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必修1
分子与细胞
第二单元 细胞的基本结构与物质输入和输出
第3讲 细胞的物质输入和输出
课标要求 核心素养
1.阐明质膜具有选择透过性。 2．举例说明哪些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量；哪些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白。 3．举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 1.结合细胞膜的化学组成，理解细胞膜具有选择透过性的原因。(生命观念)
2．比较自由扩散、协助扩散、主动运输和胞吞、胞吐方式的异同点，并能根据一种物质进出细胞的特点判断其运输方式。(科学思维)
3．选择合适的实验材料，观察植物细胞的质壁分离与复原，分析实验结果，得出实验结论。(科学探究)
1．渗透作用
(1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过_________的扩散过程。
(2)原理
半透膜
2．动植物细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水
②现象
(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
当外界溶液浓度______细胞液浓度时，细胞发生质壁分离现象 当外界溶液浓度______细胞液浓度时，细胞吸水膨胀，由于存在细胞壁，细胞不会涨破 当外界溶液浓度______细胞液浓度时，细胞维持正常形态
大于
小于
等于
易错整合，判断正误。
(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。( )
(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。( )
(3)虽然红细胞没有具膜细胞器，但将其放入一定浓度的外界溶液中，也能发生渗透作用。( )
(4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。( )
×
×
√
×
1．对于动植物细胞来说，单位时间内，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外液体的浓度一定相等吗？为什么？
提示：不一定。对于动物细胞来说，水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的浓度相等。但植物细胞有细胞壁的支持、保护作用，单位时间内水分子进出植物细胞的数量相等时，有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。
2．下图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题。
(1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现上图所示哪种现象？分析原因。
提示：会出现图甲所示现象。将人的成熟红细胞放入清水中，发生渗透作用，从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水分子，细胞吸水。
(2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会出现上图所示哪种现象？达到平衡时，水分子进出细胞的状况是上图中哪一种？
提示：将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞外界溶液浓度较大，细胞失水，如图丙所示；达到平衡时，水分子进出细胞的速率相等，如图乙所示。
(3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间内细胞体积增大，最终会不会涨破？为什么？
提示：细胞不会涨破，因为植物细胞的细胞壁有支持和保护作用。
(4)列举渗透原理在生产、生活中的应用。
提示：①对农作物合理灌溉，降低了土壤溶液浓度，促进水分的吸收，满足农作物对水分的需要。
②盐碱地中植物更易缺水或不易存活；一次施肥过多，会造成“烧苗”现象。这些都是因为土壤溶液浓度过高，根细胞不易吸水，甚至失水造成的。
③糖渍、盐渍食品(如盐渍鱼、肉)不易变质的原因是在食品的表面和内部形成了高浓度的糖、盐溶液，使微生物(如细菌)不能生存、繁殖。
④医用生理盐水的质量浓度为0.9%，与人体细胞生存的液体环境的浓度基本相等，可以维持细胞的正常形态。
1．影响渗透作用中液面变化的因素分析
半透膜表面积的大小
在浓度NB＝NC>NA，其他条件相同的情况下，半透膜的表面积越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显
结果：vB>vC，ΔhB＝ΔhC
半透膜两侧的浓度差
在其他条件相同的情况下，半透膜两侧的浓度差越大，单位时间内进出半透膜的水量越多，液面变化越明显
结果：vB>vC，ΔhB>ΔhC
2.渗透作用实验装置的拓展应用
(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：
考向? 围绕渗透作用的原理及应用分析，考查理解能力
(2023·湖北联考)某兴趣小组用图甲研究渗透作用，a和b均为蔗糖溶液，c允许单糖通过。图乙为实验结果。下列说法正确的是( )
例 1
D
A．烧杯中蔗糖溶液浓度大于漏斗中蔗糖溶液浓度
B．若t2时刻在烧杯中加入蔗糖酶，则Δh最终将变小
C．t2时刻半透膜两侧蔗糖溶液浓度相同
D．若t2时刻在漏斗中加入蔗糖酶，则Δh将先变大后变小
