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新高考生物二轮复习核心考点梳理与分层练习专题06 细胞的物质输入与输出（含解析）
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这是一份新高考生物二轮复习核心考点梳理与分层练习专题06 细胞的物质输入与输出（含解析），共45页。试卷主要包含了物质跨膜运输的实例，观察植物细胞的质壁分离与复原，物质进出细胞的方式及影响因素等内容，欢迎下载使用。
专题06 细胞的物质输入与输出
考点一、物质跨膜运输的实例
【要点速记】
1．渗透作用
（1）概念：_________（或其他溶剂分子）通过_________的扩散过程。
（2）发生的条件：具有__________；半透膜两侧具有_____________。
（3）渗透作用的实质：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子____________由蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面___________。
2．动物细胞的吸水和失水
（1）原理：
①半透膜：＿＿＿＿＿＿＿＿。
②浓度差：＿＿＿＿＿＿＿＿与外界溶液之间的浓度差。
（2）现象：
外界溶液浓度＞细胞质浓度，细胞＿＿＿＿＿＿＿＿。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，细胞形态不变。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，细胞吸水膨胀。
3．植物细胞的吸水和失水（以成熟的植物细胞为例）
（1）原理：
（2）现象：
外界溶液浓度大于细胞液浓度，发生＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
已发生质壁分离的细胞（保持活性）放入清水中，发生＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
4．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________________。
②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有______________。
（2）人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是_______（填“逆”或“顺”）浓度梯度进行的。
（3）不同微生物对不同物质的吸收表现出较大的差异性。
【重难点突破】
1．渗透作用的应用
（1）比较不同溶液浓度的大小：
比较项目
漏斗内
烧杯内
溶液浓度
M
N
现象及结论
若漏斗内液面上升，则M>N
若漏斗内液面不变，则M=N
若漏斗内液面下降，则M
烧杯内淀粉溶液
漏斗内碘液
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．渗透作用模型与成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统的比较
项目
渗透作用模型
成熟植物细胞和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
水扩散总趋势
低浓度溶液→高浓度溶液
3．渗透作用的方向和溶液浓度大小的判断方法
（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的大小。
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。
考点二、观察植物细胞的质壁分离与复原
【要点速记】
1．实验原理
（1）成熟的植物细胞的原生质层相当于一层__________。
（2）_________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____________。
2．质壁分离的表现
（1）宏观：坚挺→萎蔫。
（2）微观：
①液泡：__________。
②细胞液：颜色_________、浓度_________、吸水力_________。
③原生质层与细胞壁分离。
3．实验步骤：
4．实验结果与结论
（1）结果：
（2）结论：
①成熟植物细胞能与外界溶液构成渗透系统，发生渗透作用。
②当外界溶液浓度大于细胞液浓度时：_____________。
③当外界溶液浓度小于细胞液浓度时：_____________。
【重难点突破】
1．细胞能否发生质壁分离与复原的判断方法
（1）从图像角度分析。
若液泡的体积明显变小，则细胞发生了质壁分离;若液泡的体积又恢复原来大小，则发生了质壁分离复原。
（2）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。
（3）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，不能自动复原（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溶液等）中可发生质壁分离后自动复原现象。
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。
2．植物细胞质壁分离与复原的应用
（1）判断成熟植物细胞是否有生物活性
（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）
考点三、物质进出细胞的方式及影响因素
【要点速记】
1．不同物质跨膜运输的方式
2．比较物质跨膜运输的方式
项目
物质运输方向
是否耗能
是否需要载体蛋白协助
自由扩散
________→________
___
___
协助扩散
________→________
___
___
主动运输
低浓度→高浓度
___
___
胞吞、胞吐
___
___
3．物质跨膜运输方式的图解
【重难点突破】
1．影响物质跨膜运输因素的分析
（1）浓度差对物质跨膜运输的影响：
①浓度差：主要影响自由扩散和协助扩散。
②自由扩散：浓度差越大，运输速率越大。
③协助扩散：浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受载体蛋白数量的限制。
（2）氧气含量对跨膜运输的影响：通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。
①P点时：无氧呼吸为物质的运输提供能量。
②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。
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。
（3）温度对物质运输速率的影响：
2．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的方法：
（2）探究是自由扩散还是协助扩散的方法：
3．“三看法”快速判断物质出入细胞的方式
要点速记答案
考点一、1．（1）水分子 半透膜 （2）半透膜 浓度差 （3）多于 上升 2．（1）细胞膜 细胞质 （2）失水皱缩 外界溶液浓度＝细胞质浓度 外界溶液浓度＜细胞质浓度 3．（1）全透性 小 细胞质 原生质层 （2）质壁分离 质壁分离复原 4．差异 差异 逆
考点二、
1．（1）半透膜 （2）细胞液 （3）大 2．（2）大→小 浅→深 小→大 小→大 3．原生质层 低倍显微镜 深 原生质层 低倍显微镜 大 浅 原生质层 4．细胞失水 细胞吸水
考点三、1．①②－a ③⑤－c ④－b ⑥－d 2．高浓度 低浓度 否 否 高浓度 低浓度 否 是 是 是 是 否 3．协助扩散 主动运输 胞吐 胞吞
专题06 细胞的物质输入与输出（基础）
一、单选题
1．下列物质需要载体蛋白协助才能进出细胞的是（ ）
A．胰岛素 B．甘油 C．葡萄糖 D．酒精
【答案】C
【解析】胰岛素运出细胞的方式是胞吐作用，不需要载体蛋白的参与，A错误；甘油和酒精通过自由扩散的方式进出细胞，不需要载体蛋白的参与，BD错误；葡萄糖以主动运输或协助扩散的方式进入细胞，需要载体蛋白的参与，C正确。
2．离子通道是离子顺浓度运输的一种通道蛋白，离子泵是一种具有 ATP水解酶活性的载体蛋白。下列说法正确是（ ）
A．通过离子通道的离子运输属于主动运输
B．氧气浓度会影响通过离子通道的运输
C．离子泵和离子通道的运输作用均会受温度影响
D．离子通道和离子泵可以运输同种物质，但不能同时存在于同一个细胞的细胞膜上
【答案】C
【解析】离子通道是离子顺浓度运输的一种通道蛋白，属于协助运输，A错误；氧气浓度影响能量供应，而离子通道的运输属于协助扩散，不消耗能量，因此氧气浓度不会影响通过离子通道的运输，B错误；温度能够影响分子的运动，因此能影响离子泵和离子通道进行跨膜运输，C正确；离子通道和离子泵可以运输同种物质，如神经细胞中钾离子外流通过离子通道，神经细胞外的钾离子运输进入细胞内通过离子泵，D错误。
3．某同学在做植物细胞质壁分离实验时，观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小，这说明（ ）
A．洋葱表皮细胞是活细胞 B．细胞液的溶质透出细胞
C．蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度 D．细胞壁收缩导致中央液泡失水
【答案】A
【解析】活细胞才会发生质壁分离；当细胞具有活性时，细胞膜具有选择透性，不允许细胞液的溶质透出；由于外界蔗糖溶液的浓度高于细胞液的浓度，导致细胞失水，中央液泡逐渐缩小，综上分析，A正确，BCD错误。
4．关于植物细胞主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是（ ）
A．吸收不同矿质元素离子的速率都相同
B．低温不影响矿质元素离子的吸收速率
C．主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中
D．叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子
【答案】C
【解析】主动运输方式吸收所需矿质不同元素离子所需的载体种类和数量不同，速率不同，A错误；主动运输过程需要呼吸作用提供的能量；低温通过影响酶的活性影响呼吸速率，进而影响矿质元素离子的吸收速率，B错误；活细胞才能进行呼吸作用，为主动运输提供能量，C正确；叶肉细胞也需要矿质元素，通过主动运输的方式从外界吸收，D错误。
5．如图为小肠上皮细胞物质跨膜运输示意图，相关叙述正确的是（ ）
A．Na+通过载体②运出小肠上皮细胞的方式是协助扩散
B．运输葡萄糖的载体①③也存在于红细胞膜上
C．同种物质进出同一个细胞的方式可以不同
D．主动运输需要消耗能量，都是由ATP供能
【答案】C
【解析】Na+通过载体②运出小肠上皮细胞的方式是主动运输，A错误；运输葡萄糖的载体①不能存在于红细胞膜上，因为葡萄糖进入红细胞为协助扩散，B错误；由分析可知，同种物质葡萄糖（或Na+）进出同一个细胞的方式可以不同，C正确；主动运输需要消耗能量，但不都是由ATP供能，如葡萄糖进入小肠上皮细胞利用的是Na+形成的电化学梯度，不是由ATP直接供能，D错误。
6．科学家发现某植物根毛细胞液泡的pH显著低于细胞溶胶，且液泡膜上存在Na+/H+反向转运蛋白，能够将H+转运出液泡的同时将细胞溶胶中的Na+转运到液泡内。下列叙述错误的是（ ）
A．H+运出液泡是易化扩散，Na+进入液泡是主动转运
B．提高该转运蛋白基因的表达能提高植物的耐盐碱能力
C．推测液泡膜上存在一种将H+主动转运进液泡的蛋白质
D．该转运蛋白将Na+积累在液泡中降低了植物细胞的吸水能力
【答案】D
【解析】Na+/H+反向转运蛋白将H+运出液泡是易化扩散，Na+运进液泡是主动转运，A正确；由于该转运蛋白的作用，能使液泡内Na+浓度增大，有利于根毛细胞吸水，因此提高该转运蛋白基因的表达能提高植物的耐盐碱能力，B正确；液泡膜上可能存在一种将H+主动转运进液泡的蛋白质，以维持细胞液与细胞溶胶之间的H+浓度差，利于Na+转运进液泡，C正确；该转运蛋白将Na+积累在液泡中会使细胞液渗透压增大，提高了植物细胞的吸水能力，D错误。
7．将处于高浓度蔗糖溶液中的紫色洋葱表皮细胞a放到清水中，依次成为b、c所示状态（如图）。下列叙述错误的是（ ）
A．液泡中色素含量：a＞b＞c B．细胞液浓度：a＞b＞c
C．细胞的吸水能力：a＞b＞c D．原生质体体积：a＜b＜c
【答案】A
【解析】液泡中色素含量不变，A错误；放在清水中，细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水，因此细胞液浓度a＞b＞c，B正确；细胞液浓度越大，吸水能力越强，因此吸水能力a＞b＞c，C正确；原生质体是植物细胞除了细胞壁以外的部分，质壁分离复原过程中，原生质体体积逐渐增大，a＜b＜c，D正确。
8．下列与物质转运相关的叙述错误的是（ ）
A．抗体的运输和分泌过程需要囊泡的参与
B．主动运输需要消耗能量，如池水中的K+进入丽藻细胞
C．胞吐运输的都是生物大分子，如乙酰胆碱、胰岛素
D．被动运输与主动运输可受同种因素影响，如温度
【答案】C
【解析】抗体属于分泌蛋白，运输和分泌过程需要囊泡的参与，A正确；主动运输需要消耗能量，如池水中的K+进入丽藻细胞，B正确；胞吐运输的不都是生物大分子，如乙酰胆碱、去甲肾上腺素等，C错误；被动运输与主动运输可受同种因素影响，如温度影响膜的流动性，D正确。
9．图甲中曲线a、b表示物质跨（穿）膜运输的两种方式，图乙表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列相关叙述中，错误的是（ ）
A．甲图中a表示自由扩散，b表示协助扩散或主动运输
B．甲图中b曲线达到最大转运速率后的限制因素是载体蛋白的数量
C．乙图中的胞吞和胞吐过程说明细胞膜的结构具有选择透过性
D．乙图中的胞吞和胞吐过程都需要消耗ATP
【答案】C
【解析】分析曲线甲图：方式a只与浓度有关，且与浓度呈正相关，属于自由扩散；方式b除了与浓度相关外，还与载体数量有关，属于协助扩散或主动运输，A正确；甲图中方式b除了与浓度相关外，还与载体数量有关，其最大转运速率与载体蛋白数量有关，B正确；乙图中的胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有一定的流动性，C错误；胞吞和胞吐是耗能过程，需要细胞内部提供能量，D正确。
10．下列关于物质进出细胞方式的叙述，正确的是（ ）
A．无机盐在细胞中多为离子状态，均以主动运输的方式进出细胞
B．某些小分子物质可通过胞吐方式运出细胞
C．质壁分离过程中细胞的吸水能力减小
D．协助扩散过程中，载体蛋白不需要与被转运的物质结合
【答案】B
【解析】某些无机盐进出细胞时通过的是离子通道，如神经细胞产生动作电位时Na+的内流，A错误；某些小分子物质如乙酰胆碱，是一种神经递质以胞吐方式运出突触前膜，B正确；细胞质壁分离过程中，因为失去水，细胞吸水能力逐渐增大，C错误；主动运输或协助扩散时被转运的物质都需要与载体蛋白结合，D错误。
11．某离子载体使得细胞内外的该离子浓度总是趋于相等，由此可知（ ）
A．该离子的这种跨膜运输方式属于自由扩散 B．该离子通过此载体运输不需要消耗ATP
C．呼吸作用有利于维持膜两侧该离子的平衡 D．该离子跨膜运输总是逆浓度梯度进行的
【答案】B
【解析】若离子载体使得细胞内外的该离子浓度总是趋于相等，说明该离子是通过协助扩散与运输的，协助扩散由于是依靠顺浓度梯度运输，需要载体而不需要消耗能量（ATP），所以与细胞的呼吸作用强弱无关，综上分析，只有B选项正确，A、C、D错误。
12．研究发现，与生活在适宜温度条件下相比，较长时间生活在低温条件下的某植物根系干重下降、对磷的吸收减慢。下列有关这一现象原因的说法，错误的是（ ）
A．根系在低温条件下生长缓慢，根毛区的有效吸收面积较常温下生长的根系小
B．运输PO43-等相关离子的载体在低温下空间结构被破坏
C．组成根细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子在低温下流动性降低
D．低温影响与细胞呼吸有关酶的活性，能量供应减少
【答案】B
【解析】由于低温条件导致酶活性降低，因此根系在低温条件下生长缓慢且生根数目少，进而导致根毛区的有效吸收面积较常温下生长的根系小，A正确；低温条件下不会破坏蛋白质的空间结构，载体的化学本质是蛋白质，因此，低温不会导致运输PO43-等相关离子的载体空间结构被破坏，B错误；低温会导致分子运动的速率下降，因此组成根细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子在低温下流动性降低，C正确；低温影响与细胞呼吸有关酶的活性，进而导致呼吸速率减慢，能量供应减少，D正确。
13．在探究植物细胞的吸水和失水的实验课上小余同学提出假说：“细胞壁和原生质层均相当于一层半透膜且细胞壁的伸缩性和原生质层相同”，并用紫色洋葱鳞片叶表皮和0．3g/mL的蔗糖溶液进行探究。下列预期的实验现象中能够证明小余同学假说正确的是（ ）
选项
中央液泡大小
原生质层的位置
细胞大小
A
不变
远离细胞壁
几乎不变
B
变小
紧贴细胞壁
几乎不变
C
变小
远离细胞壁
变小
D
变小
紧贴细胞壁
变小
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】假设细胞壁和原生质层均相当于一层半透膜，且细胞壁的伸缩性和原生质层相同，则细胞壁和原生质层在吸水和失水后应该同步伸缩，则不会出现质壁分离现象，但是将细胞置于0．3g/mL的蔗糖溶液，细胞会失水，因此液泡变小，颜色变深，即D项符合假设。
14．下图是物质进出细胞的运输方式示意图，以下有关说法错误的是（ ）
A．吞噬细胞对病原体的摄取和处理与a过程有关
B．胰岛素通过a过程进入靶细胞发挥作用
C．浆细胞产生的抗体经b过程分泌到细胞外
D．经b过程出细胞的物质不一定都是大分子物质
【答案】B
【解析】a、b图分别表示胞吞和胞吐。吞噬细胞对病原体的摄取和处理与胞吞有关，A项正确；胰岛素不进入靶细胞，而是通过体液运输作用于靶细胞表面的特异性受体，进而引起靶细胞发生相应的生理变化，B项错误；浆细胞产生的抗体是分泌蛋白，抗体通过胞吐分泌到细胞外，C项正确；一般情况下，经胞吐分泌出细胞的物质是大分子物质，但也有例外，如神经递质由突触前膜释放的过程也是胞吐，D项正确。
15．关于“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”的活动，下列叙述正确的是（ ）
A．在质壁分离复原过程中，细胞吸水能力逐渐升高
B．若改用洋葱内表皮细胞进行该实验时应调亮视野
C．细胞不发生质壁分离就没有吸水能力
D．如果增大外界蔗糖溶液的浓度，则细胞的质壁分离程度可能更高
【答案】D
【解析】在质壁分离复原过程中，细胞吸水，细胞液浓度逐渐降低，细胞吸水能力逐渐降低，A错误；洋葱内表皮细胞的细胞液颜色浅，若改用洋葱内表皮细胞进行该实验时应调暗视野，B错误；细胞不发生质壁分离时其细胞液也具有一定的浓度，因此细胞具有一定的吸水能力，C错误；如果增大外界蔗糖溶液的浓度，由于原生质层内外溶液浓度差增大，则细胞的质壁分离程度可能更高，D正确。
