【生物】2020届 一轮复习 人教版 细胞的物质输入和输出 学案

【生物】2020届 一轮复习 人教版 细胞的物质输入和输出 学案

‎2020届 一轮复习 人教版 细胞的物质输入和输出 学案　‎ 考纲、考情——知考向 核心素养——提考能 最新 考纲 ‎1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)。‎ ‎2.实验：(1)通过模拟实验探究膜的透性；‎ ‎(2)观察植物细胞的质壁分离和复原。‎ 生命观念 物质与能量观：理解细胞内的物质运输与能量供应的关系 全国卷考情 ‎2018·全国卷Ⅱ(2)、2017·全国卷Ⅱ(4)、‎ ‎2016·全国卷Ⅰ(2)、2015·全国卷Ⅱ(1)、‎ ‎2015·全国卷Ⅱ(3)、2014·全国卷Ⅰ(4)、‎ ‎2013·全国卷Ⅰ(3)‎ 科学思维 归纳与演绎：分析不同物质跨膜运输实例，归纳物质跨膜运输的类型和特点 科学探究 实验设计与实验结果分析、模拟细胞膜透性实验、分析植物细胞的质壁分离与质壁分离复原实验 考点一　物质跨膜运输的实例 ‎1.渗透作用 ‎(1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。‎ ‎(2)渗透作用产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。‎ ‎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 a.外界溶液浓度＜细胞质浓度细胞吸水膨胀。‎ b.外界溶液浓度＞细胞质浓度细胞失水皱缩。‎ c.外界溶液浓度＝细胞质浓度水分进出平衡。‎ ‎(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)‎ ‎①条件：成熟植物细胞具有中央大液泡。‎ ‎②原理 ‎(3)现象 a.当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离现象。‎ b.将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度高于外界清水，植物细胞就吸水，发生质壁分离复原现象。‎ ‎3.物质跨膜运输的其他实例 ‎(1)植物对无机盐离子的吸收 ‎①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。‎ ‎②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。‎ ‎(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。‎ ‎(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。‎ 如图为某同学设计的验证渗透作用发生条件的一组实验装置，请分析：‎ ‎(1)请推测甲、乙、丙结果内容。‎ ‎(2)设置图示3个装置是为了证明什么结论？试具体说明。‎ 提示　(1)甲Δh＝0　乙Δh>0　丙Δh＝0‎ ‎(2)甲乙对照可证明渗透作用发生需“浓度差”，乙丙对照可证明渗透作用发生必需有半透膜。‎ ‎　渗透系统与渗透作用的原理 ‎1.如图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等质量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液，然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶。在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化理论上是(　　)‎ A.加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并等于A侧高度 B.加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度 C.加酶前后A、B两侧液面不变 D.加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧上升并高于A侧 解析　由题意知，加酶前，葡萄糖溶液和麦芽糖溶液的质量浓度相等，由于葡萄糖分子量小，则A侧物质的量浓度高，进入A侧的水分子多，A侧液面上升；半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶后，B侧1分子麦芽糖分解为两分子的葡萄糖，由于1分子麦芽糖质量小于两分子的葡萄糖质量，故B侧物质的量浓度大于A侧物质的量浓度，据渗透作用原理可知，进入B侧的水分子增多，故加酶后B侧上升并高于A侧高度。‎ 答案　B ‎2.下图中X、Y、Z分别为蒸馏水、30%葡萄糖溶液、30%淀粉溶液，且单糖能通过半透膜而二糖、多糖不能通过半透膜。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A.装置A的现象是左侧液面先下降后上升，最终左右液面持平 B.A装置左右侧替换为等量蔗糖溶液，左右侧分别加入相等且适量的蔗糖酶、淀粉酶，左侧液面先升后降最后不变 C.装置B烧杯中溶液液面下降的速率逐渐减缓 D.