资源简介 【备考2024】生物高考一轮复习第6讲 细胞的物质输入与输出[课标要求] 1.阐明细胞膜具有选择透过性2.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3.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞实验:通过模拟实验探究膜的透性;观察植物细胞的质壁分离和复原[核心素养](教师用书独具) 1.基于对不同物质跨膜运输实例的分析,理解细胞内物质运输与能量供应的关系,并归纳跨膜运输的方式与特点。(生命观念 科学思维)2.基于对不同物质跨膜运输发生条件的比较,认同不同运输方式需要的条件不同。(科学思维)3.设计实验探究细胞膜的透性;分析植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验。(科学探究)4.依据渗透作用原理指导灌溉和施肥。(社会责任)考点1 水进出细胞的原理一、渗透作用1.概念:水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。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。二、动物细胞和植物细胞的吸水和失水1.动物细胞的吸水和失水(1)eq \a\vs4\al()(2)现象2.植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)(1)原理(2)现象1.渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。 (×)提示:该浓度是指物质的量浓度。2.在渗透作用中,当半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子不再通过半透膜。 (×)提示:半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子的扩散达到平衡。3.植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。 (×)提示:原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。4.质壁分离过程中水分子扩散只能单向进行。 (×)提示:质壁分离过程中水分子扩散是双向进行的。5.成熟的植物细胞发生质壁分离过程中,细胞的吸水能力逐渐减小。 (×)提示:发生质壁分离过程中,细胞的吸水能力逐渐变大。1.原生质层与原生质体的区别是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提示:原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜间的细胞质组成,原生质体是指去除植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构2.成熟植物细胞在一定浓度的溶液中能发生质壁分离的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。提示:外界溶液的浓度大于细胞液浓度,且原生质层比细胞壁伸缩性大1.对于植物细胞来说,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?提示:不一定。植物细胞有细胞壁的支持、保护作用,当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时,有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。2.现有A、B、C三瓶外观一样但没有标签的溶液,已知三种溶液是质量浓度为0.1 g/mL的蔗糖溶液、0.3 g/mL的蔗糖溶液和0.1 g/mL的葡萄糖溶液。某同学利用如图所示的装置设计了两组实验。(注:图中半透膜允许溶剂和葡萄糖分子通过,不允许蔗糖分子通过)实验Ⅰ:同时将等量的A液和B液分别放入U形管的左、右两侧,一段时间后,左侧的液面升高;实验Ⅱ:同时将等量的B液和C液分别放入U形管的左、右两侧,一段时间后,液面发生了变化:右侧先升高后降低。根据实验结果判断A、B、C三瓶溶液分别是什么?提示:A瓶:0.3 g/mL的蔗糖溶液;B瓶:0.1 g/mL的蔗糖溶液;C瓶:0.1 g/mL的葡萄糖溶液。考查渗透作用的原理及应用分析1.(2021·潍坊检测)图甲为研究渗透作用的装置(a和b均为蔗糖溶液,c允许单糖通过),图乙表示实验结果。下列分析正确的是( )甲 乙A.图甲中漏斗液面不再变化时,b液体的浓度等于a液体的浓度B.据图乙,漏斗里溶液的吸水速率会下降为零,此时c处不再有分子进出C.若t2时刻在b中加入蔗糖酶,则h会先上升后下降D.