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第8讲 细胞的物质输入和输出
单项选择题
1．下图为一个渗透装置，半透膜小袋内充满0.3 g/mL的蔗糖溶液，用不同表面积的半透膜小袋做实验，开始一段时间内玻璃管内液面高度变化速率的相关曲线最可能是(横坐标表示表面积)( )
2．市场上流行的直饮机的核心部件是逆渗透膜，它利用逆渗透原理，通过水压使水由较高浓度的一侧渗透至较低浓度一侧，理论上在较高浓度侧的所有细菌及不纯杂物、可溶性固体物和对人体有害的有机物和无机物均不能渗入高精密的逆渗透膜，示意图如图所示。根据上述信息判断，下列有关叙述正确的是 ( )
A．逆渗透过程与渗透作用的差异是前者需要消耗能量
B．逆渗透膜也具有细胞膜的识别功能
C．逆渗透膜上有载体蛋白，可以选择性控制有害物质
D．逆渗透膜祛除有害物质的能力胜过生物膜，可放心饮用
3．下列关于物质跨膜运输的叙述中，不正确的是 ( )
A．同一物质进入不同细胞的方式可以相同，如葡萄糖进入肝脏细胞和骨骼肌细胞
B．不同物质进入相同细胞的方式可能相同，如氨基酸和核苷酸进入小肠上皮细胞
C．同一物质进入相同细胞的方式可能不同，如水分子进入某些具有水通道蛋白的细胞
D．不同物质进入不同细胞的方式可能相同，如乙醇进入小肠上皮细胞和Na＋进入神经细胞
4．把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后，取蚕豆叶下表皮制作临时装片，先在清水中观察，然后用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液取代清水，继续观察，结果如图所示。对此现象的推断最合理的是( )
A．清水中的保卫细胞失水导致气孔开放
B．蔗糖进入保卫细胞后，细胞吸水导致气孔关闭
C．清水中的保卫细胞很快出现质壁分离并自动复原
D．蔗糖溶液中的保卫细胞失水导致气孔关闭
5．关于“探究植物细胞质壁分离和复原实验”的叙述，正确的是( )
A．该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有设计对照实验
B．在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力逐渐增强
C．用龙胆紫对细胞进行染色后，观察到的质壁分离现象一定更明显
D．在不同浓度蔗糖溶液中发生质壁分离的细胞，滴加清水后均能复原
6．下图曲线表示完全相同的两个植物细胞分别放置在A、B溶液中，细胞失水量的变化情况。相关叙述不正确的是( )
A．该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行
B．若B溶液的浓度稍减小，则曲线中b点左移
C．两条曲线的差异是由于A、B溶液浓度不同导致
D．6 min时取出两个细胞用显微镜观察，均可看到质壁分离现象
7．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，则( )
A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高
B．浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的
C．a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组
D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5 mol·L－1之间
8．关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是( )
A．吸收不同矿质元素离子的速率都相同
B．低温不影响矿质元素离子的吸收速率
C．主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中
D．叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子
9．Na＋－K＋泵是一种常见的ATP－驱动泵(如下图所示)，一种在动物细胞的能量系统中起主要作用的载体，也是一种能催化ATP水解的酶。这种泵每消耗1分子的ATP，就逆浓度梯度将3分子的Na＋泵出细胞外，将2分子的K＋泵入细胞内。由此可知( )
A．该载体不一定能催化ATP水解，但一定能促进物质的运转
B．图中，Na＋跨膜运输方式是主动运输，K＋的跨膜运输方式是协助扩散
C．葡萄糖进入红细胞的方式与图中Na＋的跨膜运输的方式相同
D．Na＋－K＋泵对维持动物细胞的渗透压平衡起着非常重要的作用
10．受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于摄取特殊的生物大分子，其过程如下图所示，下列有关叙述不正确的是( )
A．该过程以膜的流动性为基础
B．该过程不能体现细胞膜的选择透过性
C．Na＋、K＋等无机盐离子也可通过此方式运输
D．受体介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能