装置B达到渗透平衡后，由于液面差的存在，水分子向半透膜两侧扩散的速度不同 解析　装置A中X为蒸馏水、Y为30%葡萄糖溶液，一开始，由于装置A右侧溶液浓度高，水向右侧扩散的速率>水向左侧扩散的速率，左侧液面下降；随着葡萄糖从右向左通过半透膜，左侧溶液浓度不断上升，左侧液面上升；最终当葡萄糖在左右两侧含量相同时，水向右侧扩散的速率＝水向左侧扩散的速率，左右液面持平，‎ A正确；由于酶具有专一性，蔗糖只能被蔗糖酶催化水解而不能被淀粉酶催化水解，左侧一分子蔗糖水解成两分子单糖，左侧溶液浓度上升，液面升高；随后单糖通过半透膜从左侧向右侧扩散，使左侧溶液浓度降低，液面下降；最终达到动态平衡，B正确；装置B中Z溶液(30%淀粉溶液)浓度>X溶液(蒸馏水)浓度，所以漏斗中溶液液面上升、烧杯中溶液液面下降，但随着液面差的增大，液柱对半透膜的压强阻碍了水分子向漏斗的扩散，烧杯液面下降的速率逐渐减缓，C正确。‎ 答案　D 有关渗透作用的“3”个易错点 ‎(1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如质量分数为10%葡萄糖溶液和质量分数为10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10%蔗糖溶液的渗透压小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。 ‎ ‎(2)渗透平衡≠浓度相等。渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。‎ ‎(3)只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。　　　‎ ‎　细胞吸水和失水状况分析 ‎3.(2020·高考预测)将黄肉马铃薯和白肉马铃薯块茎切成形状、大小相同的长方体条，各取4条，分别放在不同浓度的蔗糖溶液(a～d代表蔗糖溶液浓度)中，一段时间后，取出马铃薯条称重，结果如图所示，下列相关说法正确的是(　　)‎ A.四种蔗糖溶液的浓度大小顺序是c>d>a>b B.黄肉马铃薯细胞液的浓度小于白肉马铃薯细胞液的浓度 C.黄肉马铃薯细胞液的浓度可能与a相当，白肉马铃薯细胞液的浓度可能与d相当 D.在浓度为d的蔗糖溶液中加入适量清水，一段时间后，白肉马铃薯的细胞液浓度几乎不变 ‎[慧眼识图　获取信息]‎ 答案　C ‎4.将a、b、c三组红细胞分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行实验，浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。下列叙述错误的是(　　)‎ A.图中所示细胞内液的渗透压，a组的比b组的高 B.浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量 C.若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能会皱缩后恢复原状 D.上述实验中引起细胞形态的改变而消耗ATP的数量比较：c>b>a 解析　根据图中信息，a组细胞基本可以维持原状、b组细胞吸水膨胀，c组细胞失水皱缩；与a组相比，b组细胞吸水，细胞内液渗透压降低；向a组烧杯中加入少量葡萄糖后，刚开始外界溶液渗透压大于细胞内液渗透压，细胞失水皱缩，后来葡萄糖通过协助扩散方式进入细胞内，造成细胞内液渗透压大于外界溶液，细胞吸水恢复原状；细胞形态的改变是细胞通过渗透作用失水或吸水造成的，不消耗ATP。‎ 答案　D 考点二　物质出入细胞的方式及影响因素 ‎1.物质跨膜运输的方式 ‎2.不同因素对物质跨膜运输的影响的曲线模型 ‎ (1)物质浓度(在一定的范围内)‎ ‎(2)氧气浓度 ‎(3)温度 如图甲为物质进出细胞的方式分类图，其中A、B和E为分类标准，C、D、G、H和F为具体的物质运动方式；图乙为部分图解，请思考：‎ ‎1.图甲中若A与B为“是否需要能量”与“是否需要载体”，则其余字母内容各是什么？‎ 提示　若A与B为是否需要消耗能量，则C、D可表示协助扩散、自由扩散，F为主动运输，G、H为胞吞、胞吐。若A与B为是否需要载体蛋白，则C、D为协助扩散和主动运输，F为自由扩散，G、H为胞吞、胞吐。‎ ‎2.若图甲中G、H表示“协助扩散和主动运输”与“自由扩散和协助扩散”，则其余字母应表示什么？‎ 提示　若G、H表示“协助扩散和主动运输”，则F为自由扩散，A、B分别为大、小分子，C和D为胞吞、胞吐；若G、H表示“自由扩散和协助扩散”，则F为主动运输，A、B分别为大小分子，C和D为胞吞、胞吐。‎ ‎3.图乙中①～④依次表示何类跨膜方式？其中①与②③④相比，其独特之处是什么？②与①③④相比，其独特之处呢？‎ 提示　①主动运输，②自由扩散，③、④协助扩散。①与②、③、④相比其需要能量，且可逆浓度梯度运输，②与①③④相比，其不需要载体蛋白。‎ ‎4.图乙中未显示出的物质跨膜方式是？该方式与①相比有何异同？神经传导中产生动作电位时，Na＋内流应对应哪种方式？‎ 提示　未表示胞吐、胞吞，该方式与①相比，共同处为均消耗能量，不同处为不需载体蛋白，而是借助膜流动性完成，且运输的分子一般为大分子(神经递质有小分子)，动作电位形成时Na＋内流方式应与③相同(顺浓度梯度，且需蛋白质通道)。‎ 教材高考 ‎1.