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第06 讲 细胞器和生物膜系统
目录
01 课标达标练
【题型一】实验探究植物细胞的吸水和失水及细胞液的测定
【题型二】通过图像或文字信息判断物质跨膜运输方式
【题型三】影响物质跨膜运输速率的因素
【题型四】不同生物盐碱胁迫的渗透调节机制
02 能力突破练
03 高考溯源练
题型一 实验探究植物细胞的吸水和失水及细胞液的测定
1．（2024·江苏·高考真题）有同学以紫色洋葱为实验材料，进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。
下列相关叙述合理的是（ ）
A．制作临时装片时，先将撕下的表皮放在载玻片上，再滴一滴清水，盖上盖玻片
B．用低倍镜观察刚制成的临时装片，可见细胞多呈长条形，细胞核位于细胞中央
C．用吸水纸引流使0.3g/mL 蔗糖溶液替换清水，可先后观察到质壁分离和复原现象
D．通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态
2．某同学用不同浓度的蔗糖溶液分别处理红山茶花的花瓣表皮临时装片，观察花瓣表皮细胞的吸水和失
水。图1 为0.35 g·mL－1蔗糖溶液的处理结果。该同学用显微镜连接计算机并通过相关软件分别计算不同蔗
糖溶液浓度下花瓣表皮细胞和液泡的面积，求出液泡面积与细胞面积比值，得到平均值H，相关数据如图
2 所示。下列叙述正确的是（ ）
1
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A．图1 甲区域为蔗糖溶液，乙区域和丙区域的溶液几乎不含蔗糖
B．用0.45 g·mL－1蔗糖溶液处理的装片，细胞失水量更大，图1 乙区域平均面积更大
C．图1 丙区域表示细胞质基质，该面积可作为质壁分离的观察指标
D．H 值可反映细胞的质壁分离程度，H 值越小，细胞液的渗透压越小
3．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
4．（不定项）为探究细胞吸水能力与液泡相对体积的关系，科研人员利用紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞
和不同浓度的蔗糖溶液进行了实验，测得细胞吸水能力与液泡相对体积(正常状态下液泡体积记为1.0)的关
系如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
2
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A．a 点细胞吸收的水多于b 点
B．与b 点相比，a 点细胞原生质体的体积较小
C．c→d 过程，细胞体积显著增加
D．d 点细胞液的渗透压低于a、b 点
5．（不定项）实验小组同学利用质壁分离实验测定植物组织细胞的细胞液浓度。他们将相同的组织薄片
放置在一系列按照浓度逐渐减低排列的蔗糖溶液里，并浸泡30 分钟，然后转移到载玻片上，镜检约50 个
细胞，统计发生质壁分离的细胞数目，并得到下表的数据。请根据表格分析，下列叙述正确的是（ ）
浓度（mol/L）
第一小块
第二小块
第三小块
平均值
比例
0.9
50
50
50
50
100%
0.8
50
50
48
49.33
99%
0.7
47
48
50
48.33
97%
0.6
36
41
45
40.67
81%
0.5
27
30
35
30.67
61%
0.4
19
25
16
20.00
40%
0.3
12
17
8
12.33
25%
0.2
1
0
2
1.00
2%
0.1
0
0
1
0.33
0%
A．发生质壁分离的前提之一是细胞液浓度低于外界溶液浓度
B．同一浓度下，取三块组织薄片进行实验是为了减少实验误差
C．该实验可在低倍镜下完成观察，每个蔗糖浓度数值下需观察9 次
D．组织薄片中50%左右细胞发生初始质壁分离，该浓度可能为细胞液浓度
6．脂质体是一种类似于生物膜的由磷脂双分子层构成的封闭囊泡，图1 为不同物质透过脂质体的示意图，
图2 用清水、2mol·L−1：的乙二醇溶液、2mol·L−1的蔗糖溶液分别浸泡取自同一部位的植物表皮。每隔相同
