PAGEPAGE23物質跨膜運輸的實例和方式學問體系——定內容核心素養——定實力生命觀念通過歸納記憶常見物質運輸方式的實例和推斷方法，建立起生命結構與功能相統一的觀點理性思維通過分析影響滲透作用和物質跨膜運輸的因素，培育利用邏輯思維分析問題的實力科學探究通過視察植物細胞質壁分別與復原和探究物質跨膜運輸的方式的試驗，駕馭探究性試驗設計的一般程序社會責任通過對滲透作用和質壁分別應用等有關問題分析，養成學以致用，關注生產生活實際的習慣考點一滲透作用與質壁分別[重難深化類]1．滲透作用原理2．動物細胞的吸水和失水(2)現象eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①外界溶液濃度<細胞質濃度?細胞吸水膨脹,②外界溶液濃度>細胞質濃度?細胞失水皺縮,③外界溶液濃度＝細胞質濃度?細胞形態不變))3．成熟植物細胞的吸水和失水(據圖填空)(1)當外界溶液濃度＞細胞液濃度時，細胞失水，發生質壁分別現象。(2)當外界溶液濃度＜細胞液濃度時，細胞吸水，失水的細胞發生質壁分別復原現象。[基礎自測]1．推斷下列敘述的正誤(1)植物細胞的原生質層包括細胞膜、細胞質和細胞核(×)(2)質壁分別過程中水分子擴散只能單向進行(×)(3)將動物細胞放入肯定濃度的外界溶液中，不能發生滲透作用(×)(4)在成熟的植物細胞發生質壁分別過程中，細胞的吸水實力漸漸減小(×)2．下圖中A、B分別表示滲透作用裝置，據圖回答下列問題(1)水分子的流淌方向：①當溶液濃度S1＞S2時，水分子通過半透膜由S2流向S1數目多于由S1流向S2的數目，液面上升；②當溶液濃度S1＜S2時，水分子通過半透膜由S1流向S2數目多于由S2流向S1的數目，液面下降。當滲透平衡時，通過半透膜的水分子達到平衡，液面不再發生變更。(2)Δh不變時，S1、S2的大小關系為S1＞S2(填“＞”“＜”或“＝”，S1、S2中溶質不能通過半透膜)。(3)在圖B所示的U形玻璃管內，左右管內分別裝入質量分數相等的葡萄糖、麥芽糖溶液。初始時兩管中液面相平，假設溶質分子不能透過半透膜。①一段時間后，兩管中液面的變更為：左管液面上升，右管液面降低。(均填“上升”“降低”或“不變”)②猶如時向兩管內加入等量的麥芽糖酶，兩管中液面的變更分別為：左管液面先上升，后下降，右管液面先下降，再上升，最終穩定在肯定高度。1．影響滲透作用中液面變更的因素分析半透膜表面積的大小半透膜兩側的濃度差在濃度NB＝NC>NA，其他條件相同的狀況下，半透膜的表面積越大，單位時間內進出半透膜的水量越多，液面變更越明顯結果：vB>vC，ΔhB＝ΔhC在其他條件相同的狀況下，半透膜兩側的濃度差越大，單位時間內進出半透膜的水量越多，液面變更越明顯結果：vB>vC，ΔhB>ΔhC2．滲透裝置中溶液滲透方向與濃度的推斷[對點落實]1．(2024·臨沂模擬)如圖1所示的甲、乙、丙三個滲透裝置中，三個漏斗頸的內徑相等，漏斗內盛有濃度相同的蔗糖溶液，且漏斗內液面高度相同，漏斗底部均封以半透膜，置于同一個水槽的清水中。三個滲透裝置半透膜的面積和所盛蔗糖溶液的體積如下表所示。圖2中曲線①②③表示漏斗液面高度隨時間的變更狀況。則曲線①②③與甲、乙、丙三個裝置的對應關系應是()裝置編號甲乙丙半透膜面積SS/2S蔗糖溶液體積TT2TA．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：選A丙的體積最大，吸水的量最大，漏斗液面高度最高，相對應的是圖2中曲線①；甲、乙的體積相等，但是甲漏斗口的半透膜面積比乙的大，吸水的速度快，故甲漏斗液面高度變更要比乙的快些，對應圖2中曲線②。2．如圖為滲透作用試驗，起先時如圖1，a代表清水，b、c代表蔗糖溶液(蔗糖不能透過半透膜)，過一段時間后結果如圖2，漏斗管內的液面不再發生變更，H1、H2表示漏斗管內液面與清水的高度差。下列說法錯誤的是()A．圖1中b的濃度大于c的濃度B．圖2中b的濃度等于c的濃度C．圖1a中水分子擴散到b的速率大于a中水分子擴散到c的速率D．圖2a中水分子擴散到b的速率等于b中水分子擴散到a的速率解析：選B圖2漏斗中的液面不再變更，處于平衡狀態，H1高于H2，所以圖2中b的濃度大于c的濃度。視察植物細胞的質壁分別與復原1．試驗的操作過程及視察指標2．質壁分別發生的條件(1)從細胞角度分析①死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞(如根尖分生區細胞)不發生質壁分別及復原現象。②具有中心大液泡的成熟植物活細胞可發生質壁分別及復原現象。(2)從溶液角度分析①在肯定濃度(溶質不能透過膜)的溶液中只會發生質壁分別現象，不能發生自動復原現象(只有用清水或低滲溶液處理，方可復原)。②在肯定濃度(溶質可透過膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可發生質壁分別后自動復原現象。③在高濃度溶液中可發生質壁分別現象，但不會發生質壁分別復原現象。[對點落實]3．(2024·浙江10月選考單科卷)下列關于“視察洋蔥表皮細胞的質壁分別及質壁分別復原”活動的敘述，正確的是()A．