2020版《全程复习方略》高考生物一轮复习课后定时检测案7物质跨膜运输的实例与方式

课后定时检测案7　物质跨膜运输的实例与方式

基础对点练——考纲对点·夯基础

考点一　渗透作用原理及质壁分离与复原实验(Ⅱ)

1．把哺乳动物成熟的红细胞置于清水中是获取细胞膜的最佳方法，根据渗透作用的原理，请分析在此过程中，细胞的吸水能力的变化情况是(　　)

A．逐渐增强　　　　　　　　B．逐渐降低

C．保持不变  D．先升高后降低

解析：将成熟的红细胞置于清水中，会发生渗透吸水，细胞质浓度下降，吸水能力逐渐降低，B正确。

答案：B

2．如图甲烧杯中是质量分数为5%的淀粉液，乙烧杯中是质量分数为5%的葡萄糖液，将装有蒸馏水的透析袋分别放入甲、乙烧杯中(水和葡萄糖分子能通过透析袋的膜)。放置1 h后，相关分析正确的是(　　)

A．甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度不变

B．甲烧杯中透析袋内的液体加入碘液后呈蓝色

C．乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低

D．乙烧杯中透析袋内的液体加入斐林试剂后即呈砖红色

解析：甲烧杯中透析袋内的水分子会向淀粉液扩散，导致淀粉液的浓度逐渐减小；淀粉分子不能通过透析袋的膜，因此，甲烧杯中透析袋内没有淀粉分子，加碘液后不会变蓝；乙烧杯中由于水分子通过透析袋的膜向葡萄糖液扩散，同时葡萄糖分子也向透析袋内扩散，这样使透析袋外葡萄糖液的溶剂增加、溶质减少，从而使其浓度降低；乙烧杯中透析袋内的液体中也含有葡萄糖，葡萄糖需要在水浴加热条件下才能与斐林试剂反应产生砖红色沉淀。

答案：C

3．下列关于质壁分离和复原实验的叙述，正确的是(　　)

A．水以主动运输的方式渗出细胞使细胞发生质壁分离

B．细胞质壁分离复原时原生质层变薄

C．用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞均能观察到质壁分离和复原现象

D．质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减弱

解析：水分的运输方式是自由扩散，A错误；细胞质壁分离复原时，液泡不断吸水，液泡体积逐渐变大，原生质层变薄，B正确；高浓度的蔗糖溶液处理会使植物细胞过度失水而死亡，不会观察到质壁分离复原现象，C错误；质壁分离过程中，细胞液浓度逐渐增大，导致细胞的吸水能力逐渐增强，D错误。

答案：B

考点二　物质进出细胞的方式(Ⅱ)

4．[2019·东北三省三校高三模拟]下列过程或现象与物质跨膜运输无直接关系的是(　　)

A．机体内环境渗透压维持相对稳定

B．神经细胞电位的维持与产生

C．胰岛B细胞中胰岛素基因的转录

D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离

解析：机体内环境渗透压维持相对稳定，与水分子、离子等进出细胞有关，A错误；神经细胞电位的维持与产生，与钾离子、钠离子进出细胞有关，B错误；胰岛B细胞中胰岛素基因的转录发生在细胞核中，以DNA为模板合成RNA，与物质跨膜运输无直接关系，C正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离，是因为细胞液浓度小于细胞外液，细胞失水导致的，D错误。

答案：C

5．下图所示为细胞对物质吸收的两种方式，据图分析下列说法，不正确的是(　　)

A．图甲方式一定伴随着蛋白质空间结构的改变

B．图乙所示方式保证了细胞正常生命活动的需要

C．抑制线粒体的功能对图乙方式有所影响

D．同一物质进入不同细胞的方式一定相同

解析：图甲方式为协助扩散，需要载体蛋白的协助，一定伴随着蛋白质空间结构的改变，A项正确；图乙所示方式为主动运输，主动运输保证了细胞正常生命活动的需要，B项正确；主动运输需要消耗线粒体提供的能量，抑制线粒体的功能对图乙方式有所影响，C项正确；同一物质进入不同细胞的方式不一定相同，如葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，而葡萄糖由肠道进入小肠绒毛上皮细胞的方式却是主动运输，D项错误。

答案：D

6．下列与物质运输相关的叙述，正确的是(　　)

