新高考适用2024版高考生物一轮总复习必修1分子与细胞第2单元细胞的基本结构与物质输入和输出第3讲细胞的物质输入和输出课件

这是一份新高考适用2024版高考生物一轮总复习必修1分子与细胞第2单元细胞的基本结构与物质输入和输出第3讲细胞的物质输入和输出课件，共60页。PPT课件主要包含了考点一，考点三，考点二，半透膜，②现象，细胞液，2实验步骤，3现象与结论，胞内→胞外，分子或离子等内容，欢迎下载使用。

第二单元　细胞的基本结构与物质输入和输出
第3讲　细胞的物质输入和输出
考点一　渗透作用与细胞的吸水和失水
1．渗透作用(1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过_________的扩散过程。(2)原理
2．动植物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)①原理
易错整合，判断正误。(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。(　　)(2)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜。(　　)(3)虽然红细胞没有具膜细胞器，但将其放入一定浓度的外界溶液中，也能发生渗透作用。(　　)(4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。(　　)
1．对于动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？为什么？提示：不一定。对于动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的浓度相等。但植物细胞有细胞壁的支持、保护作用，单位时间内水分子进出植物细胞的数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。
2．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，会出现上图所示哪种现象？分析原因。提示：会出现图甲所示现象。将人的成熟红细胞放入清水中，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，细胞吸水。
(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，会出现上图所示哪种现象？达到平衡时，水分子进出细胞的状况是上图中哪一种？提示：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；达到平衡时，水分子进出细胞的速率相等，如图乙所示。
(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？提示：细胞不会涨破，因为植物细胞的细胞壁有支持和保护作用。(4)列举渗透原理在生产、生活中的应用。提示：①对农作物合理灌溉，降低了土壤溶液浓度，促进水分的吸收，满足农作物对水分的需要。②盐碱地中植物更易缺水或不易存活；一次施肥过多，会造成“烧苗”现象。这些都是因为土壤溶液浓度过高，根细胞不易吸水，甚至失水造成的。
③糖渍、盐渍食品(如盐渍鱼、肉)不易变质的原因是在食品的表面和内部形成了高浓度的糖、盐溶液，使微生物(如细菌)不能生存、繁殖。④医用生理盐水的质量浓度为0.9%，与人体细胞生存的液体环境的浓度基本相等，可以维持细胞的正常形态。
1．影响渗透作用中液面变化的因素分析
2.渗透作用实验装置的拓展应用(1)验证渗透作用发生的条件①具有半透膜
②半透膜两侧溶液具有浓度差
(2)比较不同溶液浓度的大小漏斗内溶液浓度为M，烧杯内溶液浓度为N，以下为各种现象及对应的结论：
考向　围绕渗透作用的原理及应用分析，考查理解能力(2023·湖北联考)某兴趣小组用图甲研究渗透作用，a和b均为蔗糖溶液，c允许单糖通过。图乙为实验结果。下列说法正确的是(　　)
A．烧杯中蔗糖溶液浓度大于漏斗中蔗糖溶液浓度B．若t2时刻在烧杯中加入蔗糖酶，则Δh最终将变小C．t2时刻半透膜两侧蔗糖溶液浓度相同D．若t2时刻在漏斗中加入蔗糖酶，则Δh将先变大后变小
解析：分析图乙，Δh先增加后趋于稳定，说明漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中蔗糖溶液浓度，A错误；若t2时刻在烧杯中加入蔗糖酶，蔗糖分解为单糖，烧杯内溶液浓度会升高，由于c允许单糖通过，继而烧杯内溶液浓度会下降，则Δh将先变小后变大，B错误；t2时刻半透膜两侧水分子进出速率相等，但是由于漏斗与烧杯的液面不一样高，所以膜两侧溶液浓度不相等，C错误；若t2时刻在漏斗中加入蔗糖酶，蔗糖分解为单糖，漏斗内溶液浓度会升高，由于c允许单糖通过，继而漏斗内的溶液浓度会下降，则Δh将先变大后变小，D正确。
┃┃规律方法►渗透装置中溶液渗透方向与浓度的判断
〔变式训练〕1．图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同，如表所示。下图2中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则曲线1、2、3与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是(　　)
A.1—丙；2—甲；3—乙B．1—乙；2—甲；3—丙C．1—甲；2—乙；3—丙D．1—丙；2—乙；3—甲
解析：丙的体积最大，吸水的量最大，漏斗液面高度最高，相对应的是图2中曲线1；甲、乙的体积相等，但是甲漏斗口的半透膜面积比乙的大，吸水的速度快，故甲漏斗液面高度变化要比乙的快些，对应图2中曲线2。
考向　动植物细胞吸水与失水的分析　 (2023·天津高三模拟预测)科研人员将人的成熟红细胞分别置于蒸馏水和几种等渗溶液中，测定红细胞溶血(溶血是指红细胞破裂后血红蛋白渗出的现象)所需时间，实验结果如图所示。以下叙述错误的是(　　)
