高中生物高考第6讲　物质进出细胞的方式

这是一份高中生物高考第6讲　物质进出细胞的方式，共30页。试卷主要包含了渗透作用，动、植物细胞的吸水和失水，自由扩散和协助扩散，如图表示物质跨膜运输的一种方式等内容，欢迎下载使用。
第6讲　物质进出细胞的方式
内容比较——知考向
核心素养——提考能
内容要求
1.举例说明物质进出细胞的方式
2.活动：观察植物细胞的质壁分离和复原
3.活动：通过模拟实验探究膜的透性
生命观念
归纳物质运输方式的实例和判断方法，建立生命结构与功能相统一的观点
科学思维
影响渗透作用和物质跨膜运输的因素，培养逻辑思维能力
科学探究
通过观察植物细胞的质壁分离与复原以及模拟探究膜透性的实验，掌握探究性实验设计的一般程序
社会责任
渗透作用在生产生活中的应用
与旧教材对比
增：①渗透作用概念及方向；②影响自由扩散和协助扩散运输速率的因素；③胞吞、胞吐实例。
删：物质跨膜运输的其他实例。
改：①被动运输和协助扩散的概念；②胞吞、胞吐由小字改为宋体(强化)。
考点一　被动运输

1.渗透作用
(1)概念：指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，称为渗透作用。
(2)发生条件

(3)现象分析

①漏斗内液面上升的原因：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数。
②漏斗内液面停止上升的原因：随着液面的不断上升，漏斗内液体的压强越来越大，从而使水分子从漏斗内移向烧杯的速度加快，水分子进出漏斗的速率越来越接近，直至完全相等，漏斗内液面不再升高，此时水分子的进出达到相对平衡。
提醒　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。
2.动、植物细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水
①
②现象

(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)
①条件：具有中央大液泡的成熟植物细胞。
②原理：

③现象：

3.自由扩散和协助扩散
(1)被动运输
①概念：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
②类型：分为自由扩散和协助扩散两类。
(2)自由扩散和协助扩散
①转运蛋白
概念：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助物质顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。
分类：
分类
载体蛋白
通道蛋白
特点
只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过；载体蛋白转运物质时，自身构象会发生变化
只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过；分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合
举例
协助葡萄糖进入红细胞的载体蛋白
水通道蛋白、钾离子通道蛋白、钙离子通道蛋白、钠离子通道蛋白
②自由扩散和协助扩散的比较
比较项目
自由扩散(简单扩散)
协助扩散(易化扩散)
概念
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式
运输方向
高浓度→低浓度
高浓度→低浓度
是否需要转运蛋白
不需要
需要
是否消耗能量
不消耗
不消耗
举例
①水分子；②小分子物质，如氧、二氧化碳；③脂溶性小分子有机物，如甘油、乙醇、苯
①水分子通过通道蛋白进出细胞；②葡萄糖进入红细胞
图例


(1)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(×)
(2)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(×)
(3)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核(×)
(4)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的(×)

1.(科学思维)成熟植物细胞发生质壁分离的原因是外界溶液的浓度大于细胞液浓度，且原生质层比细胞壁伸缩性大。
2.(健康生活)浓度低的饮料可以用来补充体内水分，浓度高的饮料不能很好地起到补充体内水分的作用，因为过高浓度的饮料反而会导致细胞失水。

1.半透膜和选择透过性膜的区别

2.渗透作用原理的应用
(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：

(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)
烧杯内盛淀粉溶液
漏斗内盛碘液
结论
变蓝
不变蓝
碘能通过半透膜，而淀粉不能
不变蓝
变蓝
淀粉能通过半透膜，而碘不能
变蓝
变蓝
淀粉和碘都能通过半透膜
不变蓝
不变蓝
淀粉和碘都不能通过半透膜

考向1　结合细胞吸水和失水分析，考查科学思维能力
1.(2017·全国卷Ⅱ，4)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示，下列叙述正确的是(　　)

A.0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内
B.0～1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等
C.2～3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压
D.0～1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压
答案　C
[慧眼识图　获取信息]

