资源简介

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第07讲 物质运输
目 录
01考情解码·考点定标 2
02体系构建·思维领航 3
03考点突破·考向探究 4
考点一 渗透作用 4
知识点1 渗透作用 4
知识点2 渗透装置的变式分析 4
考向 渗透作用 6
考点二 水分子进出细胞 8
知识点1 动物细胞的吸水和失水 8
知识点2 成熟植物细胞的吸水和失水 8
知识点3 质壁分离和复原及应用 9
考向1 动植物细胞的吸水与失水 11
考向2 质壁分离和复原实验 13
考点三 物质出入细胞的方式 15
知识点1 物质进出细胞方式比较 15
知识点2 转运蛋白的比较 16
知识点3 影响物质运输的因素 16
重难点透析 物质跨膜运输方式的实验设计 17
考向1 物质跨膜运输方式的判断 18
考向2 影响物质跨膜运输的因素分析 20
04真题感知·命题洞见（含2025年高考真题） 22
05 学以致用·能力提升 32
一、教材知识链接 32
二、高考真题回顾 33
三、新情境（主动运输拓展分析） 33
考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年
渗透作用 选择题 非选择题 重庆卷T10,2分 湖南卷T14，3分 重庆卷T7,2分
细胞的吸水 选择题 非选择题 河南卷T9,2分 北京卷T15,3分 湖南卷T14，3分 甘肃卷T3，2分 江苏卷T19,12分
质壁分离和复原 选择题 非选择题 陕晋青宁卷T5,3分 江苏卷T7,3分 北京卷T13,3分
考情分析： 1．从命题题型和内容上看，试题以选择题为主。题目难度中等偏上，主要从以下几方面考查：渗透作用的原理及分析、动植物细胞的吸水和失水、物质跨膜运输方式的判断等。 2．从命题思路上看，从以下几个方面进行考查 (1)将生活实例与渗透作用结合考查渗透作用的原理； (2)主要考查质壁分离与复原实验的应用、或结合课本其他基础实验考查课本内结本实验知识。
复习目标： 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。(生命观念) 2．比较不同跨膜运输方式的异同点，并能根据物质进出细胞的特点判断其运输方式。(科学思维) 3．结合探究物质跨膜运输方式的实验设计与分析，掌握相关的实验设计及分析能力。(科学探究) 4．通过分析影响物质跨膜运输速率的因素，解释生产生活中相关应用所依据的生物学原理。(社会责任)
考点一 渗透作用
知识夯基
知识点1 渗透作用
1.定义：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。
2.渗透作用发生的条件：有一层半透膜、半透膜两侧的溶液具有浓度差。（提醒：浓度是指物质的量浓度）
3.渗透作用的对象：水分子或其他溶剂分子。
4.渗透作用的方向：如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水分子或其他溶剂分子从相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。（提醒：溶液浓度低向溶液浓度高的渗透）
5.渗透现象分析：
当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因分析：由于水槽中与漏斗中的液体具有浓度差，即具有渗透压差，所以多数水分子进入漏斗，使漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差为H1；当H1产生的压强使半透膜两侧的渗透平衡时，半透膜两侧水分子的交换速率相同，液面不再升高。（提醒：达到平衡时水分子的进出速率相等）
知识点2　渗透装置的变式分析
1.溶质不能通过半透膜的情况
（1）若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的，表现为S1溶液液面上升。
（2）若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反，表现为S1溶液液面下降。
（3）在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度。（提醒：存在高度差时即存在浓度差）
2.溶质能通过半透膜的情况
（2）若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则最初单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的，随着溶质的扩散，最终S1和S2溶液浓度相等，表现为S1溶液液面先上升后下降，最终S1和S2溶液液面持平。
（2）若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反。
3.其他情况：如图为渗透作用的初始状态，其中半透膜只允许水分子通过(图中浓度为质量分数)。
(1)往稳定后的U形管的左侧加入少量蔗糖酶（提醒：蔗糖被水解后得到两分子单糖）
①未加酶时：葡萄糖相对分子质量较小，10%的葡萄糖溶液的物质的量浓度更大，水分子流向总趋势为10%的蔗糖溶液→10%的葡萄糖溶液，右侧液面升高。
②加蔗糖酶后：一分子蔗糖被水解产生两分子单糖(葡萄糖和果糖)，导致左侧溶液浓度升高，水分子流向总趋势为10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液，则左侧液面升高。
(2)若把稳定后的U形管右侧液面高出的部分吸走，则右侧液面继续升高并达到新的平衡。
【易错提醒】
（1）水分子是双向移动的，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。
（2）达到渗透平衡时仍然有水分子透过半透膜，这时的水分子由烧杯扩散到漏斗与由漏斗扩散到烧杯的数目是相等的。
（3）若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就还存在浓度差。
（4）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％的葡萄糖溶液和质量分数为10％的蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10％的蔗糖溶液的渗透压比质量分数为10％的葡萄糖溶液的小，故通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动的水分子数多。
【名师提醒】
教材隐性知识：(必修1 P63“思考·讨论”拓展)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？
不一定。对于动物细胞来说，单位时间内水分子进出细胞的数量相等时，细胞内外溶液的浓度相等。但植物细胞有细胞壁的支持、保护，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。
考向研析
考向 渗透作用
例1．如图1、2表示渗透作用实验，开始时如图1，过一段时间后结果如图2。图3是细胞在某浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图，下列说法正确的是（ ）

A．图1开始时A中水分子扩散到B的速率小于扩散到C的速率
B．图2所示平衡状态时B、C中漏斗内外溶液渗透压会相等
C．细胞处于图3过程时细胞的吸水力会越来越大
D．洋葱表皮细胞放在清水中较长时间后，细胞体积几乎不变
【答案】D
【解析】A、根据图2中液面的高度差（H1＞H2）可知，B中蔗糖溶液的浓度应大于C中蔗糖溶液的浓度，因此图1开始时A中水分子扩散到B的速率应大于扩散到C的速率，A错误；
B、图2渗透平衡时，漏斗内是蔗糖溶液，烧杯内是清水，因此图2所示平衡状态时，B、C中漏斗内溶液渗透压会大于漏斗外的溶液(（清水）渗透压，B错误；
C、由图3可知，水分子进入细胞的速率大于水分子出细胞的速率，随着水分子进入细胞，细胞内的渗透压减小，对水的吸水力逐渐减小，C错误；
D、洋葱表皮细胞的最外层是细胞壁，细胞壁的伸缩性较小，因此洋葱表皮细胞放在清水中较长时间后，由于细胞壁的限制，细胞不会无限吸水，细胞体积几乎不变，D正确。
【变式训练1·变载体】将相同体积的稀溶液（纯水）和浓溶液分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，达到渗透平衡状态后，在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，这一过程称为反渗透，原理如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．渗透装置中渗透平衡后，纯水一侧的液面升高
B．渗透装置在渗透平衡过程中浓溶液吸水力增强
C．反渗透时，随浓溶液液面下降施加压力将增大
D．反渗透时，纯水中的水分将向浓溶液一侧流动
【答案】C
【解析】A、渗透装置中达到渗透平衡后，浓溶液一侧的液面升高，浓度差引起的吸水力与高度差引起的压强抵消，A错误；
B、渗透装置在渗透平衡过程中，浓溶液浓度下降，吸水力降低，B错误；
C、反渗透过程中，随着浓溶液液面下降，需要施加的压力会相应增大，以维持渗透压平衡，C正确；
D、反渗透时，浓溶液中的水分将向纯水一侧流动，D错误。
【变式训练2·变考法】在玻璃圆筒中装满30%的蔗糖溶液，用猪膀胱封口后，把圆筒整体浸沉在5%的蔗糖溶液中。观察发现，圆筒上的猪膀胱逐渐向外膨胀，膨胀到一定程度后不再变化。对该实验现象的合理解释是（ ）
①猪膀胱向外膨胀是因为外界的水分子通过猪膀胱进入圆筒内
②猪膀胱向外膨胀是因为猪膀胱将外界环境中的蔗糖吸收进圆筒内
③猪膀胱膨胀到一定程度后不再变化是因为通过膀胱膜进出圆筒的水分子已处于动态平衡状态
④猪膀胱膨胀到一定程度后不再变化是因为膀胱膜两侧蔗糖溶液已不存在浓度差
A．①④ B．②④ C．①③ D．②③
【答案】C
【解析】①②根据实验现象可知，猪膀胱具有选择透过性，且只有蔗糖分子不能通过，水分子能通过时，才会出现圆筒上的猪膀胱逐渐向外膨胀，膨胀到一定程度后不再变化的现象。猪膀胱向外膨胀，是因为玻璃圆筒内装的30%的蔗糖溶液比圆筒外5%的蔗糖溶液浓度高，水分子从外界通过猪膀胱进入圆筒内导致的，①正确、②错误；
③膀胱膨胀到一定程度后不再增大，是因为水分子进出猪膀胱处于动态平衡状态，玻璃圆筒内液体体积不再增大，③正确；
④由于猪膀胱有一定的膨胀度，迫使圆筒内水分子排出，外界蔗糖溶液吸引圆筒内水分子排出，圆筒内蔗糖溶液吸引外界环境中的水分子进入，当圆筒内外对水分子的作用力相等时，猪膀胱膨胀到一定程度不再变化，此状态下，圆筒内蔗糖溶液浓度大于外界蔗糖溶液浓度，④错误。
综上，①③正确，②④错误，C正确，ABD错误。
考点二 水分子进出细胞
知识夯基
知识点1 动物细胞的吸水和失水
1.原理：动物细胞的细胞膜相当于半透膜。
2.条件及现象
过程 条件 现象
吸水 外界溶液的浓度<细胞质的浓度
失水 外界溶液的浓度>细胞质的浓度
平衡 外界溶液的浓度＝细胞质的浓度
知识点2 成熟植物细胞的吸水和失水
1.植物细胞吸水的方式
(1)吸胀吸水：吸胀吸水主要依赖细胞内的亲水性物质(如蛋白质、淀粉、纤维素等)吸收水分，三者吸水能力的大小关系为纤维素<淀粉<蛋白质。植物细胞在形成中央液泡之前(提醒：如植物根尖分生生细胞和干种子）
通过吸胀作用吸水。
(2)渗透吸水：这是成熟的植物细胞的主要吸水方式，如根尖成熟区细胞等形成中央大液泡的细胞。成熟的植物细胞是一个渗透系统。
2.植物细胞的渗透吸水
(1)条件：成熟植物细胞具有中央(大)液泡。
(2)原理：
原生质层（相当于半透膜）：细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质（提醒：原生质层≠原生质体）
现象：
①外界溶液浓度＞细胞液浓度，细胞失水，发生质壁分离现象。
②外界溶液浓度＜细胞液浓度，细胞吸水略微膨胀（提醒：植物细胞有细胞壁不会吸水涨破），失水的细胞发生质壁分离复原。
