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易错点03 渗透作用和主动运输的深度解读
目 录
01 易错陷阱（3大陷阱）
02 举一反三
【易错点提醒一】质量浓度≠物质的量浓度
【易错点提醒二】主动运输不都是ATP直接供能
【易错点提醒三】温度不只影响主动运输速率
03 易错题通关
易错陷阱1：质量浓度就是物质的量浓度
【分析】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，大小取决于溶液中溶质微粒数目。
错陷阱2：主动运输都是ATP直接供能
【分析】第一类：直接消耗ATP的主动运输，通常称为泵（ATP驱动泵），ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。
第二类：间接消耗ATP的主动运输。小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。
第三类：光驱动：一种噬盐的厌氧细胞膜上特有的蛋白质(细菌视紫红质)，可在光能的激发下，逆浓度将H+运出细胞，造成细胞外积累高能浓度H+，这种H+浓度差可被另一种蛋白利用合成ATP。
易错陷阱3：温度仅影响主动运输速率
【分析】温度可以通过影响酶的活性进而影响呼吸作用的能量释放来影响物质运输速率，也可以通过影响生物膜的流动性来影响物质运输。
【易错点提醒一】质量浓度≠物质的量浓度（U形管分析）
【例1】U形管中装有两种不同的溶液R和S（R溶液为质量分数为10%的蔗糖溶液，S溶液为质量分数为10%的葡萄糖溶液，两种溶质均不能透过半透膜X），两溶液被一半透膜X隔开，如图所示。当U形管内达到平衡时，液面与浓度的关系应是（ ）
A．右侧较高，且平衡时两溶液浓度相等
B．两侧高度相等，浓度相等
C．右侧较高，且平衡时右侧浓度较大
D．左侧较高，且平衡时左侧浓度较大
易错分析：渗透压，大小取决于溶液中溶质微粒数目，即物质的量浓度。
【答案】C
【解析】S溶液与R溶液的质量分数相同，蔗糖的相对分子质量比葡萄糖的大，两溶液体积一样，所以葡萄糖溶液的物质的量浓度比蔗糖溶液的物质的量浓度大。从左侧向右侧运输的水分子比从右侧向左侧运输的水分子多，达到平衡时右侧液面较高，此时产生的静水压与二者浓度差产生的渗透压达到平衡，所以平衡时右侧浓度较大，C正确，ABD错误。
【变式1-1】图中X、Y分别为不同的溶液（浓度均以质量分数表示），且水和单糖能通过半透膜，而二糖、多糖等不能通过半透膜。下列相关叙述错误的是（　　）
A．若X为蒸馏水，Y为30%葡萄糖溶液，现象是左侧液面先下降后上升，最终左右液面持平
B．若X为30%葡萄糖溶液，Y为30%淀粉溶液，现象是左侧液面先上升后下降，最终左右液面持平
C．若X为30%蔗糖溶液，Y为30%淀粉溶液，现象是左侧液面先上升后稳定
D．若X为蒸馏水，Y为30%淀粉溶液，现象是左侧液面先下降后稳定
【答案】B
【解析】图中X为蒸馏水，Y为30%葡萄糖溶液，而葡萄糖能通过半透膜，所以右侧液面先上升，后下降，最终左右液面持平，A正确；若X为30%葡萄糖溶液，Y为30%淀粉溶液，葡萄糖能通过半透膜，淀粉不能透过半透膜，故左侧液面先上升后下降，最终左侧低于右侧，B错误；若X为30%葡萄糖溶液，Y为30%淀粉溶液，葡萄糖能通过半透膜，淀粉不能透过半透膜，故左侧液面先上升后下降，最终趋于稳定，C正确；若X为蒸馏水，Y为30%淀粉溶液，淀粉不能透过半透膜，故左侧液面先下降，后趋于稳定，D正确。
【变式1-2】如图所示U形管中间被一种水分子和单糖可以通过而二糖不能透过的半透膜隔开，现在两侧分别加入摩尔浓度相等的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，一定时间后在左侧加入等量的蔗糖酶（不考虑酶的存在所引起的浓度变化）。最可能的实验现象是（　　）
A．未加入酶之前，渗透平衡时，右侧液面与左侧液面一样高
B．未加入酶之前，右侧液面逐渐上升，达到一定高度后相对稳定
C．加入酶之后，左侧液面先上升然后下降，最终左侧和右侧液面一样高
D．加入酶之后，渗透平衡时，左侧液面高于右侧
【答案】C
【解析】未加入酶之前，渗透平衡时，右侧液面低于左液页面，A错误；未加入酶之前，左侧液面逐渐上升，达到一定高度后相对稳定，B错误；由分析可知，加入酶之后，左侧液面先上升然后下降，最终左侧和右侧页面一样高，C正确；加入酶之后，渗透平衡时，左侧液面与右侧液面相等，D错误。
【变式1-3】（2021·湖南·统考高考真题）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．1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
【答案】D
【解析】施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A正确；发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B正确；植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确；溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1mol/L的NaCl溶液和1mol/L的葡萄糖溶液的渗透压不相同，因NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，故其渗透压高于葡萄糖溶液，D错误。