解析：分析图乙，Δh先增加后趋于稳定，说明漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中蔗糖溶液浓度，A错误；若t2时刻在烧杯中加入蔗糖酶，蔗糖分解为单糖，烧杯内溶液浓度会升高，由于c允许单糖通过，继而烧杯内溶液浓度会下降，则Δh将先变小后变大，B错误；t2时刻半透膜两侧水分子进出速率相等，但是由于漏斗与烧杯的液面不一样高，所以膜两侧溶液浓度不相等，C错误；若t2时刻在漏斗中加入蔗糖酶，蔗糖分解为单糖，漏斗内溶液浓度会升高，由于c允许单糖通过，继而漏斗内的溶液浓度会下降，则Δh将先变大后变小，D正确。
┃┃规律方法
渗透装置中溶液渗透方向与浓度的判断
〔变式训练〕
1．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不同，如表所示。下图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
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
装置编号 甲 乙 丙
半透膜面积 S S/2 S
蔗糖溶液体积 T T 2T
解析：丙的体积最大，吸水的量最大，漏斗液面高度最高，相对应的是图2中曲线1；甲、乙的体积相等，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。
考向? 动植物细胞吸水与失水的分析
(2023·天津高三模拟预测)科研人员将人的成熟红细胞分别置于蒸馏水和几种等渗溶液中，测定红细胞溶血(溶血是指红细胞破裂后血红蛋白渗出的现象)所需时间，实验结果如图所示。以下叙述错误的是( )
例 2
C
A．红细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
B．处于等渗溶液中的红细胞吸水涨破是由于溶质分子进入细胞导致细胞质浓度升高
C．氯化铵、甘油、乙醇、丙酮进入红细胞的速度依次减小
D．上述实验可以证明脂溶性物质更易通过细胞膜
解析：分析题图可知，氯化铵、甘油、乙醇、丙酮扩散进入红细胞的速度大小关系为丙酮>乙醇>甘油>氯化铵，C错误。
〔变式训练〕
2．黑藻是一种常见的单子叶沉水植物，其叶片小而薄，叶肉细胞内有大而清晰且数量较多的叶绿体，液泡无色。某同学观察黑藻叶肉细胞的质壁分离和复原现象，实验步骤如图所示。下列相关叙述错误的是( )
B
A．观察叶绿体时也可以黑藻叶肉细胞为实验材料
B．由于液泡无色，该实验需要进行染色才能观察到质壁分离现象
C．步骤①中若叶肉细胞位于视野左下方，应将装片向左下方移动，使叶肉细胞位于视野中央
D．若步骤②中的蔗糖溶液浓度为3 g·mL－1，则步骤⑤中可能观察不到质壁分离复原现象
解析：黑藻的叶片小而薄，叶肉细胞内有大而清晰且数量较多的叶绿体，所以是观察叶绿体的好材料，A正确；虽然液泡无色，但是黑藻细胞内的叶绿体散布于可以流动的细胞质中，呈现绿色，可以形成参照，故不进行染色也可以用黑藻叶肉细胞观察到质壁分离现象，B错误；显微镜下呈现的是倒像，位于视野左下方的叶肉细胞实际上位于视野的右上方，若要将视野左下方的叶肉细胞移到视野中央，应将装片向左下方移动，C正确；黑藻叶肉细胞在3 g·mL－1的蔗糖溶液中可能会因失水过多而死亡，故步骤⑤中观察不到质壁分离复原现象，D正确。
观察植物细胞的质壁分离及复原
(1)实验原理
①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层_________。
②_________具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。
③原生质层比细胞壁的伸缩性___。
半透膜
细胞液
大
(2)实验步骤
(3)现象与结论
易错整合，判断正误。
(1)观察质壁分离可用0.15 g/mL蔗糖浓度作为试剂。( )
(2)必须用高倍镜才能观察到质壁分离现象。( )
×
×
根据实验过程及原理回答以下问题。
1．实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？
提示：不一定。但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，更有利于观察。也可以选择有叶绿体的叶肉细胞等。
2．该实验无独立的对照组，为什么还叫对照实验？
提示：该实验中，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照。
3．上述实验中观察到质壁分离时，为何不宜停留时间过长？
提示：观察到质壁分离时，若停留时间过长，细胞就会因过度失水而死亡，不会再发生质壁分离复原。
4．引发质壁分离的内因和外因分别是什么？
提示：外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度；内因是原生质层的伸缩性较大，细胞壁的伸缩性较小。
1．质壁分离及复原发生的条件
(1)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。
(2)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，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，才可复原)。
②在一定浓度(溶质可透过半透膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离，并能自动复原，因为K＋、NO、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。
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。
④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适合做质壁分离实验的溶液。