16．下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是（ ）
A．人体白细胞胞吞的细胞碎片，可被溶酶体分解
B．肾小管的重吸收作用与水通道的结构和功能有直接关系
C．O2和CO2进出肺泡上皮细胞的方式均是自由扩散
D．小肠上皮细胞吸收氨基酸需要消耗能量，但不需要载体蛋白
【答案】D
【解析】人体的白细胞能胞吞入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞，其细胞内的溶酶体含有大量的水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，A正确；肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用，都与水通道的结构和功能有直接关系，B正确；O2和CO2进出肺泡上皮细胞的方式都是自由扩散，C正确；小肠上皮细胞吸收氨基酸的运输方式是主动运输，此过程需要载体蛋白并消耗能量，D错误。
17．将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的物质M溶液中，并测定洋葱表皮细胞吸收M的速率，结果如下图所示。对结果的解释最合理的是（ ）
A．细胞吸收M的方式为自由扩散 B．细胞吸收M的方式为主动运输
C．细胞吸收M需转运蛋白的参与 D．细胞吸收M所需能量供应不足
【答案】C
【解析】自由扩散的影响因素是浓度差，而物质M溶液浓度增加，细胞吸收速率没有增加，则不属于自由扩散，A错误；主动运输的影响因素是载体和能量，而通入空气后吸收速率没有增加，则不属于主动运输，B错误；物质M溶液浓度增加，而物质运输速率没有增加，可能物质M的载体蛋白饱和，因此说明细胞吸收M需载体蛋白的参与，C正确；通入空气后没有改变吸收速率，说明与能量供应无关，D错误。
18．将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后用显微镜观察发现该细胞未发生质壁分离，其原因可能是该细胞（ ）
①是死细胞 ②大量吸水 ③是根尖分生区细胞 ④大量失水 ⑤质壁分离后又自动复原
A．①②③ B．①③⑤ C．②③⑤ D．②④⑤
【答案】B
【解析】死细胞的细胞膜失去选择透过性，不能发生渗透作用，也就没有质壁分离和复原现象，①正确；植物细胞置于大于该细胞细胞液浓度的硝酸钾（KNO3）溶液中，细胞应该失水，发生质壁分离，②错误；根尖分生区细胞是幼小的植物细胞，没有大液泡，同样不能发生质壁分离和复原现象，③正确；植物细胞置于大于该细胞细胞液浓度的硝酸钾溶液中，细胞失水，发生质壁分离，则在显微镜下能观察到质壁分离，④错误；活的成熟的植物细胞在浓度大于细胞液的硝酸钾溶液中，由于渗透作用失水，发生质壁分离，又由于植物细胞主动吸收溶液中的钾离子和硝酸.根离子，最终导致细胞液浓度大于硝酸钾溶液,通过渗透作用吸水，又会自动发生质壁分离复原，⑤正确。所以①③⑤正确，故选B。
19．市场上新鲜的蔬菜叶片表面常残留水溶性有机农药。现取同一新鲜蔬菜若干，浸入一定量纯水中，每隔一段时间，取出一小片菜叶，测定其细胞液浓度，将结果绘制成如图所示的曲线，下列叙述正确的是（ ）
A．从A到B，细胞大量吸水可导致细胞膜破裂
B．从B到C，细胞失水出现质壁分离现象
C．此类蔬菜需在纯水中浸泡较长时间方可清除残留农药
D．从曲线可知表面残留的水溶性有机农药可被植物细胞吸收
【答案】D
【解析】植物细胞具有细胞壁，对植物细胞具有支持和保护作用，渗透吸水不会导致细胞破裂，A错误；从B到C细胞液浓度增大的原因是细胞吸收了农药，不能说明是否发生质壁分离现象，B错误；从细胞液浓度因吸水而下降，后又升高来看，说明有机农药溶于水中容易被植物细胞吸收，故此类蔬菜在纯水中浸泡较长时间不能清除残留农药，C错误；从曲线B—C段变化可知，表面残留的水溶性有机农药可被植物细胞吸收，D正确。
20．在顺浓度梯度的情况下，葡萄糖分子可以进入细胞；如果细胞需要，它们也可以逆浓度梯度进入细胞。下列有关叙述正确的是（ ）
A．葡萄糖只通过被动运输进入细胞 B．葡萄糖逆浓度梯度进入细胞需要消耗能量
C．葡萄糖只通过主动运输进入细胞 D．被动运输能顺浓度梯度和逆浓度梯度进行
【答案】B
【解析】根据题干信息分析，葡萄糖可以逆浓度差进入细胞，说明该情况下葡萄糖进入细胞的方式是主动运输，A错误；葡萄糖逆浓度梯度进入细胞的方式是主动运输，需要载体的协助，并需要消耗能量，B正确；顺浓度梯度的情况下，葡萄糖分子可以进入细胞，说明葡萄糖可以通过被动运输的方式进入细胞，如葡萄糖进入红细胞是协助扩散，C错误；被动运输只能顺浓度差进行，D错误。
21．某同学利用紫玉兰、诸葛菜、山茶、茶梅和红花檀木的叶片为材料，放大相同倍数后观察、记录视野中的细胞数目，然后做“质壁分离实验”，记录开始滴加0.3 g/mL蔗糖溶液到发生初始质壁分离的时间并计算平均值。有关叙述不合理的是（ ）
A．该实验中的各组材料之间相互对照
B．各组实验中红花檀木质壁分离的速度最快
C．山茶细胞体积最大，从接触蔗糖溶液到发生质壁分离的时间最长
D．细胞液浓度：山茶<茶梅<紫玉兰<诸葛菜<红花檀木
【答案】D
【解析】依题意和图示分析可知：该实验中的各组材料之间形成相互对照，A正确；各组实验中，红花檀木的质壁分离所需平均时间最短，因此质壁分离的速度最快，B正确；山茶的细胞平均数最小，说明其细胞体积最大，因此从接触蔗糖溶液到发生质壁分离的时间最长，C正确；柱形图显示，视野中细胞平均数由多到少为：红花檀木＞诸葛菜＞紫玉兰＞茶梅＞山茶，而发生质壁分离的平均时间由短到长为：红花檀木＜诸葛菜＜紫玉兰＜茶梅＜山茶，据此可推知细胞液的浓度由低到高为：红花檀木＜诸葛菜＜紫玉兰＜茶梅＜山茶，D错误。
22．亲核蛋白具有明确的头、尾结构，是在细胞质合成后、通过核孔进入细胞核内发挥作用的。科学家通过有限的水解将亲核蛋白的头尾分开，再将带有放射性标记的完整的亲核蛋白、头部及尾部分别注入爪蟾卵母细胞的细胞质中，结果在细胞核中发现被标记的完整亲核蛋白和亲核蛋白的尾部。这说明（ ）
A．亲核蛋白进入细胞核的方式是自由扩散
B．亲核蛋白进入细胞核的关键部位是头部
C．细胞核对物质的运输具有选择性
D．细胞核和细胞质之间只能进行单向的物质运输
【答案】C
【解析】亲核蛋白通过核孔进入细胞核，不是跨膜运输。被标记的头部没有进入细胞核，被标记的尾部及完整亲核蛋白进入细胞核，可见亲核蛋白进入细胞核由尾部决定，且说明细胞核对物质的运输具有选择性。由题干信息无法判断细胞核和细胞质之间只能进行单向的物质运输。
二、综合题
23．慕尼黑工业大学的教授，构建了一个能自己移动和改变形态的“类细胞”模型，由膜外壳和填入物构成。请回答下列问题：
（1）该模型类似于___________产生的囊泡，其边界（膜外壳）由___________分子组成。
（2）该模型中填入了细胞骨架和驱动蛋白，作为运动的结构基础，另外还需要填入___________作为直接能源。
（3）将该结构置于一定浓度的K+溶液中一段时间，检测发现K+不能进入其中。你认为应怎样对该模型进行改造？并写出理由。______________________________________________。
【答案】（1）内质网、高尔基体 磷脂分子
（2）ATP
（3）在其膜外壳中加入K+的载体因为K+跨膜运输的方式是主动运输，需要相应载体的协助
【解析】（1）细胞中能产生囊泡的细胞器有内质网和高尔基体；该模型的边界（膜外壳）由一种脂质成分（磷脂分子）构成的。
（2）生物体生命活动所需能量的直接来源是ATP。
（3）K+的跨膜运输的方式为主动运输，需要相应的载体的协助，并消耗能量。若将该结构置于一定浓度的K+溶液中一段时间，检测发现K+不能进入其中，说明膜上缺乏相应的载体，因此应该在其膜外壳中加入K+的载体。
24．下图为某种溶质分子跨膜运输的示意图，请回答下列问题：
（1）载体②将该溶质分子运出细胞的特点是_________________。
（2）该溶质分子通过载体①进入细胞的直接驱动力是细胞膜两侧的Na+浓度梯度，推测Na+通过载体①进入细胞的运输方式为______________ 。载体①和②对物质的转运方式不同，根本原因是____________。
（3）载体③为Na+－K+泵，通过消耗ATP，将Na+泵出细胞外时伴随K+转运至细胞内，若Na+－K+泵停止工作，细胞吸收该溶质分子的速率将_______，原因是_____________________。
【答案】（1）顺浓度梯度运输、不消耗能量
（2）协助扩散 控制合成载体①和②的基因不同
（3）降低 细胞吸收该溶质分子借助于Na+的顺浓度梯度运输，若Na+－K+泵停止工作，将导致Na+在细胞内外的浓度差减小
【解析】（1）由图示可知，载体②将该溶质分子运出细胞的特点是顺浓度梯度运输、不消耗能量，其方式为协助扩散。
（2）该溶质分子通过载体①进入细胞的直接驱动力是细胞膜两侧的Na+浓度梯度，因此推测Na+通过载体①进入细胞为顺浓度梯度，运输方式为协助扩散。载体①和②对物质的转运方式不同，因为两种载体蛋白质存在差异，根本原因是控制合成载体①和②的基因不同。
（3）载体③为Na+－K+泵，通过消耗ATP，将Na+泵出细胞外时伴随K+转运至细胞内。细胞吸收该溶质分子借助于Na+的顺浓度梯度运输，若Na+－K+泵停止工作，将导致Na+在细胞内外的浓度差减小，因此细胞吸收该溶质分子的速率将降低。
25．黑藻是一种常见的沉水植物，其叶肉细胞内有大而清晰的叶绿体，液泡无色。某同学观察黑藻叶肉细胞的质壁分离现象，实验步骤和观察结果如下图。请回答下列问题：
（1）选用黑藻叶片作为质壁分离实验材料的优点除其叶片小而薄外，还有_______________。在制作黑藻叶片临时装片时，为了防止产生气泡，盖盖玻片的正确方法是______________。
（2）步骤①中，要将视野左上方的叶肉细胞移到中央，应将装片向________移动。步骤③中观察到质壁分离现象，这是黑藻细胞_________失水的结果。质壁分离及复原实验过程中需__________次在显微镜下观察。
（3）若步骤②中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红（植物细胞不吸收的红色染料）的0．3g/mL蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是____________________。
（4）若将步骤②中浸润在0．3g/mL蔗糖溶液中的黑藻叶片的装片，放在80℃条件下处理一段时间（装片中的黑藻叶片保持在0．3g/mL蔗糖溶液中）。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确地辨别B处颜色，应调节显微镜的___________、____________，使视野变暗。如果B处呈绿色，最可能的原因是________________________________________。
【答案】（1）细胞内有大而清晰的叶绿体（原生质层呈绿色） 先将盖玻片的一侧与水滴接触，然后轻轻放平
（2）左上方 渗透（作用） 3
（3）绿色、红色
（4）光圈 反光镜 高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入B处。
【解析】（1）黑藻叶片小而薄外，还有细胞内有大而清晰的叶绿体，所以常选用黑藻叶片作为质壁分离实验材料。在制作黑藻叶片临时装片时，为了防止产生气泡，盖盖玻片的正确方法是先将盖玻片的一侧与水滴接触，然后轻轻放平。
（2）显微镜下呈现的是倒像，处于视野左上方的叶肉细胞实际上位于视野的右下方，故要将视野左上方的叶肉细胞移到中央，应将装片向左上方移动。步骤③中观察到质壁分离现象，这是黑藻细胞发生渗透（作用）失水的结果。质壁分离及复原实验过程中需3次在显微镜下观察，分别为，正常状态观察、质壁分离状态观察、质壁分离复原状态观察。
（3）由于伊红是植物细胞不吸收的红色染料，则B处是含有伊红的0.3g/mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到B处显示红色，A处为细胞质，含有叶绿体，颜色显示绿色。
（4）如果将上述实验步骤二中浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在80℃条件下处理一段时间（装片中的藓类小叶保持在0.3g/mL的蔗糖溶液中）。由于蔗糖溶液无色，为了便于观察，应调暗显微镜的视野，即改变光圈大小、调节反光镜。正常情况下，叶绿素分子不会出细胞，如果B处呈绿色，则可能是高温使细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入B处导致的。
专题06 细胞的物质输入与输出（提高）
一、单选题
1．科研人员将豚鼠的胰腺腺泡细胞培养在适宜条件下，检测到物质X被不断地运输到细胞外，且该过程是一个耗能的过程。下列有关说法错误的是（ ）
A．低温和缺氧必定会影响物质X的运输速率
B．物质X的运输必定需要相应载体的协助
C．细胞外物质X的浓度不一定大于细胞内
D．细胞膜上磷脂分子和蛋白质分子的相对运动为X的顺利运输提供了保障
【答案】B
【解析】低温和缺氧均会影响细胞呼吸强度，导致供能减少，因此必定会影响物质X的运输速率，A项正确；胰腺腺泡细胞既可以进行主动运输，向膜外运出离子，也可以分泌蛋白质，因此该耗能过程可能为主动运输，也可能为胞吐，而胞吐过程不需要载体协助，B项错误；主动运输往往逆浓度梯度进行，而胞吐不具有该特点，C项正确；细胞膜上磷脂分子和蛋白质分子的相对运动使细胞膜具有一定的流动性（细胞膜的结构特点），是物质进出细胞膜的结构基础，D项正确。
2．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中正确的是（ ）
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法
【答案】D
【解析】分析题干可知，该物质运输过程中呼吸作用对运输速率没有影响，说明不需要消耗能量，但是却与细胞膜上蛋白质的活性强弱有关，说明需要载体蛋白的协助，则该物质运输过程是协助扩散，A和B错误；协助扩散只能顺浓度梯度进行跨膜运输，C错误；红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，D正确；
3．下列有关紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吸水和失水的叙述，不正确的是（ ）
A．植物细胞的原生质层相当于渗透装置的半透膜
B．植物细胞通过渗透作用吸水或失水时，水分子都是双向运输的
C．随着质壁分离过程的发生，植物细胞的吸水力逐渐增强
D．若实验时发现细胞质壁分离后无法复原，则可能所用蔗糖溶液浓度过低导致细胞死亡
【答案】D
【解析】植物细胞的原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质，相当于渗透装置的半透膜，A正确；植物细胞通过渗透作用吸水或失水时，水分子都是双向运输的，但在单位时间、单位体积内，水分子由低浓度溶液中进入高浓度溶液中的数量多，B正确；随着质壁分离过程的发生，植物细胞的细胞液浓度逐渐增大，吸水力逐渐增强，C正确；若实验时发现细胞质壁分离后无法复原，则可能所用蔗糖溶液浓度过高导致细胞失水过多死亡，D错误。
4．植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列叙述错误的是（ ）
A．根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中
B．矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞
C．根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中
D．叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于结合水
【答案】D
【解析】根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中，因为钾离子跨膜运输需要载体，自由扩散不需要载体，A正确；矿质元素离子在细胞内积累会引起细胞液浓度增大，进而发生吸水，故会引起外界溶液中的水进入细胞，B正确；细胞内无机盐大多以离子形式存在，根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中，C正确；叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于自由水，可以分解成氧气和［H］，D错误。
5．将甲、乙两种植物的块茎切成形状、大小相同的细条分别置于质量浓度为0.3g/mL蔗糖溶液中，对其失水量进行测量后绘制了如下曲线。下列叙述错误的是（ ）
A．与图相关细胞的原生质层会有一定程度的收缩
B．由图推知甲植物细胞液浓度大于乙植物细胞液浓度
C．4min时细胞液的渗透压小于外界溶液的渗透压
D．细胞失水量增加对ATP的消耗量没有直接影响
【答案】B
【解析】看图可知：甲、乙细胞置于质量浓度为0.3g/mL蔗糖溶液中，甲、乙都失水，与图相关细胞的原生质层会有一定程度的收缩，都大于细胞壁的伸缩性，都发生质壁分离，A正确；看图可知：甲、乙细胞置于质量浓度为0.3g/mL蔗糖溶液中，甲的失水量大于乙，推知甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度，B错误；4min时细胞的失水量还在增加，此时细胞液的渗透压小于外界洛液的渗透压，细胞失水，C正确；细胞失水，水分出入细胞为自由扩散，不消耗ATP，所以细胞失水量增加对ATP的消耗量没有直接影响，D正确。
6．下列关于水分进出细胞的叙述中，错误的是（ ）
A．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植物细胞的死活
C．洋葱表皮细胞可用于观察植物细胞的吸水和失水实验
D．将人体细胞放在生理盐水中，细胞内外没有水分子的进出
【答案】D
【解析】细胞放在低渗溶液中会渗透吸水甚至涨破，A正确；死亡的植物细胞不能进行质壁分离及复原，故通过质壁分离实验可以判断植物细胞的死活，B正确；具有大液泡的洋葱表皮细胞具备了渗透作用的条件 ，原生质层可作为半透膜，C正确；将动物细胞放在等渗溶液中，细胞内外水分子的进出达到动态平衡，D错误。
7．下列关于探究“植物细胞质壁分离和复原实验”的叙述，正确的是（ ）
A．植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，原生质层是由细胞膜和液泡膜组成
B．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察
C．在不同浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离的细胞，滴加清水后均能复原
D．该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有设计对照实验
【答案】B
【解析】原生质层是由细胞膜和液泡膜、以及这两层膜之间的细胞质组成，A错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察，B正确；若蔗糖浓度太高，例如0.5g/ml的蔗糖溶液，细胞会失水过多死亡，C错误；该实验质壁分离的前后可以对照，质壁分离过程和质壁分离的复原过程也可以形成对照，D错误。
