（江苏专版）2022年高考生物一轮复习 第二单元 第3讲 物质跨膜运输的实例和方式讲义（含解析）（必修1）

（江苏专版）2022年高考生物一轮复习 第二单元 第3讲 物质跨膜运输的实例和方式讲义（含解析）（必修1） 思维导图成一统基础速练固根基1判断有关细胞吸水和失水叙述的正误(1)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核()(2)质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行()(3)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()(4)在成熟的植物细胞发生质壁分离过程中，细胞的吸水能力逐渐减小()2A、B分别表示渗透作用装置，据图回答下列问题(1)渗透达到平衡，半透膜两侧的水分子不是(填“是”或“不是”)静止不动的。(2)h不变时，S1、S2的大小关系为：S1S2(填“”“”或“”，S1、S2中溶质不能通过半透膜)。(3)在B图所示的U形玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。一段时间后，两管中液面的变化为：左管液面升高，右管液面降低。(均填“升高”“降低”或“不变”)师说考点解疑难1渗透系统的组成分析项目渗透作用模型植物细胞渗透系统图解组成条件半透膜一些物质可以透过，另一些物质不能透过的多孔性薄膜(如玻璃纸)原生质层相当于半透膜浓度差半透膜两侧的溶液体系(S1，S2)细胞液(S1)与外界溶液(S2)之间渗透作用发生S1S2漏斗内液面下降细胞失水；可发生质壁分离S1S2漏斗内液面上升细胞吸水；可发生质壁分离复原S1S2水分进出平衡，液面不变细胞既不吸水也不失水2渗透作用原理的应用(1)验证渗透作用发生的条件：(2)比较不同溶液浓度的大小：漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论若漏斗内液面上升，则M N若漏斗内液面不变，则MN若漏斗内液面下降，则MN研透考情备高考考向一考查对渗透作用现象分析1(2017浙江选考)将家兔红细胞置于不同浓度的溶液中，水分子的跨膜运输示意图如下(箭头方向表示水分子的进出，箭头粗细表示水分子进出的多少)。下列叙述正确的是()A一段时间后，甲细胞会发生质壁分离B能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞C光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出D若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中，甲细胞先破裂解析：选B家兔红细胞没有细胞壁，不会发生质壁分离；分析示意图，甲和丙细胞与外界溶液都存在浓度差，能发生渗透作用；光学显微镜下看不到乙细胞有水分子的进出；甲、乙和丙细胞来自同一只家兔，细胞内液的浓度几乎相同，置于蒸馏水中，应该同时破裂。2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()A04 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内B01 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等C23 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压D01 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压解析：选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；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01 h内，细胞体积变化量小于原生质体体积变化量；23 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；01 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。归纳拓展渗透装置中溶液渗透方向与浓度的判断考向二考查对细胞吸水与失水情况的判断3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，结果如下图所示。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Ca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0.40.5 molL1之间解析：选D通过图示可以看出，a组和b组实验前长度/实验后长度的值都小于1，且a值小于b值，表明细胞吸水导致细条变长，且a组吸水多于b组吸水，所以实验后a组液泡中的溶质浓度比b组的低。