制作洋蔥表皮細胞裝片需經解離、壓片等操作才能將細胞分散B．從低倍鏡換成高倍鏡時，需轉動光圈才能換上高倍物鏡C．質壁分別過程中，水分子從胞內單向運動到胞外導致液泡變小D．質壁分別復原過程中，細胞吸水速度逐步減慢解析：選D制作洋蔥表皮細胞裝片時，是撕取洋蔥外表皮薄層，可以干脆視察，不須要解離、壓片等操作；從低倍鏡換成高倍鏡，需在低倍鏡下找到清楚圖像，然后干脆轉動轉換器換上高倍物鏡；質壁分別過程中，水分子運動是雙向的，只是從胞內運動到胞外相對多，從而導致液泡變小；質壁分別復原過程中，細胞處在清水中，細胞通過滲透作用從外界汲取水分，隨著復原過程的進行，細胞內外的濃度差變小，吸水速度下降。4．(2024·浙江4月選考單科卷)在視察某植物細胞的質壁分別及質壁分別復原試驗中，依次視察到的結果示意圖如下，其中①、②指細胞結構。下列敘述正確的是()A．甲狀態時不存在水分子跨膜運輸進出細胞的現象B．甲→乙變更的緣由之一是結構①的伸縮性比②的要大C．乙→丙的變更是由于外界溶液濃度小于細胞液濃度所致D．細胞發生滲透作用至丙狀態，一段時間后該細胞會裂開解析：選C甲細胞維持正常形態，進入細胞的水分子和從細胞出去的水分子一樣多，處于動態平衡狀態；甲→乙發生了滲透失水，細胞發生質壁分別，緣由之一是結構①(細胞壁)的伸縮性比結構②(或原生質層)的伸縮性要小；乙→丙發生了滲透吸水，此時外界溶液濃度比細胞液濃度小；植物細胞由于有細胞壁，滲透吸水其體積變大，但不會裂開。5．某同學進行“視察洋蔥表皮細胞的質壁分別及質壁分別復原”試驗時，將視察到的某個細胞大小變更狀況繪制成了曲線(如圖)。下列敘述正確的是(注：細胞的初始大小相對值記為1)()A．b～c段，由于失水過多，細胞可能已經死亡B．c～d段，水分子的運動方向是從細胞外進入細胞內C．d～e段，細胞液濃度等于外界溶液濃度D．e時液泡的顏色比a時淺解析：選D結合題意分析曲線可知，c點后細胞大小相對值變大，說明細胞吸水發生質壁分別復原現象，因此b～c段細胞是活細胞；圖中c～d段水分子的運動方向既有從細胞外進入細胞內，也有從細胞內進入細胞外，但進入細胞內的水分子數多于離開細胞的水分子數；d～e段，細胞大小相對值大于1，說明細胞吸水，故細胞液濃度大于外界溶液濃度；由于e時細胞大小相對值大于1，細胞吸水，故e時液泡內細胞液濃度降低，液泡的顏色比a時淺。[歸納拓展]質壁分別試驗中的兩組比照試驗組比照組第一組經質量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液處理后發生質壁分別的洋蔥鱗片葉外表皮細胞自然狀態下的洋蔥鱗片葉外表皮細胞其次組用清水處理后發生了質壁分別復原的細胞發生了質壁分別的洋蔥鱗片葉外表皮細胞滲透作用對保持細胞正常滲透平衡有重要作用，利用滲透原理可以用于防腐，改良鹽堿地等。利用質壁分別及復原試驗可以推斷細胞活性，確定細胞液的濃度范圍以及溶液濃度大小的推斷等。1．推斷成熟植物細胞是活細胞還是死細胞2．測定細胞液濃度范圍3．比較不同植物成熟細胞的細胞液濃度4．鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)[對點落實]6．(2024·海南高考)為探討植物細胞質壁分別現象，某同學將某植物的葉表皮放入肯定濃度的甲物質溶液中，一段時間后視察到葉表皮細胞發生了質壁分別現象。下列說法錯誤的是()A．該植物的葉表皮細胞是具有液泡的活細胞B．細胞內甲物質的濃度高于細胞外甲物質的濃度C．細胞液中的H2O可以經擴散進入甲物質溶液中D．甲物質和H2O能自由通過該葉表皮細胞的細胞壁解析：選B具有大液泡的活細胞才能發生質壁分別；質壁分別過程中，細胞失水，此時，細胞外甲物質的濃度高于細胞內細胞液的濃度；水分子跨膜的方式是自由擴散；細胞壁是全透的，甲物質和H2O能自由通過。7．(2015·海南高考)取生理狀態相同的某種植物簇新葉片若干，去除主脈后剪成大小相同的小塊，隨機分成三等份，之后分別放入三種濃度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，肯定時間后測得甲的濃度變小，乙的濃度不變，丙的濃度變大。假設蔗糖分子不進出細胞，則關于這一試驗結果，下列說法正確的是()A．試驗前，丙的濃度＞乙的濃度＞甲的濃度B．乙的濃度不變是因為細胞內蔗糖溶液濃度與乙的濃度相等C．試驗中，細胞與蔗糖溶液間的水分移動屬于幫助擴散D．甲、丙的濃度變更是由水分在細胞與蔗糖溶液間移動引起的解析：選D成熟的植物細胞是一個滲透系統，當外界溶液濃度大于細胞液濃度時細胞失水，發生質壁分別現象，反之發生質壁分別復原現象，兩者濃度相等時，吸水量與失水量相等，水分進出達到平衡狀態；分析試驗結果可知，試驗過程中，甲吸水、乙水分進出平衡、丙失水，所以試驗前甲的濃度＞乙的濃度＞丙的濃度；乙的濃度不變是因為細胞外蔗糖溶液濃度與乙的細胞液濃度相等，水分進出平衡；試驗中細胞與蔗糖溶液間的水分移動屬于自由擴散；甲、丙的濃度變更是由水分在細胞與蔗糖溶液間移動引起的。8．