细胞的物质输入和输出-2025年高考生物一轮复习（新人教新高考）

第6讲细胞的物质输入和输出

课标内容（1）阐明细胞膜具有选择透过性。（2）举例说明哪些物质顺浓度梯度进

出细胞，不需要额外提供能量；哪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。

考点一被动运输

「基础•精细梳理夯实必备知识

1.渗透作用

指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜

（O一的扩散

有一层半透膜

物族的黄灌皮即昨皮受浓度

半透膜两侧的溶液具有浓度差

2.渗透装置及现象分析

si溶液

（假设溶质分子S?溶液

能通过）半透膜号营

市上曲市渗还达到垂衡时，车法屐而椀看（境

“有”或“没有”）水分子的进出。

②上图中A人不变时，S］、S2溶液浓度的大小

关系为:S之SJ填或“=”）

宙0八U------缶初始液面相平

质重分目

数为10%IL质量分数为10%的

的葡萄卡丁麦芽糖溶液

糖溶液〃

,八、\半透膜（假设溶质分子

/\、不能通过）

/\

①一直正而后，两管干液面而变花为：差管液

面升高,右管液面降低。（均填“升高”“降低”

或“不变”）

②液面高度稳定后再同时向两管内加入等量的

麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为：左管液

面下降,右管液面上升，最后稳定在一定高度

提醒①渗透?扩散：渗透作用必须通过半透膜，扩散则不一定需要；扩散适用

于各种物质，渗透仅指溶剂分子。渗透是一种特殊的扩散。

②渗透平衡W两侧溶液浓度相等：渗透平衡时半透膜两侧液面仍存在液面高度

差，则半透膜两侧溶液就存在浓度差，且液面高的一侧溶液浓度高。

3.植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)

⑴原理

与外界溶液植物纲胞液沟中的液体

存在浓皮蓑《：‘、~”

可蔗糖一细胞液二

细

荥溶液：高速湎胞膜

胞

学一半透膜」工尸力细血康

薯筑民博凰液泡膜核

[1外界绸膻壁

~r溶液'4金施姓、伸缩性山

段坤建过性膜、仲赭性大

(2)现象

当外界溶液当外界溶液浓I当外界溶液

浓度大于细度小于细胞液，浓度等于细

浓度时，细胞

胞液浓度时，:胞液浓度时,

吸水膨胀，由

:1细胞维持正

细胞发生质于存在细胞壁,

壁分离现象;常形态

细、胞---不--会-涨一»破--------/----

4.被动运输

(1)概念

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,这种物质

跨膜运输方式称为被动运输。

被动运揄的运揄速率还与浜物质分

(2)类型子的大小、脂溶性程度、温皮等洵关

转运磨白饱节现象

M

K,自由扩能t

建

四散

膜两侧物'

质浓度差

值由扩散］，协助扩散］

V包括哦林凄台知曲重蚤上斤Y

物质通过简单的扩借助膜E的转运毒自

散作用进出细胞的V概念)A进出细胞的物质扩散

方式।方式

施浓度,低浓度上运输方向)》高浓度一低浓度

不需要，是否需要'转运蛋白〉需要

不消耗«|是查道'超一圜A丕逍起

雪号”＜函而右A浓度差大小；转

浓度差大小《良幽7卧运蛋白的数量

主要方式

①水分子、气体A

分子；②脂溶性I\、①一分壬连过主迺道

小分子有机物，

如甘油、乙醇、苯葡辖葡直细胞

【考点速览•诊断】

⑴物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关，也与分子大小有关。

(2021・江苏卷,3A)(V)

(2)1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等。(2021•湖南卷，

3D)(X)

提示1mol/LNaCl溶液中，含1mol/L的Na卡和1mol/L的C1-,即溶质微粒浓

度为2moi/L,而1mol/L蔗糖溶液中，溶质为蔗糖分子，不可再拆分，故1mol/L

NaCl溶液的渗透压大于1mol/L蔗糖溶液的渗透压。

(3)物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关。(2021•浙江6月选考，4C

改编XX)

