必修一 第三单元 细胞的代谢

第三单元细胞的代谢

[知考纲·明考情]

知识内容考试要求知识内容考试要求知识内容考试要求扩散和渗透的过

程b

动、植物细胞吸水

和失水的过程及原

因

b

被动转运和主

动转运

b

胞吞和胞吐 a 活动：观察洋葱表

皮细胞的质壁分离

及质壁分离复原

b 酶的发现过程 a

酶的本质、特性

及其在细胞代谢中的作用b 影响酶作用的因素 c

活动：探究酶的

专一性

c

活动：探究pH

对过氧化氢酶的

影响c

细胞内的吸能反应

和放能反应

a

ATP的化学组

成和特点

a

ATP在能量代谢中的作用b

需氧呼吸与厌氧呼

吸的概念和过程

b

需氧呼吸与厌

氧呼吸的异同

b

细胞呼吸在实践

中的应用b

光合作用的概念、

阶段、场所和产物

b

色素的种类、颜

色和吸收光谱

a

光反应、碳反应

的过程b

活动：光合色素的

提取和分离

b

活动：探究环境

因素对光合作

用的影响

c

环境因素对光合

速率的影响c

光合作用与细胞呼

吸的异同

b

第一讲物质出入细胞的方式

素能目标★备考明确

考点一扩散与渗透

1．扩散与渗透

(1)扩散

①概念：分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。

②结果：使物质分子分布均匀，直到平衡。

(2)渗透

①概念：水分子通过膜的扩散。

②方向：水分子从其分子数相对较多的一侧进入水分子数相对较少的一侧。

2．渗透作用的原理

3．动植物细胞的渗透吸水和失水

(1)动物细胞

?

?细胞膜：相当于半透膜

细胞质：有一定浓度，和组织液发生渗透作用，

当外界溶液浓度＜细胞质溶液浓度时，

细胞吸水膨胀；反之，细胞失水皱缩

(2)成熟植物细胞的吸水和失水

①当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。

②当外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分离复原现象。

【基础小题】

1．判断正误

(1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度(×)

(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(×)

(3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用(×)

(4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核(×)

(5)无机盐离子都是逆浓度梯度跨膜运输的(×)

2．热图导析：如图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题：

(1)

若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现如图所示哪种现象？分析原因。

提示：

会出现如图甲所示现象。将人的成熟红细胞放入清水中，由于发生渗透作用，从细胞外进入细胞内的水分子多于从细胞内到细胞外的水分子，因此细胞吸水。

(2)若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会出现如图所示哪种现象？达到平衡时，水分子进出细胞的状况是图中哪一种？

提示：将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞外界溶液浓度较大，细胞失水，如图丙所示；达到平衡状态时，水分子进出细胞的速率相等，如图乙所示。

(3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间内细胞体积增大，最终会不会涨破？为什么？

提示：细胞不会涨破，因为植物细胞有细胞壁的保护。

1．掌握探究物质能否通过半透膜的方法

(以碘—碘化钾溶液和淀粉为例)

烧杯内盛淀

粉溶液

漏斗内盛碘—碘化

钾溶液

结论

变蓝不变蓝碘—碘化钾能通过半透膜，而淀粉不能

不变蓝变蓝淀粉能通过半透膜，而碘—碘化钾不能

变蓝变蓝淀粉和碘—碘化钾都能通过半透膜

不变蓝不变蓝淀粉和碘—碘化钾都不能通过半透膜

(1)若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。

(2)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。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。

【对点落实】

1．如图为渗透作用实验，开始时如图1，a代表清水，b、c代表蔗糖溶液(蔗糖不能透过半透膜)，过一段时间后结果如图2，漏斗管内的液面不再发生变化，H1、H2表示漏斗管内液面与清水的高度差。下列说法错误的是()

