第12頁第2講eqeqeqeq細胞的物質輸入和輸出構建知識體系·串聯主干知識eq\x()提示：①滲透作用②細胞膜③原生質層④質壁別離和復原⑤協助擴散⑥胞吞、胞吐⑦通過囊泡運輸、消耗能量(對應學生用書第7頁)1．(2023·全國卷Ⅰ)以下有關植物根系吸收利用營養元素的表達，錯誤的選項是()A．在酸性土壤中，小麥可吸收利用土壤中的N2和NOeq\o\al(－,3)B．農田適時松土有利于農作物根細胞對礦質元素的吸收C．土壤微生物降解植物秸稈產生的無機離子可被根系吸收D．給玉米施肥過多時，會因根系水分外流引起“燒苗〞現象A[小麥不能直接吸收利用土壤中的N2，N2必須被固定后，才能被植物吸收利用，A錯誤；農田適時松土可以增加土壤中的氧氣，增強農作物根系的有氧呼吸，有利于農作物根細胞通過主動運輸的方式對礦質元素進行吸收，B正確；土壤微生物可以將秸稈中的有機物分解成無機離子等，植物的根系能吸收這些無機離子用于生命活動，C正確；給玉米施肥過多時，土壤滲透壓升高，當其高于玉米根的細胞液滲透壓時，玉米會因根系水分外流而出現“燒苗〞現象，D正確。]2．(2023·全國卷Ⅱ)以下有關物質跨膜運輸的表達，正確的選項是()A．巨噬細胞攝入病原體的過程屬于協助擴散B．固醇類激素進入靶細胞的過程屬于主動運輸C．神經細胞受到刺激時產生的Na＋內流屬于被動運輸D．護膚品中的甘油進入皮膚細胞的過程屬于主動運輸C[巨噬細胞依賴細胞膜的流動性以胞吞的方式攝入病原體，A項錯誤；固醇類激素屬于脂質，以自由擴散的方式進入靶細胞，B項錯誤；神經細胞受到刺激時，Na＋順濃度梯度內流，屬于被動運輸，C項正確；甘油以自由擴散的方式進入細胞，D項錯誤。]3．(2023·全國卷Ⅱ)將某種植物的成熟細胞放入一定濃度的物質A溶液中，發現其原生質體(即植物細胞中細胞壁以內的局部)的體積變化趨勢如下圖。以下表達正確的選項是()A．0～4h內物質A沒有通過細胞膜進入細胞內B．0～1h內細胞體積與原生質體體積的變化量相等C．2～3h內物質A溶液的滲透壓小于細胞液的滲透壓D．0～1h內液泡中液體的滲透壓大于細胞質基質的滲透壓C[0～4h內，開始一段時間內，原生質體的相對體積逐漸減小，說明細胞液濃度小于物質A溶液的濃度，當原生質體相對體積到達最小后又逐漸增大，說明局部物質A通過細胞膜進入細胞內，使細胞液濃度增大，從而使細胞吸水，表現為原生質體相對體積逐漸增大，A錯誤；因細胞壁的伸縮性較小，而原生質體的伸縮性較大，故0～1h內細胞體積的變化量小于原生質體體積的變化量，B錯誤；據圖可知，2～3h內，原生質體的相對體積增大，說明細胞吸水，此時物質A溶液的滲透壓小于細胞液的滲透壓，C正確；0～1h內，原生質體的相對體積減小，說明細胞失水，此時液泡中液體(細胞液)的滲透壓小于細胞質基質的滲透壓，細胞質基質的滲透壓又小于物質A溶液的滲透壓，D錯誤。]4．(2023·全國卷Ⅰ)離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，能利用水解ATP釋放的能量跨膜運輸離子。以下表達正確的選項是()A．離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協助擴散B．離子通過離子泵的跨膜運輸是順著濃度梯度進行的C．