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专题03 细胞的物质运输（4大题型）-2025年高考生物一轮复习题型冲关讲义（新高考通用）
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这是一份专题03 细胞的物质运输（4大题型）-2025年高考生物一轮复习题型冲关讲义（新高考通用），文件包含专题03细胞的物质运输4大题型原卷版docx、专题03细胞的物质运输4大题型解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共20页， 欢迎下载使用。
考点一 水进出细胞的原理
01 渗透作用
【例1】某同学设计了如图甲所示的渗透作用实验装置（水和葡萄糖分子可通过膀胱膜，蔗糖分子不可通过），实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势如图乙所示（少量蔗糖酶不影响渗透压），下列叙述正确的是（ ）
A．O~a段漏斗内溶液的吸水能力不断升高
B．a~b段膀胱膜两侧的溶液浓度相等
C．a~b段进出漏斗的水分子数不相等
D．a~b段若向漏斗中加入少量蔗糖酶，则液面高度先升后降，最后平衡
【答案】D
【分析】分析题干信息和题图可知，膀胱膜是半透膜，水分子和单糖能通过，蔗糖分子不能通过，漏斗内是蔗糖溶液，烧杯内是蒸馏水，因此水分子进入长颈漏斗的数量多与水分子进入烧杯的数量，使漏斗内的液面升高，随着内外浓度差的减小，水分子进入漏斗的速率减慢，最终水分子进入长颈漏斗的数量多与水分子进入烧杯的数量达到动态平衡，漏斗内的液面不再升高。
【详解】A、O~a段漏斗内溶液液面不断上升的原因是相同时间内从漏斗进入烧杯中的水少于从烧杯进入漏斗内的水的量，随着水分子增多，溶液浓度变小，漏斗内溶液的吸水能力不断下降，A错误；
BC、a~b段液面不再上升的直接原因是相同时间内从漏斗进入烧杯中的水与从烧杯进入漏斗内的水的量相同，但由于水压存在，此时膀胱膜两侧的溶液浓度不同，BC错误；
D、a~b段若向漏斗中加入少量蔗糖酶，则漏斗中的一分子蔗糖被分解为两分子单糖，渗透压变大，液面在初始时间内会上升，但由于葡萄糖等单糖会透过膀胱膜，则液面上升后会下降，最后保持平衡，D正确。
故选D。
【变式1-1】某兴趣小组利用图示装置和相关试剂探究了透析袋的透性。当甲为质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、乙为碘溶液（棕红色），袋内溶液逐渐变为蓝色；当甲为质量分数为5%的葡萄糖溶液、乙为斐林试剂，水浴（55℃）后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述错误的是（ ）
A．淀粉不能通过透析袋，碘能通过透析袋
B．葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋
C．若甲为质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，向甲中加入适量淀粉酶溶液，乙为碘溶液，透析袋内的溶液最终为棕红色
D．若甲为质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，向甲中加入适量淀粉酶溶液，乙为蒸馏水，最终透析袋内外两侧的溶液浓度一致
【答案】D
【分析】要发生渗透作用，需要有半透膜和膜两侧溶液具有浓度差。
【详解】A．由题干“当甲为质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、乙为碘溶液（棕红色），袋内溶液逐渐变为蓝色”，可知淀粉不能通过透析袋，碘能通过透析袋，A正确：
B．由题干“当甲为质量分数为5%的葡萄糖溶液、乙为斐林试剂，水浴（55℃）后透析袋内、外均不出现砖红色”，可知葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋，B正确；
C．淀粉遇淀粉酶会被水解，且淀粉不能通过透析袋，碘溶液（棕红色）能通过透析袋，故透析袋内的溶液最终为棕红色，C正确；
D．淀粉遇淀粉酶会被水解，其水解产物不能透过透析袋，故最终透析袋内溶液浓度高于透析袋外蒸馏水浓度，D错误。
故选D。
【变式1-2】表示某渗透装置，其中S1溶液和S2溶液为两种不同浓度的淀粉溶液，初始时，两液面持平；当渗透平衡时，两液面差为△h。下列分析错误的是（ ）
A．若向烧杯内加适量清水，则渗透平衡时，△h将变大
B．若向漏斗内加适量清水，则渗透平衡时，△h将变小
C．渗透平衡时，淀粉和水分子都不会通过半透膜
D．渗透平衡时，两溶液的浓度大小关系为S1>S2
【答案】C
【分析】渗透作用，即水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。渗透作用发生的条件是具有半透膜和半透膜两侧的溶液具有浓度差。