A．图1中b的浓度大于c的浓度

B．图2中b的浓度等于c的浓度

C．图1 a中水分子扩散到b的速率大于a中水分子扩散到c的速率

D．图2 a中水分子扩散到b的速率等于b中水分子扩散到a的速率

解析：选B图2漏斗中的液面不再变化，处于平衡状态，H1高于H2，所以图2中b 的浓度大于c的浓度。

2．如图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗底部均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积如下表所示。图2中曲线①②③表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则曲线①②③与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是()

装置编号甲乙丙

半透膜面积S S/2S

蔗糖溶液体积T T 2T

A．①－丙；②－甲；③－乙B．①－乙；②－甲；③－丙

C．①－甲；②－乙；③－丙D．①－丙；②－乙；③－甲

解析：选A丙的体积最大，吸水的量最大，漏斗液面高度最高，对应的是图2中曲线①；甲、乙的体积相等，但是甲漏斗口的半透膜面积比乙的大，吸水的速度快，故甲漏斗液面高度变化要比乙的快些，对应图2中曲线②。

[规律方法]

两种方法判断细胞的吸水、失水

(1)通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断：当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水；当细胞外溶液浓度与细胞液的浓度相等时，细胞失水量和吸水量相等，处于动态平衡。

(2)根据重量或长度变化(如萝卜条)来判断：若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。

观察洋葱表皮细胞的质壁分离与质壁分离复原

1．实验原理

(1)成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。

(2)当细胞液浓度<外界溶液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；当细胞液浓度>外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。

2．实验流程

[特别提醒]

有关质壁分离及复原实验的四点说明

①将发生质壁分离的植物细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中植物细胞会发生质壁分离复原，但如果所用溶液为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，发生质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。

②质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。

③质壁分离与质壁分离复原过程中水分子的移动是双向的，总趋势是单向的。

④本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。

【对点落实】

3．(2018·浙江4月选考)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下，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→丙的变化是由于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

解析：选C甲维持细胞正常形态，进入细胞的水分子和从细胞出去的水分子一样多，处于动态平衡状态；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(细胞膜)的要小；乙→丙发生了渗透吸水，此时外界溶液浓度比细胞液浓度小；植物细胞渗透吸水只会膨胀不会破裂。

4．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

解析：选B具有大液泡的活细胞才能发生质壁分离；质壁分离过程中，细胞失水，此时，细胞外甲物质的浓度高于细胞内细胞液的浓度；水分子跨膜的方式是扩散；细胞壁是全透的，甲物质和H2O能自由通过。

5．下图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料，观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。下列相关叙述错误的是()

A．第二次观察(d)和第一次观察(b)形成对照，第三次观察(f)和第二次观察(d)形成对照B．该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞壁的位置关系、液泡的颜色和大小等

C．如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液，则可以省略e过程

D．增大蔗糖溶液的浓度，实验效果会更明显且不影响细胞的活性

解析：选D题图中共有三次显微镜观察，观察的指标主要是原生质层和细胞壁的位置关系以及液泡的大小和颜色；第二次观察与第一次观察形成对照，第三次观察与第二次观察形成对照；如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液，由于在细胞失水的同时，不断以主动转运的方式获得K＋和NO－3，导致细胞液浓度升高，当其大于外界溶液浓度时，细胞开始吸水，从而出现质壁分离自动复原的现象；如果蔗糖溶液的浓度过高，会导致细胞过度失水而死亡。

6．将若干生理状况基本相同，长度为3 cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于三种浓度相同的溶液(实验组)和清水(对照组)中，测量每组萝卜条的平均长度，结果如图。据图分析，下列叙述错误的是()

A．对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性较小

B．实验说明萝卜细胞膜上运载甘油的载体比葡萄糖载体数量多

C．蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为细胞不吸收蔗糖

D．实验结束后，实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大

解析：选B植物细胞壁的伸缩性较小，导致对照组中萝卜条吸水后增加的长度较小；甘油进入植物细胞的方式为扩散，不需要载体；由于蔗糖是二糖，不能进入植物细胞，因此当细胞失水达到平衡后，萝卜条的长度不再发生变化；甘油通过扩散进入细胞，葡萄糖通过主动转运方式进入细胞，而实验前后细胞大小几乎不变，故这两组细胞液浓度比实验前增大，而蔗糖溶液中植物细胞通过渗透作用失水从而导致细胞液浓度增大。