【易错点提醒二】主动运输类型
【例2】（2022·山东·高考真题）NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-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NH4+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．NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B．NO3-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NO3-会加重铵毒
D．载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
易错分析：主动运输供能方式分为直接消耗ATP、间接消耗ATP和光驱动等。
【答案】B
【解析】由题干信息可知，NH4+的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量不是来自ATP，A错误；由图上可以看到，NO3-进入根细胞膜是H+的浓度梯度驱动，进行的逆浓度梯度运输，所以NO3-通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输，属于被动运输，B正确；铵毒发生后，H+在细胞外更多，增加细胞外的NO3-，可以促使H+向细胞内转运，减少细胞外的H+，从而减轻铵毒，C错误；据图可知，载体蛋白NRT1.1转运NO3-属于主动运输，主动运输的速率与其浓度无必然关系；运输H+属于协助扩散，协助扩散在一定范围内呈正相关，超过一定范围后不成比例，D错误。
【变式2-1】（2019·全国·统考高考真题）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
【解析】载体蛋白位于细胞膜上，根据题意可知，照射蓝光后溶液的pH值明显下降，说明H+含量增加，进而推知：蓝光能够引起细胞内H+转运到细胞外，A正确；对比②中两组实验可知，蓝光引起细胞内H+转运到细胞外需要通过H+-ATPase，且原先细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，因此该H+为逆浓度梯度转运，B正确；由题意可知H+－ATPase具有ATP水解酶活性，利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+，C错误；由①中的实验可知，最初细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，但暗处理后溶液浓度没有发生变化，说明溶液中的H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞，D正确。
【变式2-2】植物体内的有机酸主要通过有氧呼吸第二阶段合成，而后进入细胞质基质，再通过液泡膜上的载体蛋白进入到液泡；当液泡中有机酸浓度达到一定水平，会被运出液泡进入降解途径（如图）。下列叙述错误的是（ ）
A．液泡可以调节植物细胞内的环境 B．H+进入液泡的方式属于主动运输
C．转运柠檬酸进出液泡的蛋白不同 D．有机酸的产生部位是线粒体内膜
【答案】D
【解析】液泡中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等，可以调节植物细胞内的环境，A正确；由题图可知，H+进入液泡需要消耗ATP水解释放的能量，也需要载体蛋白，故为主动运输，B正确；由题图可知柠檬酸出液泡的方式为主动运输，进入液泡的方式是协助扩散，据此可推测转运柠檬酸进出液泡的蛋白不同，C正确；植物体内的有机酸主要通过有氧呼吸第二阶段合成，产生部位是线粒体基质，D错误。
【变式2-3】科学研究发现，细胞进行主动运输主要以几种方式进行：①偶联转运蛋白：把一种物质穿过膜的上坡转运与另一种物质的下坡转运相偶联。②ATP驱动泵：把上坡转运与ATP的水解相偶联。③光驱动泵：主要在细菌中发现，能把上坡转运与光能的输入相偶联（如图1所示，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，其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)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，葡萄糖进入小肠上皮细胞的能量来源是 。
(2)小肠基膜上Na+-K+泵由α、β两个亚基组成，α亚基上既有Na+、K+的结合位点，又具有ATP水解酶的活性，据此分析图中Na+-K+泵的功能是 。
(3)最新研究表明，若肠腔葡萄糖浓度较高，葡萄糖主要通过载体蛋白（GLUT2）的协助通过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（SGLTI）容易饱和，协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运输快数倍。请你利用甲（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）三种细胞，验证上述研究结果，写出实验思路和分析结果。