【详解】AB、根据图中液面上升的现象可知，图中两种溶液的浓度关系为S1＞S2，向烧杯内加适量清水则S2的浓度会变得更小，因而两种淀粉溶液的浓度差与之前相比变得更大，达到渗透平衡后△h将变大；向烧杯内加适量清水则两种淀粉溶液的浓度差变小，达到渗透平衡后△h将变小，AB正确；
C、渗透平衡时，淀粉不会通过半透膜，但水分子仍可以通过半透膜，C错误；
D、漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的淀粉溶液，渗透平衡时液面差为△h，此时S1和S2浓度的大小关系为S1＞S2，液面差对水的作用力与浓度差对水的作用力刚好抵消实现平衡，D正确。
故选C。
02动植物细胞的吸水和失水
【例2】将洋葱鳞片叶外表皮细胞制成临时装片，利用蔗糖溶液和清水进行细胞失水和吸水实验时观察到的显微图像如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．图1细胞的细胞液浓度比初始状态低
B．图2细胞的吸水能力逐渐加强
C．加入清水，图1细胞一定会发生质壁分离复原
D．两组细胞都有水分子透过原生质层进出液泡
【答案】D
【分析】题图分析，图1与图2构成对照，可得出图1在蔗糖溶液中细胞发生了质壁分离现象，此时细胞内原生质层收缩；图2表示在清水中中发生了质壁分离复原。
【详解】A、图1细胞发生质壁分离，细胞液浓度因失水比初始状态高，A错误；
B、图2细胞处于清水中，细胞液浓度因吸水而不断降低，其细胞的吸水能力逐渐减弱，B错误；
C、因蔗糖溶液浓度未知，图1细胞可能会失水过多而死亡，加入清水后，质壁分离可能不复原，C错误；
D、水分子进出细胞是双向的，两组细胞都有水分子透过原生质层进出液泡，D正确。
故选D。
【变式2-1】耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用质量浓度为0.3 g·mL－1的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如下图，下列叙述正确的是（ ）
A．Ⅱ组水稻原生质体的体积增加，说明Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻
B．Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升仅受限于细胞壁的伸缩性
C．A→B段，Ⅰ组水稻细胞的吸水能力逐渐减弱
D．B→C段是由于Ⅰ组细胞在B点开始主动吸收K＋、
【答案】A
【分析】由图，0.3g·mL-1的KNO3溶液处理两组水稻后，Ⅰ组水稻原生质体体积相对值先减少后增加最后恢复到100%，说明发生了质壁分离现象并复原；Ⅱ组水稻原生质体体积相对值增加，说明II组水稻可以从外界环境中吸收水分，故Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻。
【详解】A、在0.3g·mL-1的KNO3溶液中，II组水稻的原生质体体积增加，说明II组水稻可以从外界环境中吸收水分，属于耐盐碱水稻，A正确；
B、Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升除受限于细胞壁的伸缩性外，还受到细胞内外浓度差的影响，B错误；
C、A→B段，I组水稻的原生质体体积减小，说明细胞失水，细胞液浓度增加，吸水能力逐渐增强，C错误；
D、由于细胞能通过主动吸收K+和NO3-，使B→C段细胞液浓度高于外界溶液浓度，细胞吸水，因此细胞会发生质壁分离的复原，细胞主动吸收K+和NO3-不是从B点开始的，D错误。
故选A。
【变式2-2】将某动物细胞和某植物根尖分生区细胞分别置于清水中一段时间，用显微镜观察二者发生的变化。下列叙述错误的是（ ）
A．动物细胞与植物根尖分生区细胞在清水中均会发生渗透作用
B．动物细胞可能会吸水涨破，而植物根尖分生区细胞不会
C．动物细胞与植物根尖分生区细胞均通过自由扩散吸收水分
D．植物根尖分生区细胞在清水中观察不到质壁分离现象
【答案】C
【分析】渗透作用指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度运输到高浓度的扩散。成熟的植物细胞有一大液泡，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，即发生了质壁分离；当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中，液泡逐渐变大，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，即发生了质壁分离复原。
【详解】A、动物细胞与植物根尖分生区细胞均具有细胞膜，细胞膜有选择透过性，可起半透膜的作用。因此，动物细胞与植物根尖分生区细胞在清水中均会发生渗透作用，A正确；
