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题型 3 物质进出细胞的方式（题型归纳）
渗透作用的原理、细胞质壁分离和复原实验等是高考考查的重点内容，高考常聚焦于考查植物细胞的
吸水和失水与原生质体体积的变化、渗透压的变化的关系，实验过程的分析，实验原理的理解、迁移和应
用等，考查的情景中常体现科学思维、科学探究等生物学科核心素养，引导考生学以致用。
1. （2021•湖南）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
【例题1】 （2022•秦皇岛三模）植物可通过根部细胞以不同方式从土壤中吸收无机盐用于自身生长发育。
下列叙述错误是（ ）
A．无机盐必须溶解在水中才能被根部细胞吸收
B．根部细胞吸收的N可参与ATP等物质的合成
C．若K+通过离子通道进入根部细胞，则需要消耗能量
D．松土或施肥过多均会影响根系对无机盐的吸收1. （2022•浙江）“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所
示。
下列叙述正确的是（ ）
A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的
B．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低
C．丙图细胞的体积将持续增大，最终涨破
D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显
2. （2021•江苏）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．用镊子撕取的外表皮，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
3. （2021•辽宁）下列有关中学生物学实验中观察指标的描述，正确的是（ ）
选项 实验名称 观察指标
A 探究植物细胞的吸水和失水 细胞壁的位置变化
B 绿叶中色素的提取和分离 滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄
C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌培养液的浑浊程度
D 观察根尖分生组织细胞有丝分裂 纺锤丝牵引染色体的运动
A．A B．B C．C D．D
4. （2020•北京）下列高中生物学实验中，用紫色的洋葱鳞片叶和黑藻叶片作为实验材料均可完成的是
（ ）
A．观察叶绿体和细胞质流动 B．提取和分离叶绿素
C．观察细胞质壁分离及复原 D．观察细胞的有丝分裂
5. （2022•湖南）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≥0.3 mol/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
6. （2021•重庆）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，实验结果如图。下列叙述错误的是（ ）
A．T 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
1
B．各组蔗糖溶液中，水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液
C．T 和T 组经清水处理后发生质壁分离的细胞均复原
1 2
D．T 和T 组若持续用清水处理，质壁分离的细胞比例可能下降
3 4
7. （2021•广东）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
8. （2022•甲卷）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
9. （2020•新课标Ⅱ）取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度（单位为 g/
mL）相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组（甲糖的相对分子质量约为乙糖的 2倍）。水
分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液
之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是（ ）
A．甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B．若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零
C．若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D．若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
【例题1】 （2022•浙江模拟）黑藻叶细胞可用来进行观察植物细胞的质壁分离和复原的实验。某同学实
验过程中，在显微镜视野中看到细胞正处于如图所示状态。下列关于该实验的叙述，错误的是（ ）A．在细胞发生质壁分离的过程中，细胞液的浓度逐渐变大
B．在细胞发生质壁分离复原的过程中，细胞吸水能力逐渐变大
C．在实验过程中，a、b处浓度大小可能为a＞b、a＝b或a＜b
