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专题 03 细胞的物质输入和输出
（检测时间：60分钟 满分：100分）
一、选择题：本题共20小题，每小题3分，共60分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022·陕西西安月考)把体积与质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液用半透膜(允许水分子和葡萄糖分子通
过，不允许蔗糖分子通过)隔开(如图所示)，最终甲、乙两侧液面的情况及浓度关系是( )
A.甲侧低于乙侧，且乙侧溶液浓度较高 B.甲侧高于乙侧，且乙侧溶液浓度较低
C.甲侧高于乙侧，且甲、乙两侧溶液浓度相等 D.甲侧低于乙侧，且甲、乙两侧溶液浓度相等
答案 A
解析 因为葡萄糖是单糖，蔗糖是二糖，所以在体积与质量分数相同的情况下，葡萄糖分子数目多于蔗糖分子
数目，故开始时，水分子整体表现为由乙侧向甲侧流动，导致甲侧液面升高；由于葡萄糖能通过半透膜而蔗糖
不能，故一段时间后，乙侧溶液浓度逐渐增大，最终水分子整体表现为由甲侧流向乙侧，乙侧液面高于甲侧液
面。由于有液面高度差产生的静水压存在，所以乙侧溶液浓度高于甲侧，故选A。
2.(2021·广东卷，13)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>③
答案 A
解析 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错误，C正确；由以上分析可知，3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D正确。
3.(2021·1月八省联考河北卷，3)植物细胞膜磷脂双分子层对水有一定的通透性，但研究发现大量的水通过细胞
膜上的水通道蛋白进出细胞。下列关于水通道蛋白与植物体内水分代谢关系的叙述，错误的是( )
A.水通道蛋白活性增强的植物叶片气孔更易开放
B.水通道蛋白活性减弱的植物细胞在高渗溶液中不发生质壁分离
C.水通道蛋白活性增强的植物在缺水条件下更易发生萎蔫
D.水通道蛋白活性减弱的植物细胞伸长生长速率降低
答案 B
解析 水通道蛋白活性增强，保卫细胞更容易吸水，叶片气孔更易开放，A正确；水通道蛋白活性减弱的植物
细胞在高渗溶液中仍然可以通过水通道蛋白和自由扩散的方式失水，所以能发生质壁分离，B错误；水通道蛋
白活性增强，缺水条件下失水更快，更易发生萎蔫，C正确；水通道蛋白活性减弱，吸水速度减慢，伸长生长
速率降低，D正确。
4.(2021·河北衡水调研)图甲、乙分别表示载体蛋白介导和通道蛋白介导的两种协助扩散方式，其中通道蛋白介
导的扩散比载体蛋白介导的快1 000倍。下列叙述正确的是( )
A.参与协助扩散的转运蛋白可以是载体蛋白或通道蛋白
B.协助扩散时，不消耗能量，载体蛋白不会发生构象改变
C.只有图甲所示的物质跨膜运输方式属于被动运输
D.红细胞吸收葡萄糖的方式可用图乙表示
答案 A
解析 参与协助扩散的转运蛋白可以是载体蛋白或通道蛋白，A正确；协助扩散时，不消耗能量，载体蛋白会
发生构象改变，B错误；图甲、乙所示的两种物质跨膜运输方式都属于被动运输，C错误；红细胞吸收葡萄糖
需要借助载体蛋白，应用图甲表示，D错误。
5.(2021·湖南卷，3)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
答案 D
解析 对农作物施肥过多，根细胞外土壤溶液浓度过高，会导致质壁分离，引起“烧苗”，A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蔗糖溶液中，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错误。
6.(2022·厦门外国语学校检测)将胡萝卜块茎切成4根粗细相同、长度均为5 cm的条，再将这4根胡萝卜条分别
放在不同浓度的KNO 溶液中，于30 min和4 h后分别测量胡萝卜条的长度，结果如图所示。下列相关叙述错
3
误的是( )
A.胡萝卜细胞从溶液中吸收水与K＋的方式不同
B.KNO 溶液的浓度是该实验的自变量
3
C.能观察到细胞的质壁分离与复原过程的是a组和d组
D.4 h后，d组胡萝卜的细胞可能不能主动吸收K＋