实验思路： 。
实验结果： ，则验证了上面的最新研究结果。
【答案】(1)a 细胞膜两侧的Na+浓度差形成的势能
(2)运输钠钾离子和催化ATP水解
(3)将甲、乙、丙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，培养一段时间后，检测培养液中葡萄糖浓度 若甲组培养液中葡萄糖浓度大于乙组，乙组培养液中葡萄糖浓度大于丙组
【解析】（1）当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入上皮细胞时，葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞，葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为偶联转运蛋白参与的主动运输，类似于图1中的a过程。该过程中，葡萄糖主动运输所需的能量来自于细胞膜内外两侧的Na+浓度差形成的势能。
（2）根据Na+-K+泵上既有Na+、K+的结合位点，又具有ATP水解酶的活性可知，Na+-K+泵可以参与钠钾离子的运输，也可以催化ATP的水解。
（3）要验证当肠腔葡萄糖浓度较高时，葡萄糖既可以通过主动运输又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设置不同的运输方式，各组均创造相同的高浓度葡萄糖环境，比较各组葡萄糖的吸收速率。如甲组敲除了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，丙组正常的小肠上皮细胞可以同时进行主动运输和协助扩散。
故实验思路：将甲、乙、丙三组细胞分别置于相同浓度的高浓度葡萄糖溶液中，培养一段时间，其他条件相同且适宜，并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快，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慢，培养液中葡萄糖的剩余量最多，浓度最大，即若丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组，甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组，则可证明上述观点正确。
【易错点提醒三】温度对物质运输速率的影响
【例3】如图表示温度和O2浓度对主动运输和被动运输速率的影响，下列分析错误的是（　　）

A．甲为自由扩散，乙为主动运输或协助扩散
B．乙图中温度只直接影响载体蛋白的活性，从而影响主动运输的速率
C．丁图中O2浓度为0时，主动运输的能量来自无氧呼吸
D．丙为自由扩散和协助扩散，丁为主动运输
易错分析：温度可以影响所有的物质跨膜运输方式。
【答案】B
【解析】甲图可能为自由扩散，温度通过影响磷脂分子的运动而对自由扩散的运输速率产生影响，乙图表示主动运输或协助扩散，温度可通过影响载体蛋白的活性而影响协助扩散和主动运输的速率，A正确；乙图的温度可影响载体蛋白的活性，也可影响膜的流动性而影响主动运输速率，B错误；丁图中O2浓度影响运输速率，即为主动运输，除有氧呼吸外，无氧呼吸也可以提供能量，O2浓度为0时，主动运输的能量来自无氧呼吸，C正确；丙图中O2浓度对运输速率没有影响，说明不需要消耗能量，即为被动运输，包括自由扩散和协助扩散，丁表示运输速率与氧气浓度有关，为主动运输，D正确。
【变式3-1】图甲曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，图乙表示大分子物质进行胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述错误的是（　　）
A．图甲中的方式a运输的物质可能是O2、甘油和酒精等
B．图甲b曲线所示方式和图乙过程均需要消耗能量
C．图甲中b曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是转运蛋白的数量
D．图乙过程的顺利进行依赖于细胞膜具有流动性，该过程受温度的影响
【答案】B
【解析】分析曲线甲图：方式a只与浓度有关，且与浓度呈正相关，属于自由扩散，可能是O2、甘油和酒精等，A正确；方式b除了与浓度相关外，还与载体数量有关，属于协助扩散或主动运输，协助扩散不需要消耗能量，主动运输需要消耗能量，胞吞和胞吐是耗能过程，需要细胞内部提供能量，B错误；甲图中方式b除了与浓度相关外，还与载体数量有关，其最大转运速率与载体蛋白数量有关， b 曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是转运蛋白的数量，C正确；乙图中的胞吞和胞吐过程通过膜融合完成，依赖于细胞膜具有流动性，温度会影响膜的流动性，故该过程受温度的影响，D正确。
【变式3-2】主动运输分为原发性的主动运输和继发性的主动运输，后者消耗的能量不直接由高能磷酸化合物提供。如图表示钠离子、钾离子和葡萄糖的跨膜运输情况，下列相关叙述错误的是（　　）
A．钾离子经载体蛋白2进细胞的方式为原发性主动运输
B．载体蛋白1只能介导继发性主动运输这一种运输方式
C．温度的变化会影响到图中多种物质的跨膜运输速率
D．图中所示过程能体现细胞膜控制物质进出细胞的功能
【答案】B
【解析】钾离子经载体蛋白2进细胞的方式需要ATP直接水解供能，为原发性主动运输，A正确；图中的钠离子经载体蛋白1的方式为协助扩散，因此载体蛋白1不仅能介导继发性主动运输这一种运输方式，还能介导协助扩散的运输方式，B错误；
