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高中生物高考2020届高考生物一轮复习2 4物质跨膜运输的实例和方式课件 60
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这是一份高中生物高考2020届高考生物一轮复习2 4物质跨膜运输的实例和方式课件 60，共60页。PPT课件主要包含了水分子，半透膜，吸水膨胀，失水皱缩，渗透作用，质壁分离，壁分离复原，同种无机盐离子，不同无机盐离子，发生变化等内容，欢迎下载使用。
考点一 物质跨膜运输的实例 【核心知识·突破】1.渗透作用：(1)概念：_______(或其他溶剂分子)通过_______的扩散过程。
2.渗透作用原理的应用：(1)验证渗透作用发生的条件：
(2)比较不同溶液浓度的大小：
3.动植物细胞吸水的条件 ：(1)动物细胞的吸水和失水。
②现象。a.外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞_________。b.外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞_________。c.外界溶液浓度=细胞质浓度⇒水分进出平衡。
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)。①原理：
②现象：a.当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过_________失水，植物细胞就发生_________现象。b.将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度_____外界清水，植物细胞就吸水，发生______________现象。
4.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：
5.物质跨膜运输的其他实例：科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+和Si 的培养液中培养，结果及分析如下：
(1)实验结果：①不同植物对_______________的吸收有差异。②同种植物对_______________的吸收也有差异。(2)实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有________。
6.【教材易漏知识】必修1 P61“与生活的联系”：为什么吃比较咸的食物口唇感觉比较干？提示：这是因为与细胞内液相比，外界浓度高，口腔上皮细胞失水导致的。
【微点警示】有关渗透作用的三个理解误区(1)水的运输特点：无论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。(2)渗透平衡的实质：渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。
(3)浓度差的实质：渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。
【秒判正误】1.渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。( )分析：渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是物质的量浓度。
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。( )分析：当半透膜两侧溶液浓度相等时，半透膜两侧的水分子进出平衡。
3.将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用。( )分析：动物细胞的细胞膜相当于半透膜，放在溶液中能发生渗透作用。
4.植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。( )分析：植物细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质。
5.无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的。( )分析：无机盐离子可发生顺浓度梯度的运输，如动作电位、静息电位的形成。
【命题案例·研析】【典例】 (2019·郑州模拟)如图所示，在漏斗中加入的蔗糖溶液与蒸馏水液面齐平，一段时间后，待漏斗内液面不再变化时，再向漏斗中加入一定量的蔗糖酶。下列坐标曲线中能正确反映整个实验过程中漏斗内外溶液的液面高度差变化的是( )
【审答技巧】(1)从装置分析：分析装置，明确漏斗内外浓度的高低，分析水分子的移动方向，从而判断液面的高低。(2)从酶的功能分析：蔗糖酶能将蔗糖水解成单糖，半透膜允许单糖通过。
【解析】选C。实验开始时，漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中的蒸馏水，烧杯中的水分子向漏斗中渗透，漏斗内液面升高。一段时间后，漏斗中加入的蔗糖酶使蔗糖水解成葡萄糖和果糖，引起漏斗中溶液浓度进一步升高，漏斗内液面继续升高。由于半透膜允许单糖分子透过，漏斗中的葡萄糖和果糖进入烧杯中，漏斗
中的溶液浓度下降，漏斗内液面随之下降，最终由于漏斗中加入的蔗糖酶，维持着一定的液面高度差。
【核心素养新命题】(1)科学思维——分析与综合未加蔗糖酶之前，漏斗内外液面保持一定的高度差不再发生变化，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。
漏斗内溶液浓度高于漏斗外，吸
引水分子进入漏斗，当液面上升到一定高度时产生压
力差，当二者达到平衡后，漏斗内外液面高度差不再
(2)科学探究——分析实验结果若烧杯中溶液换用等质量浓度的葡萄糖溶液，且半透膜允许单糖通过，重复上述实验，则漏斗内液面高度的变化是_____________。
【方法技巧】渗透方向及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。
【考点题组·诊断】角度一 渗透作用的原理及条件1.(2018·泰安模拟)如图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液，且a溶液浓度
【解析】选B。根据题干“a溶液浓度
【知识总结】渗透系统中的两个“比较”(1)半透膜与选择透过性膜的比较。①区别：a.半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。b.选择透过性膜是具有生命的生物膜，磷脂和载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。
②共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过。
(2)原生质层与原生质体的比较。①原生质层是在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中。