分析柱状图可知，f组细胞失水，而b组细胞吸水，因此浸泡导致f组细胞中液泡的失水量大于b组的。水分进出细胞的方式是自由扩散，不消耗ATP。根据柱状图可知，在浓度为0.4 molL1的蔗糖溶液中的c组细胞吸水，而在浓度为0.5 molL1的蔗糖溶液中的d组细胞失水，所以使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.40.5 molL1之间。4(2015海南高考)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在细胞与蔗糖溶液间移动引起的解析：选D成熟的植物细胞是一个渗透系统，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时细胞失水，反之细胞吸水，两者浓度相等时，吸水量与失水量相等，水分进出达到平衡状态。分析实验结果可知，实验过程中，甲吸水、乙水分进出平衡、丙失水，所以实验前甲的浓度乙的浓度丙的浓度；乙的浓度不变是因为细胞外蔗糖浓度与细胞液是等渗溶液，水分进出平衡；实验中细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散；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。考向三考查与渗透作用有关的实验探究5某同学为探究膜的通透性而设计了如图所示的渗透装置，开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平。在长颈漏斗内液面上升的过程中()A液面上升的速率先加快后减慢最终维持稳定B水分子通过半透膜从蔗糖溶液向清水扩散的速率逐渐减慢C当半透膜两侧液体浓度相等时，水分子不再通过半透膜扩散D当半透膜两侧水分子进出速率相等时，长颈漏斗内液面最高解析：选D实验开始时，由于单位体积清水中水分子数量多于蔗糖溶液，因此，水分子通过半透膜扩散进入蔗糖溶液的速率大于由蔗糖溶液扩散进入清水中的速率；随着水分子进入漏斗内量的增多，蔗糖溶液浓度下降，同时由于漏斗液面升高与烧杯中液体形成的压力差增加，水分子扩散进入漏斗内的速率下降，而反方向水分子扩散速率升高，当水分子在半透膜两侧进出速率相等时，漏斗内液面达到最高并停止上升，即最终液面上升的速率变为0。6(2013江苏高考)如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为h，此时S1和S2浓度大小关系为_。(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的_，两者在物质透过功能上的差异是_。(3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。实验材料：紫色洋葱。实验器具：如图所示的渗透装置(不含溶液)，光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等。实验试剂：蒸馏水，0.3 g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。部分实验步骤和结果如下：选两套渗透装置，标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有_(填代号)。选两片洁净的载玻片，_，在载玻片中央分别滴加_，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是_。(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是_。解析：(1)图中漏斗内的液面高于漏斗外，而起始时漏斗内外液面一致，说明水分子的总移动趋势是从漏斗外进入漏斗内，故起始时漏斗内的蔗糖溶液浓度大于漏斗外，由于蔗糖分子不能通过半透膜，所以当水分子进出达到动态平衡的时候，漏斗内的蔗糖浓度仍然大于漏斗外，即S1S2。(2)图中的半透膜模拟的是成熟植物细胞中的原生质层。半透膜是物理性膜，一般没有生物活性，不具有选择透过性，只要分子的直径小于半透膜的孔径就能通过，否则不能通过；而组成原生质层的细胞膜和液泡膜具有生物活性，有选择透过性，可以主动转运有关物质。(3)两套渗透装置中，加蔗糖溶液的渗透装置会出现液面差，因为蔗糖分子不能通过半透膜，所以该装置中水分子的总的移动趋势是从蒸馏水移到漏斗内；而加KNO3溶液的渗透装置不出现液面差，因为KNO3溶液中的K和NO可以通过半透膜，所以半透膜两侧的溶液浓度最终会相同。选两片洁净的载玻片，标号，在载玻片中央分别滴加蒸馏水，然后将撕取的洋葱鳞片叶外表皮展平置于蒸馏水中，加上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片。