时间在显微镜下测量视野中若干个细胞的长度x 和原生质体长度y，并计算x/y 的平均值，得到图2 所示结
3
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果。原生质体指的是细胞壁以内各种结构的总称。据此回答下列问题：
(1)据图1 可知，K+、Ca2+等的运输方式可能为 。
(2)人的成熟红细胞 （能/不能）产生ATP，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 。
(3)产生a～b 的过程中，原生质体的吸水能力 。请解释AB 时间段内，相同时间点下乙二醇组的
x/y 低于蔗糖组的原因是 。
题型二 通过图像或文字信息判断物质跨膜运输方式
7．细胞内的钙稳态是靠Ca2+的跨膜运输来调节的，植物细胞的Ca2+运输系统如图所示，①~⑤表示相关的
转运蛋白。下列说法错误的是（ ）
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A．ATP 水解释放的磷酸基团可以使①和④磷酸化，进而导致其空间结构发生变化
B．抑制呼吸作用会影响③转运Ca2+的速率
C．③转运H+的机制和②⑤转运Ca2+的机制类似，都不需要与其转运的离子结合
D．①③④介导的转运过程保证了细胞质基质中低Ca2+水平
8．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
9．SGLT 是一种钠—葡萄糖协同转运蛋白，目前已发现多种，其中SGLT1 分布在小肠、肾脏、心脏和脑，
负责约10%葡萄糖在肾脏的重吸收；SGLT2 完成剩余90%葡萄糖的重吸收，且只分布在肾脏。下列相关说
法正确的是（ ）
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A．肾小管上皮细胞通过SGLT 对葡萄糖的重吸收方式既有协助扩散，也有主动运输
B．SGLT 可以完成钠离子和葡萄糖的跨膜运输，所以SGLT 没有专一性
C．抑制糖尿病患者SGLT2 的功能后，患者的尿量可能会增加
D．SGLT1 作为新的抗糖尿病药物靶点比SGLT2 更有优势
10．在人体肠道内寄生的一种变形虫-----痢疾内变形虫，能通过胞吐作用分泌蛋白分解酶，溶解人的肠壁
组织，通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞，并引发阿米巴痢疾。下列有关叙述正确的是（ ）
A．上述通过胞吞方式“吃掉”肠壁组织细胞的过程不需要细胞膜上的蛋白质参与
B．胞吞形成的囊泡，在变形虫中可以被溶酶体降解
C．人体细胞吸收葡萄糖的方式与痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞的方式相同
D．在物质的跨膜运输过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，并且不需要消耗能量
11．人体小肠上皮细胞对3 种单糖吸收的方式如图所示，其中转运半乳糖与葡萄糖的载体蛋白是同向协同
转运蛋白（半乳糖与载体的亲和力大于葡萄糖），它们的运输是伴随钠离子从细胞外流入细胞而完成的。
动物细胞外高内低的钠离子浓度梯度是依靠细胞膜上的钠钾泵维持的。下列叙述正确的是（ ）
A．果糖的转运速率会随着果糖浓度的升高持续增大
B．葡萄糖和半乳糖转运时直接消耗了大量ATP
C．半乳糖出现后，葡萄糖的转运量减少
D．抑制小肠上皮细胞的钠钾泵后，葡萄糖转运速率不变
题型三 影响物质跨膜运输速率的因素
12．物质跨膜运输是维持细胞正常生命活动的基础，下列叙述正确的是（ ）
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A．呼吸时
从肺泡向肺毛细血管扩散的速率受
浓度的影响
B．心肌细胞主动运输
时参与转运的载体蛋白仅与
结合
C．血液中葡萄糖经协助扩散进入红细胞的速率与细胞代谢无关
D．集合管中
与通道蛋白结合后使其通道开放进而被重吸收
13．人体细胞膜上存在一种蛋白质离子通道，在膜电位发生变化时，蛋白质通道的闸门开启或关闭，完成
无机盐离子进出细胞的转运。如图所示为物质进出细胞的三种途径，下列说法正确的是（ ）
A．膜电位由静息电位变为动作电位时Ca2+通道蛋白开启
