协助扩散或主动运输；图3物质的运输速度与O2浓度无关，可判断为不消耗能量的自由扩散或协助扩散；图4物质的运输速度受O2浓度的限制，可判断为主动运输。若某物质跨膜运输的速度可用图1与图3表示，说明该物质的运输方式是自由扩散，葡萄糖不以自由扩散的方式运输，A正确；若某物质跨膜运输的速度可用图2与图3表示，说明该物质的运输方式是协助扩散，葡萄糖可通过协助扩散进入红细胞，B正确；限制图中A、C两点运输速度的主要因素分别是物质浓度和O2浓度，B、D两点的限制因素都可能是载体的数量，C正确；图4曲线的起点不从坐标系原点开始，因为无氧呼吸也能提供能量，D错误。
8．(2020·广东中山期末)为研究甲地某植物能否移植到乙地生长，某生物兴趣小组设计了一个测定该植物细胞液浓度的方案，实验结果如下表：
浓度(mol/L)
0.10
0.15
0.20
0.25
质壁分离状况
不分离
刚分离
分离显著
分离显著
他们又测定了乙地土壤溶液浓度，发现乙地土壤溶液的浓度适合该植物生长，则乙地土壤溶液浓度最可能是( )
A．≥0.15 mol/L B．≤0.15 mol/L
C．<0.15 mol/L D．0.1～0.25 mol/L
解析：选C。植物细胞在浓度为0.10 mol/L的溶液中不发生分离，而在浓度为0.15 mol/L的溶液中刚好发生质壁分离，细胞液浓度范围在未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围内，说明该植物的细胞液浓度范围在0.10～0.15 mol/L，植物需在低于细胞液浓度的土壤溶液中生长，土壤溶液浓度应小于0.15 mol/L，C正确。
9．(2020·福建仙游一中模拟)在“植物细胞的质壁分离与复原”实验中，甲、乙两个研究性兴趣小组分别利用洋葱鳞片叶内表皮和外表皮细胞进行实验。图1、图2表示兴趣小组观察到的实验现象。请回答下列问题：
(1)图1、图2植物细胞发生质壁分离，质壁分离指的是细胞壁和____________的分离，后者的结构包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的__________。
(2)甲组将伊红(伊红是植物细胞不吸收的红色染料)加入一定浓度的蔗糖溶液中进行实验，观察到的实验现象最可能如图______(填图中数字)所示。
(3)乙组用一定浓度的尿素溶液做该实验，发现在没有将尿素溶液置换成清水的情况下，质壁分离的细胞发生了自动复原现象。原因是细胞先因______作用失水而发生质壁分离，后由于______能进入细胞，使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原。
解析：(1)植物细胞发生质壁分离的外在条件是外界溶液浓度要大于细胞液浓度。质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离，原生质层包括细胞膜、液泡膜及二者之间的细胞质。(2)甲组将伊红(伊红是植物细胞不吸收的红色染料)加入一定浓度的蔗糖溶液中进行实验，观察到的实验现象最可能如图1所示，因为此时液泡中是无色的，而细胞壁与原生质层之间是红色的。(3)若用一定浓度的尿素溶液做质壁分离实验，由于尿素分子能进入细胞，使得质壁分离后的细胞可以发生自动复原。
答案：(1)原生质层 细胞质 (2)1 (3)渗透 尿素
10．(2020·广东华南师大附中月考)下图中A、B曲线分别表示在适宜的条件下，一定时间内某一必需矿质元素从大麦幼根不同部位向茎、叶的输出量和在大麦幼根相应部分积累量的变化。请回答下列问题：
(1)一般情况下，土壤中该矿质元素的浓度比根细胞中的浓度______，所以幼根表皮细胞通过______的方式吸收土壤中的矿质元素。
(2)若大麦吸收该矿质元素不足，老叶首先表现缺乏该矿质元素的症状，说明该矿质元素______(填“能”或“不能”)被植物体再度利用。在不同的生长发育时期，大麦对该矿质元素的需要量______(填“相同”或“不同”)。
(3)只依据B曲线______(填“能”或“不能”)确定幼根离根顶端20～60 mm部位对该矿质元素的吸收量，理由是
________________________________________________________________。
解析：(1)一般情况下，土壤中该矿质元素的浓度比根细胞中的浓度低，矿质元素通过主动运输的方式从土壤中进入细胞，该过程为逆浓度梯度运输，需要载体蛋白和能量。(2)在土壤中矿质元素不足的情况下，老叶首先表现缺乏该矿质元素的症状，说明该矿质元素可以转移到新叶中被利用，属于可转移的矿质元素，能被植物体再度利用。在不同的生长发育时期，大麦对该矿质元素的需要量不同。(3)图中B曲线是幼根不同部位的积累量，A曲线是幼根的不同部位的输出量，某部位对矿质元素的吸收量等于输出量与积累量之和，只考虑B曲线只能得到相应部位积累量的数据，不能得出输出量的数据，所以只依据B曲线不能确定幼根离根顶端20～60 mm部位对该矿质元素的吸收量。
答案：(1)低 主动运输 (2)能 不同 (3)不能
矿质元素的吸收量应该是对应部位的积累量和输出量之和，而B曲线仅仅反映了该矿质元素在相应部位的积累量的数据
11．(2020·福建福州期末)萝卜条质量变化与蔗糖溶液浓度的关系如右图所示。把相同的新鲜萝卜条放入a、b、c三个不同浓度的蔗糖溶液中，下列分析正确的是( )