②原生质体是去除植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分。
角度二 渗透作用的应用及分析2.(教材素材新命题·必修1 P60图4-1改编)将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是( )A.水能溶解红细胞B.红细胞的液泡不能无限吸水
C.蒸馏水大量进入导致红细胞涨破D.4 ℃时红细胞膜流动性最大
【解析】选C。将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中，红细胞会因大量蒸馏水进入而破裂；红细胞膜是脂溶性的；人的红细胞没有液泡；因低温时分子运动减慢而导致细胞膜的流动性降低。
3.(2017·全国卷Ⅱ)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，下列叙述正确的是世纪金榜导学号( )
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
【解题指南】解答本题的关键有两点：(1)明确原生质体的含义及曲线中原生质体体积的变化规律。(2)理解植物细胞质壁分离及其复原的原理。
【解析】选C。本题主要考查植物细胞质壁分离及其复原。依据曲线先下降后上升的变化趋势可知，原生质体的体积先减小后增大，即细胞发生质壁分离后自动复原，原因是物质A通过细胞膜进入细胞内，导致细胞液浓度增加，开始吸水，逐渐发生质壁分离的复原，A项错误；0～1 h内，原生质体的体积减小，即细胞发生质壁分离，此时原生质体和细胞壁都收缩，但原生
质体收缩得更快，细胞体积与原生质体体积的变化量不相等，B项错误；2～3 h内，原生质体的体积开始增大，即细胞发生质壁分离的复原，物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压，C项正确；0～1 h内，细胞失水，发生质壁分离，则液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压，D项错误。
【加固训练】1.(2018·福州模拟)如图所示的U形管中间被半透膜(体积小于或等于单糖的物质才能通过)隔开，两侧分别加入等量的 0.1 ml·L-1 的蔗糖溶液和麦芽糖溶液。一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的？若向U形管两侧加入等量某种物质，最终右侧液面上升，那么加入的这种物质最可能是什么( )
A.右侧液面高度下降；葡萄糖B.两侧液面高度不变；蔗糖酶C.两侧液面高度不变；麦芽糖酶D.右侧液面高度下降；蒸馏水
【解析】选B。半透膜两侧的溶液物质的量浓度相等，因此两侧液面高度不变；若向U形管两侧加入的物质是等量的蔗糖酶，则左侧的每个蔗糖分子会被分解成1分子果糖和1分子葡萄糖，溶液浓度增加，左侧液面上升，但随着果糖、葡萄糖不断透过半透膜进入右侧，而麦芽糖不能透过半透膜，这样右侧溶液浓度不断增加，最终右侧液面上升。
2.(2018·临沂模拟)如图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如表所示。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】选A。由图1及表中的信息可知：丙的初始蔗糖溶液体积最大，吸水体积最大，漏斗液面高度最高，相对应的是图2中曲线1；甲、乙的初始蔗糖溶液体积相等，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，乙装置对应图2中曲线3。
考点二 物质进出细胞的方式及影响因素 【核心知识·突破】1.物质跨膜运输的方式：
2.物质跨膜运输方式的图解：
3.不同因素对物质跨膜运输的影响：(1)影响因素：
(2)曲线分析：①物质浓度(在一定的范围内)：
4.探究物质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：
5.【教材易漏知识】必修1 P73 “与社会的联系”：囊性纤维病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_________，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_____________________来实现的。
【微点警示】 物质运输的五个“不一定”(1)消耗能量的运输方式不一定是主动运输，胞吐和胞吞也消耗能量。(2)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核，这两种情况穿膜层数均为0。
(3)无机盐离子的运输方式不一定是主动运输，如神经细胞的K+外流和Na+的内流为协助扩散。(4)需要载体蛋白的不一定是协助扩散，主动运输也需要载体蛋白。(5)跨膜运输不一定穿过细胞膜，胞吞、胞吐穿过细胞膜的层数为0，但属于跨膜运输。
【秒判正误】1.细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内。( )分析：细胞质中的氢离子进入液泡中需要载体蛋白并消耗能量，属于主动运输。
2.Na+与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输。( )分析：Na+主要存在于细胞外，即细胞外浓度高于细胞内，Na+由细胞内向细胞外运输，属于逆浓度梯度运输，消耗能量且需要载体蛋白协助。
3.细胞外液中的K+进入神经细胞属于自由扩散。( )分析：K+主要存在于细胞内，K+由细胞外向细胞内转运属于主动运输。
4.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。( )分析：主动运输使细胞内外保持了浓度差，维持了细胞的正常代谢。
5.同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同。( )分析：葡萄糖进入红细胞属于协助扩散，进入小肠则属于主动运输。
【命题案例·研析】【典例】 (2018·全国卷Ⅱ)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
【审答技巧】 解答本题需要从两个方面分析：(1)细胞膜的结构特点：依赖于细胞膜结构特点的运输方式有胞吞和胞吐。(2)细胞膜成分与物质运输方式的关系：脂质可以自由穿过以磷脂双分子层为基本支架的细胞膜，其他小分子或离子的运输则与膜上的蛋白质关系密切。
【解析】选C。本题考查物质跨膜运输的有关知识。巨噬细胞通过胞吞摄入病原体，A错误；固醇类激素属于脂质，根据“相似相溶原理”，其以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；神经细胞受到刺激时，Na+通过离子通道顺浓度梯度进入细胞内，运输方式属于协助扩散，C正确；甘油进入皮肤细胞的方式是自由扩散，D错误。
【高考长句应答特训】(1)巨噬细胞摄入病原体依赖的结构基础是什么？提示：巨噬细胞通过胞吞作用摄入病原体，胞吞依赖于细胞膜的流动性。
(2)甘油进入皮肤细胞的方式与神经细胞受到刺激时产生的Na+进入细胞的方式相比有哪些异同？提示：前者不需要载体蛋白，后者需要载体蛋白，二者均是顺浓度梯度运输。