提示被动运输有两种方式——自由扩散和协助扩散，其中协助扩散需要膜蛋白

的参与。

(4)神经细胞膜上运入K+的载体蛋白和运出K+的通道蛋白都具有特异性。

(2021•江苏卷,3C)(V)

（5）探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，可用肉眼直接观察。（2020•全国

卷H,3B）（X）

提示需借助显微镜观察。

⑹护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输。（2018•全国卷n,2D）（X）

提示护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于自由扩散。

「疑难”精准突破强化关键能力

【情境推理・探究】

必修1P63“图示拓展”

1.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）。

（1）若将人的成熟红细胞放入清水中，会出现图所示现象，原因是

O

（2）若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，会出现图

所示现象，达到平衡时，水分子进出细胞的状况是图所示。

⑶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

（填"会”或"不会”）涨破，原因是

O

提示（1）甲成熟红细胞发生渗透作用，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）丙乙

（3）不会植物细胞的细胞壁有支持和保护作用

2.酶的特性可通过实验进行验证。现有质量分数为10%的淀粉溶液、质量分数为

10%的蔗糖溶液、质量分数为10%的麦芽糖溶液、蔗糖酶溶液、清水、半透膜（只

允许水分子通过），长颈漏斗、烧杯、底部中央可放置半透膜的U形管各一个。

请根据渗透作用的原理，选用一套装置设计实验，实验现象能支持酶的催化作用

具有专一性，要体现等量原则等实验设计的基本原则。请写出最合理的实验思路

及实验预期。

提示实验思路：在底部中央放置半透膜的U形管两侧分别加入等量的蔗糖溶

液和麦芽糖溶液，再在两侧各加入等量的蔗糖酶溶液，适宜温度下放置一段时间

后，观察两侧液面的变化。

实验预期：蔗糖溶液一侧液面明显升高，则支持酶的催化作用具有专一性（或麦

芽糖溶液一侧液面明显降低，则支持酶的催化作用具有专一性）

【重点难点・透析】

通道蛋白与载体蛋白的异同

通道母百颐蜜体蛋百;

VVV

国吊蛋白鹿；由各痛差向扁勺膜结构而；

、;_均__控__制___特__定__物__质__的__跨__膜__运__输__，__具__有__特__异__性_

名师解读

载体与受体的区别

载体是协助物质运输的蛋白质，如血红蛋白是运输氧的载体，细胞膜上有运输葡

萄糖、Na+、K+等的转运蛋白；受体是接受信号分子的蛋白质，如神经递质受体、

激素分子受体，其主要作用是实现细胞间信息交流。

雌叮适C邂研__________提升学科素养

考向1结合渗透作用的原理及应用，考查科学思维

1.（2022•全国甲卷，2）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c

三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖

溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b

体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶

质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（）

A.水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度

B.水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞c

C.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度

D.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度

答案C

解析三种不同浓度的植物细胞分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，

当水分交换达到平衡时，细胞a体积未发生变化，细胞b体积增大，细胞c发生

质壁分离，所以，水分交换前，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，

细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗

糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b＞细胞a＞细胞

c,A、B正确；细胞c的质壁分离过程中，细胞液中水分子进入蔗糖溶液，使蔗

糖溶液比最初蔗糖溶液浓度小，由题干信息“细胞a在蔗糖溶液中未发生变化”

可知，细胞a的细胞液浓度与最初蔗糖溶液浓度相等，而水分交换平衡时细胞c

的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，故水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓

度小于细胞a的细胞液浓度，C错误、D正确。

2.（2023•广东六校联考）某兴趣小组用图甲研究渗透作用，a和b均为蔗糖溶液，c

允许单糖通过。图乙为实验结果。下列说法正确的是（）

A.烧杯中蔗糖溶液浓度大于漏斗中蔗糖溶液浓度

B.若我时刻烧杯中加入蔗糖酶，贝必〃最终将变小

C./2时刻半透膜两侧蔗糖溶液浓度相同

D.若B时刻漏斗中加入蔗糖酶，则将先变大后变小

答案D

解析漏斗液面高于烧杯液面说明漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中蔗糖溶液浓

度，A错误；若/2时刻烧杯中加入蔗糖酶，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△〃将先变小后

变大，最终将变大，B错误；/2时刻半透膜两侧水分子进出速率相等，但是由于

漏斗与烧杯的液面不一样高，因此膜两侧溶液浓度不可能相等，C错误；若/2

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△〃将先变大后变小，D正确。

考向2结合被动运输，考查科学思维

3.（2022・湖北卷，4）哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸

银（AgNO3）可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是（）

A.经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀

B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小

C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀

D.未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小

答案B

解析经AgNCh处理的红细胞，水通道蛋白失去活性，但水可以通过自由扩散

的形式进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会失水

变小，A正确，B错误；未经AgNCh处理的红细胞，水可通过水通道蛋白快速

进出细胞，也可通过自由扩散进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会迅速吸水膨胀,

在高渗蔗糖溶液中会迅速失水变小，C、D正确。

4.（2023•福州市质检）下列关于通道蛋白的说法，错误的是（）

A.一种离子通道蛋白只允许一种离子通过

B.水通道蛋白是镶在细胞膜表面的蛋白质

C.细胞膜上的钠离子通道蛋白与水通道蛋白在空间结构上有差异

D.物质通过通道蛋白的运输属于被动运输，不消耗能量

答案B

解析离子通道蛋白具有特异性，一种离子通道蛋白只允许一种离子通过，A正

确；水通道蛋白是一类贯穿于细胞膜磷脂双分子层的蛋白质，B错误；通道蛋白

有特异性，离子通道蛋白和水通道蛋白在空间结构上有差异，C正确；物质通过

通道蛋白的运输为顺浓度梯度运输，属于被动运输，不消耗能量，D正确。

考点二探究植物细胞的吸水和失水

「基础.精细梳理夯实必备知识

1.实验原理

，--------------------------------------------------

I

[①成熟的植物细胞的原生

细胞液与外界溶液

:质层相当于一层半透膜之间具有一定的浓

，②原生质层比细胞壁的伸度差，细胞能渗透

;缩性大吸水或失水

2.实验步骤

痴曰＞迷楚L僚爸淬意演后讦屏裹虎L

、_____________»

有大液泡且内令味色花4重，便于双4

低倍镜⑥看一个紫冠的市贞天雨淘

(MJ)[②原生质层紧贴细胞壁

滴蔗糖、方法质量浓度为0.3g/mLr^吸水纸

、溶液）的蔗糖溶液tBir引流

/鳗:①用英菠疱遂浙江示（凝石加深）

1②原生质层与细胞壁逐渐分离

...............敖材中喳-----

吸水纸^清水个H在他借粮

引流」下现4的实睑

........................................................--V

①中央液泡逐渐变大（颜色变浅）

②原生质层逐渐贴近细胞壁

结论

提醒本实验中存在两组对照实验，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属

于自身对照。

【考点速览・诊断】

⑴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）（V）

（2）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）（X）

提示质壁分离过程中，细胞液浓度增大，吸水能力增大。

(3)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)(X)

提示根尖分生区细胞没有大液泡，不适合作此实验材料。

(4)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)(X)

提示整个实验过程只需低倍镜即可。

⑸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)(X)