温度会影响分子的运动、和酶的活性，故多种物质的跨膜运输都受到温度的影响，C正确；图中为物质跨膜运输的实例，体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能，D正确。
【变式3-3】如图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O2浓度的关系，下列分析错误的（　　）
A．曲线a代表被动运输，曲线b代表主动运输
B．曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要载体蛋白
C．曲线b运输速率达到饱和的原因是细胞质膜上载体蛋白数量有限
D．温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的运输速率均有影响
【答案】B
【解析】曲线a说明物质跨膜运输与氧气无关，不消耗能量；而曲线b说明物质跨膜运输与氧气有关，消耗能量，所以曲线a代表被动转输，曲线b可能代表主动运输（主动转运），A正确；曲线a代表的分子跨膜运输不消耗能量，属于被动运输，如果是协助扩散，则需要载体蛋白；如果是自由扩散，则不需要载体蛋白，B错误；
由于主动运输需要载体、消耗能量，所以曲线b转运速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限，C正确；由于细胞膜的流动性与温度有关，所以温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的转运速率均有影响，D正确。
1．如下图为渗透作用装置，半透膜袋内装有一定体积的质量分数为30%的蔗糖溶液，一段时间后达到平衡。此时下列操作和结果一致的是（　　）
A．若换成内径更大的玻璃管，则平衡时玻璃管内液面上升的高度有所增加
B．若向半透膜袋内添加适量的清水，则玻璃管内的液面会上升的更多
C．若向半透膜袋内添加适量的蔗糖，则玻璃管内的液面会上升的更高
D．若平衡时向烧杯中加入适量清水，则玻璃管内的液面会下降
【答案】C
【解析】由于半透膜两侧浓度差不变，进入玻璃管内的水的总体积基本不变，故将玻璃管换成内径更大的玻璃管时，会使玻璃管内的液面上升的高度有所降低，A错误；向半透膜袋内添加适量的清水，溶液浓度降低，半透膜两侧浓度差减小，则玻璃管内的液面会有所下降，B错误；向半透膜袋内添加适量的蔗糖，半透膜两侧浓度差增加，则玻璃管内的液面会上升的更高，C正确；平衡时向烧杯中加入适量清水，会降低玻璃管内外的液面高度差，高度差减小造成的压力变小，同时玻璃管内外的渗透压差增大，为维持平衡，玻璃管内液面会上升使高度差造成的压力等于渗透压，D错误。
2．下图Ⅰ和Ⅱ是两个渗透装置，装置初期U型槽内的液面均相等，下列有关渗透作用的叙述，正确的是（ ）
A．氧气和二氧化碳等气体分子通过细胞膜的扩散不属于渗透作用
B．图Ⅰ中，若仅水能透过半透膜，甲乙分别是等质量分数浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液，则一段时间后，乙的液面高于甲液面
C．图Ⅱ中，若仅蔗糖不能透过半透膜，则一段时间后，乙的液面高于甲液面
D．图II中，若蔗糖和尿素都不能透过半透膜，则一段时间后，乙的液面低于甲液面
【答案】A
【解析】水分子等溶剂分子通过半透膜的扩散才是渗透作用，氧气和二氧化碳等气体分子通过细胞膜的扩散不属于渗透作用，A正确；图Ⅰ中，若仅水能透过半透膜，等质量分数浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液，前者单位体积内水分子的数量少，若仅水能透过半透膜，水分子向甲侧扩散较多，一段时间后，乙的液面低于甲液面，B错误；图Ⅱ中，若仅蔗糖不能透过半透膜，尿素能透过半透膜，则甲侧溶液渗透压大于乙侧；一段时间后，乙的液面低于甲液面，C错误；图Ⅱ中，若蔗糖和尿素都不能透过半透膜，则甲侧溶液渗透压小于乙侧，一段时间后，乙的液面高于甲液面，D错误。
3．某同学设计实验如图所示，实验开始时，U形管两侧液面相等，下列说法错误的是（ ）
A．若U形管左右两侧分别加入质量分数为0．1%的葡萄糖和蔗糖溶液，且半透膜只允许水分子
通过，则实验现象是左侧液面高于右侧
B．若U形管左右两侧分别加入质量分数为0．1%的葡萄糖和蔗糖溶液，且半透膜允许水分子
和葡萄糖分子通过，则实验现象是先左侧液面高于右侧，最后右侧液面高于左侧
C．若U形管左右两侧分别加入0． 1mol/L的葡萄糖和蔗糖溶液，且半透膜只允许水分子通过，
则实验现象是左右两侧液面高度相同
D．若U形管左右两侧分别加入0．1mol/L的葡萄糖和蔗糖溶液，且半透膜允许水分子和葡萄糖分子通过，则实验的最终结果是右侧液面高于左侧，且半透膜两侧的溶液浓度相等
【答案】D
【解析】若U形管左右两侧分别加入质量分数为0．1%的葡萄糖和蔗糖溶液，且半透膜只允许水分子通过，由于葡萄糖的相对分子质量较小，0．1%的葡萄糖溶液中单位体积内溶质分子较多，吸水力较大，则实验现象是左侧液面高于右侧，A正确；
若U形管左右两侧分别加入质量分数为0．1%的葡萄糖和蔗糖溶液，且半透膜允许水分子和葡萄糖分子通过，则开始时左侧液面高于右侧，后由于葡萄糖分子通过半透膜进入右侧，右侧单位体积中溶质分子增多，右侧液面高于左侧，B正确；若U形管左右两侧分别加入0． 1mol/L的葡萄糖和蔗糖溶液，且半透膜只允许水分子通过，则左右两侧单位体积中溶质分子数相同，实验现象为液面高度相同，C正确；