2．质壁分离实验的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
(4)比较未知浓度的溶液的浓度大小
(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
下列有关“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验操作，叙述正确的是( )
例 3
B
A．在步骤C中只需滴加1滴蔗糖溶液
B．整个实验现象的观察应维持在低倍镜下
C．步骤A具体操作过程为“解离→染色→漂洗→制片”
D．步骤F观察实验结果和步骤D相比，液泡颜色变深
解析：在步骤C引流操作中需滴加多滴蔗糖溶液，用吸水纸在对侧吸引；步骤A制片时不需要进行解离、染色和漂洗而且这一制片顺序应为：解离→漂洗→染色→制片；质壁分离复原的细胞，因细胞吸水，液泡颜色变浅。
〔变式训练〕
3．图1～4表示不同情况下某些物质跨膜运输速率的曲线图。下列相关叙述错误的是( )
D
A．可用图1与图3表示甘油进入人的皮肤细胞
B．可用图2与图3表示人的红细胞吸收葡萄糖
C．图2、4中限制A、C两点运输速率的主要因素不同
D．图2、4中限制B、D两点运输速率的主要因素不同
解析：据图分析可知，图1表示自由扩散；图2表示协助扩散；图3说明该物质的运输不消耗细胞呼吸产生的能量，表示的运输方式为被动运输；图4表示主动运输。甘油进入人的皮肤细胞的方式是自由扩散，可用图1与图3表示，A正确；人的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，可用图2与图3表示，B正确；图2、4中限制A、C两点运输速率的主要因素分别是膜两侧物质浓度差和O2浓度，C正确；图2、4中B、D两点的限制因素可能相同，如载体蛋白的数量，D错误。
4．引起50%左右细胞发生初始质壁分离的浓度，称为细胞液的等渗浓度。某生物兴趣小组将剪成均等小块的洋葱表皮分别放入等量各组溶液中，并记录实验结果如表。下列相关叙述不正确的是( )
A
培养皿 1 2 3 4 5 6 7 8
蔗糖溶液/ (mol·L－1) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
质壁分离的 细胞所占的比例 0 0 15% 40% 80% 99% 100% 100%
A.蔗糖溶液浓度小于0.3 mol·L－1时，洋葱表皮细胞不发生渗透作用
B．该实验结果说明洋葱表皮细胞存在不同浓度的细胞液
C．该洋葱表皮细胞细胞液的等渗浓度范围为0.5～0.6 mol·L－1
D．为了更精确地测定洋葱表皮细胞细胞液的等渗浓度，可以设置更小的蔗糖溶液浓度梯度进行实验
解析：蔗糖溶液浓度小于0.3 mol·L－1时，洋葱表皮细胞没有发生质壁分离，但不是没有发生渗透作用，在低浓度的溶液中细胞会吸水，A错误；在不同的浓度的蔗糖溶液中细胞质壁分离的比例不同，说明洋葱表皮细胞存在不同浓度的细胞液，B正确；引起50%左右细胞发生初始质壁分离的浓度，称为细胞液的等渗浓度，根据表格结果，该洋葱表皮细胞细胞液的等渗浓度范围为0.5～0.6 mol·L－1，C正确；为了更精确地测定洋葱表皮细胞细胞液的等渗浓度，可以设置更小的蔗糖溶液浓度梯度进行实验，D正确。
1．各种物质出入细胞方式的比较
物质出入细 胞的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐
自由扩散 协助扩散
运输方向 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 胞外→胞内 __________
是否需要转运蛋白 否 ___ ___ ___
是否消耗能量 否 ___ ___ ___
胞内→胞外
是
是
否
是
是
是
物质出入细 胞的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐
自由扩散 协助扩散
举例 O2、CO2、甘油、乙醇、苯的跨膜运输 人的红细胞吸收葡萄糖 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 巨噬细胞吞噬抗原 胰岛素、消化酶、抗体的分泌
2.膜上的两种转运蛋白比较
名称 转运对象 特点
载体 蛋白 与自身结合部位相适应的_______________ 每次转运时都会发生____________的改变
通道 蛋白 与自身通道的_______________相适配、_______________相适宜的分子或离子 转运分子_______与通道蛋白结合
分子或离子
自身构象
直径和形状
大小和电荷
不需要
3.物质跨膜运输的方式与细胞膜结构的关系
(1)协助扩散和主动运输依赖细胞膜上____________的种类和数量，或转运蛋白____________的变化，这也是细胞膜具有_______________的结构基础。
(2)胞吞和胞吐也需要膜上_________的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的_________。
转运蛋白
空间结构
选择透过性
蛋白质
流动性
易错整合，判断正误。
(1)以胞吐的方式排出细胞的物质不一定都是生物大分子。( )
(2)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。( )
(3)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要载体蛋白的协助。( )
√
×
×
(4)新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量。( )
(5)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．分析物质进出细胞的有关图像