答案 C
解析 胡萝卜吸水为被动运输，吸收K＋属于主动运输，A正确；自变量是KNO 溶液的浓度和时间，因变量
3
是30 min和4 h后胡萝卜的长度，B正确；a中胡萝卜30 min和4 h后的长度均大于原长，可知其在KNO 溶液
3
中通过渗透作用吸水膨胀；b、c中胡萝卜在30 min后长度小于原长，可知细胞液浓度低于KNO 溶液浓度，
3
细胞失水发生质壁分离，4 h后b组长度等于原长，c组有所恢复，说明发生了质壁分离的复原，能观察到细胞
的质壁分离与复原过程的是b组和c组，C错误；4 h后，d组胡萝卜的长度不变，说明外界浓度太高了，细胞
失水过多而死亡，故细胞可能不能主动吸收K＋，D正确。
7.(2021·1月八省联考广东卷，8)如图所示，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
答案 D
解析 由题图可知，H＋从膜内逆浓度运输到膜外，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。
8.(2021·河北卷，4)人体成熟红细胞能够运输O 和CO ，其部分结构和功能如图，①～⑤表示相关过程。下列
2 2
叙述错误的是( )A.血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO 和O
2 2
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CO，运出红细胞的是O，A正确；题图中①②是气体的运输过
2 2
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。
9.(2022·南京调研)沙拐枣耐盐碱，可用来保持水土、防风固沙、改良生态。研究发现，沙拐枣细胞的液泡膜上
的载体蛋白可将细胞质基质中的Na＋逆浓度积累于液泡中，从而减轻Na＋对细胞质基质中多种酶(化学本质为
蛋白质)的损伤。下列叙述错误的是( )
A.液泡中积累Na＋能增强沙拐枣细胞的吸水能力
B.该载体蛋白特异性识别Na＋主要取决于组成其氨基酸的特异性
C.液泡大量吸收Na＋的过程属于主动运输，需要线粒体供能
D.细胞质基质中的Na＋可能破坏酶的空间结构而干扰细胞代谢
答案 B
解析 该载体蛋白特异性识别Na＋是由于该载体蛋白具有特异性，氨基酸无特异性，B错误。
10.(2021·1月八省联考江苏卷，19改编)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。下图为维生素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，但不一定都促进血液中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
答案 A
解析 由图知TRPV6分布于小肠上皮细胞膜表面，TRPV5分布于肾小管上皮细胞膜表面，所以其增加分别可
以促进Ca2＋的吸收与重吸收，A正确；据题意可知，维生素D促进血液中Ca2＋浓度的升高，而血液中Ca2＋浓
度的升高会抑制Ca2＋吸收与重吸收，B错误；由图可知， 维生素D对于两种细胞调控的基因不同，发挥作用
方式不同，影响的转运蛋白不同，但是都能促进Ca2＋的吸收与重吸收而使血液中Ca2＋的浓度升高，C错误；
小肠上皮细胞膜具有流动性，D错误。
11．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，记录如表：
分组 ① ② ③ ④ ⑤
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
步骤1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
g/mL g/mL g/mL g/mL 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；“＋”的多少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
C．步骤2⑤中，质壁分离可以复原 D．步骤2③的吸水速度>步骤2②的吸水速度
答案：D
解析：由表格信息可知，①中0.1 g/mL的蔗糖溶液不能使细胞发生质壁分离，即①中蔗糖浓度≤细胞液