若t2时刻在a中加入蔗糖酶,则h一定会下降C [图甲中漏斗液面不再变化时,半透膜两侧水分子进出速度相等,但是由于漏斗与装置的液面不一样高,所以膜两侧溶液浓度不可能相等,A错误;乙图中液面高度不变时,c处仍有水分进出,只是达到进出平衡而已,B错误;若t2时刻漏斗中加入蔗糖酶,蔗糖分解为单糖,漏斗内溶液浓度会先上升,由于c允许单糖通过,继而漏斗内溶液浓度会下降,则h将先上升后下降,C正确;若t2时刻a中加入蔗糖酶,蔗糖分解为单糖,烧杯内溶液浓度会先上升,由于c允许单糖通过,继而烧杯内溶液浓度会下降,则h将先下降后上升,D错误。]2.(2021·广东名校联考)如图甲为一种渗透装置,图乙为一种成熟植物细胞处在某种外界溶液中时某一时刻的状态,两图中水分的进出都处于平衡状态。下列分析错误的是( )甲 乙A.图甲中的液柱能稳定在h高度,说明溶质分子不能通过cB.图乙中外界溶液换成清水可复原,说明原溶液的溶质不能进入细胞C.图乙中1、3和5组成的结构相当于图甲中的cD.两图中溶液浓度a处等于b处,2处等于6处D [如果漏斗中的溶质分子能通过c,则液柱高度不能稳定在h,平衡时与外界溶液的液面会平齐,A正确;溶液中的溶质如能进入细胞,则会发生质壁分离自动复原,外界溶液不用换成清水,B正确;图乙中1为细胞膜、2为细胞液、3为液泡膜、4为细胞壁、5为细胞质,由1、3和5一起构成原生质层,相当于图甲中的半透膜,C正确;从图甲漏斗中液面高于外界溶液可以得出漏斗内(a处)的溶液浓度大于外界溶液(b处)浓度,图乙为质壁分离停止的时刻,细胞液(2处)的浓度等于外界溶液(6处)浓度,D错误。]考查细胞的吸水和失水3.(2020·全国卷Ⅱ)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D [甲、乙两组糖溶液的质量浓度(单位为g/mL)相同,但甲糖的相对分子质量大于乙糖,所以甲、乙两组糖溶液的物质的量浓度不同(甲<乙),将相同的叶细胞浸入两种不同物质的量浓度的溶液中,在吸水和失水的表现上可能不同。据题意可推测,甲糖溶液浓度低于叶细胞的细胞液浓度,叶细胞吸水导致甲糖溶液浓度升高,A选项正确;若测得乙糖溶液浓度不变,则乙糖溶液浓度等于叶细胞的细胞液浓度,水分子进出乙组叶细胞的量相等,净吸水量为零,B选项正确;若测得乙糖溶液浓度降低,则乙糖溶液浓度高于叶细胞的细胞液浓度,乙组叶肉细胞可能会发生渗透失水而表现为质壁分离,C选项正确;若测得乙糖溶液浓度升高,则甲、乙浓度均小于叶细胞的细胞液浓度,两组细胞均吸水,但由于甲糖溶液的物质的量浓度小于乙糖溶液,所以乙组叶细胞的净吸水量小于甲组叶细胞,D选项错误。]4.(2021·潍坊期末)某兴趣小组将五组相同的白萝卜块、植物甲幼根块分别放入A~E五种不同浓度的蔗糖溶液中,30 分钟后取出称重,重量变化如表所示。以下相关叙述错误的是( )组别 30分钟后重量变化(g)A B C D E白萝卜块 0 -4 +3 -2 +1植物甲幼根块 -3 -5. 5 +1 -4 -1A.五种蔗糖溶液浓度由高到低依次是B、D、A、E、CB.植物甲在与白萝卜块细胞液等渗的完全培养液中不能正常生长C.该实验的自变量是蔗糖浓度、植物细胞种类、重量变化D.通过实验的结果可推测这两种植物细胞的细胞液浓度范围C [以白萝卜块为例,外界浓度越高,失水越多,外界溶液浓度越低,则吸水越多,因此根据实验数据,五种蔗糖溶液浓度由高到低依次是B、D、A、E、C,A正确;与白萝卜块等渗的溶液是A,植物甲幼根块中表现出失水,所以不能正常生长,B正确;实验自变量是蔗糖浓度和植物细胞种类,因变量是重量变化,C错误;根据渗透作用的原理可以推测植物细胞的细胞液浓度范围,白萝卜块细胞液的范围在A的附近,甲的幼根块细胞液浓度在CE之间,D正确。]考点2 (探究·实践)探究植物细胞的吸水和失水1.实验原理2.实验步骤操作一:观察新制取的洋葱表皮操作二:将洋葱表皮置于较高浓度的溶液中观察操作三:将操作二中的洋葱表皮置于清水中观察eq \a\vs4\al()②低倍显微镜观察3.实验结论1.实验中的两组对照实验2.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待测成熟植物细胞+一定浓度的蔗糖溶液 镜检(2)测定细胞液浓度范围待测细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液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不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液发生质壁分离所需时间越短,细胞液浓度越小,反之细胞液浓度越大。(4)比较未知浓度溶液的浓度大小同一植物的成熟细胞+未知浓度的溶液记录刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小(时间越短,未知溶液的浓度越大)。(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)成熟植物细胞+不同种类溶液 镜检1.