(2024·濰坊模擬)用不同濃度的NaCl溶液處理洋蔥鱗片葉外表皮細胞，探討其發生質壁分別與復原的快慢，結果如下表所示，下列說法正確的是()不同濃度NaCl溶液處理細胞質壁分別與復原的時間(s)NaCl溶液濃度(%)起先質壁分別時間完全質壁分別時間質壁分別最大程度完全質壁分別復原時間質壁分別復原程度0.8不發生不發生0.9～1219497＋＞600＋246151＋＋205＋＋427125＋＋＋97＋＋＋61776＋＋＋＋81＋＋＋＋7濃度≥7%都發生質壁分別，且所需時間＜1354＋＋＋＋濃度≥7%不發生質壁分別復原938＋＋＋＋11以上<25＋＋＋＋注：＋表示質壁分別與復原的程度A．處理的NaCl溶液濃度越高，質壁分別發生越快，質壁分別程度越大B．試驗視察細胞質壁分別與復原的NaCl溶液濃度最好在4%～6%之間選擇C．洋蔥鱗片葉外表皮細胞的濃度與約7%的NaCl溶液濃度相等D．若某濃度蔗糖溶液與濃度4%的NaCl溶液滲透壓相當，則在兩種溶液中細胞的質壁分別與復原程度應大致相同解析：選B處理的NaCl溶液濃度越高，質壁分別發生越快，質壁分別程度漸漸增大，到達肯定程度將不再變更；當NaCl溶液濃度為0.8%時不發生質壁分別與復原現象，當NaCl溶液濃度≥7%時質壁分別后將不再復原，試驗視察細胞質壁分別與復原的NaCl溶液濃度最好在4%～6%之間選擇；當NaCl溶液濃度為0.8%時不發生質壁分別與復原現象，當NaCl溶液濃度在0.9%～1%時細胞剛發生質壁分別與復原，所以洋蔥鱗片葉外表皮細胞的濃度與約0.8%的NaCl溶液濃度相等；若某濃度蔗糖溶液與濃度4%的NaCl溶液滲透壓相當，則在兩種溶液中細胞的質壁分別的程度應大致相同，但在蔗糖溶液中不會發生質壁分別復原。考點二物質出入細胞的方式1．物質跨膜運輸的其他實例番茄和水稻汲取無機鹽離子的比較：將番茄和水稻分別放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiOeq\o\al(4－,4)的培育液中培育，結果及分析如下：(1)試驗結果圖中顯示：①不同植物(每種離子中黑白柱相比)，對同一種無機鹽離子的汲取速率不同。②同一種植物對不同種無機鹽離子的汲取也有差異(三條白柱凹凸不同，三條黑柱凹凸也不同)。(2)試驗結論：植物細胞對無機鹽離子的汲取具有選擇性。(3)微生物汲取無機鹽離子的特點①不同微生物對無機鹽離子的汲取有選擇性。②不同微生物對各種無機鹽離子的需求量不同。2．物質進出細胞的方式3．物質跨膜運輸的方式和影響因素(1)據圖填寫以下有關跨膜運輸方式及結構的名稱甲：自由擴散；乙：幫助擴散；丙：主動運輸；a：載體蛋白。(2)據圖填寫以下有關跨膜運輸方式的影響因素甲：濃度差；乙：濃度差和載體蛋白；丙：載體蛋白和能量。[基礎自測]1．推斷下列敘述的正誤(1)給玉米施肥過多時，會因根系水格外流引起“燒苗”現象(2024·全國卷Ⅰ，T3D)(√)(2)二氧化碳能通過自由擴散的方式通過細胞膜(√)(2024·北京卷，T1B改編)(3)植物細胞通過主動運輸汲取不同礦質離子的速率都相同(2013·全國卷Ⅰ，T1A)(×)(4)植物主動運輸礦質離子的過程只發生在活細胞中(√)(2013·全國卷Ⅰ，T1C)(5)低溫不影響礦質離子的汲取速率(×)(2013·全國卷Ⅰ，T1B)(6)血漿中的碘進入甲狀腺濾泡上皮細胞屬于自由擴散(2012·海南卷，T11D)(×)(7)氫離子可以通過擴散作用進入液泡內(×)(2011·北京卷，T3B)(8)主動運輸過程中，須要載體蛋白幫助和ATP供應能量(2010·天津卷，T4A)(√)2．推斷物質進出細胞的方式(均填序號)A．水B．O2、CO2C．紅細胞汲取葡萄糖D．甘油、脂肪酸、性激素、乙醇等脂溶性物質E．小腸絨毛上皮細胞汲取葡萄糖F．無機鹽、葡萄糖等逆濃度進出細胞G．神經細胞靜息狀態下K＋外流和興奮時Na＋內流H．人紅細胞汲取K＋排出Na＋I．胰島B細胞分泌胰島素J．神經細胞分泌神經遞質K．吞噬細胞吞噬抗原①以上屬于自由擴散的是A、B、D。②以上屬于幫助擴散的是C、G。③以上屬于主動運輸的是E、F、H。④以上屬于胞吞的是eq\a\vs4\al(K)，屬于胞吐的是I、J。1．歸納同一物質的不同運輸方式物質相應過程運輸方式葡萄糖進入紅細胞幫助擴散進入小腸絨毛上皮細胞、腎小管重汲取葡萄糖主動運輸Na＋進入神經細胞幫助擴散(靠離子通道)運出神經細胞主動運輸(鈉-鉀泵)K＋進入神經細胞主動運輸(鈉-鉀泵)運出神經細胞幫助擴散(靠離子通道)2.“三看法”快速判定物質出入細胞的方式[對點落實]1．(2024·全國卷Ⅱ)下列有關物質跨膜運輸的敘述，正確的是()A．巨噬細胞攝入病原體的過程屬于幫助擴散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解析：選C巨噬細胞攝入病原體的過程屬于胞吞；固醇類激素如性激素以自由擴散的方式進入靶細胞；靜息狀態時，神經細胞膜外的Na＋濃度高于膜內，受到刺激時產生的Na＋內流是由通道蛋白幫助的被動運輸；甘油屬于小分子脂溶性物質，以自由擴散的方式進入皮膚細胞。2．(2024·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。