内容正文:
第4章 细胞的物质输入和输出
(考情速览+考点直击+考试提升)
考情揭秘
素养点击
基本考查点
1.对渗透现象的分析;
2.植物细胞的质壁分离与复原;
3.物质进出细胞的方式及其影响因素。
1.对渗透现象的分析和植物细胞的质壁分离与复原主要以植物细胞质壁分离与复原的实验探究进行展开,考查学生对细胞失水和吸水的条件、原理、实验操作等内容的掌握情况,培养学生科学探究的能力;另外以生活实例为命题信息,考查物质的跨膜运输,体现了对科学思维的渗透;
2.通过对细胞膜结构与物质运输功能相适应的学习,培养学生的结构与功能观;
3.结合被动运输对比分析物质运输方式的特点,培养科学思维;
4.根据物质运输方式的差异,设计实验探究某种物质的运输方式,培养科学探究能力。
热点及难点
1.植物细胞的质壁分离与复原;
2.设置多种情境,以文字表述、模式图为信息载体,考查物质进出细胞的方式及其影响因素。
高考中考查形式及地位
1.主要以实验探究形式考查细胞的吸水和失水,植物细胞质壁分离和复原、水进出细胞的方式,多以选择题的形式进行考查,本节知识是高考中的高频考点,其中自由扩散、协助扩散常与主动运输结合进行综合考查;
2.物质进出细胞的方式是高考的高频考点,常结合不同的情境进行考查,以选择题的形式为主,非选择题的形式较少出现。
考点一、对渗透现象的分析
1.某同学为验证膜的通透性设计了如图所示的渗透装置,实验开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面齐平。下列有关叙述正确的是( )
A.漏斗内液面逐渐升高,且上升的速率先加快后减慢
B.漏斗内的水分子和蔗糖分子不能透过半透膜进入烧杯
C.当漏斗内液面不再升高时,半透膜两侧液体的渗透压相同
D.当半透膜两侧水分子进出速率相等时,漏斗内液面保持稳定
【答案】D
【分析】渗透作用是指水分通过半透膜从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧的扩散。膀胱膜是生物材料,具有选择透过性,可以看成半透膜。渗透装置中漏斗中水分上升到一定高度,液面不再上升,达到渗透平衡。
【详解】A、漏斗内液面逐渐升高,升高到一定高度维持稳定,不再升高,由于漏斗内浓度越来越低,故上升的速率一直减慢,A错误;
B、漏斗内的水分子可以透过半透膜进入烧杯,B错误;
C、当漏斗内液面不再升高时,半透膜两侧水分子的进出量相等,由于漏斗内液面更高,故漏斗内液体的渗透压更高,C错误;
D、当半透膜两侧水分子进出速率相等时,半透膜两侧水分子的进出量相等,漏斗内液面保持稳定,D正确。
2.哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后制作临时装片,用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是
A.在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
B.在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞
C.在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂
D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
【答案】C
【分析】0.9%的生理盐水与人和哺乳动物血浆中无机盐的浓度相同,水分子进出细胞膜达到动态平衡,因此红细胞能保持正常形态。在低浓度的溶液中,红细胞会吸水涨破,在高浓度的溶液中,红细胞会吸水皱缩。
