浙科版（2019）生物必修一 第三章第三节 物质通过多种方式出入细胞学案（含解析）

第三节　物质通过多种方式出入细胞
　1.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量;有些物质逆浓度梯度进出细胞,需要能量和载体蛋白。
2.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。
　1.比较扩散与渗透的差异,归纳总结渗透发生的条件,培养科学思维能力。
2.通过质壁分离与质壁分离复原实验培养科学探究与科学思维能力。
3.运用归纳与概括的方法比较被动转运、主动转运与胞吞、胞吐等运输方式的差异,并能够尝试解释生产生活中的生物学问题,培养科学思维和社会责任意识。
一、被动转运不需要消耗能量
1.扩散和渗透
项目 概念 过程与结果
扩散 分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象 使得该分子或离子分布均匀,直到平衡
渗透 水分子通过半透膜的扩散 水分子是从其分子数相对较多的一侧进入水分子数相对较少的一侧(即水分子是从溶液中溶质的浓度低的一侧进入浓度高的一侧)
2.动植物细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水(以哺乳动物成熟红细胞为例)。
项目 吸水 水分子进出平衡 失水
条 件 外界溶液浓度小于细胞内液浓度 外界溶液浓度等于细胞内液浓度 外界溶液浓度大于细胞内液浓度
现象 细胞吸水涨大甚至破裂 细胞无变化 细胞皱缩
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)。
项 目 吸水 水分子进出平衡 失水
条 件 外界溶液浓度小于细胞液浓度 外界溶液浓度等于细胞液浓度 外界溶液浓度大于细胞液浓度
现 象 细胞膨胀 细胞无变化 细胞发生质壁分离
3.被动转运
(1)含义:物质由浓度较高的一侧转运至浓度较低的一侧。这种转运不需要消耗能量。
(2)类型:扩散和易化扩散。
(3)易化扩散(如图)。
①运输方向:A(高浓度)→B(低浓度)。
②能量需求:不耗能。
③需要C(载体蛋白)协助。
扩散与易化扩散的相同点是什么(答出两点) 主要不同点是什么(答出一点)
提示:
项目 扩散 易化扩散
不同点 是否需要 载体蛋白 不需要 需要
运输速率 较慢 较快
相同点 均由高浓度向低浓度运输;均不耗能
二、观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象
1.实验原理
(1)植物细胞浸泡在不同浓度的溶液中,由于细胞液与外界溶液中溶质的浓度的差异,植物细胞可能因吸水、失水引起细胞形态的变化。
(2)细胞质壁分离或质壁分离复原现象可以通过显微镜观察到。
2.方法步骤
(1)制作洋葱表皮的临时装片。
载玻片中央滴一滴清水→紫色洋葱外表皮(约0.5 cm2)放在载玻片水滴中,展平→盖上盖玻片。
(2)观察质壁分离现象及质壁分离复原现象。
①观察初始状态:先用低倍镜观察→再用高倍镜观察(可能观察到细胞膜及其以内部分紧紧地贴着细胞壁)。
②观察质壁分离:在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液,重复几次后,在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引,用高倍镜观察。
③观察质壁分离复原现象:从盖玻片的一侧滴入清水,在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引,重复几次后,用高倍镜观察。
1.发生渗透作用时需具备什么条件
提示:①半透膜;②半透膜两侧的溶液具有浓度差。
2.人体成熟红细胞会发生质壁分离现象吗 为什么
提示:不会。该细胞无细胞壁。
三、主动转运需要载体蛋白,并且消耗能量
1.图示
2.图示分析
(1)运输方向:低浓度→高浓度。
