资源简介

专题3 细胞的物质输入和输出
考点1　细胞的吸水和失水
(2025浙江1月选考,9,2分)某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后,继续进行“质壁分离”实验,示意图如下。
下列叙述正确的是( )
A.实验过程中叶肉细胞处于失活状态
B.①与②的分离,与①的选择透过性无关
C.与图甲相比,图乙细胞吸水能力更强
D.与图甲相比,图乙细胞体积明显变小
答案 C 据图甲、乙可知,该细胞发生了质壁分离,故该叶肉细胞在实验过程中一定保持活性,A错误;①细胞膜与②细胞壁的分离,与细胞壁的全透性和细胞膜的选择透过性均有关,B错误;与图甲相比,图乙细胞因细胞液失水导致渗透压升高,即细胞吸水能力增强,C正确;图乙状态时细胞的体积仍为包括细胞壁所在的范围,因细胞壁的伸缩性较差,故质壁分离前后细胞的体积基本不变,D错误。
（2025北京，15，2分）“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,在清水和0.（2025北京，1，2分）3 g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是( )

A.图1,水分子通过渗透作用进出细胞
B.图1,细胞壁限制过多的水进入细胞
C.图2,细胞失去的水分子是自由水
D.与图1相比,图2中细胞液浓度小
答案 D 细胞壁的作用主要是保护和支持细胞,其可限制过多的水进入细胞,防止细胞破裂,B正确;图1细胞吸水,细胞液浓度减小,图2细胞发生了质壁分离,细胞失水导致细胞液浓度增大,D错误。
(2024北京,13,2分)大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后,可获得原生质体。以下对原生质体的叙述错误的是(　　)
A.制备时需用纤维素酶和果胶酶
B.膜具有选择透过性
C.可再生出细胞壁
D.失去细胞全能性
答案 D 植物细胞细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,制备原生质体时,需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,A正确;原生质体最外层为细胞膜,具有选择透过性,B正确;原生质体可再生出细胞壁,形成完整的植物细胞,C正确;原生质体仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,仍具有全能性,D错误。
(2024山东,4,2分)仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成,内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时,内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是　(　　)
A.细胞失水过程中,细胞液浓度增大
B.干旱环境下,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C.失水比例相同的情况下,外层细胞更易发生质壁分离
D.干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快,有利于外层细胞的光合作用
答案 B 植物细胞失水时,细胞液中的水会透过原生质层进入外界,从而使细胞液的浓度增大,A正确;干旱环境下,内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快,单糖通过脱水缩合形成多糖,溶质物质的量浓度降低(内部薄壁细胞降低更快),引起细胞液浓度变小,外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的高,B错误;当失水比例相同的情况下,与内部薄壁细胞相比,外层细胞的细胞壁伸缩性小而易与细胞膜分开,更易发生质壁分离,C正确;外层细胞进行光合作用合成的单糖(葡萄糖)可转移到内部薄壁细胞合成多糖,干旱环境下合成多糖的速率加快,可促进外层细胞单糖的转移,进而促进光合作用中对单糖的生成,D正确。
(2024江苏,7,2分)有同学以紫色洋葱为实验材料,进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。下列相关叙述合理的是( )
A.制作临时装片时,先将撕下的表皮放在载玻片上,再滴一滴清水,盖上盖玻片
B.用低倍镜观察刚制成的临时装片,可见细胞多呈长条形,细胞核位于细胞中央
C.用吸水纸引流使0.3 g/mL蔗糖溶液替换清水,可先后观察到质壁分离和复原现象
D.通过观察紫色中央液泡体积大小变化,可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态
7.D 制作临时装片时,通常在洁净的载玻片上滴一滴清水,然后将撕下的表皮放在清水上,盖上盖玻片,A错误;本实验所用材料为有中央液泡的成熟植物细胞,故用低倍镜观察刚制成的临时装片时,细胞核通常位于细胞的一侧,而不是中央,B错误;用吸水纸引流使0.3 g/mL蔗糖溶液替换清水,可以观察到质壁分离现象,若要观察质壁分离复原则需要重新用清水替换0.3 g/mL蔗糖溶液,C错误;表皮细胞吸水,液泡体积变大,表皮细胞失水,液泡体积变小,因此可通过观察紫色中央液泡体积大小变化推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态,D正确。
(2024湖南,14,4分)（不定项）缢蛏是我国传统养殖的广盐性贝类之一,自身存在抵抗外界盐度胁迫的渗透调节机制。缢蛏体内游离氨基酸含量随盐度的不同而变化,图为缢蛏在不同盐度下鲜重随培养时间的变化曲线。下列叙述错误的是(　　)
A.缢蛏在低盐度条件下先吸水,后失水直至趋于动态平衡
B.低盐度培养8~48 h,缢蛏通过自我调节以增加组织中的溶质含量
C.相同盐度下,游离氨基酸含量高的组织渗透压也高
D.缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关
答案 B 分析图中曲线,缢蛏在低盐度条件下鲜重先增大后减小,推测其先吸水后失水,最后趋于动态平衡,A正确;低盐度培养8~48 h,缢蛏鲜重下降,即此过程中其失水,推测缢蛏通过自我调节使组织中的溶质含量减少,从而降低组织渗透压,引起组织失水,B错误;组织渗透压的高低与其中的溶质含量有关,溶质越多,组织渗透压相对越高,因此,相同盐度下,游离氨基酸含量高的组织渗透压也高,C正确;细胞呼吸过程中产生的中间产物可转化为氨基酸、甘油等非糖物质,由此推测缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关,D正确。
(2023重庆,7,3分)某兴趣小组利用图示装置和表中试剂探究了透析袋的透性。当a为①、b为⑤,袋内溶液逐渐变为蓝色;当a为②、b为③,水浴(55 ℃)后透析袋内、外均不出现砖红色。下列叙述正确的是(　　)
编号 试剂
① 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液
② 质量分数为5%的葡萄糖溶液
③ 斐林试剂
④ 淀粉酶溶液
⑤ 碘溶液(棕红色)
A.若a为①+②、b为③,水浴后透析袋外最终会出现砖红色
B.若a为①+②、b为⑤,透析袋外的溶液最终会出现蓝色
C.若a为①+④、b为⑤,透析袋内的溶液最终会出现棕红色
D.若a为①+④、b为③,水浴后透析袋内最终会出现砖红色
答案C 当a为可溶性淀粉溶液(①)、b为碘溶液(⑤)时,袋内溶液逐渐变为蓝色,说明碘可以透过透析袋,淀粉不可透过透析袋;当a为葡萄糖溶液(②)、b为斐林试剂(③)时,水浴后透析袋内、外均不出现砖红色,说明葡萄糖和斐林试剂均不可透过透析袋。结合上述分析,若a为①+②(可溶性淀粉溶液和葡萄糖溶液)、b为③(斐林试剂)时,由于葡萄糖和斐林试剂均不能通过透析袋,则水浴后透析袋内、外均不会出现砖红色,A错误;若a为①+②、b为⑤(碘溶液)时,由于淀粉不能透过透析袋,则透析袋外溶液不会出现蓝色,B错误;若a为①+④(可溶性淀粉溶液和淀粉酶溶液)、b为⑤,由于淀粉酶会将淀粉水解形成麦芽糖,而碘溶液可进入透析袋内,故透析袋内最终会呈现碘溶液的棕红色,C正确;若a为①+④、b为③时,由于斐林试剂不能进入透析袋内,则水浴后透析袋内不会出现砖红色,D错误。
(2023全国甲,4,6分)探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验,探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后,外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是(　　)
答案　C　将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞用30%蔗糖溶液处理后,液泡和原生质体体积均会因渗透失水而变小,一段时间后再用清水处理,二者体积会因吸水而变大,A错误;在用30%蔗糖溶液处理后,液泡中的细胞液会因失水而导致浓度变大,用清水处理后,细胞液会因吸水而导致浓度变小,B错误;随处理的蔗糖溶液浓度升高,液泡和原生质体体积由于失水增多而逐渐变小,而细胞液浓度则逐渐上升,C正确,D错误。
易混易错　植物细胞吸水、失水过程分析
外界溶液 浓度 水进出 方向 液泡 体积 原生质 体体积 细胞液 浓度
高于细胞液 失水 变小 变小 变大
低于细胞液 吸水 变大 变大 变小
(2022湖南,10,2分)原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌,其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是 (　　)
A.甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离,表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L
B.乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离,处理解除后细胞即可发生质壁分离复原
C.该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加
D.若将该菌先65 ℃水浴灭活后,再用NaCl溶液处理,原生质体表面积无变化
答案　A　图中,甲组用0.3 mol/L NaCl溶液处理后,原生质体表面积都有增大,未引起质壁分离,故该菌的细胞质浓度≥0.3 mol/L,但细胞质浓度不止与NaCl有关,细胞质中还有葡萄糖、氨基酸、其他离子等,A错误;乙、丙组分别用1.0 mol/L和1.5 mol/L的NaCl溶液处理后,原生质体的表面积都小于前一阶段葡萄糖处理后的表面积,说明细胞均发生了质壁分离,且处理解除后均可发生质壁分离复原,B正确;该菌正常生长和吸水后细胞体积均会增大,都可导致原生质体表面积增加,C正确;该菌65 ℃水浴灭活后,原生质体失去选择透过性,再用NaCl溶液处理不会出现渗透作用,原生质体表面积无变化,D正确。
