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第4章 细胞的物质输入和输出
思维知识整合
一、渗透作用的方向：低浓度溶液至高浓度溶液
二、植物细胞的吸水和失水
1.获得具有中央液泡的成熟植物细胞
2.原理
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。
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，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
3.只有活的，成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原：无液泡的细胞不发生质壁分离和复原，已发生质壁分离的细胞在死亡后无法复原。
四、被动运输：由高浓度至低浓度，包括自由扩散和协助扩散
五、主动运输：由低浓度至高浓度，包括主动运输。
六、影响物质跨膜运输的因素
（1）物质浓度（在一定浓度范围内）
图1表示的运输方式可以为自由扩散，该方式只收膜内外物质浓度差的影响，浓度差越大，自由扩散的速率越大。
图2表示的运输方式是协助扩散或主动运输，这两种方式都受膜内外物质的浓度差和载体数量的影响。图中P点之后，物质运输速率不再增加的限制因素是载体的数量。
（2）氧气浓度
图3表示的运输方式可以为自由扩散或协助扩散，这两种运输方式都不消耗能量，不受O2浓度的影响。
图4表示的运输方式可以为主动运输。图中O2浓度为0时，离子吸收速率不再为0，其原因是细胞通过无氧呼吸提供能量，P点之后运输速率不变的限制因素是载体的数量。
温度：温度主要通过影响酶的活性及膜的流动性进而影响物质的运输速率。
七、胞吞和胞吐不是跨膜运输
跨膜运输包括主动运输和被动运输，是由物质直接穿过细胞膜完成的物质进出细胞的物质运输方式，其动力来自物质的浓度差或由ATP提供。胞吞和胞吐是借助于膜的融合完成的，与膜的流动性有关，它是大分子和颗粒性物质进出细胞的物质运输方式，靠ATP提供动力。
综合试题训练
1.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，如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>③
2.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胞菌，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≥0.3mol/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
3.某兴趣小组用相同生理状态的洋葱鳞片叶外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，另一侧用吸水纸引流，洋葱鳞片叶表皮浸润的蔗糖溶液浓度如下
0.3mol/L 0.6mol/L 0.9mol/L 1.2mol/L 1.5mol/L
质壁分离现象 - ++ +++ ++++ ++++
步骤2 从盖玻片一侧滴入清水，另一侧用吸水纸引流，充分清洗3次
质壁分离现象 - - + ++ ++++
注:“-”表示没有发生质壁分离;“+”表示发生质壁分离,“+”越多表示质壁分离的程度建大
下列叙述正确的是( )
A.①中,蔗糖溶液浓度＞细胞液浓度
B.据表推测细胞液浓度在0.6~0.9mol/L之间
C.步骤2-⑤中，质壁分离可以复原
D.步骤2-③细胞的吸水速率＞步骤2-②细胞的吸水速率
4.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞是观察质壁分离与复原现象的理想材料。下表是某实验小组利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在不同浓度的蔗糖溶液中观察质壁分离和复原现象的结果。据表分析，下列叙述中最合理的是( )
蔗糖溶液质量浓度（g/mL）
0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