D．相邻叶绿体的平均距离不断变大说明叶细胞处于质壁分离复原过程
关于质壁分离与复原实验分析题
1、在质壁分离过程中：由于外界溶液浓度大于细胞液，细胞失水，细胞液浓度升高，颜色加深，渗透压
增大，吸水能力增强。
2、在质壁分离复原过程中：由于细胞液浓度大于外界溶液，细胞吸水，细胞液浓度降低，颜色变浅，渗
透压降低，吸水能力减弱。
易错点提醒
1、题目呈现的若是一幅质壁分离状态的图像，不能判断细胞液与外界溶液浓度的大小。
2、质壁分离指的是细胞壁与原生质层分离。
【例题2】 （2022•吉林三模）如图为某种植物幼苗（大小、长势相同）均分为甲、乙两组后，在两种不
同浓度的 KNO 溶液中培养时鲜重的变化情况（其它条件相同且不变），下列有关叙述，错误的是
3
（ ）
A．对比两组幼苗鲜重变化，推测乙组KNO 溶液浓度高
3
B．3h时，两组幼苗都处于萎蔫状态
C．6h时，甲组幼苗开始吸收K+和NO ﹣
3
D．12h后，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗死亡关于质壁分离自动复原题的分析
1、自动复原的原因：
a.由于外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞先失水，发生质壁分离
b.外界溶液中的溶质被细胞吸收（主动运输或被动运输），使细胞液浓度增大
c.当细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水，发生质壁分离复原
2、易错提醒
细胞吸收溶质的时间和方式：若细胞能吸收某种溶质，则从细胞与外界溶液接触时就开始吸收了，而不是
达到平衡状态才开始的；细胞吸收溶质的方式可能是自由扩散（如甘油等），也可能是主动运输（如
NO -）
3
【例题3】 （2022•河南三模）将新鲜的萝卜块根切成长度、粗细均相等的萝卜条，分别放入四种不同浓
度的糖溶液中，一段时间后的结果如下表所示。用于实验的萝卜细胞的初始渗透压相等。下列相关叙述错
误的是（ ）
组别（蔗糖溶液） a b c d
萝卜条增加的长度/cm ﹣0.4 +0.1 ﹣0.2 ﹣0.5
A．萝卜条的长度可以发生小幅度变化，说明细胞壁有一定的伸缩性
B．将b、c组中的萝卜条移到清水中，一段时间后两组萝卜条长度可能相等
C．将a，d组中的萝卜条移到清水中，一段时间后两组萝卜条长度可能不等
D．b、c组分别经上述处理一段时间后，萝卜细胞的吸水能力相等
物质出入细胞方式的判断、其影响因素和相关实验设计等内容一直是高考命题的热点，常以纯文字或
结合曲线、柱形图、表格等形式进行考查，主要考查考生的理解能力、信息转换能力和综合运用能力。1. （2022•辽宁）水通道蛋白（AQP）是一类细胞膜通道蛋白。检测人唾液腺正常组织和水肿组织中3种
AQP基因mRNA含量，发现AQPI和AQP3基因mRNA含量无变化，而水肿组织AQP5基因mRNA含量
是正常组织的2.5倍。下列叙述正确的是（ ）
A．人唾液腺正常组织细胞中AQP蛋白的氨基酸序列相同
B．AQP蛋白与水分子可逆结合，转运水进出细胞不需要消耗ATP
C．检测结果表明，只有AQP5蛋白参与人唾液腺水肿的形成
D．正常组织与水肿组织的水转运速率不同，与AQP蛋白的数量有关
2. （2022•山东）NO ﹣和NH +是植物利用的主要无机氮源，NH +的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO
3 4 4 3
﹣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NH +的浓度增加和细胞外酸化
4
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．NH +通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP
4
B．NO ﹣通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输
3
C．铵毒发生后，增加细胞外的NO ﹣会加重铵毒
3
D．载体蛋白NRT1.1转运NO ﹣和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关
3
3. （2022•上海）心肌细胞膜上的钙泵将钙离子泵出细胞外，下列说法正确的是（ ）
A．消耗ATP，无需载体 B．不消耗ATP，无需载体
C．消耗ATP，需载体 D．不消耗ATP，需载体
4. （2021•江苏）细胞可运用不同的方式跨膜转运物质，下列相关叙述错误的是（ ）
A．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
B．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
C．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
D．肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸
5. （2021•河北）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
6. （2021•浙江）如图为植物细胞质膜中H+﹣ATP酶将细胞质中的H+转运到膜外的示意图。下列叙述正确的
是（ ）
A．H+转运过程中H+﹣ATP酶不发生形变
B．该转运可使膜两侧H+维持一定的浓度差