[归纳拓展]

1．质壁分离发生的条件

(1)从细胞角度分析

①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。

②具有中央大液泡的成熟植物活细胞可发生质壁分离及复原现象。

(2)从溶液角度分析

①在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。

②在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。

③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。

2．植物细胞质壁分离及质壁分离复原的四项拓展应用

(1)判断成熟植物细胞是否是活细胞

(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)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)

考点二物质出入细胞的方式及影响因素

1．物质出入细胞方式的比较

2．据表探究胞吞与胞吐

胞吞胞吐

发生细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式

原理生物膜的流动性

特点物质通过小泡转移，需要消耗ATP，不需要载体蛋白，需要受体蛋白方向细胞外→细胞内细胞内→细胞外

实例变形虫吞食食物颗粒，白细胞吞噬病菌等胰岛B细胞分泌胰岛素

1．判断正误

(1)细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内(×)

(2)Na＋与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动转运(√)

(3)细胞外液中的K＋进入神经细胞属于扩散(×)

(4)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要载体蛋白的协助(×)

(5)新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量(√)

2．热图导析：分析物质进出细胞的有关图像

(1)图甲、乙所示物质进出细胞的方式一样吗？为什么？

提示：不一样。图甲中a点以后物质是逆浓度梯度运输，为主动转运；图乙中物质顺浓度梯度运输，需要载体蛋白，但不消耗能量，为易化扩散。

(2)图乙所示的运输方式也可以逆浓度梯度进行吗？

提示：不能，逆浓度梯度运输一定消耗能量。

(3)只要是消耗能量的运输方式就一定是主动转运吗？

提示：不一定，消耗能量的运输方式除了主动转运，还有胞吞和胞吐以及穿越核孔的运输方式。

1．明确离子、小分子物质转运方式

运输方式

被动转运

主动转运扩散易化扩散

运输方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度一般为低浓度→高浓度

运输特点不需要载体蛋白和能量需要载体蛋白、不需要

能量

需要载体蛋白和能量

图示

动力浓度差浓度差能量(由ATP直接提供) 实例水、气体、脂溶性物质红细胞吸收葡萄糖海水鱼的鳃将体内的盐

排到海水中是逆浓度梯

度进行的2．“三看法”快速判定物质出入细胞的方式

【对点落实】

1．下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是()

A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于易化扩散

B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动转运

C．神经细胞受到刺激时产生的Na＋内流属于被动转运

D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动转运

解析：选C巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞；固醇类激素如性激素以扩散的方式进入靶细胞；静息状态时，神经细胞膜外的Na＋浓度高于膜内，受到刺激时产生的Na＋内流是由通道蛋白协助的被动转运；甘油属于小分子脂溶性物质，以扩散的方式进入皮肤细胞。

2．主动转运消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。如图为Na＋、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。下列关于图中物质跨膜运输过程的分析，错误的是()

A．葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是不需耗能的主动转运

B．Na＋从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗ATP的主动转运

C．葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na＋从肠腔进入小肠上皮细胞共用一个载体

D．Na＋从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为被动转运

解析：选A由图可知，葡萄糖从肠腔逆浓度梯度进入小肠上皮细胞，属于主动转动，需消耗能量，A错误；Na＋从小肠上皮细胞进入组织液是逆浓度梯度进行的，需要载体蛋白

协助并需要消耗ATP，属于主动转运，B正确；从图示可看出，葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na＋从肠腔进入小肠上皮细胞共用一个载体，C正确；Na＋从肠腔进入小肠上皮细胞的方式是易化扩散，葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液的方式也是易化扩散，均为被动转运，D正确。