浓度，A错误；0.1 g/mL的蔗糖溶液不能使细胞发生质壁分离，0.2 g/mL的蔗糖溶液可使细胞发生程度较小的
质壁分离，则细胞液浓度范围在0.1～0.2 g/mL(包含0.1 g/mL)，B错误；分析表中信息可知，在0.5 g/mL 的蔗
糖溶液中，细胞发生质壁分离后滴加清水也不能复原，说明细胞已失水过多死亡，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2③中细胞的吸水能力(速度)>步骤2②中细胞
的吸水能力(速度)，D正确。
12．下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是( )
A．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
B．相对分子质量比较小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞
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的方式属于主动运输
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
上的载体蛋白缺失或结构发生变化
答案：D
解析：主动运输能根据细胞生命活动的需要吸收物质，一般是维持膜内外物质的浓度差，并非使膜内外物
质浓度趋于一致，A错误；相对分子质量比较小的物质可以通过自由扩散的方式进入细胞，离子不能，B错误；胰岛B细胞分泌胰岛素时消耗能量，因胰岛素是大分子物质，出细胞的方式属于胞吐，C错误；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，因细胞吸收氨基酸的方式是主动运输，需要细
胞膜上的载体蛋白，故最可能的原因是细胞膜上的载体蛋白缺失或结构发生变化，D正确。
13．将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的物质M溶液中，并测定洋葱表皮细胞吸收物质M的速率，结果如
下图所示。下列对结果的解释最合理的是( )
A．细胞吸收物质M的方式为自由扩散 B．细胞吸收物质M的方式为主动运输
C．细胞吸收物质M需要转运蛋白的参与 D．细胞吸收物质M需要能量供应
答案：C
解析：从柱形图分析，物质M溶液的浓度不影响洋葱表皮细胞吸收M的速率，说明细胞对M的吸收方式
不是自由扩散；通入空气后也不影响洋葱表皮细胞吸收M的速率，说明运输方式可能不需要能量；综上所述，
能够影响细胞吸收M的因素是转运蛋白。
14．协同运输是物质跨膜运输的一种方式。如下图所示，Na＋进入细胞所需动力来自膜两侧的浓度差，葡
萄糖进入细胞是在膜两侧Na＋浓度梯度驱动下进行的，而细胞内的Na＋则由另一种载体蛋白运到膜外。下列有
关叙述正确的是( )
A．同时与Na＋和葡萄糖结合的载体蛋白无特异性
B．甘油分子、乙醇分子与图中Na＋跨膜运输的方式相同
C．细胞吸收葡萄糖是一种不消耗能量的协助扩散
D．图示协同运输方式是一种特殊形式的主动运输
答案：D
解析：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，有特异性，A错误；甘油分子、乙醇分
子的跨膜运输方式是自由扩散，与图中Na＋跨膜运输的方式不同，B错误；细胞在膜两侧Na＋浓度梯度驱动下
逆浓度梯度吸收葡萄糖，说明细胞吸收葡萄糖是一种特殊形式的主动运输，消耗能量，C错误，D正确。
15．下图是在不同情况下成熟植物细胞的细胞液浓度随时间变化的曲线。下列关于甲、乙、丙、丁四图的
叙述，正确的是 ( )A．甲图中A～B时间段植物细胞逐渐发生质壁分离
B．乙图中b点之后细胞液浓度减小速率减慢的原因可能是细胞壁的限制
C．丙图中A～B时间段细胞液浓度大于外界溶液浓度
D．丁图可表示细胞发生质壁分离后又自动复原的过程，c点后细胞开始从外界溶液吸收溶质
答案：B
解析：甲图中A～B时间段细胞液浓度逐渐变小，细胞吸水，不会发生质壁分离，A错误；乙图中b点之
后细胞液浓度减小速率减慢，即植物细胞吸水速率减慢，原因可能是细胞壁的限制，B正确；丙图中A～B时
间段细胞液浓度逐渐变大，细胞失水，细胞液浓度小于外界溶液浓度，C错误；丁图中，细胞液浓度先变大后
变小，可表示细胞发生质壁分离后又自动复原的过程，c点之前细胞就开始从外界溶液吸收溶质，D错误。