11．主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。如图为Na＋、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。下列关于图中物质跨膜运输过程的分析错误的是( )
A．葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是不需耗能的主动运输
B．Na＋从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗ATP的主动运输
C．葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na＋从肠腔到小肠上皮细胞相伴随
D．Na＋从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为被动运输
二、非选择题
12．囊性纤维化是一种严重的遗传性疾病，导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变，下图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。
(1)图中所示为细胞膜的________模型，其中构成细胞膜的基本支架是________，氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上________________决定的。
(2)在正常细胞内，氯离子在CFTR蛋白的协助下通过________方式转运至细胞外，随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高，水分子向膜外扩散的速度________，使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。
(3)正常的CFTR蛋白约由1 500个氨基酸组成，直接指导该蛋白质合成的模板至少由________个核苷酸组成。有一种CFTR基因突变会导致肽链错误折叠，使蛋白质的__________结构发生改变，从而影响CFTR蛋白的正常功能。目前已发现CFTR基因有1 600多种突变，都能导致严重的囊性纤维化，这一事实说明基因突变具有________等特点。
13．图甲是物质A通过细胞膜的示意图。请回答以下问题。
(1)物质A跨膜运输的方式是________，判断理由是________。其运输方式也可用图乙中的曲线________表示。如果物质A释放到细胞外，则转运方向是________(填“Ⅰ―→Ⅱ”或“Ⅱ―→Ⅰ”)。
(2)图甲中细胞膜是在________(填“光学显微镜”或“电子显微镜”)下放大的结果。该膜的模型被称为________，科学家用该模型很好地解释了生物膜的结构及特点。
(3)图中物质B指的是________，该物质彻底水解的产物是________。
(4)图乙中曲线①反映出物质运输速率与________有关，曲线②Q点之前影响物质运输速率的因素可能有________。
14．取某植物的少量根尖组织，滴加清水制成临时装片如图A，以此研究植物细胞的一些生命活动，整个实验过程保证细胞始终为生活状态：
图A 图B 图C
(1)向盖玻片一侧滴加一定浓度的X溶液，在另一侧用吸水纸吸水，使根尖组织周围充满X溶液，用一定的方法检测细胞内X的浓度随时间的变化情况如图C，据图判断物质X进入细胞的方式应该为________，细胞吸收X的速率由______________________________决定。
(2)在显微镜下同时观察到图B所示细胞，整个实验过程中，该细胞发生的形态变化是________________________________，发生此变化的条件为：
①植物细胞的__________________相当于一层半透膜，②______________之间存在浓度差。
(3)为了更好地观察图B所示细胞在实验过程中的现象，可以选择紫色洋葱表皮细胞作为材料，实验开始后液泡的颜色________(填“变深”或“变浅”)。
15．小肠绒毛上皮细胞膜上存在着两种运输葡萄糖的载体蛋白SGLT1(主动运输的载体蛋白)和GLUT2(协助扩散的载体蛋白)，研究人员根据不同葡萄糖浓度下的运输速率实验绘制如图所示曲线。根据下图回答问题：
(1)据图可知，小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式可同时进行，葡萄糖浓度极低时只通过______________吸收，在较高浓度下，驱动该转运过程的动力主要来自于________(填葡萄糖浓度差或ATP的分解)。
(2)依据图中数据结果，写出该研究课题名称_______________。
(3)已知骨骼肌细胞含有GLUT－4(另一种协助扩散的载体蛋白)，当受到______________(激素)刺激时，细胞膜上的GLUT－4数量将________，从而调节骨骼肌摄取葡萄糖的速率。
第8讲 细胞的物质输入和输出
参考答案
一、单项选择题