動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率D．參加蛋白質變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率C[由題意可知，離子通過離子泵進行跨膜運輸需要消耗能量，而協助擴散不需要消耗能量，故A項錯誤。消耗能量的物質跨膜運輸一般是逆濃度梯度進行的，故B項錯誤。動物一氧化碳中毒會影響紅細胞運輸氧，進而影響有氧呼吸，影響ATP的合成，從而降低離子泵跨膜運輸離子的速率，故C項正確。離子泵是一種蛋白質，因此參加蛋白質變性劑會破壞離子泵的結構，進而降低離子泵跨膜運輸離子的速率，故D項錯誤。]5．(2023·全國卷Ⅱ)將三組生理狀態相同的某植物幼根分別培養在含有相同培養液的密閉培養瓶中，一段時間后，測定根吸收某一礦質元素離子的量。培養條件及實驗結果見下表：培養瓶中氣體溫度(℃)離子相對吸收量(%)空氣17100氮氣1710空氣328以下分析正確的選項是()A．有氧條件有利于該植物幼根對該離子的吸收B．該植物幼根對該離子的吸收與溫度的變化無關C．氮氣環境中該植物幼根細胞吸收該離子不消耗ATPD．與空氣相比，氮氣環境有利于該植物幼根對該離子的吸收A[溫度為17℃時，在空氣環境中，根對該離子的相對吸收量高于在氮氣環境中的，說明有氧條件有利于該植物幼根吸收該離子，同時說明幼根對該離子的相對吸收量與氧氣有關，為主動運輸，A項正確；在空氣環境中，低溫下幼根對該離子的相對吸收量較低，說明溫度能夠影響根對該離子的吸收，B項錯誤；幼根對該離子的吸收方式為主動運輸，需要消耗ATP，在氮氣環境中，植物可通過無氧呼吸產生ATP，C項錯誤；溫度為17℃時，與空氣環境中相比，氮氣環境中該植物幼根對該離子的相對吸收量較低，說明氮氣環境不利于該植物幼根對該離子的吸收，D項錯誤。]6．(2023·全國卷Ⅱ)以下過程中，不屬于胞吐作用的是()A．漿細胞分泌抗體到細胞外的過程B．mRNA從細胞核到細胞質的過程C．分泌蛋白從胰腺的腺泡細胞到胞外的過程D．突觸小泡中的神經遞質釋放到突觸間隙的過程B[胞吐是指細胞需要外排的大分子，先在細胞內形成囊泡，囊泡移動到細胞膜處與細胞膜融合，將大分子排出細胞的現象。細胞胞吐的是大分子物質，且細胞通過胞吐作用向外分泌物質是需要消耗能量的。A項漿細胞分泌抗體、C項胰腺的腺泡細胞向胞外分泌蛋白、D項突觸小泡向突觸間隙釋放神經遞質都屬于胞吐。B項mRNA是通過核孔從細胞核到細胞質的，不屬于胞吐。]7．(2023·全國卷Ⅱ)將某植物花冠切成大小和形狀相同的細條，分為a、b、c、d、e和f組(每組的細條數相等)，取上述6組細條分別置于不同濃度的蔗糖溶液中，浸泡相同時間后測量各組花冠細條的長度，結果如以下圖所示。假設蔗糖溶液與花冠細胞之間只有水分交換，那么()A．實驗后，a組液泡中的溶質濃度比b組的高B．浸泡導致f組細胞中液泡的失水量小于b組的C．a組細胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b組D．使細條在浸泡前后長度不變的蔗糖濃度介于0.4～0.5mol·L－1之間D[通過圖示可以看出，a組和b組實驗前長度/實驗后長度的值都小于1，說明細胞吸水導致細條變長；由于a組實驗前長度/實驗后長度的值小于b組實驗前長度/實驗后長度的值，說明a組吸水較多，b組吸水較少，所以實驗后a組液泡中的溶質濃度比b組的低，A項錯誤。