下列敘述正確的是()A．離子通過離子泵的跨膜運輸屬于幫助擴散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．加入蛋白質變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率解析：選C由題意可知，離子通過離子泵進行跨膜運輸須要消耗能量，而幫助擴散不須要消耗能量；消耗能量的物質跨膜運輸一般是逆濃度梯度進行的；動物一氧化碳中毒會影響紅細胞運輸氧氣，進而影響有氧呼吸過程中ATP的合成，從而降低離子泵跨膜運輸離子的速率；離子泵是一種蛋白質，因此加入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。3．如圖為細胞膜部分結構與功能的示意圖。依據此圖作出的推斷錯誤的是()A．細胞膜上的鈉—鉀泵同時具有運輸和催化的功能B．K＋通過K＋通道的外流最終導致細胞內外K＋濃度相等C．膜兩側K＋、Na＋濃度差依靠鈉—鉀泵和脂雙層共同維持D．細胞內K＋外流和細胞外Na＋內流的過程不消耗ATP解析：選B圖中的鈉—鉀泵可同時汲取2個K＋、排出3個Na＋，還可催化ATP水解過程；細胞內的K＋濃度高于細胞外，因此K＋通過K＋通道的外流應屬于幫助擴散，K＋的外流導致膜兩側存在電位差(參考神經細胞)，即內負外正，而膜外的正電位排斥K＋(陽離子)的擴散，最終膜兩側的K＋仍存在濃度差，即細胞內的K＋濃度高于細胞外；K＋、Na＋通過鈉—鉀泵(主動運輸)的運輸產生并維持細胞內外的濃度差，且無機鹽離子是不能自由通過脂雙層的；由圖可知，K＋通過K＋通道外流和細胞外Na＋內流的運輸方式都為幫助擴散，不須要消耗ATP。[易錯提示]明辨物質運輸的三個“不肯定”(1)小分子物質的運輸方式不肯定都是跨膜運輸，如神經遞質的釋放是胞吐作用。(2)生物大分子不肯定都是以胞吞、胞吐方式運輸的，如RNA和蛋白質可通過核孔出入細胞核。(3)消耗能量的運輸方式并不肯定就是主動運輸，胞吞和胞吐也消耗能量。不同物質出入細胞方式的曲線分析及推斷[典型圖示][問題設計](1)圖1、2表示物質濃度對跨膜運輸速率的影響，其中圖1表示的運輸方式為自由擴散，圖2表示的運輸方式是幫助擴散或主動運輸。圖2中P點之后運輸速率不變的緣由是膜上載體蛋白的數量有限或能量供應不足。(2)圖3、4表示O2濃度對跨膜運輸速率的影響，其中圖3表示的運輸方式為自由擴散或幫助擴散，圖4表示的運輸方式為主動運輸。圖4中P點之后運輸速率不變的限制因素是載體蛋白的數量。(3)若圖3表示哺乳動物成熟紅細胞的物質運輸，還可表示主動運輸。[對點落實]4.(2024·濟南模擬)如圖表示給某種細胞施予呼吸抑制劑后，細胞對某物質的汲取速率與細胞內外該物質濃度差的關系。下列有關敘述錯誤的是()A．這種物質進入該細胞的方式與O2進入該細胞的方式相同B．該細胞汲取這種物質與ATP的水解無干脆關系C．該物質不能干脆穿過細胞膜上的磷脂分子間隙D．該細胞對這種物質的汲取速率與核糖體的功能有關解析：選A對細胞施予呼吸抑制劑后，不影響該物質的汲取速率，說明不消耗能量，但當物質在細胞外達到肯定濃度時，汲取速率不再增加，說明受載體數量的限制，應是幫助擴散，細胞汲取O2的方式是自由擴散，與這種物質進入該細胞的方式不同；幫助擴散運輸不消耗ATP，與ATP的水解無干脆關系；幫助擴散須要載體才能進入細胞，不能干脆穿過細胞膜上的磷脂分子間隙；幫助擴散須要載體，而載體的化學本質是蛋白質，在核糖體上合成，則該細胞對這種物質的汲取速率與核糖體的功能有關。5.將某活組織放入相宜的完全養分液中，置于相宜的條件下培育。培育液中甲、乙兩種離子的濃度保持相等且恒定，定期測定細胞中兩種離子的含量，得到如圖所示曲線。下列敘述正確的是()A．該組織細胞汲取甲、乙兩種離子的方式分別是自由擴散和主動運輸B．該組織細胞運輸離子甲的載體蛋白數量比運輸離子乙的載體蛋白數量多C．兩種離子均只能從高濃度的一側運輸到低濃度的一側D．曲線mn段和ab段說明細胞呼吸產生的能量不足，抑制了細胞的汲取解析：選B依據虛線上方的曲線分析可知，當細胞內濃度大于細胞外濃度時，甲、乙兩種離子均可逆濃度梯度進行，所以均為主動運輸；mn段和ab段不再上升，說明離子的汲取速率與消耗速率平衡。[類題通法]物質出入細胞曲線題的解題關鍵(1)分析此類曲線題時，要留意區分橫坐標表示的意義，曲線橫坐標不同，表示的物質運輸方式不完全相同。(2)解答此類問題時，要明確自由擴散、幫助擴散和主動運輸三種跨膜運輸方式的區分和聯系，主要從是否須要能量和載體蛋白兩個方面考慮。探究物質跨膜運輸的方式6．科學家在探討Na＋通過細胞膜的運輸方式時，做了下述試驗：先向槍烏賊神經纖維里注入微量的放射性同位素24Na＋，不久可測得神經纖維四周溶液中存在24Na＋，假如在神經纖維膜外溶液中先后加入某藥物和ATP，測得四周溶液中24Na＋的量如圖所示。據圖做出的下列推斷，錯誤的是()A．加入某藥物后，溶液中24Na＋的量不再增加B．加入ATP后，細胞中24Na＋的量削減C．“某藥物”的作用機理是抑制ATP水解D．