B．影响途径①的因素主要有膜两侧物质的浓度差和载体数量
C．温度会影响图中途径①②③的物质运输速率
D．甲物质是ATP，可为途径②和③提供能量
题型四 不同生物盐碱胁迫的渗透调节机制
14．（2025·江苏·高考真题）研究小组开展了Cl-胁迫下，添加脱落酸（ABA）对植物根系应激反应的实验，
机理如图所示。下列相关叙述错误的有（ ）
A．Cl-通过自由扩散进入植物细胞
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B．转运蛋白甲、乙的结构和功能相同
C．ABA 进入细胞核促进相关基因的表达
D．细胞质膜发挥了物质运输、信息交流的功能
15．柽柳是一种耐盐植物，能够通过泌盐、聚盐以及盐转移等生理过程适应高盐胁迫生境。如图是柽柳的
相关耐盐机制示意图，已知H 浓度差为SOS1 和NHX 转运Na+提供能量。下列分析正确的是( )
A．H＋进出细胞的方式相同
B．SOS1 和NHX 转运Na+的方式均为协助扩散
C．KOR 和NSCC 转运相应离子时不消耗ATP
D．Na+通过NSCC 和NHX 的运输，降低细胞内渗透压，有利于提高柽柳对盐的耐受力
1．ABC 转运器最早发现于细菌，是细菌质膜上的一种运输ATP 酶。ABC 转运器的胞质侧具有ATP
和转运物质的结合位点。ATP 与ABC 转运器结合，可引起ABC 转运器上的物质结合位点转向膜外侧，ATP
水解后其结构恢复原状，从而实现物质的跨膜运输。下列有关叙述错误的是（ ）
A．蓝细菌没有复杂的生物膜系统，其细胞膜更加多功能化
B．ABC 转运器转运物质的过程中一定不会涉及蛋白质磷酸化
C．ABC 转运器可协助某些离子逆浓度梯度进入细胞
D．ABC 转运器同时具有ATP 水解酶活性和运输物质的功能
2．囊性纤维化发生的原因是患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白（CFTR 蛋白）功能发生
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异常，导致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。如图表示CFTR 蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。
下列说法正确的是（ ）
A．在高渗溶液中，细菌细胞较肺部细胞形态更稳定的原因是细菌有细胞壁的保护
B．图示细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成，其中对物质跨膜运输起决定作用的是蛋白质
C．据图分析氯离子通过CFTR 蛋白的运输方式属于协助扩散
D．随着氯离子在细胞外的浓度逐渐升高，覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释，原因是随着膜外氯离子
浓度升高，水分子向膜外扩散的速度加快
3．细胞运输物质有多种方式，如自由扩散（甲）、协助扩散（乙）、主动运输（丙）、胞吞和胞吐
（丁），不同运输方式有不同的特点。①不需要细胞提供能量，没有膜蛋白协助；②被转运物质可不与转
运蛋白结合，具有高度选择性；③逆浓度梯度运输，ATP 直接或间接提供能量；④物质包裹在磷脂双分子
层中运输；⑤可涉及内质网和高尔基体的膜融合；⑥顺浓度梯度运输，需特异性膜蛋白协助；⑦光能驱动
H⁺跨膜泵入叶绿体类囊体的运输；⑧神经递质在突触间隙的运输方式。下列运输方式与特点或实例对应错
误的是（ ）
A．丙—③⑦
B．乙—②⑥
C．甲—①⑧
D．丁—④⑤
4．现有甲、乙两个初始体积相同但细胞液浓度不同（甲的细胞液浓度大于乙）的洋葱鳞片叶外
表皮细胞，将二者同时置于盛有某蔗糖溶液的一个大烧杯中，甲和乙均出现质壁分离现象，当两细胞的液
泡体积不再变化时，甲和乙的失水量分别为V1和V2，甲和乙的细胞液浓度分别为c1、c2。假设整个过程中
细胞保持活性，且无溶质进出生物膜，下列有关说法正确的是（ ）
A．V1＞V2 c1＜c2
B．V1＜V2 c1＝c2
C．V1＜V2 c1＞c2
D．V1＞V2不确定
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5．科学家设计了一个简单有效地测定植物组织细胞的细胞液浓度的方法，实验步骤和结果如下：