高考重组　判断正误 ‎(1)固醇类激素进入靶细胞的过程属于协助扩散(2018·全国卷Ⅱ，2B)(　　)‎ ‎(2)Mg2＋通过自由扩散进入根细胞(2018·海南卷，6A)(　　)‎ ‎(3)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜(2014·全国卷Ⅰ，1C)(　　)‎ ‎(4)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质离子的速率都相同(2013·全国卷Ⅰ，3A)(　　)‎ ‎(5)植物主动运输矿质离子的过程只发生在活细胞中(2013·全国卷Ⅰ，3C)(　　)‎ 提示　(1)×　固醇类等脂质物质以自由扩散方式通过生物膜 ‎(2)×　根细胞通过主动运输方式吸收无机盐离子 ‎(3)×　甘油为脂质分子，以自由扩散方式通过细胞膜 ‎(4)×　植物细胞对不同无机盐离子的吸收速率有差异 ‎(5)√‎ ‎2.教材·拓展·拾遗 ‎(1)(必修1教材P61“与生活的联系”)为什么吃比较咸的食物口唇感觉比较干？‎ 提示　这是因为与细胞内液相比，外界浓度高，口腔上皮细胞失水导致的。‎ ‎(2)(必修1教材P63“资料分析”改编)科学家做过这样的实验：准备好含Ca2＋、Mg2＋和SiO的培养液，将番茄和水稻分别在上述培养液中培养，一段时间后，记录到的结果如图所示，请分析：‎ ‎①该过程中水稻是否吸收Mg2＋、Ca2＋，番茄是否吸收SiO？‎ ‎②培养一段时间后，番茄培养液中SiO离子浓度为何高于初始值？‎ ‎③该实验方案中自变量什么？探究目的是什么？‎ 提示　①水稻吸收Ca2＋、Mg2＋，也吸收水，番茄也吸收SiO，只是由于对水的吸收量比相应离子多，从而导致培养液中相应离子的浓度增大。‎ ‎②番茄培养液中的SiO离子浓度增高是由于番茄吸收水的速率比吸收SiO的速率大；故一段时间后SiO浓度会高于初始值。‎ ‎③离子种类(Mg2＋、Ca2＋、SiO ‎)及植物种类(番茄与水稻)；探究不同植物对同一离子吸收状况及同一植物对不同离子吸收状况。‎ ‎　结合物质出入细胞的方式、特点考查科学思维能力 ‎1.(2018·全国卷Ⅱ，2)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 解析　巨噬细胞依赖细胞膜的流动性以胞吞的方式摄入病原体，A错误；固醇类激素属于脂质，以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；神经细胞受到刺激时，Na＋顺浓度梯度内流，属于被动运输，C正确；甘油以自由扩散的方式进入细胞，D错误。‎ 答案　C ‎2.下图是物质出入细胞方式概念图，下列相关叙述中正确的是(　　)‎ A.性激素进入其靶细胞的方式是③‎ B.④的含义是“是否消耗ATP”‎ C.胰岛B细胞释放胰岛素的方式是⑤‎ D.⑥的含义是“是否为逆浓度运输”‎ 解析　性激素进入其靶细胞的方式是自由扩散，而③是胞吞，A错误；根据是否消耗能量，可把跨膜运输划分为主动运输和被动运输，因此④的含义是“是否消耗ATP”，B正确；胰岛B细胞释放胰岛素的方式是胞吐，应为②，C错误；⑥的含义是“是否需要载体协助”，D错误。‎ 答案　B ‎　围绕物质出入方式结合相关信息考查科学思维能力 ‎3.(2019·安徽名校二联)钙是植物的必需元素，以Ca2＋的形式被吸收，植物缺钙会造成顶芽和根系的顶端不发育。下图是植物细胞Ca2＋跨膜运输系统示意图，据图分析不合理的是(　　)‎ A.细胞质基质中Ca2＋浓度较细胞外低 B.Ca2＋跨膜运输与膜蛋白有关 C.Ca2＋跨膜运输的量只与浓度有关 D.液泡可能有富集Ca2＋的作用 解析　从图中可见，Ca2＋跨膜运输的方式有主动运输和协助扩散两种，通过钙离子通道的运输方式是协助扩散，通过钙离子泵的运输方式是主动运输。胞外环境中Ca2＋浓度大于细胞质基质，液泡或内质网中Ca2＋浓度也大于细胞质基质，A正确；不管是主动运输还是协助扩散，都是需要载体蛋白协助的，它们是生物膜上的蛋白质，且主动运输还需要消耗能量，其中钙离子通道的开闭程度也影响扩散速率，B正确，C错误；由图可知，从外界环境吸收的Ca2＋可以通过主动运输进入液泡中，如此可以把液泡看做一个“钙库”，暂时储存多余的Ca2＋，保持细胞质基质中Ca2＋的稳定，D正确。‎ 答案　C ‎4.图①表示葡萄糖、Na＋和O2进出肝细胞的方式，图②、图③表示这些物质进出该细胞时，载体数量或O2浓度与运输速度的关系。下列说法错误的是(　　)‎ A.葡萄糖进入该细胞的运输速度符合图②和图③‎ B.Na＋运出该细胞的速度符合图②，不符合图③‎ C.O2进入该细胞不符合②，符合③‎ D.K＋进入该细胞的方式和Na＋运出该细胞的方式相同 解析　O2浓度的高低在一定程度上可表示有氧呼吸的强弱，进而可表示能量的多少。由图①可知，葡萄糖进入肝细胞的方式是协助扩散，需要载体，不需要能量，符合图②和图③，A正确；Na＋运出肝细胞是从低浓度到高浓度，需要载体，可判断该运输方式为主动运输，需要能量，符合图②，其运输速度与O2浓度有关，不符合图③，B正确；O2进入肝细胞的方式是自由扩散，不需要载体，不符合图②，但是与其自身的浓度(O2浓度)有关，不符合图③，C错误；K＋进入肝细胞的方式是主动运输，和Na＋运出该细胞的方式相同，D正确。‎ 答案　C ‎2.实验探究物质跨膜运输的方式 考点三　(实验)观察植物细胞的质壁分离和复原 ‎1.