(2022浙江6月选考,11,2分)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中,用显微镜观察到的结果如图所示。
下列叙述正确的是 (　　)
A.由实验结果推知,甲图细胞是有活性的
B.与甲图细胞相比,乙图细胞的细胞液浓度较低
C.丙图细胞的体积将持续增大,最终胀(涨)破
D.若选用根尖分生区细胞为材料,质壁分离现象更明显
答案　A　能发生质壁分离与质壁分离复原的细胞是有活性的,A正确;与甲图细胞相比,乙图细胞失水发生质壁分离,细胞液浓度增大,B错误;丙图细胞吸水发生质壁分离复原,细胞体积有所增大,但由于细胞壁的限制,细胞不会涨破,C错误;根尖分生区细胞没有大液泡,不会发生质壁分离现象,D错误。
(2022全国甲,2,6分)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞,分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,当水分交换达到平衡时观察到:①细胞a未发生变化;②细胞b体积增大;③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,下列关于这一实验的叙述,不合理的是 (　　)
A.水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B.水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C.水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D.水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
答案　C　蔗糖溶液初始浓度相同,实验结果显示水分交换达到平衡时,细胞a未发生变化、细胞b体积增大、细胞c发生了质壁分离,说明水分交换前,细胞a、b、c的细胞液浓度分别等于、大于和小于外界蔗糖溶液的浓度,A、B不符合题意。水分交换平衡时,细胞a的细胞液浓度等于初始外界蔗糖溶液浓度;细胞c失水,发生质壁分离,导致细胞c的外界蔗糖溶液浓度下降,小于初始浓度,水分交换平衡时,细胞c的外界蔗糖溶液浓度等于细胞c的细胞液浓度,但细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度,C符合题意,D不符合题意。
易错警示　虽然题目中设置的试管中蔗糖溶液初始浓度相同,但植物细胞失水和吸水会使蔗糖溶液的浓度发生变化。
(2021江苏,12,2分)采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验,下列相关叙述正确的是 (　　)
A.用镊子撕取的外表皮,若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验
B.将外表皮平铺在洁净的载玻片上,直接用高倍镜观察细胞状态
C.为尽快观察到质壁分离现象,应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液
D.实验观察到许多无色细胞,说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡
答案　A　紫色洋葱外表皮细胞和叶肉细胞都是成熟的植物细胞,它们都有原生质层和中央液泡,放在一定的蔗糖溶液中都可以发生质壁分离,只是紫色洋葱外表皮细胞的细胞液呈紫色,更易观察,所以即使撕取的紫色洋葱鳞片叶外表皮上带有少量的叶肉细胞,也不会影响实验结果,A正确;使用显微镜观察装片时,需先在低倍镜下找到观察目标,再将目标移至视野中央,然后换用高倍镜观察,B错误;在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液,不一定能尽快观察到质壁分离现象,正确做法是需在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液,在另一侧用吸水纸吸引,C错误;紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色中央液泡,而观察到的无色液泡可能是所撕取的外表皮带有的少量叶肉细胞,而不是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,D错误。
(2021湖南,3,2分)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是(　　)
A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B.质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C.质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低
D.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
答案　D　施肥过多,外界溶液浓度大于植物根细胞的细胞液浓度,根细胞会失水发生质壁分离,若细胞失水过多则会导致“烧苗”现象,A正确;质壁分离过程中,因失水的多少不同,质壁分离的程度也不同,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁,B正确;在质壁分离复原过程中,细胞吸水,细胞液浓度逐渐下降,因此细胞的吸水能力逐渐降低,C正确;渗透压是溶液中溶质微粒对水的吸引力,溶质微粒数越多,渗透压越大,因为NaCl在水中会电离而蔗糖不会,所以NaCl溶液中的溶质微粒是2 mol/L,其渗透压大于1 mol/L蔗糖溶液,D错误。
(2021广东,13,4分)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,图3为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　)
图3
A.比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后>①处理后
B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
答案　A　由图示可知,经①、②、③处理后气孔变化分别为基本不变、关闭、张开,说明①、②、③处理后保卫细胞的变化分别为①形态几乎不变,细胞液浓度基本不变;②失水,细胞液浓度变大;③吸水,细胞液浓度变小,C正确。保卫细胞经③处理后的细胞液浓度小于①处理后,A错误。②处理后保卫细胞失水,最可能发生质壁分离,B正确。推测3种蔗糖溶液浓度的高低为②>①>③,D正确。
(2020课标全国Ⅱ,5,6分)取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时,检测甲、乙两组的溶液浓度,发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是(　　)
A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B.若测得乙糖溶液浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零
C.若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D.若测得乙糖溶液浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
答案　D　由题意可知,在实验期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换,两者之间只发生了水分的交换,因甲组中甲糖溶液浓度升高,说明甲组叶细胞从甲糖溶液中吸收了水分,净吸水量大于零,A正确;若测得乙糖溶液浓度不变,即乙组叶细胞细胞液浓度与乙糖溶液浓度相等,乙组叶细胞的净吸水量为零,B正确;若测得乙糖溶液浓度降低,说明乙组叶肉细胞失去了水分,则净吸水量小于零,叶肉细胞可能发生了质壁分离,C正确;题中甲、乙两组糖溶液浓度(g/mL)相等,但甲糖的相对分子质量大于乙糖,因此甲糖溶液的物质的量浓度小于乙糖溶液(即甲糖溶液中的水分子数多于乙糖溶液),则甲组叶细胞与甲糖溶液间的物质的量浓度差大于乙组叶细胞与乙糖溶液的物质的量浓度差,因此叶细胞的净吸水量甲组大于乙组,D错误。
(2019浙江4月选考,9,2分)哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后制作临时装片,用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是(　　)
A.在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
B.在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞
C.在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂
D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
答案　C　本题以不同浓度的NaCl溶液处理兔红细胞的实验为背景,考查渗透作用的应用,属于对科学探究素养中结果分析要素的考查。在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩,但不会发生质壁分离,A错误;在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态未变,但此时仍有水分子进出细胞,B错误;在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂,C正确;渗透作用是指水分子从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行的扩散,D错误。
(2018浙江4月选考,17,2分)在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中,依次观察到的结果示意图如图,其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是(　　)
A.甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象
B.甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大
C.乙→丙的变化是由外界溶液浓度小于细胞液浓度所致
D.细胞发生渗透作用至丙状态,一段时间后该细胞会破裂