③外界溶液浓度=细胞液浓度，水分子进出平衡，细胞保持原态。
【易错提醒】
当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时，细胞可能正在失水，可能正在吸水，可能处于平衡状态，也可能已死亡。
知识点3 质壁分离与复原及应用
1．实验原理：
(1)植物细胞的原生质层相当于半透膜，细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性，原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。
(2)外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞失水，原生质层皱缩→发生质壁分离。
(3)外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞吸水→已发生质壁分离的细胞发生质壁分离复原现象。
2.实验材料：　紫色　的洋葱鳞片叶　外表皮　细胞。(提醒：外表皮有颜色）
3.实验步骤：
4.实验结论
（1）当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞　失水　，发生　质壁分离　。
（2）发生质壁分离的细胞，当细胞液的浓度　大于　外界溶液的浓度时，细胞　吸水　，发生质壁分离复原。(提醒：若溶液溶质可以进入细胞则会发生自动复原现象，如乙二醇、甘油等）
5.质壁分离与复原实验的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
(4)比较未知浓度溶液的浓度大小
(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
【易错提醒】
（1）本实验中存在两组对照实验，对照组和实验组在同一装片中先后进行，属于自身前后对照。
（2）本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高，质壁分离速度虽快，但会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，质壁分离后不能复原；若质量浓度过低则不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
【易错辨析】
(1)1 mol·L－1 NaCl溶液和1 mol·L－1蔗糖溶液的渗透压大小相等。(2021·湖南卷，3D)(×)
　1 mol·L－1 NaCl溶液中，含1 mol·L－1的Na＋和1 mol·L－1的Cl－，即溶质微粒浓度为2 mol·L－1，而1 mol·L－1蔗糖溶液中，溶质为蔗糖分子，不可再拆分，故1 mol·L－1 NaCl溶液的渗透压大于1 mol·L－1蔗糖溶液的渗透压。
(2)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。(2021·江苏卷，12C)(×)
　应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸引流，重复几次，洋葱细胞就会浸润在蔗糖溶液中。
(3)观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮。(2021·全国乙卷，2D)(√)
(4)质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。(2020·山东卷，3C)(×)
　质壁分离过程中，细胞液浓度增大，吸水能力增大。
(5)可以用大蒜根尖分生区细胞作实验材料来观察细胞的质壁分离与复原。(2020·全国卷Ⅰ，4A)(×)
　根尖分生区细胞没有大液泡，不适合作为此实验的实验材料。
(6)需要高倍显微镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离。(2019·海南卷，7C)(×)
　整个实验过程只需低倍镜观察即可。
(7)用黑藻叶片进行质壁分离实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察。(2014·全国卷Ⅰ，4B)(×)
　黑藻叶肉细胞液泡无颜色，叶绿体的存在有利于实验现象的观察。
考向研析
考向1 动植物细胞的吸水与失水
例1.某同学将初始长度和质量相同的萝卜条甲、乙放置在不同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后，萝卜条的最终长度如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．甲的初始细胞液浓度小于乙
B．若蔗糖溶液浓度为a，则甲的吸水量多于乙
C．若蔗糖溶液浓度为d，则渗透平衡时甲的重量小于乙
D．根据图示可知，植物的细胞壁也具有一定的伸缩性
【答案】B
【解析】A、根据图示可知，当萝卜条处于初始长度时，细胞液浓度和外界溶液浓度相等，乙对应浓度为c，甲对应浓度为b，因此甲的初始纸胞液浓度小于乙的，A正确；
B、当蔗糖溶液浓度为a时，细胞吸水，由于甲的细胞液浓度小于乙，因此甲的吸水量少于乙，B错误；
C、蒸糖溶液浓度为d时，细胞失水，甲的失水量多于乙，渗透平衡时甲萝卜条的重量小于乙，C正确；
D、萝卜条的长度会发生变化，说明细胞壁也具有一定的伸缩性，D正确。
【变式训练1·变载体】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．低盐度培养0-8h，缢蛏细胞吸水，其细胞液的浓度会逐渐减小
B．低盐度培养8-48h，缢蛏通过自我调节以减少组织中的溶质含量
C．高盐度条件下，缢蛏可能通过产生游离的氨基酸抵抗外界胁迫，维持自身鲜重相对稳定
D．缢蛏细胞吸水和失水时，水分子通过水通道蛋白跨膜运输可能比自由扩散更快
【答案】A
【解析】A、0～8h，与初始状态（0h）相比，缢蛏的鲜重增加，故其在低盐度条件下吸水，但动物细胞没有细胞液，A错误；
B、低盐度培养时，缢蛏组织渗透压大于外界环境，导致缢蛏吸水，为恢复正常状态，缢蛏应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正确；
C、高盐度条件下，外界溶液浓度高于缢蛏细胞液浓度，缢蛏可能通过产生游离的氨基酸来增大细胞液浓度，抵抗外界胁迫，维持自身鲜重相对稳定，C正确；
D、水分子通过水通道蛋白跨膜运输属于协助扩散，协助扩散比自由扩散的运输速率快，所以缢蛏细胞吸水和失水时，水分子通过水通道蛋白跨膜运输可能比自由扩散更快，D正确。
【变式训练2·变考法】植物叶表皮上的气孔由两个含有叶绿体的保卫细胞组成，是二氧化碳、氧气、水等进出叶片的通道，已知其开闭受光照、温度、水分等环境因素的调节。为探究影响气孔开闭的内因，科学家选取某植物叶片，置于不同浓度的KNO3溶液中，一定时间后测量叶片气孔开度。已知该植物叶片细胞渗透压与0.10mol/LKNO3溶液渗透压相等。用0．20mol/LKNO3溶液处理时，较短时间内即可观察到气孔关闭现象。下列叙述正确的是（ ）
A．在0.10mol/LKNO3溶液中，H2O、K+和NO3进出保卫细胞达到动态平衡
B．0.20mol/LKNO3溶液处理导致气孔关闭，是由于叶片细胞渗透吸水所致
C．用0.20mol/LKNO3溶液处理较长一段时间后，关闭的气孔可重新开放
D．强光照导致气孔关闭时，表皮细胞和保卫细胞都不能进行光合作用
【答案】C
【解析】A、在0.10mol/L KNO 溶液中，细胞液渗透压与外界溶液相等，水分进出达到动态平衡。但K 和NO 可通过主动运输进入细胞，离子进出没有达到动态平衡，A错误；
B、0.20mol/L KNO 溶液浓度高于细胞液，导致保卫细胞渗透失水，气孔关闭，B错误。
C、长时间处理下，保卫细胞通过主动运输吸收K 和NO ，细胞液浓度升高，当超过外界溶液时，细胞渗透吸水，质壁分离复原，气孔重新开放，C正确。
D、强光照导致气孔关闭时，表皮细胞无叶绿体不能光合作用，但保卫细胞含叶绿体仍可进行光反应（暗反应可能受阻），D错误。
考向2 质壁分离与复原实验
例2.某同学用不同浓度的蔗糖溶液分别处理红山茶花的花瓣表皮临时装片，观察花瓣表皮细胞的吸水和失水。图1为0.35 g·mL－1蔗糖溶液的处理结果。该同学用显微镜连接计算机并通过相关软件分别计算不同蔗糖溶液浓度下花瓣表皮细胞和液泡的面积，求出液泡面积与细胞面积比值，得到平均值H，相关数据如图2所示。下列叙述正确的是（ ）
A．图1甲区域为蔗糖溶液，乙区域和丙区域的溶液几乎不含蔗糖
B．用0.45 g·mL－1蔗糖溶液处理的装片，细胞失水量更大，图1乙区域平均面积更大
C．图1丙区域表示细胞质基质，该面积可作为质壁分离的观察指标
D．H值可反映细胞的质壁分离程度，H值越小，细胞液的渗透压越小
【答案】B
【解析】A、图1丙区域表示原生质体， 乙区域是细胞壁与原生质层之间的蔗糖溶液，A错误；
B、由图2柱形图可知，用0.45g·mL蔗糖溶液处理的装片，细胞失水量更大，图1乙区域平均面积更大，丙区域平均面积更小，B正确；
C、图1丙区域表示原生质体，C错误；
D、H值可反映细胞的质壁分离程度，H值越小，细胞液浓度越高，渗透压越大，D错误。
【变式训练1·变考法】细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。某小组用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞为实验材料，测定该细胞的细胞液浓度与多少质量分数的蔗糖溶液相当。下列实验操作正确的是（　　）
A．仅能用紫色洋葱鳞片叶内表皮制成临时装片
B．仅配制质量浓度为0.3g /mL的蔗糖溶液
C．记录刚好发生和尚未发生质壁分离时的蔗糖溶液浓度
D．在高倍镜下观察液泡大小和原生质层的位置
【答案】C
【解析】A、紫色洋葱鳞片叶外表皮和内表皮细胞中都含有大液泡，都可用制成临时装片，A错误；
B、要测定该细胞的细胞液浓度时，需要配制一系列质量浓度的蔗糖溶液，B错误；
C、记录刚好发生和尚未发生质壁分离时的蔗糖浓度，据此推算出细胞液浓度介于这两个浓度之间，C正确；
D、该实验，只需要在低倍镜下观察液泡大小和原生质层的位置，D错误。
故选C。
【变式训练2·变考法】某生物兴趣小组同学用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、紫色洋葱鳞片叶等进行了质壁分离实验，以“探究植物耐寒机理”，下表为实验数据汇总表。下列叙述错误的是（　　）
常温 低温（4℃）
1组 2组 3组 1组 2组 3组
初始细胞质壁分离所需时间/分、秒 结果 1′20″ 1′26″ 1′14″ 2′40″ 2′35″ 3′02″
均值 1′20″ 2′46″
相同时间细胞质壁分离占比/% 结果 100 100 100 39 31 34
均值 100 35
相同时间原生质体长度与细胞长度比值/% 结果 45 42 39 80 82 79
均值 41 80
A．低温处理的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞在蔗糖溶液中吸水能力会减弱
B．据该实验分析，低温条件下的植物细胞可能通过增加细胞液浓度适应低温环境
C．低温处理后质壁分离细胞占比降低，质壁分离程度变小
D．实验中相同温度的1、2、3组为重复实验，其目的是减小实验误差
【答案】A
【解析】A、低温处理使植物细胞液浓度升高，在蔗糖溶液中吸水能力会增强，A错误；
B、由实验数据可知，低温处理的植物细胞失水速率变慢，说明低温条件下，植物细胞可能通过增加细胞液浓度适应低温环境，B正确；
C、从数据来看，低温处理后的洋葱鳞片叶细胞质壁分离占比仅为35%，远低于常温下的100%，且原生质体长度与细胞长度比值更大，说明质壁分离程度变小，C正确；
D、实验在相同温度下均设置了三组，这三组为重复实验，能避免偶然因素影响，减小实验误差，D正确。
考点三 物质出入细胞的方式
知识夯基
知识点1 物质进出细胞方式的比较
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 细胞外→ 细胞内 细胞内→ 细胞外