实验原理 ‎(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。‎ ‎(2)细胞液具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。‎ ‎(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大。‎ ‎2.实验步骤(始终用低倍镜观察)‎ ‎3.实验结论 成熟植物细胞能与外界溶液构成渗透系统，发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。‎ ‎4.实验拓展应用 ‎(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 ‎(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 ‎1.本教材实验中是否存在对照实验？试具体分析说明。‎ 提示　本实验存在两组对照实验 ‎2.将若干生理状况基本相同，长度为3 cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于三种浓度的溶液(即0.3 g/mL蔗糖溶液，0.3 g/mLKNO3溶液及0.5 g/mL蔗糖溶液)(实验组)和清水(对照组)中，测量每组萝卜条的平均长度，结果如图。‎ 请思考：‎ ‎(1)依据图示四条曲线变动趋势，推测a～d依次为哪种溶液？‎ ‎(2)对照组中萝卜条长度增加较少的原因是什么？‎ ‎(3)b曲线在用清水处理前即由下降趋势转为上升趋势，原因是什么？与之相关的细胞器有哪些？‎ ‎[慧眼识图　获取信息]‎ 提示　(1)a.清水 b.0.3 g/mLKNO3溶液　c.0.3 g/mL蔗糖溶液　d.0.5 g/mL蔗糖溶液。‎ ‎(2)细胞壁伸缩性较小，限制细胞胀大。‎ ‎(3)K＋、NO离子透过原生质层进入细胞液；与之相关的细胞器有核糖体、线粒体、液泡。‎ ‎1.(2017·全国卷Ⅱ，4)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示，下列叙述正确的是(　　)‎ A.0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内 B.0～1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等 C.2～3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压 D.0～1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压 ‎[慧眼识图　获取信息]‎ 注：因细胞壁的伸缩性较小，而原生质体的伸缩性较大，故0～1 h内细胞体积的变化量小于原生质体体积的变化量。‎ 答案　C ‎2.(2019·甘肃模考)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(　　)‎ 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，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，处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。‎ 答案　B 澄清易混易错·强化科学思维 ‎[易错易混]‎ 易错点1　谨防物质出入细胞方式中7个易漏点 点拨　有关物质出入细胞方式的7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。‎ ‎(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浓度无关或与能量无关的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。‎ ‎(7)无机盐离子往往以主动运输方式跨膜运输，但不要漏掉有时也可通过协助扩散(或离子通道)进出细胞，如神经细胞维持静息电位时的K＋外流和形成动作电位时的Na＋内流。‎ 易错点2　混淆载体蛋白、通道蛋白与受体蛋白 点拨　载体蛋白≠通道蛋白≠受体蛋白 ‎(1)位于细胞膜上、可以转运物质进出细胞的蛋白质，叫作载体蛋白，如主动运输和协助扩散这两种物质跨膜运输方式中的“载体”。‎ ‎(2)通道蛋白属于载体蛋白的一种，是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质，其分子结构如同中间有个连通膜内外的通道一样，通过打开和关闭通道(改变蛋白质构象)来控制是否允许物质通过。一般情况下，通道蛋白运输物质的方式为协助扩散。‎ ‎(3)位于细胞膜外表面或细胞内，可以接受信号分子的蛋白质，叫作受体蛋白，如激素、神经递质的受体蛋白。‎ 易错点3　同种物质跨过“不同细胞”及跨过“同一细胞”均会存在不同方式 点拨　某物质进出细胞的方式并非固定一种。如葡萄糖进入红细胞是协助扩散，而葡萄糖通过小肠上皮细胞细胞膜的方式为主动运输，要视具体情况而定。再如静息电位形成时K＋外流与动作电位形成时Na＋内流均为协助扩散；但K＋、Na＋‎ 在其他细胞中跨膜运输一般为主动运输，而即使是同一种物质，进出同一细胞的方式也不一定相同，如下图中Na＋、氨基酸进出肾小管上皮细胞方式均不相同。