(1)图甲、乙所示物质进出细胞的方式一样吗？为什么？
提示：不一样。图甲中a点以后物质是逆浓度梯度运输，为主动运输；图乙中物质顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，但不消耗能量，为协助扩散。
(2)图乙所示的运输方式可以逆浓度梯度进行吗？为什么？
提示：不能。逆浓度梯度运输一定消耗能量。
(3)只要是消耗能量的运输方式就一定是主动运输吗？请说明理由。
提示：不一定。消耗能量的运输方式除了主动运输，还有胞吞和胞吐以及穿越核孔的运输方式。
2．主动运输过程中载体蛋白发生怎样的变化？
提示：离子或分子与载体蛋白结合后，载体蛋白的空间结构发生变化，运输完成后载体蛋白又恢复原状。
1．模式图中物质跨膜运输的方式的判断
2．影响物质出入细胞的因素的曲线分析
(1)物质浓度(在一定的范围内)
(2)氧气浓度
3．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
考向? 结合物质出入细胞方式的判断，考查科学思维能力
如图所示，质子泵跨膜运输H＋的过程。质子泵抑制剂可与胃壁细胞膜上的质子泵共价结合，使其不可逆地失活，从而抑制胃酸的分泌。下列叙述错误的是( )
A．质子泵以主动运输的方式将H＋运出细胞
B．质子泵参与细胞及其微环境的pH调控
C．质子泵本质上是一种生物膜上的载体蛋白
D．呼吸抑制剂使质子泵失活而抑制胃酸分泌
例 4
D
解析：根据图示，H＋的跨膜运输需要消耗ATP，需要载体且逆浓度梯度进行，为主动运输；质子泵将细胞内的H＋泵出，对微环境的pH有调控和维持作用；质子泵本质上是一种载体蛋白；由题意可知，质子泵抑制剂可与胃壁细胞膜上的质子泵共价结合使其不可逆地失活，从而抑制胃酸的分泌。
┃┃技巧点拨
“三看法”快速判定物质出入细胞的方式
〔变式训练〕
5．(2021·河北卷)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图，①～⑤表示相关过程。下列叙述错误的是( )
D
A．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2和O2
B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散
C．成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量
D．成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
解析：肌肉细胞进行有氧呼吸时，消耗O2，产生CO2，可以判断气体A和B分别是CO2和O2，A正确；①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，④是载体蛋白运输葡萄糖进入红细胞，顺浓度梯度，不需要消耗能量，为协助扩散，⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞，属于协助扩散，B正确；③为红细胞通过消耗能量主动吸收K＋排出Na＋，成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量，C正确；成熟红细胞没有核糖体，不能再合成新的蛋白质，细胞膜上的糖蛋白不能更新，糖蛋白存在于细胞膜的外表面，由于细胞膜具有流动性，其表面的糖蛋白处于不断流动中，D错误。
考向? 影响物质跨膜运输的因素分析
(2023·潍坊模拟)如图表示人体某细胞对葡萄糖的转运速率与细胞外葡萄糖浓度的关系。实线表示细胞外仅存在葡萄糖的情况，虚线表示细胞外同时存在一定浓度半乳糖的情况。以下说法正确的是( )
例 5
D
A．葡萄糖的转运速率随细胞外葡萄糖浓度的升高会持续增大
B．半乳糖可水解为2分子葡萄糖
C．该细胞膜上一定存在转运半乳糖的载体
D．半乳糖对葡萄糖的转运有抑制作用
解析：由曲线走势可知，随着葡萄糖浓度的升高，葡萄糖的转运速率逐渐升高，当达到一定浓度后，转运速率保持不变，A错误；半乳糖属于单糖，不能水解，B错误；由曲线分析可知，葡萄糖和一定浓度的半乳糖同时存在时，葡萄糖的转运速率随葡萄糖浓度的升高而升高，但在同样浓度下低于仅存在葡萄糖时的转运速率，因此可以得出半乳糖对葡萄糖的转运有抑制作用，但是不能确定细胞膜上是否存在转运半乳糖的载体，C错误，D正确。
〔变式训练〕
6．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
C
解析：病原体属于颗粒性物质，颗粒性物质或大分子物质进出细胞的方式为胞吞和胞吐，因此巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞，A错误；固醇类激素的化学本质是脂质，脂溶性物质以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；神经细胞内的Na＋浓度比细胞膜外低，受刺激时，产生的Na＋内流是顺浓度梯度进行的，属于被动运输，C正确；甘油是脂溶性小分子物质，以自由扩散的方式进入细胞，D错误。练案[6]必修1 第二单元 细胞的基本结构与物质输入和输出
第3讲 细胞的物质输入和输出
A组
一、选择题
1．图中X、Y分别为不同的溶液(浓度均以质量分数表示)，且水和单糖能通过半透膜，而二糖、多糖等不能通过半透膜。下列相关叙述错误的是( )
A．若X为蒸馏水，Y为30%的葡萄糖溶液，现象是左侧液面先下降后上升，最终左右液面持平
B．若X为30%的葡萄糖溶液，Y为30%的淀粉溶液，现象是左侧液面先上升后下降，最终左右液面持平
C．若X为30%的蔗糖溶液，Y为30%的淀粉溶液，现象是左侧液面先上升后稳定
D．若X为蒸馏水，Y为30%的淀粉溶液，现象是左侧液面先下降后稳定