答案　C　本题以植物细胞质壁分离与复原实验的细胞图像为信息载体,考查实验拓展应用,属于对科学探究素养中结果分析要素的考查。甲细胞形态正常,说明处于动态平衡状态,进入细胞的水分子和从细胞出去的水分子一样多,A错误;甲→乙发生了渗透失水,细胞质壁分离,原因之一是结构①细胞壁的伸缩性比结构②质膜的伸缩性要小,B错误;乙→丙发生了质壁分离复原,是因为外界溶液浓度比细胞液浓度小,C正确;植物细胞的细胞壁伸缩性比较小,细胞发生渗透作用至丙状态,一段时间后细胞只会膨胀不会破裂,D错误。
(2017课标全国Ⅱ,4,6分)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
答案　C　本题通过考查学生的识图能力来考查细胞的失水和吸水的相关知识。试题以数学模型为载体考查科学思维中的模型与建模要素。通过分析原生质体的相对体积变化可知,该植物细胞发生了质壁分离后又发生质壁分离的自动复原。根据曲线变化可知:该细胞放在物质A溶液中先失水后吸水,说明此过程中物质A可以被细胞吸收而进入细胞内,A错误;在0~1 h内,物质A溶液的浓度大于细胞液的浓度,细胞失水,因原生质层的收缩性大于细胞壁的收缩性,所以细胞体积和原生质体的体积的变化量不同,B错误;2~3 h内原生质体体积增大,细胞吸水,说明物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压,C正确;0~1 h内原生质体体积减小,细胞失水,液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压,D错误。
(2017海南单科,9,2分)为研究植物细胞质壁分离现象,某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中,一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是(　　)
A.该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞
B.细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度
C.细胞液中的H2O可以经扩散进入甲物质溶液中
D.甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁
答案　B　在适宜条件下,具有液泡的活细胞才能发生质壁分离,A正确;质壁分离过程中,细胞失水,说明细胞外甲物质的浓度高于细胞液的浓度,B错误;水分子可以通过自由扩散的方式进入甲物质溶液中,C正确;细胞壁具有全透性,甲物质和H2O均能自由通过,D正确。
(2016天津理综,1,6分)在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中,显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述正确的是(　　)
A.由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜
B.甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生
C.与甲相比,乙所示细胞的细胞液浓度较低
D.由乙转变为丙的过程中,没有水分子从胞内扩散到胞外
答案　B　由甲、乙、丙三种细胞状态可知:甲→乙为细胞失水过程,乙→丙为细胞吸水过程。本实验的对照方法为自身对照,对比题图三种细胞的大小可知,在实验过程中显微镜放大倍数未改变,A错误;实验过程中同一个细胞可依次发生失水和吸水,B正确;与甲相比,乙所示细胞失水,发生质壁分离,细胞液浓度较高,C错误;质壁分离和复原过程中水分子的扩散是双向的,D错误。
考点2　物质进出细胞的方式
(2025广东,8,2分)物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础,下列叙述正确的是( )
A.呼吸时O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响
B.心肌细胞主动运输Ca2+时参与转运的载体蛋白仅与Ca2+结合
C.血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关
D.集合管中Na+与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收
答案A O2以自由扩散的方式进出细胞,O2从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受O2浓度的影响,A正确。心肌细胞主动运输Ca2+时,载体蛋白不仅要与Ca2+结合,还需与ATP水解产生的磷酸基团结合,载体蛋白与磷酸基团结合后,其空间结构改变,实现Ca2+的跨膜运输,B错误。葡萄糖经协助扩散进入红细胞需要转运蛋白,其速率与转运蛋白的数量有关,而转运蛋白是通过细胞代谢合成的;同时细胞代谢也会消耗一部分葡萄糖,使细胞内外葡萄糖浓度差发生变化,进而影响葡萄糖的转运速率,C错误。通道蛋白转运物质时,通道蛋白不与被转运的物质结合,D错误。
(2025河南,3,3分)耐寒黄花苜蓿的基因M编码的蛋白M属于水通道蛋白家族,将基因M转入烟草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是( )
A.细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力
B.低温时,水分子通过与蛋白M结合转运到细胞外
C.蛋白M增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向
D.水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式
答案B 一般当细胞内结合水占比增加时,其抗逆性(如耐寒能力)增强,A正确;蛋白M为水通道蛋白,通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,不与转运的物质(如水分子)结合,B错误;蛋白M作为水通道蛋白,增加了水的运输能力,但不改变水的运输方向,水的运输方向是由细胞内外的渗透压(或水分子的化学势能)决定的,C正确;水进出细胞的方式有自由扩散和借助水通道蛋白的协助扩散,D正确。
(2025山东,2,2分)生长于NaCl浓度稳定在100 mmol/L的液体培养基中的酵母菌,可通过离子通道吸收Na+,但细胞质基质中Na+浓度超过30 mmol/L时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质中Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞。下列说法错误的是( )
A.Na+在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
B.蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变
C.通过蛋白W外排Na+的过程不需要细胞提供能量
D.Na+通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
答案C 审题指导 根据题干信息,模型建构如图。
Na+在液泡中积累,使液泡内的渗透压增大,有利于酵母细胞吸水,A正确;液泡膜上的蛋白N将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,说明蛋白N为载体蛋白,转运Na+时需与Na+结合,且空间结构会发生改变,B正确;据题意分析可知,细胞质基质中Na+的浓度低于外界溶液,故蛋白W外排Na+的方式为逆浓度梯度的主动运输,需要细胞提供能量,C错误;物质通过通道蛋白进行转运时,不需要与通道蛋白结合,D正确。
【知识归纳】 载体蛋白与被运输的物质结合,每次转运时都发生自身构象的改变;物质通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合。
(2025湖南,15,4分)（不定项）Cl属于植物的微量元素。分别用渗透压相同、Na+或Cl-物质的量浓度也相同的三种溶液处理某荒漠植物(不考虑溶液中其他离子的影响)。5天后,与对照组(Ⅰ)相比,Ⅱ和Ⅲ组光合速率降低,而Ⅳ组无显著差异;各组植株的地上部分和根中Cl-、K+含量如图所示。下列叙述错误的是( )

注:Ⅰ.对照(正常栽培);Ⅱ.NaCl溶液;Ⅲ.Na+浓度与Ⅱ中相同、无Cl-的溶液;Ⅳ.Cl-浓度与Ⅱ中相同、无Na+的溶液。
A.过量的Cl-可能储存于液泡中,以避免高浓度Cl-对细胞的毒害
B.溶液中Cl-浓度越高,该植物向地上部分转运的K+量越多
C.Na+抑制该植物组织中K+的积累,有利于维持Na+、K+的平衡
D.K+从根转运到地上部分的组织细胞中需要消耗能量
答案B 与Ⅰ组相比,Ⅱ、Ⅳ组细胞中Cl-较多,且这两组根(无中央液泡)中Cl-含量远低于地上部分(含中央液泡),再结合液泡中可储藏较高浓度的无机盐等可以调节植物细胞内的环境,故可推知植物可能将细胞吸收的过量Cl-储存在液泡中,以避免高浓度Cl-对细胞的毒害,A正确;分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ3组地上部分K+含量可知,Ⅱ、Ⅳ组溶液中Cl-浓度高于Ⅰ组,但向地上部分转运的K+量低于Ⅰ组,B错误;与Ⅰ、Ⅳ组相比,Ⅱ组和Ⅲ组溶液中Na+浓度较高,但细胞中的K+含量均低于Ⅰ、Ⅳ组,说明Na+抑制该植物组织中K+的积累,有利于维持Na+、K+的平衡,C正确;由题图可知,地上部分的K+浓度大于根,故K+从根转运到地上部分组织细胞的方式为主动运输,需要消耗能量,D正确。
(2024浙江6月选考,15,2分)植物细胞胞质溶胶中的Cl-、通过离子通道进入液泡,Na+、Ca2+逆浓度梯度转运到液泡,以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中,夜间这些蔗糖运到胞质溶胶。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是( )
A.液泡通过主动运输方式维持膜内外的H+浓度梯度
B.Cl-、NO3-通过离子通道进入液泡不需要ATP直接供能
C.Na+、Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量
D.白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行
答案C 被动运输的方向是从高浓度到低浓度,可使膜两侧物质的浓度差减小;主动运输的方向是从低浓度到高浓度,可使膜两侧物质的浓度差增大,主动运输可维持膜两侧物质的浓度梯度,A正确。借助离子通道进行运输的方式为易化扩散,不需要消耗能量,B正确。由题干知,Na+和Ca2+逆浓度梯度转运到液泡,故运输方式均为主动运输,均需要消耗能量,C错误。蔗糖是光合作用的产物之一,白天蔗糖富集在液泡中,可避免胞质溶胶中蔗糖过多,有利于光合作用持续进行,D正确。