A．红细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成B．处于等渗溶液中的红细胞吸水涨破是由于溶质分子进入细胞导致细胞质浓度升高C．氯化铵、甘油、乙醇、丙酮进入红细胞的速度依次减小D．上述实验可以证明脂溶性物质更易通过细胞膜解析：分析题图可知，氯化铵、甘油、乙醇、丙酮扩散进入红细胞的速度大小关系为丙酮>乙醇>甘油>氯化铵，C错误。
〔变式训练〕2．黑藻是一种常见的单子叶沉水植物，其叶片小而薄，叶肉细胞内有大而清晰且数量较多的叶绿体，液泡无色。某同学观察黑藻叶肉细胞的质壁分离和复原现象，实验步骤如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．观察叶绿体时也可以黑藻叶肉细胞为实验材料B．由于液泡无色，该实验需要进行染色才能观察到质壁分离现象C．步骤①中若叶肉细胞位于视野左下方，应将装片向左下方移动，使叶肉细胞位于视野中央D．若步骤②中的蔗糖溶液浓度为3 g·mL－1，则步骤⑤中可能观察不到质壁分离复原现象
解析：黑藻的叶片小而薄，叶肉细胞内有大而清晰且数量较多的叶绿体，所以是观察叶绿体的好材料，A正确；虽然液泡无色，但是黑藻细胞内的叶绿体散布于可以流动的细胞质中，呈现绿色，可以形成参照，故不进行染色也可以用黑藻叶肉细胞观察到质壁分离现象，B错误；显微镜下呈现的是倒像，位于视野左下方的叶肉细胞实际上位于视野的右上方，若要将视野左下方的叶肉细胞移到视野中央，应将装片向左下方移动，C正确；黑藻叶肉细胞在3 g·mL－1的蔗糖溶液中可能会因失水过多而死亡，故步骤⑤中观察不到质壁分离复原现象，D正确。
考点二　探究植物细胞的吸水和失水
观察植物细胞的质壁分离及复原(1)实验原理①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层_________。②_________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___。
易错整合，判断正误。(1)观察质壁分离可用0.15 g/mL蔗糖浓度作为试剂。(　　)(2)必须用高倍镜才能观察到质壁分离现象。(　　)
根据实验过程及原理回答以下问题。1．实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？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。也可以选择有叶绿体的叶肉细胞等。2．该实验无独立的对照组，为什么还叫对照实验？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。
3．上述实验中观察到质壁分离时，为何不宜停留时间过长？提示：观察到质壁分离时，若停留时间过长，细胞就会因过度失水而死亡，不会再发生质壁分离复原。4．引发质壁分离的内因和外因分别是什么？提示：外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度；内因是原生质层的伸缩性较大，细胞壁的伸缩性较小。
1．质壁分离及复原发生的条件(1)从细胞角度分析①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。
(2)从溶液角度分析①在一定浓度(溶质不能透过半透膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，才可复原)。②在一定浓度(溶质可透过半透膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离，并能自动复原，因为K＋、NO、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。
③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适合做质壁分离实验的溶液。
2．质壁分离实验的拓展应用(1)判断成熟植物细胞的死活
(2)测定细胞液浓度范围(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
(4)比较未知浓度的溶液的浓度大小(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
下列有关“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验操作，叙述正确的是(　　)
A．在步骤C中只需滴加1滴蔗糖溶液B．整个实验现象的观察应维持在低倍镜下C．步骤A具体操作过程为“解离→染色→漂洗→制片”D．步骤F观察实验结果和步骤D相比，液泡颜色变深
解析：在步骤C引流操作中需滴加多滴蔗糖溶液，用吸水纸在对侧吸引；步骤A制片时不需要进行解离、染色和漂洗而且这一制片顺序应为：解离→漂洗→染色→制片；质壁分离复原的细胞，因细胞吸水，液泡颜色变浅。
〔变式训练〕3．图1～4表示不同情况下某些物质跨膜运输速率的曲线图。下列相关叙述错误的是(　　)
A．可用图1与图3表示甘油进入人的皮肤细胞B．可用图2与图3表示人的红细胞吸收葡萄糖C．图2、4中限制A、C两点运输速率的主要因素不同D．图2、4中限制B、D两点运输速率的主要因素不同
解析：据图分析可知，图1表示自由扩散；图2表示协助扩散；图3说明该物质的运输不消耗细胞呼吸产生的能量，表示的运输方式为被动运输；图4表示主动运输。甘油进入人的皮肤细胞的方式是自由扩散，可用图1与图3表示，A正确；人的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，可用图2与图3表示，B正确；图2、4中限制A、C两点运输速率的主要因素分别是膜两侧物质浓度差和O2浓度，C正确；图2、4中B、D两点的限制因素可能相同，如载体蛋白的数量，D错误。
4．引起50%左右细胞发生初始质壁分离的浓度，称为细胞液的等渗浓度。某生物兴趣小组将剪成均等小块的洋葱表皮分别放入等量各组溶液中，并记录实验结果如表。下列相关叙述不正确的是(　　)