(2)需要A载体蛋白协助。
(3)能量需求:需要消耗B,B代表ATP。
　如何区分易化扩散和主动转运
提示:二者均需要载体蛋白,但前者不耗能,物质转运方向是由高浓度到低浓度,后者正好相反。
四、有些物质通过胞吞、胞吐进出细胞
1.运输特点
运输物质需要被细胞膜包裹。
2.运输物质类型
主要是某些生物大分子,如蛋白质、多糖等。
3.能量需求
需要消耗能量。
4.运输物质的性质
可以是固体,也可以是液体。
1.胞吞和胞吐现象依赖于细胞膜的什么特性
提示:流动性。
2.抗体被分泌到细胞外的运输方式是什么
提示:胞吐。
[自主学习检测]——教材基础熟记于心
1.当红细胞失水皱缩时,水分子只从细胞溶胶渗透到细胞外。(　×　)
提示:当红细胞失水皱缩时,水分子由细胞溶胶渗透到细胞外的量大于从细胞外渗透到细胞溶胶的量。
2.胞吞、胞吐都需要消耗能量,也需要载体。(　×　)
提示:胞吞、胞吐不需要载体,但需要消耗细胞代谢产生的能量。
3.主动转运是细胞最重要的吸收或排出物质的方式。(　√　)
4.质壁分离发生的条件之一是细胞液的浓度大于外界溶液浓度。(　×　)
提示:质壁分离发生的条件之一是细胞液的浓度小于外界溶液浓度。
5.红细胞、洋葱表皮细胞、变形虫细胞放在清水中,只有洋葱表皮细胞因存在细胞壁不会出现破裂现象。(　×　)
提示:变形虫有排出体内多余水分的机制,放在清水中也不会出现破裂现象。
6.胞吞作用发生时,包裹物质的细胞膜会与整个细胞膜脱离。(　√　)
7.扩散不需要载体和能量,而易化扩散需要载体和能量。(　×　)
提示:易化扩散需要载体,但不需要能量。
8.载体蛋白与被转运的分子或离子结合后改变形状,这种改变不能恢复。(　×　)
提示:载体蛋白与被转运的分子或离子结合后改变形状,这种改变是可以恢复的。
任务一　比较动植物细胞渗透作用的发生
[任务突破1]
渗透装置与渗透作用的发生
(1)发生条件。
(2)渗透装置。
①渗透装置的构成:半透膜及膜两侧存在浓度差。
②成熟植物细胞相当于一个渗透系统:成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质可看作一层半透膜,细胞液和外界溶液往往具有一定的浓度差,因此成熟的植物细胞可看作是一个渗透系统。
(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。
[迁移应用]
[典例1-1] (2022·舟山高一学考质量检测)如图为U型渗透装置,S1和S2是两种不同的溶质,起始时两侧液面高度相同,只有水和S1能透过半透膜,经过一段时间达到渗透平衡,下列说法错误的是(　A　)
A.若开始时S1的物质的量浓度大于S2的,平衡时右侧高于左侧
B.若开始时S1的物质的量浓度小于S2的,平衡时右侧低于左侧
C.不论开始时S1和S2哪侧物质的量浓度高,平衡时都是右侧低于左侧
D.达到渗透平衡时水分子依旧移动,且左侧的物质的量浓度大于右侧
解析:若开始时S1的物质的量浓度大于S2的,S1会从右侧透过半透膜进入左侧,最终右侧物质的量浓度小于左侧,平衡时右侧低于左侧;因为S1会从右侧透过半透膜进入左侧,所以不论开始时S1和S2哪侧物质的量浓度高,平衡时都是右侧低于左侧;达到渗透平衡时水分子依旧移动,且左侧的物质的量浓度大于右侧。
[任务突破2]
比较动植物细胞渗透作用的共性与差异
(1)共性。
①细胞内液的浓度与外界溶液浓度存在差异,动植物细胞均会出现渗透现象,若外界溶液浓度高,则渗透失水,若细胞内液浓度高,则渗透吸水。
②达到平衡后,动植物细胞仍有水分子的进出,此时不存在渗透,进出的水分子源于水分子的随机运动。
(2)差异。
①失水后的表现不同:动物细胞不具有细胞壁,因此动物细胞失水后表现为皱缩,而植物细胞则一般表现为质壁分离。
②吸水后的表现不同:动物细胞在低渗环境中,会吸水膨胀甚至破裂;植物细胞因细胞壁的保护,无论在何种低渗环境下,均只会吸水膨胀,不会破裂。
[迁移应用]