(2021·广东选择性考试)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,下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是( )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>③A [蔗糖分子属于二糖,不能进入保卫细胞,在清水中,保卫细胞因渗透吸水导致气孔开放,据题图可知,滴加蔗糖溶液①,保卫细胞气孔张开程度几乎与初始状态一样,推测蔗糖溶液①的浓度近似等于保卫细胞细胞液浓度,滴加蔗糖溶液②,保卫细胞气孔关闭,推测蔗糖溶液②的浓度高于保卫细胞细胞液浓度,故质壁分离最可能出现在滴加蔗糖溶液②后观察的视野中,B叙述正确;滴加蔗糖溶液③,保卫细胞气孔张开比初始状态更大,推测蔗糖溶液③的浓度低于保卫细胞的细胞液浓度,滴加蔗糖溶液③后有更多的水分子进入保卫细胞,故蔗糖溶液③处理后的保卫细胞细胞液浓度<蔗糖溶液①处理后的保卫细胞细胞液浓度,A叙述错误,C叙述正确;由以上分析可知,3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③,D叙述正确。]2.(2021·重庆选择性考试适应性测试)某兴趣小组用相同生理状态的洋葱表皮进行“植物细胞的吸水和失水”实验,记录如下表:分组 ① ② ③ ④ ⑤步骤1 从盖玻片一侧滴入蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引,浸润的蔗糖溶液浓度如下0.1 g/mL 0.2 g/mL 0.3 g/mL 0.4 g/mL 0.5 g/mL质壁分离现象 - ++ +++ ++++ ++++步骤2 从盖玻片一侧滴入清水,另一侧用吸水纸吸引,充分清洗3次质壁分离现象 - - + ++ ++++注:“-”表示没有质壁分离;“+”表示质壁分离的程度。下列叙述正确的是( )A.①中,蔗糖浓度>细胞液浓度B.据表推测细胞液浓度范围在0.2~0.3 g/mL之间C.步骤2-⑤中,质壁分离可以复原D.步骤2-③的吸水速度>步骤2-②的吸水速度D [根据表中数据分析,0.2 g/mL的蔗糖溶液可以轻度引起质壁分离现象,而0.1 g/mL不能引起质壁分离,说明实验的细胞液浓度范围在0.1~0.2 g/mL之间(包含0.1 g/mL),①中蔗糖浓度≤细胞液浓度,A、B错误;步骤2-⑤中,0.5 g/mL的蔗糖溶液使细胞发生质壁分离后滴加清水也不能复原,细胞已脱水死亡,C错误;③中细胞质壁分离(失水)程度大于②,因此失水后③中细胞液浓度大于②,故步骤2-③细胞液的吸水速度>步骤2-②的吸水速度,D正确。]3.(2021·济宁质检)将同一部位的紫色洋葱外表皮细胞分别浸在甲、乙、丙3种溶液中,测得原生质层的外界面与细胞壁间距离变化如图所示,下列相关分析错误的是( )A.实验开始时,甲、乙溶液的浓度均大于洋葱表皮细胞的细胞液浓度B.与t0时相比,t2时乙溶液中洋葱表皮细胞的细胞液浓度未发生变化C.实验过程中,丙溶液中有水分子进出洋葱表皮细胞D.实验结束时,甲、乙溶液的浓度有所下降B [实验开始后,甲、乙溶液中的原生质层的外界面与细胞壁间的距离逐渐增大,说明甲、乙溶液的浓度均大于洋葱表皮细胞的细胞液浓度,细胞失水,A正确;实验开始后,乙溶液中的原生质层的外界面与细胞壁间的距离先逐渐增大,而后又逐渐减小,说明乙溶液中的部分溶质可被细胞吸收,细胞发生质壁分离后又自动复原,与t0时相比,t2时乙溶液中洋葱表皮细胞的细胞液浓度发生了变化,B错误;实验过程中,丙溶液中的原生质层的外界面与细胞壁间的距离没有发生变化,说明水分子进出洋葱表皮细胞处于动态平衡,C正确;实验结束时,甲溶液中的水分增多,乙溶液中的溶质有所减少,二者的浓度均有所下降,D正确。]考点3 物质出入细胞的方式一、各种物质出入细胞方式的比较物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐自由扩散 协助扩散图例运输方向 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 胞外→胞内 胞内→胞外是否需要转运蛋白 否 是 是 否是否消耗能量 否 否 是 是举例 O2、CO2、甘油、乙醇、苯的跨膜运输 人的红细胞吸收葡萄糖 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等 巨噬细胞吞噬抗原 胰岛素、消化酶、抗体的分泌二、转运蛋白的种类及特点1.概念:镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质,能够协助离子和一些小分子有机物跨膜运输。2.种类(1)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。