是否需要 (消耗) 蛋白质 不需要 需要 需要 需要 需要
能量 不消耗 不消耗 消耗 消耗 消耗
模型
举例 O2、CO2、甘油、乙醇、苯 人的红细胞吸收葡萄糖、H2O通过通道蛋白的运输 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、无机盐、氨基酸等 白细胞吞噬病菌 分泌蛋白的分泌
影响因素 浓度差 浓度差；转运蛋白的种类和数量 载体蛋白种类和数量；能量 温度；能量
知识点2 转运蛋白的比较
名称 转运对象 特点
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 每次转运时都会发生自身构象的改变
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 转运分子或离子不需要与通道蛋白结合
知识点3 影响物质运输的因素
1.浓度差对物质跨膜运输的影响
浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；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的原因是受载体数量的限制。主动运输不受浓度差的影响。
2.载体数量对跨膜运输的影响
主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下，载体数量越多，运输速率越大。自由扩散不受载体数量的影响。
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。(提醒：氧气含量为0时，主动运输可依赖无氧呼吸供能）
4.温度对跨膜运输的影响
自由扩散 协助扩散和主动运输
一方面升高温度通过影响分子运动而影响自由扩散和协助扩散，另一方面温度直接影响蛋白质的活性，通过影响呼吸作用中酶的活性而影响主动运输。
重难点透析 物质跨膜运输方式的实验设计
(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
【易错提醒】
(1)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输；神经细胞膜上运入K＋的方式为主动运输，运出K＋的方式为协助扩散，运入K＋的载体蛋白和运出K＋的通道蛋白都具有特异性。
(2)Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞，但也可通过协助扩散的方式进出细胞，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。
(3)RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，而不是通过胞吞、胞吐。
(4)胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。
【易错辨析】
(1)硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白。(2024·贵州卷，4C)(×)
　 硒蛋白从细胞内转运到细胞壁是通过胞吐的方式实现的，故不需转运蛋白。
(2)小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由叶绿体产生。(2024·全国甲卷，1D)(×)
　主要由线粒体产生。
(3)葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞。(2023·全国甲，1D)(×)
　葡萄糖进入小肠上皮细胞为主动运输，进入哺乳动物成熟的红细胞为协助扩散。
(4)植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP。(2023·全国乙卷，3D)(√)
(5)葡萄糖是机体能量的重要来源，能经自由扩散通过细胞膜。(2023·全国新课标卷，1B)(×)
　葡萄糖通过细胞膜进入红细胞是协助扩散，进入其他细胞一般为主动运输。
(6)神经元细胞膜上存在与K＋、Na＋主动运输有关的通道蛋白。(2022·浙江1月选考，8D)(×)
　神经元细胞膜上存在与K＋、Na＋主动运输有关的载体蛋白，通道蛋白参与的是协助扩散。
(7)胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量。(2021·福建卷，2C)(×)
　胰岛B细胞分泌胰岛素的方式为胞吐，需要耗能
考向研析
考向1 物质跨膜运输方式的判断
例1.胃壁细胞分泌的胃酸在食物消化过程中起重要作用，位于胃壁细胞膜上的质子泵(H+-K+-ATP酶)，能通过催化ATP水解，完成H+/K+的跨膜转运，使胃腔中H+含量升高。而Cl-则通过胃壁细胞基底侧膜上的Cl--HCO交换体逆浓度梯度转运入细胞内，又源源不断地通过近顶端膜的离子通道进入胃腔与H+共同形成胃酸。下列说法错误的是（ ）
A．细胞膜上的H+-K+-ATP酶磷酸化时伴随着空间结构的改变
B．Cl-进入胃壁细胞的运输方式为主动运输
C．Cl-进入胃腔时需要与Cl-通道蛋白结合
D．质子泵活性抑制剂，可用来治疗胃酸过多导致的胃溃疡
【答案】C
【解析】A、H -K -ATP酶通过催化ATP水解转运H 和K ，ATP水解时酶发生磷酸化，导致其空间结构改变以完成离子转运，A正确；
B、Cl 通过基底侧膜的Cl -HCO 交换体逆浓度梯度进入细胞，属于主动运输（需载体且逆浓度梯度），B正确；
C、Cl 通过近顶端膜的离子通道进入胃腔时，通道蛋白介导的是协助扩散，此过程不需要与Cl 结合（通道蛋白仅提供通道），C错误；
D、抑制质子泵活性可减少H 分泌，从而降低胃酸浓度，可用于治疗胃溃疡，D正确。
【变式训练1·变载体】肾小管上皮细胞膜上存在一种Na+-K+-2Cl-的“同向转运体”，1个Na+借助该转运体顺浓度梯度从肾小管腔进入细胞，同时将1个K+和2个Cl-一起逆浓度梯度转运到细胞内。已知药物呋塞米能抑制该转运体的运输功能。下列说法正确的是（ ）
A．推测药物呋塞米具有利尿作用，有利于维持内环境的渗透压
B．三种离子借助该转运体进入细胞的跨膜运输方式相同
C．三种离子借助该转运体进入细胞时均不需要与其结合
D．该转运体磷酸化导致其空间结构改变，进而将离子转运至胞内
【答案】A
【解析】A、药物呋塞米能抑制该转运体的运输功能，降低肾小管上皮细胞内渗透压，减弱重吸收能力，从而增加尿液，维持内环境的渗透压，A正确；
B、Na+借助该转运体顺浓度梯度运输为协助扩散，K+和Cl-一起逆浓度梯度运输为主动运输，B错误；
C、K+和Cl-通过主动运输需要与载体蛋白结合，C错误；
D、该转运体运输并不需要ATP供能，所以不会磷酸化，D错误。
【变式训练2·变考法】细胞运输物质有多种方式，如自由扩散（甲）、协助扩散（乙）、主动运输（丙）、胞吞和胞吐（丁），不同运输方式有不同的特点。①不需要细胞提供能量，没有膜蛋白协助；②被转运物质可不与转运蛋白结合，具有高度选择性；③逆浓度梯度运输，ATP直接或间接提供能量；④物质包裹在磷脂双分子层中运输；⑤可涉及内质网和高尔基体的膜融合；⑥顺浓度梯度运输，需特异性膜蛋白协助；⑦光能驱动H 跨膜泵入叶绿体类囊体的运输；⑧神经递质在突触间隙的运输方式。下列运输方式与特点或实例对应错误的是（ ）
A．丙—③⑦ B．乙—②⑥ C．甲—①⑧ D．丁—④⑤
【答案】C
【解析】A、丙（主动运输）对应③（逆浓度梯度，ATP供能）和⑦（光能驱动H 泵入类囊体）。主动运输需要载体和能量，光能驱动的H 运输属于主动运输（光能间接供能），③⑦正确，A正确；
B、乙（协助扩散）对应②（可不与转运蛋白结合，高度选择性）和⑥（顺浓度梯度，需膜蛋白协助）。协助扩散通过通道或载体蛋白，通道蛋白运输时物质可不直接结合，且具有选择性，②⑥正确，B正确；
C、甲（自由扩散）对应①（不需能量和膜蛋白）和⑧（神经递质在突触间隙运输）。神经递质在突触间隙的运输属于细胞外液的扩散，不涉及跨膜运输，而自由扩散需跨膜，⑧错误，C错误；
D、丁（胞吞/胞吐）对应④（物质包裹在磷脂层中）和⑤（涉及内质网、高尔基体膜融合）。胞吞/胞吐通过囊泡运输，且分泌蛋白需细胞器膜融合，④⑤正确，D正确。
考向2 影响物质跨膜运输的因素分析
例2.胃酸由胃壁细胞分泌，该细胞表面具有多种受体，受自主神经系统和胃泌素等调节。当接受外来信号后，胃壁细胞膜上的H+-K+ATP酶被激活，分泌大量H+，同时吸收K+通道泄漏的K+。胃炎患者常需服用H+-K+ATP酶抑制剂（PPI）抑制胃酸分泌。下列说法正确的是（ ）
A．胃泌素通过与H+-K+ATP酶结合将后者激活
B．胃腔中K+浓度显著高于胃壁细胞内的K+浓度
C．服用胃泌素受体抑制剂能促进胃酸的分泌
D．长期服用PPI抑制胃酸分泌，会影响血钾稳态
【答案】D
【解析】A、胃泌素是通过与胃壁细胞表面的胃泌素受体结合，间接激活H+-K+ATP酶，而非直接结合该酶，A错误；
B、H+-K+ATP酶的功能是分泌H+并吸收K+（将K+从胃腔转运至细胞内），说明K+从胃腔转运至细胞内是通过逆浓度运输，由此可知胃腔中的K+浓度应低于细胞内，B错误；
C、胃泌素与胃壁细胞的胃泌素受体结合后可以促进胃酸分泌，所以服用胃泌素受体抑制剂会抑制胃酸的分泌，C错误；
D、H+-K+ATP酶参与K+的吸收，长期抑制其活性可能导致K+吸收减少，进而影响血钾稳态，D正确。
【变式训练1·变载体】肾上腺皮质分泌的醛固酮主要作用于集合管的上皮细胞，醛固酮进入集合管上皮细胞后，与胞质受体形成激素—受体复合物，进入细胞核内，最终影响细胞核相关基因的表达。下图为醛固酮的作用机制示意图，下列有关说法错误的是（ ）
A．由图可推测醛固酮可能属于脂溶性物质，其跨膜运输属于被动运输
B．此机制中细胞核相关基因表达的产物包括钠钾泵、钠通道以及ATP
C．当大量失水使细胞外液量减少或血钠含量降低时，都能促进此机制的发生
D．醛固酮促进了集合管细胞对K+的排泄和Na+的重吸收，有利于维持机体稳态
【答案】B
【解析】A、图中醛固酮进入细胞，并未借助转运蛋白，故可推测其属于脂溶性小分子物质，跨膜运输方式为自由扩散，A正确；
B、由图可知，醛固酮与受体结合形成复合物，对细胞核基因的表达进行调节，生成钠钾泵、钠通道等，但不包括ATP，B错误；
C、当大量失水使细胞外液量减少或血钠含量降低时，会刺激肾上腺皮质分泌醛固酮，从而促进醛固酮与胞质受体结合等一系列机制的发生，C正确；
D、醛固酮诱导蛋白包括钠通道，有利于小管液中的Na+向细胞内流，线粒体中合成ATP的酶，有利于ATP的生成，为钠钾泵供能，进而加速将Na+泵出细胞和K+泵入细胞，增大细胞内与小管液之间的K+浓度差，有利于促进K+的分泌，D正确。
【变式训练2·变考法】下图表示某些物质跨膜运输的过程，已知丁氧苯酸通过作用于钠钾氯共转运体（一种载体蛋白）从而起利尿的作用。肾小管上皮细胞中氯离子浓度高于细胞外。下列说法错误的是（　　）
A．组织液中Na+浓度高于肾小管上皮细胞
B．K+是逆浓度梯度从肾小管管腔进入上皮细胞
C．K+通过K+通道时，不需要与其结合
D．丁氧苯酸能增强钠钾氯共转运体转运能力
【答案】D
【解析】AB、K+通过K+通道顺浓度梯度从肾小管上皮细胞到达细胞外，可以判断细胞中K+浓度高于细胞外。Na+/K+ATP酶消耗ATP，一方面逆浓度梯度把K+运进细胞，另一方面逆浓度梯度把Na+运出细胞，使得细胞中K+浓度高，Na+浓度低，故组织液中Na+浓度高于肾小管上皮细胞。因此，A正确，B正确；
C、K+通过K+通道时，不需要与其结合，C正确；
D、钠钾氯共转运体是一种载体蛋白，据图可知，在运输离子的过程中没有消耗ATP。因此，逆浓度运输K+、Cl-所需的能量来自于Na+顺浓度梯度进入细胞形成的化学势能。丁氧苯酸通过作用于钠钾氯共转运体（一种载体蛋白）从而起利尿的作用，说明丁氧苯酸能抑制钠钾氯共转运体转运能力，减少Na+、K+、Cl-等离子的重吸收，从而增大原尿的渗透压，减少水分的重吸收，起到利尿的作用，D错误。