2．将新鲜萝卜切成大小、形状相同的细条，分别置于清水和两种渗透压相同的溶液中，浸泡一段时间后测量各组萝卜条的长度，实验结果如图，下列分析不正确的是( )
A．实验结束时，三组细胞液泡的体积大小依次为c>b>a
B．a组实验结果不同于b组的原因是淀粉分子不能被细胞吸收
C．b组细胞在实验过程中不会发生质壁分离
D．实验结束后，若将c组萝卜条继续放于清水中，其长度可能不再发生改变
3．(2023·山东日照联考)细胞内Na＋区隔化是植物抵御盐胁迫，减轻高盐伤害的途径之一，植物液泡膜上H＋焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H＋运进液泡，建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度。该浓度梯度能驱动液泡膜上的载体蛋白M将H＋运出液泡，同时将Na＋由细胞质基质运进液泡，实现Na＋区隔化。下列叙述错误的是( )
A．细胞质基质中的H＋和Na＋均以主动运输的方式进入液泡
B．H＋焦磷酸酶和载体蛋白M在转运时均需改变自身构象
C．载体蛋白M能同时转运H＋和Na＋，故其不具有特异性
D．加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Na＋跨液泡膜运输的速率会减弱
4．(2022·汕头一模，8)水稻在干旱时，保卫细胞通过失水而使气孔关闭，从而降低蒸腾作用。研究发现，气孔关闭的过程中，保卫细胞膜上向外运输K＋的转运蛋白活性增强。若抑制K＋转运蛋白磷酸化，则气孔无法关闭。下列有关叙述，错误的是( )
A．气孔关闭是因为保卫细胞向外运输K＋
B．K＋转运蛋白发生磷酸化可促进气孔关闭
C．气孔关闭会使光合作用速率降低
D．保卫细胞失水只能通过自由扩散方式
5．(2023·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
6．(2023·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
二、非选择题
7．(2023·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烯蓝粉末(显色标记作用；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 。
(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，则实验思路及预期结果是 。
B组
一、选择题
1．(2023·江西高三阶段练习)将人成熟的红细胞置于盛有0.9%氯化钠溶液的烧杯中，细胞形态没有发生改变。下列有关分析正确的是( )
A．在光学显微镜下能观察到水分子进出成熟红细胞
B．氯化钠溶液中的Na＋和Cl－不能通过成熟红细胞的细胞膜
C．水分子可以进出成熟红细胞，但需要消耗能量
D．若向烧杯中加入少量葡萄糖，则细胞可能会皱缩后再恢复原状
2．某兴趣小组将同种紫色洋葱鳞片叶的外表皮若干均分为八组，分别用不同质量浓度的蔗糖溶液处理，以测定其细胞液浓度，一段时间后，显微镜观察得到实验结果如下表所示。下列有关分析不合理的是( )
一定浓度梯度的蔗糖溶液(g/mL) a b c d e f g h
实验结果 － － － － － ＋ ＋＋ ＋＋＋
实验结果说明：“－”表示未发生质壁分离，“＋”表示有质壁分离，“＋”越多表示分离程度越高
A．本实验不需要设置清水组作为对照组
B．蔗糖溶液浓度为a g/mL时，仍有水分子进出细胞
C．细胞液浓度范围约为e～f g/mL
D．蔗糖溶液浓度为h g/mL时，原生质层的收缩程度最大，细胞体积显著变小
3．(2022·广州二模，11)耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3 g·mL－1的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如图，下列叙述正确的是( )
A．Ⅱ组水稻原生质体的体积增加，说明Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻
B．Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升仅受限于细胞壁的伸缩性
C．A→B段，Ⅰ组水稻细胞的吸水能力逐渐减弱
D．B→C段是由于添加清水
4．在无任何相反压力时，渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂，不同的细胞用不同的机制解决这种危机。下图表示高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀，据此推断下列说法正确的是( )
A．动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白的协助
B．植物细胞吸水达到渗透平衡时，细胞内外溶液浓度相等
C．若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会升高
D．三种细胞发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜
5．如图是中性粒细胞吞噬和消化细菌的示意图，下列相关叙述错误的是( )
A．结构①是线粒体，可为吞噬过程提供能量
B．结构③参与残渣的排出，体现其具有选择透过性
C．结构⑤是溶酶体，其中的水解酶能分解细菌
D．结构①属于细胞的生物膜系统
6．某研究小组用5种植物材料进行质壁分离实验。在相同的放大倍数下，记录视野中的细胞数目，然后滴加蔗糖溶液，记录从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间，绘制成下图。下列说法正确的是( )
A．据图分析可知，5种植物材料中山茶细胞最小