[典例1-2] 将家兔红细胞置于不同浓度的溶液中,水分子的跨膜运输示意图如图(箭头方向表示水分子的进出,箭头粗细表示水分子出入的多少)。下列叙述正确的是(　B　)
A.一段时间后,甲细胞会发生质壁分离
B.能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞
C.光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出
D.若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中,甲细胞先破裂
解析:家兔红细胞属于动物细胞,没有细胞壁,不能发生质壁分离;渗透作用的条件是半透膜和半透膜两侧存在浓度差,则甲细胞和丙细胞与外界溶液存在浓度差,能发生渗透作用;光学显微镜无法观察到水分子运输;将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中,由于丙细胞在开始时就吸水膨胀,则在蒸馏水中先破裂。
任务二　观察植物细胞的质壁
分离及质壁分离复原现象
[任务突破1]
质壁分离及质壁分离复原现象相关问题分析
(1)紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞具有紫色的大液泡,便于观察;根尖分生区的细胞无大液泡,通常不能作为该实验的材料;紫色洋葱内表皮细胞虽有大液泡,但液泡内不含色素,不易观察,通常也不宜作为该实验的材料。
(2)活动中观察到洋葱表皮细胞的质壁分离,但没有观察到质壁分离复原,可能的原因:①外界溶液浓度过高,细胞过度失水而死亡;②质壁分离时间过长,质膜及其以内部分脱水变性。
(3)实验结果分析:新鲜紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离结果如图所示,③处充满蔗糖溶液,显示无色;①处为细胞质,呈无色;②处为细胞液,含有色素,呈紫色。
(4)质壁分离及质壁分离复原实验中的对照实验。
本实验存在两组前后对照实验。
(5)引发质壁分离的两种原因。
[迁移应用]
[典例2-1] (2022·杭州“六县九校”联盟期中)如图为某高等植物细胞发生质壁分离的状态示意图。据图判断,下列相关叙述错误的是(　A　)
A.该细胞可能是洋葱根尖分生区的细胞
B.据图不能判断这些细胞是否会继续失水
C.图中现象表明细胞壁的伸缩性没有细胞膜的大
D.植物细胞处于高于细胞液浓度的溶液中可能会出现如图现象
解析:如图细胞有大液泡,而洋葱根尖分生区细胞没有大液泡,所以图示细胞不可能是洋葱根尖分生区的细胞;图中的细胞可能正在失水,也可能正在吸水或动态平衡;高等植物细胞发生质壁分离,说明细胞壁的伸缩性没有细胞膜的大;当外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞会失水,植物细胞会发生质壁分离,故会发生题图所示的现象。
[任务突破2]
植物细胞的吸水和失水实验的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞的死活。
(2)测定细胞液浓度范围。
(3)比较未知浓度溶液的浓度大小。
[迁移应用]
[典例2-2] (2022·宁波高一期末)将某植物花冠切成大小和形状相同的细条,分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等),取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度,结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换,下列叙述正确的是(　D　)
A.实验后a组液泡中的溶质浓度比b组的高
B.浸泡导致各组细胞均出现质壁分离现象
C.a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所消耗的ATP大于b组