若U形管左右两侧分别加入0．1mol/L的葡萄糖和蔗糖溶液，且半透膜允许水分子和葡萄糖分子通过，由于葡萄糖分子通过半透膜进入右侧，右侧单位体积中溶质分子增多，则实验的最终结果是右侧液面高于左侧，右侧溶液浓度也高于左侧，D错误。
4．（2023·河南信阳·信阳高中校考一模）如图甲、乙分别表示由载体蛋白和通道蛋白介导的物质跨膜运输，下列叙述错误的是（ ）
A．图甲、乙所示的物质跨膜运输方式都是协助扩散
B．图甲、乙所示蛋白还可参与主动运输过程
C．通道蛋白在起转运作用时，不需要与被转运物质结合
D．水分子既可以通过图乙方式运输，也可以通过自由扩散运输，但前者速率更快
【答案】B
【解析】图甲乙所示的物质跨膜运输都是顺浓度梯度进行且需要膜上转运蛋白的协助。所以都是协助扩散，A正确；载体蛋白既可以介导协助扩散，也可以介导主动运输，而通道蛋白只介导协助扩散，B错误；通道蛋白在起转运作用时，不需要与被转运物质结合，C正确；水分子既可以借助水通道蛋白进行协助扩散运输，也可以通过自由扩散运输。且前者速率更快，D正确。
5．下图表示胃壁细胞的一系列物质运输过程，下列说法错误的是（ ）

A．胃壁细胞吸收Cl－的方式为主动运输
B．胃壁细胞吸收K+和释放H+的运输方式相同
C．K+运出胃壁细胞时，需与K+通道蛋白结合
D．图中H+/K+ATPase只能运输两种离子，说明载体蛋白具有特异性
【答案】C
【解析】由图可知，胃壁细胞吸收Cl－需要逆转子的协助，故胃壁细胞吸收Cl－的方式为主动运输，A正确；胃壁细胞吸收K+和释放H+均需要ATP提供能量以及载体蛋白的协助，运输方式均为主动运输，B正确；通道蛋白转运物质时，不需要与物质结合，故K+运出胃壁细胞时，不需要与K+通道蛋白结合，C错误；图中H+/K+ATPase只能运输两种离子，但不转运其他物质，可以说明载体蛋白具有特异性，D正确。
6．耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长，其根细胞独特的转运机制发挥了十分重要的作用。研究表明，在盐胁迫下大量的Na+进入植物根部细胞，会抑制K+进入细胞，导致细胞中Na+/K+的比例异常，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。与此同时，根细胞还会借助Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能，进而调节细胞中Na+、K+的比例，使细胞内的蛋白质合成恢复正常。下图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图。下列有关分析错误的是（ ）
A．由于土壤溶液浓度大于植物根部细胞细胞液浓度使得盐碱地上大多数植物难以生长
B．耐盐植物根细胞膜具有选择透过性的物质基础主要是细胞膜上转运蛋白的种类和数量
C．细胞质基质中的Ca2+对HKT1的作用和AKT1的作用不同，使细胞内的蛋白质合成恢复正常
D．图示各结构H+浓度分布的差异主要由膜上的H+-ATP泵顺浓度转运H+来维持的
【答案】D
【解析】盐碱地土壤盐分过多，土壤溶液浓度大，甚至大于植物根部细胞细胞液浓度，植物无法从土壤中获取充足的水分甚至萎蔫，故盐碱地上大多数植物很难生长，A正确；细胞膜的功能主要由膜上的蛋白质种类和数量决定，耐盐植物根细胞膜具有选择透过性的基础是细胞膜上转运蛋白的种类和数量，B正确；据图可知，在高盐胁迫下，当盐浸入到根周围的环境时，Na+顺浓度梯度借助通道蛋白HKTl进入根部细胞的方式为协助扩散；蛋白质合成受影响是由于Na+大量进入细胞，K+进入细胞受抑制，导致细胞中Na+/K+的比例异常，使细胞内的酶失活而引起，HKT1能协助Na+进入细胞，AKTI能协助K+进入细胞，要使胞内的蛋白质合成恢复正常，则细胞质基质中的Ca2+抑制HKTl运输Na+，激活AKTl运输K+，使细胞中Na+/K+的比例恢复正常，C正确；据图可知，耐盐植物根细胞的细胞质基质中pH为7．5，而细胞膜外和液泡膜内pH均为5．5，细胞质基质中H+含量比细胞膜外和液泡膜内低，要维持浓度差，则主要由位于细胞膜和液泡膜上的H+-ATP泵以主动运输方式将H+转运到液泡和细胞外来维持的，D错误。
7．芹菜液泡膜上存在Na＋/H＋反向转运载体蛋白，它可利用液泡内外H＋的电化学梯度将H＋运出液泡，同时将Na＋由细胞质基质转入液泡。物质转运过程如图所示。据图判断，下列叙述错误的是（ ）
A．Cl-、H2O由细胞质基质进液泡方式都是易化扩散
B．Na＋、H＋由细胞质基质进液泡方式都是主动运输
C．增加Na＋进入液泡可能提高芹菜抗盐能力
D．ATP供能受阻对Na＋进入液泡无影响
【答案】D
【解析】由题图可知：H2O和Cl-均需要借助通道蛋白，以协助扩散（易化扩散）的方式由细胞质基质进入液泡，A正确；由图可知，H+进入液泡需要消耗能量，也需要载体蛋白，故跨膜方式为主动运输，而液泡膜上的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+的进入液泡的方式也是主动运输，B正确；增加 Na+进入液泡会增加芹菜液泡的渗透压，可能提高芹菜抗盐能力，C正确；
ATP供能受阻会影响H+进入液泡，进而影响液泡膜两侧的H+浓度差，对 Na+进入液泡有影响，D错误。
8．下列有关细胞中的物质运输，叙述错误的是（　　）
A．通过自由扩散运输的物质最终在细胞内外的浓度不一定相等