是否发生质壁分离现象 - - + +++ ++++
滴加清水后是否复原 - - + + -
注：“-”表示不发生，“+”表示发生，且“+”越多表示发生程度越大。
A.当蔗糖溶液质量浓度为0.35g/mL时，无水分子进出细胞
B.该细胞的细胞液浓度相当于0.35~0.40g/mL的蔗糖溶液浓度
C.质壁分离过程中该细胞的液泡颜色逐渐变深，复原后颜色完全恢复至原态
D.质量浓度为0.50g/mL的蔗糖溶液较适合用于观察质壁分离和复原现象
5.直饮机的核心部件是逆渗透膜，其原理是通过水压使水由较高浓度溶液的一侧渗透至较低浓度溶液一侧，细菌及有害物质几乎不能透过逆渗透膜，如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.直饮机利用的逆渗透膜具有细胞膜的识别功能
B.逆渗透过程与渗透作用不同的是水由高浓度溶液向低浓度溶液流动
C.逆渗透膜上有载体蛋白，可以选择性地控制有害物质的进出
D.逆渗透膜去除有害物质的能力胜过生物膜，通过逆渗透膜处理的水可放心饮用
6.下图表示水分子跨膜运输方式，下列相关叙述错误的是( )
A.水分子可通过自由扩散的方式通过磷脂双分子层
B.水分子可借助水通道蛋白以协助散的方式进出细胞
C.水分子通过被动运输从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散
D.水分子经过细胞膜由相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透
7.如图所示为细胞对大分子物质进行胞吞和胞吐的过程。下列与此有关的叙述，错误的是( )
A.b在细胞分泌的同时导致膜成分的更新
B.a要有细胞内部供能才可能完成
C.a与b均要以膜的流动性为基础才可能实现
D.b与a分别是动物细胞排泄废物和摄取养分的基本方式
8.小肠是消化和吸收的主要器官，食物中的多糖和二糖被水解成单糖后，被小肠黏膜上皮细胞的微绒毛吸收。为研究葡萄糖的吸收方式，研究人员进行了体外实验，实验过程及结果如表所示：
下列叙述错误的是( )
实验阶段 实验处理 实验结果
第一阶段 蛋白质抑制剂处理小肠微绒毛 葡萄糖的转运速率为0
第二阶段 在外界葡萄糖浓度为5mmo/L时，用呼吸抑制剂处理小肠微绒毛 实验组葡萄糖的转运速率=0
第三阶段 在外界葡萄糖浓度为100mmo/L时，用呼吸抑制剂处理小肠微绒毛 对照组葡萄糖的转运速率>实验组葡萄糖的转运速率，且实验组葡萄糖的转运速率>0
A.小肠微绒毛吸收葡萄糖的方式，体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能
B.小肠微绒毛吸收葡萄糖需要膜转运蛋白的协助
C.随着外界葡萄糖浓度的增大，小肠微绒毛吸收葡萄糖的速率会一直增大
D.小肠微绒毛上皮细胞内葡萄糖的浓度大于5 mmol/L
9.在相同条件下，分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，观察其质壁分离现象，再用清水处理后观察其质壁分离复原现象，实验结果见图。下列叙述错误的是( )
A.T1组经蔗糖溶液处理后，有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁
B.各组蔗糖溶液中，水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液
C.T1和T2组经清水处理后，发生质壁分离的细胞均复原
D.T3和T4组若持续用清水处理，质壁分离的细胞比例可能下降
10.如图为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的示意图，GUT是一种葡萄糖载体蛋白，下列说法正确的是( )
A.小肠上皮细胞膜上Na+驱动的葡萄糖同向转运载体与GLUT的空间结构相同
B.小肠上皮细胞输出葡萄糖为主动转运，葡萄糖进入红细胞的动力是细胞内外葡萄糖的浓度差
C.葡萄糖进入小肠上皮细胞为主动转运，伴随着Na+内流
D.该模式图可以体现细胞膜进行细胞间信息交流的功能
11.用相同的培养液培养水稻和番茄幼苗，一段时间后，测定培养液中三种离子的浓度，结果如图所示。据图分析不能得到的结论是( )