B、植物根尖分生区细胞有细胞壁保护，不会吸水涨破，但动物细胞在渗透压太低的溶液中会因吸水量太大而被涨破，B正确；
C、动物细胞与植物根尖分生区细胞的吸水方式有自由扩散和协助扩散两种，其中以协助扩散为主，C错误；
D、植物细胞发生质壁分离需要两个前提条件，一方面是需要具有中央大液泡，另一方面是外界溶液浓度需要大于细胞液浓度，植物根尖分生区细胞没有中央大液泡，故无法观察到质壁分离，D正确。
故选C。
考点二 物质进出细胞的方式及影响因素
01 物质跨膜运输方式的判断
【例1】人体甲状腺滤泡上皮细胞内的I浓度比组织液高20~25倍，细胞内Na+浓度低于组织液。甲状腺滤泡上皮细胞能够合成并分泌甲状腺激素。如图为甲状腺激素合成并分泌的机理图。下列叙述正确的是（ ）
A．I-和Na+进入细胞的运输方式相同
B．I-在细胞质基质中与甲状腺球蛋白结合
C．甲状腺球蛋白的合成与分泌与细胞骨架有关
D．甲状腺激素的合成与分泌与核糖体无关
【答案】C
【分析】小分子物质跨膜运输的方式有被动运输和主动运输：（1）被动运输：①自由扩散：不需要载体蛋白和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等②协助扩散：需要转运蛋白，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。（2）主动运输：既需要载体协助，又需要消耗能量，如细胞吸收K+、Na+、Ca2+、氨基酸等。
【详解】A、根据细胞膜两侧离子浓度可知，I-进入细胞是通过主动转运，Na+进入细胞是通过易化扩散，A错误；
B、由图可知，I-在组织液中与甲状腺球蛋白结合形成碘化甲状腺球蛋白，B错误；
C、细胞骨架是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构。维持细胞的形态结构及内部结构的有序性，同时在细胞的运动、胞内物质运输、信息传递、细胞分化等方面起着重要作用。故甲状腺球蛋白的合成与分泌与细胞骨架有关，C正确；
D、合成甲状腺激素，先需要合成甲状腺球蛋白，该蛋白在核糖体上合成，分泌甲状腺激素需要转运蛋白，因此甲状腺激素的合成与分泌与核糖体有关，D错误。
故选C。
【变式1-1】我国是全球第三大盐碱地分布国家，培育耐盐碱水稻对我国粮食保障具有战略性意义。如图是与某水稻耐盐碱性相关的生理过程示意图。当盐浸入根周围的环境时，Na+借助通道蛋白HKT1大量进入根部细胞，同时抑制了K+进入细胞，导致细胞中Na+、K+的比例异常，影响蛋白质的正常合成，从而影响植物生长。根细胞会借助Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能，进而调节细胞中Na+、K+的比例。液泡膜上存在转运蛋白X，可以协同转运H+和Na+。下列说法错误的是（ ）
A．盐浸入根周围的环境时，HKT1运输Na+过程中，其空间结构不发生改变
B．根细胞的细胞质基质与细胞液、细胞膜外的pH不同，这种差异主要由H+-ATP泵来维持
C．推测细胞中的Ca2+可以抑制HKT1的同时促进AKT1的作用，缓解细胞代谢异常
D．液泡膜上的X将Na+逆浓度梯度运输到液泡内需消耗ATP
【答案】D
【分析】据题意可知，在高盐胁迫下，当盐浸入到根周围的环境时，Na+从高浓度的土壤溶液进入低浓度的细胞内，借助通道蛋白HKT1以协助扩散方式大量进入根部细胞。根据题意，蛋白质合成受影响是由于Na+大量进入细胞，K+进入细胞受抑制，导致细胞中Na+/K+的比例异常，使细胞内的酶失活而引起。HKT1能协助Na+进入细胞，AKT1能协助K+进入细胞。要使细胞内的蛋白质合成恢复正常，则细胞质基质中的Ca2+抑制HKT1运输Na+，激活 AKT1运输K+，使细胞中Na+/K+的比例恢复正常。同时，一部分离子被运入液泡内，导致细胞液的渗透压升高，促进根细胞吸水，从而降低细胞液的浓度。
【详解】A、依据题意，Na+借助通道蛋白HKT1大量进入根部细胞，通道蛋白能容许与自身通道的直径和形状想适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，不需要与通道蛋白结合，空间结构不会发生改变，A正确；
B、据图可知，耐盐植物根细胞的细胞质基质中pH为7.5，而细胞膜外和液泡膜内pH均为5.5，细胞质基质中H+含量比细胞膜外和液泡膜内低，要维持浓度差，则主要由位于液泡膜上的H+-ATP泵以主动运输方式将H+转运到液泡来维持的，B正确；
C、根据题意，蛋白质合成受影响是由于Na+大量进入细胞，K+进入细胞受抑制，导致细胞中Na+/K+的比例异常，使细胞内的酶失活而引起。要使细胞内的蛋白质合成恢复正常，则细胞质基质中的Ca2+抑制HKT1运输Na+，激活 AKT1运输K+，使细胞中Na+/K+的比例恢复正常，C正确；