1．（2025·重庆·高考真题）某兴趣小组利用图1装置，分别使用等体积2.5mol/L葡萄糖溶液和1.2mol/L蔗糖溶液，室温下观察渗透现象。图2是两种溶液在垂直管中，一段时间内溶液高度变化，下列说法正确的是（ ）
A．X表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化
B．t1—t3由X液面快速上升推测水分子不会从漏斗进入烧杯
C．t2—t5取Y对应烧杯中液体能检测到还原糖
D．t5后两种溶液在垂直管中液面高度将不变
【答案】C
【解析】A、葡萄糖分子能通过玻璃纸，蔗糖分子不能通过。开始时葡萄糖溶液和蔗糖溶液的浓度分别为2.5mol/L和1.2mol/L，由于葡萄糖能透过玻璃纸，最终会使两侧葡萄糖浓度相等，而蔗糖不能透过，所以开始时葡萄糖溶液一侧浓度高，水分子进入多，但随着葡萄糖透过玻璃纸，其液面会下降。蔗糖溶液一侧由于蔗糖不能透过，水分子持续进入，液面持续上升。所以X表示蔗糖溶液在垂直管中的高度变化，A错误；
B、t1—t3时X液面快速上升，这只能说明单位时间内从烧杯进入漏斗的水分子数量多于从漏斗进入烧杯的水分子数量，并不是水分子不会从漏斗进入烧杯，B错误；
C、因为葡萄糖能通过玻璃纸进入烧杯，葡萄糖是还原糖，所以在t2—t5取Y对应烧杯中液体能检测到还原糖，C正确；
D、由于葡萄糖能通过玻璃纸，最终两侧葡萄糖浓度会相等，但蔗糖不能通过玻璃纸，所以垂直管中液面高度不会不变，D错误。
故选C。
2．（2025·河南·高考真题）CO2是人体调节呼吸运动的重要体液因子。血液流经肌肉组织时，细胞产生的CO2进入红细胞，在酶的催化下迅速与水反应生成H2CO3，进一步解离为H+和。H+与血红蛋白结合促进O2释放，顺浓度梯度进入血浆。下列推断错误的是（　　）
A．CO2参与血浆中/ H2CO3缓冲对的形成
B．血液流经肌肉组织后，红细胞会轻度吸水“肿胀”
C．红细胞内pH下降时，血红蛋白与O2的亲和力增强
D．脑干中呼吸中枢的正常兴奋存在对体液CO2浓度的依赖
【答案】C
【解析】A、由题干信息“细胞产生的CO2进入红细胞，在酶的催化下迅速与水反应生成H2CO3，进一步解离为H+和”，可知CO2参与血浆中/ H2CO3缓冲对的形成，A正确；
B、血液流经肌肉组织，肌肉组织细胞需要O2用于有氧呼吸，故H+与血红蛋白结合，促进O2释放，此时红细胞渗透压略有升高，会轻度吸水“肿胀”，B正确；
C、红细胞内pH下降时，H+增多，H+与血红蛋白结合促进O2释放，即血红蛋白与O2的亲和力下降，C错误；
D、CO2是人体调节呼吸运动的重要体液因子，故脑干中呼吸中枢的正常兴奋存在对体液CO2浓度的依赖，D正确。
故选C。
3．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）对下列关于中学生物学实验的描述错误的是（ ）
①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
②观察植物细胞的质壁分离现象
③探究培养液中酵母菌种群数量的变化
④观察植物细胞的有丝分裂
⑤观察叶绿体和细胞质的流动
⑥DNA的粗提取与鉴定
A．①⑥通过观察颜色判断实验结果 B．③⑥均须进行离心操作
C．②④均可使用洋葱作为实验材料 D．②⑤实验过程均须保持细胞活性
【答案】B
【解析】A、淀粉和蔗糖都不是还原糖，不能与本尼迪特试剂反应，淀粉和蔗糖水解产物为还原糖，可以与本尼迪特试剂反应，因此可以用本尼迪特试剂鉴定淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，若淀粉组出现红黄色，蔗糖组没有出现红黄色，说明淀粉酶可以催化淀粉水解不能催化蔗糖水解；⑥中DNA与二苯胺在沸水浴下显蓝色，因此①⑥均通过颜色判断结果，A正确；
B、③通过血球计数板直接计数酵母菌，无需离心；⑥需离心去除杂质以提取DNA，B错误；
C、②可用洋葱紫色外表皮观察质壁分离，④可用洋葱根尖分生区观察有丝分裂，C正确；
D、②活的植物细胞原生质体具有选择透性，可以发生质壁分离现象；⑤活细胞的叶绿体和细胞质才能流动，因此
②⑤实验过程均须保持细胞活性，D正确。
故选B。
4．（2025·北京·高考真题）“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3g/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
【解析】A、图1中，水分子通过渗透作用进出细胞，A正确；
B、细胞壁有保护和支撑的作用，所以限制过多的水进入细胞，维持细胞形态，B正确；
C、图2，细胞发生质壁分离，此时失去的水分子是自由水，C正确；
D、与图1相比，图2中细胞发生质壁分离，此时细胞失去了水，所以图2细胞液浓度更大，D错误。
故选D。
5．（2025·浙江·高考真题）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
【解析】A、“观察叶绿体和细胞质流动”和“观察质壁分离”，均需保持细胞活性，A错误；
B、①与②的分离，与①的选择透过性有关，其原因就是因为蔗糖可通过全透性的细胞壁，但不能通过具有选择透过性的细胞膜，B错误；
C、与图甲相比，图乙细胞处于失水状态，细胞液渗透压升高，吸水能力更强，C正确；
D、与图甲相比，图乙细胞体积几乎不变（植物细胞体积是看细胞壁），D错误。
故选C。
6．（2025·重庆·高考真题）骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病，研究发现患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人，从而影响NCX载体蛋白对Ca2+的运输，据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A．Na+通道运输Na+不需要消耗ATP
B．运输Na+时，Na+通道和NCX载体均需与Na+结合
C．患者软骨细胞的Ca2+内流增多
D．与NCX载体相比，Na+通道更适合作为研究药物的靶点
【答案】B
【解析】A、Na+通道运输Na+属于协助扩散，协助扩散不需要消耗能量，A正确；
B、Na+通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，B错误；
C、因为患者软骨细胞膜上Na+通道蛋白增多，会使Na+内流增多，胞内Na+会积累，NCX载体会将胞内过多的Na+逆浓度排出胞外，需要利用Ca2+产生的电化学势能提供能量，所以使得Ca2+内流增多，C正确；
D、因为患者是Na+通道蛋白明显多于正常人从而引发疾病，所以与NCX载体相比，Na+通道更适合作为研究药物的靶点，D正确。
故选B。
7．（2025·湖南·高考真题）蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关。蛋白R是肝细胞膜上的受体，参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解，从而调节胆固醇代谢。下列叙述错误的是（　　）
A．去唾液酸糖蛋白的胞吞过程需要消耗能量
B．去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动
C．抑制蛋白R合成能增加血液胆固醇含量
D．去唾液酸糖蛋白可以在溶酶体中被降解
【答案】C
【解析】A、胞吞过程是一个耗能过程，需要消耗能量，去唾液酸糖蛋白的胞吞也不例外，A正确；
B、胞吞过程中细胞膜会发生形态的改变，这依赖于膜脂的流动性，所以去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动，B正确；
C、已知蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关，蛋白R参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解从而调节胆固醇代谢，那么抑制蛋白R合成，会使蛋白R减少，可能导致血液中胆固醇水平降低，而不是增加，C错误；
D、溶酶体中含有多种水解酶，能够分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌等，去唾液酸糖蛋白被胞吞后可以在溶酶体中被降解，D正确。
故选C。
8．（2025·四川·高考真题）某细菌能将组氨酸脱羧生成组胺和CO2，相关物质的跨膜运输过程如下图。下列叙述正确的是（ ）
A．转运蛋白W可协助组氨酸逆浓度梯度进入细胞
B．胞内产生的组胺跨膜运输过程需要消耗能量
C．转运蛋白W能同时转运两种物质，故不具特异性
D．CO2分子经自由扩散，只能从胞内运输到胞外
【答案】B
【解析】A、从图中看出，转运蛋白W可协助组氨酸顺浓度梯度进入细胞，A错误；
B、胞内产生的组胺跨膜运输至膜外是从低浓度至高浓度，属于主动运输，需要消耗能量，能量由组氨酸浓度梯度提供，B正确；
C、转运蛋白W能同时转运两种物质，也具有特异性，C错误；
D、CO2分子经自由扩散，也可以从胞外运输至胞内，例如从血浆进入肺部细胞，D错误。
故选B。
9．（2025·河南·高考真题）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
【解析】A、结合水是与细胞内的其他物质相结合的水，是细胞结构的重要组成成分，细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力，A正确；
B、水分子通过细胞膜上的通道蛋白进行跨膜运输时，不与通道蛋白相结合，B错误；
C、蛋白M是细胞膜上的水分子通道蛋白，增加了水的运输能力，但不改变水的运输方向，水的运输方向为水的顺浓度梯度，C正确；
D、水进出细胞的方式有水通道蛋白介导的协助扩散和自由扩散，D正确。
故选B。
10．（2025·广东·高考真题）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．呼吸时从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受浓度的影响
B．心肌细胞主动运输时参与转运的载体蛋白仅与结合
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．集合管中与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收
【答案】A
【解析】A、O 从肺泡向肺毛细血管扩散属于自由扩散，速率由O 浓度差决定。因此呼吸时从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受浓度的影响，A正确；
B、心肌细胞主动运输Ca 时，载体蛋白需结合Ca 并催化ATP水解，还需结合磷酸基团从而磷酸化，并非仅与Ca 结合，B错误；
C、葡萄糖进入红细胞为协助扩散，速率受浓度差和载体数量影响。红细胞代谢虽不直接供能，但代谢活动维持细胞内低葡萄糖浓度，从而保持浓度差，因此速率与代谢有关，C错误；
D、集合管中Na 重吸收主要通过主动运输（如钠钾泵），需载体蛋白且消耗能量，而非通过通道蛋白结合Na 被动运输，D错误。
故选A。
11．（2025·湖南·高考真题）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
【解析】A、植物细胞可以通过将过量的Cl-储存于液泡中，来降低细胞质中Cl-的浓度，从而避免高浓度Cl-对细胞的毒害，A正确；
B、分析可知，Ⅱ组（NaCl溶液）与Ⅳ组（Cl-浓度与Ⅱ中相同、无Na+的溶液）相比，Ⅱ组向地上部分转运的K+量少，说明不是溶液中Cl-浓度越高，植物向地上部分转运的K+量越多，B错误 ；
C、对比Ⅰ组（对照）、Ⅱ组（NaCl溶液）和Ⅲ组（Na+浓度与Ⅱ中相同、无Cl-的溶液），发现Ⅱ组和Ⅲ组中Na+存在时，植物组织中K+积累受到抑制，这有利于维持Na+、K+的平衡，C正确；
D、 K+从根转运到地上部分的组织细胞是主动运输过程，主动运输需要消耗能量，D正确。
故选B。