将洋葱鳞片叶外表皮细胞分别浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中，由于外界溶液的浓度高于洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度，细胞失水，因此在显微镜下可以观察到两个临时装片中的洋葱鳞片叶外表皮细胞都出现质壁分离现象；但是浸润在KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞在一段时间后还会出现质壁分离的复原现象，而蔗糖溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞没有出现质壁分离的复原现象。(4)蔗糖分子不能透过原生质层，蔗糖溶液中的细胞质壁分离后不会自动复原；KNO3能被细胞吸收，导致细胞液和外界溶液的浓度差被消除，从而发生质壁分离自动复原的现象。答案：(1)S1S2(2)原生质层原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能(3)X标号蒸馏水质壁分离(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原方法规律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 思维导图成一统基础速练固根基1判断下列关于物质进出细胞叙述的正误(1)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜()(2)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质离子的速率都相同()(3)植物主动运输矿质离子的过程只发生在活细胞中()(4)低温不影响矿质离子的吸收速率()(5)细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内()(6)主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量()(7)Na与有关载体蛋白结合排出细胞属于主动运输()(8)液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性()(9)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢()(10)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同()2物质出入细胞方式的判断(1)结合实例归类下列物质的运输方式(填编号)：A水BO2、CO2C红细胞吸收葡萄糖D甘油、脂肪酸、性激素、乙醇等脂溶性物质E小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖F无机盐、葡萄糖等逆浓度进出细胞G神经细胞静息状态下K外流和兴奋时Na内流H人红细胞吸收K排出NaI胰岛B细胞分泌胰岛素J神经细胞分泌神经递质K吞噬细胞吞噬抗原以上属于自由扩散的是A、B、D。以上属于协助扩散的是C、G。以上属于主动运输的是E、F、H。以上属于胞吞的是K，属于胞吐的是I、J。(2)据图确定物质跨膜运输的方式：a是协助扩散，b、d是自由扩散，c是主动运输。(3)根据影响跨膜运输因素的曲线确定运输方式：物质浓度：氧气浓度：师说考点解疑难1物质出入细胞方式的比较比较项目离子和小分子物质大分子和颗粒性物质被动运输主动运输胞吞胞吐自由扩散协助扩散运输方向高浓度低浓度高浓度低浓度低浓度高浓度细胞外细胞内细胞内细胞外运输动力浓度差浓度差能量(ATP)能量(ATP)能量(ATP)模型图物质出入细胞的实例水、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素等红细胞吸收葡萄糖等小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖等白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒等各种分泌蛋白，如抗体、蛋白质类激素等2.影响跨膜运输的因素(1)物质浓度：自由扩散时运输速率与物质浓度呈正相关，而协助扩散和主动运输由于有载体蛋白的参与，有饱和点的出现载体蛋白的两大特点：a具有特异性：运输不同物质的载体蛋白不同，不同细胞膜上载体蛋白的种类和数量也不同b具有饱和性：当细胞膜上的载体蛋白达到饱和时，细胞吸收该运载物质的速率不再随物质浓度的增大而增大(2)氧气浓度：由于自由扩散和协助扩散不需要消耗能量，因此其运输速率与氧气浓度、能量的释放量、细胞呼吸强度无关有氧呼吸和无氧呼吸都可以为主动运输提供能量，因此，氧气浓度为0时，可由无氧呼吸为其提供能量，故图中曲线的起点不在原点。