D、依据题意，液泡膜上存在转运蛋白X，可以协同转运H+和Na+，由此推测，X将Na+逆浓度梯度运输到液泡内借助膜两侧H+浓度差所提供的电化学势能，D错误。
故选D。
【变式1-2】下图表示某异养细菌细胞膜的部分结构示意图，①②③④表示膜蛋白。下列说法错误的是（ ）
A．Na+通过易化扩散进入细胞B．H+可通过主动转运进入细胞
C．转运乳酸时③会发生自身构象的改变D．降低环境pH有利于该细菌生存
【答案】D
【分析】主动运输是逆浓度梯度运输，需要转运蛋白和能量。被动运输是顺浓度梯度运输，可以分为自由扩散和协助扩散。
【详解】A、多糖链一侧为细胞外侧，钠离子通过其细胞膜顺浓度进入细胞，跨膜运输方式为协助扩散（易化扩散），A正确；
B、氢离子浓度通过光驱动逆浓度进入细胞，为主动运输，B正确；
C、转运乳酸时，需要消耗ATP ,需要载体蛋白，且乳酸逆浓度梯度运输，所以乳酸运输方式为主动运输，主动运输时，载体蛋白③会发生自身构象的改变，C正确；
D、细菌为异养生物，通过建立膜两侧氢离子浓度差吸收葡萄糖，降低环境的pH不利于利用葡萄糖的吸收，更不利于细菌生存，D错误。
故选D。
02 影响物质跨膜运输的因素分析
【例2】如图表示物质浓度与氧气浓度对几种物质运输方式的影响，下列相关叙述正确的是（ ）
A．①只能代表自由扩散，②只能代表协助扩散
B．温度对图示物质运输方式均会产生影响
C．随横坐标数值的增大，②和④两种运输方式不再升高的原因完全不同
D．曲线④表示的运输方式需要消耗能量，抑制有氧呼吸会完全抑制该运输过程
【答案】B
【分析】题图分析：①图表示影响因素为物质浓度，运输方式为自由扩散；②图表示影响因素为物质浓度和载体蛋白数量，运输方式为协助扩散或主动运输；③图表示运输速率与能量无关，属于被动运输（自由扩散或协助扩散）；④表示影响因素为能量和载体蛋白，该物质运输方式为主动运输。
【详解】AC、①代表自由扩散，②代表协助扩散或主动运输，③代表自由扩散或协助扩散，④代表主动运输，随横坐标数值的增大，②、④两种运输方式不再升高的主要原因都是膜上转运蛋白的数量有限，AC错误；
B、温度会影响细胞膜的流动性，对几种运输方式都会产生影响，B正确；
D、曲线④说明该运输过程消耗能量，抑制有氧呼吸并不一定会完全抑制该运输过程，因为无氧呼吸也能产生少量的能量供给该物质的运输过程，D错误。
故选B。
【变式2-1】浸入物质的量浓度为1ml/LKNO3溶液中的洋葱鳞片叶表皮细胞，会出现质壁分离和质壁分离自动复原的现象，其原因用下图表示最准确的一组是（ ）
A．①、④、①B．③、④、⑥
C．⑤、②、⑥D．②、③、⑥
【答案】A
【分析】1、当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，即发生了质壁分离。
2、当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中，液泡逐渐变大，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，即发生了质壁分离复原。
【详解】①⑤表示自由扩散，②⑥既可以表示协助扩散也可以表示主动运输，③既可以表示自由扩散也可以表示协助扩散，④表示主动运输，出现质壁分离的原因是水分子透过原生质层进入外界溶液，该过程中水分子的跨膜运输方式是自由扩散；质壁分离自动复原的原因是K+和NO3-通过主动运输进入细胞液，引起细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞又从外界不断地吸水，而水分子的跨膜运输方式是自由扩散。
综上分析，依次发生的应该是自由扩散、主动运输和自由扩散，A符合题意。
故选A。
【变式2-2】作物甲的根细胞吸收K+和NO3-的速率与O2浓度的关系如图所示。下列分析错误的是（ ）
A．K+和NO3-进入根细胞的运输方式均为主动运输
B．O2浓度大于a时限制作物甲吸收K+速率的主要因素是外界环境中K+含量
C．与K+最大吸收速率时相比，根细胞的呼吸速率在NO3-最大吸收速率时较大
D．定期松土可促进农作物对K+和NO3-的吸收利用
【答案】B
【分析】由图可知，在一定的范围内随着氧气浓度的增加，作物吸收K+和NO3-的速率也在增加，超过该范围后，氧气浓度的增加，作物吸收K+和NO3-的速率就不再增加，说明K+和NO3-的吸收不仅需要能量，也需要载体蛋白，所以是主动运输。
【详解】A、根据图示可知，K+和NO3-吸收速率在一定范围内与氧气浓度呈正相关，根细胞吸收K+和NO3-的过程消耗能量，吸收方式为主动运输，A 正确；
B、O2浓度大于a时限制作物甲吸收K+速率，此时的限制因素不再是能量，而是载体蛋白，可能载体蛋白达到饱和，B错误；
C、与K+最大吸收速率时相比，根细胞在NO3-最大吸收速率时，消耗氧气多，所以根细胞在NO3-最大吸收速率的呼吸速率大，C正确；
D、在农业生产中，定期松土，增加土壤中的含氧量，促进根细胞的有氧呼吸，为主动运输吸收矿质元素提供能量，因此定期松土可促进农作物对K+和NO3-的吸收利用，D正确。