C．抑制细胞呼吸不影响H+的转运速率
D．线粒体内膜上的电子传递链也会发生图示过程
7. （2020•江苏）如图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是（ ）
A．葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同 B．Na+主要以方式③运出小肠上皮细胞
C．多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞 D．口服维生素D通过方式⑤被吸收
8. （2020•浙江）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
9. （2021•甲卷）植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。回答下列问题：
（1）细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统，生物膜
的结构特点是 。（2）细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由 复合物构成的，其
运输的特点是 （答出1点即可）。
（3）细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下，根细胞
对K+的吸收速率降低，原因是 。
【例题1】 （2022•衡阳二模）被动运输和主动运输分别是指顺着、逆着电化学势梯度进行的跨膜运输。
如图所示，有的载体蛋白运输H+的同时，又能同向运输或反向运输另一种物质，载体蛋白对 H+和另一种
物质的运，输是两种不同的跨膜运输方式。下列有关叙述中，正确的是（ ）
A．水分子顺电化学势梯度通过水通道蛋白的运输为自由扩散
B．被动运输需要载体参与，主动运输需要载体和能量参与
C．若X逆电化学势梯度运输到膜内，则膜外侧H+浓度高于膜内
D．若X逆电化学势梯度运输到膜内，则Y顺电化学势梯度运输到膜外
主动运输 并非都消耗 ATP 。某种物质逆浓度梯度转运时，所消耗的能量不一定来自 ATP的水解，也可能
来自另一种物质因浓度梯度产生的势能。如协同转运蛋白。
协同转运所需要的能量直接来自膜两侧离子的电化学梯度。根据物质运输方向与离子顺浓度梯度的转运方向相同与
否，可以分为同向协同转运和反向协同转运。如下图所示的钠离子驱动的同向协同转运蛋白。
【例题2】 （2022•扬州模拟）高等植物体内光合产物以蔗糖形式从叶肉细胞经细胞外空间进入筛管﹣伴
胞复合体，进而被长距离运输，其过程如图所示。研究还发现，随着蔗糖浓度的提高，筛管﹣伴胞复合体
膜上的蔗糖﹣质子共运输载体（SU 载体）减少，反之则增加。下列相关叙述错误的是（ ）A．蔗糖经 SU 载体进入筛管—伴胞复合体的方式属于被动运输
B．蔗糖浓度能调节 SU 载体的含量，体现了蔗糖的信息传递功能
C．SU 载体与 H+泵相伴存在，有利于蔗糖运输进入筛管﹣伴胞复合体
D．与野生型相比，SU 功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖
1、载体蛋白并非只具有运输功能。离子泵是一种具有ATP酶活性的载体蛋白，同时具有物质运输和催化
功能。如上题中H+泵也是一种具有ATP酶活性的载体蛋白，同时具有运输H+和催化ATP水解的功能。
2、一种载体蛋白并非只能运输一种物质。载体蛋白具有特异性，有些载体蛋白只能运输一种物质，但有
些载体蛋白可协同运输两种物质，如钠钾泵、上题中蔗糖﹣质子共运输载体（SU 载体）等。
【例题3】 （2022•贵州模拟）如图所示人体小肠上皮细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下
列与此有关的叙述错误的是（ ）
A．a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生
B．a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
C．b过程物质的运输可以通过囊泡来实现
D．b与a分别是细胞排出废物和摄取养分的基本方式
1. （2021•山东）液泡是植物细胞中储存Ca2+的主要细胞器。液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸
释放的能量跨膜运输H+，建立液泡膜两侧的H+浓度梯度。该浓度梯度驱动H+通过液泡膜上的载体蛋白
CAX完成跨膜运输，从而使Ca2+以与H+相反的方向同时通过CAX进入液泡并储存。下列说法错误的是（）
A．Ca2+通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散
B．Ca2+通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺
C．加入H+焦磷酸酶抑制剂，Ca2+通过CAX的运输速率变慢
D．H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输
2. （2020•海南）ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，参与细胞吸收多种营养物质，每一种 ABC转运蛋白对
物质运输具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示，下列有关叙述正确的是（ ）
A．ABC转运蛋白可提高O 的跨膜运输速度