12．（2025·全国二卷·高考真题）金黄色葡萄球菌（SA）是一种可导致人化脓感染的细菌。随着抗生素剂量的不断增加，出现了超级耐药型金黄色葡萄球菌（MRSA），研究人员对其耐药机制进行探索。
(1)SA细胞包括细胞壁、细胞膜、细胞质和 。SA分裂时，细胞内的关键酶P1和P2催化肽聚糖合成并交联成同心环结构，构建新细胞壁。抗生素甲氧西林可结合P1、P2并抑制其活性，导致SA分裂产生的新壁出现孔洞，在低渗环境中细胞会因 而死亡。
(2)检测发现，MRSA含有外源A+基因和突变的B+基因，A+表达产物P2a与P2作用相同。只获得A+基因的SA表现出对低浓度甲氧西林耐受，据此推测低浓度甲氧西林对P1几乎无影响，且P2a对甲氧西林亲和力较 。在高浓度甲氧西林培养基中，只获得A+基因的SA新细胞壁孔洞明显，而MRSA能正常分裂，新壁出现孔径较小的致密网状结构。
(3)为研究B+基因的功能，将SA突变为P1基因缺陷型菌株（P1-），进行系列实验。
①将特定基因导入P1-菌株，各菌株繁殖速率如图1所示，结果表明，P1-菌株的分裂能力可通过B+基因弥补，而A+基因无此作用，依据是 。
②构建图2所示表达载体导入P1-菌株，观察不同条件下菌株分裂产生新细胞壁形态，结果如图3，说明在P1缺乏时，B 。
(4)研究人员推测MRSA的B+发挥作用需依赖于A+，请从①～⑥选择合适的菌株、基因与培养条件，进行转基因实验，验证推测。写出相应组合并预期实验结果 。
①SA菌株 ②P1-P2-菌株 ③A+基因 ④B+基因 ⑤高浓度甲氧西林 ⑥不用甲氧西林
【答案】(1) 拟核 吸水涨破
(2)低
(3) 相对繁殖速率：甲与对照组无差异，乙远大于对照组；丙远大于甲，和乙差异不大 可促进肽聚糖交联成致密网状结构形成新细胞壁
(4)甲组：①③④⑤（或②③④⑥）；乙组：①④⑤（或②④⑥）；预期结果：甲组正常分裂并形成致密网状结构，乙组无法分裂
【解析】（1）细菌为原核生物，细胞结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核，原核生物无成形细胞核，拟核是遗传物质储存的主要区域）。P1、P2 抑制相关活性，新壁出现孔洞，低渗环境中细胞会因 吸水涨破（细胞内渗透压高于外界，水分大量进入细胞导致破裂）而死亡；
（2）检测发现MRSA有额外A+基因，实验表明P2a对甲氧西林 亲和力低（若亲和力高，含 A+基因的SA新壁不会出现对甲氧西林耐受的情况）。在高浓度甲氧西林培养基中，只有含 A+基因的 SA 新壁有致密网状结构（A+基因使肽聚糖交联方式改变，形成抗甲氧西林的结构）；
（3）分析相对繁殖速率数据：导入B+基因的乙组P1-相对繁殖速率显著高于对照组P1-和只导入A+的甲组，和丙组没有明显差异，说明P1-菌株的分裂能力可通过B+基因弥补，而A+基因无此作用。由图3可知，有诱导物时，即P1基因表达，新细胞壁会形成同心环结构；无诱导物时，P1基因不表达，缺乏P1，新细胞壁呈致密网状结构。可以说明，P1缺乏时，B+可促进肽聚糖交联成致密网状结构形成新细胞壁；
（4）研究人员推测MRSA的B+发挥作用需依赖于A+。则实验的自变量为是否有A+基因，因变量为细胞是否正常分裂，无关变量保持相同且适宜。本实验为验证实验，有A+基因细胞分裂，则实验设计和预期结果如下：甲组：①③④⑤（或②③④⑥）；乙组：①④⑤（或②④⑥）；预期结果：甲组正常分裂并形成致密网状结构，乙组无法分裂。
13．（2025·甘肃·高考真题）糖尿病严重危害人类的健康。受环境和生活方式变化的影响，糖尿病的发病率近年来呈上升趋势。科学家研究发现，其发病机理与血糖调节直接相关，而胰岛素是调节血糖最重要的激素之一。回答下列问题。
(1)胰岛素能 肌细胞和肝细胞的糖原合成， 非糖物质转化成葡萄糖。
(2)血糖水平是调节胰岛B细胞分泌胰岛素的最主要因素，机制如下图所示，其中膜去极化的原因是ATP/ADP比例的升高使钾离子通道的开放概率 。图中呈现的物质跨膜运输方式共有 种。
(3)科学家在早期的研究中将胰脏研磨并制备提取物，注射到由胰腺受损诱发糖尿病的实验狗体内，血糖没有明显下降，最可能的原因是 。
(4)胰岛素受体功能异常也可以影响血糖的调节。利用基因工程方法制备的MKR小鼠的胰岛素受体功能受损，导致胰岛素靶细胞对胰岛素敏感性下降。某研究小组拟通过实验探究胰岛素受体功能在血糖调节中的作用，部分实验步骤和结果如下。完善实验步骤并预测结果。
①实验分两组，A组：MKR小鼠5只，B组：正常小鼠5只；
②两组小鼠均禁食10小时，取少量血液，测定 和 ，结果表明，两组间没有显著差异；
③分别给两组小鼠静脉注射葡萄糖溶液，30分钟后取少量血液，测定以上两项指标，预期实验结果为 。
【答案】(1) 促进 抑制
(2) 降低 2/二
(3)胰岛素被胰蛋白酶分解
(4) 血糖浓度 胰岛素浓度 A组血糖浓度高于B组，胰岛素浓度也高于B组
【解析】（1）胰岛素是唯一降血糖的激素，作用是促进肌细胞、肝细胞合成糖原，抑制非糖物质（如氨基酸、脂肪 ）转化为葡萄糖从而降低血糖浓度。
（2）血糖升高→葡萄糖进入细胞→ 氧化分解使ATP/ADP比例上升→钾离子通道关闭（开放概率降低→ K+外流减少→细胞膜去极化。葡萄糖（协助扩散 ）、K+（协助扩散 ）、Ca2+（协助扩散 ）、胰岛素（胞吐）→ 跨膜方式为协助扩散和胞吐，共2种。
（3）胰腺受损（如切除）的实验狗，注射胰腺研磨提取物（含胰岛素）但血糖未降→ 原因是研磨液中胰岛素被胰蛋白酶分解（胰腺含胰蛋白酶，会分解胰岛素 ）。
（4）实验目的：探究胰岛素受体功能对血糖调节的影响（MKR 小鼠受体功能受损 ）。步骤②：禁食后测血糖浓度和胰岛素浓度→ 验证基础状态下两组小鼠无差异。步骤③：注射葡萄糖后，预期结果：A组（MKR小鼠，受体功能受损）→ 胰岛素不能有效发挥作用→ 血糖浓度较高，胰岛素浓度也较高（因血糖高刺激胰岛B细胞分泌，但受体不敏感，血糖难降）。B组（正常小鼠 ）→胰岛素正常作用→血糖浓度较低，胰岛素浓度正常→ 预期：A组血糖浓度高于B组，胰岛素浓度也高于B组。
14．（2025·北京·高考真题）某同学因颈前部疼痛，伴有发热、心慌、多汗而就医。医生发现其甲状腺有触痛，血液中甲状腺激素T4水平升高，诊断为亚急性甲状腺炎。该同学查阅有关资料，了解到甲状腺由许多滤泡构成，每个滤泡由一层滤泡上皮细胞围成（图1），T4在滤泡腔中合成并储存；发病之初，甲状腺滤泡上皮细胞受损；多数患者发病后，甲状腺摄碘率和血液中相关激素水平的变化如图2。
(1)在人体各系统中，甲状腺属于 系统。
(2)在滤泡上皮细胞内的碘浓度远高于组织液的情况下，细胞依然能摄取碘，这种吸收方式是 。
(3)发病后的2个月内，血液中T4水平高于正常的原因是：甲状腺滤泡上皮细胞受损导致 。
(4)发病7个月时，该同学复查结果显示：T4水平恢复正常，但摄碘率高于正常。家长担心摄碘率会居高不下。请根据T4分泌的调节过程向家长做出解释以打消其顾虑 。
(5)发病8个月后，T4会在正常范围内上下波动，表明甲状腺功能恢复正常。由此推测，甲状腺中的 结构已恢复完整。
【答案】(1)内分泌
(2)主动运输
(3)滤泡腔内储存的T4释放进入血液
(4)当血液中T4水平恢复正常后，会通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体分泌相关激素，使甲状腺的摄碘率逐渐下降，不会居高不下
(5)滤泡
【解析】（1）人体的内分泌系统由内分泌腺和内分泌细胞组成，甲状腺作为人体重要的内分泌腺，能够分泌甲状腺激素等，参与调节人体的新陈代谢、生长发育等生理过程，所以在人体各系统中，甲状腺属于内分泌系统。
（2）物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量，这种方式叫做主动运输。在滤泡上皮细胞内的碘浓度远高于组织液的情况下，细胞依然能摄取碘，说明是逆浓度梯度运输，这种吸收方式是主动运输。
（3）已知T4在滤泡腔中合成并储存，发病之初，甲状腺滤泡上皮细胞受损。当甲状腺滤泡上皮细胞受损时，滤泡腔中储存的T4会释放到血液中，从而导致发病后的2个月内，血液中T4水平高于正常。
（4）T4分泌的调节过程是一个负反馈调节，当血液中T4水平恢复正常后，会通过负反馈调节抑制下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素（TRH）和垂体分泌促甲状腺激素（TSH），TSH能促进甲状腺摄取碘等功能，当TSH分泌受到抑制，其含量下降，会使甲状腺的摄碘率逐渐下降，不会居高不下，所以家长不必担心摄碘率会居高不下。
（5）因为T4在滤泡腔中合成并储存，发病8个月后，T4会在正常范围内上下波动，表明甲状腺能正常合成和储存T4，由此推测，甲状腺中的滤泡已恢复完整。
长句作答类
一、教材知识链接
1.水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是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。
2.对于水分子来说，细胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通过细胞壁，细胞壁的作用主要是保护和支持细胞，伸缩性比较小。
3.原生质层包括细胞膜和液胞膜以及两层膜之间的细胞质，可把它看做一层半透膜。
4.观察质壁分离实验采用成熟的植物细胞为材料。
5.转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。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；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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。
6.自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，都不需要耗能，因此属于被动运输。
7.主动运输的意义：通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
二、高考真题回顾
1．(2022·海南，16节选)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降低；此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是载体蛋白发生磷酸化，自身构象改变(导致其空间结构改变)。
(2)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温度降低，酶的活性降低，抑制根细胞的呼吸作用，使根细胞产生的能量减少，而磷酸盐的吸收方式为主动运输，需要消耗能量。
2．(2021·全国甲，29)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＋能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由蛋白质复合物构成的，其运输的特点是一种离子通道只允许一种离子通过(答出1点即可)。
(2)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产生的能量减少。
3．(2022·全国乙，29节选)农业生产中，农作物生长所需的氮元素可以NO的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO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NO进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是主动运输需要细胞呼吸提供能量，O2浓度小于a点，根细胞对NO的吸收速率与O2浓度呈正相关。
(2)O2浓度大于a时作物乙吸收NO的速率不再增加，推测其原因是主动运输需要载体蛋白，此时载体蛋白数量达到饱和。
(3)作物甲和作物乙各自在NO最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断的依据是甲的NO最大吸收速率大于乙，甲需要能量多，消耗O2多。
