版高考生物复习第二单元第7讲物质跨膜运输的实例和方式讲义.docx

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版高考生物复习第二单元第7讲物质跨膜运输的实例和方式讲义

第7讲　物质跨膜运输的实例和方式

[考纲明细]　1.物质出入细胞的方式（Ⅱ）　2.实验：

（1）通过模拟实验探究膜的透性　

（2）观察植物细胞的质壁分离和复原

课前自主检测

判断正误并找到课本原话

1．玻璃纸是一种选择透过性膜，水分子可以透过它，而蔗糖分子则不能。

（P60—问题探讨）（×）

2．植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。

（P61—正文）（√）

3．对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。

（P61—探究实验）（√）

4．红细胞吸水与失水的多少取决于红细胞内外浓度的差值。

（P61—思考与讨论）（√）

5．吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有渴的感觉。

（P61—与生活联系）（×）

6．将成熟植物细胞浸润在质量浓度为0.5g/mL的蔗糖溶液中，会发生质壁分离现象，再放入清水中可以复原。

（P62—探究实验）（×）

7．植物细胞壁具有选择透过性，水分子和溶解在水里的物质能够自由通过。

（P63—相关信息）（×）

8．生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。

（P64—正文）（√）

9．不同的饮料浓度不同，浓度低的饮料可以用来补充体内水分。

（P64—与社会联系）（√）

10．轮作是农业生产中经常使用的方法，农民在同一块田地里长期种植同种作物，对土壤肥力有利。

（P64—拓展题）（×）

11．除了水、氧、二氧化碳外，甘油、乙醇、苯等物质也可以通过自由扩散进出细胞。

（P70—相关信息）（√）

12．人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞。

这是细胞的主动运输作用，有利于细胞新陈代谢的正常进行。

（P72—思考）（×）

13．囊性纤维病是细胞中某些蛋白质结构异常导致的。

（P73—与社会联系）（√）

14．温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性，进而影响物质运输速率，如低温会使物质跨膜运输速率下降。

（P73—拓展题）（√）

（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

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

答案　A

解析　植物根细胞从土壤中能吸收无机盐，但无机盐需以离子形式存在，所以N2不能被直接吸收利用，A错误；根细胞吸收矿质元素的方式是主动运输，主动运输需要消耗能量，农田适时松土能促进根系的有氧呼吸，为根细胞吸收矿质元素提供更多的能量，因此农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收，B正确；土壤中微生物可以分解植物秸秆中的有机物，产生无机盐离子，从而可以被根系吸收，C正确；给玉米施肥过多时，会使土壤溶液浓度过高，大于根系细胞的细胞液的浓度，植物细胞失水，导致植物因失水而萎蔫，引起“烧苗”现象，D正确。

知识自主梳理

一、细胞的吸水和失水

1．渗透作用

（1）概念：

指水分子（或者其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，是一种自由扩散。

（2）渗透作用的组成

①液面上升的原因：

单位时间由烧杯通过半透膜进入漏斗的水分子数>单位时间由漏斗通过半透膜进入烧杯的水分子数。

②液面不会一直上升[因为液面上升到一定程度就会产生一个静水压（图中Δh），当该压力和漏斗中的吸水能力相等时液面不再上升。

]

（3）渗透作用发生的条件

①具有半透膜。

②半透膜两侧的溶液存在浓度差。

2．动物细胞的吸水和失水

（1）动物细胞发生渗透作用的条件

（2）现象

①当外界溶液的浓度小于细胞质的浓度，细胞吸水膨胀。

②当外界溶液的浓度大于细胞质的浓度，细胞失水皱缩。

③当外界溶液的浓度等于细胞质的浓度，水分子进出达到动态平衡。

[特别提醒]

1．达到平衡时还是存在水分子透过半透膜，这时的水由烧杯扩散到漏斗一侧与由漏斗扩散到烧杯一侧的数目是相等的。

2．若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就还存在浓度差。

3．溶液浓度指物质的量浓度。

4．水分子的移动方向是双向移动，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。

[特别提醒]