【详解】在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩,但红细胞无细胞壁结构,故不会发生质壁分离,A选项错误;在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态未变是由于水分子进出细胞膜达到动态平衡,而不是没有水分子进出细胞,B选项错误;在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞会吸水甚至导致涨破,C选项正确;渗透是指水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的扩散,D选项错误。
3.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
【分析】渗透压是水分子或其它溶剂分子通过半透膜时对半透膜产生的压力。渗透压的大小与单位体积溶液中溶质分子的多少有关,单位体积溶液中溶质分子数多,渗透压就大;反之亦然。 半透膜是一种只允许某些物质透过,而不允许另一些物质透过的薄膜。
【详解】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,A正确,BCD错误。
4.为探究渗透作用的条件,生物学习小组的同学设计了下图装置。在 U型管的底部安装半透膜,在甲、乙两侧注入等量的蒸馏水,然后将两个装有等量、等质量分数的淀粉和葡萄糖溶液的透析袋,分别置于甲、乙两侧的蒸馏水中,一段时间后分别取两侧溶液用斐林试剂进行检测,同时在乙侧加入适量碘-碘化钾溶液(透析袋和半透膜大分子无法通过,小分子可以自由通过)。下列说法错误的是( )
A.甲、乙两侧均会产生砖红色沉淀
B.液面稳定后甲侧的液面高于乙侧
C.甲侧的透析袋内呈现蓝色、乙侧不会呈现蓝色
D.葡萄糖可以通过协助扩散的方式通过透析袋和半透膜
【答案】D
【分析】分析题意:透析袋和半透膜允许水、葡萄糖分子通过,大分子物质淀粉不能通过。
【详解】A、斐林试剂可用于检测还原糖,葡萄糖属于小分子物质,可通过半透膜,故甲、乙两侧均含有葡萄糖,一段时间后分别取两侧溶液用斐林试剂进行检测,则甲、乙两侧均会产生砖红色沉淀,A正确;
B、由于葡萄糖能透过半透膜,而淀粉不能透过半透膜,则页面稳定后甲侧的渗透压高,液面高于乙侧,B正确;
C、碘-碘化钾溶液可与淀粉反应呈蓝色,由于淀粉不能透过半透膜,故只有甲侧有淀粉而乙侧没有,在乙侧加入适量碘-碘化钾溶液,碘-碘化钾也会透过半透膜,故甲侧的透析袋内呈现蓝色、乙侧不会呈现蓝色,C正确;
D、协助扩散是指小分子物质通过生物膜的方式,透析袋和图中的半透膜不属于生物膜,D错误。
5.下图是研究渗透作用的装置。甲是发生渗透作用时的初始状态,乙是较长时间之后达到动态平衡的状态。下列有关叙述错误的是( )
A.若③为一层纱布,则不会发生此现象
B.甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度
C.乙中溶液①和②之间没有水分子运动
D.甲到乙过程中水柱上升速度逐渐减慢
【答案】C
【分析】渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧运输到高浓度一侧;条件是半透膜和浓度差。(1)半透膜可以是生物性的选择透过性膜,如细胞膜,也可以是物理性的过滤膜,如玻璃纸。(2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差,即物质的量浓度之差,即摩尔浓度而不是质量浓度。