【方法规律】“三看法”快速判断物质出入细胞的方式
【考点题组·诊断】角度一 物质跨膜运输的方式1.(2018·北京高考)细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以(自由)扩散方式通过细胞膜的是( )A.Na+ B.二氧化碳C.RNAD.胰岛素
【解题指南】解答本题需注意以下两点：(1)明确题目要求：以扩散方式通过细胞膜。(2)根据物质的性质分析，不需要载体蛋白协助的是二氧化碳。
【解析】选B。Na+ 进出细胞的方式为主动运输或协助扩散，A项错误；二氧化碳、水、脂溶性小分子物质等以自由扩散的方式进出细胞，B项正确；RNA不能通过细胞膜，C项错误；胰岛素等蛋白质分子，以胞吐的形式排出细胞，D项错误。
2.(金榜原创预测)在顺浓度情况下，氨基酸进入细胞的下列叙述中，正确的是( )A.不需要载体蛋白，属于自由扩散B.不需要载体蛋白，属于协助扩散C.需要载体蛋白并消耗能量，属于主动运输D.需要载体蛋白并不消耗能量，属于被动运输
【解析】选D。在顺浓度情况下，葡萄糖、氨基酸等都是借助载体蛋白顺浓度梯度进入细胞，该过程不消耗能量，属于协助扩散。
角度二 影响跨膜运输的因素3.(2019·荆州模拟)如图是几种物质进出细胞方式中，运输速率与影响因素间的关系曲线图，下列与此图相关的叙述中正确的是世纪金榜导学号( )
A.与氧气进出细胞相符的图有①③⑤B.与葡萄糖进入红细胞相符的图有①④⑥C.与K+进入神经细胞相符的图有②④⑤D.与蛋白质类物质进出细胞相符的图有②③⑥
【解析】选A。图中①③④⑤分别表示自由扩散、被动运输、主动运输、自由扩散，②⑥为协助扩散或主动运输。氧气通过自由扩散方式进出细胞，与此相符的是①③⑤，A正确；葡萄糖通过协助扩散方式进入红细胞，与此相符的是②③⑥，B错误；K+进入神经细胞是主动运输，与图中②④⑥相符，C错误；蛋白质通过胞吞或胞吐进出细胞，D错误。
【方法技巧】物质运输曲线中的运输方式判断(1)有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输。(2)运输速率与细胞外浓度成正比关系的曲线表示自由扩散。(3)运输速率与呼吸作用或氧浓度有关系的曲线表示主动运输。
4.(2015·全国卷Ⅱ)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见表：
下列分析正确的是( )A.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATPD.与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收
【解题指南】(1)表中信息：第一、二组对照，自变量为含氧量，因变量为离子相对吸收量；第一、三组对照，自变量为温度，因变量也是离子相对吸收量。(2)关键知识：矿质元素离子以主动运输的方式进出细胞。
【解析】选A。本题考查实验分析能力。第一组实验有氧气，离子相对吸收量高；第二组实验无氧气，离子相对吸收量低，因此，有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收，故A正确。第一、三组实验温度不同，对离子的相对吸收量不同，因此，温度影响该植物幼根对该离子的吸收，故B错误。该矿质元素离子进入细胞的方式为主动运输，消耗ATP，故C错误。与空气相
比，氮气环境中离子相对吸收量低，不利于该植物幼根对该离子的吸收，故D错误。
【加固训练】1.如图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是( )
【解题指南】(1)关键知识：物质逆浓度梯度运输为主动运输；物质顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，不消耗能量，为被动运输。
(2)图示信息：管腔中氨基酸进入上皮细胞为逆浓度梯度运输；管腔中Na+进入上皮细胞为顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，不消耗能量；上皮细胞中氨基酸进入组织液为顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，不消耗能量；上皮细胞中Na+进入组织液为逆浓度梯度运输，是主动运输，但是题目没有设问。
【解析】选D。本题考查物质的跨膜运输知识，意在考查识图分析与比较能力。根据图形分析可知，管腔中氨基酸进入上皮细胞为逆浓度梯度的运输，属于主动运输；管腔中Na+进入上皮细胞为顺浓度梯度的运输，不消耗能量，是被动运输；上皮细胞中氨基酸进入组织液为顺浓度梯度的运输，是被动运输，因此D项正确。
2.(2018·永州模拟)如图表示人的成熟红细胞中葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况，下列相关叙述正确的是( )
A.蛋白质①也可以运输半乳糖B.两者的运输都受氧浓度的影响C.两者的运输速率都受载体蛋白的限制D.神经递质释放方式与乳酸相同
【解析】选C。载体具有专一性，因此蛋白质①不可以运输半乳糖，A错误；人体成熟红细胞无线粒体，乳酸运输过程消耗的能量由无氧呼吸提供，葡萄糖进入红细胞的运输方式为协助扩散，不消耗能量，故氧浓度对两者的运输都无影响，B错误；由题图可知，葡萄糖和乳酸的运输都需要载体蛋白协助，因此，两者的运输速率都受载体蛋白数量的限制，C正确；神经递质的
释放方式是胞吐，乳酸运出红细胞的方式是主动运输，D错误。
考点三 观察植物细胞的质壁分离和复原 【核心知识·突破】1.实验原理：(1)成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。①外界溶液浓度>细胞液浓度⇒细胞失水，质壁分离②外界溶液浓度<细胞液浓度⇒细胞吸水，质壁分离复原
(2)原生质层的伸缩性_____(填“大于”或“小于”)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。
4.实验拓展应用：(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)。
【微点警示】 质壁分离和复原实验的四个注意点(1)单独观察处于质壁分离的静态图像，不能判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。(2)质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。
(3)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，最终表现为进或出的水分子多。(4)本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。
【秒判正误】1.根尖细胞用30%蔗糖溶液处理后，在高倍物镜下可观察到根尖分生区细胞发生了质壁分离。( )分析：根尖分生区细胞无大液泡，细胞壁伸缩性小，不能发生质壁分离现象。
2.绿色植物的叶肉细胞也可用于观察质壁分离与复原实验。( )分析：绿色植物叶肉细胞的原生质层呈绿色，可观察到质壁分离与复原现象的发生。