1．原生质：

包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分，其主要成分为核酸、蛋白质和脂类；动物细胞可以看作一团原生质。

2．细胞质：

指细胞中细胞膜以内、细胞核以外的全部物质。

3.植物细胞的吸水和失水

原理和现象：

①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外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。

4．观察植物细胞的质壁分离及复原

（1）实验材料：

紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞。

（2）实验原理

（3）实验步骤

（4）实验结论

二、物质跨膜运输的其他实例

1．在培养过程中，水稻吸收水分及其他离子较多，吸收Ca2＋、Mg2＋较少，结果导致水稻培养液里的Ca2＋、Mg2＋浓度增高。

2．不同作物对无机盐的吸收是有差异的。

3．水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于细胞生命活动的需要。

4．细胞对物质的吸收是有选择的，这种选择性具有普遍性。

5．生物膜的功能特性

（1）细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，水分子、一些离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。

（2）生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。

3．原生质层：

成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，可看作一层半透膜。

[特别提醒]

1．能发生质壁分离的细胞是活的、成熟的、有中央大液泡的植物细胞（动物细胞无细胞壁，不可能发生质壁分离），并且液泡中有颜色便于观察。

2．由于细胞壁是全透性的，质壁分离时，细胞壁与细胞膜之间充满的是外界溶液。

3．蔗糖溶液浓度不能过高（如0.5g/mL），否则会因为失水过多而死亡。

4．如果用可穿膜的物质（尿素、脂肪酸、甘油、乙二醇、KNO3等）溶液进行实验时，会出现质壁分离并自动复原（因为细胞失水质壁分离的同时，会通过自由扩散或主动运输吸收该类物质；当细胞液浓度大于外界溶液时，细胞开始吸水，质壁分离复原）。

5．细胞液浓度越大，细胞吸水能力越强（细胞随着质壁分离的进行，吸水能力不断增强）。

6．当植物吸水时，由于外面有细胞壁，不会吸水而涨破。

三、物质跨膜运输的方式

1．物质出入细胞的方式

主动运输的意义：

主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。

2．影响物质跨膜运输因素的分析

（1）浓度差对物质跨膜运输的影响

浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。

自由扩散中，浓度差越大，运输速率越快；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受载体蛋白数量的限制。

主动运输中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受载体蛋白的数量或能量的限制。

（2）氧气含量对跨膜运输的影响

通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。

①自由扩散和协助扩散的运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都是浓度差，不需要能量，因此与氧气浓度无关，运输速率不随氧气浓度增大而改变。

[特别提醒]

1．归纳记忆同一物质的不同运输方式

（1）

（2）Na＋：

进入神经细胞：

协助扩散，靠离子通道；

运出神经细胞：

主动运输，Na＋—K＋泵；

（3）K＋：

进入神经细胞：

主动运输，Na＋—K＋泵；

运出神经细胞：

协助扩散，靠离子通道。

2．关于物质运输的易错点

（1）小分子物质的运输方式不一定都是被动运输和主动运输，如神经递质的释放是胞吐（外排）作用。

（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）消耗能量的运输方式并不一定就是主动运输，胞吞和胞吐也消耗能量。

[深入思考]

试画出主动运输的运输速率和细胞能量供应（ATP）的关系图。

提示　

　②主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量。

在氧气浓度为零时，通过细胞无氧呼吸供能，但无氧呼吸产生能量较少所以运输速率较慢，在一定范围内随氧气浓度升高，有氧呼吸加强，产生的能量逐渐增多，所以运输速率不断加快，当氧气浓度足够高时，能量供应充足，但由于受到载体数量的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而加快。

（3）温度

考点题型突破

题型一渗透作用的原理

1．（2018·河南豫北精英赛一联）某同学设计的实验如图所示，实验开始时，U形管两侧液面相等，图中半透膜允许单糖通过。

据图分析，下列说法错误的是（　　）

A．若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止上升时，半透膜两侧溶液浓度一定是相等的

B．若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，则实验现象为高浓度一侧的液面上升

C．若U形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液，则实验现象为高浓度一侧液面先上升，随后另一侧液面上升，最后两侧液面持平