D.使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖溶液浓度介于0.4～0.5 mol· L-1之间
解析:据图可推知a组吸水多于b组,因此实验后a组细胞液中溶质浓度低于b组;根据分析,实验前长度与实验后长度的比值小于1表明细胞吸水,说明a、b、c三组均吸收水分,没有发生质壁分离;细胞的吸水或失水都不需要消耗ATP;由c组细胞吸水、d组细胞失水可知,细条细胞液浓度介于0.4～0.5 mol·L-1之间。
任务三　比较物质出入细胞的
方式及影响因素
[任务突破1]
“三步法”判断物质出入细胞的方式
[迁移应用]
[典例3-1] (2022·杭州高一期中)物质进出细胞示意图如下,甲、乙、丙、丁表示不同的运输方式,下列叙述正确的是(　D　)
A.对保证活细胞生命活动正常进行最重要的是乙
B.图中表示被动转运的只有乙和丙,不消耗能量
C.丁可以表示植物细胞吸收矿质元素离子
D.甲、乙、丙、丁都能体现细胞膜的功能特点
解析:主动转运普遍存在于动植物和微生物细胞中,保证了活细胞能够按照生命活动的需要,选择性地吸收营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,因此对保证活细胞生命活动正常进行最重要的是丁(主动转运);物质跨膜运输包括被动转运和主动转运,扩散和易化扩散都属于被动转运,都是不消耗能量、顺浓度梯度运输的一种方式,因此图中表示被动转运的是甲(扩散)、乙(易化扩散)、丙(易化扩散);图中丁为通过主动转运排出物质的过程,因此不能表示植物细胞吸收矿质元素离子;细胞膜的选择透过性与它的结构及所含有的磷脂、蛋白质等成分有关,因此扩散、易化扩散、主动转运都能体现细胞膜的选择透过性这一功能特点,即甲、乙、丙、丁都能体现细胞膜的功能特点。
[任务突破2]
模型构建:影响物质跨膜的因素
(1)物质浓度(在一定浓度范围内)。
(2)氧气浓度(红细胞的主动转运与O2无关)。
[迁移应用]
[典例3-2] (2022·舟山高一质量检测)图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式,下列表述正确的是(　B　)
A.脂溶性小分子物质不能通过方式a运输
B.人的红细胞吸收葡萄糖是方式b
C.与方式a有关的转运蛋白覆盖于细胞膜表面
D.抑制细胞能量供应对方式a和b的转运速率均有影响
解析:据图可知,a表示扩散,b表示易化扩散或主动转运。脂溶性小分子物质进出细胞的方式是扩散,所以能通过方式a运输;方式b是易化扩散或主动转运,人的红细胞吸收葡萄糖是易化扩散;方式a运输速率只与浓度有关,与载体蛋白无关;抑制细胞呼吸会影响能量的供应,因此可能会影响方式b,但不影响方式a。
基础达标练
1.物质X通过细胞膜从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧,需要载体蛋白参与但不消耗能量。这种转运方式属于(　B　)
A.扩散 B.易化扩散
C.主动转运 D.渗透
解析:物质X通过细胞膜从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧,需要载体蛋白参与,但不消耗能量,这种转运方式属于易化扩散。
2.下列物质中,出入细胞既不需要载体蛋白,也不消耗能量的是(　D　)
A.K+ B.Na+
C.氨基酸 D.O2
解析:K+、Na+的跨膜转运方式为主动转运或易化扩散,一定需要载体蛋白;氨基酸的跨膜转运方式一般为主动转运,需要载体蛋白,也需要消耗能量;O2的跨膜转运方式是扩散,既不需要载体蛋白,也不消耗能量。
3.(2022·北斗联盟高一期中)下图是某种物质(用“”表示)跨膜运输的示意图,这种物质的运输方式是(　C　)
A.渗透 B.胞吞
C.主动转运 D.易化扩散
解析:根据题意和图示分析可知,图示中的物质的转运方向是从低浓度到高浓度,需要载体,同时消耗能量,所以该运输方式是主动转运。