三、新情境
主动运输的拓展分析
1.主动运输消耗的能量并不都由ATP直接提供
2.图析单向运输载体、同向运输载体和反向运输载体
3.与物质出入细胞有关的几种热图解读
(1)Na＋－K＋泵
(2)质子泵
(3)协同运输包括同向协同和反向协同两种方式
1中小学教育资源及组卷应用平台
第07讲 物质运输
目 录
01考情解码·考点定标 2
02体系构建·思维领航 3
03考点突破·考向探究 4
考点一 渗透作用 4
知识点1 渗透作用 4
知识点2 渗透装置的变式分析 4
考向 渗透作用 5
考点二 水分子进出细胞 7
知识点1 动物细胞的吸水和失水 7
知识点2 成熟植物细胞的吸水和失水 7
知识点3 质壁分离和复原及应用 8
考向1 动植物细胞的吸水与失水 10
考向2 质壁分离和复原实验 11
考点三 物质出入细胞的方式 13
知识点1 物质进出细胞方式比较 13
知识点2 转运蛋白的比较 13
知识点3 影响物质运输的因素 14
重难点透析 物质跨膜运输方式的实验设计 15
考向1 物质跨膜运输方式的判断 16
考向2 影响物质跨膜运输的因素分析 16
04真题感知·命题洞见（含2025年高考真题） 17
05 学以致用·能力提升 23
一、教材知识链接 23
二、高考真题回顾 24
三、新情境（主动运输拓展分析） 24
考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年
渗透作用 选择题 非选择题 重庆卷T10,2分 湖南卷T14，3分 重庆卷T7,2分
细胞的吸水 选择题 非选择题 河南卷T9,2分 北京卷T15,3分 湖南卷T14，3分 甘肃卷T3，2分 江苏卷T19,12分
质壁分离和复原 选择题 非选择题 陕晋青宁卷T5,3分 江苏卷T7,3分 北京卷T13,3分
考情分析： 1．从命题题型和内容上看，试题以选择题为主。题目难度中等偏上，主要从以下几方面考查：渗透作用的原理及分析、动植物细胞的吸水和失水、物质跨膜运输方式的判断等。 2．从命题思路上看，从以下几个方面进行考查 (1)将生活实例与渗透作用结合考查渗透作用的原理； (2)主要考查质壁分离与复原实验的应用、或结合课本其他基础实验考查课本内结本实验知识。
复习目标： 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。(生命观念) 2．比较不同跨膜运输方式的异同点，并能根据物质进出细胞的特点判断其运输方式。(科学思维) 3．结合探究物质跨膜运输方式的实验设计与分析，掌握相关的实验设计及分析能力。(科学探究) 4．通过分析影响物质跨膜运输速率的因素，解释生产生活中相关应用所依据的生物学原理。(社会责任)
考点一 渗透作用
知识夯基
知识点1 渗透作用
1.定义：水分子(或其他溶剂分子)通过 的扩散，称为渗透作用。
2.渗透作用发生的条件：有一层 、半透膜两侧的溶液具有 。（提醒：浓度是指物质的量浓度）
3.渗透作用的对象：水分子或其他溶剂分子。
4.渗透作用的方向：如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水分子或其他溶剂分子从相对含量 的一侧向相对含量 的一侧渗透。（提醒：溶液浓度低向溶液浓度高的渗透）
5.渗透现象分析
当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因分析：由于水槽中与漏斗中的液体具有 ，即具有渗透压差，所以多数水分子进入漏斗，使漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差为H1；当H1产生的压强使半透膜两侧的 时，半透膜两侧水分子的交换速率 ，液面不再升高。（提醒：达到平衡时水分子的进出速率相等）
知识点2　渗透装置的变式分析
1.溶质不能通过半透膜的情况
（1）若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的，表现为S1溶液液面 。
（2）若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反，表现为S1溶液液面 。
（3）在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍 S2溶液浓度。（提醒：存在高度差时即存在浓度差）
2.溶质能通过半透膜的情况
（2）若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则最初单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的，随着溶质的扩散，最终S1和S2溶液浓度相等，表现为S1溶液液面先 后 ，最终S1和S2溶液液面 。
（2）若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反。
3.其他情况：如图为渗透作用的初始状态，其中半透膜只允许水分子通过(图中浓度为质量分数)。
(1)往稳定后的U形管的左侧加入少量蔗糖酶（提醒：蔗糖被水解后得到两分子单糖）
①未加酶时：葡萄糖相对分子质量较小，10%的葡萄糖溶液的物质的量浓度更大，水分子流向总趋势为10%的蔗糖溶液→10%的葡萄糖溶液，右侧液面 。
②加蔗糖酶后：一分子蔗糖被水解产生两分子单糖(葡萄糖和果糖)，导致左侧溶液浓度升高，水分子流向总趋势为10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液，则左侧液面 。
(2)若把稳定后的U形管右侧液面高出的部分吸走，则右侧液面继续升高并达到新的 。
【易错提醒】
（1）水分子是双向移动的，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。
（2）达到渗透平衡时仍然有水分子透过半透膜，这时的水分子由烧杯扩散到漏斗与由漏斗扩散到烧杯的数目是相等的。
（3）若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就还存在浓度差。
（4）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％的葡萄糖溶液和质量分数为10％的蔗糖溶液的质量浓度相等，但质量分数为10％的蔗糖溶液的渗透压比质量分数为10％的葡萄糖溶液的小，故通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动的水分子数多。
【名师提醒】
教材隐性知识：(必修1 P63“思考·讨论”拓展)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？
考向研析
考向 渗透作用
例1．如图1、2表示渗透作用实验，开始时如图1，过一段时间后结果如图2。图3是细胞在某浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图，下列说法正确的是（ ）

A．图1开始时A中水分子扩散到B的速率小于扩散到C的速率
B．图2所示平衡状态时B、C中漏斗内外溶液渗透压会相等
C．细胞处于图3过程时细胞的吸水力会越来越大
D．洋葱表皮细胞放在清水中较长时间后，细胞体积几乎不变
【变式训练1·变载体】将相同体积的稀溶液（纯水）和浓溶液分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，达到渗透平衡状态后，在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，这一过程称为反渗透，原理如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．渗透装置中渗透平衡后，纯水一侧的液面升高
B．渗透装置在渗透平衡过程中浓溶液吸水力增强
C．反渗透时，随浓溶液液面下降施加压力将增大
D．反渗透时，纯水中的水分将向浓溶液一侧流动
【变式训练2·变考法】在玻璃圆筒中装满30%的蔗糖溶液，用猪膀胱封口后，把圆筒整体浸沉在5%的蔗糖溶液中。观察发现，圆筒上的猪膀胱逐渐向外膨胀，膨胀到一定程度后不再变化。对该实验现象的合理解释是（ ）
①猪膀胱向外膨胀是因为外界的水分子通过猪膀胱进入圆筒内
②猪膀胱向外膨胀是因为猪膀胱将外界环境中的蔗糖吸收进圆筒内
③猪膀胱膨胀到一定程度后不再变化是因为通过膀胱膜进出圆筒的水分子已处于动态平衡状态
④猪膀胱膨胀到一定程度后不再变化是因为膀胱膜两侧蔗糖溶液已不存在浓度差
A．①④ B．②④ C．①③ D．②③
考点二 水分子进出细胞
知识夯基
知识点1 动物细胞的吸水和失水
1.原理：动物细胞的细胞膜相当于 。
2.条件及现象
过程 条件 现象
吸水 外界溶液的浓度 细胞质的浓度
失水 外界溶液的浓度 细胞质的浓度
平衡 外界溶液的浓度 细胞质的浓度
知识点2 成熟植物细胞的吸水和失水
1.植物细胞吸水的方式
(1)吸胀吸水：吸胀吸水主要依赖细胞内的 物质(如蛋白质、淀粉、纤维素等)吸收水分，三者吸水能力的大小关系为纤维素< < 。植物细胞在形成中央液泡之前(提醒：如植物根尖分生生细胞和干种子）
通过 吸水。
(2)渗透吸水：这是 的植物细胞的主要吸水方式，如根尖成熟区细胞等形成中 的细胞。成熟的植物细胞是一个 系统。
2.植物细胞的渗透吸水
(1)条件：成熟植物细胞具有 。
(2)原理：
原生质层（相当于半透膜）：细胞膜、 以及两层膜之间的 （提醒：原生质层≠原生质体）
现象：
①外界溶液浓度＞细胞液浓度，细胞失水，发生 现象。
②外界溶液浓度＜细胞液浓度，细胞吸水略微膨胀（提醒：植物细胞有细胞壁不会吸水涨破），失水的细胞发生 。
③外界溶液浓度=细胞液浓度，水分子 ，细胞保持原态。
【易错提醒】
当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时，细胞可能正在失水，可能正在吸水，可能处于平衡状态，也可能已死亡。
知识点3 质壁分离与复原及应用
1．实验原理：
(1)植物细胞的 相当于半透膜，细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性，原生质层的伸缩性 细胞壁的伸缩性。
(2)外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞 ，原生质层皱缩→发生 。
(3)外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞 →已发生质壁分离的细胞发生 现象。
2.实验材料：　 　的洋葱鳞片叶　 　细胞。(提醒：外表皮有颜色）
3.实验步骤：
4.实验结论
（1）当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞　 　，发生　 　。
（2）发生质壁分离的细胞，当细胞液的浓度　 　外界溶液的浓度时，细胞　 　，发生质壁分离复原。(提醒：若溶液溶质可以进入细胞则会发生自动复原现象，如乙二醇、甘油等）
5.质壁分离与复原实验的拓展应用
(1)判断成熟植物细胞的死活
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度
(4)比较未知浓度溶液的浓度大小
(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
【易错提醒】
（1）本实验中存在两组对照实验，对照组和实验组在同一装片中先后进行，属于自身前后对照。
（2）本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液。若质量浓度过高，质壁分离速度虽快，但会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，质壁分离后不能复原；若质量浓度过低则不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
【易错辨析】
(1)1 mol·L－1 NaCl溶液和1 mol·L－1蔗糖溶液的渗透压大小相等。(2021·湖南卷，3D)( )