但当以细胞呼吸强度为自变量时，曲线的起始点应在原点(3)温度：研透考情备高考考向一考查对物质跨膜运输方式的判断1(2017江苏高考，多选)下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述错误的是()A蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输B单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞CATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输D蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞解析：选BCD由题图可知，蔗糖通过胞间连丝由伴胞进入筛管中，筛管内的蔗糖水解后，蔗糖浓度降低，有利于蔗糖从伴胞扩散到筛管；由题图可知，蔗糖分解产生的单糖顺浓度梯度运至薄壁细胞；图中蔗糖从伴胞到筛管的运输方式为被动运输，不需要消耗ATP；由题图可知，筛管中的蔗糖水解成单糖后，两种单糖通过单糖转运载体进入薄壁细胞。2(2016江苏高考)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载体逆浓度运输溶质分子B载体具有ATP酶活性C载体和转运方式不同D载体转运溶质分子的速率比自由扩散快解析：选B载体是逆浓度梯度将溶质分子由胞外向胞内转运；载体是顺浓度梯度将溶质分子由胞内转运到胞外，不需要消耗ATP，载体不具有ATP酶活性；图中载体和分别参与溶质分子逆浓度梯度和顺浓度梯度的运输，前者是主动运输，后者是协助扩散；依赖载体蛋白顺浓度梯度转运溶质分子的速率要比自由扩散快。方法规律物质出入细胞方式的判断方法(1)根据分子的大小、是否需要能量和载体蛋白进行判断：(2)根据物质运输方向判断：顺浓度梯度的跨膜运输方式是自由扩散或协助扩散，逆浓度梯度的跨膜运输方式一定是主动运输。(3)根据物质运输达到平衡时的浓度判断：若达到平衡时细胞内外仍存在浓度差，则是主动运输，因为自由扩散和协助扩散达到平衡时内外浓度相等。考向二考查对影响物质跨膜运输的因素分析3(2018全国卷)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NOB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小麦不能直接吸收土壤中的N2，N2必须被固定后才能被植物吸收利用；农田松土可增强农作物根的有氧呼吸，为矿质元素的吸收供能，有利于对矿质元素的吸收；土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可溶解在土壤溶液中，从而被根系吸收利用；施肥过多会使土壤溶液浓度大于根细胞液浓度，从而导致根细胞因失水过多而死亡，造成“烧苗”现象。4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离子的吸收解析：选B由题目给出的信息可知根对a离子的吸收为主动运输过程，此过程需要能量和载体。给营养液通入空气，使有氧呼吸能正常进行，有利于根对a的吸收，从而有利于该植物的生长。5下列据图所作出的说明错误的是()A图1说明该物质跨膜运输时会出现饱和现象B图2说明此物质进出细胞时需要消耗能量C图3说明该离子跨膜运输的方式为主动运输D图4说明该植物吸收K不需要载体协助解析：选D图1所示物质的运输方式为协助扩散，协助扩散受载体数量的限制，有饱和现象；图2所示当细胞外液浓度低于细胞内液浓度时，随时间的推移，细胞内液的浓度还在逐步增加，说明该物质可以从低浓度一侧进入高浓度一侧，所以此物质进入细胞的方式是主动运输，需要消耗能量；图3中矿质离子的跨膜运输有两个特点：一是逆浓度梯度，二是消耗ATP，故应为主动运输；O2浓度影响植物的呼吸作用，从而影响ATP的产生，从图4中可以看出该物质的吸收速率受O2浓度的影响，说明吸收K需要耗能，O2达到一定浓度后，K吸收速率不再随着O2浓度的增加而增加，说明该过程需要载体协助。考向三考查物质跨膜运输方式的探究6柽柳是泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐是主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明。(1)实验步骤：取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有Ca2、K的溶液中。甲组给予正常的呼吸条件，乙组_。_。(2)实验结论：若两组植株对Ca2、K的吸收速率相同，说明_；_。解析：主动运输需要能量，而被动运输不需要能量，因而根据实验设计的单一变量原则和对照原则，甲组给予正常的呼吸条件，乙组完全抑制细胞呼吸，缺少足够能量，一段时间后测定两组植株根系对Ca2、K的吸收速率进行判断。