(2024甘肃,2,3分)维持细胞的Na+平衡是植物的耐盐机制之一。盐胁迫下,植物细胞膜(或液泡膜)上的H+-ATP酶(质子泵)和Na+-H+逆向转运蛋白可将Na+从细胞质基质中转运到细胞外(或液泡中),以维持细胞质基质中的低Na+水平(见图)。下列叙述错误的是( )
A.细胞膜上的H+-ATP酶磷酸化时伴随着空间构象的改变
B.细胞膜两侧的H+浓度梯度可以驱动Na+转运到细胞外
C.H+-ATP酶抑制剂会干扰H+的转运,但不影响Na+转运
D.盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高
答案C ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,这些分子被磷酸化后,空间结构发生变化,A正确;分析Na+-H+逆向转运蛋白协助物质转运的图示可知,H+顺浓度梯度进入细胞,Na+逆浓度梯度出细胞,且转运过程中不直接消耗ATP,故推知膜两侧的H+浓度梯度为Na+转运提供驱动力,B正确;结合B项分析可知,Na+转运的动力来自膜两侧的H+浓度梯度,H+浓度梯度的维持需要H+-ATP酶进行的H+的主动转运,故H+-ATP酶抑制剂也会干扰Na+的转运,C错误;盐胁迫下,细胞质基质中的低Na+水平的维持需要H+-ATP酶和Na+-H+逆向转运蛋白,故盐胁迫下Na+-H+逆向转运蛋白的基因表达水平可能提高,D正确。
(2024江西,2,2分)营养物质是生物生长发育的基础。依据表中信息,下列有关小肠上皮细胞吸收营养物质方式的判断,错误的是(　　)
方式 细胞外 相对浓度 细胞内 相对浓度 需要 提供能量 需要 转运蛋白
甲 低 高 是 是
乙 高 低 否 是
丙 高 低 是 是
丁 高 低 否 否
A.甲为主动运输 B.乙为协助扩散
C.丙为胞吞作用 D.丁为自由扩散
答案 C 由题意知,甲、乙、丙、丁为小肠上皮细胞吸收(细胞外→细胞内)营养物质的四种方式,方式甲为逆浓度梯度的运输,需要消耗能量和转运蛋白,为主动运输,A正确;方式乙为顺浓度梯度运输,不需要消耗能量,需要转运蛋白,为协助扩散,B正确;胞吞过程虽需要消耗能量,但不需要转运蛋白的协助,则丙不为胞吞作用,C错误;方式丁为顺浓度梯度运输,不需要消耗能量和转运蛋白,为自由扩散,D正确。
(2024贵州,4,3分)茶树根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐。硒酸盐被根细胞吸收后,随着植物的生长,吸收的大部分硒与胞内蛋白结合形成硒蛋白,硒蛋白转移到细胞壁中储存。下列叙述错误的是(　　)
A.硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收
B.硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系
C.硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白
D.利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式
答案 C 离子和一些小分子可借助转运蛋白进出细胞,茶树根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐,因此推测硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收,A正确;硫酸盐转运蛋白既可转运硫酸盐也可转运硒酸盐,因此两者进入细胞可能存在竞争关系,B正确;硒蛋白的化学本质为蛋白质,是大分子物质,硒蛋白从细胞内转运到细胞壁的方式为胞吐,C错误;呼吸抑制剂可通过抑制细胞呼吸,抑制ATP的生成,故利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式是主动运输(需要ATP,受影响)还是协助扩散(不需要ATP,不受影响),D正确。
(2024山东,1,2分)植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白,使细胞内Ca2+浓度升高,调控相关基因表达,导致H2O2含量升高进而对细胞造成伤害;细胞膜上的受体激酶BAK1被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2+通道蛋白。下列说法正确的是(　　)
A.环核苷酸与Ca2+均可结合Ca2+通道蛋白
B.维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量
C.Ca2+作为信号分子直接抑制H2O2的分解
D.油菜素内酯可使BAK1缺失的被感染细胞内H2O2含量降低
答案 B 通道蛋白不与其运输的物质结合,即Ca2+不与Ca2+通道蛋白结合,A错误;膜两侧浓度差靠主动运输维持,需消耗能量,B正确;Ca2+作为信号分子,通过调控相关基因表达,间接导致H2O2含量升高,C错误;油菜素内酯通过活化细胞膜上的BAK1关闭题述Ca2+通道蛋白,使细胞内Ca2+浓度降低,被感染细胞内H2O2的含量降低,故油菜素内酯不能使BAK1缺失的被感染细胞内H2O2含量降低,D错误。
(2024黑、吉、辽,18,3分)（不定项）研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种,构建腹泻模型。用某种草药进行治疗,发现草药除了具有抑菌作用外,对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响,结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅
B.模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,引起腹泻
C.治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高,缓解腹泻,减少致病菌排放
D.治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运增加
答案 BCD 水分子的吸收更多的是借助水通道蛋白的协助扩散,A错误;由图知,与对照组小鼠相比,模型组小鼠的空肠黏膜细胞中的AQP3相对表达量低,故其空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少,引起腹泻,B正确;与模型组相比,治疗组小鼠空肠、回肠黏膜细胞中的AQP3相对表达量均提高,可促进黏膜细胞对水分的吸收以缓解腹泻,减少致病菌排放,C正确;由图知,治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组,可使回肠对水的转运增加,D正确。
(2024·浙江1月选考·3,2分)婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白,此过程不涉及(　　)
A.消耗ATP B.受体蛋白识别
C.载体蛋白协助 D.细胞膜流动性
答案 C　细胞吸收免疫球蛋白(大分子)属于胞吞,胞吞需要消耗ATP,依赖受体蛋白的识别作用,体现了细胞膜的流动性,不需要载体蛋白协助。
(2023山东,2,2分)溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+,溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,严重时可导致溶酶体破裂。下列说法错误的是 (　　)
A.H+进入溶酶体的方式属于主动运输
B.H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累
C.该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除
D.溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
答案　D　由题干“溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体”可知,溶酶体内H+浓度大于溶酶体外,故H+进入溶酶体是逆浓度梯度的主动运输,A正确;Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下将Cl-逆浓度梯度运入溶酶体,若H+载体蛋白失活,则溶酶体内外的H+浓度无法维持,无法转运Cl-,可引起溶酶体内的吞噬物积累,严重时可导致溶酶体破裂,B正确;突变体细胞内的溶酶体功能丧失,损伤和衰老的细胞器无法及时清除,C正确;溶酶体内的pH较低,其中的水解酶在酸性条件下有较高活性,细胞质基质中的pH接近中性,溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶活性下降,D错误。
(2023湖南,8,2分)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,如图所示。下列叙述错误的是 (　　)
A.细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制,促进H2O2外排,从而减轻其对细胞的毒害
C.敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力
D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
答案　B　根据题图分析可知,当禾本科农作物AT1蛋白与Gβ结合时,可抑制PIP2s蛋白磷酸化,从而降低H2O2的外排能力,使细胞死亡;当禾本科农作物AT1蛋白缺陷而无法与Gβ结合时,其对PIP2s蛋白磷酸化的抑制作用(细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平提高),使H2O2的外排能力提高,从而减轻H2O2对禾本科农作物细胞的毒害作用,A正确,B错误。敲除AT1基因或降低其表达,可解除AT1蛋白对细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化的抑制作用,H2O2外排增加,进而提高禾本科农作物的抗氧化胁迫能力和成活率,C正确。可以将特殊物种中逆境胁迫相关基因转移至农作物细胞内,以改良其抗逆性,D正确。
(2023全国甲,1,6分)物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述,正确的是 (　　)
A.乙醇是有机物,不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞
B.血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP
C.抗体在浆细胞内合成时消耗能量,其分泌过程不耗能
D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
答案　B　乙醇是脂溶性的小分子有机物,可以通过自由扩散方式跨膜进入细胞,A错误;人红细胞内的K+浓度远远高于血浆,K+由血浆进入红细胞是逆浓度梯度的主动运输,需要载体蛋白并消耗ATP,B正确;抗体是蛋白质,其分泌过程属于胞吐,需要消耗能量,C错误;葡萄糖进入哺乳动物成熟的红细胞的方式是顺浓度梯度的协助扩散,D错误。