“某藥物”的作用機理是抑制細胞呼吸解析：選C由題圖知，在神經纖維膜外溶液中先加入某藥物后，測得四周溶液中24Na＋的量停止增加；加入ATP后，四周溶液中24Na＋的量快速增加，說明Na＋從神經細胞排出須要消耗能量，屬于主動運輸，而該藥物的作用是抑制呼吸作用的進行。7．紅樹林分布于熱帶亞熱帶海岸潮間帶，通常受到鹽脅迫。紅樹林植物為反抗鹽脅迫，通過葉子和嫩枝可以將汲取到植物體內的鹽分排出，是強耐鹽植物。為探究紅樹林從海水及土壤中汲取無機鹽的方式是主動運輸還是被動運輸，設計以下試驗進行探究。(1)試驗步驟：①取生長發育相同的紅樹林植物，分成A、B兩組，放入相宜濃度的含有K＋、Ca2＋的溶液中；②A組賜予正常的呼吸條件，B組________________________________________；③________________________________________________________________________。(2)試驗結論：①若兩組植株對K＋、Ca2＋的汲取速率相同，說明________________________________________________________________________________________________________；②________________________________，說明紅樹林從海水及土壤中汲取無機鹽的方式是主動運輸。解析：主動運輸和被動運輸最主要的區分在于是否須要能量，而能量主要是通過細胞的呼吸作用供應的，因此試驗組和比照組的自變量應為是否進行呼吸作用，因變量是無機鹽離子的汲取速率。答案：(1)②加入呼吸抑制劑③一段時間后測定兩組植株根系對K＋、Ca2＋等無機鹽的汲取速率(2)①紅樹林從海水及土壤中汲取無機鹽的方式是被動運輸②若B組汲取速率明顯小于A組汲取速率[歸納拓展]探究物質運輸方式的方法(1)探究是主動運輸還是被動運輸的方法(2)探究是自由擴散還是幫助擴散的方法課堂一刻鐘eq\a\vs4\al(研真題——知命題點·查薄弱點·清迷盲點)1．(2024·北京高考)細胞膜的選擇透過性保證了細胞內相對穩定的微環境。下列物質中，以(自由)擴散方式通過細胞膜的是()A．Na＋ B．二氧化碳C．RNA D．胰島素命題探源——關注教材此題是對人教版必修①教材P70“相關信息”的干脆考查。這也啟示我們，復習備考時，不要忽視對教材旁欄信息的關注。解析：選B以自由擴散方式通過細胞膜的物質有水、氣體、脂溶性物質等；Na＋通過細胞膜的方式有幫助擴散和主動運輸；RNA是生物大分子，不能通過細胞膜；胰島素的化學本質是蛋白質，以胞吐的方式運出細胞。2．(2024·海南高考)將水稻幼苗培育在含MgSO4的培育液中，一段時間后，發覺養分液中Mg2＋和SOeq\o\al(2－,4)的含量下降，下列敘述不合理的是()A．Mg2＋通過自由擴散進入根細胞B．MgSO4必需溶解在水中才能被根汲取C．根汲取的Mg2＋可以參加葉綠素的形成D．降低溫度會影響水稻根系對Mg2＋的汲取易錯探因——原理不明此選項考查影響物質跨膜運輸的因素，若不明確溫度與物質運輸的關系，則易導致誤選，解答與溫度有關的問題常從酶活性和分子熱運動等方面分析。解析：選AMg2＋通過主動運輸的方式進入根細胞；MgSO4必需溶解在水中形成離子后，才能被根汲取；根汲取的Mg2＋可以參加葉綠素的形成；降低溫度會降低膜的流淌性和細胞呼吸，進而影響水稻根系對Mg2＋的汲取。3．(2024·全國卷Ⅰ)下列有關植物根系汲取利用養分元素的敘述，錯誤的是()A．在酸性土壤中，小麥可汲取利用土壤中的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汲取C．土壤微生物降解植物秸稈產生的無機離子可被根系汲取D．給玉米施肥過多時，會因根系水格外流引起“燒苗”現象易錯探因——辨識不清命題者有意將N2和NOeq\o\al(－,3)混在一起，增加辨析的難度，小麥不能干脆利用N2。解析：選A小麥不能干脆汲取土壤中的N2，N2必需被固定后才能被植物汲取利用；農田松土可增加農作物根的有氧呼吸，為礦質元素的汲取供能，有利于對礦質元素的汲取；土壤微生物降解植物秸稈產生的無機離子可溶解在土壤溶液中，從而被根系汲取利用；施肥過多會使土壤溶液濃度大于根細胞液濃度，從而導致根細胞因失水過多而死亡，造成“燒苗”現象。4．(2024·全國卷Ⅱ)將某種植物的成熟細胞放入肯定濃度的物質A溶液中，發覺其原生質體(即植物細胞中細胞壁以內的部分)的體積變更趨勢如圖所示。下列敘述正確的是()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更量相等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解題關鍵——圖文轉換本題以圖示為載體考查滲透作用與細胞體積變更的關系，解答本題的關鍵是將圖示信息轉化為文字信息。由圖示可知，細胞的原生質體體積先減小后增大，0～1h外界溶液濃度大于原生質體的濃度，細胞失水，體積削減；隨著物質A進入細胞內，原生質體的濃度漸漸大于外界溶液濃度，細胞吸水原生質體體積增大，1～4h質壁分別漸漸復原。