1 2 3 4 5 6
B A D D B C
7 8 9 10 11
D C D C A
1.解析:随半透膜表面积的增大，单位时间内进入到玻璃管内的水量增多，所以玻璃管内液面的升高也越快。
答案:B
2.解析:逆渗透过程需通过水压使水由较高浓度的一侧渗透至较低浓度一侧，形成水压需要能量，故逆渗透作用消耗能量，A正确。
答案:A
3.解析:葡萄糖可以通过主动运输的方式进入肝脏细胞和骨骼肌细胞；氨基酸和核苷酸都可以通过主动运输的方式进入小肠上皮细胞：水分子既可以自由扩散的方式从细胞膜磷脂双分子层的间隙通过，又可以协助扩散的方式从水通道中通过；乙醇进入小肠上皮细胞的方式是自由扩散，Na＋进入神经细胞的方式是主动运输。
答案:D
4.解析：清水中的保卫细胞吸水导致气孔开放；蔗糖不能进入保卫细胞；清水中的保卫细胞吸水，不会出现质壁分离；蔗糖溶液的浓度大于保卫细胞细胞液的浓度，保卫细胞失水，导致气孔关闭。
答案：D
5.解析：在“探究植物细胞质壁分离和复原实验”中，质壁分离的前后可以对照，质壁分离过程和质壁分离的复原过程也可以对照，所以本实验有对照。在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞液的浓度增加，细胞液的渗透压升高，细胞的吸水能力逐渐增强。用龙胆紫对细胞进行染色后，细胞已经死亡，细胞膜失去选择透过性，因而观察不到质壁分离现象。使用高浓度的蔗糖溶液进行质壁分离实验时，会使细胞由于大量失水而死亡，不会再出现质壁分离复原现象。
答案：B
6.解析：该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行，有大液泡，故A正确；若B溶液的浓度稍减小，细胞失水变慢变少，a点下降，质壁分离越慢，复原就越快，所以b点应左移，故B正确；两条曲线的差异可能是由于两种溶液溶质的差异，A溶液溶质不能被细胞吸收，细胞一直处于失水状态，B溶液溶质可能为小分子溶质如KNO3，可被细胞吸收造成质壁分离复原，故C错误；6 min时两个细胞都处于失水状态，均可看到质壁分离现象，故D正确。
答案：C
7.解析：实验前长度/实验后长度的比值为1时，水分进出细胞达到平衡；比值小于1表明细胞吸水，且比值越小花冠吸水越多；比值大于1表明细胞失水，且比值越大，花冠失水越多。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；f组比值大于b组，因此失水量大于b组；水分子进出细胞的方式是自由扩散，不消耗能量；由c组吸水，d组失水知细条细胞液浓度介于0.4～0.5 mol·L－1之间。
答案：D
8.解析：植物细胞对矿质元素离子的吸收具有选择性，其细胞学基础是细胞膜上有特异性的载体，不同植物细胞膜上载体的种类和数量不同，所以吸收不同矿质元素离子的速率不同，A项错误。低温条件下呼吸酶活性下降，呼吸速率下降，产生的ATP少，会影响矿质元素离子主动运输的速率，B项错误。主动运输过程除了需要载体外还需要能量，能量是由活细胞进行细胞呼吸提供的，只有活细胞能进行细胞呼吸，C项正确。叶肉细胞的生命活动需要矿质元素离子，一般以主动运输方式吸收矿质元素离子，D项错误。
答案：C
9.解析：根据题干信息，Na＋—K＋泵能够催化ATP水解；Na＋主要存在于细胞外，K＋主要存在于细胞内，因此题中二者的跨膜运输方式都属于主动运输；葡萄糖进入红细胞为协助扩散，而题中Na＋的运输方式为主动运输，二者不同；Na＋—K＋ 泵能够维持内环境和细胞内Na＋和K＋的分布，对于维持动物细胞的渗透压的平衡具有重要作用。
答案：D
10.解析：胞吞与胞吐均以膜的流动性为基础，A正确；胞吞与胞吐过程不能体现细胞膜的选择透过性，B正确；Na＋、K＋等无机盐离子不以此方式进行跨膜运输，C错误；受体介导的胞吞过程消耗能量，且依赖细胞识别来实现，D正确。
答案：C
11.解析：由图可知，葡萄糖从肠腔逆浓度梯度进入小肠上皮细胞，属于主动运输，但不消耗ATP，则消耗的能量应来自离子电化学梯度，A错误；Na＋从小肠上皮细胞进入组织液是逆浓度梯度进行的，且需要载体蛋白协助和需要消耗ATP，属于主动运输，B正确；从图示可看出，葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na＋从肠腔到小肠上皮细胞共用一个载体，C正确；Na＋从肠腔进入小肠上皮细胞的方式是协助扩散，葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液的方式也是协助扩散，均为被动运输，D正确。
答案：A
非选择题
12.解析:(1)图为细胞膜的流动镶嵌模型，以磷脂双分子层为基本支架；氯离子的跨膜运输属于主动运输，需要载体和能量。(2)氯离子以主动运输的方式从细胞内转运至细胞外，使细胞外氯离子浓度增大，水分子以自由扩散的方式由细胞内向细胞外扩散，使肺部细胞表面的黏液被稀释。(3)直接指导蛋白质合成的模板是mRNA，RNA上核苷酸与氨基酸的比例关系为3∶1，故需要mRNA上的核苷酸为4 500个，若考虑终止密码子则需要4 503个核苷酸；CFTR基因有1 600多种突变，都能导致疾病的发生，说明基因突变具有不定向性和多害少利性。