2
B．ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞
C．Cl﹣和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输
D．若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程
3. （2020•北京）GLUT4是骨骼肌细胞膜上的葡萄糖转运蛋白．研究者测定了 5名志愿者进行6周骑行运动
训练前后骨骼肌中GLUT4的含量（如图）．由此可知，训练使骨骼肌细胞可能发生的变化是（ ）
A．合成的GLUT4增多 B．消耗的葡萄糖减少
C．分泌到细胞外的GLUT4增多 D．GLUT4基因的数量增多
4. （多选）（2022•辽宁）Fe3+通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞，最终以Fe2+形式进入细胞
质基质，相关过程如图所示。细胞内若Fe2+过多会引发膜脂质过氧化，导致细胞发生铁依赖的程序性死
亡，称为铁死亡。下列叙述正确的是（ ）注：早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式
A．铁死亡和细胞自噬都受基因调控 B．运铁蛋白结合与释放Fe3+的环境pH不同
C．细胞膜的脂质过氧化会导致膜流动性降低 D．运铁蛋白携带Fe3+进入细胞不需要消耗能量
5. （2022•乙卷）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
3
物甲和作物乙的根细胞吸收NO ﹣的速率与O 浓度的关系如图所示。回答下列问题。
3 2
（1）由图可判断NO ﹣进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是
3
。
（2）O 浓度大于a时作物乙吸收NO ﹣速率不再增加，推测其原因是
2 3
。
（3）作物甲和作物乙各自在NO ﹣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
3
据是 。
（4）据图可知，在农业生产中，为促进农作物根对NO ﹣的吸收利用，可以采取的措施是
3
（答出1点即可）。
【例题1】 （2022•汕头模拟）ABC转运蛋白是一种主动运输转运蛋白、其利用水解 ATP提供的能量，
实现某些物质的跨膜运输，真核细胞细胞膜ABC转运蛋白的工作原理如图所示，其中T形成底物运输通
路，A是ATP结合位置。研究表明，某些ABC转运蛋白能将抗生素或药物泵出细胞而赋予细胞抗药性。
据此分析，下列说法正确的是（ ）A．ABC转运蛋白属于通道蛋白，且有特异性
B．蛋白质不能通过ABC转运蛋白完成跨膜转移
C．某些肿瘤患者化疗效果差可能跟ABC转运蛋白低表达有关
D．该图表示ATP分子与转运蛋白结合引起转运蛋白构象改变进而将物质运到胞内
主动运输时，ATP水解产生的磷酸基团，挟带能量与载体蛋白结合，使载体蛋白磷酸化，发生空间
构象的改变，进而将物质运输到膜的另一侧，此后发生去磷酸化，空间构象复原。
【例题2】 （2022•房山区二模）为探究生活在多盐环境中的泌盐植物的泌盐方式为主动或被动运输，设
计了甲（实验组）乙（对照组）两组实验，一段时间后测定植物泌盐量。下列叙述错误的是（ ）
A．甲、乙两组应选择生长状况相似的植物为实验材料
B．乙组叶肉细胞正常呼吸，甲组施用细胞呼吸抑制剂
C．若测得甲、乙泌盐量相同，则泌盐方式为自由扩散
D．若测得甲组植物的泌盐量小于乙组，则泌盐方式为主动运输某物质运输方式的探究题
1、实验思路的书写（三步曲）：
（1） 分组编号 ：将生长状况相同的实验材料平分为2组，编号甲、乙
（2） 控制变量 ：甲组给予正常呼吸条件，乙组给予细胞呼吸抑制剂；均置于含……（物质）的培养液
中，其余条件相同且适宜
（3） 检测结果 ：一段时间后，检测两组培养液中……（物质）的剩余量并比较。
2、预期结果及结论：
若甲乙两组中……（物质）的剩余量相同，则该物质的运输方式为被动运输；
若甲组中……（物质）的剩余量少于乙组，则该物质的运输方式为主动运输。
3、注意：控制变量时也可“甲组给予有氧条件，乙组给予无氧条件”。因为有氧条件下进行有氧呼吸产
生的能量多于无氧时进行的无氧呼吸。
【例题3】 （2022•涪陵区校级二模）用相同的培养液培养水稻和番茄幼苗，一段时间后，测定溶液中各
种离子浓度，结果如图所示，下列相关说法错误的是（ ）
A．水稻对SiO 4﹣需求量更大，对Mg2+需求量更小
4
B．水稻培养液里的Mg2+浓度高于初始浓度，说明水稻根在分泌Mg2+
C．水稻对无机盐离子的吸收和对水分的吸收不是同一个过程
D．番茄对不同离子的吸收不同的直接原因是载体蛋白的种类和数量不同作物吸收无机盐的三点提醒：
1、无机盐必须溶于水，才能被作物根系吸收
2、无机盐多为离子形式，一般运输方式为主动运输
3、作物吸收水和无机盐是两个相对独立的过程，水分的吸收是自由扩散或通过水通道蛋白的协助扩散，
而无机盐离子的吸收一般是依赖离子泵的主动运输。
【例题4】 （2022•洛阳三模）植物生长过程中，需要不断从外界吸收无机盐离子。为探究大麦根对
K+的吸收方式，科学家先后进行了两个实验，结果如图甲和图乙所示。下列相关描述不正确的是（ ）
A．据图甲判断根毛细胞吸收K+的方式为协助扩散
B．据图乙判断根毛细胞吸收K+的方式为主动运输
C．根毛细胞在一定浓度的KCl溶液中会发生质壁分离并自动复原
D．农田施肥的同时还要适当浇水，有利于化肥中无机盐的溶解吸收