解析：選C該植物細胞質壁分別后的復原是因為物質A進入了細胞，使細胞液滲透壓上升導致細胞吸水；植物細胞發生質壁分別的內因是原生質層的伸縮性大于細胞壁，所以0～1h內，細胞體積變更量小于原生質體體積變更量；2～3h內原生質體的相對體積增大，此時細胞液的滲透壓大于細胞外溶液的滲透壓；0～1h內原生質體的相對體積減小，液泡中的水分進入細胞質基質，此時細胞質基質的滲透壓大于液泡中液體的滲透壓。5．(2024·天津高考)在紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的失水和吸水試驗中，顯微鏡下可依次視察到甲、乙、丙三種細胞狀態。下列敘述正確的是()A．由視察甲到視察乙須將5倍目鏡更換為10倍目鏡B．甲、乙、丙可在同一個細胞內依次發生C．與甲相比，乙所示細胞的細胞液濃度較低D．由乙轉變為丙的過程中，沒有水分子從胞內擴散到胞外易錯探因——過程不明滲透作用發生時，水分子進出細胞是雙向的，差異是進出的速率不同。命題者常將此類思維誤區作為考查點，在復習時應全面、精確理解相關學問。解析：選B視察甲、乙、丙三種細胞狀態所用顯微鏡倍數沒有發生變更；甲→乙→丙表示質壁分別和質壁分別復原的過程，只要細胞不死亡，此過程可在一個細胞內依次發生；與甲相比，乙細胞發生質壁分別，細胞液濃度上升，滲透壓上升；細胞膜是選擇透過性膜，水分子可以自由通過，在由乙轉變為丙的過程中，既有水分子擴散到細胞外，又有水分子擴散到細胞內，只是擴散到細胞內的水分子多于擴散到細胞外的。[學情考情·了然于胸]一、明考情·知實力——找準努力方向考查學問1.物質跨膜運輸的實例和方式，其中對物質跨膜運輸方式的推斷是高考的高頻點。2.滲透作用與物質的吸水和失水，其中物質的吸水和失水的推斷是難點。3.質壁分別及復原試驗的原理和過程，是高考的常考點。考查實力1.識記實力：主要考查對常見物質運輸方式的識記。2.推理實力：依據曲線圖表等推斷細胞吸水和失水以及滲透壓的變更。3.試驗探究實力：對質壁分別及復原試驗的過程分析和拓展應用。二、記要點·背術語——匯總本節重點1．滲透作用及應用(1)滲透作用的發生必需依靠半透膜和膜兩側的濃度差。(2)動物細胞在任何狀況下都不會發生質壁分別現象。2．物質出入細胞的方式(1)物質的跨膜運輸并不都是順相對含量梯度的，細胞對物質的輸入和輸出具有選擇性。(2)被動運輸包括自由擴散和幫助擴散，它們都是順濃度梯度運輸的過程，不消耗能量，但是幫助擴散須要載體蛋白。(3)主動運輸是逆濃度梯度運輸的過程，須要載體蛋白的幫助和消耗能量。(4)胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的，與膜的流淌性有關，它是大分子和顆粒性物質進出細胞的運輸方式，靠ATP供應動力。[課下達標檢測]一、選擇題1．紅細胞汲取無機鹽和葡萄糖的共同點是()A．都可以從低濃度一側到高濃度一側B．都須要供應ATPC．都須要載體蛋白幫助D．既須要載體蛋白幫助又須要消耗能量解析：選C紅細胞汲取無機鹽和葡萄糖的方式分別是主動運輸和幫助擴散，主動運輸和幫助擴散都須要細胞膜上載體蛋白的參加。主動運輸將物質從低濃度一側運往高濃度一側，且須要載體蛋白幫助和消耗ATP；幫助擴散將物質從高濃度一側運往低濃度一側，須要載體蛋白幫助，不消耗能量。2．下列關于細胞質壁分別的敘述，正確的是()A．植物細胞在肯定條件下都能視察到明顯的質壁分別現象B．動物細胞不能發生質壁分別的根本緣由是不具有半透膜C．肯定濃度的甘油溶液可以使洋蔥表皮細胞發生質壁分別D．處于質壁分別狀態時細胞液濃度肯定小于外界溶液濃度解析：選C成熟的植物細胞在高濃度溶液中才能視察到明顯的質壁分別現象；動物細胞不能發生質壁分別的根本緣由是不具有細胞壁；肯定濃度的甘油溶液可以使洋蔥表皮細胞發生質壁分別；處于質壁分別狀態的細胞，若處在質壁分別過程中，則細胞液濃度小于外界溶液的濃度，若處在質壁分別復原過程中，則細胞液濃度大于外界溶液的濃度。3．(2024·浙江11月選考單科卷)下列物質出入細胞過程中，需消耗ATP的是()A．甘油進入人體皮膚細胞B．葡萄糖通過易化擴散進入紅細胞C．礦質離子逆濃度梯度轉運至根細胞內D．質壁分別過程中水分子進出洋蔥表皮細胞解析：選C甘油進入細胞、水分子進出細胞及易化擴散，都是被動轉運，不須要消耗ATP。4．將甲、乙、丙三個未發生質壁分別的成熟植物細胞置于同一蔗糖溶液中，在顯微鏡下持續視察它們的狀態，直到細胞形態不再發生變更時，三個細胞的狀態如表所示：細胞種類甲細胞乙細胞丙細胞細胞狀態剛發生質壁分別沒有發生質壁分別質壁分別現象明顯下列推斷正確的是()A．細胞形態不再發生變更是因為細胞已經死亡B．試驗前甲、乙、丙三個細胞的細胞液濃度關系是乙>甲>丙C．試驗后甲、乙、丙三個細胞的細胞液濃度關系是乙<甲<丙D．細胞形態不再發生變更時三個細胞的細胞液濃度相等解析：選B細胞形態不再發生變更并不代表細胞已經死亡，可能正處于水分子進出細胞的動態平衡狀態；細胞內外濃度差越大，質壁分別現象越明顯，而試驗所用蔗糖溶液濃度相同，故試驗前丙細胞的細胞液濃度最小，乙細胞的細胞液濃度最大；試驗后乙沒有發生質壁分別，甲剛發生分別，而丙質壁分別明顯，說明此時細胞液濃度關系為乙>甲＝丙。