8．某同学设计的渗透实验：用鸡蛋膜将漏斗口封住，再装上清水，把漏斗浸入盛有10%的NaCl溶液的烧杯中，使漏斗管内的液面与烧杯中的液面一样高，但他始终没有观察到渗透现象。他应该怎样改进此装置才能达到实验目的（ ）
A．把10%的NaCl溶液换成30%的NaCl溶液
B．把鸡蛋膜换成其他半透膜
C．把10%的NaCl溶液装在漏斗里，清水装在烧杯中
D．把10%的NaCl溶液换成30%的蔗糖溶液
【答案】D
【解析】由题意知，该渗透装置具有半透膜，但是当把漏斗浸入盛有10%的NaCl溶液的烧杯中，由于Na+和Cl-都可以通过半透膜，因此半透膜两侧的浓度差很快消失，因此观察不到渗透现象发生；要想观察到明显的实验现象，可以将漏斗浸入盛有不能透过半透膜的物质的溶液中，如10%的NaCl溶液换成10%的蔗糖溶液。
9．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
【答案】C
【解析】将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，0〜4h内，原生质体体积先减小后增大，说明细胞发生质壁分离后自动复原，而原生质体体积增大，是由于物质A通过细胞膜进入细胞内，导致细胞液的渗透压升高、细胞渗透吸水所致，A错误；在0〜1h内，原生质体体积不断减小，说明物质A溶液的浓度高于细胞液浓度，细胞不断失水，因细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，所以细胞体积与原生质体体积的变化不相等，B错误；在2〜3h内原生质体体积不断增大，则是因为随着物质A不断被细胞吸收，使物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压、细胞渗透吸水所致，C正确；0〜1h内原生质体体积不断减小，细胞失水，此时A溶液渗透压＞细胞质基质渗透压＞细胞液渗透压（液泡中液体的渗透压），D错误。
10．如图为渗透平衡时的装置（糖类不能通过半透膜），烧杯的液面高度为a，漏斗的液面高度为b，液面差m＝b－a。在此基础上继续实验，以渗透平衡时的液面差为观测指标，正确的是（ ）
A．若向漏斗中滴入清水，平衡时m将增大
B．若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m不变
C．若向漏斗中加入蔗糖酶，则平衡时m不变
D．达到新的平衡时，水分子进出半透膜的速率相等
【答案】D
【解析】向漏斗中滴入清水，漏斗内的浓度降低，渗透压下降，m将减小，A错误；若向漏斗中加入蔗糖，将导致漏斗内蔗糖溶液渗透压进一步增大，平衡时m将增大，B正确；若向漏斗中加入蔗糖酶，则蔗糖在蔗糖酶的作用下水解成单糖，溶质分子增多，吸水能力增强，此时漏斗中液面升高，m将增大，C错误；达到新的平衡时，水分子进出半透膜的速率相等，D正确。
11．某同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”实验，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表：对上表的推断或解释不正确的是（ ）
实验组
5分钟的现象
再过5分钟
滴加清水5分钟
0．3mol•L-1蔗糖溶液
x
无变化
质壁分离复原
0．5mol•L-1蔗糖溶液
质壁分离
y
无变化
1mol•L-1KNO3溶液
质壁分离
质壁分离复原
z
1mol•L-1醋酸溶液
细胞大小无变化
细胞大小无变化
细胞大小无变化
A．x为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层
B．y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡
C．z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅
D．④组细胞大小无变化是因为细胞吸水量等于失水量
【答案】D
【解析】0.3 g•mL-1蔗糖溶液大于植物细胞液的浓度，且细胞壁伸缩性小于原生质层，故5分钟时可以观察质壁分离现象，A正确；0.5 g•mL-1蔗糖溶液远大于细胞液浓度，会导致细胞失水发生质壁分离，但会导致细胞过度失水死亡，故y为质壁分离，B正确；由于钾离子和硝酸根离子可以进入细胞内，故植物细胞处于1 mol•L-1KNO3溶液会发生质壁分离后的自动复原，再用清水处理，z细胞液颜色会逐渐变浅，C正确；醋酸会杀死细胞，导致细胞膜失去选择透过性，所以④组细胞大小无变化，D错误。
12．下列叙述正确的是（ ）
A．植物细胞发生质壁分离的基础是其原生质层比细胞壁的伸缩性小
B．体验制备细胞膜时，破裂哺乳动物成熟红细胞利用的是渗透作用的原理
C．生物膜选择透过性是指协助扩散和主动运输选择性的允许物质通过
D．成熟植物细胞的原生质层是由细胞壁、细胞膜和液泡膜共同组成的
【答案】B
【解析】质壁分离的原因外因是外界溶液浓度＞细胞液浓度。内因是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，A错误；把细胞放在清水里，利用渗透作用的原理，水会进入细胞，把细胞涨破，细胞内的物质流出来，这样就可以得到纯净的细胞膜，B正确；选择性透过性就是可以让水分子自由通过（自由扩散），选择吸收的离子和小分子也可以通过，其它的离子和小分子和大分子物质则不能通过，C错误；成熟植物细胞的原生质层是由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质共同组成的，D错误。
13．盐碱地中生活的某种植物，其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白，能将细胞质基质中的Na+逆浓度梯度运入液泡，减轻Na+对细胞质中酶的伤害，下列叙述错误的是（ ）
A．Na+进入液泡的过程属于主动运输
B．Na+进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透过性
C．该载体蛋白作用的结果不利于增强细胞吸水能力
D．该载体蛋白作用的结果有助于提高植物的耐盐性
【答案】C
【解析】Na+逆浓度转运，同时要依赖载体蛋白，属于主动运输，A正确；Na+进入液泡的方式为主动运输，主动运输体现液泡膜的选择透过性，B正确；Na+逆浓度转运入液泡后，使细胞液的浓度增高，植物细胞吸水能力增强，C错误；Na+进入液泡，不仅可以减轻Na+对细胞质中酶的伤害，而且细胞液浓度升高有利于细胞吸水，增强了植物对盐碱地环境的适应性，从而提高了植物的耐盐性，D正确。
14．将新鲜胡萝卜切成粗细相同的5 cm长条，随机平均分为a、b、c、d、e、f组，取上述6组细条分别放在浓度不同的甘露醇溶液中，4 h后测定每条胡萝卜条的长度，统计结果如图所示。下列有关分析不正确的是（ ）
A．实验后，a组细胞的吸水量比b组多
B．实验后，c组细胞的细胞液浓度大于d组
C．实验后，f组细胞的细胞液渗透压大于e组
D．该实验不设空白对照，a～f组之间相互对照
【答案】B
【解析】实验后，a组长度变长，说明细胞吸水，细胞液浓度变低；b组长度不变，说明细胞吸水和失水处于动态平衡，细胞液浓度不变，因此a组细胞的吸水量比b组多，A正确；实验后，c组长度变小，说明细胞失水；d组长度变小，说明细胞失水，从图中可知d组的长度小于a组，说明d组失水较a组多；因此c组细胞的细胞液浓度小于d组，B错误；根据以上分析可知，实验后f组的细胞长度最小，所以其渗透压最高，故f组细胞的细胞液渗透压大于e组，C正确；该实验不设空白对照，a～f组之间相互对照，D正确。
15．将生鸡蛋的大头保持壳膜完好去掉蛋壳，小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出。将蛋壳内灌入15％的蔗糖溶液，然后放在烧杯的清水中并用铅笔标上吃水线。下列分析错误的是（ ）
A．卵壳膜相当于渗透装置中的半透膜
B．半小时后吃水线低于烧杯的水面是由于清水渗入蛋壳所致
C．若将清水换为15％的NaCl溶液，则蛋壳先上浮后下沉
D．若将正常的线粒体放入清水中，则线粒体内膜先涨破
【答案】D
【解析】本实验中相当于渗透装置中的半透膜的是壳膜，A正确。由于壳膜内的浓度大于外界溶液的浓度，外界清水就透过壳膜进入到壳膜内的蔗糖溶液中，导致吃水线低于烧杯的水面，B正确。若将清水换为15％的NaCl溶液，由于壳膜内的浓度小于外界溶液的浓度，壳膜内的水就透过壳膜进入到壳膜外，导致蛋壳上浮；由于Na+和Cl-都可以通过半透膜，因此半透膜两侧的浓度差很快消失，壳膜外的水就透过壳膜进入到壳膜内，导致蛋壳下沉，C正确。若将正常线粒体放在清水中，由于内膜向内折叠增大了膜面积，故会发生外膜先破裂，内膜后破裂，D错误。
二、综合题
16．水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上，能介导水分子跨膜运输，提高水分子的运输效率。如图是猪的红细胞在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞体积和初始体积之比的变化曲线（0点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度）。请回答下列问题：
（1）哺乳动物成熟的红细胞是提取细胞膜的良好材料，原因是_______。在低渗透溶液中，红细胞吸水涨破释放内容物后，剩余的部分称为“血影”，则“血影“的主要成分是________。
（2）分析图，将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应浓度NaCl的溶液中，一段时间后，红细胞乙的吸水能力________填（“大于”“小于”或“等于”）红细胞甲，原因是_________。
（3）将猪的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中，发现红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞，结合以上信息分析，其原因可能是_______________。
（4）细胞分化的根本原因是基因有选择性表达，抗利尿激素基因与抗利尿激素受体基因的表达细胞分别是___________________。
【答案】（1）哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和众多的细胞器 蛋白质和磷脂
（2）大于 红细胞乙失水量多，细胞液渗透压较高，细胞吸水能力较强
（3）红细胞的细胞膜上存在水通道蛋白，肝细胞细胞膜上无水通道蛋白
（4）下丘脑、肾小管和集合管
【解析】（1）哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和众多的细胞器，因此该红细胞是提取细胞膜的良好材料。在低渗透溶液中，红细胞吸水涨破释放内容物后，剩余的部分称为“血影”，根据红细胞的结构可知，“血影“主要是细胞膜，因此其主要成分是蛋白质和磷脂。
（2） 根据图示可知，猪的红细胞在浓度为150 mmol•L-1的NaCl溶液中能保持正常形态。B点的NaCl的溶液浓度高，因此红细胞乙失水量多，细胞液渗透压较高，A点NaCl的溶液浓度低于红细胞的浓度，则甲红细胞吸水，渗透压下降，因此红细胞乙的吸水能力大于红细胞甲。
（3）将猪的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中，发现红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞，目前已经知道水进入细胞的方式有两种，一种是自由扩散，另一种是通过水通道蛋白的扩散，据此可推测肝细胞吸水胀破需要时间较长的原因可能是红细胞细胞膜上存在水通道蛋白，肝细胞细胞膜上无水通道蛋白。
（4）细胞分化的根本原因是基因有选择性表达，抗利尿激素是由下丘脑的神经分泌细胞分泌的，其作用的靶细胞是肾小管和集合管细胞，根据结构与功能相适应的原理分析，抗利尿激素基因与抗利尿激素受体基因的表达细胞分别是下丘脑、肾小管和集合管。
17．水生动物的卵母细胞在清水中不易涨破，而红细胞在清水中却容易涨破。请回答下列问题
（1）水分子穿过膜磷脂双分子层进人细胞的运输方式是__________，这种运输方式的特点是____________________（答出两点）。
（2）红细胞快速吸水与细胞膜上的水通道蛋白CHIP28有关，为了验证这一结论，科研人员将水通道蛋白CHIP28插入不含有水通道蛋白的爪的卵母细胞的细胞膜上，再将卵母细胞放清水中。预期实验结果是_________________________________________。
（3）为了进一步研究水通道蛋白CHIP28的功能，科研人员将水通道蛋白CHIP28插入人工制作的脂质体并置于某一溶液中，记录脂质体涨破的时间。对照组则需要制作____________。脂质体内外溶液渗透压大小应符合_____________（填“等渗”“外低内高”或“外高内低”）。该实验还可以证明水通道蛋白CHIP28运输水分子具有_________________的特点。
【答案】（1）自由扩散 不消耗能量、不需要载体蛋白的协助或顺相对含量梯度运输
（2）卵母细胞迅速吸水膨胀后涨破
（3）不含CHIP28的等体积脂质体 外低内高 不消耗能量（ATP）
【解析】（1）水分子进入细胞的运输方式是自由扩散；自由扩散的运输特点是顺浓度梯度运输、不消耗能量与不借助载体蛋白。
（2）若水通道蛋白CHIP8与细胞快速吸水有关，则将该蛋白插入不含有水通道蛋白的爪的卵母细胞的细胞膜上，再将卵母细胞放清水中，则会使该细胞迅速吸水涨破。
（3）对照组设置需要制作不含CHIP28的等体积脂质体的空白对照组；脂质体内外溶液渗透压大小应符合外低内高以模仿细胞吸水的渗透压大小；该实验中，脂质体无法提供ATP，故还可以证明水通道蛋白CHIP28运输水分子具有不消耗能量的特点。
18．正常细胞内K＋浓度约为细胞外的30倍，细胞外Na＋浓度约为细胞内的12倍。当细胞内外的Na＋浓度差、K＋浓度差减小时，细胞膜上的Na＋/ K＋ATP酶发挥作用，这种酶可以通过水解ATP，将细胞内的Na＋移出膜外，将细胞外的K＋移入膜内。具体过程如图1所示：
（1）膜内外Na＋具有浓度差，与膜的_______________性有关。Na＋/ K＋ATP酶将细胞内的Na＋移出膜外的跨膜运输方式是________________。
（2）在运输Na＋和K＋的过程中，Na＋/ K＋ATP酶的__________发生改变，有利于与离子的结合与分离。
（3）比较图2和图3，当Na＋和K＋_____________浓度差流过Na＋/ K＋ATP酶时，将ADP合成ATP；进行ATP合成或分解的反应条件取决于_____________。
（4）生物膜系统的_________作用及能量是维系细胞有序性的基础，线粒体内膜上主要完成类似图___________（填编号）的过程。
【答案】（1）选择透过 主动运输
（2）空间结构
（3）顺 离子浓度差（或离子流动方向）
（4）分隔 2
【解析】（1）由题意知，细胞外Na＋浓度约为细胞内的12倍，这与细胞膜的选择透过性有关；Na＋/ K＋ATP酶将细胞内的Na＋移出膜外是从低浓度向高浓度运输的，且需要ATP提供能量，是主动运输。
（2）分析图1，在运输Na＋和K＋的过程中，Na＋/ K＋ATP酶的空间结构发生改变，这种改变有利于与离子的结合与分离。
（3）分析图2、3可知，当Na＋和K＋从高浓度向低浓度运输时，伴随ATP的合成过程，当Na＋和K＋从低浓度向高浓度运输时，伴随ATP的水解过程；进行ATP合成或分解的反应条件取决于离子浓度差（流动方向）。
（4）生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的许多化学反应可以同时高效、有序地进行，因此生物膜系统的分隔作用及能量是维系细胞有序性的基础，线粒体内膜上还原氢与氧气反应生成水，释放能量，该过程伴随ATP的合成，类似于图2过程。
19．为了探究时间对紫色洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离的影响，某学校生物兴趣小组按照以下步骤进行了实验。请分析并回答问题。
①取一定浓度的蔗糖溶液各10mL，分别加到培养皿中，盖上皿盖；
②从洋葱鳞片叶相同部位撕取3mm2的外表皮若干，迅速分别投入装有蔗糖溶液的培养皿中，使其完全浸入，浸泡时间分别是2 min、4 min、6 min、8 min、10 min、12 min、14 min；
③从1号培养皿开始，依次取出紫色洋葱鳞片叶外表皮，放在干燥的载玻片上，盖上盖玻片，制成临时装片；
④将装片置于显微镜下观察，找到合适的视野拍照保留实验现象；
⑤在照片中计数视野内总细胞个数及质壁分离细胞个数，计算质壁分离细胞所占比例，记录实验数据。并绘制了如图所示的曲线。
（1）该实验中使用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料的好处是_________，使用的蔗糖溶液浓度不宜太高，原因是___________；蔗糖溶液浓度也不宜太低，原因是_________。
（2）不同处理时间的实验组必须在同一时间、同一地点进行，目的是_______________，步骤①中，盖上皿盖的目的是________________。
（3）实验步骤③中，不是将洋葱表皮置于清水中的原因是__________________；也不是将洋葱表皮置于相应浓度的蔗糖溶液中的原因是_____________________________。
（4）根据实验结果，观察植物细胞质壁分离现象的课堂实验最好的浸泡时间是_________。
【答案】（1）有紫色的大液泡，便于观察到质壁分离现象 可能造成细胞失水过多而死亡 细胞可能不发生质壁分离现象
（2）排除（温度、大气压等）无关因素对实验结果的干扰 防止水分蒸发而改变溶液浓度
（3）细胞会发生质壁分离复原现象 处理时间相应延长，实验结果就不准确了
（4）10 min
【解析】（1）紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中有紫色的大液泡，便于观察到质壁分离现象，因此通常选择紫色洋葱鳞叶外表皮作为实验材料来观察质壁分离与复原，使用的蔗糖溶液浓度不宜太高，否则可能造成细胞失水过多而死亡，导致后续的观察无法进行；蔗糖溶液浓度也不宜太低，否则会导致无法观察到质壁分离现象的发生。
（2）为了排除（温度、大气压等）无关因素对实验结果的干扰，应将不同处理时间的实验组在同一时间、同一地点进行，这样会使实验结果更有说服力，步骤①中，盖上皿盖的目的是为了避免水分蒸发而改变溶液浓度导致实验结果不可靠。
（3）实验步骤③中，没有将洋葱表皮置于清水中目的是防止细胞在清水中发生质壁分离复原；同时，也不能将洋葱表皮置于相应浓度的蔗糖溶液中，以避免处理时间相应延长导致与实际实验结果不符的现象发生。
（4）根据实验结果，10 min是细胞质壁分离达到最好观察效果需要的最短时间，因此，在课堂观察植物细胞质壁分离现象的浸泡时间是10 min为最好。
专题06 细胞的物质输入与输出（挑战）
一、单选题
1．某同学将紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞置于0.3g/mL蔗糖溶液中，观察质壁分离及复原现象。下列有关叙述正确的是（ ）
A．若将外表皮换成内表皮，则细胞不会发生质壁分离
B．质壁分离过程中，洋葱鳞片叶外表皮细胞液浓度逐渐降低
C．若将蔗糖溶液的浓度加倍，则质壁分离及复原所需时间会缩短