‎ ‎[深度纠错]‎ ‎1.主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。如图是羊小肠上皮细胞吸收葡萄糖及Na＋、K＋跨膜运输的原理图，下列分析错误的是(　　)‎ A.小肠液中的钠离子以被动运输的方式进入小肠上皮细胞 B.小肠上皮细胞吸收K＋、排出Na＋需要ATP水解供能 C.图中所示小肠上皮细胞吸收葡萄糖所需能量直接来自ATP D.该细胞内的Na＋浓度比细胞外的Na＋浓度低 解析　由图示信息可知，Na＋在小肠上皮细胞内的浓度比细胞外的低，且Na＋跨膜运输需要载体蛋白协助，故Na＋以协助扩散的方式进入小肠上皮细胞，A、D正确；由图示信息可知，小肠上皮细胞排钠吸钾需要ATP水解供能，B正确；由图示信息可知，葡萄糖进入小肠上皮细胞时不需要ATP水解供能，依靠钠离子浓度梯度驱动，C错误。‎ 答案　C ‎2.下图是不同物质进出细胞方式的运输速率与影响因素间的关系曲线图，甲～戊为不同物质跨膜运输的实例。下列相关叙述中，正确的是(　　)‎ 甲：性激素进入组织细胞　乙：葡萄糖进入人成熟的红细胞 丙：植物根细胞吸收水　丁：人的小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖　戊：神经细胞排出K＋形成静息电位 A.甲和乙都涉及的图有①③‎ B.丙和丁都涉及的图有②④⑥‎ C.丁和戊都涉及的图有③⑤‎ D.乙和戊都涉及的图有②③⑥‎ 解析　主动运输需要能量和载体，还受物质浓度的影响；自由扩散不需要能量和载体，主要受物质浓度的影响；协助扩散不需要能量，受载体数量和物质浓度的影响。图①为自由扩散，图②为协助扩散或主动运输，图③为自由扩散或协助扩散，图④为主动运输，图⑤为自由扩散，图⑥为协助扩散或主动运输。性激素跨膜运输的方式属于自由扩散；葡萄糖进入人成熟红细胞的方式属于协助扩散；植物根细胞吸收水的方式属于自由扩散；人的小肠黏膜上皮细胞吸收葡萄糖的方式属于主动运输；神经细胞排出K＋形成静息电位的过程属于协助扩散，故选项D正确。‎ 答案　D ‎3.研究发现：人体红细胞膜上的载体蛋白能协助葡萄糖顺浓度梯度跨膜转运；而小肠上皮细胞肠腔面上存在特定的载体，可以逆浓度梯度从肠腔吸收葡萄糖，当细胞内葡萄糖浓度高时，小肠上皮细胞基底面又可以顺浓度梯度将葡萄糖转运到血液中。下列相关描述错误的是(　　)‎ A.同一生物的不同细胞吸收葡萄糖的方式可能不同 B.同一细胞在不同条件下运输葡萄糖的方式可能不同 C.红细胞和小肠上皮细胞吸收葡萄糖都体现了选择性 D.红细胞和小肠上皮细胞吸收葡萄糖都会伴随ATP的水解 解析　同一生物的不同细胞吸收葡萄糖的方式可能不同，可能是协助扩散，也可能是主动运输，A正确；同一细胞在不同条件下运输葡萄糖的方式可能不同，B正确；红细胞和小肠上皮细胞吸收葡萄糖都体现了细胞膜的功能特点，即选择透过性，C正确；人体红细胞吸收葡萄糖的过程属于协助扩散，不需要ATP水解提供能量，D错误。‎ 答案　D 随堂·真题&预测 ‎1.(2018·海南卷，7)小麦种子萌发过程中，α－淀粉酶在糊粉层的细胞中合成，在胚乳中分解淀粉。该酶从糊粉层细胞排到细胞外的方式是(　　)‎ A.顺浓度梯度经自由扩散排出 B.逆浓度梯度经协助扩散排出 C.通过离子通道排出 D.含该酶的囊泡与质膜融合排出 解析　α－淀粉酶的化学本质是大分子蛋白质，从糊粉层细胞排到细胞外的方式是胞吐，D正确。‎ 答案　D ‎2.(2016·全国卷Ⅰ，2)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是(　　)‎ A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散 B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的 C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率 D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率 解析　离子泵通过消耗ATP释放的能量进行离子的跨膜运输，属于主动运输，A错误；主动运输一般为逆浓度梯度进行，B错误；蛋白质变性剂会降低具有活性的载体数量，使离子泵跨膜运输离子的速率降低，D错误。‎ 答案　C ‎3.(2015·全国卷Ⅱ，3)下列过程中，不属于胞吐作用的是(　　)‎ A.浆细胞分泌抗体到细胞外的过程 B.mRNA从细胞核到细胞质的过程 C.分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程 D.突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程 解析　抗体、分泌蛋白都是大分子物质，其分泌到细胞外的方式都为胞吐，突触小泡中的神经递质以胞吐的方式释放到突触间隙，A、C、D不符合题意；mRNA通过核孔从细胞核进入细胞质，不属于胞吐作用，B项符合题意。‎ 答案　B ‎4.