答案:(1)流动镶嵌 磷脂双分子层 功能正常的CFTR蛋白 (2)主动运输 加快 (3)4 500(4 503) 空间 不定向性、多害少利性
13.解析:本题考查生物膜的结构和物质跨膜运输的方式，意在考查考生的理解能力和分析问题的能力。物质A从低浓度向高浓度运输，应属于主动运输，其中B物质为载体蛋白，蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。图乙中，曲线②反映出物质进入细胞可以逆浓度梯度进行，说明物质运输方式与A相同。图甲中细胞膜的结构图是亚显微结构模式图，该图是在电子显微镜下观察得到的。图乙中曲线①反映的是自由扩散，而影响自由扩散的因素主要是膜两侧的浓度差；曲线②反映的是主动运输，而影响主动运输的主要因素有能量和载体数量。
答案 (1)主动运输 物质运输逆浓度梯度进行 ② Ⅱ―→Ⅰ (2)电子显微镜 流动镶嵌模型 (3)载体蛋白 氨基酸 (4)膜两侧物质的浓度差 载体数量和能量
14.解析：(1)由题图C细胞内X浓度能够大于细胞外X浓度，判断X进入细胞的方式为主动运输。主动运输过程的速率与载体蛋白的数量和能量供给的多少决定。(2)由于物质X能被细胞主动吸收，因此细胞发生质壁分离后会自动复原。(3)实验开始后，细胞失水，发生质壁分离，液泡颜色变深。
答案：(1)主动运输 载体蛋白的数量和能量供给的多少
(2)先质壁分离，然后质壁分离自动复原 ①原生质层 ②细胞液与细胞外界溶液
(3)变深
15.解析：(1)据图可知，小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式可同时进行，葡萄糖浓度极低时GLUT2运输速度为0，所以此时只通过主动运输吸收，在较高浓度下，驱动该转运过程的动力主要来自于葡萄糖的浓度差。(2)分析题图可知，不同浓度葡萄糖条件下，SGLT1和GLUT2的运输速率不同，所以该实验可以探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式。(3)已知骨胳肌细胞含有GLUT－4，当受到胰岛素刺激时，细胞膜上的GLUT－4数量将增加，从而调节骨胳肌摄取葡萄糖的速率。
答案：(1)主动运输 葡萄糖浓度差 (2)探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式(其它答案合理即可) (3)胰岛素 增加
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第二单元 细胞的基本结构和物质运输功能
第8讲 细胞的物质输入和输出
生物人教版 必修1
考纲要求 全国卷近五年考题统计
物质进入细胞的方式(Ⅱ) 2016·卷ⅠT2，2016·卷ⅢT1，2016·卷ⅢT29，2015·卷ⅡT1，
2015·卷ⅡT3，2014·大纲卷T32，2014·卷ⅡT4，2013·卷ⅠT3
实验：通过模拟实验探究膜的透性 2014·卷ⅡT4，2014·大纲卷T32
实验：观察植物细胞的质壁分离和复原 2017·卷ⅡT4，2014·卷ⅠT4，2014·卷ⅡT4
1．渗透作用原理。
(1)发生渗透作用的条件：①具有________；②膜两侧溶液具有浓度差。
(2)渗透作用的实质：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子________蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面________。
半透膜
多于
上升
一、学会描述渗透现象
考点1 细胞的吸水和失水
2.渗透作用的发生。
(1)若S1浓度＞S2浓度，单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升。
(2)若S1浓度＜S2浓度，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。
(3)Δh达到一定高度时，由半透膜进出漏斗的水分子数相等，渗透系统达到平衡状态，液面不再变化。
?特别提醒
在达到平衡后，只要存在液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度，且Δh的高低决定于起始S1与S2的浓度差。
s1
s2
1．动物细胞的吸水和失水。
(1)人成熟的红细胞中发生渗透作用的条件。
①________相当于半透膜；②__________________之间存在浓度差。
(2)引起细胞失水与吸水的条件：外界溶液与细胞质之间存在浓度差。
细胞膜
细胞质与外界溶液
二、细胞的吸水和失水
(3)哺乳动物红细胞发生吸水和失水的现象
失水皱缩
吸水膨胀，最后细胞涨破
水分进出细胞处于动态平衡
2．植物细胞的吸水和失水。
(1)成熟植物细胞的结构。
全透性
小
细胞质
原生质层
半透膜
大
(2)原理和现象。
①外界溶液浓度________细胞液浓度时，细胞失水，发生____________现象。
②外界溶液浓度________细胞液浓度时，细胞吸水，发生______________现象。