A.蔗糖溶液浓度小于0.3 ml·L－1时，洋葱表皮细胞不发生渗透作用B．该实验结果说明洋葱表皮细胞存在不同浓度的细胞液C．该洋葱表皮细胞细胞液的等渗浓度范围为0.5～0.6 ml·L－1D．为了更精确地测定洋葱表皮细胞细胞液的等渗浓度，可以设置更小的蔗糖溶液浓度梯度进行实验
解析：蔗糖溶液浓度小于0.3 ml·L－1时，洋葱表皮细胞没有发生质壁分离，但不是没有发生渗透作用，在低浓度的溶液中细胞会吸水，A错误；在不同的浓度的蔗糖溶液中细胞质壁分离的比例不同，说明洋葱表皮细胞存在不同浓度的细胞液，B正确；引起50%左右细胞发生初始质壁分离的浓度，称为细胞液的等渗浓度，根据表格结果，该洋葱表皮细胞细胞液的等渗浓度范围为0.5～0.6 ml·L－1，C正确；为了更精确地测定洋葱表皮细胞细胞液的等渗浓度，可以设置更小的蔗糖溶液浓度梯度进行实验，D正确。
考点三　物质出入细胞的方式
1．各种物质出入细胞方式的比较
2.膜上的两种转运蛋白比较
3.物质跨膜运输的方式与细胞膜结构的关系(1)协助扩散和主动运输依赖细胞膜上____________的种类和数量，或转运蛋白____________的变化，这也是细胞膜具有_______________的结构基础。(2)胞吞和胞吐也需要膜上_________的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的_________。
易错整合，判断正误。(1)以胞吐的方式排出细胞的物质不一定都是生物大分子。(　　)(2)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。(　　)(3)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要载体蛋白的协助。(　　)
(4)新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量。(　　)(5)激素都必须通过主动运输进入细胞内才能完成对细胞代谢的调节。(　　)
1．分析物质进出细胞的有关图像
(1)图甲、乙所示物质进出细胞的方式一样吗？为什么？提示：不一样。图甲中a点以后物质是逆浓度梯度运输，为主动运输；图乙中物质顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，但不消耗能量，为协助扩散。
(2)图乙所示的运输方式可以逆浓度梯度进行吗？为什么？提示：不能。逆浓度梯度运输一定消耗能量。(3)只要是消耗能量的运输方式就一定是主动运输吗？请说明理由。提示：不一定。消耗能量的运输方式除了主动运输，还有胞吞和胞吐以及穿越核孔的运输方式。2．主动运输过程中载体蛋白发生怎样的变化？提示：离子或分子与载体蛋白结合后，载体蛋白的空间结构发生变化，运输完成后载体蛋白又恢复原状。
1．模式图中物质跨膜运输的方式的判断
2．影响物质出入细胞的因素的曲线分析(1)物质浓度(在一定的范围内)
3．探究物质跨膜运输的实验设计(1)探究是主动运输还是被动运输
(2)探究是自由扩散还是协助扩散
考向　结合物质出入细胞方式的判断，考查科学思维能力 如图所示，质子泵跨膜运输H＋的过程。质子泵抑制剂可与胃壁细胞膜上的质子泵共价结合，使其不可逆地失活，从而抑制胃酸的分泌。下列叙述错误的是(　　)A．质子泵以主动运输的方式将H＋运出细胞B．质子泵参与细胞及其微环境的pH调控C．质子泵本质上是一种生物膜上的载体蛋白D．呼吸抑制剂使质子泵失活而抑制胃酸分泌
解析：根据图示，H＋的跨膜运输需要消耗ATP，需要载体且逆浓度梯度进行，为主动运输；质子泵将细胞内的H＋泵出，对微环境的pH有调控和维持作用；质子泵本质上是一种载体蛋白；由题意可知，质子泵抑制剂可与胃壁细胞膜上的质子泵共价结合使其不可逆地失活，从而抑制胃酸的分泌。
┃┃技巧点拨►“三看法”快速判定物质出入细胞的方式
〔变式训练〕5．(2021·河北卷)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图，①～⑤表示相关过程。下列叙述错误的是(　　)
A．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2和O2B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散C．成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量D．成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
解析：肌肉细胞进行有氧呼吸时，消耗O2，产生CO2，可以判断气体A和B分别是CO2和O2，A正确；①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，④是载体蛋白运输葡萄糖进入红细胞，顺浓度梯度，不需要消耗能量，为协助扩散，⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞，属于协助扩散，B正确；③为红细胞通过消耗能量主动吸收K＋排出Na＋，成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量，C正确；成熟红细胞没有核糖体，不能再合成新的蛋白质，细胞膜上的糖蛋白不能更新，糖蛋白存在于细胞膜的外表面，由于细胞膜具有流动性，其表面的糖蛋白处于不断流动中，D错误。
考向　影响物质跨膜运输的因素分析(2023·潍坊模拟)如图表示人体某细胞对葡萄糖的转运速率与细胞外葡萄糖浓度的关系。实线表示细胞外仅存在葡萄糖的情况，虚线表示细胞外同时存在一定浓度半乳糖的情况。以下说法正确的是(　　)
A．葡萄糖的转运速率随细胞外葡萄糖浓度的升高会持续增大B．半乳糖可水解为2分子葡萄糖C．该细胞膜上一定存在转运半乳糖的载体D．半乳糖对葡萄糖的转运有抑制作用