A.水稻和番茄根细胞膜上的同种转运蛋白数量不同
B.水稻对需求量大，番茄对需求量小
C.根细胞通过离子通道蛋白介导的易化扩散吸收离子
D.水稻培养液里的Ca2+浓度高于初始浓度，说明水稻吸收水快于吸收Ca2+
12.某科研小组用a、b两种通过被动运输方式进出细胞的物质进行了相关实验，结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.该小组在设计上述实验时,要遵循单一变量原则
B.该实验的自变量是物质种类和膜两侧物质浓度差
C.当膜两侧物质浓度差大于A时，影响物质b运输的因素是ATP和载体蛋白的数量
D.物质a可以是酒精,影响其运输的因素除了浓度差还有温度等
13.图中①~④表示物质出入细胞的不同方式，下列叙述正确的是( )
A.②转运物质的速率比①更快
B.③是细胞最重要的吸收和排出物质的方式
C.温度对图①②方式不会造成影响
D.④被细胞摄入的物质一定是大分子或颗粒性物质
14.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，测得细胞膜与细胞壁间平均距离变化如图所示，下列叙述正确的是( )
A.实验开始时，甲、乙溶液的浓度均小于洋葱外表皮细胞的细胞液浓度
B.与t0时相比，t2时乙溶液中洋葱外表皮细胞的细胞液浓度未发生变化
C.实验过程中，丙溶液中没有水分子进出洋葱外表皮细胞
D.t2时刻与t0时刻相比，甲、乙溶液的浓度都有所下降
15.科学家用含水通道蛋白的爪蟾卵母细胞和不含水通道蛋白的爪蟾卵母细胞分别放入清水中进行分组实验，实验现象如图。下列关于水通道蛋白的叙述错误的是( )
A.研究表明，水分子更多的是借助水通道蛋白进入细胞的
B.根据细胞结构与功能相适应的观点推测，红细胞含水通道蛋白数量会比肾小管细胞多
C.两组实验的自变量为是否含有水通道蛋白
D.研究通道蛋白的作用，有利于探索相关的调控药物，维护人体健康
16.下列有关物质跨膜运输速率的影响因素和相关曲线的叙述，错误的是( )
A.①和②表示物质浓度对跨膜运输速率的影响，其中①可表示自由扩散
B.②的P点后，运输速率不变的原因可能是载体蛋白的数量有限或能量供应不足
C.③表示的运输方式为自由扩散或易化扩散，也可能表示人体红细胞的主动转运
D.④的P点后，运输速率不变的原因可能是载体蛋白的数量有限或能量供应不足
17.下图为物质出入细胞的4种方式示意图，下列相关说法中正确的是( )
A.影响图a、b方式的因素分别是浓度差和载体蛋白数量
B.向细胞中注入某种呼吸抑制剂，则图c、d方式受影响最大
C.氨基酸和葡萄糖进入红细胞的方式相同，都是图c方式
D.图a方式的实现能体现细胞膜的流动性
18.植物根系细胞从土壤溶液中吸收Mg2+和K+时都会伴随着ATP的水解，向某植物根系土壤中加入某种药物后，根系细胞对Mg2+的吸收速率基本保持不变，对K+的吸收速率显著下降。下列关于该种植物根系细胞吸收离子的叙述，正确的是( )
A.根系细胞细胞膜上运输Mg2+和K+的是同种转运蛋白
B.根系细胞吸收K+和Mg2+的方式相同
C.K+的吸收速率下降是由于药物抑制能量供应
D.根系细胞吸收Mg2+的速率主要取决于细胞内外Mg2+的浓度差
19.成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象，如图a是发生质壁分离的植物细胞，图b是显微镜下观察到的某一时刻的图像。请据图回答下列问题：
(1)图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和____________的分离，后者的结构包括[___]和[___](填数字)以及二者之间的细胞质。
(2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是____________，植物细胞自身应具备的结构特点是_________________。
(3)图b是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时细胞液浓度____________(填“大于”“等于”“小于”或“无法判断”)外界溶液浓度。