16.右图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是( )
A．载体①逆浓度梯度运输溶质分子
B．载体②具有ATP酶活性
C．载体①和载体②转运方式不同
D．载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快
答案：B
解析：图中小点数量代表溶质微粒的数量，载体①是由低浓度到高浓度将溶质分子由胞外向胞内转运，A
正确；载体②是由高浓度到低浓度将溶质分子由胞内转运到胞外，不需要消耗ATP，载体②不具有ATP酶活
性，B错误；图中载体①和载体②分别参与溶质分子的主动运输和协助扩散，是不同的转运方式，C正确；在
载体蛋白的协助下由高浓度侧向低浓度侧运输溶质分子的速率要比自由扩散快，D正确。
17．将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6
组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如下图所示。假设蔗
糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则下列说法正确的是 ( )
A．使细条在浸泡前后长度保持不变的蔗糖溶液浓度在0.5～0.6 mol·L－1之间
B．浸泡后f组细胞的吸水能力大于b组细胞的吸水能力
C．a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗能量大于b组
D．实验后，a组细胞液的浓度比b组的高
答案：B
解析：由题图分析可知，c组细胞吸水，d组细胞失水，花冠细胞的细胞液浓度应在0.4～0.5 mol·L－1之间，
使细条在浸泡前后长度保持不变的蔗糖溶液浓度也在0.4～0.5 mol·L－1之间，A错误；浸泡后f组细胞处于失
水状态而b组细胞处于吸水状态，故此时f组细胞的吸水能力大于b组细胞的吸水能力，B正确；水分子进出
细胞的方式是被动运输，不需要消耗能量，C错误；根据柱形图可知，a组和b组相比，a组的细胞吸水量更多，因此实验后a组细胞液的浓度比b组的低，D错误。
18．某些植物细胞吸收蔗糖是利用H＋浓度梯度推动的，这种特殊的主动运输过程如下图所示。下列叙述
正确的是( )
A．图中H＋和蔗糖进入细胞的方式相同
B．图中H＋进出细胞所利用的转运蛋白相同
C．提高外界溶液的pH会使细胞对蔗糖的吸收量减少
D．“H＋—蔗糖”共转运蛋白发挥作用时需要ATP直接供能
答案：C
解析：蔗糖进入该细胞需要消耗能量(H＋浓度梯度推动)和转运蛋白协助，方式为主动运输；H＋进入该细
胞需要转运蛋白协助，不消耗能量，属于协助扩散，A错误。由图示可知，H＋进出细胞所利用的转运蛋白不
相同，B错误。提高外界溶液的pH，外界溶液H＋的浓度减少，H＋浓度梯度推动的蔗糖的吸收量减少，C正确。
“H＋—蔗糖”共转运蛋白发挥作用时没有直接消耗ATP，D错误。
19.离子通道型受体与细胞内或外的特定配体结合后发生反 应，引起门通道
蛋白的一种成分发生构型变化，使“门”打开，介导离子顺浓度 梯度通过细胞膜，
其过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A．离子通道型受体介导离子跨膜运输的方式为协助扩散
B．兴奋性神经递质可能作为一种配体开启突触后膜上的Na＋通道
C．细胞内氧气供应不足会直接影响离子通过离子通道运输的速率
D．“门”打开后，离子通过离子通道的速率主要取决于膜两侧离子的浓度差
答案：C
解析：离子通道型受体介导离子跨膜运输需要通道蛋白，且介导离子顺浓度梯度通过细胞膜，该跨膜运输
方式为协助扩散，该过程不需细胞代谢供能，因此，细胞内氧气供应不足不会直接影响离子通过离子通道的速
率，C错误。
20.右图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O 浓度的关系，下列分析不正确的是( )
2
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转运蛋白
C．曲线b运输速率达到饱和的原因是细胞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表示的是不需要能量的运输方式——被动运输，曲线b表示的是需要能量的运输方式——主