解析：由曲线走势可知，随着葡萄糖浓度的升高，葡萄糖的转运速率逐渐升高，当达到一定浓度后，转运速率保持不变，A错误；半乳糖属于单糖，不能水解，B错误；由曲线分析可知，葡萄糖和一定浓度的半乳糖同时存在时，葡萄糖的转运速率随葡萄糖浓度的升高而升高，但在同样浓度下低于仅存在葡萄糖时的转运速率，因此可以得出半乳糖对葡萄糖的转运有抑制作用，但是不能确定细胞膜上是否存在转运半乳糖的载体，C错误，D正确。
〔变式训练〕6．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：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。
1．(2022·湖北卷)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是(　　)A．经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀B．经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小C．未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀D．未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小
解析：经AgNO3处理的红细胞，水通道蛋白失去活性，但水可以通过自由扩散的形式进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会失水变小，A正确，B错误；未经AgNO3处理的红细胞，水可通过水通道蛋白快速进出细胞，也可通过自由扩散进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会迅速吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会迅速失水变小，CD正确。
2．(2022·浙江卷)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的B．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低C．丙图细胞的体积将持续增大，最终胀破D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显
解析：能发生质壁分离的细胞应为活的植物细胞，据图分析，从甲到乙发生了质壁分离现象，说明甲细胞是活细胞，A正确；乙图所示细胞发生质壁分离，该过程中细胞失水，故与甲图相比，乙图细胞的细胞液浓度较高，B错误； 由于有细胞壁的限制，丙图细胞体积不会持续增大，且不会涨破，C错误； 根尖分生区细胞无中央大液泡，不能发生质壁分离现象，D错误。
4．(2022·湖南卷)原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌，其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度≥0.3 ml/LB．乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原C．该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加D．若将该菌先65 ℃水浴灭活后，再用NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化
解析：分析甲组结果可知，随着培养时间延长，与0时(原生质体表面积大约为0.5 μm2)相比，原生质体表面积增加逐渐增大，甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，说明细胞吸水，表明细胞中浓度>0.3 ml/L，但不一定是细胞内NaCl浓度≥0.3 ml/L，A错误；分析乙、丙组结果可知，与0时(原生质体表面积大约分别为0.6 μm2、0.75 μm2)相比乙丙组原生质体略有下降，说明乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原，B正确；该菌的正常生长，细胞由小变大可导致原生质体表面积增加，该菌吸水也会导致原生质体表面积增加，C正确；若将该菌先65 ℃水浴灭活，细胞死亡，原生质层失去选择透过性，再用NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化，D正确。
5．(2022·全国甲卷)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是(　　)A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞cC．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
解析：由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大，说明细胞吸水，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A正确；水分交换前，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B正确；由题意可知，水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等；水分交换
达到平衡时，虽然细胞内外溶液浓度相同，但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小，因此，水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误；在一定的蔗糖溶液中，细胞c发生了质壁分离，水分交换达到平衡时，其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，D正确。