B．载体蛋白与特定物质结合会导致自身构象的改变，有利于物质运输
C．只有在线粒体释放能量的驱动下才能完成物质的逆浓度梯度运输
D．细胞摄取大分子物质不需要转运蛋白的协助，但与细胞膜上的蛋白质有关
【答案】C
【解析】自由扩散的动力是浓度差，一些物质如O2会在细胞中消耗，最终在细胞内外的浓度不一定相等，A正确；载体蛋白在物质运输过程中，需要与被运输物质结合，此过程中其自身构象的改变有利于物质的运输，B正确；逆浓度梯度运输消耗的能量可来自线粒体或细胞质基质，C错误；细胞摄取大分子物质时，需要与细胞表面的受体结合，然后细胞膜内陷，通过胞吞的方式摄取，D正确。
9．科学研究发现，某植物细胞利用ATP酶和质子泵把细胞内的H+泵出，导致细胞外H+浓度较高，形成细胞内外的H+浓度差:H+—蔗糖载体”能够依靠H+浓度差把H+和蔗糖分子运入细胞。以上两个过程如图所示，不正确的是（ ）
A．质子泵同时具有运输功能和催化功能
B．该植物细胞吸收蔗糖分子的速率受温度的影响
C．质子泵将H+运出细胞外的方式与蔗糖进入细胞方式相同
D．若用一定浓度的蔗糖溶液进行实验，不会发生质壁分离后自动复原的现象
【答案】D
【解析】质子泵可以催化ATP水解，同时运输H+，所以同时具有运输功能和催化功能，A正确；由于温度影响酶的活性，因此影响H+的运输，从而影响膜外H+的浓度，而蔗糖的运输是由H+-蔗糖载体完成的，所以该植物细胞吸收蔗糖分子的速率受温度的影响，B正确；质子泵将H+运出细胞外的方式与蔗糖进入细胞方式相同，都是从低浓度向高浓度运输的主动运输，C正确；若用一定浓度的蔗糖溶液进行实验，如果外界浓度过高，导致细胞发生质壁分离，但蔗糖可以进入细胞，增加细胞液的浓度，所以会发生质壁分离后自动复原，D错误。
10．下图①～④表示物质出入细胞的不同方式，下列叙述正确的是（　　）
A．O2和甘油通过图①方式运输
B．图2是细胞最重要的吸收或排出物质的方式
C．温度对图3方式不会造成影响
D．图④被细胞摄入的物质可以是固体也可以是液体
【答案】D
【解析】O2和甘油通过图②自由扩散方式运输，A错误；图②没有载体协助，是自由扩散，只有少数小分子才可运输，B错误；温度会影响分子运动以及呼吸酶的活性从而影响能量供应等，故温度对图中各方式都会造成影响，C错误；图④胞吞被细胞摄入的物质可以是固体也可以是液体，D正确。易错点03 渗透作用和主动运输的深度解读
目 录
01 易错陷阱（3大陷阱）
02 举一反三
【易错点提醒一】质量浓度≠物质的量浓度
【易错点提醒二】主动运输不都是ATP直接供能
【易错点提醒三】温度不只影响主动运输速率
03 易错题通关
易错陷阱1：质量浓度就是物质的量浓度
【分析】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，大小取决于溶液中溶质微粒数目。
错陷阱2：主动运输都是ATP直接供能
【分析】第一类：直接消耗ATP的主动运输，通常称为泵（ATP驱动泵），ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。
第二类：间接消耗ATP的主动运输。小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时，没有直接消耗ATP，而是利用Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。
第三类：光驱动：一种噬盐的厌氧细胞膜上特有的蛋白质(细菌视紫红质)，可在光能的激发下，逆浓度将H+运出细胞，造成细胞外积累高能浓度H+，这种H+浓度差可被另一种蛋白利用合成ATP。
易错陷阱3：温度仅影响主动运输速率
【分析】温度可以通过影响酶的活性进而影响呼吸作用的能量释放来影响物质运输速率，也可以通过影响生物膜的流动性来影响物质运输。
【易错点提醒一】质量浓度≠物质的量浓度（U形管分析）
【例1】U形管中装有两种不同的溶液R和S（R溶液为质量分数为10%的蔗糖溶液，S溶液为质量分数为10%的葡萄糖溶液，两种溶质均不能透过半透膜X），两溶液被一半透膜X隔开，如图所示。当U形管内达到平衡时，液面与浓度的关系应是（ ）
A．右侧较高，且平衡时两溶液浓度相等
B．两侧高度相等，浓度相等
C．右侧较高，且平衡时右侧浓度较大
D．左侧较高，且平衡时左侧浓度较大
易错分析：渗透压，大小取决于溶液中溶质微粒数目，即物质的量浓度。
【变式1-1】图中X、Y分别为不同的溶液（浓度均以质量分数表示），且水和单糖能通过半透膜，而二糖、多糖等不能通过半透膜。下列相关叙述错误的是（　　）
A．若X为蒸馏水，Y为30%葡萄糖溶液，现象是左侧液面先下降后上升，最终左右液面持平
B．若X为30%葡萄糖溶液，Y为30%淀粉溶液，现象是左侧液面先上升后下降，最终左右液面持平
C．若X为30%蔗糖溶液，Y为30%淀粉溶液，现象是左侧液面先上升后稳定
D．若X为蒸馏水，Y为30%淀粉溶液，现象是左侧液面先下降后稳定
【变式1-2】如图所示U形管中间被一种水分子和单糖可以通过而二糖不能透过的半透膜隔开，现在两侧分别加入摩尔浓度相等的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，一定时间后在左侧加入等量的蔗糖酶（不考虑酶的存在所引起的浓度变化）。最可能的实验现象是（　　）
A．未加入酶之前，渗透平衡时，右侧液面与左侧液面一样高
B．未加入酶之前，右侧液面逐渐上升，达到一定高度后相对稳定
C．加入酶之后，左侧液面先上升然后下降，最终左侧和右侧液面一样高