(2023湖北,15,2分)心肌细胞上广泛存在Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换体(转入Na+的同时排出Ca2+),两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵。关于该药物对心肌细胞的作用。下列叙述正确的是 (　　)
A.心肌收缩力下降
B.细胞内液的钾离子浓度升高
C.动作电位期间钠离子的内流量减少
D.细胞膜上Na+-Ca2+交换体的活动加强
答案　C　据图分析可知,药物特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵,可以使细胞排出的Na+减少,细胞外的Na+浓度偏低,进而引起Na+-Ca2+交换体的活动减弱,导致通过Na+-Ca2+交换体排出的Ca2+减少,细胞内Ca2+浓度升高引起心肌收缩力增强,A、D错误;Na+-K+泵被阻断后,细胞吸收K+减少,导致细胞内的K+浓度降低,B错误;由于药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵,使细胞外的Na+浓度偏低,则动作电位期间通过协助扩散进入细胞的钠离子减少,C正确。
(2023浙江1月选考,4,2分)缬氨霉素是一种脂溶性抗生素,可结合在微生物的细胞膜上,将K+运输到细胞外(如图所示),降低细胞内外的K+浓度差,使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是 (　　)
A.缬氨霉素顺浓度梯度运输K+到膜外
B.缬氨霉素为运输K+提供ATP
C.缬氨霉素运输K+与质膜的结构无关
D.缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力
答案　A　根据题干信息可知,缬氨霉素可将K+运输到细胞外,降低细胞内外的K+浓度差,推断缬氨霉素运输K+的方式类似于协助扩散,是顺浓度梯度进行的,不消耗能量,A正确,B错误;细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,而缬氨霉素是一种脂溶性抗生素,根据“相似相溶原理”推知缬氨霉素能结合到微生物的细胞膜上,C错误;噬菌体是病毒,无细胞膜结构,缬氨霉素不会导致噬菌体失去侵染能力,D错误。
(2023福建,14,4分)肌细胞质基质中Ca2+浓度升高将引起肌收缩。静息状态下,肌细胞质基质Ca2+浓度极低,此时胞内Ca2+主要存储于肌质网中(一种特殊的内质网)。肌质网膜上存在一种Ca2+载体,能催化水解ATP实现Ca2+逆浓度跨膜运输。该载体转运过程中的两个状态(E1和E2)如图所示。
下列相关叙述错误的是 (　　)
A.该载体对Ca2+的转运过程利用了ATP水解所释放的能量
B.E2中该载体通过构象变化向细胞质基质运输Ca2+导致肌收缩
C.若该载体数量不足或功能减弱可导致肌收缩的停止发生异常
D.随着待转运Ca2+浓度的增加,该载体的运输速率先增加后稳定
答案 B　根据题干信息,该载体对Ca2+的转运是主动运输方式,利用了ATP水解所释放的能量,A正确;图示中载体的E1状态是载体蛋白的磷酸化,通过其空间结构变化完成Ca2+的逆浓度梯度运输,E2是去磷酸化状态,恢复可以重新结合Ca2+的状态,因此这个主动运输过程是把Ca2+向肌质网中运输,降低了肌细胞质基质中Ca2+浓度,肌细胞由收缩恢复为舒张状态,B错误;肌质网膜上的Ca2+载体数量不足或功能减弱,不利于肌质网回收Ca2+,使肌细胞质基质中Ca2+维持较高浓度,引起肌细胞持续收缩,C正确;在主动运输中,在一定范围内随着待转运Ca2+浓度的增加,该载体的运输速率增大,但受到载体数量的限制,达到最大速率后保持稳定,D正确。
(2023辽宁,4,2分)血脑屏障的生物膜体系在控制物质运输方式上与细胞膜类似。下表中相关物质不可能存在的运输方式是 (　　)
选项 通过血脑屏障生物膜体系的物质 运输方式
A 神经生长因子蛋白 胞吞、胞吐
B 葡萄糖 协助扩散
C 谷氨酸 自由扩散
D 钙离子 主动运输
答案 C　谷氨酸跨膜转运需要转运蛋白的协助,其运输方式不可能是自由扩散,C符合题意。
(2023湖南,14,4分)(不定项)盐碱化是农业生产的主要障碍之一。植物可通过质膜H+泵把Na+排出细胞,也可通过液泡膜H+泵和液泡膜NHX载体把Na+转入液泡内,以维持细胞质基质Na+稳态。如图是NaCl处理模拟盐胁迫,矾酸钠(质膜H+泵的专一抑制剂)和甘氨酸甜菜碱(GB)影响玉米Na+的转运和相关载体活性的结果。下列叙述正确的是 (　　)
A.溶质的跨膜转运都会引起细胞膜两侧渗透压的变化
B.GB可能通过调控质膜H+泵活性增强Na+外排,从而减少细胞内Na+的积累
C.GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度的显著变化,与液泡膜H+泵活性有关
D.盐胁迫下细胞质基质Na+排出细胞或转入液泡都能增强植物的耐盐性
答案　BD　反向协同转运可同时向细胞膜两侧转运溶质,可能不会引起细胞膜两侧渗透压的变化,如质膜H+泵把Na+排出细胞的同时,将H+转入细胞内,A错误;结合题干信息和图中数据,NaCl+GB处理组Na+外排量显著高于NaCl处理组,而钒酸钠处理后,NaCl+GB处理组Na+外排量与NaCl处理组无显著差异,说明GB可能通过促进质膜H+泵的活性来增强Na+外排,从而减少细胞内Na+的积累,B正确;NaCl+GB处理组的液泡膜NHX载体活性明显高于NaCl处理组,而两者的液泡膜H+泵活性无显著差异,说明GB引起盐胁迫下液泡中Na+浓度的显著变化,与液泡膜NHX载体活性有关,而与液泡膜H+泵活性无关,C错误;盐胁迫下细胞质基质Na+排出细胞或转入液泡,均可维持细胞质基质Na+浓度的稳定,从而增强植物的耐盐性,D正确。
(2022重庆,2,2分)图为小肠上皮细胞吸收和释放铜离子的过程。下列关于该过程中铜离子的叙述,错误的是(　　)
A.进入细胞需要能量
B.转运具有方向性
C.进、出细胞的方式相同
D.运输需要不同的载体
答案　C　铜离子通过题图中细胞上侧膜蛋白1逆浓度梯度进入小肠上皮细胞,方式为主动运输,需要载体和能量;再由膜蛋白2协助进入高尔基体,然后由高尔基体膜形成的囊泡包裹着通过胞吐从题图中细胞下侧运出,具有方向性,A、B正确,C错误。铜离子进入小肠上皮细胞需要的载体为膜蛋白1,进入高尔基体需要的载体为膜蛋白2,D正确。
(2022天津,2,4分)下列生理过程的完成不需要两者结合的是 (　　)
A.神经递质作用于突触后膜上的受体
B.抗体作用于相应的抗原
C.Ca2+载体蛋白运输Ca2+
D.K+通道蛋白运输K+
答案　D　分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,D项过程不需要K+通道蛋白和K+结合。
(2022山东,3,2分)N是植物利用的主要无机氮源,N的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动,N的吸收由H+浓度梯度驱动,相关转运机制如图。铵肥施用过多时,细胞内N的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是 (　　)
A.N通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B.N通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输
C.铵毒发生后,增加细胞外的N会加重铵毒
D.载体蛋白NRT1.1转运N和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
答案　B　N通过AMTs进入细胞由根细胞膜两侧的电位差驱动,A错误;N的吸收由H+浓度梯度驱动,属于主动运输,而N通过SLAH3转运到细胞外为顺浓度梯度运输,属于被动运输,B正确;增加细胞外的N和H+进入细胞,从而减弱细胞外酸化程度,故可减轻铵毒,C错误;据图可知,载体蛋白NRT1.1转运N的方式属于主动运输,转运速度与膜外浓度不呈正相关,D错误。
(2022湖北,4,2分)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白,硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是 (　　)
A.经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀
B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小
C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀
D.未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小
答案　B　硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性,从而使水分子不能以协助扩散的方式进出细胞,但可以自由扩散的方式进出细胞,因此经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会通过自由扩散缓慢吸水而膨胀,而未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会通过协助扩散和自由扩散迅速吸水膨胀,A、C正确;经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会通过自由扩散缓慢失水而变小,而未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会通过协助扩散和自由扩散迅速失水变小,B错误,D正确。
(2022辽宁,9,2分)水通道蛋白(AQP)是一类细胞膜通道蛋白。检测人唾液腺正常组织和水肿组织中3种AQP基因mRNA含量,发现AQP1和AQP3基因mRNA含量无变化,而水肿组织AQP5基因mRNA含量是正常组织的2.5倍。下列叙述正确的是 (　　)
A.人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同
B.AQP蛋白与水分子可逆结合,转运水进出细胞不需要消耗ATP
C.检测结果表明,只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成
D.正常组织与水肿组织的水转运速率不同,与AQP蛋白的数量有关
答案　D　人唾液腺正常组织中的AQP1、AQP3和AQP5三种水通道蛋白的氨基酸序列不同,A错误;膜通道蛋白参与物质跨膜运输的过程中不与被运输的物质结合,B错误;水肿组织中三种水通道蛋白均参与水分子的跨膜运输,与正常组织相比,水肿组织中AQP5基因表达过量,说明正常组织与水肿组织的水转运速率不同,与AQP蛋白的数量有关,C错误,D正确。