2.(2020·全国卷Ⅱ，5)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
答案　D
解析　甲、乙两组糖溶液的质量浓度(单位为g/mL)相同，但甲糖的相对分子质量大于乙糖，所以甲、乙两组糖溶液的物质的量浓度不同(甲b>c
答案　D
解析　1处为原生质层与细胞壁的间隙，充满的是外界溶液，所以1处的溶液浓度等于外界溶液浓度，A错误；植物细胞发生图c的状态后，若细胞保持活性，且外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水才能发生复原，B错误；若图示为同一细胞在不同浓度的外界溶液中的最终状态，因a没有发生质壁分离，c发生质壁分离的程度大于b，故a所处的溶液浓度最小，c所处的溶液浓度最大，C错误；若图示为不同细胞在同一浓度的外界溶液中的最终状态，则这三个细胞失水量为ac，D正确。
考点三　主动运输与胞吞、胞吐

1.主动运输
(1)概念
物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫作主动运输。
(2)特点
①逆浓度梯度运输； ②需要消耗能量；③需要载体蛋白的协助。
(3)实例
小肠上皮细胞对小肠液中的氨基酸、葡萄糖等的吸收，轮藻细胞对K＋的吸收等。
(4)意义
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
提醒　载体蛋白可以重复使用。载体蛋白在运输离子或分子时，空间结构发生变化，其释放所结合的离子或分子后，载体蛋白恢复原状，又可以去转运同种物质的其他离子或分子。
2.胞吞与胞吐
(1)概念
①胞吞：当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫胞吞。
②胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
(2)特点
①主要运输生物大分子，如蛋白质和多糖；②需要消耗能量；③不需要载体蛋白，但需要特定的膜蛋白参与；④依赖膜的流动性。
(3)实例
①胞吞：变形虫摄取食物、吞噬细胞吞噬病原体等。
②胞吐：分泌蛋白(如乳腺细胞合成的蛋白质、内分泌腺分泌细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶等)的分泌，神经递质的释放，变形虫排出食物残渣和废物等。
提醒　①通过胞吞和胞吐方式运输的物质可以是固体，也可以是液体，一般是一些颗粒性物质、蛋白质等大分子，某些小分子物质也可通过胞吞和胞吐方式运输。
②RNA和蛋白质等大分子物质是通过核孔进出细胞核的，而不是通过胞吞、胞吐的方式。
③胞吞和胞吐过程中物质通过的细胞膜层数是0。
④胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。
3.影响物质出入细胞的因素的曲线分析

(1)细胞膜两侧物质浓度差

(2)氧气含量

(3)温度

(4)转运蛋白


(1)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(×)
(2)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是均需要载体蛋白的协助(×)
(3)新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量(√)
(4)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.囊性纤维化是细胞中某种蛋白质结构异常，影响了Na＋和Cl－的跨膜运输，这一事例说明这种结构蛋白属于细胞膜上的载体蛋白，也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上载体蛋白的种类和数量来实现的。

2.淡水中生活的原生动物，如草履虫，能通过伸缩泡排出细胞内过多的水，以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中，推测其伸缩泡的伸缩情况，分别会发生什么变化？

提示　放入蒸馏水中的草履虫，其伸缩泡的伸缩频率加快，放入海水中的则伸缩频率减慢。

1.(高考真题)主动运输的意义：主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
2.(高考真题)免疫细胞行使免疫功能时，会涉及胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式，这两种方式的共同点有哪些？
提示　能运输生物大分子等；运输过程中形成囊泡；需要消耗能量。
3.(科学思维)举例说明同一种物质进出同一个体各细胞的方式一定相同吗？
提示　不一定相同，人的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，肾小管细胞重吸收葡萄糖的方式是主动运输。神经元吸收钾离子的方式是主动运输，而静息时钾离子外流的方式是协助扩散。

考向1　结合物质出入细胞方式的判断，考查科学思维能力
1.(2020·全国卷Ⅱ，1)新冠病毒(SARS－CoV－2)和肺炎双球菌均可引发肺炎，但二者的结构不同，新冠病毒是一种含有单链RNA的病毒。下列相关叙述正确的是(　　)
A.新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输
B.新冠病毒与肺炎双球菌均可利用自身的核糖体进行蛋白质合成
C.新冠病毒与肺炎双球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的
D.新冠病毒或肺炎双球菌的某些蛋白质可作为抗原引起机体免疫反应
答案　D
解析　新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于胞吞，A错误；病毒没有细胞结构，没有核糖体这一细胞器，B错误；新冠病毒是RNA病毒，其遗传物质是RNA，组成RNA的核苷酸为核糖核苷酸，肺炎双球菌是原核生物，其遗传物质是DNA，组成DNA的核苷酸为脱氧核苷酸，C错误；新冠病毒和肺炎双球菌的某些蛋白质可作为抗原引起机体发生免疫反应，D正确。
2.(2020·江苏卷，5)如图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是(　　)