D．加入酶之后，渗透平衡时，左侧液面高于右侧
【变式1-3】（2021·湖南·统考高考真题）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．1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
【易错点提醒二】主动运输类型
【例2】（2022·山东·高考真题）NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-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NH4+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．NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
B．NO3-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NO3-会加重铵毒
D．载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
易错分析：主动运输供能方式分为直接消耗ATP、间接消耗ATP和光驱动等。
【变式2-1】（2019·全国·统考高考真题）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
【变式2-2】植物体内的有机酸主要通过有氧呼吸第二阶段合成，而后进入细胞质基质，再通过液泡膜上的载体蛋白进入到液泡；当液泡中有机酸浓度达到一定水平，会被运出液泡进入降解途径（如图）。下列叙述错误的是（ ）
A．液泡可以调节植物细胞内的环境 B．H+进入液泡的方式属于主动运输
C．转运柠檬酸进出液泡的蛋白不同 D．有机酸的产生部位是线粒体内膜
【变式2-3】科学研究发现，细胞进行主动运输主要以几种方式进行：①偶联转运蛋白：把一种物质穿过膜的上坡转运与另一种物质的下坡转运相偶联。②ATP驱动泵：把上坡转运与ATP的水解相偶联。③光驱动泵：主要在细菌中发现，能把上坡转运与光能的输入相偶联（如图1所示，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，其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)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，葡萄糖进入小肠上皮细胞的能量来源是 。
(2)小肠基膜上Na+-K+泵由α、β两个亚基组成，α亚基上既有Na+、K+的结合位点，又具有ATP水解酶的活性，据此分析图中Na+-K+泵的功能是 。
(3)最新研究表明，若肠腔葡萄糖浓度较高，葡萄糖主要通过载体蛋白（GLUT2）的协助通过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（SGLTI）容易饱和，协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运输快数倍。请你利用甲（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）三种细胞，验证上述研究结果，写出实验思路和分析结果。
实验思路： 。
实验结果： ，则验证了上面的最新研究结果。
【易错点提醒三】温度对物质运输速率的影响
【例3】如图表示温度和O2浓度对主动运输和被动运输速率的影响，下列分析错误的是（　　）

A．甲为自由扩散，乙为主动运输或协助扩散
B．乙图中温度只直接影响载体蛋白的活性，从而影响主动运输的速率
C．丁图中O2浓度为0时，主动运输的能量来自无氧呼吸
D．丙为自由扩散和协助扩散，丁为主动运输
易错分析：温度可以影响所有的物质跨膜运输方式。
【变式3-1】图甲曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，图乙表示大分子物质进行胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述错误的是（　　）
A．图甲中的方式a运输的物质可能是O2、甘油和酒精等
B．图甲b曲线所示方式和图乙过程均需要消耗能量
C．图甲中b曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是转运蛋白的数量
D．图乙过程的顺利进行依赖于细胞膜具有流动性，该过程受温度的影响
【变式3-2】主动运输分为原发性的主动运输和继发性的主动运输，后者消耗的能量不直接由高能磷酸化合物提供。如图表示钠离子、钾离子和葡萄糖的跨膜运输情况，下列相关叙述错误的是（　　）
A．钾离子经载体蛋白2进细胞的方式为原发性主动运输
B．载体蛋白1只能介导继发性主动运输这一种运输方式
C．温度的变化会影响到图中多种物质的跨膜运输速率
D．图中所示过程能体现细胞膜控制物质进出细胞的功能
【变式3-3】如图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O2浓度的关系，下列分析错误的（　　）
A．曲线a代表被动运输，曲线b代表主动运输
B．曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要载体蛋白