故选B。
考点一 水进出细胞的原理
【题型1】渗透作用
【题型2】动植物细胞的吸水和失水
考点二 物质进出细胞的方式及影响因素
【题型1】物质跨膜运输方式的判断
【题型2】影响物质跨膜运输的因素分析
考点一 水进出细胞的原理
01 渗透作用
【例1】某同学设计了如图甲所示的渗透作用实验装置（水和葡萄糖分子可通过膀胱膜，蔗糖分子不可通过），实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势如图乙所示（少量蔗糖酶不影响渗透压），下列叙述正确的是（ ）
A．O~a段漏斗内溶液的吸水能力不断升高
B．a~b段膀胱膜两侧的溶液浓度相等
C．a~b段进出漏斗的水分子数不相等
D．a~b段若向漏斗中加入少量蔗糖酶，则液面高度先升后降，最后平衡
【答案】D
【分析】分析题干信息和题图可知，膀胱膜是半透膜，水分子和单糖能通过，蔗糖分子不能通过，漏斗内是蔗糖溶液，烧杯内是蒸馏水，因此水分子进入长颈漏斗的数量多与水分子进入烧杯的数量，使漏斗内的液面升高，随着内外浓度差的减小，水分子进入漏斗的速率减慢，最终水分子进入长颈漏斗的数量多与水分子进入烧杯的数量达到动态平衡，漏斗内的液面不再升高。
【详解】A、O~a段漏斗内溶液液面不断上升的原因是相同时间内从漏斗进入烧杯中的水少于从烧杯进入漏斗内的水的量，随着水分子增多，溶液浓度变小，漏斗内溶液的吸水能力不断下降，A错误；
BC、a~b段液面不再上升的直接原因是相同时间内从漏斗进入烧杯中的水与从烧杯进入漏斗内的水的量相同，但由于水压存在，此时膀胱膜两侧的溶液浓度不同，BC错误；
D、a~b段若向漏斗中加入少量蔗糖酶，则漏斗中的一分子蔗糖被分解为两分子单糖，渗透压变大，液面在初始时间内会上升，但由于葡萄糖等单糖会透过膀胱膜，则液面上升后会下降，最后保持平衡，D正确。
故选D。
【变式1-1】某兴趣小组利用图示装置和相关试剂探究了透析袋的透性。当甲为质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、乙为碘溶液（棕红色），袋内溶液逐渐变为蓝色；当甲为质量分数为5%的葡萄糖溶液、乙为斐林试剂，水浴（55℃）后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述错误的是（ ）
A．淀粉不能通过透析袋，碘能通过透析袋
B．葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋
C．若甲为质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，向甲中加入适量淀粉酶溶液，乙为碘溶液，透析袋内的溶液最终为棕红色
D．若甲为质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，向甲中加入适量淀粉酶溶液，乙为蒸馏水，最终透析袋内外两侧的溶液浓度一致
【答案】D
【分析】要发生渗透作用，需要有半透膜和膜两侧溶液具有浓度差。
【详解】A．由题干“当甲为质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、乙为碘溶液（棕红色），袋内溶液逐渐变为蓝色”，可知淀粉不能通过透析袋，碘能通过透析袋，A正确：
B．由题干“当甲为质量分数为5%的葡萄糖溶液、乙为斐林试剂，水浴（55℃）后透析袋内、外均不出现砖红色”，可知葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋，B正确；
C．淀粉遇淀粉酶会被水解，且淀粉不能通过透析袋，碘溶液（棕红色）能通过透析袋，故透析袋内的溶液最终为棕红色，C正确；
D．淀粉遇淀粉酶会被水解，其水解产物不能透过透析袋，故最终透析袋内溶液浓度高于透析袋外蒸馏水浓度，D错误。
故选D。
【变式1-2】表示某渗透装置，其中S1溶液和S2溶液为两种不同浓度的淀粉溶液，初始时，两液面持平；当渗透平衡时，两液面差为△h。下列分析错误的是（ ）
A．若向烧杯内加适量清水，则渗透平衡时，△h将变大
B．若向漏斗内加适量清水，则渗透平衡时，△h将变小
C．渗透平衡时，淀粉和水分子都不会通过半透膜
D．渗透平衡时，两溶液的浓度大小关系为S1>S2
【答案】C
【分析】渗透作用，即水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。渗透作用发生的条件是具有半透膜和半透膜两侧的溶液具有浓度差。
【详解】AB、根据图中液面上升的现象可知，图中两种溶液的浓度关系为S1＞S2，向烧杯内加适量清水则S2的浓度会变得更小，因而两种淀粉溶液的浓度差与之前相比变得更大，达到渗透平衡后△h将变大；向烧杯内加适量清水则两种淀粉溶液的浓度差变小，达到渗透平衡后△h将变小，AB正确；