动运输；曲线a所代表的被动运输中的协助扩散需要转运蛋白的协助；曲线b在能量供应增加的过程中物质运
输速率达到了饱和，是膜上载体蛋白数量有限所致；温度会影响分子的运动，所以对各种跨膜运输方式都会有
影响。
二、非选择题（4小题，共40分）。
21．(除标注外每空2分，共10分)为了观察植物细胞质壁分离和复原的现象，某同学设计并进行了如下实
验：材料用具：洋葱、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜、质量浓度为 0.075 g/mL的胭
脂红溶液(胭脂红是一种水溶性的大分子食用色素，呈红色)、清水等。方法步骤如下所示：
请回答下列问题：
(1)步骤A盖盖玻片时，将盖玻片的一侧先接触液滴，然后将另一侧轻轻缓慢放下，这样操作可以防止出
现__________________（1分）。
(2)步骤B用显微镜观察的主要目的是________________________。
(3)在某些科学研究过程中，工作人员用纤维素酶和果胶酶处理质壁分离的细胞，得到的结构称为原生质
体。此酶解过程不能在低浓度的溶液中进行，原因是__________________________________，
但也不能在过高浓度的溶液中进行，原因是__________________________。
(4)该同学以洋葱内表皮为实验材料，在步骤 D 观察到了质壁分离现象，其实验结果应为下图中的
__________________（1分）(填序号)，判断的理由是______________________________。
答案：(1)气泡 (2)观察到的现象与后续质壁分离的现象形成对比(观察没有发生质壁分离的细胞) (3)在
低浓度溶液中原生质体易吸水涨破 在过高浓度溶液中原生质体易过度失水而死亡 (4)① 胭脂红不能透过
生物膜，但可以透过细胞壁，故在原生质层和细胞壁之间为红色，原生质体(液泡)为无色
解析：(1)步骤A表示制备临时装片，盖盖玻片时，将盖玻片的一侧先接触液滴，然后将另一侧缓慢放下，
可以防止出现气泡。(2)本实验采用的是自身对照方式，步骤B用显微镜观察的主要目的是观察到的现象与后
续质壁分离的现象形成对比，以证明植物细胞发生了质壁分离。(3)在某些科学研究过程中，工作人员用纤维
素酶和果胶酶处理质壁分离的细胞，获得原生质体的效果更好。植物细胞的原生质体没有细胞壁保护后，在低
浓度溶液中容易吸水涨破，所以酶解过程不能在低浓度的溶液中进行；但也不能在过高浓度的溶液中进行，原
因是在过高浓度的溶液中原生质体易过度失水而死亡。(4)胭脂红是一种水溶性的大分子食用色素，呈红色，
而生物膜是选择透过性膜，所以胭脂红不能透过生物膜，但可以透过细胞壁，故在细胞壁和原生质层之间为红
色，原生质体(液泡)为无色。故观察到的实验结果为①。
22．(除标注外每空2分，共10分)(2022·河北石家庄调研)蛙的卵母细胞在清水中不易涨破，而哺乳动物红
细胞在清水中却容易涨破。请回答下列问题：(1)水分子直接穿过膜磷脂双分子层进入细胞的运输方式是________（1分），这种运输方式的特点是
___________________________________________(答出两点即可)。
(2)红细胞快速吸水与细胞膜上的水通道蛋白CHIP28有关，为了验证这一结论，科研人员将水通道蛋白
CHIP28插入不含有水通道蛋白的蛙的卵母细胞的细胞膜上，再将该卵母细胞放入清水中。预期实验结果是
_________________________________________。
(3)为了进一步研究水通道蛋白CHIP28的功能，科研人员将水通道蛋白CHIP28插入人工制作的脂质体并
置于某一溶液中，记录脂质体涨破的时间。对照组则需要制作________________________。脂质体内外溶液渗
透压大小应符合________（1分）(填“等渗”“外低内高”或“外高内低”)。该实验还可以证明水通道蛋白
CHIP28运输水分子具有________________________的特点。
答案 (1)自由扩散 不消耗细胞化学反应产生的能量、不需要转运蛋白的协助 (2)蛙的卵母细胞迅速吸
水膨胀后涨破 (3)不含CHIP28的等体积脂质体 外低内高 不消耗细胞化学反应产生的能量
解析 (1)水分子不借助转运蛋白，直接穿过磷脂双分子层进入细胞的运输方式是自由扩散；自由扩散的