D．若将蔗糖溶液改为适宜浓度的尿素溶液，则会发生质壁分离后自动复原
【答案】D
【解析】紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞也含有大液泡，置于0.3g/mL蔗糖溶液中也会发生质壁分离，A错误；质壁分离过程中，细胞不断失水，洋葱鳞片叶外表皮细胞液浓度逐渐升高，B错误；若将蔗糖溶液的浓度加倍，细胞失水越快，失水量会更多，质壁分离所需时间会缩短，复原所需时间会变长，C错误；若将蔗糖溶液改为适宜浓度的尿素溶液，由于尿素会被细胞吸收，因此会发生质壁分离后自动复原，D正确。
2．动植物细胞中都含有酯酶，去除细胞壁的植物细胞称为原生质体。测定原生质体活力的常用方法之一是荧光素双醋酸酯（FDA）染色法，其基本原理是FDA本身无荧光，可自由通过细胞膜，经细胞内的酯酶分解可产生荧光素，荧光素积累在细胞内并能产生绿色荧光。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．可用酶解法处理植物细胞获得原生质体
B．FDA通过细胞膜不需要载体蛋白的协助
C．将植物细胞置于FDA溶液中，不发生质壁分离
D．FDA进入动物细胞内，可引起细胞产生绿色荧光
【答案】C
【解析】由于植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，因此可以用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体，A正确；根据题意“FDA本身无荧光，可自由通过细胞膜”，说明运输方式是自由扩散，因此不需要载体，B正确；将植物细胞置于FDA溶液中，当FDA溶液浓度大于细胞液浓度时，会发生质壁分离现象，进而通过自由扩散FDA进入细胞，细胞可以自动复原，C错误；FDA经细胞内酯酶分解产生荧光素，荧光素积累在细胞内并能产生绿色荧光的荧光素，从而产生绿色荧光，D正确。
3．为测量植物细胞膜的通透性，以胡萝卜（液泡中含有花青素）为材料进行下列实验：将不同切片放在不同温度的蒸馏水中处理1 min取出，再分别放在清水中浸泡1 h而获得不同的切片浸出物溶液，通过测量这些溶液的吸光度计算浸出物溶液的花青素含量，结果如图所示。对这个实验方案的叙述，正确的是（ ）
A．缺乏对照组实验
B．缺乏对等量原则的描述
C．所选择的测量指标不能反映浸出物溶液中花青素的含量
D．实验目的是测量浸泡时间对植物细胞膜的透性影响
【答案】B
【解析】该实验不同温度之间可以相互对照，A错误；该实验没有对等量原则的描述，B正确；所选择的测量指标能反映浸出物溶液中花青素的含量，C错误；实验的自变量是温度，因此目的是测量浸泡温度对植物细胞膜的透性影响，D错误。
4．假定将甲乙两个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，蔗糖分子不能透过膜，甘油分子可以较快地透过膜，在显微镜下连续观察甲乙两细胞的变化是（ ）
A．甲乙两细胞发生质壁分离后，不再发生质壁分离复原
B．甲乙两细胞发生质壁分离，但乙细胞随后又发生质壁分离复原
C．甲乙两细胞发生质壁分离，但甲细胞随后发生质壁分离复原
D．甲乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原
【答案】B
【解析】甲、乙两个植物表皮细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液浓度均比细胞液的浓度高，因此甲、乙两细胞都失水发生质壁分离。由于蔗糖分子不能透过膜，故甲细胞一直保持质壁分离状态；而甘油是有脂质，细胞膜富含磷脂，根据“相似相容”原理，甘油可以通过细胞膜进入到细胞中，慢慢的，由于甘油的增多，使得细胞液的浓度升高，直至细胞液浓度大于甘油溶液，细胞吸水，发生质壁分离复原。综上所述，ACD错误，B正确。
5．胃内的酸性环境是通过H+－K+泵维持的。人进食后，胃壁细胞质中含有H+－K+泵的囊泡会转移到细胞膜上。胃壁细胞通过H+－K+泵催化ATP水解释放能量，向胃液中分泌H+同时吸收K+。细胞内K+又可经通道蛋白顺浓度进入胃腔。下列分析不正确的是（ ）
A．H+－K+泵同时具有酶和载体蛋白的功能，其形成与内质网、高尔基体密切相关
B．H+－K+泵专一性转运两种离子与其结构的特异性有关
C．H+和K+在胃壁细胞中的跨膜运输方式均需消耗能量
D．抑制H+－K+泵功能的药物可用来有效的减少胃酸的分泌
【答案】C
【解析】根据题干信息可知，H+－K+泵属于载体蛋白，可以催化ATP水解，所以具有载体和酶的作用，其形成与内质网、高尔基体密切相关，A正确；H+－K+泵专一性转运两种离子与其结构的特异性有关，B正确；K+进入胃腔的方式是协助扩散，C错误；抑制H+－K+泵功能的药物会抑制主动运输，减少H+的分泌，所以可用来有效的减少胃酸的分泌，D正确。
6．协同运输是一种物质的逆浓度跨膜运输，其依赖于另一种溶质的顺浓度，该过程消耗的能量来自离子电化学梯度，如图为Na+顺浓度梯度进入细胞，产生离子电化学梯度，葡萄糖依赖该离子电化学梯度进入细胞。酵母菌对乳糖的吸收也是如此，它依靠H+的顺浓度梯度运输产生的离子电化学梯度。下列说法正确的是（ ）
A．细胞通过协同运输吸收葡萄糖的方式属于主动运输
B．酵母菌吸收乳糖时，不消耗ATP，该过程为协助扩散
C．图中细胞吸收Na+与轮藻细胞吸收K+的跨膜方式是相同的
D．细胞膜上的载体蛋白与其运输物质的种类是一一对应的
【答案】A
【解析】Na+顺浓度梯度进入细胞，产生离子电化学梯度，提供能量，葡萄糖利用该能量进入细胞的方式为主动运输，A正确；酵母菌对乳糖的吸收依靠H+的顺浓度梯度运输产生的离子电化学梯度提供的能量，为主动运输，B错误；图中细胞吸收Na+的方式为协助扩散，轮藻细胞吸收K+的跨膜方式为主动运输，C错误；协同运输时，细胞膜上的一种载体蛋白运输两种物质，D错误。
7．离子泵是一种具有催化功能和运输功能的膜蛋白，该膜蛋白运输相应离子时消耗的能量来自其催化水解ATP释放的能量，下列叙述正确的是（ ）
A．离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的
B．细胞呼吸速率下降会降低离子泵运输相应离子的速率
C．离子泵发挥作用时，细胞内ATP含量会迅速下降
D．生物膜功能的复杂程度与膜蛋白的种类有关，与数目无关
【答案】B
【解析】离子通过离子泵的跨膜运输需要载体和消耗能量，属于主动运输，而主动运输一般是逆浓度梯度的跨膜运输，A错误；细胞呼吸能为主动运输提供能量，因此细胞的呼吸速率下降会降低离子泵运输相应离子的速率，B正确；细胞内ATP的含量保持相对稳定，C错误；生物膜功能的复杂程度主要与膜蛋白的种类与数目均有关，D错误。
8．将来自同一紫色洋葱的鳞片叶外表皮且生理状态相同的细胞分别放置在甲、乙溶液中，对细胞失水量进行测量，所得结果如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．甲溶液的起始渗透压比乙溶液的起始渗透压高
B．a点，洋葱细胞开始从乙溶液中吸收溶质分子
C．8min时，乙溶液中的细胞有活性，甲溶液中细胞无活性
D．乙溶液内洋葱细胞的细胞液颜色在b点时最深
【答案】A
【解析】开始阶段，甲溶液中洋葱细胞的失水速率比乙溶液中洋葱细胞的失水速率快，由于洋葱细胞是相同的，因此甲溶液的起始渗透压比乙溶液的起始渗透压高，A正确；洋葱细胞在乙溶液中胞发生质壁分离并自动复原，说明洋葱细胞能吸收溶质分子，并且从刚开始就能吸收，B错误；8min时，甲溶液中的洋葱细胞还在失水，说明细胞有活性，C错误；乙溶液中的洋葱细胞在a点时，失水量最大，液泡的颜色最深，D错误。
9．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协助扩散
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
【答案】B
【解析】给营养液通入空气有利于植物根系的有氧呼吸过程，故能促进该植物的生长，A正确；通过实验结果分析可知，根细胞对a离子的吸收过程属于主动运输，B错误；当呼吸作用减弱时，跟细胞对a离子的吸收速率下降，可推知根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗，C正确；由于a离子的吸收方式为主动运输，该过程需要消耗根细胞有氧呼吸产生的能量，故有氧呼吸过程有利于根对a离子的吸收，D正确。
10．科学家将番茄和水稻幼苗分别放在完全营养液中培养，在二者的吸水率几乎相同的情况下，实验前后的培养液中离子浓度之比如图，下列分析正确的是（ ）
A．两种植物对同一离子的吸收方式的差异导致吸收速率的不同
B．番茄幼苗可吸收培养液中的Mg2＋，而水稻幼苗不吸收
C．实验结束时，培养水稻的培养液中Ca2＋的数量减少
D．两种植物吸收离子的选择性只由细胞膜上载体种类决定
【答案】C
【解析】两种植物对同一离子的吸收方式都是主动运输，A错误；番茄幼苗吸收培养液中的Mg2＋较多，而水稻幼苗吸收培养液中的Mg2＋较少，B错误；实验结束时，培养水稻的培养液中Ca2＋的数量减少，浓度增加，C正确；两种植物选择性吸收离子是由细胞膜上载体种类和数量决定的，D错误。
11．植物细胞可以吸收蔗糖分子，转运机制如下图所示，生物实验中常用蔗糖溶液进行植物细胞质壁分离现象的观察。下列有关叙述，不正确的是（ ）
A．质子泵同时具有载体蛋白和ATP水解酶的功能
B．H+－蔗糖转运蛋白协同运输H+和蔗糖的方式相同
C．若用高浓度的蔗糖溶液进行实验，可能观察到质壁分离但不复原的现象
D．若用一定浓度的蔗糖溶液进行实验，可能观察到质壁分离后自动复原的现象
【答案】B
【解析】质子泵同时具有载体蛋白和ATP水解酶的功能，A正确；H+－蔗糖转运蛋白协同运输H+和蔗糖的方式不同，转运H+的方式协助扩散，转运蔗糖的方式为主动运输，B错误；若用高浓度的蔗糖溶液进行实验，植物细胞失水，可能观察到质壁分离但不复原的现象，C正确；若用一定浓度的蔗糖溶液进行实验，植物细胞能吸收蔗糖，可能观察到质壁分离后自动复原的现象，D正确。
12．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 分钟前甲溶液中花瓣细胞的失水速率小于乙溶液
B．第 4 分钟后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡
C．图 2 中曲线Ⅱ和图 1 中甲溶液中细胞失水量曲线对应
D．甲、乙两种溶液的浓度不同，溶质种类也一定不同
【答案】C
【解析】第4分钟前甲溶液中花瓣细胞的失水速率大于乙溶液，A 项错误；第4分钟后乙溶液中细胞因为吸水发生了质壁分离复原，B 项错误；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，C 项正确；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，D 项错误。
二、综合题
13．现有两瓶质量分数均是30%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液。已知葡萄糖分子可以透过半透膜，蔗糖分子不能透过。请回答以下问题：
（1）A同学把体积相同的葡萄糖与蔗糖溶液用半透膜隔开（如图1所示），在一段时间内，乙液面的变化情况是_________，最后乙液面____ （填“高于”“低于”或“等于”）甲液面。
（2）B同学采用紫色洋葱鳞片叶的外表皮为材料，利用植物细胞质壁分离与复原的原理进行了鉴定葡萄糖和蔗糖溶液的实验。请在图2中补充可能的实验结果_________________。
（3）如图3所示是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中①、②、③、④代表物质运输方式， 鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分快速排出体外，且不消耗能量，其跨膜运输的方式是____________（填序号）。
（4） 蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+的方式是____________（填序号）。若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞，则图3中不会受到显著影响的运输方式是____________（填序号）。若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+吸收明显减少，但K+的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑制了图3中所示的转运Ca2+的________________的活性。
【答案】（1）先下降后上升 高于
（2）图形如下：
（3）②
（4）④ ①②③ 载体蛋白
【解析】（1）由题意可知，甲乙两侧分别是葡萄糖溶液与蔗糖溶液，且质量浓度相同，由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此甲的物质的量的浓度大于乙，甲渗透压大于乙，因此甲液面升高，又知葡萄糖可以穿过半透膜而蔗糖不能，因此乙渗透压逐渐升高，甲渗透压下降，当乙渗透压大于甲时，乙液面升高，故乙的液面变化是先下降后上升；最后乙液面高于甲。
（2）B同学采用紫色洋葱鳞片叶的外表皮为材料，利用植物细胞质壁分离与复原的原理进行了鉴定葡萄糖和蔗糖溶液的实验。紫色洋葱鳞片叶的外表皮不能吸收蔗糖，可以吸收葡萄糖，因而在蔗糖溶液中逐渐发生质壁分离，保持原状，而在葡萄糖溶液中先发生质壁分离，后来有质壁分离后的复原。
（3）图一显示：②途径所示物质是借助离子通道排出的，而离子通道允许适当大小的离子顺浓度梯度通过，因此②途径所示物质跨膜运输的方式是协助扩散。
（4）蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+，均为④主动运输，而主动运输需要载体蛋白的协助，需要细胞呼吸产生的ATP提供能量。若抑制心肌细胞的呼吸作用，则因缺少ATP（缺少能量）而导致，因此不收能量影响的是自由扩散，协助扩散，为①②③；若给蟾蜍的离体心脏施加某种毒素，Ca2+吸收明显减少，但K+的吸收不受影响，说明该毒素不影响物质运输时的能量供给，而是抑制了图一中所示的转运Ca2+的载体蛋白的活动。
14．人们一直认为水分子是通过自由扩散方式进行跨膜运输的，但有科学家却发现细胞膜上还有专门供水分进出的通道。回答下列问题：
（1）若要证明细胞膜上水通道的化学本质是蛋白质，通常选用______________试剂，其实验原理是蛋白质与该试剂发生作用，会产生_______________色反应。
（2）细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白，核糖体上合成的肽链需要在____________中加工和修饰后，再运输到细胞膜上。
（3）从细胞膜的结构组成特点分析，由于_____________，故水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。现在研究确认，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______________（填“主动运输”或“被动运输”）。
（4）人的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水胀破，有人推测这可能与水通道蛋白有关。某学习小组对此展开探究，将人的红细胞均分为A、B两组，对其中一组细胞进行特殊处理，使其不含水通道蛋白，另一组不做处理，含有水通道蛋白然后把两组细胞分别放在清水中进行实验，细胞的形态变化如下图所示。回答下列问题：
①根据上图可判断本实验的实验组是____________组，作出这一判断的原因是____________。
②根据人体细胞的功能推测，下列含水通道蛋白最多的细胞是_____________。
A．肾小管上皮细胞 B．肌肉细胞
C．红细胞 D．肺泡上皮细胞
【答案】（1）双缩脲试剂 紫色
（2）内质网和高尔基体
（3）磷脂分子层内部具有疏水性的特征 被动运输
（4）处理后不含水通道蛋白的是实验组，即B组 B组细胞在一定时间后，细胞没有出现变化，而A组细胞出现胀破现象 A
【解析】（1）若要证明细胞膜上的水通道的化学本质是否为蛋白质，通常选用双缩脲试剂，其实验原理是蛋白质与该试剂发生作用，会产生紫色反应。
（2）细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白，核糖体上合成的肽链，需要在内质网和高尔基体中加工和修饰后，再运输到细胞膜上发挥作用。
（3）从细胞膜的结构组成特点分析，由于磷脂分子层内部具有疏水性的原因，水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。现在研究确认，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被动运输。
（4）①作为对照实验的是不作处理的，即A组，处理后不含水通道蛋白的是实验组，即B组。原因是B组细胞在一定时间后，细胞没有出现变化，而A组细胞出现胀破现象。
②根据人体不同部位细胞功能推测，比较肺泡上皮细胞、红细胞、肾小管细胞、肌肉细胞的功能发现，吸收水分较多的是肾小管上皮细胞。即肾小管上皮细胞含有较多的水通道蛋白。
15．俄罗斯科学家V．S．Chardakov设计的简单有效的测定植物组织细胞中细胞液浓度的方法，如下图所示：
说明：①a、b为一组，同组试管内溶液浓度相等且已知。建立多个组别，并在组间形成浓度梯度。②向各组中的a试管中同时放置相同的植物组织，向b试管中加入一小粒亚甲基蓝结晶（它对溶液浓度影响很小，可忽略不计），使溶液呈蓝色。一定时间后，同时取出植物组织（见A图）。③从b试管中吸取蓝色溶液，小心滴一滴到同组a试管溶液中，如果a试管溶液浓度已增大，蓝色溶液小滴将漂浮在无色溶液上面；如果a试管溶液浓度已下降，蓝色溶液小滴将下沉；如果a试管溶液浓度未改变，蓝色溶液小滴将均匀扩散（见B图）。请分析回答以下问题：
（1）细胞液是指成熟植物细胞中，____________（细胞器）中的液体，它可以调节___________。
（2）如果某组试管溶液在第一步操作时，植物细胞在溶液中发生_____________，则进行第二步操作时，将发现蓝色小滴往下沉。
（3）实验进行第一步操作应在尽量短的时间内（5-15min）进行，以减少误差，因时间长而造成的误差主要来自_____________、_____________。
（4）如果溶液浓度最低的一组进行第二步操作，发现蓝色小滴往下沉，实验应该如何进行下去?_________________。
（5）尽量利用不切伤的组织进行测量，否则也会产生误差。这种误差是由于______________而产生的。
【答案】（1）液泡 植物细胞内的环境（或渗透压）
（2）渗透作用失水
（3）某些物质可能会从细胞中扩散出来 植物表面的某些物质可能会溶解到溶液中
（4）再制备一系列浓度梯度更低的溶液，继续进行测试，观察记录实验结果
（5）从组织伤口流出一些溶质，导致溶液浓度上升
【解析】（1）成熟的植物细胞中有大液泡，大液泡中的液体为细胞液，液泡与植物细胞渗透压的调节有关。
（2）根据题意分析，若进行第二步操作时，将发现蓝色小滴往下沉，说明试管溶液浓度已下降，则植物细胞在溶液中发生了渗透作用失水，出现了质壁分离现象。