C、渗透平衡时，淀粉不会通过半透膜，但水分子仍可以通过半透膜，C错误；
D、漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的淀粉溶液，渗透平衡时液面差为△h，此时S1和S2浓度的大小关系为S1＞S2，液面差对水的作用力与浓度差对水的作用力刚好抵消实现平衡，D正确。
故选C。
02动植物细胞的吸水和失水
【例2】将洋葱鳞片叶外表皮细胞制成临时装片，利用蔗糖溶液和清水进行细胞失水和吸水实验时观察到的显微图像如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．图1细胞的细胞液浓度比初始状态低
B．图2细胞的吸水能力逐渐加强
C．加入清水，图1细胞一定会发生质壁分离复原
D．两组细胞都有水分子透过原生质层进出液泡
【答案】D
【分析】题图分析，图1与图2构成对照，可得出图1在蔗糖溶液中细胞发生了质壁分离现象，此时细胞内原生质层收缩；图2表示在清水中中发生了质壁分离复原。
【详解】A、图1细胞发生质壁分离，细胞液浓度因失水比初始状态高，A错误；
B、图2细胞处于清水中，细胞液浓度因吸水而不断降低，其细胞的吸水能力逐渐减弱，B错误；
C、因蔗糖溶液浓度未知，图1细胞可能会失水过多而死亡，加入清水后，质壁分离可能不复原，C错误；
D、水分子进出细胞是双向的，两组细胞都有水分子透过原生质层进出液泡，D正确。
故选D。
【变式2-1】耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用质量浓度为0.3 g·mL－1的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如下图，下列叙述正确的是（ ）
A．Ⅱ组水稻原生质体的体积增加，说明Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻
B．Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升仅受限于细胞壁的伸缩性
C．A→B段，Ⅰ组水稻细胞的吸水能力逐渐减弱
D．B→C段是由于Ⅰ组细胞在B点开始主动吸收K＋、
【答案】A
【分析】由图，0.3g·mL-1的KNO3溶液处理两组水稻后，Ⅰ组水稻原生质体体积相对值先减少后增加最后恢复到100%，说明发生了质壁分离现象并复原；Ⅱ组水稻原生质体体积相对值增加，说明II组水稻可以从外界环境中吸收水分，故Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻。
【详解】A、在0.3g·mL-1的KNO3溶液中，II组水稻的原生质体体积增加，说明II组水稻可以从外界环境中吸收水分，属于耐盐碱水稻，A正确；
B、Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升除受限于细胞壁的伸缩性外，还受到细胞内外浓度差的影响，B错误；
C、A→B段，I组水稻的原生质体体积减小，说明细胞失水，细胞液浓度增加，吸水能力逐渐增强，C错误；
D、由于细胞能通过主动吸收K+和NO3-，使B→C段细胞液浓度高于外界溶液浓度，细胞吸水，因此细胞会发生质壁分离的复原，细胞主动吸收K+和NO3-不是从B点开始的，D错误。
故选A。
【变式2-2】将某动物细胞和某植物根尖分生区细胞分别置于清水中一段时间，用显微镜观察二者发生的变化。下列叙述错误的是（ ）
A．动物细胞与植物根尖分生区细胞在清水中均会发生渗透作用
B．动物细胞可能会吸水涨破，而植物根尖分生区细胞不会
C．动物细胞与植物根尖分生区细胞均通过自由扩散吸收水分
D．植物根尖分生区细胞在清水中观察不到质壁分离现象
【答案】C
【分析】渗透作用指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度运输到高浓度的扩散。成熟的植物细胞有一大液泡，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，即发生了质壁分离；当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中，液泡逐渐变大，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，即发生了质壁分离复原。
【详解】A、动物细胞与植物根尖分生区细胞均具有细胞膜，细胞膜有选择透过性，可起半透膜的作用。因此，动物细胞与植物根尖分生区细胞在清水中均会发生渗透作用，A正确；
B、植物根尖分生区细胞有细胞壁保护，不会吸水涨破，但动物细胞在渗透压太低的溶液中会因吸水量太大而被涨破，B正确；
C、动物细胞与植物根尖分生区细胞的吸水方式有自由扩散和协助扩散两种，其中以协助扩散为主，C错误；
D、植物细胞发生质壁分离需要两个前提条件，一方面是需要具有中央大液泡，另一方面是外界溶液浓度需要大于细胞液浓度，植物根尖分生区细胞没有中央大液泡，故无法观察到质壁分离，D正确。