A．黑藻细胞在质壁分离的过程中细胞液的渗透压逐渐降低

B．温度影响物质跨膜运输速率只是因为影响了膜的流动性

C．小肠上皮细胞吸收甘油的速率与其膜上的载体数量无关

D．胰岛素分泌到内环境的过程需要细胞膜上载体蛋白的协助

解析：黑藻细胞在质壁分离的过程中细胞失水，细胞液浓度升高，细胞液的渗透压逐渐增大，A项错误；温度影响物质跨膜运输速率，可能的原因是影响了膜的流动性，或者影响了酶的活性，进而影响了细胞的能量供应，B项错误；甘油通过自由扩散进入细胞，不需要细胞膜上的载体蛋白协助，C项正确；胰岛素通过胞吐作用进入内环境，不需要载体蛋白协助，D项错误。

答案：C

7．[2019·宁夏银川一中高三综合]如下图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图，下列相关叙述中，不正确的是(　　)

A．由图可知，Na＋进出肾小管上皮细胞的方式相同

B．图中氨基酸运入肾小管上皮细胞的方式为主动运输

C．图中涉及到的运输方式都需要载体

D．限制协助扩散运输速率的原因有载体蛋白的数目

解析：管腔中Na＋进入上皮细胞是高浓度→低浓度，需要载体、但不消耗能量，属于协助扩散；上皮细胞中Na＋进入组织液是低浓度→高浓度，需要载体、消耗能量，属于主动运输，A错误；管腔中氨基酸进入上皮细胞是低浓度→高浓度，需要载体、动力是钠离子的浓度差，属于主动运输，B正确；由图示可看出其涉及到的运输方式都需要载体协助，C正确；协助扩散有饱和效应，其饱和效应受载体蛋白的数量限制，D正确。

答案：A

提能强化练——考点强化·重能力

8．[2019·云南省曲靖一中高三试题]如图所示为植物细胞物质跨膜运输的三种示意图，下列有关叙述，正确的是(　　)

A．甘油分子可以通过图乙的方式从高浓度到低浓度运输到细胞内

B．图乙中的载体蛋白具有专一性，发挥作用后即失活

C．三个过程都体现细胞膜具有控制物质进出细胞的功能

D．图丙中的B主要来自细胞呼吸，也可来自光合作用的光反应

解析：图乙的运输方式为协助扩散，甘油分子的运输方式是自由扩散，对应图甲方式；图乙为协助扩散，需在载体蛋白的协助下，将物质由高浓度一侧运输到低浓度一侧，载体蛋白具有专一性，且能够反复利用；图中三个过程均体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能；图丙中物质从低浓度一侧运往高浓度一侧，运输方式为主动运输，B为载体蛋白，来自核糖体。

答案：C

9．[2019·重庆高三诊断]下图是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度示意图，下列说法正确的是(　　)

A．从图中可以看出Cl－比Mg2＋运输速率快

B．K＋只能利用主动运输方式进行跨膜运输

C．所有离子的跨膜运输都需要载体和能量

D．Na＋和Cl－在肺泡细胞运输受阻，易引起囊性纤维病

解析：图示只能反映细胞对不同离子吸收的量，而不能反应离子运输速率，A错误；神经细胞由动作电位恢复为静息电位时，K＋以协助扩散方式出细胞，B错误；神经细胞产生动作电位时的钠离子内流不需要消耗能量，而是一种顺浓度梯度的协助扩散，C错误；囊性纤维病是因为基因缺陷所致，导致肺泡细胞膜Na＋和Cl－运输受阻而引起的，D正确。

答案：D

10．[2019·宁夏石嘴山三中高三试题]氰化物是一种剧毒物质，其通过抑制[H]与O2的结合，使得组织细胞不能利用氧气而陷入内窒息。如图为研究植物根尖吸收K＋的相关实验。下列分析错误的是(　　)

A．通过实验甲可以判断植物根尖细胞吸收K＋属于主动运输

B．实验甲中，4 h后氧气消耗速率下降是因为细胞外K＋浓度降低

C．实验乙中，4 h后吸收K＋消耗的能量可能来自无氧呼吸

D．实验乙加入氰化物后，细胞对氧气的吸收速率不变

解析：由实验甲可知，加入KCl后，氧气的消耗速率增加，说明植物根尖细胞吸收K＋需要消耗能量，属于主动运输；实验甲中，4 h后氧气消耗速率下降是因为细胞外K＋浓度降低，细胞吸收K＋的量减少；实验乙中，4 h后组织细胞吸收K＋的速率不再降低，说明此时细胞已经不能利用氧气，其吸收K＋消耗的能量可能来自无氧呼吸；氰化物能抑制[H]与O2的结合，因此实验乙加入氰化物后，细胞对氧气的吸收速率减慢。