提示黑藻叶肉细胞液泡无颜色，叶绿体的存在有利于观察。

产难,精准突破强化关键能力

【情境推理・探究】

必修1P74”复习与提高一非选择题3”拓展

将若干生理状况基本相同、长度为4cm的鲜萝卜条分为四组，分别置于清水(对

照组)和浓度相同的三种溶液中(实验组)，尿素溶液、KN03溶液和蔗糖溶液分别

编号为1、2、3组。测量每组萝卜条的平均长度，结果如下图。据图分析回答下

列问题。

⑴实验组中是否都发生了质壁分离和复原现象？说出判断依据是

(2)1组中的尿素分子和2组中的K+、NO?都进入了细胞，进入的方式分别为

提示(1)第3组只发生质壁分离。据图分析可知，在尿素溶液中，萝卜条长度

先变短再变长，最后保持原来的长度不变，说明细胞先失水，后来由于尿素进入

细胞，细胞吸水复原；在KN03溶液中，萝卜条长度先变短再变长，最后保持原

来的长度不变，说明细胞先失水，后来K+、NO3进入细胞，细胞吸水复原；在

蔗糖溶液中，萝卜条失水长度变短，细胞只能发生质壁分离

（2）尿素分子进入细胞的方式是自由扩散，而K+、NO3进入细胞的方式是主动运

输

【重点难点・透析】

1.质壁分离及复原实验分析

（1）从细胞角度分析

①死细胞、动物细胞不发生质壁分离及复原现象。

②细菌细胞一般也能发生质壁分离，但现象不明显。

③未成熟的植物细胞（如根尖分生区细胞）不能用来做该实验。

（2）从溶液角度分析

①在一定浓度（溶质不能透过半透膜）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（溶质可透过半透膜）的溶液（如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等）中可

发生质壁分离，并能自动复原，因为K+、NO,、尿素、乙二醇等可转运到细胞

内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。

③本实验选用0.3g/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。

2.实验拓展应用

（1）判断成熟植物细胞的死活

发生质

壁分离;―4活细胞］

>

不发生质一尻细电;