答案：(1)完全抑制细胞呼吸一段时间后测定两组植株根系对Ca2、K的吸收速率(2)柽柳从土壤中吸收无机盐是被动运输若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从土壤中吸收无机盐是主动运输归纳拓展探究物质跨膜运输方式的实验设计(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： 师说考点解疑难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，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本实验的三个关注点(1)实验时选择紫色洋葱外表皮细胞原因：紫色洋葱外表皮细胞含有色素，使液泡呈现一定的颜色，更有利于观察。(2)实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂的原因：0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，既明显出现质壁分离，又不会杀死细胞。若浓度过高，质壁分离速度快，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。(3)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。研透考情备高考考向一考查质壁分离与复原实验原理、过程和结果1.(2016上海高考)将紫色洋葱鳞叶外表皮细胞置于30%蔗糖溶液数分钟后，结果如图所示，紫色分部的区域和影响色素分布的结构分别是()A和细胞膜B和细胞膜、液泡膜C和细胞膜、液泡膜D和细胞膜、液泡膜、细胞壁解析：选C图中为细胞膜和液泡膜之间的原生质，为细胞液，紫色色素分布在细胞液中，细胞膜和液泡膜均为选择透过性膜，影响色素分布。2(2014江苏高考)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解析：选B第一次观察时未滴入蔗糖溶液，细胞还没有发生质壁分离，较易观察到的是紫色大液泡，细胞质基质所占区域很小；第二次观察时已经通过引流法使紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中，可以发现在细胞的角隅处首先发生质壁分离；吸水纸的主要作用是吸引蔗糖溶液(或清水)；第一次显微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，不能省略。归纳拓展细胞能否发生质壁分离与复原分析(1)从细胞角度分析：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。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：在一定浓度(溶质不能透过膜)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)。在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。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。考向二考查质壁分离与复原实验的应用3为探究植物A能否移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液的浓度，实验结果如下表。为保证植物A移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应()浓度(mol/L)0.150.20.250.3质壁分离状态不分离刚分离显著分离显著分离A0.15 mol/LB0.2 mol/LC0.2 mol/L D0.3 mol/L解析：选A当植物细胞液浓度小于周围土壤溶液浓度时，细胞会失水发生质壁分离，植物将不能正常生存。由表中信息可知，该植物细胞液的浓度介于0.15 mol/L和0.2 mol/L之间。因此，为保证植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应0.15 mol/L。归纳拓展植物细胞质壁分离及复原实验的拓展应用(1)判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞：(2)测定细胞液浓度范围：(3)比较不同植物成熟细胞的细胞液浓度：(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)：课堂巩固练小试身手1(2018北京高考)细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以(自由)扩散方式通过细胞膜的是()ANaB二氧化碳CRNA D胰岛素解析：选B自由扩散不需要载体蛋白、不消耗ATP，以自由扩散方式通过细胞膜的物质有水、气体、脂溶性物质等；Na通过细胞膜的方式有协助扩散和主动运输；RNA是生物大分子，不能以自由扩散的方式通过细胞膜；胰岛素是蛋白质，以胞吐的方式运出细胞。