(2014·全国卷Ⅱ，4)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 解析　通过图示可以看出，a组和b组实验前长度/实验后长度的值都小于1，表明细胞吸水导致细条变长；由于a组实验前长度/实验后长度的值小于b组，说明a组吸水较多，b组吸水较少，所以实验后a组液泡中的溶质浓度比b组的低，A错误；分析柱状图可知，f组细胞失水，而b组细胞吸水，因此浸泡导致f组细胞中液泡的失水量大于b组的，B错误；水分进出细胞的方式是自由扩散，不消耗ATP，C错误；根据柱状图可知，在浓度为0.4 mol·L－1的蔗糖溶液中的c组细胞吸水，而在浓度为0.5 mol·L－1的蔗糖溶液中的d组细胞失水，所以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，D正确。‎ 答案　D ‎5.(2020·高考预测)对下列有关物质跨膜运输的示意图的叙述，正确的是(　　)‎ A.图甲中②指的是细胞质基质，且③的浓度大于①‎ B.图乙中葡萄糖进入该细胞的方式为主动运输，同一载体可以转移不同物质 C.图丙所示曲线表示主动运输的情况，原点处运输速率大于零，说明主动运输可以不需要能量 D.图丁中，倒置漏斗内的液面会先上升后稳定不变，稳定时达到渗透平衡，膀胱膜两侧液体的浓度差为零 解析　图甲中，①指的是细胞膜与细胞壁间隙中的外界溶液，②指的是细胞膜与液泡膜之间的部分，③指的是细胞液，此时细胞可能处于渗透平衡，可能正在失水，也可能正在吸水，因此无法判断③处和①处浓度的大小；图乙中，葡萄糖以逆浓度梯度的方向进行转运，所以葡萄糖进入该细胞的方式为主动运输，图中转运葡萄糖和钠离子的载体是同一载体；图丙所示曲线表示主动运输的情况，原点处运输速率大于零，此时主动运输所需能量来自无氧呼吸；图丁中，倒置漏斗内的液面会先上升后稳定不变，稳定时达到渗透平衡，由于漏斗内外存在液面差，膀胱膜两侧液体的浓度差不为零。‎ 答案　B ‎[技法必备]‎ ‎1.归纳七类物质鉴定与提取，全取教材五大基础实验 ‎(1)教材规定实验中的“显色”归纳 注：上述染色剂中只有“健那绿”可作为“活体”染色剂，而斐林试剂与二苯胺则需“水浴加热”(苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ着色时细胞既可为“活体”也可为“死体”)。‎ ‎(2)七类物质鉴定和提取类实验总结 实验名称 试剂 颜色 生物材料 备注 淀粉的鉴定 碘液 蓝色 脱色的叶片 还原糖的鉴定 斐林试剂 砖红色沉淀 苹果或梨匀浆等 现配现用、水浴加热 脂肪的鉴定 苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液 橘黄(或红)色 花生种子切片 需用高倍镜观察 蛋白质的鉴定 双缩脲试剂 紫色 豆浆、稀蛋清等 先加A液，后加B液 绿叶中色素的提取和分离　‎ 提取液：无水乙醇；分离液：层析液 ‎①胡萝卜素：橙黄色 ‎②叶黄素：黄色 ‎③叶绿素a：蓝绿色 ‎④叶绿素b：黄绿色 新鲜的绿叶(如菠菜叶)‎ 加入二氧化硅是为了研磨得更充分；加入碳酸钙可防止在研磨中色素被破坏 酒精的鉴定 重铬酸钾溶液 灰绿色 无氧环境中的酵母菌 酸性条件 鉴定CO2‎ Ca(OH)2(或溴麝香草酚蓝水溶液)‎ 变浑浊(或由蓝变绿再变黄)‎ 有氧或无氧环境中的酵母菌 ‎2.归纳九类观察实验，建构镜检实验“文件夹”‎ 实验名称 细胞状态 装片制作 生物材料 观察DNA、RNA在细胞中的分布 死细胞 用甲基绿吡罗红染色 人的口腔上皮细胞 观察线粒体 活细胞 用健那绿染色 观察叶绿体 直接制片 藓类叶片或菠菜叶稍带些叶肉的下表皮 观察植物细胞的质壁分离和复原 直接制片 洋葱表皮细胞 低温诱导植物染色体数目的变化 死细胞 用改良苯酚品红染液染色 洋葱根尖分生区细胞 观察细胞的有丝分裂 用龙胆紫或醋酸洋红染液染色 观察细胞的减数分裂 龙胆紫溶液或醋酸洋红液染色 蝗虫精母细胞 用显微镜观察多种多样的细胞 直接制片 相关细胞 生物组织中脂肪鉴定 活细胞或死细胞 需用苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液染色 浸泡后的花生米 ‎[技能展示]‎ ‎1.(2019·广东百校联考)下列实验与选用的试剂组合正确的是(　　)‎ A.观察线粒体——甲基绿染液 B.探究酵母菌的呼吸方式——酸性重铬酸钾 C.观察DNA和RNA在细胞中的分布——健那绿、吡罗红染液 D.检测生物组织中的蛋白质——斐林试剂 解析　观察线粒体所使用的染色剂为“健那绿”而不是“甲基绿”，A错误；酸性重铬酸钾可检测酒精是否存在，故可确认酵母菌的呼吸类型，B正确；观察DNA、RNA分布可使用甲基绿——吡罗红染液，C错误；检测蛋白质应使用双缩脲试剂，D错误。‎ 答案　B ‎2.下列关于利用光学显微镜观察到的实验现象的说法正确的是(　　)‎ A.在观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，观察到染色体在赤道板上排列的细胞大多呈长方形 B.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离复原过程中液泡的颜色逐渐加深 C.在利用健那绿染液染色的情况下，人口腔上皮细胞的线粒体呈蓝绿色，细胞质接近无色 D.