A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同
B.Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞
C.多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞
D.口服维生素D通过方式⑤被吸收
答案　A
解析　由图示可知，葡萄糖进入小肠上皮细胞时逆浓度梯度运输，该运输方式属于主动运输，葡萄糖运出小肠上皮细胞时顺浓度梯度运输且需要载体，该运输方式为协助扩散，A正确；据图可知，Na＋主要以方式②(主动运输)运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以方式⑤胞吞进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；维生素D为固醇类物质，口服维生素D通过方式④(自由扩散)被吸收，D错误。
　“三看法”快速判定物质出入细胞的方式

考向2　结合影响物质跨膜运输的因素，考查科学思维能力
3.(2020·海南学业水平考试，18)ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，参与细胞吸收多种营养物质，每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示，下列有关叙述正确的是(　　)

A.ABC转运蛋白可提高O2的跨膜运输速率
B.ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞
C.Cl－和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输
D.若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程
答案　D
解析　O2的跨膜运输方式为自由扩散，不需要转运蛋白协助，A错误；据图可知，ABC转运蛋白发挥作用过程需要消耗能量，葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能，也就不需要ABC转运蛋白的协助，B错误；据题干信息可知“每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性”，故Cl－和氨基酸跨膜运输依赖的转运蛋白不同，C错误；据图可知，ABC转运蛋白的功能发挥伴随ATP水解的过程，故若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程，D正确。
4.(2020·广东深圳实验学校期末)如图是胡萝卜在不同的含氧情况下从KNO3溶液中吸收K＋和NO的曲线。A、B两点和B、C两点吸收量不同的主要影响因素分别是(　　)

注：不考虑载体蛋白的种类对吸收量的影响
A.载体蛋白数量、能量
B.能量、载体蛋白数量
C.载体蛋白数量、离子浓度
D.能量、离子浓度
答案　B
解析　胡萝卜吸收K＋和NO的方式均为主动运输，需要载体蛋白的协助，需要消耗能量。题图中在A、B两点，细胞对NO的吸收量不同，A点对应的氧浓度高于B点，说明A点时细胞的有氧呼吸强度大于B点，可为NO的主运输过程提供更多的能量，因此A、B两点吸收量不同的主要影响因素为能量。B、C两点对应的氧浓度相同，说明B、C两点细胞的有氧呼吸强度相同，为NO和K＋的主动运输过程提供的能量相同，但B、C两点细胞对NO和K＋的吸收量不同，不考虑载体蛋白的种类对吸收量的影响，所以B、C两点吸收量不同的主要影响因素是载体蛋白数量。综上分析，B正确，A、C、D错误。
考向3　巧借跨膜运输相关的实验，考查科学探究能力
5.(2019·海南卷，27)在适宜条件下，测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示(a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率)。回答下列问题。

(1)根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的含义是________________________________________________________________________。
(2)实验结果表明：当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。可能的原因是_____________________________________。
(3)王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输，李同学认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论。
答案　(1)物质通过简单的扩散方式进出细胞　(2)载体数量饱和　(3)思路：将长势相同的某植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。结果及结论：若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。
解析　(1)物质通过简单的扩散方式进出细胞即自由扩散，该过程不需要载体和能量，受细胞内外浓度差的影响。
(2)由图可知，b可能是协助扩散或主动运输，b需要载体协助，当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，载体数目饱和，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。
(3)协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗能量，后者需要消耗能量。有氧呼吸产生的能量较多，无氧呼吸产生的能量较少，故实验设计的自变量是有无氧气，因变量是细胞对b的吸收速率。设计实验时要注意等量原则和单一变量原则。
思路：将长势相同的某植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。
结果及结论：若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。
　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