4.(2022·创新致远协作体适应性考试)受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用,主要用于细胞摄取特殊的生物大分子,其过程如下图所示。下列叙述正确的是(　B　)
A.酒精通过该过程进入肝细胞并被降解
B.该过程依赖于膜的流动性
C.细胞摄取大分子需要借助载体蛋白
D.图示可表示胰岛素的分泌过程
解析:酒精以扩散的方式进入肝细胞并被降解;胞吞作用有细胞膜的凹陷,以细胞膜的流动性为基础;由图示可知,细胞摄取大分子不需要借助载体蛋白,大分子通过胞吞的方式进入细胞;胰岛素属于蛋白质类激素,分泌胰岛素属于胞吐。
5.(2022·Z20名校联盟联考)将黑藻叶肉细胞置于一定浓度的某溶液中,在显微镜下观察到的现象如图所示。下列关于细胞甲的叙述正确的是(　D　)
A.此时该细胞中没有水分子的进出
B.此时该细胞液泡的颜色较初始状态深
C.此时该细胞的细胞液浓度等于某溶液浓度
D.若某溶液是甘油溶液,细胞甲的液泡体积可能将变大
解析:甲正处于原生质层和细胞壁分离的状态,可能正处于失水、吸水或水分进出平衡状态,无论处于何种状态一定有水分子的进出;黑藻液泡的细胞液是无色的;由A项分析可知,该细胞的细胞液浓度不一定等于某溶液浓度;若某溶液是甘油溶液,能扩散进入液泡,使细胞液浓度增大,细胞甲将吸水,液泡体积可能将变大。
6.哺乳动物血浆渗透压与0.9%NaCl溶液、5%葡萄糖溶液的渗透压均相等,将兔红细胞置于0.9%NaCl溶液中,形态基本不变。下列叙述正确的是(　C　)
A.兔红细胞吸水或失水,不能体现细胞膜的选择透过性
B.若将兔红细胞置于5%NaCl溶液中,红细胞可能发生质壁分离
C.兔红细胞置于0.9%NaCl溶液时,渗透吸水等于渗透失水,故形态不发生变化
D.若将兔红细胞置于7%葡萄糖溶液中一段时间后,红细胞的形态基本不变
解析:动物细胞的细胞膜是一种选择透过性膜,相当于一层半透膜,兔红细胞在不同浓度的外界溶液中会吸水或失水,体现细胞膜的选择透过性;兔属于动物,动物细胞没有细胞壁,不会发生质壁分离;由题意可知哺乳动物血浆的渗透压约等于0.9%NaCl溶液的渗透压,兔红细胞置于0.9%NaCl溶液时,渗透吸水等于渗透失水,故形态不发生变化;由题意可知哺乳动物血浆的渗透压约等于5%葡萄糖溶液的渗透压,若将兔红细胞置于7%葡萄糖溶液中一段时间后,红细胞会失水皱缩。
7.(2022·七彩阳光新高考研究联盟高一期中)下表所示的是神经细胞膜内、外钠离子和钾离子的浓度情况。
离子 细胞质中的 浓度/(mmol·L-1) 细胞外液中的 浓度/(mmol·L-1) 比值
钠离子 15 150 1∶10
钾离子 150 5 30∶1
那么,钾离子从神经细胞外进入细胞内的运输方式是(　C　)
A.渗透作用 B.易化扩散
C.主动转运 D.胞吐
解析:据表格可知,钾离子细胞质中的浓度与细胞外液中的浓度比值为30∶1,从神经细胞外进入细胞内是低浓度到高浓度,需要载体,需要能量,因此属于主动转运。
8.(2022·浙江三校高二联考)I-和氨基酸是合成甲状腺激素的重要原料,研究人员发现甲状腺滤泡上皮细胞中I-和氨基酸浓度均比血液中高出几十倍。如图表示I-和氨基酸进入甲状腺滤泡上皮细胞的模式图,下列有关说法正确的是(　C　)
A.细胞通过主动转运吸收I-,通过易化扩散吸收氨基酸
B.图示的运输方式能降低细胞膜两侧I-和氨基酸的浓度差
C.载体①和②的结构不同,但发挥作用时都会消耗能量
D.I-和氨基酸是小分子物质,能通过无蛋白质的磷脂双分子层
解析:据图可知,细胞吸收氨基酸和I-都是逆浓度梯度的运输,因此其运输方式都属于主动转运;主动转运会增大膜两侧物质的浓度差;载体①和②运输的物质类型不同,因此结构不同,但是都参与主动转运,主动转运会消耗能量;离子和小分子有机物不能通过无蛋白质的脂双层,需要依靠膜蛋白进行运输。
9.(2022·绍兴高一期末)若植物细胞浸泡在一定浓度的蔗糖溶液中一段时间后,显微镜下观察到液泡体积增大,细胞逐渐膨胀,下列叙述正确的是(　D　)
A.实验开始时,植物细胞的细胞液浓度等于外界溶液浓度