（3）实验进行第一步操作应在尽量短的时间内（5-15min）进行，若时间过长，某些物质可能会从细胞中扩散出来或植物表面的某些物质可能会溶解到溶液中，进而会导致实验发生误差。
（4）如果溶液浓度最低的一组进行第二步操作，发现蓝色小滴往下沉，则应该再制备一系列浓度梯度更低的溶液，继续进行测试，观察记录实验结果。
（5）若测量时组织细胞被切伤，从组织伤口流出一些溶质，导致溶液浓度上升，进而会使得实验产生误差。
专题06 细胞的物质输入与输出
考点一、物质跨膜运输的实例
【要点速记】
1．渗透作用
（1）概念：_________（或其他溶剂分子）通过_________的扩散过程。
（2）发生的条件：具有__________；半透膜两侧具有_____________。
（3）渗透作用的实质：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子____________由蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面___________。
2．动物细胞的吸水和失水
（1）原理：
①半透膜：＿＿＿＿＿＿＿＿。
②浓度差：＿＿＿＿＿＿＿＿与外界溶液之间的浓度差。
（2）现象：
外界溶液浓度＞细胞质浓度，细胞＿＿＿＿＿＿＿＿。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，细胞形态不变。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，细胞吸水膨胀。
3．植物细胞的吸水和失水（以成熟的植物细胞为例）
（1）原理：
（2）现象：
外界溶液浓度大于细胞液浓度，发生＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
已发生质壁分离的细胞（保持活性）放入清水中，发生＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
4．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________________。
②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有______________。
（2）人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是_______（填“逆”或“顺”）浓度梯度进行的。
（3）不同微生物对不同物质的吸收表现出较大的差异性。
【重难点突破】
1．渗透作用的应用
（1）比较不同溶液浓度的大小：
比较项目
漏斗内
烧杯内
溶液浓度
M
N
现象及结论
若漏斗内液面上升，则M>N
若漏斗内液面不变，则M=N
若漏斗内液面下降，则M
烧杯内淀粉溶液
漏斗内碘液
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．渗透作用模型与成熟植物细胞和外界溶液形成的渗透系统的比较
项目
渗透作用模型
成熟植物细胞和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
水扩散总趋势
低浓度溶液→高浓度溶液
3．渗透作用的方向和溶液浓度大小的判断方法
（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的大小。
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。
考点二、观察植物细胞的质壁分离与复原
【要点速记】
1．实验原理
（1）成熟的植物细胞的原生质层相当于一层__________。
（2）_________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____________。
2．质壁分离的表现
（1）宏观：坚挺→萎蔫。
（2）微观：
①液泡：__________。
②细胞液：颜色_________、浓度_________、吸水力_________。
③原生质层与细胞壁分离。
3．实验步骤：
4．实验结果与结论
（1）结果：
（2）结论：
①成熟植物细胞能与外界溶液构成渗透系统，发生渗透作用。
②当外界溶液浓度大于细胞液浓度时：_____________。
③当外界溶液浓度小于细胞液浓度时：_____________。
【重难点突破】
1．细胞能否发生质壁分离与复原的判断方法
（1）从图像角度分析。
若液泡的体积明显变小，则细胞发生了质壁分离;若液泡的体积又恢复原来大小，则发生了质壁分离复原。
（2）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。
（3）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，不能自动复原（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溶液等）中可发生质壁分离后自动复原现象。
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。
2．植物细胞质壁分离与复原的应用
（1）判断成熟植物细胞是否有生物活性
（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）
考点三、物质进出细胞的方式及影响因素
【要点速记】
1．不同物质跨膜运输的方式
2．比较物质跨膜运输的方式
项目
物质运输方向
是否耗能
是否需要载体蛋白协助
自由扩散
________→________
___
___
协助扩散
________→________
___
___
主动运输
低浓度→高浓度
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胞吞、胞吐
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3．物质跨膜运输方式的图解
【重难点突破】
1．影响物质跨膜运输因素的分析
（1）浓度差对物质跨膜运输的影响：
①浓度差：主要影响自由扩散和协助扩散。
②自由扩散：浓度差越大，运输速率越大。
③协助扩散：浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受载体蛋白数量的限制。
（2）氧气含量对跨膜运输的影响：通过影响细胞呼吸进而影响主动运输的速率。
①P点时：无氧呼吸为物质的运输提供能量。
②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。
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。
（3）温度对物质运输速率的影响：
2．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的方法：
（2）探究是自由扩散还是协助扩散的方法：
3．“三看法”快速判断物质出入细胞的方式
要点速记答案
考点一、1．（1）水分子 半透膜 （2）半透膜 浓度差 （3）多于 上升 2．（1）细胞膜 细胞质 （2）失水皱缩 外界溶液浓度＝细胞质浓度 外界溶液浓度＜细胞质浓度 3．（1）全透性 小 细胞质 原生质层 （2）质壁分离 质壁分离复原 4．差异 差异 逆
考点二、
1．（1）半透膜 （2）细胞液 （3）大 2．（2）大→小 浅→深 小→大 小→大 3．原生质层 低倍显微镜 深 原生质层 低倍显微镜 大 浅 原生质层 4．细胞失水 细胞吸水
考点三、1．①②－a ③⑤－c ④－b ⑥－d 2．高浓度 低浓度 否 否 高浓度 低浓度 否 是 是 是 是 否 3．协助扩散 主动运输 胞吐 胞吞
专题06 细胞的物质输入与输出（基础）
一、单选题
1．下列物质需要载体蛋白协助才能进出细胞的是（ ）
A．胰岛素 B．甘油 C．葡萄糖 D．酒精
【答案】C
【解析】胰岛素运出细胞的方式是胞吐作用，不需要载体蛋白的参与，A错误；甘油和酒精通过自由扩散的方式进出细胞，不需要载体蛋白的参与，BD错误；葡萄糖以主动运输或协助扩散的方式进入细胞，需要载体蛋白的参与，C正确。
2．离子通道是离子顺浓度运输的一种通道蛋白，离子泵是一种具有 ATP水解酶活性的载体蛋白。下列说法正确是（ ）
A．通过离子通道的离子运输属于主动运输
B．氧气浓度会影响通过离子通道的运输
C．离子泵和离子通道的运输作用均会受温度影响
D．离子通道和离子泵可以运输同种物质，但不能同时存在于同一个细胞的细胞膜上
【答案】C
【解析】离子通道是离子顺浓度运输的一种通道蛋白，属于协助运输，A错误；氧气浓度影响能量供应，而离子通道的运输属于协助扩散，不消耗能量，因此氧气浓度不会影响通过离子通道的运输，B错误；温度能够影响分子的运动，因此能影响离子泵和离子通道进行跨膜运输，C正确；离子通道和离子泵可以运输同种物质，如神经细胞中钾离子外流通过离子通道，神经细胞外的钾离子运输进入细胞内通过离子泵，D错误。
3．某同学在做植物细胞质壁分离实验时，观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小，这说明（ ）
A．洋葱表皮细胞是活细胞 B．细胞液的溶质透出细胞
C．蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度 D．细胞壁收缩导致中央液泡失水
【答案】A
【解析】活细胞才会发生质壁分离；当细胞具有活性时，细胞膜具有选择透性，不允许细胞液的溶质透出；由于外界蔗糖溶液的浓度高于细胞液的浓度，导致细胞失水，中央液泡逐渐缩小，综上分析，A正确，BCD错误。
4．关于植物细胞主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是（ ）
A．吸收不同矿质元素离子的速率都相同
B．低温不影响矿质元素离子的吸收速率
C．主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中
D．叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子
【答案】C
【解析】主动运输方式吸收所需矿质不同元素离子所需的载体种类和数量不同，速率不同，A错误；主动运输过程需要呼吸作用提供的能量；低温通过影响酶的活性影响呼吸速率，进而影响矿质元素离子的吸收速率，B错误；活细胞才能进行呼吸作用，为主动运输提供能量，C正确；叶肉细胞也需要矿质元素，通过主动运输的方式从外界吸收，D错误。
5．如图为小肠上皮细胞物质跨膜运输示意图，相关叙述正确的是（ ）
A．Na+通过载体②运出小肠上皮细胞的方式是协助扩散
B．运输葡萄糖的载体①③也存在于红细胞膜上
C．同种物质进出同一个细胞的方式可以不同
D．主动运输需要消耗能量，都是由ATP供能
【答案】C
【解析】Na+通过载体②运出小肠上皮细胞的方式是主动运输，A错误；运输葡萄糖的载体①不能存在于红细胞膜上，因为葡萄糖进入红细胞为协助扩散，B错误；由分析可知，同种物质葡萄糖（或Na+）进出同一个细胞的方式可以不同，C正确；主动运输需要消耗能量，但不都是由ATP供能，如葡萄糖进入小肠上皮细胞利用的是Na+形成的电化学梯度，不是由ATP直接供能，D错误。
6．科学家发现某植物根毛细胞液泡的pH显著低于细胞溶胶，且液泡膜上存在Na+/H+反向转运蛋白，能够将H+转运出液泡的同时将细胞溶胶中的Na+转运到液泡内。下列叙述错误的是（ ）
A．H+运出液泡是易化扩散，Na+进入液泡是主动转运
B．提高该转运蛋白基因的表达能提高植物的耐盐碱能力
C．推测液泡膜上存在一种将H+主动转运进液泡的蛋白质
D．该转运蛋白将Na+积累在液泡中降低了植物细胞的吸水能力
【答案】D
【解析】Na+/H+反向转运蛋白将H+运出液泡是易化扩散，Na+运进液泡是主动转运，A正确；由于该转运蛋白的作用，能使液泡内Na+浓度增大，有利于根毛细胞吸水，因此提高该转运蛋白基因的表达能提高植物的耐盐碱能力，B正确；液泡膜上可能存在一种将H+主动转运进液泡的蛋白质，以维持细胞液与细胞溶胶之间的H+浓度差，利于Na+转运进液泡，C正确；该转运蛋白将Na+积累在液泡中会使细胞液渗透压增大，提高了植物细胞的吸水能力，D错误。
7．将处于高浓度蔗糖溶液中的紫色洋葱表皮细胞a放到清水中，依次成为b、c所示状态（如图）。下列叙述错误的是（ ）
A．液泡中色素含量：a＞b＞c B．细胞液浓度：a＞b＞c
C．细胞的吸水能力：a＞b＞c D．原生质体体积：a＜b＜c
【答案】A
【解析】液泡中色素含量不变，A错误；放在清水中，细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水，因此细胞液浓度a＞b＞c，B正确；细胞液浓度越大，吸水能力越强，因此吸水能力a＞b＞c，C正确；原生质体是植物细胞除了细胞壁以外的部分，质壁分离复原过程中，原生质体体积逐渐增大，a＜b＜c，D正确。
8．下列与物质转运相关的叙述错误的是（ ）
A．抗体的运输和分泌过程需要囊泡的参与
B．主动运输需要消耗能量，如池水中的K+进入丽藻细胞
C．胞吐运输的都是生物大分子，如乙酰胆碱、胰岛素
D．被动运输与主动运输可受同种因素影响，如温度
【答案】C
【解析】抗体属于分泌蛋白，运输和分泌过程需要囊泡的参与，A正确；主动运输需要消耗能量，如池水中的K+进入丽藻细胞，B正确；胞吐运输的不都是生物大分子，如乙酰胆碱、去甲肾上腺素等，C错误；被动运输与主动运输可受同种因素影响，如温度影响膜的流动性，D正确。
9．图甲中曲线a、b表示物质跨（穿）膜运输的两种方式，图乙表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列相关叙述中，错误的是（ ）
A．甲图中a表示自由扩散，b表示协助扩散或主动运输
B．甲图中b曲线达到最大转运速率后的限制因素是载体蛋白的数量
C．乙图中的胞吞和胞吐过程说明细胞膜的结构具有选择透过性
D．乙图中的胞吞和胞吐过程都需要消耗ATP
【答案】C
【解析】分析曲线甲图：方式a只与浓度有关，且与浓度呈正相关，属于自由扩散；方式b除了与浓度相关外，还与载体数量有关，属于协助扩散或主动运输，A正确；甲图中方式b除了与浓度相关外，还与载体数量有关，其最大转运速率与载体蛋白数量有关，B正确；乙图中的胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有一定的流动性，C错误；胞吞和胞吐是耗能过程，需要细胞内部提供能量，D正确。
10．下列关于物质进出细胞方式的叙述，正确的是（ ）
A．无机盐在细胞中多为离子状态，均以主动运输的方式进出细胞
B．某些小分子物质可通过胞吐方式运出细胞
C．质壁分离过程中细胞的吸水能力减小
D．协助扩散过程中，载体蛋白不需要与被转运的物质结合
【答案】B
【解析】某些无机盐进出细胞时通过的是离子通道，如神经细胞产生动作电位时Na+的内流，A错误；某些小分子物质如乙酰胆碱，是一种神经递质以胞吐方式运出突触前膜，B正确；细胞质壁分离过程中，因为失去水，细胞吸水能力逐渐增大，C错误；主动运输或协助扩散时被转运的物质都需要与载体蛋白结合，D错误。
11．某离子载体使得细胞内外的该离子浓度总是趋于相等，由此可知（ ）
A．该离子的这种跨膜运输方式属于自由扩散 B．该离子通过此载体运输不需要消耗ATP
C．呼吸作用有利于维持膜两侧该离子的平衡 D．该离子跨膜运输总是逆浓度梯度进行的
【答案】B
【解析】若离子载体使得细胞内外的该离子浓度总是趋于相等，说明该离子是通过协助扩散与运输的，协助扩散由于是依靠顺浓度梯度运输，需要载体而不需要消耗能量（ATP），所以与细胞的呼吸作用强弱无关，综上分析，只有B选项正确，A、C、D错误。
12．研究发现，与生活在适宜温度条件下相比，较长时间生活在低温条件下的某植物根系干重下降、对磷的吸收减慢。下列有关这一现象原因的说法，错误的是（ ）
A．根系在低温条件下生长缓慢，根毛区的有效吸收面积较常温下生长的根系小
B．运输PO43-等相关离子的载体在低温下空间结构被破坏
C．组成根细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子在低温下流动性降低
D．低温影响与细胞呼吸有关酶的活性，能量供应减少
【答案】B
【解析】由于低温条件导致酶活性降低，因此根系在低温条件下生长缓慢且生根数目少，进而导致根毛区的有效吸收面积较常温下生长的根系小，A正确；低温条件下不会破坏蛋白质的空间结构，载体的化学本质是蛋白质，因此，低温不会导致运输PO43-等相关离子的载体空间结构被破坏，B错误；低温会导致分子运动的速率下降，因此组成根细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子在低温下流动性降低，C正确；低温影响与细胞呼吸有关酶的活性，进而导致呼吸速率减慢，能量供应减少，D正确。
13．在探究植物细胞的吸水和失水的实验课上小余同学提出假说：“细胞壁和原生质层均相当于一层半透膜且细胞壁的伸缩性和原生质层相同”，并用紫色洋葱鳞片叶表皮和0．3g/mL的蔗糖溶液进行探究。下列预期的实验现象中能够证明小余同学假说正确的是（ ）
选项
中央液泡大小
原生质层的位置
细胞大小
A
不变
远离细胞壁
几乎不变
B
变小
紧贴细胞壁
几乎不变
C
变小
远离细胞壁
变小
D
变小
紧贴细胞壁
变小
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】假设细胞壁和原生质层均相当于一层半透膜，且细胞壁的伸缩性和原生质层相同，则细胞壁和原生质层在吸水和失水后应该同步伸缩，则不会出现质壁分离现象，但是将细胞置于0．3g/mL的蔗糖溶液，细胞会失水，因此液泡变小，颜色变深，即D项符合假设。
14．下图是物质进出细胞的运输方式示意图，以下有关说法错误的是（ ）
A．吞噬细胞对病原体的摄取和处理与a过程有关
B．胰岛素通过a过程进入靶细胞发挥作用
C．浆细胞产生的抗体经b过程分泌到细胞外
D．经b过程出细胞的物质不一定都是大分子物质
【答案】B
【解析】a、b图分别表示胞吞和胞吐。吞噬细胞对病原体的摄取和处理与胞吞有关，A项正确；胰岛素不进入靶细胞，而是通过体液运输作用于靶细胞表面的特异性受体，进而引起靶细胞发生相应的生理变化，B项错误；浆细胞产生的抗体是分泌蛋白，抗体通过胞吐分泌到细胞外，C项正确；一般情况下，经胞吐分泌出细胞的物质是大分子物质，但也有例外，如神经递质由突触前膜释放的过程也是胞吐，D项正确。
15．关于“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”的活动，下列叙述正确的是（ ）
A．在质壁分离复原过程中，细胞吸水能力逐渐升高
B．若改用洋葱内表皮细胞进行该实验时应调亮视野
C．细胞不发生质壁分离就没有吸水能力
D．如果增大外界蔗糖溶液的浓度，则细胞的质壁分离程度可能更高
【答案】D
【解析】在质壁分离复原过程中，细胞吸水，细胞液浓度逐渐降低，细胞吸水能力逐渐降低，A错误；洋葱内表皮细胞的细胞液颜色浅，若改用洋葱内表皮细胞进行该实验时应调暗视野，B错误；细胞不发生质壁分离时其细胞液也具有一定的浓度，因此细胞具有一定的吸水能力，C错误；如果增大外界蔗糖溶液的浓度，由于原生质层内外溶液浓度差增大，则细胞的质壁分离程度可能更高，D正确。
16．下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是（ ）
A．人体白细胞胞吞的细胞碎片，可被溶酶体分解