壁分离

⑵测定细胞液浓度范围

待测成熟八；细胞液浓度介于未发

植物细胞僮生质壁分离和刚发生

总厂，质壁分离的两蔗糖溶

一系列浓度梯

度的蔗糖溶液［液浓度之间

⑶鉴别不同种类的溶液（以KNO3溶液和蔗糖溶液为例）

溶质不能透；

，只发生质过原生质层，

!壁分离

（蔗糖溶液）；

福壁务；，溶施能透加

「离后自，T原生质层，

，动复原，1（KNC»3溶液），

粤到二^^1^研__________提升学科素养

考向1结合实验原理及实验步骤，考查科学思维

1.（2021•江苏卷，12）采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列相关叙

述正确的是（）

A.用镶子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验

B.将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态

C.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

D.实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡

答案A

解析叶肉细胞有原生质层和大液泡，所以可以发生质壁分离，且细胞质中还含

有叶绿体，而洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色，所以即使洋葱鳞片叶外表皮上带有

少量叶肉细胞，也不影响实验结果，A正确；显微镜的使用方法是先用低倍镜观

察，再用高倍镜观察，且该实验只在低倍镜下观察，无需使用高倍镜，B错误；

为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸引

流，重复几次，洋葱细胞就浸泡在蔗糖溶液中，C错误；紫色外表皮细胞中有一

个紫色大液泡，那些无色的细胞应该是鳞茎细胞，不是鳞片叶外表皮细胞，D错

误。

2.（2023•湖北武汉调研）下列有关洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原的叙

述，正确的是（）

A.处于质壁分离状态的细胞，细胞液浓度小于外界溶液浓度

B.置于KNCh溶液中的细胞一定能发生质壁分离和自动复原

C.细胞质壁分离过程中，细胞液浓度逐渐增大，细胞的吸水能力也逐渐增强

D.观察细胞的质壁分离和复原时，可先加清水，再加一定浓度的蔗糖溶液

答案c

解析处于质壁分离状态的细胞，其细胞液浓度可能大于、等于或小于外界溶液

浓度，A错误；若KN03溶液浓度太高，则置于KN03溶液中的细胞会因失水过

多而失去活性，质壁分离后无法复原；若KN03溶液浓度太低，则置于KN03溶

液中的细胞不能发生质壁分离，B错误；观察细胞的质壁分离和复原时，应先加

一定浓度的蔗糖溶液，再加清水，D错误。

考向2围绕实验的拓展及应用，考查科学思维

3.（2023•河北石家庄检测）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，有关操作及观

察结果如图所示。下列叙述错误的是（）

小,保卫滴加蔗糖ZTX添加蔗糖

口¥细胞溶液甲，m溶液乙，像弋

Q头气孔一段时间W一段时间瓜以

后观察后观察

AB

A.保卫细胞的吸水能力A>B

B.质壁分离现象最可能出现在A所在的观察视野中

C.保卫细胞的细胞液浓度B>A

D.推测两种蔗糖溶液浓度高低为甲>乙

答案C

解析将保卫细胞置于蔗糖溶液甲中，保卫细胞失水，成为图中所示A状态，A

状态保卫细胞的细胞液浓度较大，添加蔗糖溶液乙，A状态保卫细胞吸水成为图

中所示B状态，B状态保卫细胞的细胞液浓度较小，即A状态保卫细胞的细胞

液浓度大于B状态的，则吸水能力A>B,A正确，C错误；A状态是保卫细胞

失水形成的，失水过程中可能出现质壁分离现象，B正确；将保卫细胞置于蔗糖

溶液甲中，保卫细胞失水，成为图中所示A状态，将A状态保卫细胞置于蔗糖

溶液乙中，A状态保卫细胞吸水，成为图中所示B状态，且B状态气孔张开程

度大于初始状态，推断蔗糖溶液甲的浓度大于蔗糖溶液乙的浓度，D正确。

4.（2021•重庆卷，20）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，再用清水处理后观察其质壁分离复原，实验结果见

下图。下列叙述错误的是（）

A.小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.Ti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

答案B

解析Ti组经蔗糖溶液处理后，52%的细胞发生了质壁分离，说明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，也可以由细胞液进入蔗糖溶液，B错误；据图分析，「和T2组

经清水处理后，发生质壁分离的细胞数为0,说明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，质壁分离的细胞可能继续吸水，发生质

壁分离复原，质壁分离的细胞比例可能下降，D正确。

考点三主动运输与胞吞、胞吐

「基础-精细梳理夯实必备知识

1.主动运输主栗体现膜的功能特点——选择透过性

物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要

筋初一载体蛋白的协助,同时还需要消耗细

胞内化学反应所释放的能量。一

不一定及非偌能，

o载体

细胞外01cy蛋白还可能由离子掾皮

花涉

细胞内OATP

O0Oo

o00

①逆浓度梯度运输；

②需要消耗能量;

③需要载体蛋白的协助。

小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、

无机盐等。

嚏之启运输速率不变

载体蛋白神的原E）橐膜上翔木朦

的种类和因台数嚏洵号

解

数量、能

叫/产港,由无条呼吸

量（温度、"

O▼提仔能噎

。2浓度）。2音量

2.胞吞和胞吐主要体现膜的结构特点——流动性

’:胞外一胞内;丽同一丽，卜

、-----------J、__________，

巨噬细胞吞噬抗_屋扁_胰岛素、消化酶、

原、变形虫摄食J"力抗体等分泌

①需要消耗能量；②不需要载体蛋白，但需要膜

蛋白参与；③依赖膜的流动性；④影响因素:能

量（温度、O/浓度）

提醒①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。

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无机盐离子的运输方式不一定是主动运输，如兴奋产生和恢复过程中的Na+

内流和K+外流的方式均为协助扩散。

【考点速览•诊断】

(1)细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白。(2021•湖北卷，1B)(J)

⑵小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度有关。

(2021・江苏卷,3B)(X)

提示小肠上皮细胞摄入葡萄糖与Na+的浓度有关，而与细胞质中其他溶质分子

的浓度无关。

(3)肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸。(2021•江苏卷，3D)(J)

(4)胰岛B细胞分泌胰岛素不需要消耗能量。(2021•福建卷，2C)(X)