B.实验过程中,植物细胞的吸水能力逐渐变大
C.实验过程中,水分子通过主动转运进入细胞
D.实验结束时,植物细胞的细胞液浓度大于外界溶液浓度
解析:实验开始后,液泡体积增大,细胞吸水,因此实验开始时,植物细胞的细胞液浓度大于外界溶液浓度;实验过程中,植物细胞的吸水能力逐渐减小;实验过程中,水分子通过被动转运进入细胞;实验结束时,植物细胞的细胞液浓度仍大于外界溶液浓度。
10.(2022·浙江9+1高中联盟高一期中)将完全相同的两类植物细胞分别放置在甲、乙溶液中,对细胞失水量进行统计后绘制出如下曲线。下列叙述正确的是(　B　)
A.选取植物根尖分生区的细胞作为实验材料较为适宜
B.图中放入甲、乙溶液的细胞质壁分离后再放入清水中有可能都复原
C.乙溶液溶质分子进出细胞的方式不可能是易化扩散
D.在0～4 min内,两条曲线的差异不可能是细胞内外物质浓度差
导致的
解析:质壁分离和复原实验中,通常要选择活的成熟的植物细胞,即含有大液泡的植物细胞,根尖分生区细胞中无大液泡,通常不宜用来作为观察质壁分离的实验材料;若处于甲、乙溶液发生质壁分离后的细胞是活细胞,则放到清水中后,有可能复原;乙溶液中细胞失水量先增加后减少,说明细胞先发生质壁分离后自动复原,乙溶液溶质分子有可能通过易化扩散方式进入细胞;在0～4 min内,两种曲线的失水程度不同,有可能是浓度差不同引起的。
11.(2022·宁波高一期末)如图是物质进入细胞的示意图,其中①～④表示4种物质跨膜运输方式(ATPase是ATP酶)。据图分析回答下列问题。
(1)图中物质出入细胞的方式中,方式①为　　　 　,方式②为　　　　　　。
(2)物质以③的方式进入细胞的转运速率主要取决于　　　　　和　　　　　。
(3)物质以④的方式进入细胞穿过了　　　　层生物膜,该过程体现了生物膜具有　　　　的结构特点。
(4)细胞膜的基本骨架是　　　　　　　。细胞膜结构与功能的复杂程度主要取决于膜上　　　　　　　　(填成分)的种类与数量。
解析:(1)图中①的出入方式为从高浓度到低浓度,不需要载体,不需要能量,表示扩散,图中②的出入方式为从高浓度到低浓度,需要载体,不需要能量,表示易化扩散。
(2)图中③逆浓度梯度运输,需要能量和载体,表示主动转运,故物质转运速率主要取决于载体数量和能量。
(3)据图可知④表示胞吞,形成囊泡进入细胞穿过了0层膜,该过程体现了生物膜具有流动性的结构特点。
(4)细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层。细胞膜结构与功能的复杂程度主要取决于膜上蛋白质的种类与数量。
答案:(1)扩散　易化扩散　(2)载体数量　能量(ATP)　(3)0　流动性　(4)磷脂双分子层　蛋白质
12.主动转运是由载体蛋白所介导的物质逆着电化学梯度或浓度梯度进行的跨膜转运方式。主动转运普遍存在于动植物细胞和微生物细胞。主动转运的能量来源分为3类(如图1):ATP直接提供能量(ATP驱动泵)、间接供能(协同转运蛋白)、光驱动(光驱动泵)。图2为小肠上皮细胞吸收和转运葡萄糖的示意图。
回答下列问题。
(1)主动转运的特点有
　(写出3点)。
(2)由图1可知,ATP驱动泵作为载体蛋白的同时,具有催化　　　　　　　的功能;光驱动类型中,物质的主动转运需要的能量来自　　　　。
(3)由图2可知,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的能量直接来自　　　　　的浓度梯度。葡萄糖运出小肠上皮细胞的方式为　　　　　(填“主动转运”“易化扩散”或“扩散”)。
解析:(1)主动转运的特点有从低浓度到高浓度;需要载体蛋白;需要能量。
(2)分析图1可知,ATP驱动泵作为载体蛋白的同时,具有催化ATP水解的功能;光驱动类型中,物质的主动转运需要的能量来自光能。
(3)分析图2可知,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的能量直接来自细胞膜内外Na+的浓度梯度。葡萄糖运出小肠上皮细胞通过GLUT2载体,并且由高浓度向低浓度运输,因此其方式为易化扩散。