D．若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止上升时，半透膜两侧水分子移动达到平衡状态

答案　A

解析　由题干可知，实验开始时，U形管两侧液面等高，当U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液时，水分子从低浓度一侧流向高浓度一侧的较多，即高浓度一侧的液面上升，低浓度一侧的液面下降，直至液面不再变化，此时半透膜两侧浓度差产生的渗透压力与液面差产生的压力达到平衡，所以半透膜两侧溶液浓度不会相等，A错误、B正确；当液面停止上升时，半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，D正确；若U形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液，开始时水分子总体表现为由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，因此高浓度一侧液面先上升，但随着葡萄糖分子通过半透膜进入低浓度一侧，低浓度一侧液面会上升，最后两侧液面会持平，C正确。

技法提升

渗透装置中溶液中水分子渗透方向与溶液浓度的判断

[1－1]　如图为渗透平衡时的装置（糖类不能通过半透膜），烧杯的液面高度为a，漏斗的液面高度为b，液面差m＝b－a。

在此基础上继续实验，以渗透平衡时的液面差为观测指标，正确的是（　　）

A．若向漏斗中滴入清水，平衡时m将增大

B．若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m不变

C．若向漏斗中加入蔗糖酶，则平衡时m不变

D．达到新的平衡时，水分子进出半透膜的速率相等

答案　D

解析　若向漏斗中滴入清水，渗透压降低，吸水能力也减弱，则平衡时m将减小，A错误；若向漏斗中加入蔗糖分子和蔗糖酶，渗透压增大，则平衡时m值将增大，B、C错误；达到新的平衡时，水分子进出半透膜的速率相等，液面不再升高，D正确。

[1－2]　某同学设计的渗透装置实验如图所示（开始时状态），烧杯中盛放有蒸馏水。

图中猪膀胱膜允许单糖透过。

倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液一段时间后再加入蔗糖酶（微量）。

有关该实验描述正确的是（　　）

A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降

B．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降，最后保持内外液面基本相平

C．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后保持一定的液面差不变

D．加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖

答案　B

解析　长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，因蔗糖不能通过猪膀胱膜导致漏斗液面上升；加入微量蔗糖酶后，发生水解反应，生成果糖和葡萄糖，漏斗中分子变多，而单糖进入烧杯需要一定的时间，所以液面应该继续上升后下降，最后半透膜两侧的单糖浓度相同，漏斗内外液面基本相平，A、C错误，B正确；蔗糖水解的产物有葡萄糖和果糖，加酶后在烧杯中可检测出的有机物有葡萄糖、果糖，蔗糖酶是蛋白质，不能通过猪膀胱膜，烧杯中不能检测到蔗糖酶，D错误。

题型二与渗透有关的实验分析

2．（2019·赣州模拟）某同学进行如下图所示的实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。

请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。

增添的实验材料：

蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。

（1）请设计出继续实验的简要步骤：

①_____________________________________

_____________________________________；

②_____________________________________

_____________________________________。

（2）预测实验现象并做出结论：

_____________________________________

_____________________________________

_____________________________________。

答案　

（1）①向a、b两管中分别加入等量蔗糖酶溶液，观察a、b两管内液面的变化　②吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂，50～65℃水浴加热，观察A、B试管内有无砖红色沉淀

（2）如果a、b两管液面高度差缩小，且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大，且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜

解析　实验目的是探究蔗糖的水解产物是否能透过半透膜。

由提供的实验材料可推知实验原理：

蔗糖的水解产物如果能透过半透膜，则由于渗透作用，两边的液面差会缩小，用斐林试剂检验，水浴条件下装有a管液体和b管液体的试管均会出现砖红色沉淀；否则，两边的液面会因为蔗糖的水解使溶质分子数增加而液面差加大，且检验时装有a管液体的试管无砖红色沉淀，装有b管液体的试管有砖红色沉淀。