(4)将形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜B幼根各5段，分别放在不同浓度的蔗糖溶液(甲~戊)中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，结果如图c所示，据图分析：
①红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度__________。
②甲、乙、丙、丁、戊的溶液浓度从大到小的排序为__________。
③在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后红心萝卜A的细胞液浓度会___________。
20.科学研究发现，细胞进行主动运输主要以图1中的几种方式进行（图中a、b、c代表主动运输的三种类型，■、▲、●代表主动运输的离子或小分子）。葡萄糖是细胞的主要能源物质，进出小肠上皮细胞的运输方式如图2所示。回答下列问题：
（1）分析图1所示的细胞膜结构，_____（填“P”或“Q”）侧为细胞外。
（2）在小肠腔面，细胞膜上的蛋白S有两种结合位点：一种与Na+结合，一种与葡萄糖结合。当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入小肠上皮细胞时，葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞。小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是图1中____（填“a”“b”或“c”）类型的主动运输。
（3）小肠基膜上Na+-K+泵由α、β两个亚基组成，a亚基上既有Na+、K+的结合位点，又具有ATP水解酶的活性，运输过程如图3所示。
①在Na+-K+泵发挥作用时，Na+-K+泵作用有____和____。
②Na+-K+泵只能定向运输Na+、K+，而不能运输其他无机盐离子，这体现了细胞膜具有________的功能特性。
（4）研究表明，若肠腔葡萄糖浓度较高，葡萄糖主要通过载体蛋白（GLUT2）的协助以协助扩散的方式进入小肠上皮细胞。在协助扩散的同时，通过载体蛋白（SGLT1）的主动运输过程也在发生。但主动运输的载体（SGLT1）容易饱和，协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运输快数倍。请你设计实验加以验证。
实验步骤：
第一步：取甲（敲除了SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞）、乙（敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞）、丙（正常的小肠上皮细胞），三组细胞其他生理状况均相同。
第二步：将甲、乙、丙三组细胞分别置于_____中
第三步；一段时间后检测培养液中葡萄糖浓度。
实验结果：如果甲、乙、丙中葡萄糖浓度大小为_____，则验证了上面的最新研究结果。
答案以及解析
1.答案：A
解析：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，根据题目信息“保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开”，可推知①、②、③处理后保卫细胞的变化分别为：①形态几乎不变，细胞液浓度与蔗糖溶液①浓度相似，细胞净吸水量约为0，故细胞液浓度基本不变；②失水，细胞液浓度小于蔗糖溶液②浓度，细胞液浓度变大；③吸水，细胞液浓度大于蔗糖溶液③浓度，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处理后的，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。
2.答案：A