3.随植物细胞失水的进行，吸水能力越来越弱。( )分析：随植物细胞不断失水，细胞液浓度逐渐升高，细胞吸水能力逐渐增强。
4.在显微镜下观察到植物细胞处于质壁分离状态，此时该细胞正在失水。( )分析：处于质壁分离状态的植物细胞可能正在失水，可能正在吸水，也可能处于平衡状态。
5.植物细胞失水后发生质壁分离是因为原生质层的伸缩性大于细胞壁。( )分析：植物细胞原生质层的伸缩性大于细胞壁，故失水后，原生质层收缩程度大于细胞壁，从而出现了质壁分离现象。
【命题案例·研析】【典例】 (2019·河南重点中学联考)如表为甲同学用某浓度KNO3溶液进行质壁分离实验时所测得的数据，如图为乙同学用另一浓度的KNO3溶液进行质壁分离实验时所绘制的曲线图，下列分析正确的是( )
A.甲同学所用溶液浓度要大于乙同学B.甲同学的实验进行到8 min时质壁分离达到平衡，滴加清水后发生质壁分离复原C.乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度D.乙同学在实验进行到T2时观察不到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度
【审答技巧】(1)实验原理：从试剂的使用方法，作用机理进行分析。(2)实验步骤、现象：实验操作每一环节的意图要明确，实验结果与结论要对应分析。
【解析】选A。甲同学的实验中未发生质壁分离复原，而乙同学的实验中发生质壁分离复原，说明甲同学所做实验中细胞失水较多而死亡，所用溶液浓度大于乙同学所用溶液浓度；甲同学实验中的原生质体相对大小在6 min后不再发生变化，可能是细胞已经死亡，滴加清水不会发生质壁分离复原；乙同学在T1时实际观察到的是质壁分离复原的现象，是细胞液浓度大于外
界溶液浓度的结果；在T2时观察不到质壁分离现象，有可能是因为细胞液浓度大于外界溶液浓度，但因为细胞壁的存在细胞体积不会发生较大变化。
【高考长句应答特训】该实验中原生质层的变化过程中，可看到质壁分离状态，这一现象可反映质壁分离的原因是什么？提示：成熟植物细胞发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁；外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度。
【方法规律】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。
【考点题组·诊断】角度一 质壁分离和复原的原理、操作及现象1.(2019·烟台模拟)下列关于质壁分离和复原实验的叙述，正确的是( )A.水以主动运输的方式渗出细胞使细胞发生质壁分离B.细胞质壁分离复原时原生质层变薄
C.用不同浓度的KNO3溶液处理细胞均能观察到质壁分离和复原现象D.紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞不能用于观察质壁分离
【解析】选B。水的运输方式是自由扩散，A错误；细胞质壁分离复原时，液泡不断吸水，液泡体积逐渐变大，原生质层变薄，B正确；高浓度的KNO3溶液处理会使植物细胞过度失水而死亡，不会观察到质壁分离复原现象，C错误；紫色洋葱鳞片叶的外、内表皮细胞均可用于观察质壁分离，但需要注意的是在用内表皮细胞观察质壁分离时，需要将视野调暗，D错误。
2.用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是世纪金榜导学号( )A.将装片放在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象B.在盖玻片一侧滴加清水，细胞吸水膨胀但不会破裂
C.用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞，均能观察到质壁分离现象D.当质壁分离不能复原时，细胞仍具有正常生理功能
【解析】选B。观察细胞质壁分离实验中用的是活细胞，因此不能放在酒精灯上加热；在盖玻片一侧滴加清水，细胞吸水，由于植物细胞有细胞壁，所以不会破裂；用蔗糖溶液处理细胞时，如果浓度过低，不发生质壁分离，如果浓度过高，细胞会失水过多而死亡；当质壁分离不能复原时，细胞已经死亡，不具有正常生理功能。
3.(2018·平顶山模拟)将洋葱鳞片叶内表皮制成临时装片，滴加某红色染料的水溶液(染料分子不能进入活细胞，渗透压相当于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液)，一段时间后用低倍显微镜能清晰地观察到( )A.细胞中红色区域减小B.染色体散乱地分布于细胞核中
C.原生质层与细胞壁的分离D.不同细胞质壁分离程度可能不同
【解析】选D。 红色染料分子不能进入活细胞，即不能进入原生质层，而在0.3 g/mL的蔗糖溶液中洋葱鳞片叶内表皮细胞的白色的原生质层是逐渐缩小的，所以外面的红色区域是越来越大的，A错误；洋葱鳞片叶内表皮细胞是成熟的植物细胞，不分裂，没有染色体出现，B错误；由于洋葱鳞片叶内表皮细胞几乎不含色素，所以不能清晰地观察到原生质层与细胞壁分离的
现象，C错误；由于不同细胞的细胞液浓度有差异，所以不同细胞质壁分离程度可能不同，D正确。
角度二 质壁分离和复原实验的应用 4.取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果，下列说法正确的是( )
A.实验前，丙的浓度>乙的浓度>甲的浓度B.乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等C.实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散D.甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的
【解析】选D。根据题干信息可推断一定时间后“甲的浓度变小”是因为叶片失水，“乙的浓度不变”说明乙的浓度与叶片细胞的细胞液浓度相等，“丙的浓度变大”是因为叶片吸水。由此推断，实验前，丙的浓度<乙的浓度<甲的浓度，A、B错误，D正确；实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散，C错误。
5.如图是植物细胞某种生理实验过程的图解，下列说法正确的是( )
A.农民施肥后发现有烧苗现象与图甲过程相似B.2、3、5构成了该细胞的原生质层C.该细胞的失水和吸水主要取决于细胞质与外界溶液浓度差D.蔗糖分子可进入1和3
【解析】选A。农民施肥后发现有烧苗现象，原因是植物根细胞在高浓度溶液中失水过多，与图甲过程相似，A正确；原生质层包括细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质，即图中2、3、4，B错误；该细胞的失水和吸水主要取决于液泡中的细胞液与外界溶液浓度差，C错误；由于细胞壁具有全透性，蔗糖分子可进入1，但是不能进入3，D错误。
答案速填：[1]有半透膜、膜两侧存在浓度差 [2]质壁分离 [3]质壁分离复原 [4]膨胀 [5]皱缩 [6]高浓度→低浓度 [7]自由扩散、协助扩散 [8]不消耗能量 [9]低浓度→高浓度 [10]需要载体蛋白和能量 [11]膜的流动性 [12]不需要载体蛋白、消耗能量