[归纳拓展]

归纳概括同一物质的不同运输方式

物质相应过程运输方式

葡萄糖

进入红细胞易化扩散进入小肠绒毛上皮细胞、肾小管重吸收葡萄糖主动转运

Na＋

进入神经细胞易化扩散(靠离子通道)

运出神经细胞主动转运(钠-钾泵) K＋

进入神经细胞主动转运(钠-钾泵)

运出神经细胞易化扩散(靠离子通道)

影响物质跨膜运输曲线的分析及判断

[典型图示]

[问题设计]

(1)图1、2表示物质浓度对跨膜运输速率的影响，其中图1表示的运输方式为扩散，图2表示的运输方式是易化扩散或主动转运。图2中P点之后运输速率不变的原因是膜上载体蛋白的数量有限或能量供应不足。

(2)图3、4表示O2浓度对跨膜运输速率的影响，其中图3表示的运输方式为扩散或易化扩散，图4表示的运输方式为主动转运。图4中P点之后运输速率不变的限制因素是载体蛋白的数量。

(3)若图3表示哺乳动物成熟红细胞的物质运输，还可表示主动转运。

【对点落实】

3．将水稻幼苗培养在含MgSO4的培养液中，一段时间后，发现营养液中Mg2＋和SO2－4的含量下降，下列叙述不合理的是()

A．Mg2＋通过扩散进入根细胞

B．MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收

C．根吸收的Mg2＋可以参与叶绿素的形成

D．降低温度会影响水稻根系对Mg2＋的吸收

解析：选A Mg2＋通过主动转运的方式进入根细胞；MgSO4必须溶解在水中形成离子后，才能被根吸收；根吸收的Mg2＋可以参与叶绿素的形成；降低温度会降低膜的流动性和细胞呼吸，进而影响水稻根系对Mg2＋的吸收。

4.如图表示给某种细胞施予呼吸抑制剂后，细胞对某物质的吸收

速率与细胞内外该物质浓度差的关系。下列有关叙述错误的是()

A．这种物质进入该细胞的方式与O2进入该细胞的方式相同

B．该细胞吸收这种物质与ATP的水解无直接关系

C．该物质不能直接穿过细胞膜上的磷脂分子间隙

D．该细胞对这种物质的吸收速率与核糖体的功能有关

解析：选A对细胞施予呼吸抑制剂后，不影响该物质的吸收速率，说明不消耗能量，但当物质在细胞外达到一定浓度时，吸收速率不再增加，说明受载体数量的限制，应是易化扩散，细胞吸收O2的方式是扩散，与这种物质进入该细胞的方式不同；易化扩散运输不消耗ATP，与ATP的水解无直接关系；易化扩散需要载体才能进入细胞，不能直接穿过细胞膜上的磷脂分子间隙；易化扩散需要载体，而载体的化学本质是蛋白质，在核糖体上合成，则该细胞对这种物质的吸收速率与核糖体的功能有关。

5.将某活组织放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下

培养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期测

定细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。下列叙述正确的

是()

A．该组织细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是扩散和主动转运

B．该组织细胞运输离子甲的载体蛋白数量比运输离子乙的载体蛋白数量多

C．两种离子均只能从高浓度的一侧运输到低浓度的一侧

D．曲线mn段和ab段说明细胞呼吸产生的能量不足，抑制了细胞的吸收

解析：选B根据虚线上方的曲线分析可知，当细胞内浓度大于细胞外浓度时，甲、乙两种离子均可逆浓度梯度进行，所以均为主动转运；mn段和ab段不再上升，说明离子的吸收速率与排出速率平衡。

[类题通法]