(2021湖北,11,2分)红细胞在高渗NaCl溶液(浓度高于生理盐水)中体积缩小,在低渗NaCl溶液(浓度低于生理盐水)中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙述,正确的是(　　)
A.细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
B.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液
C.细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子,Na+和Cl-从高渗溶液扩散至低渗溶液
D.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-, Na+和Cl-从高渗溶液扩散至低渗溶液
答案　B　渗透压是溶液中溶质微粒对水的吸引力,红细胞在高渗NaCl溶液中体积缩小,说明红细胞的细胞内液的渗透压小于高渗NaCl溶液,红细胞吸收Na+和Cl-的幅度较小,而失水的幅度较大,即红细胞对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,水分子从红细胞的细胞内液扩散至高渗NaCl溶液,导致红细胞体积缩小;红细胞在低渗NaCl溶液中体积增大,说明红细胞的细胞内液的渗透压高于低渗NaCl溶液,水分子从低渗NaCl溶液扩散至红细胞的细胞内液,导致红细胞体积增大。综上所述,B正确。
(2021山东,2,2分)液泡是植物细胞中储存Ca2+的主要细胞器。液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H+,建立液泡膜两侧的H+浓度梯度。该浓度梯度驱动H+通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输,从而使Ca2+以与H+相反的方向同时通过CAX进入液泡并储存。下列说法错误的是(　　)
A.Ca2+通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散
B.Ca2+通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺
C.加入H+焦磷酸酶抑制剂,Ca2+通过CAX的运输速率变慢
D.H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输
答案　A　根据题意可知,整个运输过程中,首先H+通过主动运输从细胞质基质进入液泡,从而建立液泡膜两侧的H+浓度梯度,然后H+顺浓度梯度通过载体蛋白CAX经协助扩散运出液泡,同时H+浓度梯度驱动Ca2+通过主动运输进入液泡,该过程属于反向协同运输,A错误,D正确;Ca2+通过CAX运输进入液泡后,增大了细胞液的渗透压,有利于植物细胞从外界吸水,使植物细胞保持坚挺,B正确;加入H+焦磷酸酶抑制剂后,用于H+主动运输的能量减少,液泡膜两侧的H+浓度梯度不易建立,而Ca2+通过CAX运输进入液泡需要H+浓度梯度来驱动,故加入H+焦磷酸酶抑制剂后,Ca2+通过CAX的运输速率变慢,C正确。
(2021河北,4,2分)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(　　)
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
答案　D　人体成熟红细胞能运输O2和CO2,当血液流经肌肉组织时,红细胞可通过②释放O2供肌肉组织细胞利用,同时CO2通过①进入红细胞并被携带到肺部进行气体交换,A正确;O2和CO2跨膜运输方式是自由扩散,④为葡萄糖顺浓度梯度运输进入红细胞,⑤是水分子经水通道蛋白运输进入红细胞,运输方式均为协助扩散,B正确;成熟红细胞没有线粒体,只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③无机盐离子的主动运输提供能量,C正确;成熟红细胞没有细胞核和细胞器,无法合成和运输糖蛋白等蛋白质,膜蛋白无法更新,D错误。
(2020江苏单科,5,2分)如图①~⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式,下列叙述正确的是(　　)
A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同
B.Na+主要以方式③运出小肠上皮细胞
C.多肽以方式⑤进入细胞,以方式②离开细胞
D.口服维生素D通过方式⑤被吸收
答案　A　如图所示,小肠上皮细胞通过同向协同转运的方式吸收葡萄糖,该过程消耗Na+电化学梯度中的能量,属于主动运输,而葡萄糖则是通过载体蛋白顺浓度梯度以协助扩散的方式出小肠上皮细胞的,A正确;Na+出小肠上皮细胞的方式是②主动运输,B错误;多肽是通过胞吞和胞吐的方式进出细胞的,⑤是胞吞,②是主动运输,C错误;维生素D是脂质,以④自由扩散的方式进入小肠上皮细胞,D错误。
(2019课标全国Ⅱ,3,6分)某种H+-ATPase是一种位于膜上的载体蛋白,具有ATP水解酶活性,能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中(假设细胞内的pH高于细胞外),置于暗中一段时间后,溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组,一组照射蓝光后溶液的pH明显降低;另一组先在溶液中加入H+-ATPase的抑制剂(抑制ATP水解),再用蓝光照射,溶液的pH不变。根据上述实验结果,下列推测不合理的是(　　)
A.H+-ATPase位于保卫细胞质膜上,蓝光能够引起细胞内的H+转运到细胞外
B.蓝光通过保卫细胞质膜上的H+-ATPase发挥作用导致H+逆浓度梯度跨膜运输
C.H+-ATPase逆浓度梯度跨膜转运H+所需的能量可由蓝光直接提供
D.溶液中的H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞
答案　C　由题干信息知:蓝光通过保卫细胞质膜上的H+-ATPase(是一种载体蛋白,且可水解ATP提供能量)发挥作用将细胞内的H+逆浓度梯度由细胞内转运到细胞外,使溶液的pH明显降低,A、B正确;加入H+-ATPase抑制剂,再用蓝光照射,溶液的pH不变,说明蓝光不能为逆浓度跨膜转运H+直接提供能量,C错误;经蓝光处理,H+逆浓度梯度运出细胞,而加入H+-ATPase的抑制剂后,再经蓝光处理,膜两侧H+浓度未变,说明无能量供应时H+不能顺浓度梯度跨膜运输进入保卫细胞,D正确。
(2019浙江4月选考,15,2分)将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后,测得有关数据如表:
离子 外部溶液的离子浓度(mmol/L) 根细胞内部离子浓度(mmol/L)
Mg2+ 0.25 3
N 2 28
H2P 1 21
下列叙述正确的是(　　)
A.溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2+的量无关
B.若不断提高温度,根细胞吸收H2P的量会不断增加
C.若溶液缺氧,根细胞厌(无)氧呼吸产生乳酸会抑制N的吸收
D.细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能
答案　D　本题以不同条件下的根对离子的吸收情况为背景信息,考查影响植物对矿质元素吸收的因素,属于对科学探究素养中结果分析要素的考查。由题表可知,根细胞吸收Mg2+属于主动运输,溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2+的量有关,A错误;若不断提高温度,载体蛋白的活性会因高温而失活,根细胞吸收H2P的量不会一直增加,B错误;若溶液缺氧,豌豆根细胞厌(无)氧呼吸产生乙醇和二氧化碳,C错误;细胞呼吸电子传递链阶段(有氧呼吸第三阶段)产生的大量ATP可为根细胞吸收离子供能,D正确。
(2018课标全国Ⅰ,3,6分)下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述,错误的是(　　)
A.在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中的N2和N
B.农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收
C.土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收
D.给玉米施肥过多时,会因根系水分外流引起“烧苗”现象
答案　A　小麦无固氮能力,不能吸收和利用N2,A错误;农田适时松土,可增加土壤氧含量,促进根细胞有氧呼吸,进而促进根细胞通过主动运输吸收矿质元素,B正确;土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子,可以被植物根系吸收利用,C正确;施肥过多可造成土壤溶液浓度高于玉米根细胞的细胞液浓度,导致根细胞水分外流而引起“烧苗”现象,D正确。
(2018北京理综,1,6分)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
答案　B　本题以物质跨膜运输方式为信息载体,考查了常见物质跨膜运输的方式,属于对生命观念素养中结构与功能观要素的考查。以自由扩散方式跨膜运输的物质有O2、CO2等气体以及脂溶性物质等,B正确。
(2017江苏单科,22,3分)如图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述错误的是(多选)(　　)
A.蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输
B.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞
C.ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输
D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞
答案　BCD　本题主要考查物质跨膜运输的方式及载体的特点等知识。分析题图可知,蔗糖由伴胞经胞间连丝顺浓度梯度运输到筛管,由此可推测蔗糖的水解保证了蔗糖浓度差的存在,有利于蔗糖顺浓度梯度运输,A正确;根据题图可看出蔗糖水解成的单糖顺浓度梯度经单糖转运载体运输至薄壁细胞,B错误;从题图中可确定蔗糖的运输为被动运输,不消耗ATP,因此ATP生成抑制剂不会直接抑制题图中蔗糖的运输,C错误;由于载体具有特异性,因此蔗糖不能通过单糖转运载体转运至薄壁细胞,D错误。
(2017海南单科,6,2分)将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组,分别移入适宜的营养液中在光下培养,并给甲组的营养液适时通入空气,乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象,下列说法错误的是(　　)