(2)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,且这些物质通过时不需要与通道蛋白结合。1.分子或离子通过通道蛋白时,需要与通道蛋白结合。 (×)提示:物质通过通道蛋白时不与通道蛋白结合。2.少数水分子借助水通道蛋白进出细胞,更多的水分子以自由扩散方式进出细胞。 (×)提示:水分子更多的是借助细胞膜上的通道蛋白进出细胞。3.Na+与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输。 (√)4.细胞外液中的K+进入神经细胞属于自由扩散。 (×)提示:K+进入神经细胞属于主动运输。5.同种物质进出同一细胞的方式一定相同。 (×)提示:K+进入神经细胞是主动运输,排出神经细胞的方式是协助扩散。6.以胞吐的方式排出细胞的物质不一定都是生物大分子。 (√)7.主动运输使膜内外物质浓度趋于一致,维持了细胞的正常代谢。 (×)提示:主动运输使膜内外物质的浓度差变大。8.人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要转运蛋白的协助。(×)提示:红细胞吸收胆固醇是自由扩散。淡水中生活的原生动物,如草履虫,能通过伸缩泡排出细胞内过多的水,以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中,推测其伸缩泡的伸缩情况,分别会发生什么变化?(必修1 P72“拓展应用”)提示:放入蒸馏水中的草履虫,其伸缩泡的伸缩频率加快,放入海水中的则伸缩频率减慢。1.主动运输对细胞和生物体生命活动的意义是_____________________________________________________________________________________。提示:主动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2.农业生产上给作物松土能促进作物生长的道理是_________________________________________________________________________________。提示:松土可以增加土壤中O2含量,促进根系的有氧呼吸,有利于植物吸收无机盐离子1.神经细胞膜上的Na+ K+泵、K+通道和Na+通道(1)细胞膜上的Na+ K+泵不断地把K+运入细胞内,同时把Na+输出细胞外,维持细胞内K+浓度显著高于细胞外,细胞外Na+浓度显著高于细胞内。Na+ K+泵的运输是消耗ATP的主动运输。(2)在静息状态下,K+通道瞬时开放,K+迅速外流,形成静息电位;神经细胞兴奋时,Na+通道瞬时开放,Na+迅速内流,形成动作电位;K+通道和Na+通道的运输是顺浓度梯度进行的,不消耗ATP,是协助扩散。2.影响物质跨膜运输因素的分析(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,原因是受载体数量的限制。(2)氧气含量对物质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:无氧呼吸为物质的吸收提供能量。②PQ段:随着氧气含量的增加,有氧呼吸产生的能量增多,主动运输的速率增大。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限制因素的影响,运输速率不再增加。(3)温度温度影响物质运输速率时,既与分子的运动有关,也与细胞呼吸有关。1.影响离子泵运输离子的外界因素主要有O2浓度和温度,O2浓度和温度是如何影响离子泵运输的?提示:离子泵运输离子需要消耗细胞内的ATP,细胞内产生ATP的过程为细胞呼吸,O2浓度能够影响细胞呼吸,进而影响离子泵运输离子;温度影响载体蛋白的运动和细胞呼吸中酶的活性,进而影响离子泵的运输。2.柽柳是一种泌盐植物,叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出,是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输?请设计实验加以探究。实验材料:柽柳幼苗若干;适宜浓度的含Ca2+和K+的完全培养液;细胞呼吸抑制剂;蒸馏水。请写出实验步骤,并预期实验结果。(必修1 P72“拓展应用”)提示:实验步骤:①将柽柳幼苗随机分为甲、乙两组,分别培养在适宜浓度的含Ca2+和K+的完全培养液中。②甲组柽柳幼苗的培养液中,加入一定量的细胞呼吸抑制剂,乙组柽柳幼苗的培养液中加入等量的蒸馏水,在适宜的条件下培养。③分别测定两组柽柳幼苗吸收Ca2+和K+的速率,并进行比较。结果预测:若两组植株对Ca2+和K+的吸收速率相同,则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输;若甲组植株对Ca2+和K+的吸收速率明显小于乙组植株对Ca2+和K+的吸收速率,则柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。