故选C。
考点二 物质进出细胞的方式及影响因素
01 物质跨膜运输方式的判断
【例1】人体甲状腺滤泡上皮细胞内的I浓度比组织液高20~25倍，细胞内Na+浓度低于组织液。甲状腺滤泡上皮细胞能够合成并分泌甲状腺激素。如图为甲状腺激素合成并分泌的机理图。下列叙述正确的是（ ）
A．I-和Na+进入细胞的运输方式相同
B．I-在细胞质基质中与甲状腺球蛋白结合
C．甲状腺球蛋白的合成与分泌与细胞骨架有关
D．甲状腺激素的合成与分泌与核糖体无关
【答案】C
【分析】小分子物质跨膜运输的方式有被动运输和主动运输：（1）被动运输：①自由扩散：不需要载体蛋白和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等②协助扩散：需要转运蛋白，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。（2）主动运输：既需要载体协助，又需要消耗能量，如细胞吸收K+、Na+、Ca2+、氨基酸等。
【详解】A、根据细胞膜两侧离子浓度可知，I-进入细胞是通过主动转运，Na+进入细胞是通过易化扩散，A错误；
B、由图可知，I-在组织液中与甲状腺球蛋白结合形成碘化甲状腺球蛋白，B错误；
C、细胞骨架是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构。维持细胞的形态结构及内部结构的有序性，同时在细胞的运动、胞内物质运输、信息传递、细胞分化等方面起着重要作用。故甲状腺球蛋白的合成与分泌与细胞骨架有关，C正确；
D、合成甲状腺激素，先需要合成甲状腺球蛋白，该蛋白在核糖体上合成，分泌甲状腺激素需要转运蛋白，因此甲状腺激素的合成与分泌与核糖体有关，D错误。
故选C。
【变式1-1】我国是全球第三大盐碱地分布国家，培育耐盐碱水稻对我国粮食保障具有战略性意义。如图是与某水稻耐盐碱性相关的生理过程示意图。当盐浸入根周围的环境时，Na+借助通道蛋白HKT1大量进入根部细胞，同时抑制了K+进入细胞，导致细胞中Na+、K+的比例异常，影响蛋白质的正常合成，从而影响植物生长。根细胞会借助Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能，进而调节细胞中Na+、K+的比例。液泡膜上存在转运蛋白X，可以协同转运H+和Na+。下列说法错误的是（ ）
A．盐浸入根周围的环境时，HKT1运输Na+过程中，其空间结构不发生改变
B．根细胞的细胞质基质与细胞液、细胞膜外的pH不同，这种差异主要由H+-ATP泵来维持
C．推测细胞中的Ca2+可以抑制HKT1的同时促进AKT1的作用，缓解细胞代谢异常
D．液泡膜上的X将Na+逆浓度梯度运输到液泡内需消耗ATP
【答案】D
【分析】据题意可知，在高盐胁迫下，当盐浸入到根周围的环境时，Na+从高浓度的土壤溶液进入低浓度的细胞内，借助通道蛋白HKT1以协助扩散方式大量进入根部细胞。根据题意，蛋白质合成受影响是由于Na+大量进入细胞，K+进入细胞受抑制，导致细胞中Na+/K+的比例异常，使细胞内的酶失活而引起。HKT1能协助Na+进入细胞，AKT1能协助K+进入细胞。要使细胞内的蛋白质合成恢复正常，则细胞质基质中的Ca2+抑制HKT1运输Na+，激活 AKT1运输K+，使细胞中Na+/K+的比例恢复正常。同时，一部分离子被运入液泡内，导致细胞液的渗透压升高，促进根细胞吸水，从而降低细胞液的浓度。
【详解】A、依据题意，Na+借助通道蛋白HKT1大量进入根部细胞，通道蛋白能容许与自身通道的直径和形状想适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，不需要与通道蛋白结合，空间结构不会发生改变，A正确；
B、据图可知，耐盐植物根细胞的细胞质基质中pH为7.5，而细胞膜外和液泡膜内pH均为5.5，细胞质基质中H+含量比细胞膜外和液泡膜内低，要维持浓度差，则主要由位于液泡膜上的H+-ATP泵以主动运输方式将H+转运到液泡来维持的，B正确；
C、根据题意，蛋白质合成受影响是由于Na+大量进入细胞，K+进入细胞受抑制，导致细胞中Na+/K+的比例异常，使细胞内的酶失活而引起。要使细胞内的蛋白质合成恢复正常，则细胞质基质中的Ca2+抑制HKT1运输Na+，激活 AKT1运输K+，使细胞中Na+/K+的比例恢复正常，C正确；
D、依据题意，液泡膜上存在转运蛋白X，可以协同转运H+和Na+，由此推测，X将Na+逆浓度梯度运输到液泡内借助膜两侧H+浓度差所提供的电化学势能，D错误。
故选D。
【变式1-2】下图表示某异养细菌细胞膜的部分结构示意图，①②③④表示膜蛋白。下列说法错误的是（ ）
A．Na+通过易化扩散进入细胞B．H+可通过主动转运进入细胞
C．转运乳酸时③会发生自身构象的改变D．降低环境pH有利于该细菌生存
【答案】D
