新教材高考生物一轮复习第二单元细胞的基本结构和物质运输功能3物质跨膜运输的实例与方式学案必修1

这是一份新教材高考生物一轮复习第二单元细胞的基本结构和物质运输功能3物质跨膜运输的实例与方式学案必修1，共28页。

物质跨膜运输的实例与方式

考点一　渗透作用的原理和应用
任务驱动　探究突破
任务1　成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统与渗透作用模型的比较

项目
渗透作用模型
植物细胞与外界溶液
形成的渗透系统
图解

基本
条件
半透膜、浓度差
原生质层——选择透过性膜；浓度差——细胞液与外界溶液之间的浓度差
原理
水分子通过半透膜的扩散作用
水分子通过原生质层在细胞液与外界溶液之间发生扩散
水扩散
总趋势
低浓度溶液→高浓度溶液

特别提醒
有关渗透作用的两个易错点
(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的水分子移动到达平衡状态，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。

任务2　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)实验结果
①不同植物对______________的吸收有差异。
②同种植物对______________的吸收也有差异。
(2)实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有______。
[拓展应用]　渗透作用原理
(1)比较不同溶液浓度大小：


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＜N
(2)验证渗透作用发生的条件：

(3)探究物质能否通过半透膜(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
任务3　研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养
科学思维
哺乳动物成熟红细胞的细胞膜相当于半透膜吗？
　
　
科学探究
如图甲、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，会出现如图所示哪种现象？分析原因。
　
　
(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，会出现如图所示的哪种现象？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，最终会不会涨破？为什么？
　
考向分类　对点落实
　细胞的吸水与失水
1．[经典高考]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(　　)
A．红细胞膜具有水溶性
B．红细胞的液泡体积增大
C．蒸馏水大量进入红细胞
D．低温时红细胞膜流动性增大
2．[经典高考]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子在细胞与蔗糖溶液间移动引起的

方法技巧
细胞吸水、失水的判断方法
(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)来判定。若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。
　渗透作用的原理及相关实验探究
3．[2021·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
4．(多选)将水稻幼苗培养在含MgSO4的培养液中，一段时间后，发现营养液中Mg2＋和SO的含量下降，下列叙述合理的是(　　)
A．Mg2＋通过自由扩散进入根细胞
B．MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收
C．根吸收的Mg2＋可以参与叶绿素的形成
D．降低温度会影响水稻根系对Mg2＋的吸收
　细胞吸水与失水的实验结果分析
5．(多选)五个大小相同的马铃薯幼根与物种A的幼根分别放入甲～戊五种不同浓度的蔗糖溶液中，数小时后，取出称重，其重量变化如图所示。以下关于该实验结果的说法正确的是(　　)

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
6．(多选)在保证细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜质量变化的关系如下图所示。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度的溶液中，不会出现的现象是(　　)

A．萝卜条的质量将会增加
B．萝卜细胞渗透压会增大
C．当达到渗透平衡时水分子不会进出细胞
D．处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度的溶液后，蔗糖溶液的吸水能力增强

考点二　物质出入细胞的方式及影响因素
任务驱动　探究突破
任务1　借助结构模式图，比较、区分出入细胞的不同方式


(1)填写以下有关物质运输方式及结构的名称：图1：______。图2：______。图3：______。图4：______；a：______。图5：__________________。
(2)写出图1～图4中影响物质跨膜运输的因素：
①图中仅受“浓度差”制约的为________。
②加入蛋白酶抑制剂处理会受影响的是________。
③加入呼吸酶抑制剂处理会受影响的是________。
(3)甘油分子跨膜运输遵循______所示模式，红细胞吸收葡萄糖与______所示模式一致，多数离子跨膜方式应如______所示方式。
(4)神经递质的释放应符合______所示模式，该模式______(填“需”或“不需”)消耗能量，其运输机制与膜的______有关。
(5)核膜是双层膜，将细胞的核、质分开，其上有______，mRNA通过它进入细胞质，而氨基酸、葡萄糖、离子和小分子等通过核膜进出细胞。
任务2　根据影响跨膜运输因素的曲线确定运输方式
(1)浓度差对物质跨膜运输的影响

浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越________，运输速率越________；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受________的限制。
(2)载体数量对跨膜运输的影响

载体蛋白主要影响________和________。其他条件适宜的情况下，载体蛋白数量越多，运输速率越大。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。
(3)氧气含量对跨膜运输的影响
通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。

①P点时，__________________为离子的吸收提供能量。
②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越______，主动运输的速率也越大。
③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。
(4)温度

任务3　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

任务4　研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养
科学思维
1．[归纳与概括](1)同一种物质进入不同细胞的方式相同吗？举例说明。
　
　
(2)同一种物质出入同一细胞的方式相同吗？举例说明。
　
　
2．[归纳与概括]免疫细胞行使免疫功能时，会涉及胞吞和胞吐两种物质运输方式，这两种方式的共同点有哪些？
　
　
科学探究
有人认为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散或ATP驱动的主动运输。为了证实这一假设，进行了以下实验探究：取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞，分别置于适宜浓度的葡萄糖培养液中，甲组进行正常呼吸，乙组用细胞__________处理。若小肠上皮细胞是以ATP驱动的主动运输方式吸收葡萄糖的，则一段时间后两组溶液中葡萄糖浓度降低的是______组。


考向分类　对点落实

　物质出入细胞方式的判定
1．高考重组，判断正误。
(1)细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的。(　　)
(2)细胞外高浓度的超氧化物歧化酶可以自由扩散进入细胞。(　　)
(3)mRNA从细胞核到细胞质的过程属于胞吐作用。(　　)
(4)突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程属于胞吐作用。(　　)
(5)小肠黏膜中的一些细胞可通过被动运输将某种蛋白分泌到肠腔。(　　)
(6)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜。(　　)
(7)被细胞胞吞的一定是固体物质。(　　)
(8)通过载体蛋白的物质转运属于主动转运。(　　)
(9)胞吐过程一定会发生分泌囊泡与细胞膜的融合。(　　)
(10)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质离子的速率都相同。(　　)
(11)Na＋与有关载体蛋白结合排出细胞属于主动运输。(　　)
(12)血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于自由扩散。(　　)
(13)氢离子可以通过扩散作用进入液泡内。(　　)
[题后归纳]
“三看法”快速判定物质进出细胞的方式

注：①有些小分子物质也可通过胞吞、胞吐方式运输，如某些神经递质。②水分子通过水通道蛋白进出细胞为协助扩散。
2．[2021·湖南株洲高三月考]有一位科学家分离到一种动物细胞的细胞膜，他将膜放在特制的仪器中，分隔两边装蒸馏水的槽。当他将稀释的乙酸放入一侧时，发现另一侧槽中的pH没有变化。于是他将动物细胞匀浆磨碎，过滤出细胞器和膜的碎片，然后再将滤液加到加过乙酸的一侧，这时发现另外一侧的pH下降了。造成这种变化的最合理的解释是(　　)
A．H＋通过主动运输跨膜
B．H＋通过自由扩散跨膜运动
C．H＋通过协助扩散跨膜
D．细胞滤液能溶解膜中的蛋白质
　以图、表、线为载体的物质进出细胞方式的判断
3.