答案：D

11．[2019·渭南名校联考]胃酸形成过程中发生了如图所示的离子跨膜运输。下列相关叙述，正确的是(　　)

A．质子泵与通道蛋白的化学本质相同

B．图示离子出细胞的方式相同

C．质子泵转运离子所需的ATP只能由线粒体供给

D．K＋顺浓度差运输到胃腔说明通道蛋白不能控制K＋通过细胞膜

解析：质子泵与通道蛋白的化学本质均为蛋白质，A项正确；据图可知，K＋通过通道蛋白顺浓度运输到胃腔，属于协助扩散方式，H＋通过质子泵逆浓度进入胃腔，属于主动运输方式，B项错误；质子泵转运离子所需的ATP可以由细胞质基质、线粒体供给，C项错误；K＋只能少量通过通道蛋白运输到胃腔，通道蛋白能控制K＋通过细胞膜，D项错误。

答案：A

12．[2019·广东惠州模拟]科学家对哺乳动物红细胞膜上不同种类的磷脂(SM、PC、PS、PE、PI、CI)进行了研究，分析结果如下图所示。下列相关叙述，不正确的是(　　)

A．组成细胞膜的磷脂分子在磷脂双分子层中分布是不对称的

B．糖被只分布于细胞膜的A侧，B侧没有

C．水分子的跨膜运输与磷脂双分子层相关，也与某些蛋白质相关

D．O2、CO2、甘油和葡萄糖可以自由通过多种磷脂组成的膜结构

解析：题图显示，各种磷脂分子在细胞膜两侧的含量不同，这说明组成细胞膜的磷脂分子在磷脂双分子层中是不对称分布的；A侧是血浆侧，即红细胞膜的外侧，糖被只分布于细胞膜的外侧；水分子的跨膜运输方式是自由扩散时，与磷脂双分子层有关，非自由扩散时，还与某些水通道蛋白有关；氧气、二氧化碳、甘油是通过自由扩散方式运输的，它们都能自由通过由多种磷脂组成的膜结构，葡萄糖分子通过细胞膜的方式为协助扩散或主动运输，需要载体蛋白的协助。

答案：D

13．某同学进行“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验时，将观察到的某个细胞大小变化情况绘制成了曲线(如图)。下列叙述正确的是(注：细胞的初始大小相对值记为1)(　　)

A．b～c段，由于失水过多，细胞可能已经死亡

B．c～d段，水分子的运动方向是从细胞外进入细胞内

C．d～e段，细胞液浓度等于外界溶液浓度

D．e时液泡的颜色比a时浅

解析：结合题意分析曲线可知，c点后细胞大小相对值变大，说明细胞吸水发生质壁分离复原现象，因此b～c段细胞是活细胞；图中c～d段水分子的运动方向既有从细胞外进入细胞内，也有从细胞内进入细胞外，但进入细胞内的水分子数多于离开细胞的水分子数；d～e段，细胞大小相对值大于1，说明细胞吸水，故细胞液浓度大于外界溶液浓度；由于e时细胞大小相对值大于1，说明细胞吸水，故e时液泡内细胞液浓度降低，液泡的颜色比a时浅。

答案：D

大题冲关练——综合创新·求突破

14．[2019·湖北襄阳四中高三理综]下图是用洋葱表皮细胞做质壁分离和复原实验时，细胞吸水力随质壁分离程度变化的曲线，请回答相关问题：

(1)植物细胞质壁分离是指____________，植物细胞质壁分离的实验原理是________________________________________________________________________。

(2)据图可知，实验中细胞质壁分离程度与细胞吸水力的关系是______________________。

(3)实验过程中，细胞处于A点时，细胞液浓度________(填“一定”或“不一定”)小于外界溶液浓度，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)植物细胞质壁分离是指原生质层(细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质)与细胞壁分离；植物细胞的质壁分离原理，即当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩，由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。

(2)据图可知，细胞质壁分离程度越大，细胞吸水力越大，即细胞吸水力与质壁分离程度呈正相关。

(3)实验过程中，细胞处于A点时，细胞可能正在发生质壁分离，也可以是正在发生质壁分离复原，或处于平衡状态，所以A点处细胞液浓度可能大于外界溶液浓度，也可能小于外界溶液浓度，或等于外界溶液浓度。