5.將小鼠紅細胞放入肯定濃度的KNO3溶液中，紅細胞體積隨時間變更如圖，下列有關敘述正確的是()A．KNO3溶液的起始滲透壓小于紅細胞內液的起始滲透壓B．與b點相比，a點對應時刻紅細胞內液的滲透壓較大C．ab段失水使紅細胞內液的滲透壓大于KNO3溶液，從而出現bc段的變更D．b點對應的時刻，KNO3溶液與紅細胞內液的滲透壓相等解析：選D小鼠紅細胞放入肯定濃度的KNO3溶液中，KNO3溶液的起始滲透壓大于紅細胞內液的起始滲透壓，紅細胞失水；由于a點到b點紅細胞不斷失水導致細胞內滲透壓不斷增加；出現bc段的變更是由于紅細胞對K＋和NOeq\o\al(－,3)的汲取，細胞內滲透壓不斷增加，細胞吸水體積變大；b點對應的時刻紅細胞失水與吸水達到平衡，說明細胞內外滲透壓相等。6．(2024·臨沂模擬)探討發覺：人體紅細胞膜上的載體蛋白能幫助葡萄糖順濃度梯度跨膜轉運；而小腸上皮細胞腸腔面上存在特定的載體蛋白，可以逆濃度梯度從腸腔汲取葡萄糖，當細胞內葡萄糖濃度高時，小腸上皮細胞基底面又可以順濃度梯度將葡萄糖轉運到血液中。下列相關描述錯誤的是()A．同一生物的不同細胞汲取葡萄糖的方式可能不同B．同一細胞在不同條件下運輸葡萄糖的方式可能不同C．紅細胞和小腸上皮細胞汲取葡萄糖都體現了選擇性D．紅細胞和小腸上皮細胞汲取葡萄糖都會伴隨ATP的水解解析：選D同一生物的不同細胞汲取葡萄糖的方式可能不同，可能是幫助擴散或主動運輸；依據題意可知，同一細胞在不同條件下運輸葡萄糖的方式可能不同；紅細胞和小腸上皮細胞汲取葡萄糖都體現了細胞膜的功能特點，即選擇透過性；“人體紅細胞膜上的載體蛋白能幫助葡萄糖順濃度梯度跨膜轉運”屬于幫助擴散，不須要ATP水解供應能量。7.某班級為探究植物細胞外界溶液濃度與質壁分別程度的關系，用原生質層長度(b)與細胞長度(a)的比值(b/a)表示質壁分別程度，用不同濃度的NaCl溶液進行試驗，結果如圖所示。下列有關敘述錯誤的是()A．濃度1可能是清水比照B．NaCl溶液濃度從1至5漸漸上升C．濃度2已引起質壁分別D．外界溶液濃度越大，則質壁分別程度越小解析：選D由于植物存在細胞壁，當植物吸水時，原生質層也不會大于細胞長度，而濃度1中b/a值為1，表明植物不發生失水，因此外界溶液可能是清水；NaCl溶液濃度從1～5時植物的b/a值漸漸變小，植物質壁分別程度越來越高，NaCl溶液濃度漸漸上升；濃度2中b/a值小于1，表明原生質層長度比細胞長度短，植物已發生質壁分別；肯定范圍內外界溶液濃度越大，質壁分別程度越大。8．利用熒光素雙醋酸酯(FDA)染色法測定動物細胞的活力，其基本原理是FDA本身無熒光，可自由通過細胞膜，經細胞內酯酶分解產生熒光素，積累在細胞內并能發出綠色熒光，下到相關敘述正確的是()A．試驗中配制的FDA溶液是一種低滲溶液B．FDA通過胞吞方式進入細胞，須要消耗能量C．熒光素分子能以自由擴散的方式通過細胞膜D．肯定范圍內，熒光強度與細胞活力呈正相關解析：選D依據題干分析，FDA進入細胞的方式是自由擴散，而自由擴散是從高濃度向低濃度擴散，故試驗中配制的FDA溶液是一種高滲溶液；FDA通過自由擴散方式進入細胞，不須要消耗能量；熒光素分子是在細胞內產生的，在細胞內積累，不能出細胞；肯定范圍內，細胞活力越大，FDA通過細胞膜就越多，經細胞內酯酶分解產生熒光素就越多。9．(2024·濟寧一模)正常人體血漿中K＋濃度低于紅細胞內K＋濃度，成熟紅細胞(無線粒體)從O2濃度高的血漿流入O2濃度低的血漿，在其他化學成分和理化性質相對穩定的條件下，O2濃度變更對其汲取K＋和葡萄糖速率變更的影響分別是()A．汲取K＋的速率不變，汲取葡萄糖的速率不變B．汲取K＋的速率降低，汲取葡萄糖的速率降低C．汲取K＋的速率上升，汲取葡萄糖的速率上升D．汲取K＋的速率降低，汲取葡萄糖的速率上升解析：選A紅細胞汲取K＋的方式是主動運輸，須要的能量是由無氧呼吸供應的，汲取葡萄糖的方式是幫助擴散，不須要能量，所以O2濃度變更對紅細胞汲取K＋和葡萄糖速率變更沒有影響。10．TMCO1是內質網上的跨膜蛋白，當內質網中鈣離子濃度過高時，TMCO1形成具有活性的鈣離子載體，并將內質網中過多的鈣離子排出。一旦內質網中的鈣離子濃度復原到正常水平，鈣離子載體活性隨之消逝。下列有關敘述正確的是()A．高濃度的鈣離子會導致鈣離子載體失活B．內質網中鈣離子濃度的失衡可能會導致細胞代謝紊亂C．TMCO1須經內質網加工后由高爾基體分泌出細胞D．若敲除TMCO1基因，則內質網中鈣離子濃度會下降解析：選B當內質網中鈣離子濃度過高時，TMCO1形成具有活性的鈣離子載體；無機鹽離子具有維持細胞生命活動的功能，內質網中鈣離子濃度的失衡可能會導致細胞代謝紊亂；TMCO1是內質網上的跨膜蛋白，屬于結構蛋白，所以不須要分泌出細胞；若敲除TMCO1基因，則不能合成TMCO1跨膜蛋白，不能將內質網中過多的鈣離子排出，導致內質網中鈣離子濃度上升。11．(2024·浙江4月選考單科卷)將家兔紅細胞置于不同濃度的溶液中，水分子的跨膜運輸示意圖如下(箭頭方向表示水分子的進出，箭頭粗細表示水分子進出的多少)。下列敘述正確的是()A．