实验步骤：
①配制具有一定浓度梯度的蔗糖溶液，备用；
②取12 支干燥洁净的带塞试管，分成6 组，每组试管分为A、B 两支；
③在每组试管中注入等量不同浓度的蔗糖溶液，迅速塞紧试管，备用；
④给植物叶片打洞，取得相同叶圆片若干，在每组的A 试管中加入等量小圆片，放置15 分钟，期间摇动数
次；再往每组的A 试管中加入一粒极小的亚甲基蓝结晶，轻轻摇动，溶解后使溶液呈蓝色（该过程对溶液
浓度影响极小，可忽略不计）；
⑤用特制的滴管依次从各组的A 试管中吸一滴蓝色溶液，滴管伸入对应的B 试管的中部轻轻放出一滴溶液，
如图，观察蓝色小滴的运动情况，并做好记录。
（说明：如果A 管中溶液浓度变大，取出的蓝色小滴将在相应的B 管溶液中下沉；如果溶液浓度变小，蓝
色小滴将上浮；如果溶液浓度不变，蓝色小滴将均匀扩散）
实验结果：
组别
A1、B1
A2、B2
A3、B3
A4、B4
A5、B5
A6、B6
蔗糖溶液浓度
0.0125M
0.025M
0.05M
0.1M
0.2M
0.4M
蓝色液滴运动方
向
微下沉
微微下沉
微微上浮
微上浮
上浮
明显上浮
请回答下列问题：
(1)本实验的自变量是 ；因变量是 ，以蓝色液滴运动方向来判断其变化；步骤④
不同试管中加入等量小圆片是对实验 变量的控制。
(2)本实验的原理是当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，植物细胞会发生渗透 （选填“吸水”或
“失水”）；实验中，若A 中取出的蓝色液滴在相应的B 试管中上浮，则叶圆片在A 试管的蔗糖溶液中发
生了 （选填“吸水”或“失水”），在显微镜下可观察到细胞形态接近如图 。
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(3)根据实验结果可估测植物组织细胞的细胞液浓度介于 之间。
1．（2025·山东·高考真题）生长于NaCl 浓度稳定在100 mmol/L 的液体培养基中的酵母菌，可通过离子通
道吸收Na+，但细胞质基质中Na+浓度超过30 mmol/L 时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质Na+浓度过
高，液泡膜上的蛋白N 可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中，细胞膜上的蛋白W 也可将Na+排出细胞。
下列说法错误的是（ ）
A．Na+在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
B．蛋白N 转运Na+过程中自身构象会发生改变
C．通过蛋白W 外排Na+的过程不需要细胞提供能量
D．Na+通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
2．（2025·河南·高考真题）耐寒黄花苜蓿的基因M 编码的蛋白M 属于水通道蛋白家族，将基因M 转入烟
草植株可提高其耐寒能力。下列叙述错误的是（ ）
A．细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力
B．低温时，水分子通过与蛋白M 结合转运到细胞外
C．蛋白M 增加了水的运输能力，但不改变水的运输方向
D．水通道蛋白介导的跨膜运输不是水进出细胞的唯一方式
3．（2025·四川·高考真题）某细菌能将组氨酸脱羧生成组胺和CO2，相关物质的跨膜运输过程如下图。下
列叙述正确的是（ ）
A．转运蛋白W 可协助组氨酸逆浓度梯度进入细胞
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B．胞内产生的组胺跨膜运输过程需要消耗能量
C．转运蛋白W 能同时转运两种物质，故不具特异性
D．CO2分子经自由扩散，只能从胞内运输到胞外
4．（2024·山东·高考真题）植物细胞被感染后产生的环核苷酸结合并打开细胞膜上的Ca2+通道蛋白，使细
胞内Ca2+浓度升高，调控相关基因表达，导致H2O2含量升高进而对细胞造成伤害；细胞膜上的受体激酶
BAK1 被油菜素内酯活化后关闭上述Ca2+通道蛋白。下列说法正确的是（ ）
A．环核苷酸与Ca2+均可结合Ca2+通道蛋白