考查物质运输的方式及特点1.(2021·湖北选择性考试模拟)拟南芥液泡膜上存在Na+/H+反向转运载体蛋白,它可利用液泡内外H+的电化学梯度(电位和浓度差)将H+转出液泡,同时将Na+由细胞质基质转入液泡。部分物质跨液泡膜转运过程如图所示,据图判断,下列叙述错误的是( )A.Na+在液泡中的积累有利于提高拟南芥的耐盐能力B.Na+以主动运输的方式由细胞质基质进入液泡C.Cl-以协助扩散的方式由细胞质基质进入液泡D.H2O以自由扩散的方式进出液泡D [Na+在液泡中的积累能使液泡内Na+浓度增大,有利于细胞吸水,进而提高拟南芥的耐盐能力,A正确;由图可知,液泡膜上的Na+/H+反向转运蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+转运到液泡内,说明Na+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度,因此该过程Na+进入液泡的方式为主动运输,B正确;由图可知,Cl-借助通道蛋白,以协助扩散的方式由细胞质基质进入液泡,C正确;H2O借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出液泡,D错误。]2.(2021·湖南六校联考)通道蛋白是一类跨越生物膜磷脂双分子层的蛋白质,它所介导的运输不需要溶质微粒与其结合,而是横跨膜形成亲水通道,允许大小适宜的分子和带电离子通过。它包含两大类:水通道蛋白和离子通道蛋白。其中离子通道蛋白对被转运的离子的大小和电荷都有高度的选择性,而且转运速率高,其速率是已知的任何一种载体蛋白的最快速率的1 000倍以上。如图是载体蛋白和通道蛋白分别介导物质跨膜运输模式图,以下说法错误的是( )甲 乙A.两者化学本质均为蛋白质,普遍存在于各种生物膜结构中B.载体蛋白在介导物质跨膜运输的过程中空间结构发生改变,运输完成后又恢复原状C.由通道蛋白介导的跨膜运输属于被动运输D.一般情况下,K+经乙进入细胞内,经甲排出细胞外D [由题干信息可知,通道蛋白是跨越生物膜的蛋白质,具有控制物质跨膜运输的作用,其介导的跨膜运输方式为协助扩散,一般情况下,K+进入细胞的方式应该是主动运输,排出细胞通常为协助扩散,所以D错误。] “三看法”快速判定物质出入细胞的方式物质运输的综合分析3.(不定项)(2021·江苏新高考适应性测试)Ca2+参与神经冲动的传递、肌肉细胞的收缩等多种生理过程,血液中Ca2+浓度稳态的维持具有重要意义。如图为维生素D促进血液中Ca2+浓度升高的示意图,TRPV5、TRPV6为Ca2+通道转运蛋白,PMCA为Ca2+载体转运蛋白。下列相关叙述正确的是( )A.细胞膜上TRPV6和TRPV5的增加分别可以促进Ca2+的吸收和重吸收B.血液中Ca2+浓度的升高,可以促进Ca2+的吸收和重吸收C.维生素D在小肠和肾小管上皮细胞中调控的基因不同,但都能促进血液中Ca2+浓度升高D.TRPV6和PMCA分布在细胞的腔面膜和底面膜,是因为小肠上皮细胞膜没有流动性AC [TRPV5、TRPV6为Ca2+通道转运蛋白,其运输方式为协助扩散,不需要消耗能量,增加通道蛋白的数量可促进对物质的运输,故细胞膜上TRPV6和TRPV5的增加分别可以促进Ca2+的吸收和重吸收,A正确;血液中Ca2+的浓度升高时,还受TRPV5、TRPV6或PMCA等蛋白质种类及数量的限制,故血液中Ca2+浓度升高,不一定促进Ca2+的吸收和重吸收,B错误;由图可知,维生素D在小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞中与受体VDR结合后,调控的基因不同,但都能促进血液中Ca2+浓度升高,C正确;TRPV6和PMCA分布在细胞的腔面膜和底面膜,是因为它们发挥作用的部位不相同,小肠上皮细胞膜具有流动性,D错误。]4.(2021·日照二模)铁是人体内必不可少的微量元素,如图表示铁被小肠吸收和转运至细胞内的过程。图中转铁蛋白(Tf)可运载Fe3+,以Tf Fe3+结合形式进入血液。Tf Fe3+与转铁蛋白受体(TfR)结合后进入细胞,并在囊泡的酸性环境中将Fe3+释放。下列叙述错误的是( )A.Fe2+顺浓度梯度通过蛋白1通道的过程属于协助扩散B.Tf与TfR结合后携带Fe3+进入细胞的过程属于胞吞C.蛋白2和转铁蛋白(Tf)都是细胞膜上的载体蛋白D.H+进入囊泡的过程属于主动运输,需要消耗能量C [通过题图可知,Fe2+ 从小肠上皮细胞进入组织液时,是顺浓度梯度且需要载体,但不需要能量,属于协助扩散,A正确;由题图可知细胞膜上的转铁蛋白受体(TfR)具有识别作用,与 Tf Fe3+识别并结合后通过胞吞进入细胞,B正确;转铁蛋白(Tf)是血液中运载 Fe3+的蛋白,不在细胞膜上,C错误;由题图可知H+进入囊泡是通过质子泵逆浓度梯度进行的,属于主动运输,需要消耗能量,D正确。] 