B．肾小管的重吸收作用与水通道的结构和功能有直接关系
C．O2和CO2进出肺泡上皮细胞的方式均是自由扩散
D．小肠上皮细胞吸收氨基酸需要消耗能量，但不需要载体蛋白
【答案】D
【解析】人体的白细胞能胞吞入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞，其细胞内的溶酶体含有大量的水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，A正确；肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用，都与水通道的结构和功能有直接关系，B正确；O2和CO2进出肺泡上皮细胞的方式都是自由扩散，C正确；小肠上皮细胞吸收氨基酸的运输方式是主动运输，此过程需要载体蛋白并消耗能量，D错误。
17．将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的物质M溶液中，并测定洋葱表皮细胞吸收M的速率，结果如下图所示。对结果的解释最合理的是（ ）
A．细胞吸收M的方式为自由扩散 B．细胞吸收M的方式为主动运输
C．细胞吸收M需转运蛋白的参与 D．细胞吸收M所需能量供应不足
【答案】C
【解析】自由扩散的影响因素是浓度差，而物质M溶液浓度增加，细胞吸收速率没有增加，则不属于自由扩散，A错误；主动运输的影响因素是载体和能量，而通入空气后吸收速率没有增加，则不属于主动运输，B错误；物质M溶液浓度增加，而物质运输速率没有增加，可能物质M的载体蛋白饱和，因此说明细胞吸收M需载体蛋白的参与，C正确；通入空气后没有改变吸收速率，说明与能量供应无关，D错误。
18．将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后用显微镜观察发现该细胞未发生质壁分离，其原因可能是该细胞（ ）
①是死细胞 ②大量吸水 ③是根尖分生区细胞 ④大量失水 ⑤质壁分离后又自动复原
A．①②③ B．①③⑤ C．②③⑤ D．②④⑤
【答案】B
【解析】死细胞的细胞膜失去选择透过性，不能发生渗透作用，也就没有质壁分离和复原现象，①正确；植物细胞置于大于该细胞细胞液浓度的硝酸钾（KNO3）溶液中，细胞应该失水，发生质壁分离，②错误；根尖分生区细胞是幼小的植物细胞，没有大液泡，同样不能发生质壁分离和复原现象，③正确；植物细胞置于大于该细胞细胞液浓度的硝酸钾溶液中，细胞失水，发生质壁分离，则在显微镜下能观察到质壁分离，④错误；活的成熟的植物细胞在浓度大于细胞液的硝酸钾溶液中，由于渗透作用失水，发生质壁分离，又由于植物细胞主动吸收溶液中的钾离子和硝酸.根离子，最终导致细胞液浓度大于硝酸钾溶液,通过渗透作用吸水，又会自动发生质壁分离复原，⑤正确。所以①③⑤正确，故选B。
19．市场上新鲜的蔬菜叶片表面常残留水溶性有机农药。现取同一新鲜蔬菜若干，浸入一定量纯水中，每隔一段时间，取出一小片菜叶，测定其细胞液浓度，将结果绘制成如图所示的曲线，下列叙述正确的是（ ）
A．从A到B，细胞大量吸水可导致细胞膜破裂
B．从B到C，细胞失水出现质壁分离现象
C．此类蔬菜需在纯水中浸泡较长时间方可清除残留农药
D．从曲线可知表面残留的水溶性有机农药可被植物细胞吸收
【答案】D
【解析】植物细胞具有细胞壁，对植物细胞具有支持和保护作用，渗透吸水不会导致细胞破裂，A错误；从B到C细胞液浓度增大的原因是细胞吸收了农药，不能说明是否发生质壁分离现象，B错误；从细胞液浓度因吸水而下降，后又升高来看，说明有机农药溶于水中容易被植物细胞吸收，故此类蔬菜在纯水中浸泡较长时间不能清除残留农药，C错误；从曲线B—C段变化可知，表面残留的水溶性有机农药可被植物细胞吸收，D正确。
20．在顺浓度梯度的情况下，葡萄糖分子可以进入细胞；如果细胞需要，它们也可以逆浓度梯度进入细胞。下列有关叙述正确的是（ ）
A．葡萄糖只通过被动运输进入细胞 B．葡萄糖逆浓度梯度进入细胞需要消耗能量
C．葡萄糖只通过主动运输进入细胞 D．被动运输能顺浓度梯度和逆浓度梯度进行
【答案】B
【解析】根据题干信息分析，葡萄糖可以逆浓度差进入细胞，说明该情况下葡萄糖进入细胞的方式是主动运输，A错误；葡萄糖逆浓度梯度进入细胞的方式是主动运输，需要载体的协助，并需要消耗能量，B正确；顺浓度梯度的情况下，葡萄糖分子可以进入细胞，说明葡萄糖可以通过被动运输的方式进入细胞，如葡萄糖进入红细胞是协助扩散，C错误；被动运输只能顺浓度差进行，D错误。
21．某同学利用紫玉兰、诸葛菜、山茶、茶梅和红花檀木的叶片为材料，放大相同倍数后观察、记录视野中的细胞数目，然后做“质壁分离实验”，记录开始滴加0.3 g/mL蔗糖溶液到发生初始质壁分离的时间并计算平均值。有关叙述不合理的是（ ）
A．该实验中的各组材料之间相互对照
B．各组实验中红花檀木质壁分离的速度最快
C．山茶细胞体积最大，从接触蔗糖溶液到发生质壁分离的时间最长
D．细胞液浓度：山茶<茶梅<紫玉兰<诸葛菜<红花檀木
【答案】D
【解析】依题意和图示分析可知：该实验中的各组材料之间形成相互对照，A正确；各组实验中，红花檀木的质壁分离所需平均时间最短，因此质壁分离的速度最快，B正确；山茶的细胞平均数最小，说明其细胞体积最大，因此从接触蔗糖溶液到发生质壁分离的时间最长，C正确；柱形图显示，视野中细胞平均数由多到少为：红花檀木＞诸葛菜＞紫玉兰＞茶梅＞山茶，而发生质壁分离的平均时间由短到长为：红花檀木＜诸葛菜＜紫玉兰＜茶梅＜山茶，据此可推知细胞液的浓度由低到高为：红花檀木＜诸葛菜＜紫玉兰＜茶梅＜山茶，D错误。
22．亲核蛋白具有明确的头、尾结构，是在细胞质合成后、通过核孔进入细胞核内发挥作用的。科学家通过有限的水解将亲核蛋白的头尾分开，再将带有放射性标记的完整的亲核蛋白、头部及尾部分别注入爪蟾卵母细胞的细胞质中，结果在细胞核中发现被标记的完整亲核蛋白和亲核蛋白的尾部。这说明（ ）
A．亲核蛋白进入细胞核的方式是自由扩散
B．亲核蛋白进入细胞核的关键部位是头部
C．细胞核对物质的运输具有选择性
D．细胞核和细胞质之间只能进行单向的物质运输
【答案】C
【解析】亲核蛋白通过核孔进入细胞核，不是跨膜运输。被标记的头部没有进入细胞核，被标记的尾部及完整亲核蛋白进入细胞核，可见亲核蛋白进入细胞核由尾部决定，且说明细胞核对物质的运输具有选择性。由题干信息无法判断细胞核和细胞质之间只能进行单向的物质运输。
二、综合题
23．慕尼黑工业大学的教授，构建了一个能自己移动和改变形态的“类细胞”模型，由膜外壳和填入物构成。请回答下列问题：
（1）该模型类似于___________产生的囊泡，其边界（膜外壳）由___________分子组成。
（2）该模型中填入了细胞骨架和驱动蛋白，作为运动的结构基础，另外还需要填入___________作为直接能源。
（3）将该结构置于一定浓度的K+溶液中一段时间，检测发现K+不能进入其中。你认为应怎样对该模型进行改造？并写出理由。______________________________________________。
【答案】（1）内质网、高尔基体 磷脂分子
（2）ATP
（3）在其膜外壳中加入K+的载体因为K+跨膜运输的方式是主动运输，需要相应载体的协助
【解析】（1）细胞中能产生囊泡的细胞器有内质网和高尔基体；该模型的边界（膜外壳）由一种脂质成分（磷脂分子）构成的。
（2）生物体生命活动所需能量的直接来源是ATP。
（3）K+的跨膜运输的方式为主动运输，需要相应的载体的协助，并消耗能量。若将该结构置于一定浓度的K+溶液中一段时间，检测发现K+不能进入其中，说明膜上缺乏相应的载体，因此应该在其膜外壳中加入K+的载体。
24．下图为某种溶质分子跨膜运输的示意图，请回答下列问题：
（1）载体②将该溶质分子运出细胞的特点是_________________。
（2）该溶质分子通过载体①进入细胞的直接驱动力是细胞膜两侧的Na+浓度梯度，推测Na+通过载体①进入细胞的运输方式为______________ 。载体①和②对物质的转运方式不同，根本原因是____________。
（3）载体③为Na+－K+泵，通过消耗ATP，将Na+泵出细胞外时伴随K+转运至细胞内，若Na+－K+泵停止工作，细胞吸收该溶质分子的速率将_______，原因是_____________________。
【答案】（1）顺浓度梯度运输、不消耗能量
（2）协助扩散 控制合成载体①和②的基因不同
（3）降低 细胞吸收该溶质分子借助于Na+的顺浓度梯度运输，若Na+－K+泵停止工作，将导致Na+在细胞内外的浓度差减小
【解析】（1）由图示可知，载体②将该溶质分子运出细胞的特点是顺浓度梯度运输、不消耗能量，其方式为协助扩散。
（2）该溶质分子通过载体①进入细胞的直接驱动力是细胞膜两侧的Na+浓度梯度，因此推测Na+通过载体①进入细胞为顺浓度梯度，运输方式为协助扩散。载体①和②对物质的转运方式不同，因为两种载体蛋白质存在差异，根本原因是控制合成载体①和②的基因不同。
（3）载体③为Na+－K+泵，通过消耗ATP，将Na+泵出细胞外时伴随K+转运至细胞内。细胞吸收该溶质分子借助于Na+的顺浓度梯度运输，若Na+－K+泵停止工作，将导致Na+在细胞内外的浓度差减小，因此细胞吸收该溶质分子的速率将降低。
25．黑藻是一种常见的沉水植物，其叶肉细胞内有大而清晰的叶绿体，液泡无色。某同学观察黑藻叶肉细胞的质壁分离现象，实验步骤和观察结果如下图。请回答下列问题：
（1）选用黑藻叶片作为质壁分离实验材料的优点除其叶片小而薄外，还有_______________。在制作黑藻叶片临时装片时，为了防止产生气泡，盖盖玻片的正确方法是______________。
（2）步骤①中，要将视野左上方的叶肉细胞移到中央，应将装片向________移动。步骤③中观察到质壁分离现象，这是黑藻细胞_________失水的结果。质壁分离及复原实验过程中需__________次在显微镜下观察。
（3）若步骤②中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红（植物细胞不吸收的红色染料）的0．3g/mL蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是____________________。
（4）若将步骤②中浸润在0．3g/mL蔗糖溶液中的黑藻叶片的装片，放在80℃条件下处理一段时间（装片中的黑藻叶片保持在0．3g/mL蔗糖溶液中）。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确地辨别B处颜色，应调节显微镜的___________、____________，使视野变暗。如果B处呈绿色，最可能的原因是________________________________________。
【答案】（1）细胞内有大而清晰的叶绿体（原生质层呈绿色） 先将盖玻片的一侧与水滴接触，然后轻轻放平
（2）左上方 渗透（作用） 3
（3）绿色、红色
（4）光圈 反光镜 高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入B处。
【解析】（1）黑藻叶片小而薄外，还有细胞内有大而清晰的叶绿体，所以常选用黑藻叶片作为质壁分离实验材料。在制作黑藻叶片临时装片时，为了防止产生气泡，盖盖玻片的正确方法是先将盖玻片的一侧与水滴接触，然后轻轻放平。
（2）显微镜下呈现的是倒像，处于视野左上方的叶肉细胞实际上位于视野的右下方，故要将视野左上方的叶肉细胞移到中央，应将装片向左上方移动。步骤③中观察到质壁分离现象，这是黑藻细胞发生渗透（作用）失水的结果。质壁分离及复原实验过程中需3次在显微镜下观察，分别为，正常状态观察、质壁分离状态观察、质壁分离复原状态观察。
（3）由于伊红是植物细胞不吸收的红色染料，则B处是含有伊红的0.3g/mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到B处显示红色，A处为细胞质，含有叶绿体，颜色显示绿色。
（4）如果将上述实验步骤二中浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在80℃条件下处理一段时间（装片中的藓类小叶保持在0.3g/mL的蔗糖溶液中）。由于蔗糖溶液无色，为了便于观察，应调暗显微镜的视野，即改变光圈大小、调节反光镜。正常情况下，叶绿素分子不会出细胞，如果B处呈绿色，则可能是高温使细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入B处导致的。
专题06 细胞的物质输入与输出（提高）
一、单选题
1．科研人员将豚鼠的胰腺腺泡细胞培养在适宜条件下，检测到物质X被不断地运输到细胞外，且该过程是一个耗能的过程。下列有关说法错误的是（ ）
A．低温和缺氧必定会影响物质X的运输速率
B．物质X的运输必定需要相应载体的协助
C．细胞外物质X的浓度不一定大于细胞内
D．细胞膜上磷脂分子和蛋白质分子的相对运动为X的顺利运输提供了保障
【答案】B
【解析】低温和缺氧均会影响细胞呼吸强度，导致供能减少，因此必定会影响物质X的运输速率，A项正确；胰腺腺泡细胞既可以进行主动运输，向膜外运出离子，也可以分泌蛋白质，因此该耗能过程可能为主动运输，也可能为胞吐，而胞吐过程不需要载体协助，B项错误；主动运输往往逆浓度梯度进行，而胞吐不具有该特点，C项正确；细胞膜上磷脂分子和蛋白质分子的相对运动使细胞膜具有一定的流动性（细胞膜的结构特点），是物质进出细胞膜的结构基础，D项正确。
2．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中正确的是（ ）
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法
【答案】D
【解析】分析题干可知，该物质运输过程中呼吸作用对运输速率没有影响，说明不需要消耗能量，但是却与细胞膜上蛋白质的活性强弱有关，说明需要载体蛋白的协助，则该物质运输过程是协助扩散，A和B错误；协助扩散只能顺浓度梯度进行跨膜运输，C错误；红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，D正确；
3．下列有关紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吸水和失水的叙述，不正确的是（ ）
A．植物细胞的原生质层相当于渗透装置的半透膜
B．植物细胞通过渗透作用吸水或失水时，水分子都是双向运输的
C．随着质壁分离过程的发生，植物细胞的吸水力逐渐增强
D．若实验时发现细胞质壁分离后无法复原，则可能所用蔗糖溶液浓度过低导致细胞死亡
【答案】D
【解析】植物细胞的原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质，相当于渗透装置的半透膜，A正确；植物细胞通过渗透作用吸水或失水时，水分子都是双向运输的，但在单位时间、单位体积内，水分子由低浓度溶液中进入高浓度溶液中的数量多，B正确；随着质壁分离过程的发生，植物细胞的细胞液浓度逐渐增大，吸水力逐渐增强，C正确；若实验时发现细胞质壁分离后无法复原，则可能所用蔗糖溶液浓度过高导致细胞失水过多死亡，D错误。
4．植物细胞中水和矿质元素离子会表现出某些特点。下列叙述错误的是（ ）
A．根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中
B．矿质元素离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞
C．根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中
D．叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于结合水
【答案】D
【解析】根细胞中的K+不能以自由扩散的方式进入土壤溶液中，因为钾离子跨膜运输需要载体，自由扩散不需要载体，A正确；矿质元素离子在细胞内积累会引起细胞液浓度增大，进而发生吸水，故会引起外界溶液中的水进入细胞，B正确；细胞内无机盐大多以离子形式存在，根细胞吸收的矿质元素能够以离子的形式贮存在液泡中，C正确；叶肉细胞中参与光合作用光反应阶段的水分子属于自由水，可以分解成氧气和［H］，D错误。
5．将甲、乙两种植物的块茎切成形状、大小相同的细条分别置于质量浓度为0.3g/mL蔗糖溶液中，对其失水量进行测量后绘制了如下曲线。下列叙述错误的是（ ）
A．与图相关细胞的原生质层会有一定程度的收缩
B．由图推知甲植物细胞液浓度大于乙植物细胞液浓度
C．4min时细胞液的渗透压小于外界溶液的渗透压
D．细胞失水量增加对ATP的消耗量没有直接影响
【答案】B
【解析】看图可知：甲、乙细胞置于质量浓度为0.3g/mL蔗糖溶液中，甲、乙都失水，与图相关细胞的原生质层会有一定程度的收缩，都大于细胞壁的伸缩性，都发生质壁分离，A正确；看图可知：甲、乙细胞置于质量浓度为0.3g/mL蔗糖溶液中，甲的失水量大于乙，推知甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度，B错误；4min时细胞的失水量还在增加，此时细胞液的渗透压小于外界洛液的渗透压，细胞失水，C正确；细胞失水，水分出入细胞为自由扩散，不消耗ATP，所以细胞失水量增加对ATP的消耗量没有直接影响，D正确。
6．下列关于水分进出细胞的叙述中，错误的是（ ）
A．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植物细胞的死活
C．洋葱表皮细胞可用于观察植物细胞的吸水和失水实验
D．将人体细胞放在生理盐水中，细胞内外没有水分子的进出
【答案】D
【解析】细胞放在低渗溶液中会渗透吸水甚至涨破，A正确；死亡的植物细胞不能进行质壁分离及复原，故通过质壁分离实验可以判断植物细胞的死活，B正确；具有大液泡的洋葱表皮细胞具备了渗透作用的条件 ，原生质层可作为半透膜，C正确；将动物细胞放在等渗溶液中，细胞内外水分子的进出达到动态平衡，D错误。
7．下列关于探究“植物细胞质壁分离和复原实验”的叙述，正确的是（ ）
A．植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，原生质层是由细胞膜和液泡膜组成
B．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察
C．在不同浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离的细胞，滴加清水后均能复原
D．该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有设计对照实验
【答案】B
【解析】原生质层是由细胞膜和液泡膜、以及这两层膜之间的细胞质组成，A错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察，B正确；若蔗糖浓度太高，例如0.5g/ml的蔗糖溶液，细胞会失水过多死亡，C错误；该实验质壁分离的前后可以对照，质壁分离过程和质壁分离的复原过程也可以形成对照，D错误。
8．某同学设计的渗透实验：用鸡蛋膜将漏斗口封住，再装上清水，把漏斗浸入盛有10%的NaCl溶液的烧杯中，使漏斗管内的液面与烧杯中的液面一样高，但他始终没有观察到渗透现象。他应该怎样改进此装置才能达到实验目的（ ）
A．把10%的NaCl溶液换成30%的NaCl溶液
B．把鸡蛋膜换成其他半透膜
C．把10%的NaCl溶液装在漏斗里，清水装在烧杯中
D．把10%的NaCl溶液换成30%的蔗糖溶液
【答案】D