一段時間后，甲細胞會發生質壁分別B．能發生滲透作用的是甲細胞和丙細胞C．光學顯微鏡下可視察到乙細胞有水分子的進出D．若將甲、乙和丙細胞同時分別置于蒸餾水中，甲細胞先裂開解析：選B乙細胞細胞膜兩側溶液沒有濃度差，所以不能發生滲透作用。12.某試驗小組在室溫條件下，將紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞置于肯定濃度的某溶液中，測得細胞液濃度與該溶液濃度的比值(P值)隨時間的變更曲線如圖所示。下列相關敘述正確的是()A．該溶液是肯定濃度的蔗糖溶液B．細胞在t1時刻起先從外界溶液中汲取溶質C．若降低溫度，則t1～t2時間段會變長D．t2時刻后P值不再增大主要是由于細胞壁的限制解析：選C將紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞置于肯定濃度的某溶液中，細胞先質壁分別后自動復原，說明該溶液是甘油等溶液，不是蔗糖溶液；在t0時刻，細胞從外界溶液中汲取溶質，使得細胞液濃度增加；若降低溫度，分子運動的實力減弱，則t1～t2時間段會變長；t2時刻后P值不再增大主要是由于細胞液濃度與該溶液濃度的比值不變。二、非選擇題13.ATP作為細胞中的干脆能源物質為細胞生命活動供應能量。科學家利用提純的大豆磷脂、某種細菌膜蛋白(Ⅰ)和牛細胞中的ATP合成酶(Ⅱ)構建了ATP體外合成體系，如圖所示。請回答問題：(1)物質a為________，其在供能時，遠離腺苷的______________斷裂，將能量釋放出來。(2)科學家利用人工體系模擬了ATP合成時的能量轉換過程。在葉綠體中此過程發生的場所為______________。(3)科學家利用人工體系進行了相關試驗，如表所示。組別人工體系H＋是否通過Ⅰ進行轉運H＋是否通過Ⅱ進行轉運是否產生ATP大豆磷脂構成的囊泡ⅠⅡ1＋＋＋是是產生2＋－＋否否不產生3＋＋－是否不產生注：“＋”“－”分別表示人工體系中組分的“有”“無”。①比較第1組和第2組的結果可知，Ⅰ可以轉運H＋進入囊泡。進一步探討發覺，第1組囊泡內pH比囊泡外低1.8，說明囊泡內的H＋濃度________(填“高于”“低于”或“等于”)囊泡外的。②比較第1組和第3組的結果可知，伴隨圖中的________________________的過程，ADP和Pi合成ATP。解析：(1)分析圖示可知物質a為ATP，ATP作為供能物質，在供能時遠離腺苷的高能磷酸鍵斷裂，釋放出大量的能量。(2)H＋通過Ⅰ進入囊泡的過程須要光，說明該處囊泡模擬的是葉綠體中光合作用產生ATP的過程，此過程發生在葉綠體的類囊體薄膜上。(3)①第1組囊泡內pH比囊泡外低1.8，說明囊泡內的H＋濃度高于囊泡外的H＋濃度。②結合圖示比較第1組和第3組的結果可知，伴隨H＋通過Ⅱ向囊泡外轉運的過程，ADP和Pi合成ATP。答案：(1)ATP高能磷酸鍵(2)類囊體薄膜(3)①高于②H＋通過Ⅱ向囊泡外轉運14．(2024·煙臺模擬)以紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞為材料進行相關試驗，在顯微鏡下視察到圖甲所示狀況。請回答下列問題：(1)該細胞作為一個滲透系統是由于它的____________相當于一層半透膜。假如該細胞是放入含有少量藍墨水的0.3g/mL蔗糖溶液中所視察到的結果，則圖中①、②處的顏色分別為____________。(2)若該細胞正在發生質壁分別的復原過程，請以坐標曲線的形式畫出液泡體積大小隨時間變更的狀況。(3)若將該細胞分別放置在M、N兩種溶液中，對細胞的失水量進行測量和統計，得到圖乙所示結果。M、N溶液的濃度大小關系是______________________。在M、N兩種溶液中，該細胞所發生的不同現象是______________________________________________。n點時該細胞的細胞液濃度________(填“大于”“等于”或“小于”)O點時的初始濃度。解析：(1)滲透系統須要有半透膜，膜兩側有濃度差，植物細胞中原生質層相當于一層半透膜。圖中①處是外界溶液，表現為藍色，②是液泡，表現為紫色。(2)細胞正在發生質壁分別的復原過程，細胞吸水，液泡體積增大，但是由于細胞壁的存在，液泡體積不能無限增大，據此可畫出坐標曲線圖(見答案)。(3)將該細胞分別放置在M、N兩種溶液中，對細胞的失水量進行測量和統計，得到圖乙所示結果，M溶液中細胞失水快，所以M溶液的濃度大于N溶液的濃度。在M、N兩種溶液中，該細胞所發生的不同現象是細胞在M溶液中只發生了質壁分別，而在N溶液中先發生了質壁分別，后發生了質壁分別的復原，n點時該細胞的細胞液濃度大于O點時的初始濃度。答案：(1)原生質層藍色、紫色(2)如圖(3)M溶液的濃度大于N溶液的濃度細胞在M溶液中只發生了質壁分別，而在N溶液中先發生了質壁分別，后發生了質壁分別的復原大于15．南通某校生物愛好小組利用“小液流法”估測黑藻葉片細胞的細胞液濃度，試驗步驟和結果如下：試驗步驟：①配制具有肯定濃度梯度的蔗糖溶液。②取12支干燥干凈的帶塞試管，分成甲、乙兩組，每組試管