重温真题　经典再现
1.经典重组　判断正误
(1)需要高倍显微镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离(2019·海南卷，7C)(　　)
(2)α­淀粉酶从糊粉层细胞排到细胞外的方式是逆浓度梯度经协助扩散排出(2018·海南卷，7B)(　　)
(3)物质通过磷脂双分子层的扩散速率与其脂溶性有关(2016·海南卷，1D改编)(　　)
(4)用黑藻叶片进行质壁分离实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察(2014·全国卷Ⅰ，4B)(　　)
(5)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质元素离子的速率都相同(2013·全国卷Ⅰ，3A)(　　)
提示　(1)×
(2)×　α­淀粉酶的化学本质是蛋白质，从糊粉层排到细胞外的方式是胞吐。
(3)√　(4)×
(5)×　不相同，与载体蛋白的种类和数量有关。
2.(2020·山东等级考，3)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是(　　)
A.在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构
B.观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片
C.质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小
D.探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液
答案　C
解析　叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，需在电子显微镜才能看到，A正确；黑藻成熟叶片细胞不进行有丝分裂，不能用来观察植物细胞的有丝分裂，B正确；质壁分离过程中，由于原生质体失水缩小，故黑藻细胞绿色加深、吸水能力增强，C错误；光合色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇溶解和提取黑藻叶片中的光合色素，D正确。
3.(2019·海南卷，8)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。
4.(2019·全国卷Ⅱ，3)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
答案　C
解析　用蓝光照射后，含有保卫细胞的溶液的pH下降，可推测细胞内的H＋被转运到了细胞外，再结合题干信息可推测H＋－ATPase位于保卫细胞质膜上，A不符合题意；细胞内pH高于细胞外，即细胞内H＋浓度低于细胞外，用蓝光照射后，溶液的pH明显降低，推测蓝光可通过保卫细胞质膜上的H＋－ATPase发挥作用使细胞内的H＋逆浓度梯度转运到细胞外，B不符合题意；H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量来自ATP水解，不是由蓝光直接提供，C符合题意；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不符合题意。
课后·分层训练
(时间：35分钟)

1.(2018·北京卷，1)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(　　)
A.Na＋ B.二氧化碳
C.RNA D.胰岛素
答案　B
解析　物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫作自由扩散。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，B符合题意；Na＋通过细胞膜的方式有协助扩散和主动运输，A不符合题意；RNA是生物大分子，一般不能以自由扩散的方式通过细胞膜，C不符合题意；胰岛素是蛋白质，以胞吐的方式运出细胞，D不符合题意。
2.(2021·中原名校质量考评)下列有关细胞的物质输入与输出的叙述，正确的是(　　)
A.葡萄糖和氨基酸进入细胞时一定需要消耗能量
B.台盼蓝通过主动运输进入细胞而将细胞染成蓝色
C.低温环境对所有物质进出细胞的跨膜运输过程都有影响
D.蔗糖溶液浓度越高，植物细胞质壁分离及复原现象越明显
答案　C
解析　人体成熟的红细胞吸收葡萄糖的方式属于协助扩散，该方式不需要消耗能量，A错误；生物膜具有选择透过性，对于活细胞而言，台盼蓝染液不能进入细胞，细胞死亡后，生物膜的选择透过性丧失，台盼蓝染液能进入细胞内而使细胞着色，B错误；低温会影响分子运动的速率和化学反应速率等，低温环境对所有物质进出细胞的跨膜运输过程都有影响，C正确；蔗糖溶液浓度过高，可能会使植物细胞过度失水而死亡，不会再发生质壁分离复原的现象，D错误。
3.(2021·福建厦门检测)下列说法中错误的是(　　)
A.果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞主动吸收糖分的结果
B.水分子进出细胞的方式是被动运输
C.葡萄糖进入人的红细胞需要载体蛋白的帮助，但不消耗能量，属于协助扩散
D.大肠杆菌吸收K＋属于主动运输，既消耗能量，又需要膜上的载体蛋白协助
答案　A
解析　果脯在腌制中，细胞死亡，细胞膜失去选择透过性，糖分能直接进入细胞中，A错误；水分子、气体、甘油和乙醇等物质可通过被动运输的方式进出细胞，B正确；血浆中葡萄糖浓度高于红细胞内葡萄糖浓度，葡萄糖进入人的红细胞的方式是需要载体蛋白协助的协助扩散，C正确；大肠杆菌吸收K＋时消耗能量，又需要膜上的载体蛋白协助，为主动运输，D正确。
4.(2020·江西吉安期末)下列对胞吞和胞吐的有关叙述，正确的是(　　)
A.变形虫通过胞吞摄取水中的食物粒时，不需要膜上蛋白质参与
B.RNA进入细胞核是以胞吞的方式进行的
C.吞噬细胞通过胞吞作用吞噬病毒依赖于细胞膜的流动性
D.胞吞和胞吐不需要载体蛋白，也不需要消耗能量
答案　C
解析　变形虫通过胞吞摄取水中的食物粒时，需要膜上蛋白质与食物粒结合，A错误；RNA通过核孔进入细胞核，其方式不是胞吞，B错误；吞噬细胞通过胞吞作用吞噬病毒依赖于细胞膜的流动性，C正确；胞吞和胞吐不需要载体蛋白，但需要消耗能量，D错误。
5.(2021·河南九师联盟联考)将a、b、c三组红细胞分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行实验，浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。下列叙述错误的是(　　)