【详解】A、若③为一层纱布,没有选择透过性,溶质和溶剂分子都能透过纱布,因此不会发生此现象,A正确;
B、从甲到乙,漏斗液面上升,根据渗透原理,说明甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度,B正确;
C、乙中达到渗透平衡后,是溶液①和②之间水分子进出达到了平衡,而不是没有水分子运动,C错误;
D、甲到乙过程中,半透膜两侧溶液浓度差逐渐变小,水分由①进入②的速率减小,因此甲到乙过程中水柱上升速度逐渐减慢,D正确。
6.将人体红细胞分别置于浓度为0.9%、0.6%、1.2%的a、b、c三组氯化钠溶液中,一段时间后对其形态叙述正确的是( )
A.a组细胞水分不进出,细胞形态也不发生变化
B.c组细胞因渗透失水而发生质壁分离
C.b组细胞可能因渗透吸水而胀破
D.若向a组烧杯中加入适量蔗糖,细胞皱缩后又恢复原状
【答案】C
【分析】1、红细胞在不同浓度的外界溶液中所产生的不同变化:①当外界溶液浓度<细胞内液的溶质浓度时,红细胞吸水膨胀;②当外界溶液浓度>细胞内液的溶质浓度时,红细胞失水皱缩;③当外界溶液浓度=细胞内液的溶质浓度时,红细胞吸水与失水处于动态平衡,细胞形状不改变。
2、由图可知:红细胞浸入a溶液中保持正常形态,说明a溶液浓度等于细胞内液的溶质浓度;红细胞浸入b溶液中吸水膨胀,说明b溶液浓度小于细胞内液的溶质浓度;红细胞浸入c溶液中失水皱缩,说明c溶液浓度大于细胞内液的溶质浓度。
【详解】A、图a中红细胞放置于浓度为0.9% 的生理盐水,浓度为0.9%的生理盐水与动物细胞内液等渗,水分进出处于动态平衡,故红细胞浸入a溶液中保持正常形态,A错误;
B、发生质壁分离的前提之一是具有细胞壁和原生质体,图中用的是人体红细胞,为动物细胞,无细胞壁,故不会发生质壁分离现象,B错误;
C、动物细胞膜相当于一层半透膜,允许水分子进出,b组细胞内液浓度大于外界浸泡液溶度, 浸泡过程中也有水分子从b组细胞渗出,但渗入的水分多于渗出的水分,故b组细胞可能因渗透吸水而胀破,C正确;
D、若向a组烧杯加入少量蔗糖,则由于外界溶液浓度较高,细胞会发生失水,所以细胞会皱缩,D错误。
7.科学家阿格雷(P.Agre)分离出红细胞膜上的AQP1蛋白。为探究AQP1蛋白是否是水通道蛋白,科学家将含有AQP1蛋白和不含AQP1蛋白的人工合成脂质膜构成的球体(脂质体)放在同一种浓度的溶液中,结果如图所示。结合相关知识分析,下列叙述错误的是( )
A.该实验应将两种脂质体置于较低浓度的溶液中
B.不含AQP1的脂质体理论上对水的通透性较高
C.通道蛋白运输物质时不需要消耗细胞内化学反应释放的能量
D.实验结果可初步证明AQP1蛋白是水通道蛋白
【答案】B
【分析】由图可知,含有AQP1蛋白的脂质体吸水膨胀的时间短,说明水分子能通过AQP1蛋白,这种方式为协助扩散,说明AQP1蛋白是水通道蛋白。
【详解】A、为了使得水分能够进入脂质体,需要让脂质体内溶液渗透压高于脂质体外溶液渗透压,因此该实验应将两种脂质体置于较低浓度的溶液中,A正确;
B、由图可知,含有AQP1蛋白的脂质体比不含AQP1蛋白的脂质体更容易吸水涨破,说明含AQP1的脂质体对水分子转运速率更高通透性更强,B错误;
C、通道蛋白运输物质属于协助扩散,为被动运输,不需要消耗细胞内化学反应释放的能量,C正确;
D、含有AQP1蛋白的脂质体对水分子转运速率更高,可推测AQP1蛋白是水通道蛋白,D正确。