(3)质壁分离的原因。
①外因：________浓度<外界溶液浓度，细胞通过渗透作用失水；
②内因：细胞壁的伸缩性________原生质层的伸缩性。
大于
质壁分离
小于
质壁分离复原
细胞液
小于
?特别提醒
关于渗透系统中的2个“比较”。
(1)渗透平衡与溶液浓度的内涵。发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。
(2)半透膜与选择透过性膜的比较。
区别：①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与半透膜孔径大小的比较。
②选择透过性膜是具有生命的生物膜，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。
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。
【典例训练】 1. 下图曲线表示完全相同的两个植物细胞分别放置在A、B溶液中，细胞失水量的变化情况。相关叙述不正确的是( )
A．该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行
B．若B溶液的浓度稍增大，则曲线中b点右移
C．两条曲线的差异是由于A、B溶液浓度不同导致
D．6 min时取出两个细胞用显微镜观察，均可看到质壁分离现象
C
【解题指导】质壁分离和复原实验中要选择含有大液泡的植物细胞，如成熟的叶肉细胞，A正确；若B溶液的浓度增大，则浓度差增大，相同时间内失水的程度变大，复原时所需要的时间变长，即a点上移，b点右移，B正确；在0～4 min内，两种曲线的失水程度不同，有可能是由于浓度差不同引起，但整体曲线趋势不同，是因为溶液不同，A可能是蔗糖溶液，B可能是一定浓度的硝酸钾溶液，C错误；6 min 时两个细胞失水量较大，细胞都发生质壁分离，D正确。
【答案】：C
【典例训练】 2.如图所示，烧杯内装有蒸馏水，下部封有半透膜的长颈漏斗内装有淀粉和食盐溶液，漏斗颈内的液面与烧杯内蒸馏水的液面相同。过一段时间后用碘水和硝酸银溶液分别检测蒸馏水中的物质。整个实验过程中所观察到的现象是( )
A．漏斗颈内的液面下降
B．漏斗颈内的液面没有变化
C．烧杯内的液体遇硝酸银溶液有白色沉淀生成
D．烧杯内的液体遇碘水变蓝
C
【解题指导】淀粉是大分子物质，不能透过半透膜，使漏斗内与烧杯中蒸馏水之间渗透压不平衡，水分子通过半透膜进入漏斗，使其液面上升；烧杯内的水中无淀粉，遇碘不变蓝。食盐溶液中离子可以透过半透膜，所以烧杯内的液体遇硝酸银溶液有白色沉淀生成。
【答案】：C
【知识迁移】“U”型管中水分子移动方向的分析
(1)膜两侧溶液中浓度高的一侧渗透压高，低的一侧渗透压低，水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
(2)两侧溶液中的溶质是否能通过半透膜，若不能，则只是高浓度一侧液面升高；若能，则先是高浓度一侧液面升高，随后另一侧液面升高，最后两侧液面持平。
(3)如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
3．渗透系统的应用。
(1)比较不同溶液浓度大小：
漏斗内 烧杯内
溶液浓度 M N
现象及结论 ①若漏斗内液面上升，则M＞N
②若漏斗内液面不变，则M＝N
③若漏斗内液面下降，则M＜N
(2)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)。
烧杯内盛淀粉溶液 漏斗内盛碘液 结 论
变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜，而淀粉不能
不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜，而碘不能
变蓝 变蓝 淀粉和碘都能通过半透膜
不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜
【典例训练】 3. 某同学设计了下图所示的渗透作用的实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记作零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为( )
A
【解题指导】根据图示，烧杯中的液体为蔗糖溶液，长颈漏斗中的液体为蒸馏水。故在单位时间内，由漏斗中进入烧杯中的水分子比烧杯中进入漏斗中的水分子要多，故开始时液面快速下降;随着烧杯中蔗糖溶液浓度降低，漏斗内部液面下降减慢;当进出水分子相等时，液面不再下降。
【答案】 ：A
三、物质跨膜运输的其他实例
1．番茄和水稻吸收无机盐离子的比较：
科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO44－的培养液中培养，结果及分析如下：
【问题思考 】
1.看图分析，你能得出什么结论，尝试书写出来。
(1)实验结果。
①不同植物对__________________的吸收有差异。