2(2018全国卷)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解析：选C巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞；固醇类激素(如性激素)以自由扩散的方式进入靶细胞；静息状态时，神经细胞膜外的Na浓度高于膜内，受到刺激时产生的Na内流是由通道蛋白协助的被动运输；甘油属于小分子脂溶性物质，以自由扩散的方式进入皮肤细胞。3有关细胞内囊泡运输的描述，正确的是()A细胞核内的RNA通过囊泡运输到细胞质B蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外C细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输D囊泡运输依赖膜的流动性且不消耗能量解析：选B细胞核内的RNA通过核孔进入到细胞质；蛋白质类激素经囊泡运输、以胞吐的方式分泌到细胞外；具膜细胞器之间才能通过囊泡进行物质运输；囊泡运输依赖膜的流动性且需消耗能量。4(2018浙江选考)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、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的伸缩性比的要大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解析：选C甲图中细胞维持正常形态，则进入细胞的水分子和从细胞出去的水分子一样多，处于动态平衡状态；甲乙发生了渗透失水，细胞发生质壁分离，原因之一是结构(细胞壁)的伸缩性比结构(细胞膜)的伸缩性要小；乙丙发生了渗透吸水，此时外界溶液浓度比细胞液浓度小；丙细胞可能发生渗透吸水，但由于细胞壁的存在，植物细胞渗透吸水后只会膨胀不会涨破。课下模拟练自我检测一、选择题1(2018扬州学测模拟)某兴趣小组为探究选取观察植物细胞质壁分离实验的材料，选取了如下细胞，蚕豆叶的表皮细胞、植物的根毛细胞、用盐酸解离的洋葱根尖细胞、根尖分生区细胞。其中能发生质壁分离的一组是()ABC D解析：选A蚕豆叶的表皮细胞、植物的根毛细胞，均有大液泡和细胞壁，可用于观察质壁分离。洋葱根尖细胞解离后细胞已死亡，根尖分生区的细胞没有中央大液泡，在高浓度溶液中均不能发生质壁分离。2(2019海门中学学测模拟)把蚕豆叶表皮浸在质量分数为7%的尿素溶液中，开始表皮细胞发生了质壁分离，然后又自动复原，发生自动复原的原因是()A原生质层受破坏B尿素分子进入细胞C细胞壁破坏D尿素溶液浓度低于细胞液浓度解析：选B把蚕豆叶表皮浸在质量分数为7%的尿素溶液中，由于原生质层两侧存在浓度差，开始表皮细胞发生了质壁分离；随后由于尿素分子被吸收进入细胞，改变了浓度差的方向，故又自动复原。3(2019徐州学测模拟)下列关于如图物质跨膜运输方式的叙述，正确的是()A甲、乙均为协助扩散B甲为协助扩散，乙为主动运输C甲、乙均为主动运输D甲为主动运输，乙为协助扩散解析：选A图中甲、乙物质运输过程均需要载体蛋白且顺浓度梯度进行，为协助扩散。4(2018海南高考)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，下列叙述不合理的是()AMg2通过自由扩散进入根细胞BMgSO4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的吸收解析：选A无机盐离子通过主动运输进入根细胞；土壤中的无机盐必须溶解在水中才能被根吸收；Mg2参与叶绿素的形成；温度能影响细胞膜的流动性，也会影响到细胞呼吸相关酶的活性，进而影响物质跨膜运输的速率，影响水稻根系对Mg2的吸收。5(2016天津高考)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。下列有关叙述正确的是()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解析：选B观察甲、乙、丙三种细胞状态所用显微镜倍数没有发生变化；甲乙丙表示质壁分离和质壁分离复原的过程，只要细胞不死亡，此过程可在一个细胞内依次发生；与甲相比，乙细胞发生质壁分离，细胞液浓度升高，渗透压升高；细胞膜是选择透过性膜，水分子可以自由通过，在由乙转变为丙的过程中，既有水分子扩散到细胞外，又有水分子扩散到细胞内，只是扩散到细胞内的多于扩散到细胞外的。6(2018海南高考)小麦种子萌发过程中，淀粉酶在糊粉层的细胞中合成，在胚乳中分解淀粉。该酶从糊粉层细胞排到细胞外的方式是()A顺浓度梯度经自由扩散排出B逆浓度梯度经协助扩散排出C通过离子通道排出D含该酶的囊泡与质膜融合排出解析：选D淀粉酶的化学本质是大分子蛋白质，从糊粉层细胞排到细胞外的方式是胞吐。7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解析：选B具有大液泡的活细胞才能发生质壁分离。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。