【分析】主动运输是逆浓度梯度运输，需要转运蛋白和能量。被动运输是顺浓度梯度运输，可以分为自由扩散和协助扩散。
【详解】A、多糖链一侧为细胞外侧，钠离子通过其细胞膜顺浓度进入细胞，跨膜运输方式为协助扩散（易化扩散），A正确；
B、氢离子浓度通过光驱动逆浓度进入细胞，为主动运输，B正确；
C、转运乳酸时，需要消耗ATP ,需要载体蛋白，且乳酸逆浓度梯度运输，所以乳酸运输方式为主动运输，主动运输时，载体蛋白③会发生自身构象的改变，C正确；
D、细菌为异养生物，通过建立膜两侧氢离子浓度差吸收葡萄糖，降低环境的pH不利于利用葡萄糖的吸收，更不利于细菌生存，D错误。
故选D。
02 影响物质跨膜运输的因素分析
【例2】如图表示物质浓度与氧气浓度对几种物质运输方式的影响，下列相关叙述正确的是（ ）
A．①只能代表自由扩散，②只能代表协助扩散
B．温度对图示物质运输方式均会产生影响
C．随横坐标数值的增大，②和④两种运输方式不再升高的原因完全不同
D．曲线④表示的运输方式需要消耗能量，抑制有氧呼吸会完全抑制该运输过程
【答案】B
【分析】题图分析：①图表示影响因素为物质浓度，运输方式为自由扩散；②图表示影响因素为物质浓度和载体蛋白数量，运输方式为协助扩散或主动运输；③图表示运输速率与能量无关，属于被动运输（自由扩散或协助扩散）；④表示影响因素为能量和载体蛋白，该物质运输方式为主动运输。
【详解】AC、①代表自由扩散，②代表协助扩散或主动运输，③代表自由扩散或协助扩散，④代表主动运输，随横坐标数值的增大，②、④两种运输方式不再升高的主要原因都是膜上转运蛋白的数量有限，AC错误；
B、温度会影响细胞膜的流动性，对几种运输方式都会产生影响，B正确；
D、曲线④说明该运输过程消耗能量，抑制有氧呼吸并不一定会完全抑制该运输过程，因为无氧呼吸也能产生少量的能量供给该物质的运输过程，D错误。
故选B。
【变式2-1】浸入物质的量浓度为1ml/LKNO3溶液中的洋葱鳞片叶表皮细胞，会出现质壁分离和质壁分离自动复原的现象，其原因用下图表示最准确的一组是（ ）
A．①、④、①B．③、④、⑥
C．⑤、②、⑥D．②、③、⑥
【答案】A
【分析】1、当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，即发生了质壁分离。
2、当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中，液泡逐渐变大，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，即发生了质壁分离复原。
【详解】①⑤表示自由扩散，②⑥既可以表示协助扩散也可以表示主动运输，③既可以表示自由扩散也可以表示协助扩散，④表示主动运输，出现质壁分离的原因是水分子透过原生质层进入外界溶液，该过程中水分子的跨膜运输方式是自由扩散；质壁分离自动复原的原因是K+和NO3-通过主动运输进入细胞液，引起细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞又从外界不断地吸水，而水分子的跨膜运输方式是自由扩散。
综上分析，依次发生的应该是自由扩散、主动运输和自由扩散，A符合题意。
故选A。
【变式2-2】作物甲的根细胞吸收K+和NO3-的速率与O2浓度的关系如图所示。下列分析错误的是（ ）
A．K+和NO3-进入根细胞的运输方式均为主动运输
B．O2浓度大于a时限制作物甲吸收K+速率的主要因素是外界环境中K+含量
C．与K+最大吸收速率时相比，根细胞的呼吸速率在NO3-最大吸收速率时较大
D．定期松土可促进农作物对K+和NO3-的吸收利用
【答案】B
【分析】由图可知，在一定的范围内随着氧气浓度的增加，作物吸收K+和NO3-的速率也在增加，超过该范围后，氧气浓度的增加，作物吸收K+和NO3-的速率就不再增加，说明K+和NO3-的吸收不仅需要能量，也需要载体蛋白，所以是主动运输。
【详解】A、根据图示可知，K+和NO3-吸收速率在一定范围内与氧气浓度呈正相关，根细胞吸收K+和NO3-的过程消耗能量，吸收方式为主动运输，A 正确；
B、O2浓度大于a时限制作物甲吸收K+速率，此时的限制因素不再是能量，而是载体蛋白，可能载体蛋白达到饱和，B错误；
C、与K+最大吸收速率时相比，根细胞在NO3-最大吸收速率时，消耗氧气多，所以根细胞在NO3-最大吸收速率的呼吸速率大，C正确；
D、在农业生产中，定期松土，增加土壤中的含氧量，促进根细胞的有氧呼吸，为主动运输吸收矿质元素提供能量，因此定期松土可促进农作物对K+和NO3-的吸收利用，D正确。
故选B。
考点一 水进出细胞的原理
【题型1】渗透作用
【题型2】动植物细胞的吸水和失水
考点二 物质进出细胞的方式及影响因素
【题型1】物质跨膜运输方式的判断
【题型2】影响物质跨膜运输的因素分析
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