②同一种植物对____________________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________。
2．微生物吸收无机盐离子的特点：
(1)不同微生物对无机盐离子的吸收有________。
(2)不同微生物对各种无机盐离子的________不同。
同一种无机盐离子
不同种无机盐离子
选择性
选择性
需要量
3．结构基础：
细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同。
特别提醒：
(1)植物吸收水分的方式是自由扩散，而对无机盐离子则以主动运输方式吸收，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。
(2)作物栽培时，不同作物及同一作物的不同生长发育期对无机盐离子的需求不同，因此要合理施肥。
【典例训练】4.用完全培养液在两个相同容器内分别培养水稻和番茄幼苗，假设两种植物的吸水速率相同，一段时间后，培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如下图所示。该实验的结果不能说明( )
A．番茄和水稻对N、P、K的吸收速率均大于对水的吸收速率
B．与番茄相比，水稻对Si4＋需要量大，对Ca2＋需要量小
C．水稻和番茄根细胞膜上Mg2＋载体的数量是不同的
D．番茄对各种离子的吸收速率与氧气的浓度有关
D
【解题指导】从N、P、K离子浓度变化可知，番茄和水稻对N、P、K的吸收速率均大于对水的吸收速率，A正确。与实验前相比，水稻培养液中Ca2＋浓度增加，说明该离子的吸收比水的吸收速率小，而培养液中Si4＋浓度比实验前低，B正确。根对矿质离子的吸收与根细胞膜的载体的种类和数量有关，C正确。从柱形图中不能分析出番茄对各种离子的吸收与氧气浓度有关。
【答案】：D
一、实验流程
考点2 实验 ：观察植物细胞的质璧分离和复原
二、特别提醒：
忽视发生质壁分离的原因和细胞类型
1．发生质壁分离的条件。
(1)外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度。
(2)内因：原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性。
2．细胞是否能发生质壁分离及复原的判断。
(1)从细胞角度分析：
①具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。
②死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离现象。
(2)从溶液角度分析：
①在溶质可穿膜的溶液中(如KNO3、尿素、甘油等)细胞会发生先质壁分离后自动复原现象。
②在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。
③在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡不再复原。
3．高考命题角度。
(1)列举不同类型的细胞或对植物细胞进行某种处理后，判断能否发生质壁分离现象。
(2)列举不同的溶液，以判断成熟植物细胞在溶液中发生的现象。
三、质壁分离实验的拓展应用
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。
细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间
3.比较不同植物细胞的细胞液浓度。
发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大
4.鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)。
【典例训练】5.利用渗透作用实验原理可以测定细胞液浓度的大概范围。将细胞液浓度相同的某种植物细胞(如下图所示)，置于不同浓度的蔗糖溶液中，出现a～d四种细胞状态，则细胞液浓度最精确的范围在下列哪两个细胞所处的蔗糖溶液浓度之间( )
A．c～b B．a～c C．a～d D．d～c
C
【解题指导】做此题的关键是一定要注意参照图像，看a、b、c、d与参照图像相比液泡大小有何改变，若液泡增大，则说明细胞吸水，若液泡变小则说明细胞失水。根据液泡变小的程度，可判断出细胞失水的程度，从而可判断出细胞液浓度最精确的范围是a～d。
【答案】：C
考点3 物质出入细胞的方式
一、物质出入细胞的方式
2.大分子进出细胞的方式——胞吞和胞吐。
运输方式 运输方向 运输特点 实例
胞吞 细胞外→细胞内 需要能量，不需要载体蛋白 白细胞吞噬细菌、变形虫吞噬食物颗粒
胞吐 胞内→细胞外 胰腺细胞分泌胰岛素
特别提醒：
有关物质出入细胞的8个“不要漏掉”
(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。
(2)消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。