B．维持细胞Ca2+浓度的内低外高需消耗能量
C．Ca2+作为信号分子直接抑制H2O2的分解
D．油菜素内酯可使BAK1 缺失的被感染细胞内H2O2含量降低
5．（2024·海南·高考真题）许多红树植物从含盐量高的泥滩中吸收盐分，并通过其叶表面的盐腺主动将盐
排出体外避免盐害。下列有关这些红树植物的叙述，正确的是（ ）
A．根细胞吸收盐提高了其细胞液的浓度，有利于水分的吸收
B．根细胞通过自由扩散的方式吸收泥滩中的K+
C．通过叶表面的盐腺将盐排出体外，不需要ATP 提供能量
D．根细胞主要以主动运输的方式吸收水分
6．（2024·浙江·高考真题）植物细胞胞质溶胶中的
、
通过离子通道进入液泡，Na+、Ca2+逆浓度梯
度转运到液泡，以调节细胞渗透压。白天光合作用合成的蔗糖可富集在液泡中，夜间这些蔗糖运到胞质溶
胶。植物液泡中部分离子与蔗糖的转运机制如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．液泡通过主动运输方式维持膜内外的H+浓度梯度
B．
、
通过离子通道进入液泡不需要ATP 直接供能
C．Na+、Ca2+进入液泡需要载体蛋白协助不需要消耗能量
D．白天液泡富集蔗糖有利于光合作用的持续进行
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7．（2024·江西·高考真题）营养物质是生物生长发育的基础。依据表中信息，下列有关小肠上皮细胞吸收
营养物质方式的判断，错误的是（ ）
方
式
细胞外相对浓度
细胞内相对浓度
需要提供能
量
需要转运蛋白
甲
低
高
是
是
乙
高
低
否
是
丙
高
低
是
是
丁
高
低
否
否
A．甲为主动运输
B．乙为协助扩散
C．丙为胞吞作用
D．丁为自由扩散
8．（2024·贵州·高考真题）茶树根细胞质膜上的硫酸盐转运蛋白可转运硒酸盐。硒酸盐被根细胞吸收后，
随着植物的生长；吸收的大部分硒与胞内蛋白结合形成硒蛋白，硒蛋白转移到细胞壁中储存。下列叙述错
误的是（ ）
A．硒酸盐以离子的形式才能被根细胞吸收
B．硒酸盐与硫酸盐进入细胞可能存在竞争关系
C．硒蛋白从细胞内转运到细胞壁需转运蛋白
D．利用呼吸抑制剂可推测硒酸盐的吸收方式
9．（2024·吉林·高考真题·不定项）研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种，构建腹泻模型。用某种草药
进行治疗，发现草药除了具有抑菌作用外，对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3（AQP3）的相对
表达量也有影响，结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅
B．模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻
C．治疗后空肠、回肠AQP3 相对表达量提高，缓解腹泻，减少致病菌排放
D．治疗后回肠AQP3 相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加
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10．（2023·山东·高考真题）溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+，溶酶体内H+浓度由
H+载体蛋白维持，Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下，运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。
Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中，因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累，严重时可导致溶酶体破裂。
下列说法错误的是（ ）
A．H+进入溶酶体的方式属于主动运输
B．H+载体蛋白失活可引起溶酶体内的吞噬物积累
C．该突变体的细胞中损伤和衰老的细胞器无法得到及时清除
D．溶酶体破裂后，释放到细胞质基质中的水解酶活性增强
14