分析柱狀圖可知，f組細胞失水，而b組細胞吸水，因此浸泡導致f組細胞中液泡的失水量大于b組的，B項錯誤。水分進出細胞的方式是自由擴散，不消耗ATP，C項錯誤。根據柱狀圖可知，在濃度為0.4mol·L－1的蔗糖溶液中的c組細胞吸水，而在濃度為0.5mol·L－1的蔗糖溶液中的d組細胞失水，所以使細條在浸泡前后長度不變的蔗糖濃度介于0.4～0.5mol·L－1之間，D項正確。]高考考查點和特點：近五年全國卷對本講知識點的考查點主要是植物細胞的吸水和失水，物質出入細胞的方式及特點，外界環境條件改變對物質出入細胞速率的影響，主要以選擇題的形式考查，并且主要以實驗和實例情景考查，考查理解和分析能力。命題方向：本講知識與實驗和實例結合緊密，以實驗和實例的形成考查動植物細胞的吸水和失水及物質出入細胞的方式仍是高考考查的方向。考點1細胞的吸水和失水(對應學生用書第8頁)■通知識——核心要點填充·1．理清動植物細胞的吸水和失水工程動物細胞植物細胞條件①細胞膜具選擇透過性，相當于半透膜②細胞質與外界液具有濃度差①細胞壁是全透性的②原生質層(由細胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細胞質組成)相當于半透膜③細胞液與外界溶液具有濃度差原理滲透作用滲透作用水分子運動方向低濃度溶液→高濃度溶液低濃度溶液→高濃度溶液現象皺縮或漲破質壁別離、質壁別離復原2.質壁別離的2個條件、1個失分盲點[判斷與表述]1．思考辨析去除誤區(1)如果半透膜兩側分別放有體積與質量濃度相等的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，那么單位時間內兩個方向通過半透膜的水分子數目相等。()(2)當細胞內外存在濃度差時，細胞就會發生質壁別離或復原。()(3)將人的紅細胞放入4℃蒸餾水中，一段時間后紅細胞破裂，主要原因是蒸餾水大量進入紅細胞。()(4)植物細胞發生質壁別離的原因除了細胞失水外，還有原生質層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性。()(5)在一定范圍內，隨著植物細胞失水的進行，細胞的吸水力逐漸減小。()【提示】(1)×由于葡萄糖相對分子質量比蔗糖小，等體積且質量濃度相等的蔗糖溶液和葡萄糖溶液相比，葡萄糖溶液中溶質多，吸水能力強。(2)×假設為動物細胞，無細胞壁，不能發生質壁別離。(3)√(4)√(5)×細胞失水，細胞液濃度增大，細胞的吸水力逐漸增大。2．思考答復標準表述酶的特性可通過實驗進行驗證。現有質量分數為10%淀粉溶液、質量分數為10%蔗糖溶液、質量分數為10%麥芽糖溶液、蔗糖酶溶液、清水；半透膜(只允許水分子通過)：長頸漏斗、燒杯、底部中央可放置半透膜的U型管各一個。請根據滲透作用的原理、選用一套裝置設計實驗，實驗現象能支持酶的催化作用具有專一性，要表達等量原那么等實驗設計的根本原那么。請寫出最合理的實驗思路及實驗預期。【提示】在底部中央放置半透膜的U型管兩側分別參加等量的蔗糖溶液和麥芽糖溶液，再在兩側各參加等量的蔗糖酶溶液，適宜溫度下一段時間后，觀察兩側液面的變化。實驗預期：蔗糖溶液一側液面明顯升高，那么支持酶的催化作用具有專一性。