在观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，如果未漂洗，会观察到细胞重叠，且看不到染色体 解析　在观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，根尖分生区细胞分裂旺盛，并且根尖分生区细胞呈正方形，排列紧密，A错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离复原过程中液泡中的水分增多，液泡的颜色逐渐变浅，B错误；利用健那绿染液染色后，由于线粒体中的细胞色素氧化酶系的作用，健那绿始终保持氧化状态，呈蓝绿色，而在周围的细胞质中健那绿被还原成无色，C正确；在观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，若观察到细胞重叠，且看不到染色体，可能的原因是未解离或未压片，D错误。‎ 答案　C ‎3.(2018·经典高考)下列中学实验均使用光学显微镜进行观察，有关实验操作或现象描述错误的是(多选)(　　)‎ 编号 实验名称 实验材料 实验操作或现象 ‎①‎ 观察植物细胞的质壁分离 紫色洋葱外表皮、蔗糖溶液等 原生质层呈紫色，各组成部分结构清晰 ‎②‎ 检测生物组织中的脂肪 花生子叶、苏丹Ⅲ染液等 在高倍镜下可见细胞中被染成橘黄色的脂肪液滴 ‎③‎ 观察细胞有丝分裂 洋葱根尖，龙胆紫溶液等 在高倍镜的同一个视野中，可见分裂前期、中期、后期、末期各时期细胞呈正方形，排列紧密 ‎④‎ 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 酵母菌、血细胞计数板等 在10×目镜、40×物镜下的一个视野中完成对整个计数室中酵母菌的计数 A.实验① B.实验②‎ C.实验③ D.实验④‎ 解析　原生质层由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质组成，色素存在于液泡中，即大液泡呈紫色，且在显微镜下不能观察到各组成部分的清晰结构，A错误；检测生物组织中的脂肪，将花生子叶切成薄片、用苏丹Ⅲ染液染色，在高倍镜下可见细胞中被染成橘黄色的脂肪液滴，B正确；观察细胞有丝分裂，因为分裂期细胞数目较少，所以在高倍镜的同一个视野中很难见到各个时期的细胞，C错误；探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化实验中，一般在低倍物镜下(10×物镜)找到大方格后换上高倍物镜(40×)观察一个中方格并计数，但一个计数室中有16或25个中方格，D错误。‎ 答案　ACD ‎4.(2018·广东百校联考)请回答下列有关物质检测的问题：‎ ‎(1)检测酵母细胞呼吸产生的CO2，除了可用澄清石灰水外，也可用________，反应颜色由蓝变绿再变黄。‎ ‎(2)将2 mL 1%的淀粉溶液与2 mL稀释唾液各自在37 ℃下保温，将其混合后并于37 ℃下开始计时，然后每隔1‎ ‎ min取出1滴混合液滴在加有碘液的白瓷反应板上，观察颜色变化，记录蓝色消退的时间。该实验的目的是______________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎(3)现有无标签的稀蛋清、淀粉和唾液淀粉酶溶液各一瓶，请用斐林试剂、水浴加热装置、试管、温度计等将它们鉴别出来。简述鉴定步骤。‎ ‎__________________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________‎ 答案　(1)溴麝香草酚蓝水溶液 ‎(2)测量37 ℃下稀释唾液分解2 mL 1%的淀粉溶液所需的时间(或测量37 ℃下唾液淀粉酶的催化效率)‎ ‎(3)①各取适量的2种溶液混合到一起，可得到3种组合，在37 ℃条件下保温一段时间后，各加入适量斐林试剂进行检测，水浴加热后出现砖红色沉淀的是淀粉和唾液淀粉酶组合，于是可鉴别出稀蛋清。‎ ‎②取未确定出的2种溶液中的一种加热煮沸并冷却后再与适量的另一种溶液混合，在37 ℃条件下保温一段时间后，加入适量斐林试剂进行检测，水浴加热后，若出现砖红色沉淀，则被煮沸的是淀粉溶液；若不出现砖红色沉淀，则被煮沸的是淀粉酶溶液 亮剑高考2　物质出入细胞的方式 ‎(时间：15分钟)‎ ‎[规律方法]‎ ‎[方法体验]‎ ‎1.(2018·北京卷，1)细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以(自由)扩散方式通过细胞膜的是(　　)‎ A.Na＋ B.二氧化碳 C.RNA D.胰岛素 解析　物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。自由扩散不需要载体蛋白、不消耗ATP，以自由扩散方式通过细胞膜的物质有水、气体、脂溶性物质等，B项符合题意；Na＋通过细胞膜的方式有协助扩散和主动运输，A项不符合题意；RNA是生物大分子，一般不能以自由扩散的方式通过细胞膜，C项不符合题意；胰岛素是蛋白质，以胞吐的方式运出细胞，D项不符合题意。‎ 答案　B ‎2.(2019·广西南宁模拟)某同学设计了如图甲所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势如图乙所示，下列对图乙有关现象的分析错误的是(　　)‎ A.