实验设计步骤时重点注意无关变量的控制，如两侧加入等量的蔗糖酶等。

实验　　探究植物细胞的失水和吸水

1．（2016·上海高考）将紫色洋葱鳞叶外表皮细胞置于30%蔗糖溶液数分钟后，结果如图所示，紫色分布的区域和影响色素分布的结构分别是（　　）

A．①和细胞膜

B．①和细胞膜、液泡膜

C．②和细胞膜、液泡膜

D．②和细胞膜、液泡膜、细胞壁

答案　C

解析　紫色洋葱鳞叶外表皮细胞中紫色的色素存在于液泡（②）中，A、B不符合题意；原生质层（由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质组成）具有选择透过性，使色素分子不能自由通过从而分布于液泡中，而细胞壁是全透性的，C符合题意，D不符合题意。

2.下表为甲同学用某浓度KNO3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（　　）

A．乙同学的实验进行到T2时观察不到质壁分离现象，此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度

B．乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离现象，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8min时质壁分离达到平衡，滴加清水后发生质壁分离复原

D．甲同学所用溶液浓度要大于乙同学

答案　D

解析　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，但由于细胞壁的作用，原生质体不能增大，A错误；乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离现象，此时已经开始质壁分离复原，所以细胞液浓度大于外界溶液浓度，B错误；甲同学的实验在6分钟后不再发生变化，可能是细胞已经死亡，不会再发生质壁分离复原，C错误；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，D正确。

3．将若干生理状况基本相同，长度为3cm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

答案　B

解析　植物细胞壁的伸缩性较小，导致对照组萝卜条吸水后增加的长度较少，A正确；甘油进入植物细胞的方式为自由扩散，不需要载体，B错误；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，萝卜条的长度不再变化，C正确；甘油通过自由扩散进入细胞，葡萄糖也能进入细胞，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，D正确。

4．（2016·天津高考）在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中，显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。

下列叙述正确的是（　　）

A．由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜

B．甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生

C．与甲相比，乙所示细胞的细胞液浓度较低

D．由乙转变为丙的过程中，没有水分子从胞内扩散到胞外

答案　B

解析　甲、乙、丙图分别表示细胞的正常状态、质壁分离状态、质壁分离复原状态，实验全过程都在低倍显微镜下观察，不需要更换目镜，这些状态可以在同一个细胞中依次发生，A错误，B正确；与甲相比，乙所示细胞由于失水发生了质壁分离，细胞液浓度较高，C错误；在质壁分离复原的过程中，从细胞内扩散到细胞外的水分子少于从细胞外扩散到细胞内的水分子，D错误。

5．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，结果如图所示。

假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则（　　）

A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高

B．浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的

C．a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组

D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5mol·L－1之间

答案　D

解析　纵轴为细条实验前长度与实验后长度的比值，比值小于1，说明细条吸水变长，比值大于1，说明细条失水变短。

a、b两组细条均吸水变长，a组细条吸水更多，实验后细胞液中溶质浓度低于b组，A错误；浸泡导致f组细条失水，b组细条吸水，B错误；细胞吸水或失水均为自由扩散，不消耗ATP，C错误；据图可知，在蔗糖溶液浓度为0.4mol·L－1时，实验后的细条长度略大于实验前，浓度为0.5mol·L－1时，实验后的细条长度略小于实验前，推知植物细胞液浓度介于0.4～0.5mol·L－1之间，当外界溶液浓度与细胞液浓度相等时，细条在浸泡前后长度不变，D正确。