(或：麥芽糖溶液一側液面明顯降低，那么支持酶的催化作用具有專一性。)■通能力——考向對點專練·eqeqeq考向1考查滲透作用的原理及動、植物細胞的吸水和失水1．(2023·江西南昌月考)如圖是植物細胞滲透作用示意圖，以下說法錯誤的選項是()A．成熟植物細胞發生滲透作用的主要原因是原生質層相當于一層半透膜B．不成熟的植物細胞，如根尖分生區細胞，不能發生滲透吸水或失水C．當溶液濃度甲>乙時，成熟植物細胞會因滲透失水而發生質壁別離現象D．當溶液濃度甲＝乙時，細胞處于滲透平衡狀態，但仍有水分子由甲→乙B[成熟的植物細胞構成滲透系統可發生滲透作用，原生質層相當于一層半透膜，當外界溶液濃度<細胞液濃度時，細胞吸水；反之，那么細胞失水；當外界溶液濃度＝細胞質濃度時，水分進出平衡。植物細胞的細胞膜、液泡膜和之間的細胞質構成原生質層，具有選擇透過性，相當于一層半透膜，A正確；不成熟的植物細胞，細胞膜相當于半透膜，與外界溶液存在濃度差時，也能發生滲透吸水或失水，B錯誤；滲透作用水分的運輸方向是低濃度運輸到高濃度，當外界溶液濃度甲>乙時，成熟植物細胞發生滲透失水，而原生質層的伸縮性大于細胞壁，發生質壁別離，當溶液濃度乙>甲時，細胞發生滲透吸水，C正確；當溶液濃度甲＝乙時，水分子在兩種溶液間擴散的速率相等，即處于滲透平衡狀態，只是不能通過現象表現出來，D正確。]2．(2023·菏澤期中)某生物興趣小組用形態和生理狀況相似的某植物葉片下表皮細胞為材料，進行了如下實驗，實驗過程中相關細胞都保持生理活性，結果如下表所示。以下分析錯誤的選項是()實驗組別abcdef蔗糖溶液濃度(g/mL)0.250.300.350.400.450.50實驗前細胞長度/實驗后細胞0.700.800.901.051.101.15A.實驗過程中水分子通過自由擴散的方式進出細胞B．隨著蔗糖溶液濃度的升高，表皮細胞長度逐漸變小C．實驗后，c組液泡中的溶質濃度高于b組D．實驗后，f組表皮細胞細胞液的滲透壓低于d組D[水分子進出細胞的方式是自由擴散，A正確；根據表格分析可知，隨著蔗糖濃度的增加，實驗前細胞長度/實驗后細胞長度一直增加，由于實驗前的細胞長度是一定的，所以說明實驗后表皮細胞長度逐漸變小，B正確；根據以上分析可知，實驗后c組的細胞長度小于b組的細胞長度，說明c組細胞中液泡的吸水量小于b組，C正確；根據以上分析可知，實驗后f組的細胞長度最小，所以其滲透壓最高，D錯誤。][易錯警示](1)生物膜≠人工膜，生物膜具有選擇透過性；人工膜具有半透性，物質能否通過取決于孔徑大小。(2)滲透平衡≠濃度相等，發生滲透平衡只意味著半透膜兩側水分子移動到達動態平衡狀態，既不可以看作沒有水分子移動，也不可看作兩側溶液濃度相等。(3)溶液濃度指物質的量濃度而非質量濃度。(2023·成都七中模擬)將a、b、c三組紅細胞分別置于不同濃度的氯化鈉溶液中進行實驗，浸泡一段時間后其細胞形態如以下圖所示。以下表達錯誤的選項是()A．圖中所示細胞內液的滲透壓，a組的比b組的高B．浸泡過程中a組細胞失水量小于c組細胞失水量C．假設向a組燒杯中參加少量葡萄糖，那么其細胞可能會皺縮后恢復原狀D．