考点一 物质跨膜运输的实例 【核心知识·突破】1.渗透作用：(1)概念：_______(或其他溶剂分子)通过_______的扩散过程。
2.渗透作用原理的应用：(1)验证渗透作用发生的条件：
(2)比较不同溶液浓度的大小：
3.动植物细胞吸水的条件 ：(1)动物细胞的吸水和失水。
②现象。a.外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞_________。b.外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞_________。c.外界溶液浓度=细胞质浓度⇒水分进出平衡。
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)。①原理：
②现象：a.当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过_________失水，植物细胞就发生_________现象。b.将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度_____外界清水，植物细胞就吸水，发生______________现象。
4.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：
5.物质跨膜运输的其他实例：科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+和Si 的培养液中培养，结果及分析如下：
(1)实验结果：①不同植物对_______________的吸收有差异。②同种植物对_______________的吸收也有差异。(2)实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有________。
6.【教材易漏知识】必修1 P61“与生活的联系”：为什么吃比较咸的食物口唇感觉比较干？提示：这是因为与细胞内液相比，外界浓度高，口腔上皮细胞失水导致的。
【微点警示】有关渗透作用的三个理解误区(1)水的运输特点：无论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。(2)渗透平衡的实质：渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。
(3)浓度差的实质：渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。
【秒判正误】1.渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。( )分析：渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是物质的量浓度。
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。( )分析：当半透膜两侧溶液浓度相等时，半透膜两侧的水分子进出平衡。
3.将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用。( )分析：动物细胞的细胞膜相当于半透膜，放在溶液中能发生渗透作用。
4.植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。( )分析：植物细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质。
5.无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的。( )分析：无机盐离子可发生顺浓度梯度的运输，如动作电位、静息电位的形成。
【命题案例·研析】【典例】 (2019·郑州模拟)如图所示，在漏斗中加入的蔗糖溶液与蒸馏水液面齐平，一段时间后，待漏斗内液面不再变化时，再向漏斗中加入一定量的蔗糖酶。下列坐标曲线中能正确反映整个实验过程中漏斗内外溶液的液面高度差变化的是( )
【审答技巧】(1)从装置分析：分析装置，明确漏斗内外浓度的高低，分析水分子的移动方向，从而判断液面的高低。(2)从酶的功能分析：蔗糖酶能将蔗糖水解成单糖，半透膜允许单糖通过。
【解析】选C。实验开始时，漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中的蒸馏水，烧杯中的水分子向漏斗中渗透，漏斗内液面升高。一段时间后，漏斗中加入的蔗糖酶使蔗糖水解成葡萄糖和果糖，引起漏斗中溶液浓度进一步升高，漏斗内液面继续升高。由于半透膜允许单糖分子透过，漏斗中的葡萄糖和果糖进入烧杯中，漏斗
中的溶液浓度下降，漏斗内液面随之下降，最终由于漏斗中加入的蔗糖酶，维持着一定的液面高度差。
【核心素养新命题】(1)科学思维——分析与综合未加蔗糖酶之前，漏斗内外液面保持一定的高度差不再发生变化，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。
漏斗内溶液浓度高于漏斗外，吸
引水分子进入漏斗，当液面上升到一定高度时产生压
力差，当二者达到平衡后，漏斗内外液面高度差不再
(2)科学探究——分析实验结果若烧杯中溶液换用等质量浓度的葡萄糖溶液，且半透膜允许单糖通过，重复上述实验，则漏斗内液面高度的变化是_____________。
【方法技巧】渗透方向及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。
【考点题组·诊断】角度一 渗透作用的原理及条件1.(2018·泰安模拟)如图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液，且a溶液浓度
【解析】选B。根据题干“a溶液浓度
【知识总结】渗透系统中的两个“比较”(1)半透膜与选择透过性膜的比较。①区别：a.半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。b.选择透过性膜是具有生命的生物膜，磷脂和载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。
②共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过。
(2)原生质层与原生质体的比较。①原生质层是在成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构，由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，不包括液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中。
②原生质体是去除植物细胞壁后所剩下的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞膜、细胞质、细胞核三部分。
角度二 渗透作用的应用及分析2.(教材素材新命题·必修1 P60图4-1改编)将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是( )A.水能溶解红细胞B.红细胞的液泡不能无限吸水