解析：本题考查细胞吸水和失水的有关知识。甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，说明假单胞菌细胞内液的渗透压大于外界NaCl溶液的渗透压，而细胞内液的渗透压不仅仅是由NaCl引起，A项错误；乙、丙组中，用NaCl处理时原生质体表面积均低于初始值，说明细胞发生质壁分离，而处理解除后原生质体表面积均高于初始值，说明细胞发生质壁分离复原，B项正确；由题意及题图可知，细胞在吸水和正常生长时原生质体表面积都会增加，C项正确；细菌灭活后，细胞膜失去选择透过性，再用NaCl溶液处理，原生质体表面积将不发生变化，D项正确。
3.答案：D
解析：①中，滴入蔗糖溶液后洋葱鳞片叶表皮细胞未发生质壁分离现象，说明蔗糖溶液浓度小于或等于细胞液浓度，A错误：据表可知，滴入蔗糖溶液后，①中洋葱鳞片叶表皮细胞未发生质壁分离，②中洋葱鳞片叶表皮细胞发生了质壁分离，说明细胞液浓度在0.3~0.6mo/L之间，B错误；步骤1-⑤中，洋葱鳞片叶表皮细胞发生了质壁分离，经过步骤2后，⑤中的细胞未发生质壁分离复原且保持原来的质壁分离程度，说明该细胞已经死广，C错误；步骤1-③细胞的质壁分离程度大于步骤1-②的，滴入清水后，步骤2-③细胞的吸水速率大于步骤2-②细胞的吸水速率，D正确。
4.答案：B
解析：本题考查质壁分离与复原。蔗糖溶液质量浓度为0.35g/mL时，细胞没有发生质壁分离，此时细胞可能吸水，也可能水分子进出细胞达到动态平衡，A错误；蔗糖溶液质量浓度为0.35g/mL时不发生质壁分离，浓度为0.40g/mL时发生质壁分离，因此该细胞的细胞液浓度相当于0.35~0.40g/mL的蔗糖溶液浓度，B正确；质壁分离过程中液泡颜色逐渐变深，复原后颜色因细胞吸水而略有变浅，C错误；当蔗糖溶液质量浓度为0.50g/mL时，虽然质壁分离程度非常明显，但细胞已过度失水而无法复原，D错误。
5.答案：B
解析：逆渗透膜没有生物活性，因此不具有细胞膜的识别功能，A错误；渗透作用的原理是水由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，逆渗透过程的原理是通过水压使水由较高浓度溶液的一侧渗透至较低浓度溶液一侧，B正确；逆渗透膜是通过膜上的小孔控制物质进出的，没有载体蛋白，C错误；逆渗透膜只能除去大分子或大颗粒，如细菌、有害物质等，不能全部除去有毒有害的化学物质，D错误。
6.答案：C
解析：水分子可以通过自由扩散的方式通过磷脂双分子层进出细胞，也可以借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞，A、B正确；水分子通过被动运输从水分子相对含量关偏高的一侧向水分子相对含量低的一侧扩散，C错误，D正确。
7.答案：D
解析：本题考查胞吞和胞吐的相关知识。b是大分子物质运出细胞，即胞吐，是通过具膜小泡和细胞膜发生融合将物质排出细胞的过程，因为存在生物膜之间的相互转化，所以会导致膜成分的更新，A正确；a是大分子物质进入细胞，即胞吞，该过程消耗能量，B正确；胞吞和胞吐的实现均以膜的流动性为基础，C正确；细胞排出废物和摄取养分的基本方式是物质利用膜的选择透过性通过细胞膜，主要以被动运输、主动运输等方式进行，D错误。
8.答案：C
解析：用蛋白质抑制剂处理小肠微绒毛,葡萄糖的转运速率为0,说明小肠微绒毛吸收葡萄糖需要转运蛋白的协助,转运蛋白只允许部分物质通过,这体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,A、B均正确。在外界葡萄糖浓度为5mmol·L-1时,用呼吸抑制剂处理小肠微绒毛,对照组葡萄糖的转运速率>实验组葡萄糖的转运速率,且实验组葡萄糖的转运速率为0,说明此时细胞转运葡萄糖为主动运输,故可推出小肠黏膜上皮细胞内葡萄糖的浓度大于5mmol·L-1,C正确。由题干及题表分析可知,当外界葡萄糖浓度低时,小肠黏膜上皮细胞运输葡萄糖的方式为主动运输;当外界葡萄糖浓度高时,其运输方式有主动运输和协助扩散两种,但细胞膜上转运蛋白的数量是有限的,运输速率不会一直增大,D错误。
9.答案：B
解析：由柱形图可知，T1组经蔗糖溶液处理后，有52%的细胞发生质壁分离，即有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁，A正确；各组蔗糖溶液中，水分子可以从蔗糖溶液进入细胞液，只是少于水分子从细胞液进入蔗糖溶液，B错误；T1和T2组部分细胞能发生质壁分离，说明质壁分离的细胞是活细胞，若经清水处理后发生质壁分离的细胞均复原，C正确；T3和T4组若持续用清水处理，质壁分离复原的细胞逐渐增多，质壁分离的细胞比例可能下降，D正确。