物质运输方式的几个“不一定”(1)胞吐、胞吞的不一定是大分子物质,如神经递质是小分子物质,通过胞吐排出细胞。(2)生物大分子不一定都是以胞吞、胞吐方式运输的,如RNA和蛋白质可通过核孔出入细胞核。(3)消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输,胞吞和胞吐也消耗能量。(4)同一种物质进出细胞的方式不一定相同①葡萄糖②Na+③K+物质运输方式的实验探究5.某学校生物兴趣小组验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输。现提供如下材料:牛的成熟红细胞若干、培养瓶、葡萄糖浓度测试仪、蒸馏水、5%的葡萄糖溶液、5 mL葡萄糖载体抑制剂和5 mL呼吸抑制剂等,请完善如下实验过程:(1)实验原理:主动运输需要载体和消耗能量,协助扩散需要载体和具有浓度差。(2)实验步骤:①取三个培养瓶,编号A、B、C,向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和5%的葡萄糖溶液。②_____________________________________________________________________________________________________________________________。③_____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)预期结果:___________________________________________________________________________________________________________________。(4)实验结论:_________________________________________________________________________________________________________________。[解析] (2)①取三个培养瓶,编号A、B、C,向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和5%的葡萄糖溶液。②向A瓶中加入5 mL蒸馏水,向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂,向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂。③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后,利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量。(3)预期结果:若成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,则B组中葡萄糖的运输会受到抑制且C瓶中葡萄糖的运输不受限制,因此预期结果为:A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶。(4)实验结论:牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输。[答案] (2)②向A瓶中加入5 mL蒸馏水,向B瓶中加入5 mL葡萄糖载体抑制剂,向C瓶中加入5 mL呼吸抑制剂 ③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后,利用葡萄糖浓度测试仪测定各培养瓶中葡萄糖的含量 (3)A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶 (4)牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,而非主动运输 探究物质跨膜运输方式的实验设计思路(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1.核心概念(1)(必修1 P62)渗透作用:水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。(2)(必修1 P63)原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。(3)(必修1 P65)被动运输:物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨膜运输方式。(4)(必修1 P66)自由扩散(简单扩散):物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。