C.蒸馏水大量进入导致红细胞涨破D.4 ℃时红细胞膜流动性最大
【解析】选C。将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中，红细胞会因大量蒸馏水进入而破裂；红细胞膜是脂溶性的；人的红细胞没有液泡；因低温时分子运动减慢而导致细胞膜的流动性降低。
3.(2017·全国卷Ⅱ)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，下列叙述正确的是世纪金榜导学号( )
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
【解题指南】解答本题的关键有两点：(1)明确原生质体的含义及曲线中原生质体体积的变化规律。(2)理解植物细胞质壁分离及其复原的原理。
【解析】选C。本题主要考查植物细胞质壁分离及其复原。依据曲线先下降后上升的变化趋势可知，原生质体的体积先减小后增大，即细胞发生质壁分离后自动复原，原因是物质A通过细胞膜进入细胞内，导致细胞液浓度增加，开始吸水，逐渐发生质壁分离的复原，A项错误；0～1 h内，原生质体的体积减小，即细胞发生质壁分离，此时原生质体和细胞壁都收缩，但原生
质体收缩得更快，细胞体积与原生质体体积的变化量不相等，B项错误；2～3 h内，原生质体的体积开始增大，即细胞发生质壁分离的复原，物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压，C项正确；0～1 h内，细胞失水，发生质壁分离，则液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压，D项错误。
【加固训练】1.(2018·福州模拟)如图所示的U形管中间被半透膜(体积小于或等于单糖的物质才能通过)隔开，两侧分别加入等量的 0.1 ml·L-1 的蔗糖溶液和麦芽糖溶液。一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的？若向U形管两侧加入等量某种物质，最终右侧液面上升，那么加入的这种物质最可能是什么( )
A.右侧液面高度下降；葡萄糖B.两侧液面高度不变；蔗糖酶C.两侧液面高度不变；麦芽糖酶D.右侧液面高度下降；蒸馏水
【解析】选B。半透膜两侧的溶液物质的量浓度相等，因此两侧液面高度不变；若向U形管两侧加入的物质是等量的蔗糖酶，则左侧的每个蔗糖分子会被分解成1分子果糖和1分子葡萄糖，溶液浓度增加，左侧液面上升，但随着果糖、葡萄糖不断透过半透膜进入右侧，而麦芽糖不能透过半透膜，这样右侧溶液浓度不断增加，最终右侧液面上升。
2.(2018·临沂模拟)如图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如表所示。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】选A。由图1及表中的信息可知：丙的初始蔗糖溶液体积最大，吸水体积最大，漏斗液面高度最高，相对应的是图2中曲线1；甲、乙的初始蔗糖溶液体积相等，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，乙装置对应图2中曲线3。
考点二 物质进出细胞的方式及影响因素 【核心知识·突破】1.物质跨膜运输的方式：
2.物质跨膜运输方式的图解：
3.不同因素对物质跨膜运输的影响：(1)影响因素：
(2)曲线分析：①物质浓度(在一定的范围内)：
4.探究物质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：
5.【教材易漏知识】必修1 P73 “与社会的联系”：囊性纤维病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_________，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_____________________来实现的。
【微点警示】 物质运输的五个“不一定”(1)消耗能量的运输方式不一定是主动运输，胞吐和胞吞也消耗能量。(2)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的，如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核，这两种情况穿膜层数均为0。
(3)无机盐离子的运输方式不一定是主动运输，如神经细胞的K+外流和Na+的内流为协助扩散。(4)需要载体蛋白的不一定是协助扩散，主动运输也需要载体蛋白。(5)跨膜运输不一定穿过细胞膜，胞吞、胞吐穿过细胞膜的层数为0，但属于跨膜运输。
【秒判正误】1.细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内。( )分析：细胞质中的氢离子进入液泡中需要载体蛋白并消耗能量，属于主动运输。
2.Na+与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输。( )分析：Na+主要存在于细胞外，即细胞外浓度高于细胞内，Na+由细胞内向细胞外运输，属于逆浓度梯度运输，消耗能量且需要载体蛋白协助。
3.细胞外液中的K+进入神经细胞属于自由扩散。( )分析：K+主要存在于细胞内，K+由细胞外向细胞内转运属于主动运输。
4.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。( )分析：主动运输使细胞内外保持了浓度差，维持了细胞的正常代谢。
5.同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同。( )分析：葡萄糖进入红细胞属于协助扩散，进入小肠则属于主动运输。
【命题案例·研析】【典例】 (2018·全国卷Ⅱ)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
【审答技巧】 解答本题需要从两个方面分析：(1)细胞膜的结构特点：依赖于细胞膜结构特点的运输方式有胞吞和胞吐。(2)细胞膜成分与物质运输方式的关系：脂质可以自由穿过以磷脂双分子层为基本支架的细胞膜，其他小分子或离子的运输则与膜上的蛋白质关系密切。
【解析】选C。本题考查物质跨膜运输的有关知识。巨噬细胞通过胞吞摄入病原体，A错误；固醇类激素属于脂质，根据“相似相溶原理”，其以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；神经细胞受到刺激时，Na+通过离子通道顺浓度梯度进入细胞内，运输方式属于协助扩散，C正确；甘油进入皮肤细胞的方式是自由扩散，D错误。
【高考长句应答特训】(1)巨噬细胞摄入病原体依赖的结构基础是什么？提示：巨噬细胞通过胞吞作用摄入病原体，胞吞依赖于细胞膜的流动性。
(2)甘油进入皮肤细胞的方式与神经细胞受到刺激时产生的Na+进入细胞的方式相比有哪些异同？提示：前者不需要载体蛋白，后者需要载体蛋白，二者均是顺浓度梯度运输。
【方法规律】“三看法”快速判断物质出入细胞的方式