A.给营养液通入空气有利于该植物的生长
B.根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散
C.根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗
D.根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收
答案　B　由甲组通入空气,乙组不通入空气,一定时间后,甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的可推知:a离子的运输方式是主动运输,主动运输需要载体和能量,B错误,C正确;营养液中通入空气,可促进根部细胞的有氧呼吸,进而促进根对a离子的吸收,利于该植物的生长,A、D正确。
(2016浙江理综,1,6分)当人体血糖浓度偏高时,质膜中的某种葡萄糖载体可将葡萄糖转运至肝细胞内,血糖浓度偏低时则转运方向相反。下列叙述正确的是(　　)
A.该载体在血糖浓度偏低时的转运需要消耗ATP
B.转运速率随血糖浓度升高不断增大
C.转运方向不是由该载体决定的
D.胰岛素促进葡萄糖运出肝细胞
答案　C　在血糖浓度偏低时,肝糖原分解,葡萄糖顺浓度梯度以易化扩散方式运出肝细胞,不需要消耗ATP,A错误;因葡萄糖的转运需载体协助,故其转运速率不能随血糖浓度升高不断增大,B错误;葡萄糖的转运方向取决于血糖浓度的大小,而不取决于载体,C正确;胰岛素可促进葡萄糖运入肝细胞,达到降低血糖浓度的效果。
(2016课标全国Ⅰ,2,6分)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
答案　C　由题意知,离子泵参与的跨膜运输方式属于主动运输,需要载体蛋白协助,需要消耗能量,是逆浓度梯度进行的,A、B错误;动物一氧化碳中毒会影响血液中氧气的运输,影响有氧呼吸产生ATP,从而降低离子泵跨膜运输离子的速率,C正确;蛋白质变性剂可使离子泵变性失活,会降低离子泵跨膜运输离子的速率,D错误。
(2016海南单科,5,2分)下列属于主动运输的是(　　)
A.动物肺泡细胞释放CO2
B.蔗糖通过植物细胞的细胞壁
C.苯分子进入人的皮肤细胞
D.丽藻细胞吸收S的过程
答案　D　CO2、苯分子通过细胞膜的方式为自由扩散,A、C不符合题意;蔗糖通过植物细胞壁并非“跨膜”运输,细胞壁具有“全透性”,B错误;丽藻细胞吸收S的方式为主动运输,D正确。
（2025河北，19，11分）砷可严重影响植物的生长发育。拟南芥对砷胁迫具有一定的耐受性,为探究其机制,研究者进行了相关实验。
回答下列问题:
(1)砷通过转运蛋白F进入根细胞时需消耗能量,该运输方式属于 。砷的累积可导致细胞内自由基含量升高。自由基造成细胞损伤甚至死亡的原因为 (答出两点即可)。
(2)针对砷吸收相关基因C缺失和过量表达的拟南芥,研究者检测了其根细胞中砷的含量,结果如图。由此推测,蛋白C可 (填“增强”或“减弱”)根对砷的吸收。进一步研究表明,砷激活的蛋白C可使F磷酸化,磷酸化的F诱导细胞膜内陷,形成含有蛋白F的囊泡。由此判断,激活的蛋白C可使细胞膜上转运蛋白F的数量 ,造成根对砷吸收量的改变。囊泡的形成过程体现了细胞膜在结构上具有 的特点。
答案 (1)主动运输 自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时,产物同样是自由基,可引发雪崩式反应,对生物膜损伤较大;攻击DNA,可能引起基因突变;攻击蛋白质,使蛋白质活性下降(答出任意两点即可) (2)减弱 减少 流动性 (3)减少 砷竞争性结合转运蛋白F,导致磷与转运蛋白F的结合减少;砷激活蛋白C使细胞膜上转运蛋白F数量减少,进而减少了对磷的转运
解析 (1)物质跨膜运输方式中,主动运输需要转运蛋白参与且消耗能量,被动运输不消耗能量,因此砷通过转运蛋白F进入根细胞的方式属于主动运输。自由基产生后,即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,最为严重的是,当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时,产物同样是自由基,这些新产生的自由基又会去攻击别的分子,由此引发雪崩式的反应,对生物膜的损伤比较大。此外,自由基攻击DNA,可能引起基因突变;攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,导致细胞衰老。(2)分析题图,与野生型相比,C缺失突变体根细胞中砷浓度相对值较高,而C过量表达植株根细胞中砷浓度相对值较低,由此推测,蛋白C可减弱根对砷的吸收。再结合题干“砷激活的蛋白C可使……形成含有蛋白F的囊泡”可推知:砷→蛋白C被激活→F磷酸化→细胞膜内陷形成含有蛋白F的囊泡→细胞膜上F蛋白减少→砷的吸收量减少。囊泡的形成过程体现了细胞膜在结构上具有流动性的特点。(3)砷和磷可竞争性通过转运蛋白F进入细胞,砷胁迫下,砷与转运蛋白F结合增多,导致磷与转运蛋白F的结合减少;砷激活蛋白C使细胞膜上转运蛋白F数量减少,进而减少了对磷的吸收。
【方法技巧】快速判断物质跨膜运输方式
(2022全国乙,29,10分)农业生产中,农作物生长所需的氮素可以N的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。
(1)由图可判断N进入根细胞的运输方式是主动运输,判断的依据是 。　　　　　　　　　
(2)O2浓度大于a时作物乙吸收N速率不再增加,推测其原因是　　　　　　　　　　。　　　　
(3)作物甲和作物乙各自在N最大吸收速率时,作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙,判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)据图可知,在农业生产中,为促进农作物根对N的吸收利用,可以采取的措施是　　　　　　　
　(答出1点即可)。
答案　(1)主动运输需要呼吸作用提供能量,在氧浓度小于a时,N吸收速率与氧浓度呈正相关,氧是有氧呼吸产生能量的必需条件,说明细胞吸收N需要有氧呼吸提供能量　(2)主动运输需要载体和能量,O2浓度大于a时能量充足,而吸收速率不再增加,说明载体达到饱和　(3)甲的N最大吸收速率大于乙,需要的能量多,消耗的氧多　(4)适时松土
解析　(1)主动运输需要载体蛋白和能量,题图中O2浓度小于a时,根细胞对N的吸收速率与O2浓度呈正相关,氧是有氧呼吸产生能量的必需条件,可以说明N进入根细胞需要消耗细胞呼吸提供的能量,运输方式为主动运输。(2)O2浓度大于a时作物乙吸收N速率不再增加,其原因可能是根细胞的细胞膜上运输N的载体蛋白数量有限,此时载体蛋白已达到饱和。(3)题图中作物甲在N最大吸收速率时对应的O2浓度大于作物乙的,说明作物甲和作物乙各自在N最大吸收速率时,作物甲消耗的O2多,因此作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙。(4)在农业生产中,可以采取及时松土透气的措施,来促进根细胞进行有氧呼吸,产生更多的能量,以促进农作物对N的吸收利用。
(2022海南,16,10分)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。
(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是　　　　　　　。
(2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道,水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于　　　　。
(3)细胞膜上的H+-ATP酶是一种转运H+的载体蛋白,能催化ATP水解,利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的pH　　　　;此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是 　。
(4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现的细胞膜的功能是　　　　　　。
(5)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐,不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比,4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是　 。
答案　(1)选择透过性　(2)协助扩散(易化扩散)　(3)下降　自身构象发生改变(或空间结构发生改变)　(4)进行细胞间的信息交流　(5)温度降低,酶的活性降低,呼吸速率减慢,为主动运输提供的能量减少
解析　(1)细胞膜上存在对不同物质的跨膜运输起决定性作用的膜蛋白,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有选择透过性这一功能特性。(2)水分子借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞,这种借助膜上转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式称为协助扩散(易化扩散)。(3)细胞膜上的H+-ATP酶能利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的H+增多,pH下降;载体蛋白在每次转运时都会发生自身构象的改变。(4)胰岛B细胞分泌的胰岛素,随血液到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞,引起靶细胞产生相应的生理变化,该过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。(5)根细胞吸收磷酸盐的方式为主动运输,影响其运输速率的因素有载体蛋白的数量及能量的供应等,4 ℃条件下,呼吸酶的活性降低,细胞呼吸供能减少,从而使磷酸盐吸收速率下降。
(2021北京,19,12分)(12分)学习以下材料,回答(1)~(4)题。
光合产物如何进入叶脉中的筛管
高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输,其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。筛管是光合产物的运输通道。光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉,进入其中的筛管-伴胞复合体(SE-CC),再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。