【解析】由题意知，该渗透装置具有半透膜，但是当把漏斗浸入盛有10%的NaCl溶液的烧杯中，由于Na+和Cl-都可以通过半透膜，因此半透膜两侧的浓度差很快消失，因此观察不到渗透现象发生；要想观察到明显的实验现象，可以将漏斗浸入盛有不能透过半透膜的物质的溶液中，如10%的NaCl溶液换成10%的蔗糖溶液。
9．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
【答案】C
【解析】将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，0〜4h内，原生质体体积先减小后增大，说明细胞发生质壁分离后自动复原，而原生质体体积增大，是由于物质A通过细胞膜进入细胞内，导致细胞液的渗透压升高、细胞渗透吸水所致，A错误；在0〜1h内，原生质体体积不断减小，说明物质A溶液的浓度高于细胞液浓度，细胞不断失水，因细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，所以细胞体积与原生质体体积的变化不相等，B错误；在2〜3h内原生质体体积不断增大，则是因为随着物质A不断被细胞吸收，使物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压、细胞渗透吸水所致，C正确；0〜1h内原生质体体积不断减小，细胞失水，此时A溶液渗透压＞细胞质基质渗透压＞细胞液渗透压（液泡中液体的渗透压），D错误。
10．如图为渗透平衡时的装置（糖类不能通过半透膜），烧杯的液面高度为a，漏斗的液面高度为b，液面差m＝b－a。在此基础上继续实验，以渗透平衡时的液面差为观测指标，正确的是（ ）
A．若向漏斗中滴入清水，平衡时m将增大
B．若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m不变
C．若向漏斗中加入蔗糖酶，则平衡时m不变
D．达到新的平衡时，水分子进出半透膜的速率相等
【答案】D
【解析】向漏斗中滴入清水，漏斗内的浓度降低，渗透压下降，m将减小，A错误；若向漏斗中加入蔗糖，将导致漏斗内蔗糖溶液渗透压进一步增大，平衡时m将增大，B正确；若向漏斗中加入蔗糖酶，则蔗糖在蔗糖酶的作用下水解成单糖，溶质分子增多，吸水能力增强，此时漏斗中液面升高，m将增大，C错误；达到新的平衡时，水分子进出半透膜的速率相等，D正确。
11．某同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”实验，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表：对上表的推断或解释不正确的是（ ）
实验组
5分钟的现象
再过5分钟
滴加清水5分钟
0．3mol•L-1蔗糖溶液
x
无变化
质壁分离复原
0．5mol•L-1蔗糖溶液
质壁分离
y
无变化
1mol•L-1KNO3溶液
质壁分离
质壁分离复原
z
1mol•L-1醋酸溶液
细胞大小无变化
细胞大小无变化
细胞大小无变化
A．x为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层
B．y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡
C．z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅
D．④组细胞大小无变化是因为细胞吸水量等于失水量
【答案】D
【解析】0.3 g•mL-1蔗糖溶液大于植物细胞液的浓度，且细胞壁伸缩性小于原生质层，故5分钟时可以观察质壁分离现象，A正确；0.5 g•mL-1蔗糖溶液远大于细胞液浓度，会导致细胞失水发生质壁分离，但会导致细胞过度失水死亡，故y为质壁分离，B正确；由于钾离子和硝酸根离子可以进入细胞内，故植物细胞处于1 mol•L-1KNO3溶液会发生质壁分离后的自动复原，再用清水处理，z细胞液颜色会逐渐变浅，C正确；醋酸会杀死细胞，导致细胞膜失去选择透过性，所以④组细胞大小无变化，D错误。
12．下列叙述正确的是（ ）
A．植物细胞发生质壁分离的基础是其原生质层比细胞壁的伸缩性小
B．体验制备细胞膜时，破裂哺乳动物成熟红细胞利用的是渗透作用的原理
C．生物膜选择透过性是指协助扩散和主动运输选择性的允许物质通过
D．成熟植物细胞的原生质层是由细胞壁、细胞膜和液泡膜共同组成的
【答案】B
【解析】质壁分离的原因外因是外界溶液浓度＞细胞液浓度。内因是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，A错误；把细胞放在清水里，利用渗透作用的原理，水会进入细胞，把细胞涨破，细胞内的物质流出来，这样就可以得到纯净的细胞膜，B正确；选择性透过性就是可以让水分子自由通过（自由扩散），选择吸收的离子和小分子也可以通过，其它的离子和小分子和大分子物质则不能通过，C错误；成熟植物细胞的原生质层是由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质共同组成的，D错误。
13．盐碱地中生活的某种植物，其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白，能将细胞质基质中的Na+逆浓度梯度运入液泡，减轻Na+对细胞质中酶的伤害，下列叙述错误的是（ ）
A．Na+进入液泡的过程属于主动运输
B．Na+进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透过性
C．该载体蛋白作用的结果不利于增强细胞吸水能力
D．该载体蛋白作用的结果有助于提高植物的耐盐性
【答案】C
【解析】Na+逆浓度转运，同时要依赖载体蛋白，属于主动运输，A正确；Na+进入液泡的方式为主动运输，主动运输体现液泡膜的选择透过性，B正确；Na+逆浓度转运入液泡后，使细胞液的浓度增高，植物细胞吸水能力增强，C错误；Na+进入液泡，不仅可以减轻Na+对细胞质中酶的伤害，而且细胞液浓度升高有利于细胞吸水，增强了植物对盐碱地环境的适应性，从而提高了植物的耐盐性，D正确。
14．将新鲜胡萝卜切成粗细相同的5 cm长条，随机平均分为a、b、c、d、e、f组，取上述6组细条分别放在浓度不同的甘露醇溶液中，4 h后测定每条胡萝卜条的长度，统计结果如图所示。下列有关分析不正确的是（ ）
A．实验后，a组细胞的吸水量比b组多
B．实验后，c组细胞的细胞液浓度大于d组
C．实验后，f组细胞的细胞液渗透压大于e组
D．该实验不设空白对照，a～f组之间相互对照
【答案】B
【解析】实验后，a组长度变长，说明细胞吸水，细胞液浓度变低；b组长度不变，说明细胞吸水和失水处于动态平衡，细胞液浓度不变，因此a组细胞的吸水量比b组多，A正确；实验后，c组长度变小，说明细胞失水；d组长度变小，说明细胞失水，从图中可知d组的长度小于a组，说明d组失水较a组多；因此c组细胞的细胞液浓度小于d组，B错误；根据以上分析可知，实验后f组的细胞长度最小，所以其渗透压最高，故f组细胞的细胞液渗透压大于e组，C正确；该实验不设空白对照，a～f组之间相互对照，D正确。
15．将生鸡蛋的大头保持壳膜完好去掉蛋壳，小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出。将蛋壳内灌入15％的蔗糖溶液，然后放在烧杯的清水中并用铅笔标上吃水线。下列分析错误的是（ ）
A．卵壳膜相当于渗透装置中的半透膜
B．半小时后吃水线低于烧杯的水面是由于清水渗入蛋壳所致
C．若将清水换为15％的NaCl溶液，则蛋壳先上浮后下沉
D．若将正常的线粒体放入清水中，则线粒体内膜先涨破
【答案】D
【解析】本实验中相当于渗透装置中的半透膜的是壳膜，A正确。由于壳膜内的浓度大于外界溶液的浓度，外界清水就透过壳膜进入到壳膜内的蔗糖溶液中，导致吃水线低于烧杯的水面，B正确。若将清水换为15％的NaCl溶液，由于壳膜内的浓度小于外界溶液的浓度，壳膜内的水就透过壳膜进入到壳膜外，导致蛋壳上浮；由于Na+和Cl-都可以通过半透膜，因此半透膜两侧的浓度差很快消失，壳膜外的水就透过壳膜进入到壳膜内，导致蛋壳下沉，C正确。若将正常线粒体放在清水中，由于内膜向内折叠增大了膜面积，故会发生外膜先破裂，内膜后破裂，D错误。
二、综合题
16．水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上，能介导水分子跨膜运输，提高水分子的运输效率。如图是猪的红细胞在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞体积和初始体积之比的变化曲线（0点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度）。请回答下列问题：
（1）哺乳动物成熟的红细胞是提取细胞膜的良好材料，原因是_______。在低渗透溶液中，红细胞吸水涨破释放内容物后，剩余的部分称为“血影”，则“血影“的主要成分是________。
（2）分析图，将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应浓度NaCl的溶液中，一段时间后，红细胞乙的吸水能力________填（“大于”“小于”或“等于”）红细胞甲，原因是_________。
（3）将猪的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中，发现红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞，结合以上信息分析，其原因可能是_______________。
（4）细胞分化的根本原因是基因有选择性表达，抗利尿激素基因与抗利尿激素受体基因的表达细胞分别是___________________。
【答案】（1）哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和众多的细胞器 蛋白质和磷脂
（2）大于 红细胞乙失水量多，细胞液渗透压较高，细胞吸水能力较强
（3）红细胞的细胞膜上存在水通道蛋白，肝细胞细胞膜上无水通道蛋白
（4）下丘脑、肾小管和集合管
【解析】（1）哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和众多的细胞器，因此该红细胞是提取细胞膜的良好材料。在低渗透溶液中，红细胞吸水涨破释放内容物后，剩余的部分称为“血影”，根据红细胞的结构可知，“血影“主要是细胞膜，因此其主要成分是蛋白质和磷脂。
（2） 根据图示可知，猪的红细胞在浓度为150 mmol•L-1的NaCl溶液中能保持正常形态。B点的NaCl的溶液浓度高，因此红细胞乙失水量多，细胞液渗透压较高，A点NaCl的溶液浓度低于红细胞的浓度，则甲红细胞吸水，渗透压下降，因此红细胞乙的吸水能力大于红细胞甲。
（3）将猪的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中，发现红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞，目前已经知道水进入细胞的方式有两种，一种是自由扩散，另一种是通过水通道蛋白的扩散，据此可推测肝细胞吸水胀破需要时间较长的原因可能是红细胞细胞膜上存在水通道蛋白，肝细胞细胞膜上无水通道蛋白。
（4）细胞分化的根本原因是基因有选择性表达，抗利尿激素是由下丘脑的神经分泌细胞分泌的，其作用的靶细胞是肾小管和集合管细胞，根据结构与功能相适应的原理分析，抗利尿激素基因与抗利尿激素受体基因的表达细胞分别是下丘脑、肾小管和集合管。
17．水生动物的卵母细胞在清水中不易涨破，而红细胞在清水中却容易涨破。请回答下列问题
（1）水分子穿过膜磷脂双分子层进人细胞的运输方式是__________，这种运输方式的特点是____________________（答出两点）。
（2）红细胞快速吸水与细胞膜上的水通道蛋白CHIP28有关，为了验证这一结论，科研人员将水通道蛋白CHIP28插入不含有水通道蛋白的爪的卵母细胞的细胞膜上，再将卵母细胞放清水中。预期实验结果是_________________________________________。
（3）为了进一步研究水通道蛋白CHIP28的功能，科研人员将水通道蛋白CHIP28插入人工制作的脂质体并置于某一溶液中，记录脂质体涨破的时间。对照组则需要制作____________。脂质体内外溶液渗透压大小应符合_____________（填“等渗”“外低内高”或“外高内低”）。该实验还可以证明水通道蛋白CHIP28运输水分子具有_________________的特点。
【答案】（1）自由扩散 不消耗能量、不需要载体蛋白的协助或顺相对含量梯度运输
（2）卵母细胞迅速吸水膨胀后涨破
（3）不含CHIP28的等体积脂质体 外低内高 不消耗能量（ATP）
【解析】（1）水分子进入细胞的运输方式是自由扩散；自由扩散的运输特点是顺浓度梯度运输、不消耗能量与不借助载体蛋白。
（2）若水通道蛋白CHIP8与细胞快速吸水有关，则将该蛋白插入不含有水通道蛋白的爪的卵母细胞的细胞膜上，再将卵母细胞放清水中，则会使该细胞迅速吸水涨破。
（3）对照组设置需要制作不含CHIP28的等体积脂质体的空白对照组；脂质体内外溶液渗透压大小应符合外低内高以模仿细胞吸水的渗透压大小；该实验中，脂质体无法提供ATP，故还可以证明水通道蛋白CHIP28运输水分子具有不消耗能量的特点。
18．正常细胞内K＋浓度约为细胞外的30倍，细胞外Na＋浓度约为细胞内的12倍。当细胞内外的Na＋浓度差、K＋浓度差减小时，细胞膜上的Na＋/ K＋ATP酶发挥作用，这种酶可以通过水解ATP，将细胞内的Na＋移出膜外，将细胞外的K＋移入膜内。具体过程如图1所示：
（1）膜内外Na＋具有浓度差，与膜的_______________性有关。Na＋/ K＋ATP酶将细胞内的Na＋移出膜外的跨膜运输方式是________________。
（2）在运输Na＋和K＋的过程中，Na＋/ K＋ATP酶的__________发生改变，有利于与离子的结合与分离。
（3）比较图2和图3，当Na＋和K＋_____________浓度差流过Na＋/ K＋ATP酶时，将ADP合成ATP；进行ATP合成或分解的反应条件取决于_____________。
（4）生物膜系统的_________作用及能量是维系细胞有序性的基础，线粒体内膜上主要完成类似图___________（填编号）的过程。
【答案】（1）选择透过 主动运输
（2）空间结构
（3）顺 离子浓度差（或离子流动方向）
（4）分隔 2
【解析】（1）由题意知，细胞外Na＋浓度约为细胞内的12倍，这与细胞膜的选择透过性有关；Na＋/ K＋ATP酶将细胞内的Na＋移出膜外是从低浓度向高浓度运输的，且需要ATP提供能量，是主动运输。
（2）分析图1，在运输Na＋和K＋的过程中，Na＋/ K＋ATP酶的空间结构发生改变，这种改变有利于与离子的结合与分离。
（3）分析图2、3可知，当Na＋和K＋从高浓度向低浓度运输时，伴随ATP的合成过程，当Na＋和K＋从低浓度向高浓度运输时，伴随ATP的水解过程；进行ATP合成或分解的反应条件取决于离子浓度差（流动方向）。
（4）生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的许多化学反应可以同时高效、有序地进行，因此生物膜系统的分隔作用及能量是维系细胞有序性的基础，线粒体内膜上还原氢与氧气反应生成水，释放能量，该过程伴随ATP的合成，类似于图2过程。
19．为了探究时间对紫色洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离的影响，某学校生物兴趣小组按照以下步骤进行了实验。请分析并回答问题。
①取一定浓度的蔗糖溶液各10mL，分别加到培养皿中，盖上皿盖；
②从洋葱鳞片叶相同部位撕取3mm2的外表皮若干，迅速分别投入装有蔗糖溶液的培养皿中，使其完全浸入，浸泡时间分别是2 min、4 min、6 min、8 min、10 min、12 min、14 min；
③从1号培养皿开始，依次取出紫色洋葱鳞片叶外表皮，放在干燥的载玻片上，盖上盖玻片，制成临时装片；
④将装片置于显微镜下观察，找到合适的视野拍照保留实验现象；
⑤在照片中计数视野内总细胞个数及质壁分离细胞个数，计算质壁分离细胞所占比例，记录实验数据。并绘制了如图所示的曲线。
（1）该实验中使用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料的好处是_________，使用的蔗糖溶液浓度不宜太高，原因是___________；蔗糖溶液浓度也不宜太低，原因是_________。
（2）不同处理时间的实验组必须在同一时间、同一地点进行，目的是_______________，步骤①中，盖上皿盖的目的是________________。
（3）实验步骤③中，不是将洋葱表皮置于清水中的原因是__________________；也不是将洋葱表皮置于相应浓度的蔗糖溶液中的原因是_____________________________。
（4）根据实验结果，观察植物细胞质壁分离现象的课堂实验最好的浸泡时间是_________。
【答案】（1）有紫色的大液泡，便于观察到质壁分离现象 可能造成细胞失水过多而死亡 细胞可能不发生质壁分离现象
（2）排除（温度、大气压等）无关因素对实验结果的干扰 防止水分蒸发而改变溶液浓度
（3）细胞会发生质壁分离复原现象 处理时间相应延长，实验结果就不准确了
（4）10 min
【解析】（1）紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中有紫色的大液泡，便于观察到质壁分离现象，因此通常选择紫色洋葱鳞叶外表皮作为实验材料来观察质壁分离与复原，使用的蔗糖溶液浓度不宜太高，否则可能造成细胞失水过多而死亡，导致后续的观察无法进行；蔗糖溶液浓度也不宜太低，否则会导致无法观察到质壁分离现象的发生。
（2）为了排除（温度、大气压等）无关因素对实验结果的干扰，应将不同处理时间的实验组在同一时间、同一地点进行，这样会使实验结果更有说服力，步骤①中，盖上皿盖的目的是为了避免水分蒸发而改变溶液浓度导致实验结果不可靠。
（3）实验步骤③中，没有将洋葱表皮置于清水中目的是防止细胞在清水中发生质壁分离复原；同时，也不能将洋葱表皮置于相应浓度的蔗糖溶液中，以避免处理时间相应延长导致与实际实验结果不符的现象发生。
（4）根据实验结果，10 min是细胞质壁分离达到最好观察效果需要的最短时间，因此，在课堂观察植物细胞质壁分离现象的浸泡时间是10 min为最好。
专题06 细胞的物质输入与输出（挑战）
一、单选题
1．某同学将紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞置于0.3g/mL蔗糖溶液中，观察质壁分离及复原现象。下列有关叙述正确的是（ ）
A．若将外表皮换成内表皮，则细胞不会发生质壁分离
B．质壁分离过程中，洋葱鳞片叶外表皮细胞液浓度逐渐降低
C．若将蔗糖溶液的浓度加倍，则质壁分离及复原所需时间会缩短
D．若将蔗糖溶液改为适宜浓度的尿素溶液，则会发生质壁分离后自动复原
【答案】D
【解析】紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞也含有大液泡，置于0.3g/mL蔗糖溶液中也会发生质壁分离，A错误；质壁分离过程中，细胞不断失水，洋葱鳞片叶外表皮细胞液浓度逐渐升高，B错误；若将蔗糖溶液的浓度加倍，细胞失水越快，失水量会更多，质壁分离所需时间会缩短，复原所需时间会变长，C错误；若将蔗糖溶液改为适宜浓度的尿素溶液，由于尿素会被细胞吸收，因此会发生质壁分离后自动复原，D正确。