【考点题组·诊断】角度一 物质跨膜运输的方式1.(2018·北京高考)细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以(自由)扩散方式通过细胞膜的是( )A.Na+ B.二氧化碳C.RNAD.胰岛素
【解题指南】解答本题需注意以下两点：(1)明确题目要求：以扩散方式通过细胞膜。(2)根据物质的性质分析，不需要载体蛋白协助的是二氧化碳。
【解析】选B。Na+ 进出细胞的方式为主动运输或协助扩散，A项错误；二氧化碳、水、脂溶性小分子物质等以自由扩散的方式进出细胞，B项正确；RNA不能通过细胞膜，C项错误；胰岛素等蛋白质分子，以胞吐的形式排出细胞，D项错误。
2.(金榜原创预测)在顺浓度情况下，氨基酸进入细胞的下列叙述中，正确的是( )A.不需要载体蛋白，属于自由扩散B.不需要载体蛋白，属于协助扩散C.需要载体蛋白并消耗能量，属于主动运输D.需要载体蛋白并不消耗能量，属于被动运输
【解析】选D。在顺浓度情况下，葡萄糖、氨基酸等都是借助载体蛋白顺浓度梯度进入细胞，该过程不消耗能量，属于协助扩散。
角度二 影响跨膜运输的因素3.(2019·荆州模拟)如图是几种物质进出细胞方式中，运输速率与影响因素间的关系曲线图，下列与此图相关的叙述中正确的是世纪金榜导学号( )
A.与氧气进出细胞相符的图有①③⑤B.与葡萄糖进入红细胞相符的图有①④⑥C.与K+进入神经细胞相符的图有②④⑤D.与蛋白质类物质进出细胞相符的图有②③⑥
【解析】选A。图中①③④⑤分别表示自由扩散、被动运输、主动运输、自由扩散，②⑥为协助扩散或主动运输。氧气通过自由扩散方式进出细胞，与此相符的是①③⑤，A正确；葡萄糖通过协助扩散方式进入红细胞，与此相符的是②③⑥，B错误；K+进入神经细胞是主动运输，与图中②④⑥相符，C错误；蛋白质通过胞吞或胞吐进出细胞，D错误。
【方法技巧】物质运输曲线中的运输方式判断(1)有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输。(2)运输速率与细胞外浓度成正比关系的曲线表示自由扩散。(3)运输速率与呼吸作用或氧浓度有关系的曲线表示主动运输。
4.(2015·全国卷Ⅱ)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见表：
下列分析正确的是( )A.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收B.该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATPD.与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收
【解题指南】(1)表中信息：第一、二组对照，自变量为含氧量，因变量为离子相对吸收量；第一、三组对照，自变量为温度，因变量也是离子相对吸收量。(2)关键知识：矿质元素离子以主动运输的方式进出细胞。
【解析】选A。本题考查实验分析能力。第一组实验有氧气，离子相对吸收量高；第二组实验无氧气，离子相对吸收量低，因此，有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收，故A正确。第一、三组实验温度不同，对离子的相对吸收量不同，因此，温度影响该植物幼根对该离子的吸收，故B错误。该矿质元素离子进入细胞的方式为主动运输，消耗ATP，故C错误。与空气相
比，氮气环境中离子相对吸收量低，不利于该植物幼根对该离子的吸收，故D错误。
【加固训练】1.如图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是( )
【解题指南】(1)关键知识：物质逆浓度梯度运输为主动运输；物质顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，不消耗能量，为被动运输。
(2)图示信息：管腔中氨基酸进入上皮细胞为逆浓度梯度运输；管腔中Na+进入上皮细胞为顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，不消耗能量；上皮细胞中氨基酸进入组织液为顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，不消耗能量；上皮细胞中Na+进入组织液为逆浓度梯度运输，是主动运输，但是题目没有设问。
【解析】选D。本题考查物质的跨膜运输知识，意在考查识图分析与比较能力。根据图形分析可知，管腔中氨基酸进入上皮细胞为逆浓度梯度的运输，属于主动运输；管腔中Na+进入上皮细胞为顺浓度梯度的运输，不消耗能量，是被动运输；上皮细胞中氨基酸进入组织液为顺浓度梯度的运输，是被动运输，因此D项正确。
2.(2018·永州模拟)如图表示人的成熟红细胞中葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况，下列相关叙述正确的是( )
A.蛋白质①也可以运输半乳糖B.两者的运输都受氧浓度的影响C.两者的运输速率都受载体蛋白的限制D.神经递质释放方式与乳酸相同
【解析】选C。载体具有专一性，因此蛋白质①不可以运输半乳糖，A错误；人体成熟红细胞无线粒体，乳酸运输过程消耗的能量由无氧呼吸提供，葡萄糖进入红细胞的运输方式为协助扩散，不消耗能量，故氧浓度对两者的运输都无影响，B错误；由题图可知，葡萄糖和乳酸的运输都需要载体蛋白协助，因此，两者的运输速率都受载体蛋白数量的限制，C正确；神经递质的
释放方式是胞吐，乳酸运出红细胞的方式是主动运输，D错误。
考点三 观察植物细胞的质壁分离和复原 【核心知识·突破】1.实验原理：(1)成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。①外界溶液浓度>细胞液浓度⇒细胞失水，质壁分离②外界溶液浓度<细胞液浓度⇒细胞吸水，质壁分离复原
(2)原生质层的伸缩性_____(填“大于”或“小于”)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。
4.实验拓展应用：(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)。
【微点警示】 质壁分离和复原实验的四个注意点(1)单独观察处于质壁分离的静态图像，不能判断细胞是正在发生质壁分离还是质壁分离复原。(2)质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。
(3)质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，最终表现为进或出的水分子多。(4)本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。
【秒判正误】1.根尖细胞用30%蔗糖溶液处理后，在高倍物镜下可观察到根尖分生区细胞发生了质壁分离。( )分析：根尖分生区细胞无大液泡，细胞壁伸缩性小，不能发生质壁分离现象。
2.绿色植物的叶肉细胞也可用于观察质壁分离与复原实验。( )分析：绿色植物叶肉细胞的原生质层呈绿色，可观察到质壁分离与复原现象的发生。
3.随植物细胞失水的进行，吸水能力越来越弱。( )分析：随植物细胞不断失水，细胞液浓度逐渐升高，细胞吸水能力逐渐增强。