(2)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。(2021·江苏卷，12C)( )
(3)观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮。(2021·全国乙卷，2D)( )
(4)质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小。(2020·山东卷，3C)( )
(5)可以用大蒜根尖分生区细胞作实验材料来观察细胞的质壁分离与复原。(2020·全国卷Ⅰ，4A)( )
(6)需要高倍显微镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离。(2019·海南卷，7C)( )
(7)用黑藻叶片进行质壁分离实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察。(2014·全国卷Ⅰ，4B)( )
考向研析
考向1 动植物细胞的吸水与失水
例1.某同学将初始长度和质量相同的萝卜条甲、乙放置在不同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后，萝卜条的最终长度如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．甲的初始细胞液浓度小于乙
B．若蔗糖溶液浓度为a，则甲的吸水量多于乙
C．若蔗糖溶液浓度为d，则渗透平衡时甲的重量小于乙
D．根据图示可知，植物的细胞壁也具有一定的伸缩性
【变式训练1·变载体】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．低盐度培养0-8h，缢蛏细胞吸水，其细胞液的浓度会逐渐减小
B．低盐度培养8-48h，缢蛏通过自我调节以减少组织中的溶质含量
C．高盐度条件下，缢蛏可能通过产生游离的氨基酸抵抗外界胁迫，维持自身鲜重相对稳定
D．缢蛏细胞吸水和失水时，水分子通过水通道蛋白跨膜运输可能比自由扩散更快
【变式训练2·变考法】植物叶表皮上的气孔由两个含有叶绿体的保卫细胞组成，是二氧化碳、氧气、水等进出叶片的通道，已知其开闭受光照、温度、水分等环境因素的调节。为探究影响气孔开闭的内因，科学家选取某植物叶片，置于不同浓度的KNO3溶液中，一定时间后测量叶片气孔开度。已知该植物叶片细胞渗透压与0.10mol/LKNO3溶液渗透压相等。用0．20mol/LKNO3溶液处理时，较短时间内即可观察到气孔关闭现象。下列叙述正确的是（ ）
A．在0.10mol/LKNO3溶液中，H2O、K+和NO3进出保卫细胞达到动态平衡
B．0.20mol/LKNO3溶液处理导致气孔关闭，是由于叶片细胞渗透吸水所致
C．用0.20mol/LKNO3溶液处理较长一段时间后，关闭的气孔可重新开放
D．强光照导致气孔关闭时，表皮细胞和保卫细胞都不能进行光合作用
考向2 质壁分离与复原实验
例2.某同学用不同浓度的蔗糖溶液分别处理红山茶花的花瓣表皮临时装片，观察花瓣表皮细胞的吸水和失水。图1为0.35 g·mL－1蔗糖溶液的处理结果。该同学用显微镜连接计算机并通过相关软件分别计算不同蔗糖溶液浓度下花瓣表皮细胞和液泡的面积，求出液泡面积与细胞面积比值，得到平均值H，相关数据如图2所示。下列叙述正确的是（ ）
A．图1甲区域为蔗糖溶液，乙区域和丙区域的溶液几乎不含蔗糖
B．用0.45 g·mL－1蔗糖溶液处理的装片，细胞失水量更大，图1乙区域平均面积更大
C．图1丙区域表示细胞质基质，该面积可作为质壁分离的观察指标
D．H值可反映细胞的质壁分离程度，H值越小，细胞液的渗透压越小
【变式训练1·变考法】细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。某小组用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞为实验材料，测定该细胞的细胞液浓度与多少质量分数的蔗糖溶液相当。下列实验操作正确的是（　　）
A．仅能用紫色洋葱鳞片叶内表皮制成临时装片
B．仅配制质量浓度为0.3g /mL的蔗糖溶液
C．记录刚好发生和尚未发生质壁分离时的蔗糖溶液浓度
D．在高倍镜下观察液泡大小和原生质层的位置
【变式训练2·变考法】某生物兴趣小组同学用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、紫色洋葱鳞片叶等进行了质壁分离实验，以“探究植物耐寒机理”，下表为实验数据汇总表。下列叙述错误的是（　　）
常温 低温（4℃）
1组 2组 3组 1组 2组 3组
初始细胞质壁分离所需时间/分、秒 结果 1′20″ 1′26″ 1′14″ 2′40″ 2′35″ 3′02″
均值 1′20″ 2′46″
相同时间细胞质壁分离占比/% 结果 100 100 100 39 31 34
均值 100 35
相同时间原生质体长度与细胞长度比值/% 结果 45 42 39 80 82 79
均值 41 80
A．低温处理的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞在蔗糖溶液中吸水能力会减弱
B．据该实验分析，低温条件下的植物细胞可能通过增加细胞液浓度适应低温环境
C．低温处理后质壁分离细胞占比降低，质壁分离程度变小
D．实验中相同温度的1、2、3组为重复实验，其目的是减小实验误差
考点三 物质出入细胞的方式
知识夯基
知识点1 物质进出细胞方式的比较
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 → 低浓度→ 高浓度 → 细胞内→ 细胞外
是否需要 (消耗) 蛋白质 不需要 需要 需要
能量 不消耗
模型
举例 O2、CO2、甘油、乙醇、苯 人的红细胞吸收 、H2O通过通道蛋白的运输 小肠上皮细胞吸收 、无机盐、氨基酸等 白细胞吞噬病菌 分泌蛋白的分泌
影响因素 浓度差； 的种类和数量 载体蛋白种类和数量；能量 温度；能量
知识点2 转运蛋白的比较
名称 转运对象 特点
载体蛋白 只容许与自身结合部位相适应的 通过 每次转运时都会发生 的改变
通道蛋白 只容许与自身通道的 相适配、 相适宜的分子或离子通过 转运分子或离子 与通道蛋白结合
知识点3 影响物质运输的因素
1.浓度差对物质跨膜运输的影响
浓度差主要影响 和 。自由扩散中，浓度差越大，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的原因是受 的限制。主动运输不受 的影响。
2.载体数量对跨膜运输的影响
主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情况下，载体数量越多，运输速率越 。 不受载体数量的影响。
3.氧气含量对跨膜运输的影响
通过影响 进而影响主动运输的速率。(提醒：氧气含量为0时，主动运输可依赖无氧呼吸供能）
4.温度对跨膜运输的影响
自由扩散 协助扩散和主动运输
一方面升高温度通过影响 而影响自由扩散和协助扩散，另一方面温度直接影响蛋白质的活性，通过影响呼吸作用中 的活性而影响主动运输。
重难点透析 物质跨膜运输方式的实验设计
(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
【易错提醒】
(1)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输；神经细胞膜上运入K＋的方式为主动运输，运出K＋的方式为协助扩散，运入K＋的载体蛋白和运出K＋的通道蛋白都具有特异性。
(2)Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞，但也可通过协助扩散的方式进出细胞，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。
(3)RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，而不是通过胞吞、胞吐。
(4)胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。
【易错辨析】
(1)硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白。(2024·贵州卷，4C)( )
(2)小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由叶绿体产生。(2024·全国甲卷，1D)( )
(3)葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞。(2023·全国甲，1D)( )
(4)植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP。(2023·全国乙卷，3D)( )
(5)葡萄糖是机体能量的重要来源，能经自由扩散通过细胞膜。(2023·全国新课标卷，1B)( )
(6)神经元细胞膜上存在与K＋、Na＋主动运输有关的通道蛋白。(2022·浙江1月选考，8D)( )
(7)胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量。(2021·福建卷，2C)( )
考向研析
考向1 物质跨膜运输方式的判断
例1.胃壁细胞分泌的胃酸在食物消化过程中起重要作用，位于胃壁细胞膜上的质子泵(H+-K+-ATP酶)，能通过催化ATP水解，完成H+/K+的跨膜转运，使胃腔中H+含量升高。而Cl-则通过胃壁细胞基底侧膜上的Cl--HCO交换体逆浓度梯度转运入细胞内，又源源不断地通过近顶端膜的离子通道进入胃腔与H+共同形成胃酸。下列说法错误的是（ ）
A．细胞膜上的H+-K+-ATP酶磷酸化时伴随着空间结构的改变
B．Cl-进入胃壁细胞的运输方式为主动运输
C．Cl-进入胃腔时需要与Cl-通道蛋白结合
D．质子泵活性抑制剂，可用来治疗胃酸过多导致的胃溃疡
【变式训练1·变载体】肾小管上皮细胞膜上存在一种Na+-K+-2Cl-的“同向转运体”，1个Na+借助该转运体顺浓度梯度从肾小管腔进入细胞，同时将1个K+和2个Cl-一起逆浓度梯度转运到细胞内。已知药物呋塞米能抑制该转运体的运输功能。下列说法正确的是（ ）
A．推测药物呋塞米具有利尿作用，有利于维持内环境的渗透压
B．三种离子借助该转运体进入细胞的跨膜运输方式相同
C．三种离子借助该转运体进入细胞时均不需要与其结合
D．该转运体磷酸化导致其空间结构改变，进而将离子转运至胞内
【变式训练2·变考法】细胞运输物质有多种方式，如自由扩散（甲）、协助扩散（乙）、主动运输（丙）、胞吞和胞吐（丁），不同运输方式有不同的特点。①不需要细胞提供能量，没有膜蛋白协助；②被转运物质可不与转运蛋白结合，具有高度选择性；③逆浓度梯度运输，ATP直接或间接提供能量；④物质包裹在磷脂双分子层中运输；⑤可涉及内质网和高尔基体的膜融合；⑥顺浓度梯度运输，需特异性膜蛋白协助；⑦光能驱动H 跨膜泵入叶绿体类囊体的运输；⑧神经递质在突触间隙的运输方式。下列运输方式与特点或实例对应错误的是（ ）
A．丙—③⑦ B．乙—②⑥ C．甲—①⑧ D．丁—④⑤
考向2 影响物质跨膜运输的因素分析
例2.胃酸由胃壁细胞分泌，该细胞表面具有多种受体，受自主神经系统和胃泌素等调节。当接受外来信号后，胃壁细胞膜上的H+-K+ATP酶被激活，分泌大量H+，同时吸收K+通道泄漏的K+。胃炎患者常需服用H+-K+ATP酶抑制剂（PPI）抑制胃酸分泌。下列说法正确的是（ ）
A．胃泌素通过与H+-K+ATP酶结合将后者激活
B．胃腔中K+浓度显著高于胃壁细胞内的K+浓度
C．服用胃泌素受体抑制剂能促进胃酸的分泌
D．长期服用PPI抑制胃酸分泌，会影响血钾稳态
【变式训练1·变载体】肾上腺皮质分泌的醛固酮主要作用于集合管的上皮细胞，醛固酮进入集合管上皮细胞后，与胞质受体形成激素—受体复合物，进入细胞核内，最终影响细胞核相关基因的表达。下图为醛固酮的作用机制示意图，下列有关说法错误的是（ ）