B．该实验在观察质壁分离现象时，没有设计对照实验
C．若在发生质壁分离后滴加清水，则5种材料复原时间都不同
D．5种材料中，红花檵木发生质壁分离的速率最快
二、非选择题
7．(2023·东北育才学校段考)水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上，能介导水分子跨膜运输，提高水分子的运输效率。如图是猪的红细胞在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞体积和初始体积之比的变化曲线(O点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度)。请回答下列问题：
(1)哺乳动物成熟的红细胞是提取细胞膜的良好材料，原因是 。根据图示可知，稀释猪的红细胞时应选用浓度为 mmol/L的NaCl溶液。在低渗溶液中，红细胞吸水涨破并释放内容物后，剩余的部分称为“血影”，则“血影”的主要成分是 。
(2)分析上图，将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应浓度的NaCl溶液中，一段时间后，红细胞甲的吸水能力 (填“大于”“小于”或“等于”)红细胞乙，原因是 。
(3)将猪的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中，发现红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞，结合以上信息分析，其原因可能是 。
练案[6]必修1 第二单元 细胞的基本结构与物质输入和输出
第3讲 细胞的物质输入和输出
A组
一、选择题
1．图中X、Y分别为不同的溶液(浓度均以质量分数表示)，且水和单糖能通过半透膜，而二糖、多糖等不能通过半透膜。下列相关叙述错误的是( B )
A．若X为蒸馏水，Y为30%的葡萄糖溶液，现象是左侧液面先下降后上升，最终左右液面持平
B．若X为30%的葡萄糖溶液，Y为30%的淀粉溶液，现象是左侧液面先上升后下降，最终左右液面持平
C．若X为30%的蔗糖溶液，Y为30%的淀粉溶液，现象是左侧液面先上升后稳定
D．若X为蒸馏水，Y为30%的淀粉溶液，现象是左侧液面先下降后稳定
解析：若X为30%葡萄糖溶液，Y为30%淀粉溶液，葡萄糖能通过半透膜，淀粉不能透过半透膜，故左侧液面先上升后下降，最终左侧低于右侧，B错误。
2．将新鲜萝卜切成大小、形状相同的细条，分别置于清水和两种渗透压相同的溶液中，浸泡一段时间后测量各组萝卜条的长度，实验结果如图，下列分析不正确的是( C )
A．实验结束时，三组细胞液泡的体积大小依次为c>b>a
B．a组实验结果不同于b组的原因是淀粉分子不能被细胞吸收
C．b组细胞在实验过程中不会发生质壁分离
D．实验结束后，若将c组萝卜条继续放于清水中，其长度可能不再发生改变
解析：b组细胞在实验过程中会发生质壁分离而后自动复原的现象，C错误。
3．(2023·山东日照联考)细胞内Na＋区隔化是植物抵御盐胁迫，减轻高盐伤害的途径之一，植物液泡膜上H＋焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H＋运进液泡，建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度。该浓度梯度能驱动液泡膜上的载体蛋白M将H＋运出液泡，同时将Na＋由细胞质基质运进液泡，实现Na＋区隔化。下列叙述错误的是( C )
A．细胞质基质中的H＋和Na＋均以主动运输的方式进入液泡
B．H＋焦磷酸酶和载体蛋白M在转运时均需改变自身构象
C．载体蛋白M能同时转运H＋和Na＋，故其不具有特异性
D．加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Na＋跨液泡膜运输的速率会减弱
解析：植物液泡膜上H＋焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H＋运进液泡，说明H＋进入液泡需要消耗能量，需要载体蛋白，为主动运输；Na＋由细胞质基质运进液泡，是利用液泡膜两侧的H＋浓度梯度的驱动，同时需要载体蛋白M的协助，为主动运输，A正确；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，而且每次转运时都会发生自身构象的改变，H＋焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H＋运进液泡，起到了载体蛋白的作用，故H＋焦磷酸酶和载体蛋白M在转运时均需改变自身构象，B正确；载体蛋白M可同时转运Na＋和H＋，但不能转运其他物质，说明该转运蛋白具有特异性，C错误；H＋焦磷酸酶能利用水解焦磷酸释放的能量将H＋运进液泡，使液泡内侧的H＋浓度高于细胞质基质，该浓度梯度能驱动Na＋由细胞质基质运进液泡，故若加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Na＋跨液泡膜运输的速率会减弱，D正确。
4．(2022·汕头一模，8)水稻在干旱时，保卫细胞通过失水而使气孔关闭，从而降低蒸腾作用。研究发现，气孔关闭的过程中，保卫细胞膜上向外运输K＋的转运蛋白活性增强。若抑制K＋转运蛋白磷酸化，则气孔无法关闭。下列有关叙述，错误的是( D )
A．气孔关闭是因为保卫细胞向外运输K＋
B．K＋转运蛋白发生磷酸化可促进气孔关闭
C．气孔关闭会使光合作用速率降低
D．保卫细胞失水只能通过自由扩散方式
解析：由题干信息“气孔关闭的过程中，保卫细胞膜上向外运输K＋的转运蛋白活性增强。若抑制K＋转运蛋白磷酸化，则气孔无法关闭”可知，气孔关闭是因为保卫细胞向外运输K＋，A正确；K＋转运蛋白发生磷酸化，其活性增强，促进K＋的外流，进而促进气孔关闭，B正确；气孔关闭会导致CO2的吸收减少，进而导致光合作用速率降低，C正确；保卫细胞失水既有自由扩散方式，也有协助扩散方式，D错误。