蔗糖进入SE-CC有甲、乙两种方式。在甲方式中,叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC。胞间连丝是相邻细胞间穿过细胞壁的细胞质通道。在乙方式中,蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输(图1)可以分为3个阶段:①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞;②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间(包括细胞壁)中;③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中,如图2所示。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”(SU载体),SU载体与H+泵相伴存在。胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间,在此形成较高的H+浓度,SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中。采用乙方式的植物,筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。
图1
图2
　　研究发现,叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响,呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加。研究SU载体含量的动态变化及调控机制,对于了解光合产物在植物体内的分配规律,进一步提高作物产量具有重要意义。
(1)在乙方式中,蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间的方式属于　　　　。由H+泵形成的　　　　有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
(2)与乙方式比,甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过　　　　这一结构完成的。
(3)下列实验结果支持某种植物存在乙运输方式的有　　　　。
A.叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中
B.用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低
C.将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞,SE-CC中出现荧光
D.与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉
(4)除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外,本文还介绍了蔗糖能调节SU载体的含量,体现了蔗糖的　　　　功能。
答案　(12分)(1)协助扩散/易化扩散　(跨膜)H+浓度差
(2)胞间连丝
(3)A、B、D
(4)信息传递
解析　(1)由材料中的“②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间(包括细胞壁)中”可知,韧皮薄壁细胞中的蔗糖转运到SE-CC附近的细胞外空间是顺浓度梯度进行的,并且需要W载体,故其运输方式是协助扩散/易化扩散;由图2可知,蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中需要两个条件:一是SU载体,二是H+浓度外高内低(H+泵能够通过主动运输将H+由细胞内运往细胞外,使细胞外的H+浓度高于细胞内)。
(2)由材料中的“在甲方式中,叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC”可知,甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过胞间连丝这一结构完成的。而在乙方式中,只有第①阶段是通过胞间连丝进行的。
(3)叶片吸收14CO2后,放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中,这说明蔗糖的运输经过了乙方式的第①、②阶段,A符合题意;用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片,蔗糖进入SE-CC的速率降低,说明蔗糖进入SE-CC的过程是跨膜运输,这符合乙方式的第②、③阶段,B符合题意;将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞,SE-CC中出现荧光,说明细胞膜可能受到损伤,但不能说明蔗糖进出细胞的方式,C不符合题意;与野生型相比,SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉,说明SU有助于蔗糖从叶肉细胞运输至SE-CC中,D符合题意。
(4)随着蔗糖浓度的提高,叶片中SU载体减少,反之则增加,即蔗糖能调节SU载体的含量,这体现了蔗糖的信息传递功能。
(2021全国甲,29,10分)植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+,回答下列问题:
(1)细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统,生物膜的结构特点是 　。
(2)细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由　　　　　复合物构成的,其运输的特点是　　　　　　　　　　　　　　　(答出1点即可)。
(3)细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是 　。
答案　(1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性;蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中　(2)蛋白质　一种离子通道只允许一种离子通过　(3)K+通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量,呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少
解析　(1)生物膜的结构特点是磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性;蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中。(2)离子通道是由蛋白质复合物构成的,通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,一种离子通道只允许一种离子通过。(3)细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞,这种逆浓度梯度运输的方式为主动运输,主动运输需要消耗细胞呼吸产生的能量,在有呼吸抑制剂的条件下,呼吸抑制剂抑制了细胞呼吸,使能量供应不足,故根细胞对K+的吸收速率降低。
(2021广东,19,16分)人体缺乏尿酸氧化酶,导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球滤过后,部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收,最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前,E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂,获得了若干只高尿酸血症大鼠,并将其随机分成数量相等的两组,一组设为模型组,另一组灌服F设为治疗组。一段时间后检测相关指标,结果见图8。
图8
　　回答下列问题:
(1)与分泌蛋白相似,URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要　　　　　　　　　　　　　　及线粒体等细胞器(答出两种即可)共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收尿酸盐,体现了细胞膜具有　　　　　　　　　的功能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜,这类跨膜运输的具体方式有　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘(图9,示意图),该结构有利于尿酸盐的重吸收,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
图9
(3)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是　　　　　　。与其他两组比较,设置模型组的目的是　　　　　　　　　　　　。
(4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,具体为　　　　。
答案　(1)核糖体、内质网和高尔基体　选择透过性　协助扩散和主动运输　(2)刷状缘扩大了该侧的膜面积　(3)灌服尿酸氧化酶抑制剂　与空白对照组相比得出尿酸氧化酶的作用,与治疗组相比得出药物F的作用　(4)F通过降低细胞膜上的URAT1和GLUT9数量降低血清尿酸盐含量　灌服E
解析　(1)根据题意可知,URAT1和GLUT9与分泌蛋白相似,则其合成、加工和转运过程需要核糖体、内质网和高尔基体等的参与。肾小管细胞通过载体蛋白URAT1和GLUT9重吸收尿酸盐,体现了细胞膜的选择透过性。通过载体蛋白运输物质的方式有协助扩散和主动运输。(2)根据图9可知,刷状缘位于肾小管管腔一侧,扩大了该侧的膜面积,从而增加尿酸盐的重吸收量。(3)根据实验可知,模型组大鼠灌服了尿酸氧化酶抑制剂,因此与空白对照组相比,模型组的自变量为灌服尿酸氧化酶抑制剂。设置模型组的目的应从两个方面思考,第一是与空白对照组比较,第二是与治疗组比较,通过比较可以分别得出尿酸氧化酶的作用和药物F的作用。(4)分析图8,治疗组的血清尿酸盐含量较模型组低,但比空白对照组高,说明F有一定的降低尿酸盐的作用,但效果没有尿酸氧化酶显著;由图8可知治疗组(服用药物F)URAT1和GLUT9的含量均降低,由此推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的可能原因是F可降低细胞膜上的URAT1和GLUT9的数量,减少尿酸盐重吸收。结合题干信息可知,目前E是针对题述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物,因此将F与E的作用效果相比可进一步评价F的作用效果。

展开更多......

收起↑