归纳拓展

植物细胞质壁分离及复原的拓展应用

（1）判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞

（2）测定细胞液浓度范围

（3）比较不同植物成熟细胞的细胞液浓度

（4）鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）

考点　　物质跨膜运输的方式

题型一物质出入细胞方式的判断

1．如图表示动物某组织细胞膜转运部分物质的示意图，下列叙述与图中信息不相符的是（　　）

A．甲侧为细胞外，乙侧为细胞内

B．Na＋既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输

C．图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP

D．图示中葡萄糖跨膜运输的方式与细胞吸收甘油的方式相同

答案　D

解析　根据图示分析，图中Na＋以主动运输的方式被运出细胞，K＋以主动运输的方式进入细胞。

细胞膜受刺激后，通透性改变，通过Na＋通道使Na＋内流，由高浓度到低浓度，所以甲侧为细胞外，乙侧为细胞内，A正确；从图中可以看出，Na＋可以顺浓度梯度进行被动运输，也可以逆浓度梯度进行主动运输，B正确；图示中葡萄糖的运输没有ATP参与，动力来自Na＋（浓度差），C正确；细胞吸收甘油的方式是自由扩散，图中葡萄糖的运输需要载体，方式为协助扩散，D错误。

技法提升

物质出入细胞方式的判断方法

（1）根据分子的大小、是否需要能量和载体蛋白进行判断

（2）根据物质运输方向判断：

顺浓度梯度的跨膜运输方式是自由扩散或协助扩散，逆浓度梯度的跨膜运输方式一定是主动运输。

（3）根据物质运输达到平衡时的浓度判断：

若达到平衡时细胞内外仍存在浓度差，则是主动运输，因为自由扩散和协助扩散达到平衡时内外浓度相等。

[1－1]　（2016·全国卷Ⅰ）离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。

下列叙述正确的是（　　）

A．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散

B．离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的

C．动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率

D．加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率

答案　C

解析　由题意“离子泵能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子”可知，离子通过离子泵的跨膜运输属于主动运输，主动运输是逆浓度梯度进行的，A、B错误；动物一氧化碳中毒会阻碍氧气的运输，导致呼吸速率下降，生成的ATP减少，使主动运输过程减弱，因此会降低离子泵跨膜运输离子的速率，C正确；主动运输需要载体蛋白的协助，加入蛋白质变性剂会导致载体蛋白因变性而失去运输物质的功能，所以会降低离子泵跨膜运输离子的速率，D错误。

[1－2]　（2017·江苏高考改编）如图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输

B．单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞

C．ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输

D．蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞

答案　A

解析　分析图解，蔗糖水解成单糖后，降低了筛管细胞的蔗糖浓度，故有利于蔗糖由伴胞到筛管顺浓度运输，A正确；从题图中看出，筛管中单糖浓度高，薄壁细胞单糖浓度低，即单糖顺浓度梯度转运至薄壁细胞，B错误；题图中蔗糖通过胞间连丝顺浓度梯度运进筛管细胞，不需要消耗能量，C错误；题图中显示，蔗糖需要水解成单糖才可以通过单糖转运载体转运至薄壁细胞，D错误。

题型二影响物质跨膜运输的因素及方式探究

2．下列据图所作出的说明错误的是（　　）

A．图1说明该物质跨膜运输时会出现饱和现象

B．图2说明此物质进出细胞时需要消耗能量

C．图3说明该离子跨膜运输的方式为主动运输

D．图4说明该植物吸收K＋不需要载体协助

答案　D

解析　图1所示物质的运输方式为协助扩散，协助扩散受载体数量的限制，有饱和现象，A正确；图2所示当细胞外液浓度低于细胞内液浓度时，随时间的推移，细胞内液的浓度还在逐步增加，说明该物质可以从低浓度一侧进入高浓度一侧，所以此物质进入细胞的方式是主动运输，需要消耗能量，B正确；图3中矿质离子的跨膜运输有两个特点：

一是逆浓度梯度，二是消耗ATP，故应为主动运输，C正确；图4说明该植物吸收K＋是主动运输，所以需要载体协助，D错误。

3．（2015·全国卷Ⅱ）将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。

培养条件及实验结果见下表：

下列分析正确的是（　　）

A．有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收

B．该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关

C．氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP

D．与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收

答案　A

解析　由表格信息可知同样温度条件下，空气瓶中离子相对吸收量大，说明有氧条件有利于根对离子的吸收，A正确；同样的空气，不同温度条件下离子的相对吸收量不同，说明温度变化影响根对离子的吸收，B错误；同样的温度条件下，氮气环境中根对离子