5．(2023·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( D )
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
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。
6．(2023·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( C )
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
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。
二、非选择题
7．(2023·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烯蓝粉末(显色标记作用；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防止因水分蒸发而导致蔗糖溶液浓度发生改变。
(2)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，蓝色小滴密度大于乙组相同编号试管内溶液的密度。其中下降最慢的是试管3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6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0.15～0.20_mol·L－1之间。若要使估测结果更准确，则实验思路及预期结果是在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。
解析：(1)本实验的目的是通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。(2)蓝色小滴下降或上升与液滴浓度、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，蓝色小滴密度大于乙组相同编号试管内溶液的密度，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，说明其密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，进而蓝色小滴的密度也降低。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。
B组
一、选择题
1．(2023·江西高三阶段练习)将人成熟的红细胞置于盛有0.9%氯化钠溶液的烧杯中，细胞形态没有发生改变。下列有关分析正确的是( D )
A．在光学显微镜下能观察到水分子进出成熟红细胞
B．氯化钠溶液中的Na＋和Cl－不能通过成熟红细胞的细胞膜
C．水分子可以进出成熟红细胞，但需要消耗能量
D．若向烧杯中加入少量葡萄糖，则细胞可能会皱缩后再恢复原状
解析：在光学显微镜下不能观察到水分子的运动方向，A错误；氯化钠溶液中的Na＋和Cl－能通过成熟红细胞的细胞膜进入红细胞内，B错误；水分子可以通过磷脂双分子层和水通道蛋白进出红细胞，不消耗能量，C错误；若向烧杯中加入少量葡萄糖，则由于外界溶液浓度较高，细胞可能先发生失水，而后由于葡萄糖进入细胞使得细胞内的溶质浓度增大，导致细胞吸水，D正确。
2．某兴趣小组将同种紫色洋葱鳞片叶的外表皮若干均分为八组，分别用不同质量浓度的蔗糖溶液处理，以测定其细胞液浓度，一段时间后，显微镜观察得到实验结果如下表所示。下列有关分析不合理的是( D )
一定浓度梯度的蔗糖溶液(g/mL) a b c d e f g h
实验结果 － － － － － ＋ ＋＋ ＋＋＋
实验结果说明：“－”表示未发生质壁分离，“＋”表示有质壁分离，“＋”越多表示分离程度越高
A．本实验不需要设置清水组作为对照组
B．蔗糖溶液浓度为a g/mL时，仍有水分子进出细胞
C．细胞液浓度范围约为e～f g/mL
D．蔗糖溶液浓度为h g/mL时，原生质层的收缩程度最大，细胞体积显著变小
解析：蔗糖溶液浓度为h g/mL时，细胞的质壁分离程度最高，说明其原生质层收缩程度最大，但细胞壁的伸缩性小，故细胞体积基本不变，D错误。
3．(2022·广州二模，11)耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3 g·mL－1的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如图，下列叙述正确的是( A )
A．Ⅱ组水稻原生质体的体积增加，说明Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻
B．Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升仅受限于细胞壁的伸缩性
C．A→B段，Ⅰ组水稻细胞的吸水能力逐渐减弱
D．B→C段是由于添加清水
解析：结合题图可知，在0.3 g/mL的KNO3溶液中，Ⅱ组水稻的原生质体体积增加，说明Ⅱ组水稻可以从外界环境中吸收水分，属于耐盐碱水稻，A正确；Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升除受限于细胞壁的伸缩性外，还受到细胞内外溶液浓度差的影响，B错误；A→B段，Ⅰ组水稻的原生质体体积减小，说明细胞失水，细胞液浓度增加，吸水能力逐渐增强，C错误；由于细胞能通过主动吸收K＋和NO，使B→C段细胞液浓度高于外界溶液浓度，细胞吸水，因此细胞会发生质壁分离的复原，D错误。