水分子跨膜运输的方式是自由扩散。细胞壁是全透的，甲物质和H2O能自由通过。8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解析：选C由题意可知，离子通过离子泵进行跨膜运输需要消耗能量，而协助扩散不需要消耗能量。消耗能量的物质跨膜运输一般是逆浓度梯度进行的。动物一氧化碳中毒会影响红细胞运输氧气，进而影响有氧呼吸，影响ATP的合成，从而降低离子泵跨膜运输离子的速率。离子泵是一种蛋白质，因此加入蛋白质变性剂会破坏离子泵的结构，进而降低离子泵跨膜运输离子的速率。9当人体血糖浓度偏高时，质膜中的某种葡萄糖载体可将葡萄糖转运至肝细胞内，血糖浓度偏低时则转运方向相反。下列叙述正确的是()A该载体在血糖浓度偏低时的转运需要消耗ATPB转运速率随血糖浓度升高不断增大C转运方向不是由该载体决定的D胰岛素促进葡萄糖运出肝细胞解析：选C当人体血糖浓度偏高时，质膜中的某种葡萄糖载体可将葡萄糖转运至肝细胞内；血糖浓度偏低时则转运方向相反，两种转运都是由高浓度处至低浓度处，转运方式均为协助扩散，故该载体在血糖浓度偏低时的转运不需要消耗ATP。由于协助扩散受质膜上载体数量的限制，转运速率不随血糖浓度升高而不断增大。由题干信息可知，转运方向由质膜两侧的葡萄糖浓度差决定，而不是由该载体决定。胰岛素能降低血糖浓度，促进葡萄糖进入肝细胞。10下图显示物质P和Q跨膜出细胞，下列叙述正确的是()A物质P可能是氧气B物质Q一定是水分子C物质P和Q出细胞都需要载体D物质P和Q出细胞未必都消耗能量解析：选D物质P逆浓度梯度出细胞，为主动运输；物质Q顺浓度梯度出细胞，为被动运输。被动运输包括协助扩散和自由扩散，自由扩散不需要载体。氧气和水分子通过自由扩散出细胞，但物质Q出细胞可能是协助扩散，也可能是自由扩散，自由扩散不需要载体。主动运输消耗能量，但被动运输不消耗能量。11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BmRNA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解析：选B胞吐是指细胞需要外排的大分子等物质，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处与细胞膜融合，将大分子等排出细胞的现象。细胞胞吐的一般是大分子等物质，此过程需要消耗能量。浆细胞分泌抗体、胰腺的腺泡细胞向胞外分泌蛋白、突触小泡向突触间隙释放神经递质都属于胞吐。mRNA通过核孔从细胞核到细胞质的过程不属于胞吐。12将蚕豆植株放在湿润的空气中光照一段时间后，取蚕豆叶下表皮制作临时装片。先在清水中观察，然后用0.3 g/mL蔗糖溶液取代清水，继续观察，结果如图所示。下列有关叙述正确的是()A只有将保卫细胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液中时，才构成一个渗透系统B当从清水转入0.3 g/mL蔗糖溶液中时，保卫细胞细胞液浓度将逐渐增加C在清水中，保卫细胞发生渗透失水而导致气孔开放D蔗糖分子扩散进入保卫细胞后，细胞渗透吸水导致气孔关闭解析：选B将保卫细胞放在清水中，细胞液和外界的清水存在浓度差，可以构成一个渗透系统；分析图示，植物在清水中叶片中气孔是开放的，而在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，保卫细胞发生渗透失水，细胞液浓度增加；在清水中，保卫细胞吸水，气孔开放；蔗糖溶液中细胞失水，导致气孔关闭，但原生质层具有选择透过性，蔗糖不能进入细胞。13(2019无锡一模，多选)在探究植物细胞的吸水和失水实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理，下列叙述错误的是()A第一次观察为低倍镜观察，后两次为高倍镜观察B第一次处理滴加的液体为清水，第二次滴加的液体为0.3 gmL1的蔗糖溶液C若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离D紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中不属于原生质层的结构有细胞壁、细胞核和细胞液解析：选ABC三次观察均在低倍镜下进行；第一次处理滴加的液体为0.3 gmL1的蔗糖溶液，观察质壁分离现象，第二次滴加的液体为清水，观察质壁分离复原现象；紫色洋葱鳞片叶的内表皮也有大液泡，滴加0.3 gmL1的蔗糖溶液后会发生质壁分离，洋葱鳞片叶的内表皮细胞液泡中无明显颜色的色素，实验现象不易观察到；原生质层包括细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质。14.(多选)某实验小组用右图所示实验装置探究鱼鳔膜的通透性。实验开始时漏斗内外液面等高，实验中观察到漏斗内液面上升到一定高度后不再上升。