10.答案：C
解析：分析题图可知，小肠上皮细胞膜上Na+驱动的葡萄糖同向转运载体能同时转运葡萄糖和Na+，与葡萄糖运出小肠上皮细胞的载体蛋白GLUT不是同一种物质，空间结构不同，A错误；小肠上皮细胞输出葡萄糖是顺浓度梯度进行的，需要载体蛋白的易化扩散，而葡萄糖进入红细胞也是易化扩散，其动力是细胞内外的葡萄糖浓度差，B错误；葡萄糖进入小肠上皮细胞是逆浓度梯度进行的主动转运，该过程伴随Na+内流，C正确；该模式图体现了细胞有控制物质进出细胞的功能，D错误。
11.答案：C
解析：据图分析，水稻吸收水的相对速率比吸收Ca2+、Mg2+大，造成一段时间后培养液中Ca2+、Mg2+浓度上升；番茄吸收水的相对速率比吸收大，造成培养液中浓度上升。由图可知，三种离子中水稻对需求量最大，番茄对需求量最小，二者对其他离子的吸收量也不同，原因是它们各自根细胞膜上相应转运蛋白的数量不同；图中水稻培养液的Ca2+浓度高于初始浓度，说明水稻吸收水的相对速率大于吸收Ca2+的相对速率；由图不能看出三种离子转运蛋白是通道蛋白。本题选C。
12.答案：C
解析：实验设计需要遵循单一变量原则、对照原则等，A正确；根据曲线图可知，本实验的自变量是物质种类和膜两侧物质浓度差，因变量是物质的转运速率，B正确；根据题干信息可判断物质b是通过协助扩散的方式进出细胞的，所以影响物质b运输的因素是转运蛋白的数量和膜两侧物质浓度差，协助扩散不消耗ATP,C错误；酒精以自由扩散的方式进出细胞，根据图示可知物质a可以是酒精，影响物质自由扩散的因素有浓度差、温度等，D正确。
13.答案：B
解析：②转运物质的方式为自由扩散，①为易化扩散，一般而言，①的转运速率更快，A错误；细胞最重要的吸收和排出物质的方式是主动转运，因为主动转运能根据细胞需要吸收营养物质，对应图③，B正确；温度可以影响分子的运动，进而影响膜的流动性，而流动性是细胞膜选择透过性的基础，故温度对图①②方式均会造成影响，C错误；④为胞吞，能胞吞的物质不一定是大分子物质，如神经递质被回收到突触小泡也能以胞吞的形式进行，D错误。
14.答案：D
解析：实验开始时，甲、乙溶液的浓度均大于洋葱外表皮细胞的细胞液浓度，A错误；与t0时相比，由于乙溶液中的洋葱外表皮细胞能发生质壁分离的复原，t2时其细胞液浓度有所上升，B错误；紫色洋葱外表皮细胞放在丙溶液中，进细胞的水分子和出细胞的水分子大致相同，处于动态平衡，C错误；实验结束时，甲溶液由于洋葱外表皮细胞失水，溶液浓度减小，乙溶液由于细胞吸收了溶质分子，溶液浓度也有所减小，故甲、乙溶液的浓度都有所下降，D正确。
15.答案：B
解析：分析题图可知，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以易化扩散方式进入细胞的，A正确；肾小管细胞能重吸收水分，故肾小管细胞含水通道蛋白数量会比红细胞多，B错误；分析题图可知，两组实验的自变量为细胞是否含有水通道蛋白，C正确；研究通道蛋白的作用，有利于探索相关的调控药物，维护人体键康，如利用尿素通道蛋白抑制剂研发新型利尿药，D正确。
16.答案：C
解析：分析题图可知，图①表示影响物质跨膜运输速率与物质浓度成正比，运输方式为自由扩散；图②表示影响物质跨膜运输速率的因素除物质浓度外，还有载体蛋白数量和能量等，运输方式为易化扩散或主动转运，P点后，运输速率不变的原因可能是载体蛋白的数量有限或能量供应不足，A、 B正确。图③表示物质跨膜运输速率与能量无关，可以表示被动转运（自由扩散或易化扩散），但不能表示主动转运，C错误；分析图④可知，④的P点后，随O2浓度增大，运输速率不变的原因可能是载体蛋白的数量有限，D正确。
17.答案：B
解析：分析题图可知，图b表示易化扩散，影响因素是浓度差和载体蛋白的数量，A错误；分析题图可知，图c表示主动转运，图d表示胞吐，都需要消耗能量，所以向细胞中注入某种呼吸抑制剂，图c、d方式受影响最大，B正确；葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式是易化扩散，氨基酸进入红细胞的方式是主动转运，C错误；分析题图可知，图a表示自由扩散，自由扩散不能体现细胞膜的流动性，D错误。