C．曲线b运输速率达到饱和的原因是细胞质膜上载体蛋白数量有限
D．温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的运输速率均有影响
1．如下图为渗透作用装置，半透膜袋内装有一定体积的质量分数为30%的蔗糖溶液，一段时间后达到平衡。此时下列操作和结果一致的是（　　）
A．若换成内径更大的玻璃管，则平衡时玻璃管内液面上升的高度有所增加
B．若向半透膜袋内添加适量的清水，则玻璃管内的液面会上升的更多
C．若向半透膜袋内添加适量的蔗糖，则玻璃管内的液面会上升的更高
D．若平衡时向烧杯中加入适量清水，则玻璃管内的液面会下降
2．下图Ⅰ和Ⅱ是两个渗透装置，装置初期U型槽内的液面均相等，下列有关渗透作用的叙述，正确的是（ ）
A．氧气和二氧化碳等气体分子通过细胞膜的扩散不属于渗透作用
B．图Ⅰ中，若仅水能透过半透膜，甲乙分别是等质量分数浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液，则一段时间后，乙的液面高于甲液面
C．图Ⅱ中，若仅蔗糖不能透过半透膜，则一段时间后，乙的液面高于甲液面
D．图II中，若蔗糖和尿素都不能透过半透膜，则一段时间后，乙的液面低于甲液面
3．某同学设计实验如图所示，实验开始时，U形管两侧液面相等，下列说法错误的是（ ）
A．若U形管左右两侧分别加入质量分数为0．1%的葡萄糖和蔗糖溶液，且半透膜只允许水分子
通过，则实验现象是左侧液面高于右侧
B．若U形管左右两侧分别加入质量分数为0．1%的葡萄糖和蔗糖溶液，且半透膜允许水分子
和葡萄糖分子通过，则实验现象是先左侧液面高于右侧，最后右侧液面高于左侧
C．若U形管左右两侧分别加入0． 1mol/L的葡萄糖和蔗糖溶液，且半透膜只允许水分子通过，
则实验现象是左右两侧液面高度相同
D．若U形管左右两侧分别加入0．1mol/L的葡萄糖和蔗糖溶液，且半透膜允许水分子和葡萄糖分子通过，则实验的最终结果是右侧液面高于左侧，且半透膜两侧的溶液浓度相等
4．（2023·河南信阳·信阳高中校考一模）如图甲、乙分别表示由载体蛋白和通道蛋白介导的物质跨膜运输，下列叙述错误的是（ ）
A．图甲、乙所示的物质跨膜运输方式都是协助扩散
B．图甲、乙所示蛋白还可参与主动运输过程
C．通道蛋白在起转运作用时，不需要与被转运物质结合
D．水分子既可以通过图乙方式运输，也可以通过自由扩散运输，但前者速率更快
5．下图表示胃壁细胞的一系列物质运输过程，下列说法错误的是（ ）

A．胃壁细胞吸收Cl－的方式为主动运输
B．胃壁细胞吸收K+和释放H+的运输方式相同
C．K+运出胃壁细胞时，需与K+通道蛋白结合
D．图中H+/K+ATPase只能运输两种离子，说明载体蛋白具有特异性
6．耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长，其根细胞独特的转运机制发挥了十分重要的作用。研究表明，在盐胁迫下大量的Na+进入植物根部细胞，会抑制K+进入细胞，导致细胞中Na+/K+的比例异常，使细胞内的酶失活，影响蛋白质的正常合成。与此同时，根细胞还会借助Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能，进而调节细胞中Na+、K+的比例，使细胞内的蛋白质合成恢复正常。下图是耐盐植物根细胞参与抵抗盐胁迫有关的结构示意图。下列有关分析错误的是（ ）
A．由于土壤溶液浓度大于植物根部细胞细胞液浓度使得盐碱地上大多数植物难以生长
B．耐盐植物根细胞膜具有选择透过性的物质基础主要是细胞膜上转运蛋白的种类和数量
C．细胞质基质中的Ca2+对HKT1的作用和AKT1的作用不同，使细胞内的蛋白质合成恢复正常
D．图示各结构H+浓度分布的差异主要由膜上的H+-ATP泵顺浓度转运H+来维持的
7．芹菜液泡膜上存在Na＋/H＋反向转运载体蛋白，它可利用液泡内外H＋的电化学梯度将H＋运出液泡，同时将Na＋由细胞质基质转入液泡。物质转运过程如图所示。据图判断，下列叙述错误的是（ ）
A．Cl-、H2O由细胞质基质进液泡方式都是易化扩散
B．Na＋、H＋由细胞质基质进液泡方式都是主动运输
C．增加Na＋进入液泡可能提高芹菜抗盐能力
D．ATP供能受阻对Na＋进入液泡无影响
8．下列有关细胞中的物质运输，叙述错误的是（　　）
A．通过自由扩散运输的物质最终在细胞内外的浓度不一定相等
B．载体蛋白与特定物质结合会导致自身构象的改变，有利于物质运输
C．只有在线粒体释放能量的驱动下才能完成物质的逆浓度梯度运输
D．细胞摄取大分子物质不需要转运蛋白的协助，但与细胞膜上的蛋白质有关
9．科学研究发现，某植物细胞利用ATP酶和质子泵把细胞内的H+泵出，导致细胞外H+浓度较高，形成细胞内外的H+浓度差:H+—蔗糖载体”能够依靠H+浓度差把H+和蔗糖分子运入细胞。以上两个过程如图所示，不正确的是（ ）
A．质子泵同时具有运输功能和催化功能
B．该植物细胞吸收蔗糖分子的速率受温度的影响
C．质子泵将H+运出细胞外的方式与蔗糖进入细胞方式相同
D．若用一定浓度的蔗糖溶液进行实验，不会发生质壁分离后自动复原的现象
10．下图①～④表示物质出入细胞的不同方式，下列叙述正确的是（　　）
A．O2和甘油通过图①方式运输
B．图2是细胞最重要的吸收或排出物质的方式
C．温度对图3方式不会造成影响
D．图④被细胞摄入的物质可以是固体也可以是液体

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