A.图中所示细胞内液的渗透压，a组的比b组的高
B.浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量
C.若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能会皱缩后恢复原状
D.上述实验中引起细胞形态的改变而消耗ATP的数量比较：c>b>a
答案　D
解析　根据图中信息，a组细胞基本可以维持原状、b组细胞吸水膨胀，a组细胞内液浓度比b组的高，A正确；c组细胞失水皱缩，与a组相比，b组细胞吸水，细胞内液渗透压降低，故浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量，B正确；向a组烧杯中加入少量葡萄糖后，刚开始外界溶液渗透压大于细胞内液渗透压，细胞失水皱缩，后来葡萄糖通过协助扩散方式进入细胞内，造成细胞内液渗透压大于外界溶液，细胞吸水恢复原状，C正确；细胞形态的改变是细胞通过渗透作用失水或吸水造成的，不消耗ATP，D错误。
6.(2021·福建厦门外国语学校)如图表示物质跨膜运输的一种方式。据图分析下列说法错误的是(　　)

A.图中的物质可代表甘油分子
B.这种转运方式不可逆浓度梯度进行
C.细胞产生的能量不影响图中物质的运输速率
D.在图中物质转运过程中，载体蛋白的构象会发生改变
答案　A
解析　甘油分子的跨膜运输方式是自由扩散，不需要载体蛋白协助，所以图中的物质不可代表甘油分子，A错误；图示运输方式为协助扩散，不可逆浓度梯度进行，B正确；协助扩散不消耗能量，所以细胞产生的能量不影响图中物质的运输速率，C正确；在图中物质转运过程中，载体蛋白的构象会发生改变，D正确。
7.(2021·吉林省实验中学联考)如图表示植物从土壤中吸收某种矿质元素离子的过程。下列相关叙述错误的是(　　)

A.该矿质元素离子的运输既需要载体蛋白也需要消耗能量，为主动运输
B.该矿质元素离子逆浓度梯度运输
C.如果细胞膜上运输该矿质元素离子的载体蛋白被去除，则该矿质元素离子不能被运输
D.运输该矿质元素离子的载体蛋白不能被重复使用
答案　D
解析　据题图可知，该矿质元素离子的运输既需要载体蛋白也需要消耗能量，是主动运输，A正确；该矿质元素离子逆浓度梯度运输，B正确；该矿质元素离子的运输需要载体蛋白，如果细胞膜上运输该矿质元素离子的载体蛋白被去除，则该矿质元素离子不能被运输，C正确；载体蛋白可重复使用，D错误。

8.(2021·河南名校联盟联考)下图表示4种不同物质进入某细胞的过程，其中“●、◆”表示细胞膜上的载体蛋白，下列相关叙述正确的是(　　)

A.图示过程体现了细胞膜的信息交流功能
B.氧气和钠离子进入细胞的方式都是自由扩散
C.葡萄糖和氨基酸进入该细胞的方式都是主动运输
D.运输钠离子和氨基酸的载体蛋白无特异性
答案　C
解析　题图所示物质出入细胞的方式有主动运输、协助扩散和自由扩散，体现了细胞膜的选择透过性，不能体现细胞膜的信息交流功能，A错误；氧气进入细胞的方式是自由扩散，钠离子进入细胞的方式是协助扩散，B错误；图中葡萄糖和氨基酸都是从低浓度到高浓度进行运输，进入细胞的方式都是主动运输，C正确；运输钠离子和氨基酸的载体蛋白具有特异性，D错误。
9.(2020·江苏南京调研)协同运输是物质跨膜运输的一种方式。如图所示，Na＋进入细胞所需动力来自于膜两侧的浓度差，葡萄糖进入细胞是在膜两侧Na＋浓度梯度驱动下进行的，而细胞内的Na＋则由另一种载体蛋白运到膜外。下列有关叙述正确的是(　　)