上述實驗中引起細胞形態的改變而消耗ATP的數量比擬：c>b>aD[由圖可知：紅細胞浸入a溶液中保持正常形態，說明a溶液濃度等于細胞內液的溶質濃度；紅細胞浸入b溶液中吸水膨脹，說明b溶液濃度小于細胞內液的溶質濃度；紅細胞浸入c溶液中失水皺縮，說明c溶液濃度大于細胞內液的溶質濃度。因此，a、b、c溶液濃度大小：b<a<c。根據分析可知，圖中所示a組細胞內液的溶質濃度比b組的高，A正確；根據分析可知，b溶液濃度<細胞內液的溶質濃度<c溶液濃度，故浸泡過程a組細胞失水量小于c組細胞失水量，B正確；假設向a組燒杯參加少量葡萄糖，那么由于外界溶液濃度較高，細胞可能發生先失水，而后由于葡萄糖進入細胞使得細胞內液的溶質濃度增大，導致細胞吸水，C正確；上述實驗中引起細胞形態的改變是由于水分子的運輸，為自由擴散，不消耗ATP分子，D錯誤。]eqeqeq考向2考查植物細胞的質壁別離和復原實驗1．有人對“觀察植物細胞吸水和失水〞實驗進行創新，選擇紫色洋蔥鱗片葉內表皮細胞與無毒大分子胭脂紅溶液進行實驗，以下表達正確的選項是()A．該創新實驗不可驗證原生質層具有選擇透過性B．假設發生質壁別離，那么可看到紫色液泡顏色加深C．發生質壁別離時，液泡的體積呈不同程度縮小D．植物細胞在發生質壁別離過程中，吸水力逐漸縮小C[紫色洋蔥鱗片葉內表皮細胞也具有大液泡，只是液泡紫色不明顯，但用無毒大分子胭脂紅溶液進行實驗仍能驗證原生質層具有選擇透過性，A項錯誤；由于外界溶液是紅色的胭脂紅溶液，發生質壁別離時能看到液泡變小，但看不到液泡顏色變深，B項錯誤，C項正確；植物細胞在發生質壁別離過程中，吸水力變大，D項錯誤。]2．(2023·長春市高三質檢)將同一紅色月季花瓣制成兩組相同的臨時裝片，分別浸潤在甲乙兩種溶液中，測得液泡直徑的變化情況如以下圖所示。以下相關表達正確的選項是()A．乙溶液的濃度大于甲溶液的濃度B．2～6min乙溶液中細胞的吸水能力逐漸增大C．甲溶液中的溶質分子在2min后開始進入細胞D．甲溶液中細胞體積與液泡體積的變化量相等B[從圖中曲線可知，最初2min內，甲細胞失水速度快于乙細胞，所以甲溶液濃度大于乙溶液的濃度，A項錯誤；2～6min乙溶液中細胞的液泡直徑變小，細胞失水，細胞的吸水力逐漸增大，B項正確；處于甲溶液中細胞2min后開始吸水，說明甲的溶質分子在2min前開始進入細胞，C項錯誤；植物細胞的細胞壁伸縮性小，細胞體積根本沒變，而液泡體積變小，D項錯誤。]考點2物質出入細胞的方式(對應學生用書第9頁)■通知識——核心要點填充·1．理清物質跨膜運輸方式(1)“四看法〞快速判定物質跨膜運輸方式(2)根據圖解判定物質跨膜運輸方式上圖中字母代表的運輸方式分別是：a主動運輸，b自由擴散，c協助擴散，d協助擴散，e主動運輸。2．影響物質跨膜運輸的兩大因素——物質濃度、氧氣濃度(填寫圖示代表的運輸方式)①自由擴散②協助擴散或主動運輸③自由擴散或協助擴散④主動運輸[判斷與表述]1．思考辨析去除誤區(1)需要消耗ATP的物質運輸方式一定是主動運輸，需要載體的物質運輸方式是協助擴散或主動運輸。()(2)運載葡萄糖的載體也能運載氨基酸。()(3)氧氣濃度影響主動運輸，但不影響自由擴散和協助擴散。()(4)大分子有機物要通過載體蛋白的轉運才能進入細胞，并且消耗能量。()(5)某種無機鹽離子能否通過植物根尖細胞，取決于細胞膜上有無運輸該離子的載體，該離子通過的多少，取決于運輸該離子的載體的數量和能量的多少。()【提示】(1)×胞吞和胞吐也消耗ATP。