2．动植物细胞中都含有酯酶，去除细胞壁的植物细胞称为原生质体。测定原生质体活力的常用方法之一是荧光素双醋酸酯（FDA）染色法，其基本原理是FDA本身无荧光，可自由通过细胞膜，经细胞内的酯酶分解可产生荧光素，荧光素积累在细胞内并能产生绿色荧光。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．可用酶解法处理植物细胞获得原生质体
B．FDA通过细胞膜不需要载体蛋白的协助
C．将植物细胞置于FDA溶液中，不发生质壁分离
D．FDA进入动物细胞内，可引起细胞产生绿色荧光
【答案】C
【解析】由于植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，因此可以用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体，A正确；根据题意“FDA本身无荧光，可自由通过细胞膜”，说明运输方式是自由扩散，因此不需要载体，B正确；将植物细胞置于FDA溶液中，当FDA溶液浓度大于细胞液浓度时，会发生质壁分离现象，进而通过自由扩散FDA进入细胞，细胞可以自动复原，C错误；FDA经细胞内酯酶分解产生荧光素，荧光素积累在细胞内并能产生绿色荧光的荧光素，从而产生绿色荧光，D正确。
3．为测量植物细胞膜的通透性，以胡萝卜（液泡中含有花青素）为材料进行下列实验：将不同切片放在不同温度的蒸馏水中处理1 min取出，再分别放在清水中浸泡1 h而获得不同的切片浸出物溶液，通过测量这些溶液的吸光度计算浸出物溶液的花青素含量，结果如图所示。对这个实验方案的叙述，正确的是（ ）
A．缺乏对照组实验
B．缺乏对等量原则的描述
C．所选择的测量指标不能反映浸出物溶液中花青素的含量
D．实验目的是测量浸泡时间对植物细胞膜的透性影响
【答案】B
【解析】该实验不同温度之间可以相互对照，A错误；该实验没有对等量原则的描述，B正确；所选择的测量指标能反映浸出物溶液中花青素的含量，C错误；实验的自变量是温度，因此目的是测量浸泡温度对植物细胞膜的透性影响，D错误。
4．假定将甲乙两个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，蔗糖分子不能透过膜，甘油分子可以较快地透过膜，在显微镜下连续观察甲乙两细胞的变化是（ ）
A．甲乙两细胞发生质壁分离后，不再发生质壁分离复原
B．甲乙两细胞发生质壁分离，但乙细胞随后又发生质壁分离复原
C．甲乙两细胞发生质壁分离，但甲细胞随后发生质壁分离复原
D．甲乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原
【答案】B
【解析】甲、乙两个植物表皮细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液浓度均比细胞液的浓度高，因此甲、乙两细胞都失水发生质壁分离。由于蔗糖分子不能透过膜，故甲细胞一直保持质壁分离状态；而甘油是有脂质，细胞膜富含磷脂，根据“相似相容”原理，甘油可以通过细胞膜进入到细胞中，慢慢的，由于甘油的增多，使得细胞液的浓度升高，直至细胞液浓度大于甘油溶液，细胞吸水，发生质壁分离复原。综上所述，ACD错误，B正确。
5．胃内的酸性环境是通过H+－K+泵维持的。人进食后，胃壁细胞质中含有H+－K+泵的囊泡会转移到细胞膜上。胃壁细胞通过H+－K+泵催化ATP水解释放能量，向胃液中分泌H+同时吸收K+。细胞内K+又可经通道蛋白顺浓度进入胃腔。下列分析不正确的是（ ）
A．H+－K+泵同时具有酶和载体蛋白的功能，其形成与内质网、高尔基体密切相关
B．H+－K+泵专一性转运两种离子与其结构的特异性有关
C．H+和K+在胃壁细胞中的跨膜运输方式均需消耗能量
D．抑制H+－K+泵功能的药物可用来有效的减少胃酸的分泌
【答案】C
【解析】根据题干信息可知，H+－K+泵属于载体蛋白，可以催化ATP水解，所以具有载体和酶的作用，其形成与内质网、高尔基体密切相关，A正确；H+－K+泵专一性转运两种离子与其结构的特异性有关，B正确；K+进入胃腔的方式是协助扩散，C错误；抑制H+－K+泵功能的药物会抑制主动运输，减少H+的分泌，所以可用来有效的减少胃酸的分泌，D正确。
6．协同运输是一种物质的逆浓度跨膜运输，其依赖于另一种溶质的顺浓度，该过程消耗的能量来自离子电化学梯度，如图为Na+顺浓度梯度进入细胞，产生离子电化学梯度，葡萄糖依赖该离子电化学梯度进入细胞。酵母菌对乳糖的吸收也是如此，它依靠H+的顺浓度梯度运输产生的离子电化学梯度。下列说法正确的是（ ）
A．细胞通过协同运输吸收葡萄糖的方式属于主动运输
B．酵母菌吸收乳糖时，不消耗ATP，该过程为协助扩散
C．图中细胞吸收Na+与轮藻细胞吸收K+的跨膜方式是相同的
D．细胞膜上的载体蛋白与其运输物质的种类是一一对应的
【答案】A
【解析】Na+顺浓度梯度进入细胞，产生离子电化学梯度，提供能量，葡萄糖利用该能量进入细胞的方式为主动运输，A正确；酵母菌对乳糖的吸收依靠H+的顺浓度梯度运输产生的离子电化学梯度提供的能量，为主动运输，B错误；图中细胞吸收Na+的方式为协助扩散，轮藻细胞吸收K+的跨膜方式为主动运输，C错误；协同运输时，细胞膜上的一种载体蛋白运输两种物质，D错误。
7．离子泵是一种具有催化功能和运输功能的膜蛋白，该膜蛋白运输相应离子时消耗的能量来自其催化水解ATP释放的能量，下列叙述正确的是（ ）
A．离子通过离子泵的跨膜运输是顺浓度梯度进行的
B．细胞呼吸速率下降会降低离子泵运输相应离子的速率
C．离子泵发挥作用时，细胞内ATP含量会迅速下降
D．生物膜功能的复杂程度与膜蛋白的种类有关，与数目无关
【答案】B
【解析】离子通过离子泵的跨膜运输需要载体和消耗能量，属于主动运输，而主动运输一般是逆浓度梯度的跨膜运输，A错误；细胞呼吸能为主动运输提供能量，因此细胞的呼吸速率下降会降低离子泵运输相应离子的速率，B正确；细胞内ATP的含量保持相对稳定，C错误；生物膜功能的复杂程度主要与膜蛋白的种类与数目均有关，D错误。
8．将来自同一紫色洋葱的鳞片叶外表皮且生理状态相同的细胞分别放置在甲、乙溶液中，对细胞失水量进行测量，所得结果如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．甲溶液的起始渗透压比乙溶液的起始渗透压高
B．a点，洋葱细胞开始从乙溶液中吸收溶质分子
C．8min时，乙溶液中的细胞有活性，甲溶液中细胞无活性
D．乙溶液内洋葱细胞的细胞液颜色在b点时最深
【答案】A
【解析】开始阶段，甲溶液中洋葱细胞的失水速率比乙溶液中洋葱细胞的失水速率快，由于洋葱细胞是相同的，因此甲溶液的起始渗透压比乙溶液的起始渗透压高，A正确；洋葱细胞在乙溶液中胞发生质壁分离并自动复原，说明洋葱细胞能吸收溶质分子，并且从刚开始就能吸收，B错误；8min时，甲溶液中的洋葱细胞还在失水，说明细胞有活性，C错误；乙溶液中的洋葱细胞在a点时，失水量最大，液泡的颜色最深，D错误。
9．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协助扩散
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
【答案】B
【解析】给营养液通入空气有利于植物根系的有氧呼吸过程，故能促进该植物的生长，A正确；通过实验结果分析可知，根细胞对a离子的吸收过程属于主动运输，B错误；当呼吸作用减弱时，跟细胞对a离子的吸收速率下降，可推知根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗，C正确；由于a离子的吸收方式为主动运输，该过程需要消耗根细胞有氧呼吸产生的能量，故有氧呼吸过程有利于根对a离子的吸收，D正确。
10．科学家将番茄和水稻幼苗分别放在完全营养液中培养，在二者的吸水率几乎相同的情况下，实验前后的培养液中离子浓度之比如图，下列分析正确的是（ ）
A．两种植物对同一离子的吸收方式的差异导致吸收速率的不同
B．番茄幼苗可吸收培养液中的Mg2＋，而水稻幼苗不吸收
C．实验结束时，培养水稻的培养液中Ca2＋的数量减少
D．两种植物吸收离子的选择性只由细胞膜上载体种类决定
【答案】C
【解析】两种植物对同一离子的吸收方式都是主动运输，A错误；番茄幼苗吸收培养液中的Mg2＋较多，而水稻幼苗吸收培养液中的Mg2＋较少，B错误；实验结束时，培养水稻的培养液中Ca2＋的数量减少，浓度增加，C正确；两种植物选择性吸收离子是由细胞膜上载体种类和数量决定的，D错误。
11．植物细胞可以吸收蔗糖分子，转运机制如下图所示，生物实验中常用蔗糖溶液进行植物细胞质壁分离现象的观察。下列有关叙述，不正确的是（ ）
A．质子泵同时具有载体蛋白和ATP水解酶的功能
B．H+－蔗糖转运蛋白协同运输H+和蔗糖的方式相同
C．若用高浓度的蔗糖溶液进行实验，可能观察到质壁分离但不复原的现象
D．若用一定浓度的蔗糖溶液进行实验，可能观察到质壁分离后自动复原的现象
【答案】B
【解析】质子泵同时具有载体蛋白和ATP水解酶的功能，A正确；H+－蔗糖转运蛋白协同运输H+和蔗糖的方式不同，转运H+的方式协助扩散，转运蔗糖的方式为主动运输，B错误；若用高浓度的蔗糖溶液进行实验，植物细胞失水，可能观察到质壁分离但不复原的现象，C正确；若用一定浓度的蔗糖溶液进行实验，植物细胞能吸收蔗糖，可能观察到质壁分离后自动复原的现象，D正确。
12．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 分钟前甲溶液中花瓣细胞的失水速率小于乙溶液
B．第 4 分钟后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡
C．图 2 中曲线Ⅱ和图 1 中甲溶液中细胞失水量曲线对应
D．甲、乙两种溶液的浓度不同，溶质种类也一定不同
【答案】C
【解析】第4分钟前甲溶液中花瓣细胞的失水速率大于乙溶液，A 项错误；第4分钟后乙溶液中细胞因为吸水发生了质壁分离复原，B 项错误；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，C 项正确；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，D 项错误。
二、综合题
13．现有两瓶质量分数均是30%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液。已知葡萄糖分子可以透过半透膜，蔗糖分子不能透过。请回答以下问题：
（1）A同学把体积相同的葡萄糖与蔗糖溶液用半透膜隔开（如图1所示），在一段时间内，乙液面的变化情况是_________，最后乙液面____ （填“高于”“低于”或“等于”）甲液面。
（2）B同学采用紫色洋葱鳞片叶的外表皮为材料，利用植物细胞质壁分离与复原的原理进行了鉴定葡萄糖和蔗糖溶液的实验。请在图2中补充可能的实验结果_________________。
（3）如图3所示是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中①、②、③、④代表物质运输方式， 鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分快速排出体外，且不消耗能量，其跨膜运输的方式是____________（填序号）。
（4） 蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+的方式是____________（填序号）。若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞，则图3中不会受到显著影响的运输方式是____________（填序号）。若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+吸收明显减少，但K+的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑制了图3中所示的转运Ca2+的________________的活性。
【答案】（1）先下降后上升 高于
（2）图形如下：
（3）②
（4）④ ①②③ 载体蛋白
【解析】（1）由题意可知，甲乙两侧分别是葡萄糖溶液与蔗糖溶液，且质量浓度相同，由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此甲的物质的量的浓度大于乙，甲渗透压大于乙，因此甲液面升高，又知葡萄糖可以穿过半透膜而蔗糖不能，因此乙渗透压逐渐升高，甲渗透压下降，当乙渗透压大于甲时，乙液面升高，故乙的液面变化是先下降后上升；最后乙液面高于甲。
（2）B同学采用紫色洋葱鳞片叶的外表皮为材料，利用植物细胞质壁分离与复原的原理进行了鉴定葡萄糖和蔗糖溶液的实验。紫色洋葱鳞片叶的外表皮不能吸收蔗糖，可以吸收葡萄糖，因而在蔗糖溶液中逐渐发生质壁分离，保持原状，而在葡萄糖溶液中先发生质壁分离，后来有质壁分离后的复原。
（3）图一显示：②途径所示物质是借助离子通道排出的，而离子通道允许适当大小的离子顺浓度梯度通过，因此②途径所示物质跨膜运输的方式是协助扩散。
（4）蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+，均为④主动运输，而主动运输需要载体蛋白的协助，需要细胞呼吸产生的ATP提供能量。若抑制心肌细胞的呼吸作用，则因缺少ATP（缺少能量）而导致，因此不收能量影响的是自由扩散，协助扩散，为①②③；若给蟾蜍的离体心脏施加某种毒素，Ca2+吸收明显减少，但K+的吸收不受影响，说明该毒素不影响物质运输时的能量供给，而是抑制了图一中所示的转运Ca2+的载体蛋白的活动。
14．人们一直认为水分子是通过自由扩散方式进行跨膜运输的，但有科学家却发现细胞膜上还有专门供水分进出的通道。回答下列问题：
（1）若要证明细胞膜上水通道的化学本质是蛋白质，通常选用______________试剂，其实验原理是蛋白质与该试剂发生作用，会产生_______________色反应。
（2）细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白，核糖体上合成的肽链需要在____________中加工和修饰后，再运输到细胞膜上。
（3）从细胞膜的结构组成特点分析，由于_____________，故水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。现在研究确认，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______________（填“主动运输”或“被动运输”）。
（4）人的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水胀破，有人推测这可能与水通道蛋白有关。某学习小组对此展开探究，将人的红细胞均分为A、B两组，对其中一组细胞进行特殊处理，使其不含水通道蛋白，另一组不做处理，含有水通道蛋白然后把两组细胞分别放在清水中进行实验，细胞的形态变化如下图所示。回答下列问题：
①根据上图可判断本实验的实验组是____________组，作出这一判断的原因是____________。
②根据人体细胞的功能推测，下列含水通道蛋白最多的细胞是_____________。
A．肾小管上皮细胞 B．肌肉细胞
C．红细胞 D．肺泡上皮细胞
【答案】（1）双缩脲试剂 紫色
（2）内质网和高尔基体
（3）磷脂分子层内部具有疏水性的特征 被动运输
（4）处理后不含水通道蛋白的是实验组，即B组 B组细胞在一定时间后，细胞没有出现变化，而A组细胞出现胀破现象 A
【解析】（1）若要证明细胞膜上的水通道的化学本质是否为蛋白质，通常选用双缩脲试剂，其实验原理是蛋白质与该试剂发生作用，会产生紫色反应。
（2）细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白，核糖体上合成的肽链，需要在内质网和高尔基体中加工和修饰后，再运输到细胞膜上发挥作用。
（3）从细胞膜的结构组成特点分析，由于磷脂分子层内部具有疏水性的原因，水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。现在研究确认，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被动运输。
（4）①作为对照实验的是不作处理的，即A组，处理后不含水通道蛋白的是实验组，即B组。原因是B组细胞在一定时间后，细胞没有出现变化，而A组细胞出现胀破现象。
②根据人体不同部位细胞功能推测，比较肺泡上皮细胞、红细胞、肾小管细胞、肌肉细胞的功能发现，吸收水分较多的是肾小管上皮细胞。即肾小管上皮细胞含有较多的水通道蛋白。
15．俄罗斯科学家V．S．Chardakov设计的简单有效的测定植物组织细胞中细胞液浓度的方法，如下图所示：
说明：①a、b为一组，同组试管内溶液浓度相等且已知。建立多个组别，并在组间形成浓度梯度。②向各组中的a试管中同时放置相同的植物组织，向b试管中加入一小粒亚甲基蓝结晶（它对溶液浓度影响很小，可忽略不计），使溶液呈蓝色。一定时间后，同时取出植物组织（见A图）。③从b试管中吸取蓝色溶液，小心滴一滴到同组a试管溶液中，如果a试管溶液浓度已增大，蓝色溶液小滴将漂浮在无色溶液上面；如果a试管溶液浓度已下降，蓝色溶液小滴将下沉；如果a试管溶液浓度未改变，蓝色溶液小滴将均匀扩散（见B图）。请分析回答以下问题：
（1）细胞液是指成熟植物细胞中，____________（细胞器）中的液体，它可以调节___________。
（2）如果某组试管溶液在第一步操作时，植物细胞在溶液中发生_____________，则进行第二步操作时，将发现蓝色小滴往下沉。
（3）实验进行第一步操作应在尽量短的时间内（5-15min）进行，以减少误差，因时间长而造成的误差主要来自_____________、_____________。
（4）如果溶液浓度最低的一组进行第二步操作，发现蓝色小滴往下沉，实验应该如何进行下去?_________________。
（5）尽量利用不切伤的组织进行测量，否则也会产生误差。这种误差是由于______________而产生的。
【答案】（1）液泡 植物细胞内的环境（或渗透压）
（2）渗透作用失水
（3）某些物质可能会从细胞中扩散出来 植物表面的某些物质可能会溶解到溶液中
（4）再制备一系列浓度梯度更低的溶液，继续进行测试，观察记录实验结果
（5）从组织伤口流出一些溶质，导致溶液浓度上升
【解析】（1）成熟的植物细胞中有大液泡，大液泡中的液体为细胞液，液泡与植物细胞渗透压的调节有关。
（2）根据题意分析，若进行第二步操作时，将发现蓝色小滴往下沉，说明试管溶液浓度已下降，则植物细胞在溶液中发生了渗透作用失水，出现了质壁分离现象。
（3）实验进行第一步操作应在尽量短的时间内（5-15min）进行，若时间过长，某些物质可能会从细胞中扩散出来或植物表面的某些物质可能会溶解到溶液中，进而会导致实验发生误差。
（4）如果溶液浓度最低的一组进行第二步操作，发现蓝色小滴往下沉，则应该再制备一系列浓度梯度更低的溶液，继续进行测试，观察记录实验结果。
（5）若测量时组织细胞被切伤，从组织伤口流出一些溶质，导致溶液浓度上升，进而会使得实验产生误差。
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