[2016·江苏卷，6]如图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述，错误的是(　　)
A．载体①逆浓度运输溶质分子
B．载体②具有ATP酶活性
C．载体①和②转运方式不同
D．载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快
4．[经典高考]比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如下图。据此不能得出的推论是(　　)

A．生物膜上存在着协助H2O通过的物质
B．生物膜对K＋、Na＋、Cl－的通透具有选择性
C．离子以易化(协助)扩散方式通过人工膜
D．分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率
5．[经典高考]某哺乳动物神经细胞内外的K＋和Na＋浓度见下表。下列属于主动运输的是(　　)


细胞内浓度
(mmol·L－1)
细胞外浓度
(mmol·L－1)
K＋
140.0
3.0
Na＋
18.0
145.0

A．K＋经钾离子通道排出细胞
B．K＋与有关载体蛋白结合排出细胞
C．Na＋经钠离子通道进入细胞
D．Na＋与有关载体蛋白结合排出细胞
6．(多选)肝细胞和细菌都能以协助扩散的方式吸收葡萄糖，其中细菌协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT1，肝细胞协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT2，其运输的速率和葡萄糖浓度的关系如图所示。下列推测正确的是(　　)

A．GLUT1对葡萄糖的亲和力比GLUT2对葡萄糖的亲和力大
B．葡萄糖能以相同的方式进入红细胞和肝细胞
C．两种载体蛋白都需要内质网、高尔基体的加工
D．载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率
7．(多选)蚕豆细胞能利用质子泵所产生的H＋浓度梯度推动蔗糖的吸收，这种特殊的主动运输方式利用H＋势能，其方式如图。以下相关说法错误的是(　　)

A．质子泵以ATP为能源主动吸收H＋
B．H＋－蔗糖共转运的蛋白质在转运物质的过程中形变需要消耗ATP
C．若提高外界溶液的pH，会使细胞对蔗糖的吸收量减少
D．若提高外界溶液的蔗糖浓度，会使细胞对蔗糖的吸收量减少

高考必考教材实验(四)——观察植物细胞的质壁分离及复原
任务驱动　探究突破
任务1　完善实验原理
成熟的植物细胞构成渗透系统可发生________。

任务2　完善质壁分离与复原实验流程
(1)实验步骤：

(2)现象与结论


任务3　分析质壁分离的原因

特别提醒
(1)本实验存在两组对照实验

(2)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，这是由于细胞壁是全透性的且有水分子通过原生质层渗出来。

任务4　研析深化教材，析因推理归纳，提升学科素养
(1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？
　
　
　
(2)为什么要选用紫色洋葱鳞片叶的外表皮？根尖分生区的细胞能否作为该实验的材料？
　
　
(3)选择试剂时，为什么选用0.3 g/mL的蔗糖溶液而不用0.5 g/mL的蔗糖溶液？
　
　
(4)适宜浓度的KNO3溶液或尿素、甘油、乙二醇等能否作为该实验的试剂？为什么？盐酸、酒精、醋酸等行吗？为什么？
　
　
(5)该实验无独立的对照组，为什么还叫对照实验？
　
　
考向分类　对点落实
　质壁分离实验的选材、原理与操作的综合考查
1．[2018·浙江卷，17]在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下，其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是(　　)

A．甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象
B．甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大
C．乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度
D．细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂
2．[2017·海南卷，9]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。下列说法错误的是(　　)
A．该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞
B．细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度
C．细胞液中的H2O可以经扩散进入甲物质溶液中
D．甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁
3．(多选)在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中，显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述错误的是(　　)

A．由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜
B．甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生
C．与甲相比，乙所示细胞的细胞液浓度较低
D．由乙转变为丙的过程中，没有水分子从胞内扩散到胞外
4．[经典高考]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．第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域
B．第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处
C．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
D．为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤
　质壁分离与复原的应用
5．[经典高考]为探究茉莉酸(植物生长调节剂)对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响，将细胞分别移至不同的培养液中继续培养3天，结果如表。下列叙述错误的是(　　)