A．若溶液浓度为a，萝卜条的质量将会减少
B．若溶液浓度为b，水分子不会进出萝卜细胞
C．若溶液浓度为c，萝卜细胞将发生渗透失水
D．一段时间后，在c浓度溶液中的萝卜细胞液渗透压最小
解析：选C。题图中溶液浓度为a时，萝卜条吸水，质量增加，A错误；溶液浓度为b时，水分子进出平衡，质量不变，B错误；溶液浓度为c时，萝卜细胞将发生渗透失水，C正确；一段时间后，在c浓度溶液中萝卜细胞液渗透压最大，D错误。
12．取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果，下列说法正确的是( )
A．实验前，丙的浓度＞乙的浓度＞甲的浓度
B．乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等
C．实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散
D．甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的
答案：D
13．(2020·河北唐山模拟)有A(100 mmol/L)和B(2 mmol/L)两种体积相等浓度不同的KCl溶液，以膜相隔，该膜对K＋有通透性，而不允许Cl－通过。下列分析中正确的是( )
A．K＋由A向B扩散，两侧溶液的K＋浓度达到51 mol/L时停止扩散
B．一段时间后会产生膜电位，A高于B
C．此过程中水分子没有跨膜移动
D．如果该膜只允许Cl－通过，将产生膜电位，A高于B
解析：选D。膜对K＋有通透性，A侧的KCl浓度高于B侧，所以A侧的K＋向B侧扩散，当扩散到两侧K＋浓度相等时，K＋进出A、B两侧的速率处于动态平衡，而Cl－不能通过膜，所以A侧的Cl－浓度较高，即A侧的膜电位低于B侧，A、B错误；该过程中水分子也能够跨膜移动，C错误；如果该膜只允许Cl－通过，则两侧的阴离子浓度最终相等，而A侧的K＋浓度较高，所以A侧的膜电位高于B侧，D正确。
14．将若干生理状况基本相同，长度为4 cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于清水(对照组)和浓度相同的三种溶液中(实验组)，尿素溶液、KNO3溶液和蔗糖溶液分别编号为1、2、3组。测量每组萝卜条的平均长度，结果如下图所示。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．实验组中都发生了质壁分离和复原现象
B．对照组中水分子在前15 min进入了细胞，15 min之后不再进入
C．1组中的尿素分子和2组中的K＋、NO都进入了细胞，但进入的方式不同
D．3组中，如果一直增大蔗糖溶液浓度，萝卜条就会一直缩短
解析：选C。蔗糖溶液中，细胞只能发生质壁分离，A错误；对照组中在前15 min进入细胞的水分子数多于出细胞的水分子数，15 min之后水分子进出细胞处于动态平衡，B错误；1组中的尿素分子和2组中的K＋、NO都进入了细胞，尿素的运输方式是自由扩散，而K＋、NO进入细胞的方式是主动运输，C正确；3组中，如果一直增大蔗糖溶液浓度，萝卜条就会缩短，但由于细胞壁的支持作用，萝卜条不可能无限缩短，D错误。
15．细胞中的激素、酶、神经递质等能通过“出芽”的形式运输，这些“芽”在生物学上称为囊泡。囊泡与目标膜融合后可把携带的物质传递到精确的位置。请回答下列问题：
(1)人体内的细胞可以通过“出芽”方式形成囊泡的细胞器有________________________________________________________________________。
(2)囊泡是由单层膜所包裹的膜性结构，它分为转运囊泡、储存囊泡、分泌囊泡三种，突触小泡属于其中的______，突触小泡中的“货物”所起的作用是__________________________________。
(3)科学家詹姆斯·罗斯曼发现了囊泡准确“送货”的联络暗语，你认为这些联络暗语的化学本质是________，囊泡“发货”的过程体现了生物膜具有______________的特点。
(4)一种新的制药工艺是以磷脂分子为基本支架制成的很小的“人工囊泡”，让这些“人工囊泡”包裹着药物运输到患病部位，通过人工囊泡与细胞膜的融合，将药物送入细胞。这种物质运输的方式是________。
解析：(1)人体内细胞中的内质网和高尔基体通过“出芽”的形式形成囊泡，囊泡在不同区域之间的沟通中具有很重要的作用。(2)突触小泡属于分泌囊泡，由于神经递质有兴奋性神经递质和抑制性神经递质，因此当神经递质作用于突触后膜后将使下一个神经元产生兴奋或抑制。(3)囊泡准确“送货”需要通过信息传递作用完成，囊泡与目标膜上都存在糖蛋白，通过二者的特异性识别，实现精确的物质运输。囊泡“发货”的过程依赖于生物膜的流动性特点。(4)“人工囊泡”是以磷脂分子为基本支架制成的，“人工囊泡”很容易与细胞膜融合，为了将药物准确作用于患病细胞，囊泡还要与单克隆抗体结合，成为生物导弹。抗体是大分子，这种物质运输的方式是胞吞。
答案：(1)高尔基体、内质网 (2)分泌囊泡 使下一个神经元产生兴奋或抑制 (3)蛋白质(或糖蛋白) 一定的流动性 (4)胞吞
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