6．(2021·湖南卷)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是(　　)A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低D．1 ml/L NaCl溶液和1 ml/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
解析：施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A正确；发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B正确；植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确；溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1 ml/L的NaCl溶液和1 ml/L的葡萄糖溶液的渗透压不相同，因NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，故其渗透压高于葡萄糖溶液，D错误。
7．(2021·广东卷)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　)
A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
解析：滴加蔗糖溶液①后一段时间，保卫细胞气孔张开一定程度，说明保卫细胞在蔗糖溶液①中吸收一定水分；滴加蔗糖溶液②后一段时间，保卫细胞气孔关闭，说明保卫细胞在蔗糖溶液②中失去一定水分；滴加蔗糖溶液③后一段时间，保卫细胞气孔张开程度较大，说明保卫细胞在蔗糖溶液③中吸收水分多，且多于蔗糖溶液①，由此推断三种蔗糖溶液浓度大小为：②>①>③，D正确；通过分析可知，①细胞处吸水量少于③处细胞，说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A错误；②处细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确；滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确。
8. (2021·山东卷)液泡是植物细胞中储存Ca2＋的主要细胞器。液泡膜上的H＋焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H＋，建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度。该浓度梯度驱动H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2＋以与H＋相反的方向同时通过CAX进入液泡并储存。下列说法错误的是(　　)A．Ca2＋通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散B．Ca2＋通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺C．加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Ca2＋通过CAX的运输速率变慢D. H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输
解析：Ca2＋通过CAX的跨膜运输是由H＋的浓度梯度驱动的，属于不直接消耗能量的主动运输，A错误；Ca2＋通过CAX的运输进入液泡使液泡中细胞液浓度增大，利于植物细胞渗透吸水，使植物细胞保持坚挺，B正确；加入H＋焦磷酸酶抑制剂，H＋焦磷酸酶不能跨膜运输H＋，使液泡膜两侧的H＋浓度梯度减小，Ca2＋和H＋的反向转运速率减慢，C正确；根据题目信息“该浓度梯度驱动H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2＋以与H＋相反的方向同时通过CAX进入液泡”，可知液泡内H＋浓度高于细胞质基质，因此H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输，并且利用的是无机焦磷酸水解释放的能量，D正确。
9．(2021·浙江1月选考)下图为植物细胞质膜中H＋－ATP酶将细胞质中的H＋转运到膜外的示意图。下列叙述正确的是(　　)A．H＋转运过程中H＋－ATP酶不发生形变B．该转运可使膜两侧H＋维持一定的浓度差C．抑制细胞呼吸不影响H＋的转运速率D．线粒体内膜上的电子传递链也会发生图示过程
解析：据图分析可知，H＋逆浓度梯度运输，且需要消耗能量，该过程为主动转运，在此过程中H＋－ATP酶兼有载体蛋白和ATP水解酶的功能。主动转运过程中H＋－ATP酶作为载体蛋白，会发生形变，协助物质运输，A错误；该转运方式为主动转运，主动转运的结果是使膜两侧H＋维持一定的浓度差，B正确；H＋的转运方式为主动转运，需要载体蛋白的协助，同时需要能量，抑制细胞呼吸会影响细胞的能量供应，进而影响H＋的转运速率，C错误；图示过程是消耗ATP的过程，而线粒体内膜的电子传递链最终会生成ATP，不会发生图示过程，D错误。
10. (2020·全国Ⅱ卷)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
解析：由题干信息可知，叶细胞与溶液之间无溶质交换，而甲组的甲糖溶液浓度升高，则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度，引起了细胞吸水，A正确；若乙糖溶液浓度不变，说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等，叶细胞净吸水量为零，B正确；若乙糖溶液浓度降低，说明细胞失水，叶肉细胞可能发生了质壁分离，C正确；若乙糖溶液浓度升高，说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度，细胞吸水，而乙糖溶液物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍，因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组，D错误。