答案:(1)从低浓度到高浓度;需要载体蛋白;需要能量
(2)ATP水解　光能
(3)Na+　易化扩散
综合提升练
13.(2022·浙北G2联盟高一联考)将紫色洋葱外表皮细胞置于一定浓度的蔗糖溶液中,实验开始后的4个时间点a、b、c、d测得细胞液相对浓度(P值)如图所示,实验期间细胞均存活。下列叙述正确的是(　D　)
A.a～b时间内,液泡体积逐渐增大
B.c～d时间内,P值不再增大主要受细胞壁的限制
C.b～c时间内,光学显微镜下可看到水分子运出细胞
D.c～d时间内,洋葱表皮细胞可能并未发生质壁分离
解析:a～b时间内,细胞液浓度增大,说明细胞失水,液泡体积逐渐减小;c～d时间内,P值不再增大,说明此时进出细胞的水分子数一样多,此过程中P值变化不受细胞壁的限制;b～c时间内,光学显微镜下不能看到水分子运出细胞;c～d时间内,P值不再变化,说明此时进出细胞的水分子数一样多,该细胞虽表现为失水,但只有失水到一定程度才能表现出质壁分离现象,如果失水较少,则可能没有发生质壁分离。
14.将等量的猪红细胞分别放置在不同浓度的NaCl溶液中,红细胞体积和初始体积之比的曲线图如图(P点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度)。下列叙述正确的是(　A　)
A.制备细胞膜时可将猪的红细胞置于蒸馏水中
B.A处NaCl溶液中水分子可以渗透进入细胞
C.B处NaCl溶液中水分子不可以进入细胞
D.一段时间后,A处红细胞的吸水能力大于B处红细胞
解析:制备细胞膜时可将猪的红细胞置于蒸馏水中,细胞会吸水涨破,得到纯净的细胞膜;A处NaCl溶液浓度大于细胞内液的浓度,水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透,即水分子渗透出细胞;B处NaCl溶液浓度大于细胞内液的浓度,此时水分子既可以进入细胞,也可以出细胞,但是出细胞的水分子数多于进入细胞的水分子数,故细胞失水;与A点相比,B点细胞失水量大,细胞内液浓度大,吸水能力更强。
15.如图1是物质出入细胞的示意图,图2中曲线甲、乙分别代表物质进出细胞的两种方式。请据图回答下列问题。
(1)图1中运输方式a、b分别对应图2中的　 。
A.乙、乙 B.甲、乙
C.甲、甲 D.乙、甲
(2)图2中曲线甲代表　　　　,曲线乙中Q点对应的时刻细胞不再吸收物质,此时限制物质进出细胞的因素是　 。
(3)细胞膜中水通道蛋白、离子通道蛋白是普遍存在的。若肾集合管管壁细胞膜受刺激后发生兴奋时,水通道开放,大量水被肾集合管管壁细胞重吸收,则代表此过程中水的流动可用　　 　(填字母)表示。
(4)若图1中的细胞是肌肉细胞,则O2的扩散方向是　　　　 (填“M→N”或“N→M”),判断的依据是　
　。
解析:(1)根据题图分析可知,a为主动转运,b为扩散,甲为扩散,乙为主动转运,因此图1中的a对应图2中的乙,图1中的b对应图2中的甲,故选D。
(2)图2中甲运输方式中,物质运输速率和细胞外物质的浓度成正比,因此属于扩散;而乙运输方式中,物质运输的速率与浓度差无关,并且可以由低浓度向高浓度一侧运输,属于主动转运,主动转运需要消耗能量,且需要载体蛋白的协助,因此曲线乙中Q点对应时刻,细胞不再吸收物质,此时限制物质进出细胞的因素是载体的数量或能量供应。
(3)借助通道蛋白的运输方式是易化扩散,应是高浓度一侧到低浓度一侧,不需要能量,在图1中c是高浓度到低浓度,有通道蛋白,不需要能量,故代表此过程中水的流动可用c表示。
(4)根据C糖蛋白所在的一侧为外侧可知,M为细胞外,则N为细胞内,若图1中的细胞是肌肉细胞,根据O2是从细胞膜外转运到细胞膜内可知,O2的扩散方向为M→N。
答案:(1)D
(2)扩散　载体的数量或能量供应
(3)c
(4)M→N　O2是从细胞膜外转运到细胞膜内,而C是糖蛋白,分布于细胞膜的外侧,因此O2的扩散方向是M→N