答案：(1)原生质层与细胞壁分离　①细胞壁比原生质层的伸缩性小　②当外界溶液比细胞液浓度大时，细胞会渗透失水　(2)随着细胞质壁分离程度的增加，细胞吸水力逐渐增大　(3)不一定　此时的细胞可以是正在质壁分离，也可以是正在质壁分离复原

15．[2019·河南省八市学评模拟]下图为哺乳动物细胞膜结构及功能的示意图(图中膜两侧黑点的密集程度代表对应物质的相对浓度)，请据图作答：

(1)研究发现，采用哺乳动物成熟的红细胞更易获得纯净的细胞膜，其原因是________________________________________________________________________。

(2)根据能量来源的不同，可将动物细胞膜上的主动运输分为原发性主动转运和继发性主动转运。上图中K＋进入细胞属于原发性主动转运，其所需要的能量直接来源于________；葡萄糖进入细胞属于继发性主动转运，这种方式中驱动葡萄糖进入细胞所需要的能量直接来源于________________。与协助扩散相比较，主动运输具有的特点是____________________。

(3)图示中，“信息分子”与“受体”的结合表明细胞膜具有______________的功能。若该“信息分子”为促甲状腺激素，则含有该激素受体的细胞为________________________________________________________________________；

肝细胞膜上不存在促甲状腺激素的受体，其根本原因是________________________________________________________________________。

解析：(1)哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，也就没有除细胞膜外的其他膜结构，易制得纯净的细胞膜。

(2)K＋和葡萄糖都是从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，需要消耗能量，二者的运输方式都是主动运输，但K＋的主动转运所需要的能量直接来源于ATP(ATP的水解)，葡萄糖的主动转运所需要的能量直接来源于膜两侧Na＋的浓度梯度。协助扩散是物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量。可见，与协助扩散相比较，主动运输具有的特点是：一般为逆浓度梯度运输，且需要细胞代谢释放的能量。

(3)图示中的“信息分子”与“受体”的结合表明细胞膜具有信息交流的功能。若该“信息分子”为促甲状腺激素，则含有该激素受体的细胞为甲状腺细胞；肝细胞膜上不存在促甲状腺激素的受体，其根本原因是肝细胞中该受体基因不表达。

答案：(1)哺乳动物成熟的红细胞没有除细胞膜外的其他膜结构

(2)ATP(ATP的水解)　膜两侧Na＋浓度梯度　一般为逆浓度梯度运输，且需要细胞代谢释放的能量

(3)信息交流　甲状腺细胞　肝细胞中该受体基因不表达

16．[2019·四川双流中学月考]Hg2＋能抑制ATP水解。科研人员为探究不同浓度的Hg2＋对洋葱根尖成熟区细胞和分生区细胞吸收K＋的影响进行了相关实验，结果如下表所示。请回答下列问题：

(1)洋葱根尖细胞中能产生ATP的部位有________________________。针对成熟区细胞设置A1组作为对照组的目的是________________________________________________________________________。

(2)分析上表中数据可知，随着Hg2＋浓度的升高，细胞吸收K＋的量________(填“增多”“不变”或“减少”)，可能的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)对比A1组和B1组，可得出的结论是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)洋葱根尖细胞可以进行呼吸作用，不能进行光合作用，因此其产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体；针对成熟区细胞设置A1组作为对照组，目的是排除无关变量的干扰，以确保实验结果是由不同浓度的Hg2＋引起的。

(2)分析上表中数据可知，随着Hg2＋浓度的升高，细胞吸收K＋的量减少，可能的原因是细胞吸收K＋属于主动运输，需要ATP供能，而Hg2＋通过抑制ATP水解影响K＋的吸收。

(3)根据表格数据分析，A1、B1实验后细胞内K＋浓度分别为10 mg·L－1、5 mg·L－1，说明与分生区细胞相比，成熟区细胞对K＋的吸收量更大。

答案：(1)细胞质基质和线粒体　排除无关变量的干扰，以确保实验结果是由不同浓度的Hg2＋引起的

(2)减少　细胞吸收K＋属于主动运输，需要ATP供能，而Hg2＋通过抑制ATP水解影响K＋的吸收

(3)与分生区细胞相比，成熟区细胞对K＋的吸收量更大