组别
培养液中另添加的成分
结果
NaCl
茉莉酸
①
＋
－
部分细胞质壁分离
②
＋
＋
细胞正常，无质壁分离
③
－
－
细胞正常，无质壁分离
注：“＋”表示有添加，添加后NaCl浓度为100 mmol·L－1，茉莉酸浓度为10－3mg·L－1，“－”表示无添加。
A．胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水
B．质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小
C．NaCl为自变量，茉莉酸为因变量
D．茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用
[拓展应用]　质壁分离及其复原实验应用
(1)判断成熟植物细胞是否有生物活性
＋　
　　　　　　　　 ⇓
镜检
(2)测定细胞液浓度范围
＋
镜检⇓
细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度
＋
　　　　 镜检⇓
发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大
(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
＋
　　　　 ⇓
镜检
(5)比较未知浓度溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液测定刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)
实验单一变量：未知浓度的溶液。
(6)判断原生质层和细胞壁伸缩性大小
成熟植物细胞＋分离剂

实验单一变量：植物细胞原生质层和细胞壁的伸缩性差异。
6．(多选)一定浓度的酒精对细胞有毒害作用。某生物兴趣小组分别用不同浓度的酒精对生长状况相同的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行1个单位时间、2个单位时间、3个单位时间的处理，并计算出发生质壁分离细胞的百分率。结果如下图所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A．本实验的实验原理是一定浓度的酒精对细胞有毒害作用，根据是否发生质壁分离判断细胞的死活
B．浸泡3个单位时间导致紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞全部死亡的最低酒精浓度为15%
C．发生质壁分离的外因是细胞壁的伸缩性小于细胞膜的伸缩性
D．本实验表明紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞对酒精的耐受能力不同
　质壁分离及复原实验的综合能力考查
7．[2021·河南鹤壁高三精英对抗赛试题]将若干生理状况基本相同，长度为3 cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于三种浓度相同的溶液(实验组)和清水(对照组)中，测量每组萝卜条的平均长度，结果如图。据图分析，下列叙述错误的是(　　)

A．对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性较小
B．蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为蔗糖不能进入细胞
C．实验曲线图可推测出萝卜细胞膜上运载葡萄糖的载体比甘油载体数量少
D．实验结束后，实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大



[网络建构提升]
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[长句应答必备]
1．渗透作用的发生所需的条件是：半透膜和膜两侧的浓度差。
2．自由扩散与协助扩散的共同点是：物质顺浓度梯度扩散。
3．胞吞和胞吐的共同点是：运输的都是大分子、都需能量、都依赖于膜泡运输。
[示例]
1．原生质层的组成是____________________。
2．成熟植物细胞发生质壁分离的原因是____________________________。
3．主动运输的特点是______________________。

[等级选考研考向]
1．[2020·江苏卷，5]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
2．[2019·浙江选考，9]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
3．[2017·海南卷，6]将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是(　　)
A．给营养液通入空气有利于该植物的生长
B．根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散
C．根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗
D．根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收
[国考真题研规律]
1．[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
2．[全国卷Ⅱ]下列过程中，不属于胞吐作用的是(　　)
A．浆细胞分泌抗体到细胞外的过程
B．mRNA从细胞核到细胞质的过程
C．分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程
D．突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程
3．[2018·全国卷Ⅱ，2]下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是(　　)
A．巨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
4．[2017·全国卷Ⅱ，4]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
5．[2016·全国卷Ⅰ，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。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
6．[全国卷Ⅱ，4]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