4．在无任何相反压力时，渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂，不同的细胞用不同的机制解决这种危机。下图表示高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀，据此推断下列说法正确的是( A )
A．动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白的协助
B．植物细胞吸水达到渗透平衡时，细胞内外溶液浓度相等
C．若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会升高
D．三种细胞发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜
解析：动物细胞通过将细胞内多余的离子排出细胞避免渗透膨胀，离子的运输需要转运蛋白的协助，A正确；由于植物细胞壁的保护，植物吸水达到渗透平衡时，液泡内的细胞液浓度与细胞外可能不相等，B错误；若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中，细胞需要防止失水，其收缩泡的伸缩频率会降低，C错误；动物细胞膜相当于半透膜，植物细胞原生质层相当于半透膜，而原生生物排出水分是通过类似于胞吐的方式，D错误。
5．如图是中性粒细胞吞噬和消化细菌的示意图，下列相关叙述错误的是( B )
A．结构①是线粒体，可为吞噬过程提供能量
B．结构③参与残渣的排出，体现其具有选择透过性
C．结构⑤是溶酶体，其中的水解酶能分解细菌
D．结构①属于细胞的生物膜系统
解析：结构①是线粒体，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，可为吞噬过程提供能量，A正确；结构③为细胞膜，其通过胞吐方式排出残渣，体现其具有流动性，B错误；结构⑤是溶酶体，其中的水解酶能分解细菌，C正确；结构①为线粒体，具有双层膜结构，属于细胞的生物膜系统，D正确。
6．某研究小组用5种植物材料进行质壁分离实验。在相同的放大倍数下，记录视野中的细胞数目，然后滴加蔗糖溶液，记录从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间，绘制成下图。下列说法正确的是( D )
A．据图分析可知，5种植物材料中山茶细胞最小
B．该实验在观察质壁分离现象时，没有设计对照实验
C．若在发生质壁分离后滴加清水，则5种材料复原时间都不同
D．5种材料中，红花檵木发生质壁分离的速率最快
解析：在相同的放大倍数下，视野中山茶的细胞数目最少，说明其细胞最大，红花檵木观察到的细胞数目最多，细胞最小，A错误；蔗糖溶液滴加之前和之后形成前后自身对照，B错误；若在发生质壁分离后滴加清水，则5种材料复原时间不能确定，C错误；5种材料中，红花檵木从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间最短，发生质壁分离的速率最快，D正确。
二、非选择题
7．(2023·东北育才学校段考)水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上，能介导水分子跨膜运输，提高水分子的运输效率。如图是猪的红细胞在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞体积和初始体积之比的变化曲线(O点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl浓度)。请回答下列问题：
(1)哺乳动物成熟的红细胞是提取细胞膜的良好材料，原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器。根据图示可知，稀释猪的红细胞时应选用浓度为150mmol/L的NaCl溶液。在低渗溶液中，红细胞吸水涨破并释放内容物后，剩余的部分称为“血影”，则“血影”的主要成分是蛋白质和磷脂。
(2)分析上图，将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应浓度的NaCl溶液中，一段时间后，红细胞甲的吸水能力小于(填“大于”“小于”或“等于”)红细胞乙，原因是红细胞甲失水量小，细胞渗透压较低，细胞吸水能力较弱。
(3)将猪的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中，发现红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞，结合以上信息分析，其原因可能是红细胞膜上存在水通道蛋白，肝细胞膜上无水通道蛋白。
解析：(1)哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和众多的细胞器，只有细胞膜一种生物膜；由图示知，猪的红细胞在浓度为150 mmol/L的NaCl溶液中时，细胞体积与初始体积之比为1，细胞的体积不变，说明浓度为150 mmol/L的NaCl溶液为猪红细胞的等渗溶液；在低渗溶液中，猪红细胞吸水涨破并释放内容物后，剩余的部分主要是细胞膜，其主要成分是蛋白质和磷脂。(2)将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应浓度的NaCl溶液中，一段时间后，红细胞甲的体积与初始体积之比大于红细胞乙的体积与初始体积之比，说明红细胞甲的失水量小于红细胞乙，细胞渗透压较低，细胞吸水能力较弱，所以红细胞甲的吸水能力小于红细胞乙。(3)水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上，能介导水分子跨膜运输，提高水分子的运输效率。由此可推知红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞，其原因可能是红细胞膜上存在水通道蛋白，肝细胞膜上无水通道蛋白。