4.在显微镜下观察到植物细胞处于质壁分离状态，此时该细胞正在失水。( )分析：处于质壁分离状态的植物细胞可能正在失水，可能正在吸水，也可能处于平衡状态。
5.植物细胞失水后发生质壁分离是因为原生质层的伸缩性大于细胞壁。( )分析：植物细胞原生质层的伸缩性大于细胞壁，故失水后，原生质层收缩程度大于细胞壁，从而出现了质壁分离现象。
【命题案例·研析】【典例】 (2019·河南重点中学联考)如表为甲同学用某浓度KNO3溶液进行质壁分离实验时所测得的数据，如图为乙同学用另一浓度的KNO3溶液进行质壁分离实验时所绘制的曲线图，下列分析正确的是( )
A.甲同学所用溶液浓度要大于乙同学B.甲同学的实验进行到8 min时质壁分离达到平衡，滴加清水后发生质壁分离复原C.乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度D.乙同学在实验进行到T2时观察不到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度
【审答技巧】(1)实验原理：从试剂的使用方法，作用机理进行分析。(2)实验步骤、现象：实验操作每一环节的意图要明确，实验结果与结论要对应分析。
【解析】选A。甲同学的实验中未发生质壁分离复原，而乙同学的实验中发生质壁分离复原，说明甲同学所做实验中细胞失水较多而死亡，所用溶液浓度大于乙同学所用溶液浓度；甲同学实验中的原生质体相对大小在6 min后不再发生变化，可能是细胞已经死亡，滴加清水不会发生质壁分离复原；乙同学在T1时实际观察到的是质壁分离复原的现象，是细胞液浓度大于外
界溶液浓度的结果；在T2时观察不到质壁分离现象，有可能是因为细胞液浓度大于外界溶液浓度，但因为细胞壁的存在细胞体积不会发生较大变化。
【高考长句应答特训】该实验中原生质层的变化过程中，可看到质壁分离状态，这一现象可反映质壁分离的原因是什么？提示：成熟植物细胞发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁；外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度。
【方法规律】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。
【考点题组·诊断】角度一 质壁分离和复原的原理、操作及现象1.(2019·烟台模拟)下列关于质壁分离和复原实验的叙述，正确的是( )A.水以主动运输的方式渗出细胞使细胞发生质壁分离B.细胞质壁分离复原时原生质层变薄
C.用不同浓度的KNO3溶液处理细胞均能观察到质壁分离和复原现象D.紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞不能用于观察质壁分离
【解析】选B。水的运输方式是自由扩散，A错误；细胞质壁分离复原时，液泡不断吸水，液泡体积逐渐变大，原生质层变薄，B正确；高浓度的KNO3溶液处理会使植物细胞过度失水而死亡，不会观察到质壁分离复原现象，C错误；紫色洋葱鳞片叶的外、内表皮细胞均可用于观察质壁分离，但需要注意的是在用内表皮细胞观察质壁分离时，需要将视野调暗，D错误。
2.用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是世纪金榜导学号( )A.将装片放在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象B.在盖玻片一侧滴加清水，细胞吸水膨胀但不会破裂
C.用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞，均能观察到质壁分离现象D.当质壁分离不能复原时，细胞仍具有正常生理功能
【解析】选B。观察细胞质壁分离实验中用的是活细胞，因此不能放在酒精灯上加热；在盖玻片一侧滴加清水，细胞吸水，由于植物细胞有细胞壁，所以不会破裂；用蔗糖溶液处理细胞时，如果浓度过低，不发生质壁分离，如果浓度过高，细胞会失水过多而死亡；当质壁分离不能复原时，细胞已经死亡，不具有正常生理功能。
3.(2018·平顶山模拟)将洋葱鳞片叶内表皮制成临时装片，滴加某红色染料的水溶液(染料分子不能进入活细胞，渗透压相当于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液)，一段时间后用低倍显微镜能清晰地观察到( )A.细胞中红色区域减小B.染色体散乱地分布于细胞核中
C.原生质层与细胞壁的分离D.不同细胞质壁分离程度可能不同
【解析】选D。 红色染料分子不能进入活细胞，即不能进入原生质层，而在0.3 g/mL的蔗糖溶液中洋葱鳞片叶内表皮细胞的白色的原生质层是逐渐缩小的，所以外面的红色区域是越来越大的，A错误；洋葱鳞片叶内表皮细胞是成熟的植物细胞，不分裂，没有染色体出现，B错误；由于洋葱鳞片叶内表皮细胞几乎不含色素，所以不能清晰地观察到原生质层与细胞壁分离的
现象，C错误；由于不同细胞的细胞液浓度有差异，所以不同细胞质壁分离程度可能不同，D正确。
角度二 质壁分离和复原实验的应用 4.取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果，下列说法正确的是( )
A.实验前，丙的浓度>乙的浓度>甲的浓度B.乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等C.实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散D.甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的
【解析】选D。根据题干信息可推断一定时间后“甲的浓度变小”是因为叶片失水，“乙的浓度不变”说明乙的浓度与叶片细胞的细胞液浓度相等，“丙的浓度变大”是因为叶片吸水。由此推断，实验前，丙的浓度<乙的浓度<甲的浓度，A、B错误，D正确；实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散，C错误。
5.如图是植物细胞某种生理实验过程的图解，下列说法正确的是( )
A.农民施肥后发现有烧苗现象与图甲过程相似B.2、3、5构成了该细胞的原生质层C.该细胞的失水和吸水主要取决于细胞质与外界溶液浓度差D.蔗糖分子可进入1和3
【解析】选A。农民施肥后发现有烧苗现象，原因是植物根细胞在高浓度溶液中失水过多，与图甲过程相似，A正确；原生质层包括细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质，即图中2、3、4，B错误；该细胞的失水和吸水主要取决于液泡中的细胞液与外界溶液浓度差，C错误；由于细胞壁具有全透性，蔗糖分子可进入1，但是不能进入3，D错误。
答案速填：[1]有半透膜、膜两侧存在浓度差 [2]质壁分离 [3]质壁分离复原 [4]膨胀 [5]皱缩 [6]高浓度→低浓度 [7]自由扩散、协助扩散 [8]不消耗能量 [9]低浓度→高浓度 [10]需要载体蛋白和能量 [11]膜的流动性 [12]不需要载体蛋白、消耗能量
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