8.确定植物组织的水势(细胞液浓度)有利于农肥的合理使用。小液流法是测定植物组织水势的常用方法,其原理是把高浓度溶液的一小液滴放到低浓度溶液中时,液滴下沉;反之则上升。甲与乙两组试管相同且依次编号为1~6号,相同的试管编号中加入相同浓度的蔗糖溶液。在甲试管中放入待测的植物材料一段时间后,从中取小液滴滴入乙试管(如图所示),结果如下表(注:甲试管内加入适量的甲烯蓝,甲烯蓝可使蔗糖溶液变蓝,忽略甲烯蓝对蔗糖浓度的影响)。下列相关叙述正确的是( )
乙组试管编号
1
2
3
4
5
6
1mol/L的蔗糖溶液(ml)
0.5
1
1.5
2
2.5
3
蒸馏水(ml)
9.5
9
8.5
8
7.5
7
蓝色小滴升降情况
↓
↓
↓
↑
↑
↑
A.由上表推知植物材料的细胞液浓度介于0.2~0.25mol·L-1之间
B.甲组1~3号试管中,植物材料水势变化最小的是3号
C.甲组4~6号试管中,植物材料的水势大于蔗糖溶液的水势,细胞吸水
D.甲组试管内植物材料水势达到稳定时,与小液滴的水势相同
【答案】B
【解析】1、本实验的实验原理:当外界溶液浓度低于细胞液浓度时,细胞吸水,使外界溶液浓度升高,导致乙组蓝色小滴下降;当外界溶液浓度高于细胞液浓度时,细胞失水,使外界溶液浓度降低,导致乙组蓝色小滴上升;当外界溶液浓度等于细胞液浓度时,细胞水分进出平衡,外界溶液浓度不变,导致乙组蓝色小滴扩散。
2、根据实验步骤分析,实验的自变量蔗糖溶液的浓度,因变量是细胞的吸水和失水,观察指标是蓝色小液滴的移动方向(小液滴放到低浓度溶液中时,液滴下沉;反之则上升。)。1-6号试管中蔗糖溶液的浓度逐渐升高,由于乙组3号试管中,液滴移动方向向下,乙组4号试管中,液滴移动方向向上,推知植物材料的细胞液浓度介于0.15~0.2mol·L-1之间。
【详解】A、据分析可知,据表格数据推知植物材料的细胞液浓度介于0.15~0.2mol·L-1之间,A错误;
B、乙组1~3号试管中,蓝色小滴下降,说明甲组1~3号试管中,植物细胞吸水。甲组1~3号试管中,蔗糖溶液的浓度逐渐升高,与细胞液浓度差逐渐降低,植物细胞吸水量逐渐减少,植物材料水势变化最小的是3号,B正确;
C、乙组4~6号试管中,蓝色小滴上升,说明甲组4~6号试管中,植物材料的水势小于蔗糖溶液的水势,细胞失水,C错误;
D、由于细胞壁的限制作用,在低浓度外界溶液中,植物细胞不再吸水时,细胞液浓度仍然大于外界溶液的浓度。故甲组试管内植物材料水势达到稳定时,不一定与小液滴的水势相同,D错误。
9.如图甲、乙为常见的两套渗透装置图(图中S1为30%蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为30%葡萄糖溶液;已知单糖能通过半透膜,但二糖和多糖不能通过半透膜),下列有关叙述错误的是( )
A.待装置甲S1液面稳定后加入蔗糖酶,漏斗管内液面会升到一定高度后保持不变
B.装置甲漏斗中液面上升速率逐渐下降
C.实验刚开始时,装置甲中水分子从S2侧进入另一侧的速率小于装置乙中水分子从S2侧进入另一侧的速率
D.装置乙的现象是S3液面先上升后下降,最终S3和S2液面持平
【答案】A
【分析】渗透作用的原理是水分子等溶剂分子由单位体积中分子数多的一侧透过半透膜向单位体积内分子数少的一侧扩散,如图装置甲烧杯中S2为蒸馏水,而漏斗中S1为30%的蔗糖溶液,所以烧杯中单位体积内水分子数多于漏斗中单位体积内的水分子数,所以水分子会透过半透膜由烧杯向漏斗内渗透,使漏斗内液面上升;同理,乙装置中起始半透膜两侧溶液浓度不等,水分子仍然会发生渗透作用。
【详解】A、待装置甲S1液面稳定后加入蔗糖酶,蔗糖水解为单糖,导致漏斗内溶液的物质的量浓度升高,S1液面先上升;由于单糖可以通过半透膜,导致液面上升后又下降,A错误;