课堂互动探究案3
高效课堂　师生互动提考能
考点一
【任务驱动 　探究突破】
任务2　(1)同种无机盐离子　不同无机盐离子　(2)选择性
任务3
科学思维
答案：习惯上说的半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于微粒的大小；选择透过性膜是具有活性的生物膜，其对不同物质的选择性通过不仅取决于分子大小，还与细胞的需求有关，因此细胞膜和半透膜类似，又有所不同。
科学探究
答案：(1)会出现如图甲所示现象。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)细胞不会涨破，因为植物细胞的细胞壁有支持和保护作用，所以细胞不会涨破。
【考向分类　对点落实】
1．解析：将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中，红细胞会因大量蒸馏水进入而破裂；红细胞膜是脂溶性的；人的红细胞没有液泡；因低温时分子运动减慢而导致细胞膜的流动性降低。
答案：C
2．解析：由题意可知，取生理状态相同的某种植物叶片，细胞内的细胞液浓度假设相同，分别放入甲、乙、丙三种不同浓度的溶液中，一定时间后，甲的浓度变小，说明植物细胞失水，甲的浓度>细胞液浓度；乙的浓度不变，说明植物细胞既不失水也不吸水，乙的浓度＝细胞液浓度；丙的浓度变大，说明植物细胞吸水，丙的浓度<细胞液浓度。由此可知：甲的浓度>乙的浓度>丙的浓度，A错误；乙的浓度不变是因为细胞内细胞液的浓度与乙的浓度相等，而非指细胞内蔗糖浓度，B错误；水分进出细胞属于自由扩散，C错误；由题意可知，蔗糖分子不进出细胞，甲、乙、丙三种溶液的浓度变化均是由水分子在细胞与蔗糖溶液间移动引起的，D正确。
答案：D
3．解析：根据题干“a溶液浓度 答案：B
4．解析：Mg2＋通过主动运输进入根细胞，A错误；MgSO4必须溶解在水中，呈离子形式，才能被根吸收，B正确；无机盐可组成复杂的化合物，如Mg2＋可以参与叶绿素的形成，C正确；降低温度会影响膜的流动性和酶的活性，则对Mg2＋的吸收也会造成影响，D正确。
答案：BCD
5．解析：在甲溶液中，马铃薯幼根细胞的重量不变，说明马铃薯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；幼根细胞的发育程度不同，因此其不一定会发生明显的质壁分离，C错误；在这五种蔗糖溶液中，乙溶液中的马铃薯幼根细胞的重量减少最大，说明乙溶液的浓度最大，D正确。
答案：ABD
6．解析：将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度的溶液中，细胞会从a浓度的溶液中吸水，所以萝卜条的质量将会增加；由于萝卜细胞吸收了水分，导致细胞液浓度降低，所以渗透压会降低；当达到渗透平衡时，水分子仍在进出细胞，只是进出达到了动态平衡；处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度的溶液后，由于溶液中的水分进入了萝卜细胞，所以蔗糖溶液的浓度升高，吸水能力增强。
答案：BC
考点二
【任务驱动 　探究突破】
任务1　(1)扩散　自由扩散　协助扩散　主动运输　载体蛋白　胞吞、胞吐　(2)图1、图2　图3、图4、图5　图4、图5　(3)图2　图3　图4　(4)图5　需　流动性　(5)核孔
任务2　(1)大　大　载体数量　(2)协助扩散　主动运输　(3)无氧呼吸　多　
任务3　(1)主动运输　被动运输　(2)协助扩散　自由扩散
任务4
科学思维
1．(1)答案：不一定相同，人的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，肾小管细胞重吸收葡萄糖的方式是主动运输。
(2)答案：不一定相同，神经元吸收钾离子的方式是主动运输，而静息时钾离子外流的方式是协助扩散。
2．答案：能运输生物大分子等；运输过程中形成囊泡；需要消耗能量，不需要载体蛋白。
科学探究
呼吸抑制剂　甲
【考向分类　对点落实】
1．(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
(6)×　(7)×　(8)×　(9)√