提示胰岛B细胞分泌胰岛素的方式为胞吐，需要耗能。

⑸新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输。(2020•全国卷II,

1A)(X)

提示胞吞，依靠膜的流动性。

L疑难”精准突破强化关键能力

【情境推理•探究】

必修1P72“练习与应用一拓展应用2”改编

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、

蒸储水、5%的葡萄糖溶液、5mL葡萄糖载体抑制剂和5mL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)请写出预期结果和实验结论。

答案(2)向A瓶中加入5mL蒸储水，向B瓶中加入5mL葡萄糖载体抑制齐U，

向C瓶中加入5mL呼吸抑制剂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：A瓶和C

瓶中葡萄糖含量大致相等且小于B瓶。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。

【重点难点・透析】

1.三看法快速判断物质出入细胞的方式

低浓度一高浓度，一定为主动运输

।不需转，自由扩散

运蛋白

高浓度一低浓度-

备协助扩散

不需要-协助扩散

细胞被动运蛋白

代谢供能运输

不需转

a白di正勤

运蛋白

大分子

\需要细胞,据分子A晌麦晌叶

代谢供能~大小小分子

»土例心1千刖

或离子（通常）

——

物罪嚅自由扩散

质顺浓度协助

种

扩散

3)类氨基酸、葡萄糖需转运

等小分子或离子'蛋白逆浓度主动

*运输

2.探究物质跨膜运输的实验设计

（1）探究是主动运输还是被动运输

典例•遁研_________提升学科素养

考向1结合物质跨膜运输方式的判断，考查科学思维

1.（2023•安徽合肥调研）下图表示几种常见的物质进出细胞的方式，下列相关说法

不正确的是（）

被转运的分子

磷

脂

双

分

子

层

介导介导

①②

A.同种生物不同细胞的细胞膜上转运蛋白的种类和数量不同

B.①和②均属于被动运输，需要相应的蛋白质进行协助

C.③属于主动运输，能够逆着浓度梯度转运物质且消耗能量

D.胰岛素是大分子蛋白质，以③方式出组织细胞发挥作用

答案D

解析胰岛素是大分子蛋白质，以胞吐的形式出组织细胞发挥作用，D错误。

2.（2023•河北石家庄调研）下列关于物质运输的叙述，正确的是（）

A.水和甘油进出细胞的方式完全相同

B.类囊体腔内H+浓度大于腔外的，由此推知H+由类囊体腔外进入类囊体腔内消

耗能量

C.Na+通过通道蛋白进入神经细胞的方式为主动运输

D.甘氨酸可作为神经递质被突触前膜以主动运输的方式释放出来

答案B

解析水进出细胞的方式有自由扩散和协助扩散（借助水通道蛋白），甘油进出细

胞的方式为自由扩散，A错误；类囊体腔内的H+浓度大于腔外的，则H+由类囊

体腔外进入类囊体腔内是逆浓度梯度进行的，方式为主动运输，需要消耗能量,

B正确；Na+通过通道蛋白进入神经细胞的方式为协助扩散，C错误；甘氨酸作

为神经递质时，以胞吐的方式被释放出来，D错误。

考向2围绕物质出入细胞方式，考查科学思维

3.（2023•广东名校联盟）沙枣主要分布在西北各省区和内蒙古西部，可以在富含硫

酸钠的盐土上生存。研究发现，其液泡膜上含有能运输Na+的载体蛋白M,且有

助于液泡富集Na+,从而使液泡中的Na+浓度高于细胞质基质。下列相关叙述错

误的是（）

A.载体蛋白M发挥作用的过程不仅其结构要发生改变，还需要消耗能量

B.Na+从细胞质基质进入液泡的过程体现了生物膜的选择透过性

C.液泡膜上的该载体蛋白对Na+运输具有专一性

D.载体蛋白M的作用结果使细胞质基质的渗透压下降，不利于沙枣吸收水分

答案D

解析由“液泡中的Na+浓度高于细胞质基质”可推出Na+从细胞质基质运输到

液泡为主动运输，需要载体和能量，A正确；主动运输体现了液泡膜的选择透过

性，B正确；载体蛋白具有专一性，C正确；Na+从细胞质基质进入液泡，增大

液泡的渗透压，有利于沙枣吸收水分，D错误。

4.（2023•湖南长沙一中调研）肾小管上皮细胞部分生理过程如图甲所示，其中

cAMP是由ATP在酶的催化下形成的，在调节细胞代谢方面发挥重要作用；该

细胞的细胞膜局部亚显微结构如图乙所示，其中1〜5为运输方式。下列相关叙

述错误的是（）

甲乙

A.如果cAMP的合成量减少，那么水通道蛋白合成量会受影响

B.肾小管上皮细胞吸水的方式有图乙中的2和3两种