A.同时与Na＋和葡萄糖结合的载体蛋白无特异性
B.甘油分子、乙醇分子与图中Na＋跨膜运输的方式相同
C.细胞吸收葡萄糖是一种不消耗能量的协助扩散
D.图示协同运输方式是一种特殊形式的主动运输
答案　D
解析　载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，有特异性，A错误；甘油分子、乙醇分子跨膜运输方式是自由扩散，与图中Na＋跨膜运输的方式不同，B错误；细胞在膜两侧Na＋浓度梯度驱动下吸收葡萄糖，说明细胞吸收葡萄糖是一种特殊形式的主动运输，消耗能量，C错误、D正确。
10.(2021·河北石家庄质检)如图分别表示载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质运输方式，其中通道蛋白介导的运输速率比载体蛋白介导的快1 000倍以上。下列叙述错误的是(　　)

A.载体蛋白在细胞膜上具有一定的流动性
B.两种膜蛋白对运输的物质均具有专一性
C.通道蛋白介导的运输速率较快可能是因为消耗的能量较少
D.载体蛋白介导的运输方式的运输速率会受到载体蛋白数量的限制
答案　C
解析　生物膜的流动镶嵌模型认为细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的，说明了载体蛋白在细胞膜上具有一定的流动性，A正确；两种膜蛋白识别物质后发挥运输作用，对运输的物质均具有专一性，B正确；通道蛋白介导的运输方式属于被动运输，不消耗能量，C错误；载体蛋白介导的运输方式的运输速率会受到载体蛋白数量的限制，D正确。
11.(2021·广东珠海联考)通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质，通常包含两大类：水通道蛋白和离子通道蛋白。肾小管对水的重吸收是在水通道蛋白参与下完成的，神经细胞在特定刺激下产生兴奋的过程与神经细胞膜上钠离子通道蛋白密切相关。下列关于通道蛋白的叙述，错误的是(　　)
A.肾小管对水的重吸收方式为协助扩散
B.神经细胞膜上钠离子通道蛋白也参与钾离子的运输
C.通道蛋白在发挥作用时，其形状会发生改变
D.通道蛋白功能异常时可能会引起人体相关疾病
答案　B
解析　根据题意，肾小管对水的重吸收是在水通道蛋白的参与下完成的，故属于协助扩散，A正确；因每一种蛋白质均有特定的结构，故参与钠离子运输的蛋白不能参与钾离子的运输，B错误；通道蛋白在发挥作用时，其形状会发生改变，使物质分子通过，C正确；由题干信息可知，通道蛋白影响水分子和有关离子的跨膜运输，故其功能异常时会影响水和有关离子的运输，进而可能会引起人体相关疾病，D正确。
12.(2021·广深珠三校联考)由我国科学家研制成功的耐盐碱“海水稻”可依靠细胞膜和液泡膜上的Na＋/H＋逆向转运蛋白将细胞质内的Na＋逆浓度梯度排出细胞或将Na＋运入液泡中，减少Na＋对细胞质中酶类的伤害。下列分析错误的是(　　)
A.Na＋排出细胞需要载体蛋白协助及消耗能量
B.将Na＋运入液泡中会降低细胞的吸水能力
C.该转运蛋白的功能体现了生物膜的选择透过性
D.提高该转运蛋白基因的表达能提高植物的抗盐性
答案　B
解析　分析题干信息，细胞膜上的Na＋/H＋逆向转运蛋白可将细胞质内的Na＋逆浓度梯度排出细胞，可知该过程中Na＋的运输方式为主动运输，主动运输需要载体蛋白协助和消耗能量，故Na＋排出细胞需要载体蛋白协助和消耗能量，A正确；将Na＋运入液泡内可增大细胞液的浓度，从而增大细胞的吸水能力，B错误；该转运蛋白的功能体现了生物膜的选择透过性，C正确；分析题干信息，该转运蛋白能够将Na＋运入液泡内，Na＋运入液泡中可使细胞液的浓度增大，从而使植物的抗盐性提高，故提高该转运蛋白基因的表达可提高植物的抗盐性，D正确。
13.(科学探究)(2020·安徽名校模拟)某校生物兴趣小组利用“小液流法”估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度，实验步骤和结果如下：
实验步骤：
①配制具有一定浓度梯度的蔗糖溶液。
②取12支干燥洁净的带塞试管，分成甲、乙两组，每组试管依次编为1～6号。向甲、乙两组相同编号的试管中加入相同浓度的蔗糖溶液4 mL，迅速塞紧试管，备用。
③取大小相似的黑藻叶片60片，随机均分为6组，分别加入甲组的6支试管中，并塞紧试管。放置20 min，期间多次摇动试管。再向甲组每支试管中均加入微量甲晞蓝粉末(忽略对蔗糖浓度的影响)，充分摇匀。
④将乙组蔗糖溶液摇匀，用弯头毛细吸管从甲组试管中吸取少量蓝色溶液，插入乙组相同编号试管内的溶液中部，从毛细吸管一端轻轻挤出1小滴蓝色溶液(如下图)。观察蓝色小滴的升降情况，并做好记录。