(10)×　(11)√　(12)×　(13)×
2．解析：根据题意可知，pH下降说明H＋运输到未加乙酸的一侧；细胞匀浆含有ATP，而主动运输需要消耗能量，说明H＋运输方式属于主动运输。故选A。
答案：A
3．解析：由图可知载体①逆浓度梯度运输溶质分子，A正确；载体②顺浓度梯度运输溶质分子，不消耗ATP，不具有ATP酶活性，B错误；载体①和②转运方式不同，前者是主动运输，后者是协助扩散，C正确；协助扩散有载体协助，自由扩散没有，前者更快，D正确。
答案：B
4．解析：生物膜对H2O的通透性大于人工膜，说明生物膜上存在协助H2O通过的物质，A正确；生物膜对K＋、Na＋、Cl－的通透性不同，说明生物膜对它们的跨膜运输具有选择性，B正确；人工膜由双层磷脂组成，不含易化(协助)扩散所需的载体蛋白，离子不能以易化(协助)扩散方式通过人工膜，C错误；分子通过人工膜的扩散速率在一定程度上受分子大小的影响，D正确。
答案：C
5．解析：根据表格可知，神经细胞外Na＋浓度较高，细胞内K＋浓度较高，K＋和Na＋经过离子通道排出和进入细胞属于被动运输，A、C错误；K＋与有关载体蛋白结合后排出细胞，其运输方向由高浓度向低浓度，运输方式为协助扩散，B错误；Na＋与有关载体蛋白结合后排出细胞，其运输方向由细胞内向细胞外，运输方式为主动运输，D正确。
答案：D
6．解析：GLUT1对葡萄糖的转运速率比GLUT2对葡萄糖的转运速率快，因此，GLUT1对葡萄糖的亲和力比GLUT2对葡萄糖的亲和力大；葡萄糖进入红细胞、肝细胞的方式均为协助扩散；细菌细胞中没有内质网和高尔基体；比较三条曲线，脂双层运输葡萄糖的速率较其他两个都慢，说明载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率。
答案：ABD
7．解析：质子泵以ATP为能源主动将H＋运出细胞，A错误；据图分析，H＋－蔗糖共转运的蛋白质在转运过程中形变没有消耗能量，B错误；若提高外界溶液的pH，则H＋的含量降低，H＋势能降低，对蔗糖的吸收量减少，C正确；若提高外界溶液的蔗糖浓度，会使细胞对蔗糖的吸收量增加，D错误。
答案：ABD
高考必考教材实验(四)
【任务驱动 　探究突破】
任务1　渗透作用
任务2　(1)紧贴细胞壁　0.3 g/mL的蔗糖溶液　逐渐变小　变深　清水　逐渐变大　变浅
任务3　(2)一层半透膜　小于　失水
任务4　(1)提示：不一定。但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，更有利于观察。
(2)提示：紫色洋葱鳞片叶外表皮具有紫色的大液泡，便于观察；根尖分生区的细胞无大液泡，不发生质壁分离，不能作为该实验的材料。
(3)提示：使用浓度过高的蔗糖溶液(0.5 g/mL)，质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高导致细胞过度失水而死亡。
(4)提示：K＋和NO可被细胞吸收，从而使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离，后又自动复原，不适于作为该实验的试剂(尿素、甘油、乙二醇等现象同上)。盐酸、酒精、醋酸能杀死细胞，不能作为质壁分离实验的试剂。
(5)提示：该实验中，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照。
【考向分类　对点落实】
1．解析：甲状态时，水分子仍然通过跨膜运输进出细胞，A错误；甲→乙的变化表明，细胞正在发生质壁分离，其内在的原因是：结构①所示的细胞壁的伸缩性比②所示的原生质层的伸缩性要小，B错误；乙→丙表示细胞在发生质壁分离复原，其变化的原因是外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水所致，C正确；细胞发生渗透作用至丙状态，因细胞壁的支持和保护作用，一段时间后，该细胞不会破裂，D错误。
答案：C
2．解析：具有大液泡的活细胞才能发生质壁分离，A正确；质壁分离过程中，细胞在失水，此时，细胞外甲物质的浓度高于细胞内甲物质的浓度，B错误；水分子跨膜运输的方式是自由扩散，C正确；细胞壁是全透的，甲物质和H2O能自由通过，D正确。