C.图乙中的1和5两种运输方式受02浓度的影响

D.植物的根吸收无机盐离子的方式与图乙中的3、4相同

答案D

解析由题图甲可以看出，cAMP合成以后能促进水通道蛋白的合成，所以如果

cAMP合成量减少，那么水通道蛋白合成量会减少，A正确；细胞吸收水分的方

式有自由扩散，以及借助水通道蛋白的运输方式，即图乙中的2、3两种运输方

式，B正确；图乙中的1和5两种运输方式属于主动运输，主动运输需要消耗

ATP,02浓度会影响呼吸强度，所以图乙中的1和5两种运输方式受02浓度的

影响，C正确；植物的根吸收无机盐离子的方式通常为主动运输，图乙中的3和

4不属于主动运输，D错误。

重温真题经典再现

1.（2021•湖北卷，11）红细胞在高渗NaCl溶液（浓度高于生理盐水）中体积缩小，在

低渗NaCl溶液（浓度低于生理盐水）中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙

述，正确的是（）

A.细胞膜对Na+和C厂的通透性远高于水分子，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶

液

B.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和CF,水分子从低渗溶液扩散至高渗溶

液

C.细胞膜对Na+和C「的通透性远高于水分子，Na+和C「从高渗溶液扩散至低渗

溶液

D.细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-,Na+和C「从高渗溶液扩散至低渗

溶液

答案B

解析水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散叫渗透作用。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，即水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液，细胞膜对水分子的通透性远高于

Na+和C广，B正确。

2.（2021・河北卷，4）人体成熟红细胞能够运输02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02

B.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

答案D

解析血液流经肌肉组织时，进入红细胞的是CO2,运出红细胞的是。2,A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

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错误。

3.（2022•湖南卷，10）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

抱菌，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（）

培养时间/h培养时间/h

甲组：0.3（mol・LT）NaCl乙组：1.0（mol•L」）NaCl

丙组：1.5（mol・LT）NaCl

A.甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度巳

0.3（mobL-1）

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

答案A

解析分析甲组结果可知，随着培养时间的延长，与0时（原生质体表面积大约

为0.5曲12）相比，原生质体表面积逐渐增大，说明细胞吸水，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1）,但不一定是细

胞内NaCl浓度＞0.3（mol-L-i）,A错误；分析乙、丙组结果可知，与0时（原生

质体表面积大约分别为0.6国靖、0.75国蜡）相比，乙、丙组原生质体表面积均有

下降，说明乙、丙组NaCl处理皆使细胞发生质壁分离，处理解除后细胞即可发

生质壁分离复原，B正确；该菌的正常生长，细胞由小变大可导致原生质体表面

积增加，该菌吸水也会导致原生质体表面积增加，C正确；若将该菌先65℃水

浴灭活，细胞死亡，细胞膜失去选择透过性，再用NaCl溶液处理，原生质体表

面积无变化，D正确。

4.（2022•全国乙卷，29）农业生产中，农作物生长所需的氮素可以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NO9的速率与02