物质出入细胞曲线题的解题关键

(1)分析此类曲线题时，要注意区分横坐标表示的意义，曲线横坐标不同，表示的物质运输方式不完全相同。

(2)解答此类问题时，要明确扩散、易化扩散和主动转运三种跨膜运输方式的区别和联系，主要从是否需要能量和载体蛋白两个方面考虑。

探究物质跨膜运输的方式

1．探究是主动转运还是被动转运的方法

2．探究是扩散还是易化扩散的方法

【对点落实】

6．科学家在研究Na＋通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na＋，不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na＋，如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得周围溶液中24Na＋的量如图所示。据图作出的下列推断，错误的是()

A．加入某药物后，溶液中24Na＋的量不再增加

B．加入ATP后，细胞中24Na＋的量减少

C．“某药物”的作用机理是抑制ATP水解

D．“某药物”的作用机理是抑制细胞呼吸

解析：选C由题图知，在神经纤维膜外溶液中先加入某药物后，测得周围溶液中24Na ＋的量停止增加；加入ATP后，周围溶液中24Na＋的量迅速增加，说明Na＋从神经细胞排出需要消耗能量，属于主动转运，而该药物的作用是抑制呼吸作用的进行。

7．红树林分布于热带亚热带海岸潮间带，通常受到盐胁迫。红树林植物为抵抗盐胁迫，通过叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出，是强耐盐植物。为探究红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动转运还是被动转运，设计以下实验进行探究。

(1)实验步骤：

①取生长发育相同的红树林植物，分成A、B两组，放入适宜浓度的含有K＋、Ca2＋的溶液中；

②A组给予正常的呼吸条件，B组____________________________________________；

③____________________________________________________________________。

(2)实验结论：

①若两组植株对K＋、Ca2＋的吸收速率相同，说明________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；

②________________________________，说明红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动转运。

解析：主动转运和被动转运最主要的区别在于是否需要能量，而能量主要是通过细胞的呼吸作用提供的，因此实验组和对照组的自变量应为是否进行呼吸作用，因变量是无机盐离子的吸收速率。

答案：(1)②加入呼吸抑制剂③一段时间后测定两组植株根系对K＋、Ca2＋等无机盐的吸收速率

(2)①红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是被动转运②若B组吸收速率明显小于A组吸收速率

一、形成生命观念

1．(2020·浙江1月选考)物质X通过质膜从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧，须载体蛋白参与且不消耗能量。这种转运方式属于()

A．易化扩散B．主动转运

C．扩散D．渗透

解析：选A分析题意可知，物质X的运输需要载体不消耗能量，因此可确定为易化扩散，A正确。

2．(2018·全国卷Ⅰ)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NO－3

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

解析：选A小麦不能直接吸收土壤中的N2，N2必须被固定后才能被植物吸收利用；农田松土可增强农作物根的需氧呼吸，为矿质元素的吸收供能，有利于对矿质元素的吸收；土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可溶解在土壤溶液中，从而被根系吸收利用；施肥过多会使土壤溶液浓度大于根细胞液浓度，从而导致根细胞因失水过多而死亡，造成“烧苗”现象。

二、培养科学思维

3．(2017·浙江11月选考)下列物质出入细胞过程中，需消耗ATP的是()

A．甘油进入人体皮肤细胞

B．葡萄糖通过易化扩散进入红细胞

C．矿质离子逆浓度梯度转运至根细胞内

D．质壁分离过程中水分子进出洋葱表皮细胞

解析：选C甘油进入细胞、水分子进出细胞及易化扩散都是被动转运，不消耗ATP。

4．(2019·浙江4月选考)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

解析：选C在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但红细胞无细胞壁结构，故不会发生质壁分离；在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于水分子进出细胞膜达到动态平衡，而不是没有水分子进出细胞；在低于

0．9%NaCl溶液中，红细胞会吸水甚至导致涨破；渗透是指水分子或其它溶剂分子从

低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的扩散。

5．(2019·全国卷Ⅱ改编)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＋不能通过扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞

解析：选C由题干可知，用蓝光照射保卫细胞的悬浮液，溶液的pH明显降低，说明细胞内的H＋被转运到细胞外，A项正确。H＋运出保卫细胞是逆浓度梯度的跨膜运输，需要能量，因H＋-ATPase具有水解酶活性，故运输所需能量由H＋-ATPase水解ATP提供，不由蓝光直接提供，B项正确、C项错误。由题干可知，H＋的运输需要载体蛋白和能量，说明H＋是通过主动转运的方式透过细胞质膜进入保卫细胞的，D项正确。

6.(2017·全国卷Ⅱ)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溶胶的渗透压

解析：选C该植物细胞质壁分离后的复原是因为物质A进入了细胞，使细胞液渗透压升高导致细胞吸水；植物细胞发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁，所以0～1 h内，细胞体积变化量小于原生质体体积变化量；2～3 h内原生质体的相对体积增大，此时细胞液的渗透压大于细胞外溶液的渗透压；0～1 h内原生质体的相对体积减小，液泡中的水分进入细胞溶胶，此时细胞溶胶的渗透压大于液泡中液体的渗透压。

[课下达标检测]

A级基础题

一、选择题

1．(2016·浙江4月选考)肌肉细胞内的K＋浓度高于细胞外，K＋进入肌肉细胞的方式是()

A．渗透B．胞吞

C．主动转运D．易化扩散

解析：选C据题意可知，K＋进入肌肉细胞是逆浓度转运，故运输方式为主动转运。

2．将紫色洋葱鳞片叶外表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到细胞发生了质壁分离现象，下列说法错误的是()

A．甲物质和水都能自由通过叶表皮细胞的细胞壁

B．发生质壁分离后的叶表皮细胞原生质层紫色加深

C．可通过原生质层的位置变化来判断是否发生质壁分离

D．甲物质也可能被叶表皮细胞以主动转运的方式吸收

解析：选B植物细胞的细胞壁具有全透性，所以甲物质和水都能自由通过叶表皮细胞的细胞壁，A正确；发生质壁分离后的叶表皮细胞的液泡中紫色加深，B错误；质壁分离是指原生质层与细胞壁分离，所以可通过原生质层的位置变化来判断是否发生质壁分离，C正确；如果甲物质是KNO3，则可被叶表皮细胞以主动转运的方式吸收，D正确。

3.将已发生质壁分离的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放入清

水中，如图所示。下列叙述正确的是()

A．b点与a点相比，细胞内液泡的颜色更深

B．c点与b点相比，细胞的吸水速率更大

C．c点时细胞膨胀，液泡内没有水分子进出

D．b点到c点的过程中，细胞的吸水速率受细胞壁的影响

解析：选D与a点相比，b点时液泡体积增加，液泡颜色变浅，A错误；与b点相比，c点时细胞液浓度降低，细胞的吸水能力降低，B错误；c点时细胞膨胀，液泡内水分处于动态平衡，C错误；b点到c点过程中，细胞的吸水速率降低，受细胞壁的影响，D正确。

4．下列关于细胞质壁分离的叙述，正确的是()

A．植物细胞在一定条件下都能观察到明显的质壁分离现象

B．动物细胞不能发生质壁分离的根本原因是不具有半透膜

C．一定浓度的甘油溶液可以使洋葱表皮细胞发生质壁分离

D．处于质壁分离状态时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度

解析：选C成熟的植物细胞在高浓度溶液中才能观察到明显的质壁分离现象；动物细

胞不能发生质壁分离的根本原因是不具有细胞壁；一定浓度的甘油溶液可以使洋葱表皮细胞发生质壁分离；处于质壁分离状态的细胞，若处在质壁分离过程中，则细胞液浓度小于外界溶液的浓度，若处在质壁分离复原过程中，则细胞液浓度大于外界溶液的浓度。

5．下列关于物质跨膜运输的叙述正确的是()