在OA段漏斗里的溶液浓度大于烧杯中的溶液浓度 B.AB段液面不再上升的原因是膀胱膜两侧的溶液浓度相等 C.OA段液面能够不断上升的直接原因是从烧杯进入漏斗的水分子数多于从漏斗进入烧杯的水分子数 D.AB段液面不再上升的直接原因是相同时间内从漏斗进入烧杯的水的量与从烧杯进入漏斗的水的量相同 解析　在OA段漏斗内液面上升，说明漏斗内的溶液浓度大于烧杯中的溶液浓度，A正确；AB段液面不再上升的原因是膀胱膜两侧水分子扩散到两侧的数量达到动态平衡，此时漏斗内溶液浓度仍然高于烧杯中溶液浓度，B错误；水分子在半透膜两侧是双向运动的，OA段液面能够不断上升的直接原因是相同时间内从烧杯进入漏斗的水分子数多于从漏斗进入烧杯的水分子数，C正确；AB段液面不再上升的直接原因是相同时间内从漏斗进入烧杯的水的量与从烧杯进入漏斗的水的量相同，D正确。‎ 答案　B ‎3.(2018·山西太原五中一模)如图中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，下列叙述错误的是(　　)‎ A.人体内甘油、脂肪酸通过方式a被吸收 B.动作电位产生时Na＋的跨膜运输方式可用b表示 C.方式b的最大转运速率可能与载体蛋白的数量有关 D.受温度影响的物质跨膜运输方式是b 解析　图中a曲线代表的运输方式为自由扩散，图中b 曲线代表的运输方式为主动运输或协助扩散。人体内甘油、脂肪酸通过自由扩散的方式被吸收，A正确；动作电位产生时Na＋内流的运输方式是协助扩散，B正确；若b为主动运输，制约其最大转运速率的因素是能量和载体蛋白的数量，若b为协助扩散，制约其最大转运速率的因素是载体蛋白的数量，C正确；自由扩散、协助扩散和主动运输的速率都受温度影响，D错误。‎ 答案　D ‎4.(2018·宁夏银川质量检测)柽柳能够在盐碱环境中正常生长。研究发现柽柳能积累土壤中的无机盐离子，使其细胞液中的无机盐离子浓度高于土壤溶液。下列相关叙述，正确的是(　　)‎ A.柽柳积累无机盐离子的过程不消耗ATP B.柽柳耐盐性的形成与环境因素有关，与遗传因素无关 C.柽柳根细胞吸收无机盐离子和吸收水分子的过程相同 D.冬季气温较低时，柽柳吸收无机盐离子的能力会下降 解析　根据题干信息“使其细胞液中的无机盐离子浓度高于土壤溶液”可推断，柽柳根细胞吸收无机盐离子的方式为主动运输，需要载体和能量，A错误；柽柳耐盐性的形成与基因突变和自然选择等有关，B错误；柽柳根细胞吸收无机盐离子的方式是主动运输，吸收水分子的方式是自由扩散，C错误；冬季气温较低影响酶的活性，使有氧呼吸强度降低，进而导致柽柳吸收无机盐离子的能力下降，D正确。‎ 答案　D ‎5.(2019·山东青岛模拟)健康人原尿中葡萄糖的浓度与血浆中的基本相同，而终尿中几乎不含葡萄糖。原尿中的葡萄糖是借助于Na＋的转运被肾小管主动重吸收的，葡萄糖由肾小管上皮细胞进入血液不消耗ATP，下列有关叙述错误的是(　　)‎ A.葡萄糖进入肾小管上皮细胞是逆浓度梯度进行的 B.细胞膜上相关载体蛋白的数量和Na＋的吸收量会限制肾小管上皮细胞对葡萄糖的重吸收 C.驱动葡萄糖由肾小管上皮细胞进入血液的动力来自葡萄糖的浓度差 D.胰岛B细胞受损的糖尿病患者肾小管上皮细胞对Na＋的转运少于正常人 解析 ‎　终尿中几乎不含葡萄糖，说明葡萄糖进入肾小管上皮细胞是逆浓度梯度进行的，A正确；原尿中的葡萄糖是借助于Na＋的转运被肾小管主动重吸收的，说明葡萄糖的重吸收与运输葡萄糖的载体蛋白有关，同时与Na＋的吸收量有关，B正确；葡萄糖由肾小管上皮细胞进入血液不消耗ATP，说明该过程是被动运输，运输动力来自葡萄糖的浓度差，C正确；胰岛B细胞受损的糖尿病患者血糖浓度过高，原尿中的葡萄糖浓度超过了肾小管的重吸收能力，肾小管上皮细胞对Na＋的转运多于正常人，D错误。‎ 答案　D ‎6.(2018·河北唐山一模)H＋的跨膜运输有的与质子泵(H＋的载体蛋白)有关。质子泵分为三种，一种为生成ATP的F－型质子泵，另两种为消耗ATP的P－型质子泵和V－型质子泵。下列说法正确的是(　　)‎ A.F－型质子泵为H＋逆浓度梯度运输 B.P－型质子泵为H＋顺浓度梯度运输 C.类囊体薄膜上的质子泵为V－型 D.线粒体内膜上的质子泵为F－型 解析　F－型质子泵不消耗ATP，说明F－型质子泵不能将H＋逆浓度梯度运输，A错误；P－型质子泵要消耗ATP，P－型质子泵为H＋逆浓度梯度运输，B错误；类囊体薄膜上进行的光反应过程能生成ATP，说明类囊体薄膜上的质子泵为F－型，C错误；线粒体内膜上进行的有氧呼吸第三阶段能生成ATP，可推知线粒体内膜上的质子泵为F－型，D正确。‎ 答案　D ‎7.(2018·山东济南一模)科学研究发现，某植物细胞利用ATP酶和质子泵把细胞内的H＋泵出，导致细胞外H＋浓度较高，形成细胞内外的H＋浓度差；“H＋－蔗糖载体”能够依靠H＋浓度差把H＋和蔗糖分子运入细胞。以上两个过程如图所示，由此可以推断出(　　)‎ A.该植物细胞在蔗糖溶液中不会发生质壁分离自动复原 B.质子泵的化学本质是一种蛋白质 C.H＋从细胞内运出细胞的方式是协助扩散 D.该植物细胞吸收蔗糖分子的速率不受氧气浓度的影响 解析　植物细胞在蔗糖溶液中先失水，发生质壁分离，然后“H＋－蔗糖载体”能够依靠H＋浓度差把H＋和蔗糖分子运入细胞，导致细胞液浓度升高，使得细胞质壁分离复原，A错误；质子泵位于细胞膜上，其化学本质是蛋白质，B正确；H＋从细胞内运出细胞，是从低浓度向高浓度运输的，属于主动运输，C错误；该植物细胞吸收蔗糖分子的速率受H＋浓度差的影响，而H＋运出细胞的方式是主动运输，H＋浓度差受氧气浓度的影响，D错误。‎ 答案　B