协助扩散(易化扩散):物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的方式。(5)(必修1 P69)主动运输:物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨膜运输方式。2.结论语句(1)(必修1 P62)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)(必修1 P65)当细胞不断失水时,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来。(3)(必修1 P66)转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两类,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。而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。(4)(必修1 P69)一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。(5)(必修1 P72)通过胞吞或胞吐进出细胞,需要膜上蛋白质的参与,更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。1.(2021·湖南选择性考试)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D [对农作物施肥过多,根细胞外液浓度过高,会导致质壁分离,引起“烧苗”,A叙述正确;质壁分离过程中,原生质层(由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成)与细胞壁分离,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁,B叙述正确;质壁分离复原过程中,细胞液浓度逐渐降低,吸水能力逐渐降低,C叙述正确;1 mol/L NaCl溶液中,含1 mol/L的Na+和1 mol/L的Cl-,即溶质微粒浓度为2 mol/L,而1 mol/L蔗糖的溶质为蔗糖分子,不可再拆分,故1 mol/L NaCl溶液的渗透压大于1 mol/L蔗糖溶液的渗透压,D叙述错误。]2.(2021·广东选择考适应性测试)右图为示质子泵跨膜运输H+的过程。质子泵抑制剂可与胃壁细胞膜上的质子泵共价结合,使其不可逆地失活,从而抑制胃酸的分泌。下列叙述错误的是( )A.质子泵以主动运输的方式将H+运出细胞B.质子泵参与细胞及其微环境的pH调控C.质子泵本质上是一种生物膜上的载体蛋白D.呼吸抑制剂使质子泵失活而抑制胃酸分泌D [由题图可知,H+从膜内逆浓度梯度运输到膜外,需要质子泵的协助,并消耗ATP,其运输方式为主动运输,A正确;质子泵通过跨膜运输H+,而改变了细胞内外的H+浓度,参与细胞及其微环境pH的调控,B正确;由题图可知,质子泵是细胞膜上的载体蛋白,C正确;呼吸抑制剂通过抑制ATP的生成而抑制胃酸分泌,并不能使质子泵失活,D错误。]3.(2021·河北选择性考试)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O2B.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D [血液流经肌肉组织时,进入红细胞的是CO2,运出红细胞的是O2,A叙述正确;题图中①②是气体的运输过程,运输方式为自由扩散,④和⑤过程均是顺浓度梯度运输且需要转运蛋白的协助,运输方式为协助扩散,B叙述正确;成熟的红细胞中没有线粒体,只能进行无氧呼吸,产生的ATP可为③主动运输提供能量,C叙述正确;成熟的红细胞内没有细胞核和核糖体等细胞器,不能合成蛋白质,因此成熟红细胞表面的糖蛋白不能更新,D叙述错误。]4.(2021·全国甲卷)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______________________________________________________________________________________。[解析] (1)生物膜的结构特点是具有一定的流动性。(2)离子通道是由蛋白质复合物构成的,一种通道只能先让某种离子通过,而另一些离子则不容易通过,即离子通道具有选择性。(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,可知是主动运输过程,主动运输需要消耗能量,而细胞中的能量由细胞呼吸提供,因此呼吸抑制剂会影响细胞对K+的吸收速率。[答案] (1)具有一定的流动性 (2)蛋白质 顺浓度或选择性 (3)细胞逆浓度梯度吸收K+是主动运输过程,需要能量,呼吸抑制剂会影响细胞呼吸供能,故使细胞主动运输速率降低10/23 展开更多...... 收起↑ 资源预览