浓度的关系如图所示。回答下列问题：

料

«/——作物甲

与

3

3-------作物乙

N

a

⑴由图可判断NO9进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是

（2）02浓度大于a时作物乙吸收NO9速率不再增加，推测其原因是

（3）作物甲和作物乙各自在NO9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

（4）据图可知，在农业生产中，为促进农作物根对NO9的吸收利用，可以采取的

措施是（答出1点即可）。

答案（1）主动运输需要呼吸作用提供能量,氧气浓度小于a点，根细胞对NO，的

吸收速率与氧气浓度呈正相关（2）主动运输需要载体蛋白，此时载体蛋白达到

饱和（3）甲的NO,最大吸收速率大于乙，甲需要能量多，消耗氧气多（4）定期

松土

解析（1）由图可知，在一定的范围内随着02浓度的增加，作物吸收N0,的速率

也在增加，说明N03的吸收需要能量，所以运输方式是主动运输。（2）02浓度大

于a时作物乙吸收NO,的速率不再增加，此时的限制因素不是能量，而是载体

蛋白。（3）作物甲和作物乙各自在N03最大吸收速率时，甲的N03最大吸收速率

大于乙，说明甲需要的能量多，消耗氧气多，所以作物甲细胞的呼吸速率大。

（4）在农业生产中，为促进农作物根对NO3的吸收利用，可以定期对作物松土，

增加土壤中的含氧量。

限时强化练

（时间：30分钟）

【对点强化】

考点一被动运输

1.（2023•洛阳市调研）如图所示为平衡时的渗透装置，开始时烧杯内的液面和长颈

漏斗内的液面相平，半透膜不允许二糖、蛋白质通过，允许单糖通过。下列有关

叙述错误的是（）

一上升后的液面

二清水

—蔗糖溶液

—半透膜

A.平衡时水分子进出漏斗的速率相等

B.平衡时漏斗中溶液浓度高于烧杯中溶液浓度

C.若向漏斗中加入少量蔗糖酶，最终两液面相平

D.若向漏斗中加入少量蔗糖分子，漏斗液面将上升

答案C

解析平衡时水分子进出漏斗的速率相等，A正确；由于漏斗中蔗糖溶液浓度高

于烧杯中清水，故平衡时漏斗中溶液浓度高于烧杯中溶液浓度，B正确；若向漏

斗中加入少量蔗糖酶，蔗糖分解形成葡萄糖和果糖，渗透压升高，漏斗液面升高,

由于半透膜允许单糖通过，漏斗液面将下降，但蔗糖酶不能进入烧杯，则漏斗中

溶液浓度高于烧杯，漏斗液面高于烧杯，C错误；若向漏斗中加入少量蔗糖，则

漏斗中溶液浓度将升高，水分子向漏斗扩散，液面升高，D正确。

2.（2023•河北唐山调研）脂质体是根据磷脂分子可在水中形成稳定的脂双层膜的

原理而制备的人工膜（双层脂分子的球形结构），用脂质体包裹一定浓度的溶液后

将其转移至蒸储水中，脂质体膨胀破裂需要较长时间；科学家把从红细胞膜上提

取并纯化的CHIP28（一种蛋白质）嵌入脂质体后，重复上述操作，发现脂质体快

速膨胀破裂。下列叙述不合理的是（）

A.脂质体与细胞膜的亲水结构均位于各自的内侧

B.水分子进入脂质体（无CHIP28）的方式属于自由扩散

C.CHIP28能协助水分子通过脂质体

D.水分子进入红细胞可能存在两种方式

答案A

解析由题干信息可知：脂质体膜由双层磷脂分子构成，双层磷脂分子的亲水端

朝向膜的外侧和内侧，A错误；由题干信息可知：当无CHIP28时，“脂质体膨

胀破裂需要较长时间”，证明水分子可以进入脂质体，此时水分子进入的方式为

自由扩散；当在脂质体上加入CHIP28（一种蛋白质）后，“脂质体快速膨胀破裂”，

证明在该蛋白协助下，水分子可以快速进入脂质体，此时水分子进入的方式为协