答案：B
3．解析：该图表示紫色洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离复原的过程。观察质壁分离时只需用低倍镜，不必换用高倍镜观察，A错误；在实验中细胞一直保持活性，可以观察到甲、乙、丙的连续状态，B正确；由甲到乙，细胞失水，细胞液浓度升高，C错误；由乙转为丙，水是双向扩散的，只不过进入细胞的水多于扩散到细胞外的水，D错误。
答案：ACD
4．解析：第一次观察时由于未滴入蔗糖溶液，细胞还没有发生质壁分离，只能看到紫色大液泡，A错误；第二次观察时滴入少量的蔗糖溶液，细胞开始发生质壁分离，可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处，B正确；吸水纸的主要作用是引流，即吸引蔗糖溶液从盖玻片的一侧流到另一侧，使全部洋葱鳞片叶浸润在蔗糖溶液中，C错误；第一次显微镜观察是为了获得实验前的现象，以便于和实验中的现象变化作对照，因此不可省略，D错误。
答案：B
5．解析：NaCl和茉莉酸为自变量，有无质壁分离现象为因变量。
答案：C
6．解析：一定浓度的酒精对植物细胞有毒害作用，可以通过观察细胞是否发生质壁分离来判断植物细胞的死活；酒精浓度为15%时，浸泡3个单位时间的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞无质壁分离发生，说明此时细胞已全部死亡；质壁分离发生的内因是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，外因是细胞液浓度小于外界溶液浓度；据图分析可知，浸泡3个单位时间导致洋葱表皮细胞全部死亡的最低酒精浓度为15%，体积分数为25%的酒精浸泡洋葱表皮细胞1个单位时间的实验结果是只有部分细胞死亡，由此可知生长状况相同的洋葱，表皮细胞对酒精的耐受能力不同。
答案：ABD
7．解析：对照组中细胞吸水，但由于细胞壁的伸缩性相对较小，所以细胞体积增大较小，A正确；细胞发生质壁分离时，当溶质分子不能被细胞吸收(或进入细胞)时(如蔗糖)，细胞不能发生质壁分离的自动复原；而当溶质分子能够被吸收时(不论是主动吸收，如KNO3，还是被动吸收，如甘油)，细胞能发生质壁分离的自动复原，B正确；甘油为脂溶性小分子，进入细胞的方式为自由扩散，所以细胞膜上没有运输甘油的载体蛋白，C错误；蔗糖组只失去水分，所以细胞液浓度变大，甘油组和葡萄糖组由于都吸收了溶质进入细胞，所以细胞液浓度也变大了，D正确。
答案：C
课堂总结　网络聚焦大概念
网络建构提升
①选择透过性　②自由扩散　③协助扩散　④主动运输　⑤胞吞、胞吐　⑥浓度差　⑦细胞壁和原生质层的伸缩性不同　⑧原生质层　⑨浓度差
示例
1．细胞膜和液泡膜以及两膜之间的细胞质
2．外界溶液的浓度大于细胞液浓度，且原生质层比细胞壁伸缩性大
3．需载体、需能量，从低浓度到高浓度运输
历届真题　分类集训培素养
等级选考研考向
1．解析：由图示可知，葡萄糖进入小肠上皮细胞时逆浓度梯度运输，该运输方式属于主动运输，葡萄糖运出小肠上皮细胞时顺浓度梯度运输且需要载体，该运输方式为协助扩散，A正确；据图可知，Na＋主要以方式②(主动运输)运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以方式⑤(胞吞)进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；维生素D为固醇类物质，口服维生素D通过方式④(自由扩散)被吸收，D错误。
答案：A
2．解析：在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但红细胞无细胞壁结构，故不会发生质壁分离，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细胞膜达到动态平衡，而不是没有水分子进出细胞，B错误；在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞会吸水甚至导致涨破，C正确；渗透是指水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的扩散，D错误。