18.答案：B
解析：据题分析，植物根系细胞吸收Mg2+和K+时都会伴随着ATP的水解（消耗能量），吸收方式为主动运输；又因某种药物加入后只影响K+的吸收，而不影响Mg2+的吸收，说明药物没有影响能量供应，影响的是K+的载体蛋白，根系细胞细胞膜上运输Mg2+和K+的不是同种转运蛋白，A、C错误，B正确；根系细胞吸收Mg2+的方式是主动运输，吸收速率主要取决于转运蛋白的数量和能量，D错误。
19.答案：（1）原生质层；2；4
（2）外界溶液浓度高于细胞液浓度；原生质层的伸缩性大于细胞壁
（3）无法判断
（4）大；乙>丁>甲>戊>丙；降低
解析：（1）图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离，后者的结构包括2细胞膜、4液泡膜以及二者之间的细胞质。
（2）植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，植物细胞自身应具备的结构特点是原生质层的伸缩性大于细胞壁。
（3）根据题意和图示分析可知：图b中的细胞可能处于质壁分离状态、也可能处于质壁分离平衡状态，还可能处于质壁分离复原状态，所以此时细胞液浓度与外界溶液浓度的大小关系有大于、等于或小于三种可能。
（4）①当蔗糖溶液浓度较低时，细胞吸水，萝卜质量增大，红心萝卜A的质量增加量大于红心萝卜B，说明红心萝卜A吸水更多，所以红心萝卜A的细胞液浓度大于红心萝卜B的细胞液浓度。②观察红心萝卜A的质量变化，质量减少得越多，说明外界溶液浓度越大；质量增加得越多，说明外界溶液浓度越小，则甲~戊五种蔗糖溶液浓度从大到小的排序是乙>丁>甲>戊>丙。③在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后红心萝卜A吸水，其细胞液浓度降低。
20.答案：（1）P
（2）a
（3）①运输Na+、K+；催化ATP水解
②选择透过性
（4）相同的较高浓度的葡萄糖溶液丙<甲<乙
解析：（1）糖蛋白只分布在细胞膜的外表面，即P表示外侧，Q表示内侧。
（2）由图2可知，当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入小肠上皮细胞时，葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞，因此小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是图1中a类型的主动运输，此时葡萄糖进入小肠上皮细胞的能量来源是细胞膜内外两侧的Na+浓度差形成的势能。
（3）①Na+-K+泵也是一种ATP酶，既可以作为运输Na+、K+的载体，也可以催化ATP水解，ATP水解时，特殊的化学键断裂释放能量，也释放出磷酸基，磷酸基与Na+-K+泵结合，Na+-K+泵发生磷酸化反应，构象发生改变。
②Na+-K+泵只能定向运输Na+-K+，而不能运输其他无机盐离子，这体现了细胞膜可控制物质进出细胞，即细胞膜具有选择透过性的功能。
（4）当肠腔葡萄糖浓度较高时，葡萄糖可以通过协助扩散进入小肠上皮细胞，且协助扩散的速度更快，则实验的自变量应该是膜上蛋白质的种类，各组均创造相同的较高浓度葡萄糖的环境，比较各组葡萄糖的吸收速率。如甲组为敲除了SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞，只能进行协助扩散；乙组为敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞，只能进行主动运输；丙组为正常的小肠上皮细胞，可以同时进行主动运输和协助扩散。
将甲、乙、丙三组细胞分别置于相同的较高浓度的葡萄糖溶液中，其他条件相同且适宜。一段时间后，检测培养液中葡萄糖的浓度。
实验结果：丙组同时进行主动运输和协助扩散，葡萄糖的吸收速率最大，故培养液中葡萄糖的浓度最小；由于协助扩散的速率大于主动运输，故乙组吸收葡萄糖的速率最低，培养液中葡萄糖的剩余量最多，浓度最大。故若甲、乙、丙中葡萄糖浓度大小为丙<甲<乙，则可证明题述的研究结果。

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