相关叙述正确的是()A漏斗中液面上升速率逐渐减小B水分子只能由鱼鳔膜外进入膜内C液面静止时，鱼鳔膜内外溶液浓度相等D实验结果表明鱼鳔膜是一种半透膜解析：选AD开始时，因膜内蔗糖溶液浓度高于膜外，水分子进入鱼鳔膜的速度大于出来的速度，漏斗中的液面会较快上升；随着液面的上升，膜两侧浓度差逐渐减小，液面上升的速率会逐渐下降，直至不再上升。鱼鳔膜是一种半透膜，水分子能自由通过，即水分子既能由鱼鳔膜外进入膜内，也能由膜内到达膜外。由于蔗糖分子不能通过鱼鳔膜，所以液面静止时内外溶液浓度不可能相等。15(多选)协同运输是物质跨膜运输的一种方式，其过程如图所示。细胞膜上的载体蛋白同时与Na和葡萄糖结合后，在膜两侧Na浓度梯度驱动下吸收葡萄糖，跨膜的Na再由另一种载体蛋白运回膜外。对此过程分析错误的是()A运输Na的载体蛋白因不止一种而缺乏特异性BNa的协同运输所需能量直接来自ATP水解C图示细胞吸收葡萄糖是一种特殊的主动运输D细胞内外Na浓度相等时，协同运输不能进行解析：选AB细胞膜上的载体蛋白只能运输特定的物质，具有特异性；Na的协同运输所需动力是浓度差；协同运输所需要的能量来自膜两侧离子的浓度梯度，维持这种浓度梯度依靠钠钾泵或质子泵，所以是一种特殊的主动运输；细胞内外Na浓度相等时，不形成浓度梯度，协同运输不能进行。二、非选择题16(2019淮安调研)如图1为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图，GLUT是一种葡萄糖载体蛋白。图2表示GLUT介导的肝细胞和原核生物细胞对葡萄糖的摄取速率与葡萄糖浓度的关系。请回答下列问题：(1)小肠上皮细胞面向肠腔的一侧形成微绒毛的作用是_，与肠腺细胞合成和分泌消化酶相关的细胞器有_。 (2)小肠上皮细胞膜上运载葡萄糖的载体有_。 (3)葡萄糖进入小肠上皮细胞时，伴随着_内流，在NaKATP酶的作用下消耗ATP，维持Na在膜两侧的电化学梯度稳定，这种运输方式称为_。 (4)图2中的曲线表明，GLUT介导的细胞对葡萄糖的摄取速率比自由扩散_，B点与A点相比，制约葡萄糖转运速率的因素主要是_。GLUT介导的葡萄糖运输方式称为_。 解析：(1)微绒毛增大了小肠上皮细胞的细胞膜面积，增加了消化和吸收的面积。消化酶是分泌蛋白，所以参与合成和分泌的细胞器包括核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。(2)由图1可以看出，小肠上皮细胞膜上运载葡萄糖的载体有Na驱动的葡萄糖同向转运载体和GLUT。(3)由图1可知，葡萄糖进入小肠上皮细胞时，伴随着Na内流，在NaK ATP酶的作用下，Na运出细胞需要ATP提供能量，故运输方式为主动运输。(4)由图2中的曲线可以看出，GLUT介导的细胞对葡萄糖的摄取速率比自由扩散高。B点制约葡萄糖转运速率的因素主要是载体GLUT的数量，A点制约葡萄糖转运速率的因素主要是葡萄糖浓度。载体GLUT介导的葡萄糖运输方式不需要消耗能量，方式为协助扩散。答案：(1)增加消化和吸收的面积核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(2)GLUT、Na驱动的葡萄糖同向转运载体(3)Na主动运输(或协同转运)(4)高GLUT数量协助扩散17细胞内很多化学反应都是在生物膜上进行的，下图表示真核细胞中3种生物膜上发生的化学变化示意图。请回答下列问题：(1)图中的是指_膜(填细胞结构名称)。(2)图表示的生理过程是_，图膜上附着的_物质，有利于其反应进行。(3)图中和两种生物膜除产生图中物质外，还均可产生的物质是_，由此说明生物膜具有的功能是_。(4)细胞膜及上图中生物膜功能各不相同，从组成成分分析其主要原因是_。(5)某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用四种曲线表示。在研究具体的物质X时，发现与曲线和相符，则细胞膜运输物质X的方式是_，当氧气浓度和物质X浓度超过一定值时，运输速率不再增加，此时限制其运输速率的主要因素是_。解析：(1)图中的发生“葡萄糖纤维素”的过程，据此可推知该生物膜属于高尔基体膜。(2)由图所示的“1/2O22HH2O”可知，该生物膜属于线粒体内膜，进行的是有氧呼吸第三阶段。图膜上发生了水的分解，据此可知，该生物膜属于类囊体薄膜，其膜上附着的(光合)色素和酶有利于光反应的进行。(3)结合对(1)和(2)的分析可知，生物膜具有进行能量转换的功能。(4)功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多，生物膜功能不同的主要原因是含有的蛋白质不同。(5)曲线图显示的物质运输方式为协助扩散或主动运输；曲线图显示的物质运输方式为主动运输。主动运输需要消耗能量和载体蛋白的协助。当O2浓度和物质X浓度超过一定值时，运输速率不再增加，此时限制其运输速率的主要因素是载体的数量。答案：(1)高尔基体(2)有氧呼吸第三阶段(光合)色素和酶(3)ATP进行能量转换(4)含有的蛋白质不同(5)主动运输载体的数量