(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散，有些主动运输也可以从高浓度到低浓度运输。
(4)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外不要漏掉浓度差。
(5)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。
(6)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。
(7)胞吞(吐)的大分子物质穿过细胞膜的层数为0，因为该过程是通过膜的融合将物质转入或转出细胞的。
(8)RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核，是通过核孔，而不是通过胞吞、胞吐。
★一些特殊的例子
葡萄糖在不同细胞或细胞的不同部位，运输方式都有不同。例如在小肠上皮绒毛细胞，在面对肠腔的绒毛面，通过主动运输吸收葡萄糖；在细胞基底和侧面部位，通过协助扩散方式将葡萄糖分子输送到血管；在血液中也是通过协助扩散的方式将葡萄糖分子送到红细胞。
★一些特殊的例子
P76 在顺浓度梯度的情况下，葡萄糖、氨基酸等分子可以通过协助扩散进入细胞。当细胞外葡萄或氨基酸的浓度低细胞时，可通过主动运输吸收。
兴奋产生与传导过程中Na＋、K＋的运输方式判断
(1)由于细胞外Na＋浓度高，细胞内K＋浓度高，因此静息时K＋外流和兴奋时Na＋内流的运输方式都是被动运输。（通过离子通道进行，不耗能）
(2)细胞维持膜外Na＋浓度高，膜内K＋浓度高，需要不断吸K＋排Na＋，这个过程的运输方式为主动运输。（通过离子泵进行，耗能）
【典例训练】6.Na＋－K＋泵是一种常见的ATP－驱动泵(如下图所示)，一种在动物细胞的能量系统中起主要作用的载体，也是一种能催化ATP水解的酶。这种泵每消耗1分子的ATP，就逆浓度梯度将3分子的Na＋泵出细胞外，将2分子的K＋泵入细胞内。由此可知( )
A．该载体不一定能催化ATP水解，但一定能促进物质的转运
B．Na＋通过Na＋－K＋泵的跨膜运输方式是主动运输，K＋通过Na＋－K＋泵的跨膜运输方式是协助扩散
C．葡萄糖进入红细胞的方式与Na＋和K＋通过Na＋－K＋泵的跨膜运输的方式相同
D．Na＋－K＋泵对维持动物细胞的渗透压平衡起着非常重要的作用
D
【解题指导】 Na＋－K＋泵即Na＋－K＋ATP酶，能催化ATP水解，A错误；由图中信息可知，Na＋和K＋能通过Na＋－K＋泵实现从低浓度到高浓度的跨膜运输，同时消耗能量，因此两种离子的跨膜运输方式都属于主动运输，红细胞以协助扩散方式吸收葡萄糖，B、C错误。
【答案】：D
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越____，运输速率越____；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受___________的限制。
二、影响跨膜运输的因素的分析
1.浓度差对物质跨膜运输的影响。
大
大
载体数量
2.载体数量对跨膜运输的影响。
载体蛋白主要影响__________和__________。
其他条件适宜的情况下，载体蛋白数量越多，运输速率越大。自由扩散不受载体蛋白数量的影响。
协助扩散
主动运输
3.氧气含量对跨膜运输的影响。
通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。
①P点时，___________为离子的吸收提供能量。
②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越____，主动运输的速率也越大。
③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他的限制因素运输速率不再增加。
无氧呼吸
多
3.温度
温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨膜运输的速率。
流动性
酶
细胞呼吸
三、物质跨膜运输方式的实验探究。
(1)探究是主动运输还是被动运输。
主动运输
被动运输
协助扩散
自由扩散
(2)探究是自由扩散还是协助扩散。
【典例训练】7.下图为白细胞与血管内皮细胞之间识别、黏着后，白细胞迁移并穿过血管壁进入炎症组织的示意图，下列叙述错误的是 ( )
A．内皮细胞识别结合白细胞膜上的糖蛋白使白细胞黏着
B．白细胞在血管内黏着、迁移需要消耗ATP
C．黏着、迁移过程中白细胞需要进行基因的选择性表达
D．白细胞利用细胞膜的选择透过性穿过血管壁进入炎症组织
D
【解题指导】内皮细胞识别结合细胞膜的糖蛋白，结果使白细胞黏着，A正确；白细胞在血管内黏着、迁移均是耗能过程，消耗ATP，B正确；黏着、迁移过程中白细胞的形态发生变化，白细胞需进行基因的选择性表达，C正确；白细胞穿过血细胞穿过血管壁进入炎症组织依赖于细胞膜的流动性，D错误。
【答案】：D
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