11．(2020·江苏卷)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
解析：葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，运出小肠上皮细胞的方式为协助扩散，A正确；由图示可知，Na＋主要以②主动运输的方式运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以⑤胞吞的方式进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；维生素D属于固醇类，进入细胞的方式为④自由扩散，D错误。
12．(2019·全国卷Ⅱ)某种H＋－ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H＋。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中(假设细胞内的pH高于细胞外)，置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H＋－ATPase的抑制剂(抑制ATP水解)，再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是(　　)
A．H＋－ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H＋转运到细胞外B．蓝光通过保卫细胞质膜上的H＋－ATPase发挥作用导致H＋逆浓度梯度跨膜运输C．H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量可由蓝光直接提供D．溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞
解析：由题干可知，用蓝光照射保卫细胞的悬浮液，溶液的pH明显降低，说明细胞内的H＋被转运到细胞外，A项正确；H＋运出保卫细胞是逆浓度梯度的跨膜运输，需要能量，因H＋－ATPase具有水解酶活性，故运输所需能量由H＋－ATPase水解ATP提供，不由蓝光直接提供，B项正确、C项错误；溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞，D项正确。
13．(2022·全国乙卷)农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。
(1)由图可判断NO进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是______________________________________________________。(2)O2浓度大于a时作物乙吸收NO的速率不再增加，推测其原因是____________________________________________________。
(3)作物甲和作物乙各自在NO最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断的依据是___________________________________________________________________________________________。(4)据图可知，在农业生产中，为促进农作物根对NO的吸收利用，可以采取的措施是__________________________________________(答出1点即可)。
中耕松土(或促进根系进行有氧呼吸等)
14．(2022·海南卷)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是_______________。(2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于____________。
(3)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH______；此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是_____________________________________________________。(4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的生理变化，这一过程体现的细胞膜的功能是___________________________。
载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构改变
(5)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是________________________________________________________________________。
温度降低，酶的活性降低，呼吸速率减慢，为主动运输提供的能量减少
解析：(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，说明细胞膜对物质的运输具有选择透过性。(2)水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式不消耗能量，属于协助扩散。(3)细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的H＋增加，pH降低，此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时会发生磷酸化，导致其空间结构改变，进而运输H＋。