答案：C
3．解析：由题目所给信息“甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的”说明根对a离子的吸收为主动运输过程；主动运输过程需要能量和载体，B错误、C正确；给营养液通入的空气中含有氧气，根细胞获得氧气，有氧呼吸能正常进行，有利于根对a的吸收，有利于该植物的生长，A、D正确。
答案：B
国考真题研规律
1．解析：由题意可知，在实验期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换，两者之间只发生了水分的交换，因甲组中甲糖溶液浓度升高，说明甲组叶细胞从甲糖溶液中吸收了水分，净吸水量大于零，A正确；若测得乙糖溶液浓度不变，即乙组叶细胞细胞液浓度与乙糖溶液浓度相等，乙组叶细胞的净吸水量为零，B正确；若测得乙糖溶液浓度降低，说明乙组叶肉细胞失去了水分，则净吸水量小于零，叶肉细胞可能发生了质壁分离，C正确；题中甲、乙两组糖溶液浓度(g/mL)相等，但甲糖的相对分子质量大于乙糖，因此甲糖溶液的物质的量浓度小于乙糖溶液(即甲糖溶液中的水分子数多于乙糖溶液)，则甲组叶细胞与甲糖溶液间的物质的量浓度差大于乙组叶细胞与乙糖溶液的物质的量浓度差，因此叶细胞的净吸水量甲组大于乙组，D错误。
答案：D
2．解析：胞吐是指大分子物质形成囊泡转移到细胞膜并与细胞膜融合，将大分子物质排出细胞的现象，A、C、D项皆属于胞吐作用；B项中mRNA从细胞核到细胞质是通过核孔，不形成囊泡，不属于胞吐作用。
答案：B
3．解析：病原体属于颗粒性物质，颗粒性物质或大分子物质进出细胞的方式为胞吞和胞吐，因此巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞，A错误；固醇类激素的化学本质是脂质，脂溶性物质以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；神经细胞内的Na＋浓度比细胞膜外低，受刺激时，产生的Na＋内流是顺浓度梯度进行的，属于被动运输，C正确；甘油是脂溶性小分子物质，以自由扩散的方式进入细胞，D错误。
答案：C
4．解析：由图可知，原生质体的相对体积先下降后上升，所以该植物细胞发生质壁分离后自动复原。0～4 h内细胞发生自动复原，说明物质A能进入细胞，A错误；0～1 h内细胞发生质壁分离，细胞失水，原生质体伸缩性比细胞壁的伸缩性大，所以细胞体积与原生质体体积的变化量不等，B错误；2～3 h内为质壁分离复原过程，细胞吸水，物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压，C正确；0～1 h内发生质壁分离，细胞失水，液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压，D错误。
答案：C
5．解析：由题意“离子泵能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子”可知，离子通过离子泵的跨膜运输属于主动运输，主动运输是逆浓度梯度进行的，A、B错误；动物发生一氧化碳中毒后会阻碍氧气的运输，导致呼吸速率下降，生成的ATP减少，使主动运输过程减弱，因此会降低离子泵跨膜运输离子的速率，C正确；主动运输需要载体蛋白的协助，加入蛋白质变性剂会导致载体蛋白因变性而失去运输物质的功能，所以会降低离子泵跨膜运输离子的速率，D错误。
答案：C
6．解析：图中纵坐标是实验前与实验后长度的比值，当此比值等于1时，表示该细胞吸水与失水相等，细胞大小不变。当此比值小于1时，表示该细胞吸水，外界溶液浓度小于细胞液浓度，如图中的a、b、c点。当此比值大于1时，表示该细胞失水，外界溶液浓度大于细胞液浓度，如图中的d、e、f点。据图分析可知，a组细胞吸水多于b组，a组液泡中的溶质浓度低于b组，A错误；f组细胞失水最多，而b组是吸水，B错误；水分是自由扩散进入细胞的，不消耗ATP，C错误；c组细胞吸水，d组细胞失水，细胞既不吸水也不失水的蔗糖溶液应该介于c组与d组对应的蔗糖浓度之间，即0.4～0.5 mol·L－1之间，D正确。
答案：D