实验结果：
乙组试管编号
1
2
3
4
5
6
加入的蔗糖溶液浓度/(mol·L－1)
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
蓝色小滴升降情况
↓
↓
↓
↑
↑
↑
请回答下列问题：
(1)步骤②中，装有不同浓度蔗糖溶液的试管要及时塞紧的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
步骤③不同试管中加入的黑藻叶片的大小和数量要相同，这属于对实验　　　　变量的控制。
(2)乙组试管1、2、3中蓝色小滴均下降，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
其中下降最慢的是试管　　　　中的蓝色小滴。
(3)取出甲组6支试管中的黑藻叶片进行显微观察，可发现试管　　　　中的黑藻叶片细胞内叶绿体分布最密集。
(4)根据实验结果可估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于 　　　　之间。若要使估测结果更准确，则实验思路是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)防止因水分蒸发而导致蔗糖溶液浓度发生改变　无关
(2)甲组1、2、3试管中黑藻叶片的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度，细胞吸水，导致试管中蔗糖溶液浓度上升，蓝色小滴浓度大于乙组相同编号试管内溶液的浓度　3
(3)6
(4)0.15～0.20(mol·L－1 )　在0.15～0.20(mol·L－1)之间缩小浓度梯度，继续进行上述实验，蓝色小滴不移动时试管中的蔗糖溶液浓度与黑藻叶片细胞液浓度相当
解析　(1)本实验的目的是透过渗透失水或吸水估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度，因此要控制好无关变量对溶液浓度的影响，因此装有不同浓度蔗糖溶液的试管要及时塞紧的目的是防止因水分蒸发而导致蔗糖溶液浓度发生改变。步骤③不同试管中加入的黑藻叶片的大小和数量要相同，这属于对实验无关变量的控制。
(2)蓝色小滴下降或上升与液滴浓度与蔗糖溶液浓度的大小有关，当蓝色小滴的浓度大于蔗糖溶液的浓度时，蓝色小滴下降，反之蓝色小滴就上升。因此乙组试管1、2、3中蓝色小滴均下降，原因是甲组1、2、3试管中黑藻叶片的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度，细胞吸水，导致试管中蔗糖溶液浓度上升，蓝色小滴浓度大于乙组相同编号试管内溶液的浓度，且浓度相差越小，下降越慢，故3号下降最慢。
(3)由于乙组4、5、6号试管中的蓝色小滴上升，说明其浓度小于乙试管内的蔗糖溶液浓度，进一步可知甲组的4、5、6号试管的黑藻叶片细胞发生了渗透失水，导致蔗糖溶液浓度降低，进而蓝色小滴的浓度也降低。由于乙组6号的蔗糖溶液浓度最大，因此对应的甲组刚开始的蔗糖溶液浓度最大，导致其中的黑藻叶片细胞失水最多，其中的叶绿体分布最密集。
(4)分析表格可知，在0.15(mol·L－1)时，蓝色小滴下降，说明黑藻叶片吸水，此时黑藻叶片细胞液浓度大于外界蔗糖溶液浓度；而在0.20(mol·L－1)时，蓝色小滴上升，说明黑藻叶片失水，此时黑藻叶片的细胞液浓度小于外界的蔗糖溶液浓度，因此可估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于0.15～0.20(mol·L－1 )之间。若要使估测结果更准确，则实验思路是在0.15～0.20(mol·L－1)之间缩小浓度梯度，继续进行上述实验，蓝色小滴不移动时试管中的蔗糖溶液浓度与黑藻叶片细胞液浓度相当。