(2)×載體具有特異性，運載葡萄糖的載體不能運載氨基酸。(3)√(4)×大分子有機物進入細胞的運輸方式是胞吞，不需要載體轉運。(5)√2．思考答復標準表述(1)同一種物質進入不同細胞的方式相同嗎？舉例說明。同一種物質出入同一細胞的方式相同嗎？舉例說明。【提示】不一定相同，人的紅細胞吸收葡萄糖的方式是協助擴散，腎小管重吸收葡萄糖的方式是主動運輸。不一定相同，神經元吸收鉀離子的方式是主動運輸，而靜息時鉀離子外流的方式是協助擴散。(2)假設對離體心肌細胞施用某種毒素，結果心肌細胞對Ca2＋吸收量明顯減少，而對K＋的吸收不受影響，其原因最可能是什么？【提示】運輸Ca2＋的載體被破壞。■通能力——考向對點專練·eqeqeq考向1結合圖示或實驗考查物質出入細胞的方式1．(2023·邯鄲模擬)主動運輸的能量可來自ATP水解或電化學梯度(離子的濃度梯度)，如圖是與小腸上皮細胞有關的葡萄糖跨膜運輸的示意圖，其中a、b、c表示載體蛋白。據圖分析，以下表達正確的選項是()A．載體蛋白b轉運葡萄糖的過程中需要ATP水解功能B．在載體蛋白c的協助下，細胞內外的Na＋濃度趨于相同C．腸腔中的Na＋濃度降低，會影響小腸上皮細胞吸收葡萄糖D．機體短暫的供氧缺乏，會影響葡萄糖由小腸上皮細胞進入組織液C[載體蛋白b轉運葡萄糖是從高濃度向低濃度一側運輸，為協助擴散，不需要消耗ATP，A錯誤；載體蛋白c運輸Na＋，是由低濃度向高濃度一側運輸，為主動運輸，最終會使細胞外的Na＋濃度高于細胞內的Na＋濃度，B錯誤；葡萄糖進入小腸上皮細胞是利用的Na＋的濃度梯度提供的能量，因此腸腔中Na＋濃度降低，會影響小腸上皮細胞吸收葡萄糖，C項正確；葡萄糖運出小腸上皮細胞進入組織液時，是從高濃度向低濃度一側運輸，為協助擴散。不需要消耗ATP，機體短暫的供氧缺乏，不會影響葡萄糖由小腸上皮細胞進入組織液，D錯誤。]2．質子泵是一種逆濃度梯度轉運氫離子通過膜的膜整合糖蛋白，它利用催化ATP水解釋放的能量驅動H＋從胃壁細胞進入胃腔和K＋從胃腔進入胃壁細胞，K＋又可經通道蛋白順濃度進入胃腔。以下相關表達錯誤的選項是()A．胃腔酸堿度屬于機體內環境的理化性質之一B．質子泵具有識別和降低化學反響活化能的作用C．H＋從胃壁細胞進入胃腔的方式為主動運輸D．K＋從胃壁細胞進入胃腔與神經元產生靜息電位的機理相同A[胃腔是外界環境，不屬于內環境，A錯誤；質子泵能催化ATP的水解，因此具有ATP水解酶的功能，B正確；H＋從胃壁細胞進入胃腔，需消耗ATP水解所釋放的能量，其方式是主動運輸，C正確；神經元細胞膜對K＋有通透性，K＋外流，產生靜息電位，屬于協助擴散，而K＋又可經通道蛋白順濃度進入胃腔屬于協助擴散，D正確。][特別提醒]關注物質跨膜運輸中的3個易錯點(1)葡萄糖進入人的紅細胞的方式為協助擴散。靜息狀態時，神經纖維膜內K＋外流為被動運輸；受刺激時，神經纖維膜外Na＋內流為被動運輸。(2)物質能否通過細胞膜，并不是取決于其分子大小，而是取決于細胞生命活動是否需要。如木糖分子比葡萄糖分子小，但細胞吸收葡萄糖而不能吸收木糖。(3)胞吞與胞吐的共同點：能運輸生物大分子等，在運輸過程中形成囊泡，需要消耗能量，不需要載體。eqeqeq考向2考查物質運輸方式的特點及影響因素1．(2023·海南高考)將生長狀態一致的某種植物幼苗