A．线粒体DNA上的基因所表达的酶与线粒体的功能有关，若线粒体DNA受损伤，对神经细胞吸收K＋没有影响

B．相对分子质量比较小的物质或离子都可以通过扩散进入细胞

C．胰岛B细胞分泌胰岛素时消耗能量，因此胰岛素出入细胞属于主动转运

D．对离体培养的小肠上皮细胞进行紫外线处理，结果其吸收甘氨酸的功能丧失，最可能的原因是细胞膜上的载体蛋白结构发生变化

解析：选D线粒体是需氧呼吸的主要场所，神经细胞吸收K＋的方式是主动转运，需要消耗能量，线粒体DNA受损伤使其不能为生命活动提供能量，就会影响神经细胞吸收K ＋；相对分子质量比较小的物质或离子进入细胞的方式可能是扩散、易化扩散或主动转运；胰岛素属于大分子物质，运出细胞的方式是胞吐；小肠上皮细胞吸收甘氨酸的方式是主动转运，需要载体和能量，对离体培养的小肠上皮细胞进行紫外线处理，结果其吸收甘氨酸的功能丧失，最可能的原因是细胞膜上的载体蛋白结构发生变化。

6．在质壁分离与复原实验中，显微镜下依次观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的三种状态，如图所示。分别测量甲、乙、丙细胞的长度A和原生质层长度B，下列相关叙述正确的是()

A．细胞液浓度甲＞乙＞丙B．细胞液浓度丙＞乙＞甲

C．由甲到乙，B

A(%)值变大D．丙的B

A(%)值最大

解析：选D看图可知：质壁分离程度丙＜甲＜乙，则细胞液浓度乙＞甲＞丙，A、B

错误；由甲到乙原生质体减小，B

A(%)的值减小，C错误；甲、乙、丙中，质壁分离程度最

小的是丙，则丙的B

A(%)的值最大，D正确。

7．正常人体血浆中K＋浓度低于红细胞内K＋浓度，成熟红细胞(无线粒体)从O2浓度高

的血浆流入O2浓度低的血浆，在其他化学成分和理化性质相对稳定的条件下，O2浓度变化

对其吸收K＋和葡萄糖速率变化的影响分别是()

A．吸收K＋的速率不变，吸收葡萄糖的速率不变

B．吸收K＋的速率降低，吸收葡萄糖的速率降低

C．吸收K＋的速率升高，吸收葡萄糖的速率升高

D．吸收K＋的速率降低，吸收葡萄糖的速率升高

解析：选A红细胞吸收K＋的方式是主动转运，需要的能量是由厌氧呼吸提供的，吸收葡萄糖的方式是易化扩散，不需要能量，所以O2浓度变化对红细胞吸收K＋和葡萄糖速率变化没有影响。

8.下表为甲同学用某浓度KNO 3溶液进行质壁分离实验时所

测得的数据，如图为乙同学用另一浓度的KNO3溶液进行质壁分

离实验时所绘制的曲线图，下列分析正确的是()

时间(min) 2 4 6 8 10

原生质体相对大小90% 60% 30% 30% 30%

2

液浓度

B．乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离正在复原，此时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度

C．甲同学实验进行到8 min时质壁分离已达到平衡，滴加清水后一定能发生质壁分离复原

D．甲同学所用溶液浓度要大于乙同学

解析：选D乙同学在实验进行到T2时观察不到质壁分离现象，此时细胞液浓度等于或大于外界溶液浓度；乙同学在实验进行到T1时，观察到细胞质壁分离正在复原，所以细胞液浓度大于外界溶液浓度；甲同学实验进行到8 min时，细胞可能由于过度失水死亡，滴加清水后不一定能发生质壁分离复原；根据表格数据可知，甲同学所做实验结果没有发生质壁分离复原，而乙同学所做实验结果发生了质壁分离复原，所以甲同学所用溶液浓度要大于乙同学。

二、非选择题

9．以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为材料进行相关实验，在显微镜下观察到图甲所示情况。请回答下列问题：