特点是顺浓度梯度运输、不消耗细胞化学反应产生的能量、不借助转运蛋白。(2)若水通道蛋白CHIP28与细胞
快速吸水有关，则将该水通道蛋白插入不含有水通道蛋白的蛙的卵母细胞的细胞膜上，再将该卵母细胞放入清
水中，推测该细胞会迅速吸水涨破。(3)对照组应为不含CHIP28的等体积脂质体；脂质体内外溶液渗透压大小
应符合外低内高；该实验中，脂质体无法提供能量，故还可以证明水通道蛋白 CHIP28运输水分子具有不消耗
细胞化学反应产生的能量的特点。
23．(除标注外每空2分，共10分)红细胞溶血是指红细胞破裂后，血红蛋白渗出的现象。某科研人员分别
将人的红细胞置于以下几种等渗溶液(蒸馏水除外)中，测定红细胞溶血所需的时间，得到如下结果。
请回答下列问题：
(1)由图中数据可知，人的红细胞在__________中发生溶血所需的时间最短，因为红细胞中液体的浓度比
该溶液浓度高，红细胞通过____________（1分）吸水，导致细胞膜破裂，出现溶血现象。
(2)将人的红细胞放入不同溶液中，溶质分子进入细胞后，可引起细胞内渗透压______，导致水分子进入
细胞，最终出现溶血现象。
(3)本实验通过测定人的红细胞溶血所需的时间来估计______________________________。
(4)甘油、乙醇、丙酮通过____________（1分）的方式进入红细胞，由实验结果可知，进入细胞内的速度
大小关系为________________________。
答案：(1)蒸馏水 渗透作用 (2)上升
(3)细胞膜对各种物质通透性的大小(各种物质通过细胞膜的速度) (4)自由扩散 丙酮＞乙醇＞甘油
解析：(1)红细胞与蒸馏水的浓度差最大，红细胞通过渗透作用迅速吸水，导致红细胞细胞膜破裂，出现
溶血现象，故红细胞在蒸馏水中溶血时间最短。(2)将人的红细胞放入不同溶液中，溶质分子进入细胞后，可引起细胞内渗透压升高，导致水分子进入细胞，最终出现溶血现象。(3)根据不同物质的等渗溶液造成人的红
细胞溶血所需的时间不同，可以估计细胞膜对各种物质通透性的大小。(4)甘油、乙醇、丙酮通过自由扩散的
方式进入红细胞，其动力是浓度差；从红细胞放入甘油、乙醇、丙酮溶液中溶血时间分别为 7.17 min、2.04
min、1.65 min可知，甘油、乙醇、丙酮扩散进入红细胞的速度大小关系为丙酮＞乙醇＞甘油。
24．(每空2分，共10分)科学家在研究Na＋通过细胞膜(只考虑Na＋由细胞内通过细胞膜到细胞外的情况)
的运输方式时做了如下实验：向枪乌贼的神经细胞内注入微量的24Na＋，在不同的条件下，分别检测神经细胞
周围溶液中的24Na＋。实验方法和现象如下表所示。
组别 实验方法 观察到的现象
向枪乌贼的神经细胞内注入 神经细胞周围溶液中出现
1 — —
微量的 24Na＋ 24Na＋
向枪乌贼的神经细胞内注入 加入甲 神经细胞周围溶液中没有出
2 —
微量的 24Na＋ 药物 现 24Na＋
向枪乌贼的神经细胞内注入 加入甲 加入 神经细胞周围溶液中出现
3
微量的 24Na＋ 药物 ATP 24Na＋
向枪乌贼的神经细胞内注入 加入乙 加入 神经细胞周围溶液中没有出
4
微量的 24Na＋ 药物 ATP 现 24Na＋
(1)由实验1中观察到的现象可知，神经细胞周围溶液中的24Na＋来源于____________。
(2)由实验2、3及其现象可知，24Na＋穿过神经细胞细胞膜需要____________，据此可判断 24Na＋通过神经
细胞细胞膜的运输方式是____________。
(3)由实验2、3可知甲药物的作用是________________________________。
(4)实验4中加入乙药物后，除表中现象外，细胞的其他生命活动没有受到影响，乙药物最可能是抑制了
____________的作用。
答案：(1)神经细胞 (2)消耗能量 主动运输 (3)抑制神经细胞的细胞呼吸 (4)载体蛋白
解析：(1)由实验1中观察到的现象可知，神经细胞周围溶液中的24Na＋来源于神经细胞。(2)由实验2、3
及其现象可知，实验2、3的自变量为是否加入ATP，说明24Na＋穿过神经细胞细胞膜需要消耗能量，运输方式
是主动运输。(3)由实验2、3可知甲药物的作用是抑制神经细胞的细胞呼吸。(4)实验4中加入乙药物后，除表
中现象外，细胞的其他生命活动没有受到影响，说明乙药物不影响细胞呼吸，乙药物最可能是抑制了载体蛋白
的作用。