A．由图可推测醛固酮可能属于脂溶性物质，其跨膜运输属于被动运输
B．此机制中细胞核相关基因表达的产物包括钠钾泵、钠通道以及ATP
C．当大量失水使细胞外液量减少或血钠含量降低时，都能促进此机制的发生
D．醛固酮促进了集合管细胞对K+的排泄和Na+的重吸收，有利于维持机体稳态
【变式训练2·变考法】下图表示某些物质跨膜运输的过程，已知丁氧苯酸通过作用于钠钾氯共转运体（一种载体蛋白）从而起利尿的作用。肾小管上皮细胞中氯离子浓度高于细胞外。下列说法错误的是（　　）
A．组织液中Na+浓度高于肾小管上皮细胞
B．K+是逆浓度梯度从肾小管管腔进入上皮细胞
C．K+通过K+通道时，不需要与其结合
D．丁氧苯酸能增强钠钾氯共转运体转运能力
1．（2025·重庆·高考真题）某兴趣小组利用图1装置，分别使用等体积2.5mol/L葡萄糖溶液和1.2mol/L蔗糖溶液，室温下观察渗透现象。图2是两种溶液在垂直管中，一段时间内溶液高度变化，下列说法正确的是（ ）
A．X表示葡萄糖溶液在垂直管中的高度变化
B．t1—t3由X液面快速上升推测水分子不会从漏斗进入烧杯
C．t2—t5取Y对应烧杯中液体能检测到还原糖
D．t5后两种溶液在垂直管中液面高度将不变
2．（2025·河南·高考真题）CO2是人体调节呼吸运动的重要体液因子。血液流经肌肉组织时，细胞产生的CO2进入红细胞，在酶的催化下迅速与水反应生成H2CO3，进一步解离为H+和。H+与血红蛋白结合促进O2释放，顺浓度梯度进入血浆。下列推断错误的是（　　）
A．CO2参与血浆中/ H2CO3缓冲对的形成
B．血液流经肌肉组织后，红细胞会轻度吸水“肿胀”
C．红细胞内pH下降时，血红蛋白与O2的亲和力增强
D．脑干中呼吸中枢的正常兴奋存在对体液CO2浓度的依赖
3．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）对下列关于中学生物学实验的描述错误的是（ ）
①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
②观察植物细胞的质壁分离现象
③探究培养液中酵母菌种群数量的变化
④观察植物细胞的有丝分裂
⑤观察叶绿体和细胞质的流动
⑥DNA的粗提取与鉴定
A．①⑥通过观察颜色判断实验结果 B．③⑥均须进行离心操作
C．②④均可使用洋葱作为实验材料 D．②⑤实验过程均须保持细胞活性
4．（2025·北京·高考真题）“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3g/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
5．（2025·浙江·高考真题）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
6．（2025·重庆·高考真题）骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病，研究发现患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人，从而影响NCX载体蛋白对Ca2+的运输，据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A．Na+通道运输Na+不需要消耗ATP
B．运输Na+时，Na+通道和NCX载体均需与Na+结合
C．患者软骨细胞的Ca2+内流增多
D．与NCX载体相比，Na+通道更适合作为研究药物的靶点
7．（2025·湖南·高考真题）蛋白R功能缺失与人血液低胆固醇水平相关。蛋白R是肝细胞膜上的受体，参与去唾液酸糖蛋白的胞吞和降解，从而调节胆固醇代谢。下列叙述错误的是（　　）
A．去唾液酸糖蛋白的胞吞过程需要消耗能量
B．去唾液酸糖蛋白的胞吞离不开膜脂的流动
C．抑制蛋白R合成能增加血液胆固醇含量
D．去唾液酸糖蛋白可以在溶酶体中被降解
8．（2025·四川·高考真题）某细菌能将组氨酸脱羧生成组胺和CO2，相关物质的跨膜运输过程如下图。下列叙述正确的是（ ）
A．转运蛋白W可协助组氨酸逆浓度梯度进入细胞
B．胞内产生的组胺跨膜运输过程需要消耗能量
C．转运蛋白W能同时转运两种物质，故不具特异性
D．CO2分子经自由扩散，只能从胞内运输到胞外
9．（2025·河南·高考真题）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
10．（2025·广东·高考真题）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．呼吸时从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受浓度的影响
B．心肌细胞主动运输时参与转运的载体蛋白仅与结合
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．集合管中与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收
11．（2025·湖南·高考真题）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
12．（2025·全国二卷·高考真题）金黄色葡萄球菌（SA）是一种可导致人化脓感染的细菌。随着抗生素剂量的不断增加，出现了超级耐药型金黄色葡萄球菌（MRSA），研究人员对其耐药机制进行探索。
(1)SA细胞包括细胞壁、细胞膜、细胞质和 。SA分裂时，细胞内的关键酶P1和P2催化肽聚糖合成并交联成同心环结构，构建新细胞壁。抗生素甲氧西林可结合P1、P2并抑制其活性，导致SA分裂产生的新壁出现孔洞，在低渗环境中细胞会因 而死亡。
(2)检测发现，MRSA含有外源A+基因和突变的B+基因，A+表达产物P2a与P2作用相同。只获得A+基因的SA表现出对低浓度甲氧西林耐受，据此推测低浓度甲氧西林对P1几乎无影响，且P2a对甲氧西林亲和力较 。在高浓度甲氧西林培养基中，只获得A+基因的SA新细胞壁孔洞明显，而MRSA能正常分裂，新壁出现孔径较小的致密网状结构。
(3)为研究B+基因的功能，将SA突变为P1基因缺陷型菌株（P1-），进行系列实验。
①将特定基因导入P1-菌株，各菌株繁殖速率如图1所示，结果表明，P1-菌株的分裂能力可通过B+基因弥补，而A+基因无此作用，依据是 。
②构建图2所示表达载体导入P1-菌株，观察不同条件下菌株分裂产生新细胞壁形态，结果如图3，说明在P1缺乏时，B 。
(4)研究人员推测MRSA的B+发挥作用需依赖于A+，请从①～⑥选择合适的菌株、基因与培养条件，进行转基因实验，验证推测。写出相应组合并预期实验结果 。
①SA菌株 ②P1-P2-菌株 ③A+基因 ④B+基因 ⑤高浓度甲氧西林 ⑥不用甲氧西林
13．（2025·甘肃·高考真题）糖尿病严重危害人类的健康。受环境和生活方式变化的影响，糖尿病的发病率近年来呈上升趋势。科学家研究发现，其发病机理与血糖调节直接相关，而胰岛素是调节血糖最重要的激素之一。回答下列问题。
(1)胰岛素能 肌细胞和肝细胞的糖原合成， 非糖物质转化成葡萄糖。
(2)血糖水平是调节胰岛B细胞分泌胰岛素的最主要因素，机制如下图所示，其中膜去极化的原因是ATP/ADP比例的升高使钾离子通道的开放概率 。图中呈现的物质跨膜运输方式共有 种。
(3)科学家在早期的研究中将胰脏研磨并制备提取物，注射到由胰腺受损诱发糖尿病的实验狗体内，血糖没有明显下降，最可能的原因是 。
(4)胰岛素受体功能异常也可以影响血糖的调节。利用基因工程方法制备的MKR小鼠的胰岛素受体功能受损，导致胰岛素靶细胞对胰岛素敏感性下降。某研究小组拟通过实验探究胰岛素受体功能在血糖调节中的作用，部分实验步骤和结果如下。完善实验步骤并预测结果。
①实验分两组，A组：MKR小鼠5只，B组：正常小鼠5只；
②两组小鼠均禁食10小时，取少量血液，测定 和 ，结果表明，两组间没有显著差异；
③分别给两组小鼠静脉注射葡萄糖溶液，30分钟后取少量血液，测定以上两项指标，预期实验结果为 。
14．（2025·北京·高考真题）某同学因颈前部疼痛，伴有发热、心慌、多汗而就医。医生发现其甲状腺有触痛，血液中甲状腺激素T4水平升高，诊断为亚急性甲状腺炎。该同学查阅有关资料，了解到甲状腺由许多滤泡构成，每个滤泡由一层滤泡上皮细胞围成（图1），T4在滤泡腔中合成并储存；发病之初，甲状腺滤泡上皮细胞受损；多数患者发病后，甲状腺摄碘率和血液中相关激素水平的变化如图2。
(1)在人体各系统中，甲状腺属于 系统。
(2)在滤泡上皮细胞内的碘浓度远高于组织液的情况下，细胞依然能摄取碘，这种吸收方式是 。
(3)发病后的2个月内，血液中T4水平高于正常的原因是：甲状腺滤泡上皮细胞受损导致 。
(4)发病7个月时，该同学复查结果显示：T4水平恢复正常，但摄碘率高于正常。家长担心摄碘率会居高不下。请根据T4分泌的调节过程向家长做出解释以打消其顾虑 。
(5)发病8个月后，T4会在正常范围内上下波动，表明甲状腺功能恢复正常。由此推测，甲状腺中的 结构已恢复完整。
长句作答类
一、教材知识链接
1.水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为 。如果半透膜两侧存在 ，渗透的方向就是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。
2.对于水分子来说，细胞壁是 的，即水分子可以自由地通过细胞壁，细胞壁的作用主要是 细胞，伸缩性比较 。
3.原生质层包括 以及 ，可把它看做一层 。
4.观察质壁分离实验采用 为材料。
5.转运蛋白可以分为 和 两种类型。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 的改变；通道蛋白只容许与自身通道的 相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时， 与通道蛋白结合。
6.自由扩散和协助扩散都是 运输，都 耗能，因此属于 运输。
7.主动运输的意义：通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出 和对细胞有害的物质，从而 。
二、高考真题回顾
1．(2022·海南，16节选)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 。
(2)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 。
2．(2021·全国甲，29)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＋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)。
(2)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 。
3．(2022·全国乙，29节选)农业生产中，农作物生长所需的氮元素可以NO的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO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NO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NO的速率不再增加，推测其原因是 。
(3)作物甲和作物乙各自在NO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 。
三、新情境
主动运输的拓展分析
1.主动运输消耗的能量并不都由ATP直接提供
2.图析单向运输载体、同向运输载体和反向运输载体
3.与物质出入细胞有关的几种热图解读
(1)Na＋－K＋泵
(2)质子泵
(3)协同运输包括同向协同和反向协同两种方式
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