B、装置甲中,S1为30%蔗糖溶液、S2为蒸馏水,所以漏斗中液面上升,但随着半透膜两侧的浓度差逐渐减小,漏斗中液面上升速率逐渐下降,最后在半透膜两侧水分子扩散速率达到平衡,B正确;
C、渗透装置中水分子扩散速率取决于半透膜两侧溶液物质的量的浓度差,由于蔗糖是二糖,葡萄糖是单糖,则30%的蔗糖溶液的物质的量的浓度小于30%葡萄糖溶液的,因此实验刚开始时,装置甲中水分子从S2侧进入另一侧的速率小于装置乙中水分子从S2侧进入另一侧的速率,C正确;
D、装置乙中,初期S2、S3中存在浓度差,因为水的渗透作用,S3液面会上升,但由于葡萄糖能通过半透膜,一段时间后S3液面又会下降,最终S3和S2液面持平,D正确。
10.(不定项)下图甲所示渗透装置中,两种浓度的蔗糖溶液被半透膜分隔在长颈漏斗和烧杯中,实验开始时长颈漏斗与烧杯内溶液液面高度相等;下图乙所示渗透装置中,等体积的两种浓度的蔗糖溶液被可无摩擦滑动的隔板(中间装有半透膜,半透膜只容许水分子通过)分隔在长方体容器中。下列相关分析正确的是( )
A.实验一段时间后,甲装置长颈漏斗内液面上升至某一高度并稳定不变
B.实验一段时间后,乙装置容器中隔板先向左移后又恢复到中间位置
C.达到渗透平衡时,甲装置中半透膜两侧蔗糖溶液浓度相等
D.达到渗透平衡时,乙装置中半透膜两侧蔗糖溶液浓度相等
【答案】AD
【分析】渗透作用是水分子或其他溶剂分子通过半透膜由低浓度一侧向高浓度一侧扩散的过程。渗透作用发生的两个条件:半透膜、半透膜两侧存在浓度差。
【详解】A、液面上升的过程中,半透膜两侧溶液的浓度差逐渐减小,上升的速率逐渐减慢,最终达到稳定状态不变,故一段时间后,甲装置漏斗内液面上升至某一高度并稳定不变,A正确;
B、乙装置中,水分子通过半透膜从左侧向右侧浓度高的蔗糖溶液扩散的速度大于水分子通过半透膜从右侧向左侧扩散的速度,故右侧溶液增多,导致隔板向左侧滑动,一段时间后,水分子通过半透膜达到平衡状态,故乙装置容器内隔板左移至某一位置并稳定不变,B错误;
C、液面上升一定高度后达到平衡,此时漏斗内蔗糖溶液浓度仍大于漏斗外蔗糖溶液浓度,以维持漏斗内一定高度的水柱,故达到渗透平衡时,甲装置中半透膜两侧的蔗糖溶液浓度不相等,C错误;
D、乙装置中没有由于液面差造成的压力差,故达到渗透平衡时,乙装置中半透膜两侧的蔗糖溶液浓度相等,D正确。
考点二、植物细胞的质壁分离与复原
1.将一片洋葱鳞片叶置于某一浓度的蔗糖溶液中,制成一个临时装片,放在显微镜下观察时,某一时刻,在同一视野下看到3个不同状态的细胞(液泡大小不再变化),如图。下列相关叙述,不正确的是( )
A.发生图示变化前,细胞液的浓度为甲>乙>丙
B.丙状态下的细胞a处溶液浓度与b处浓度基本一致
C.处于图中状态的三个细胞的细胞液浓度可能相同
D.图中水分子不再通过原生质层进出细胞
【答案】D
【分析】根据题意和图示分析可知:甲细胞几乎没有发生质壁分离,说明细胞液浓度与蔗糖溶液浓度相当;乙细胞发生了质壁分离,但不明显,说明细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度,但浓度差不大;丙细胞发生了明显的质壁分离,说明细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度,且浓度差较大。由于蔗糖溶液浓度相同,所以这3个细胞在未发生图示变化之前,其细胞液的浓度依次是甲>乙>丙。
【详解】A、由分析可知,发生图示变化前,细胞液的浓度为甲>乙>丙,A正确;
B、丙图细胞处于质壁分离状态下,液泡大小不再变化,水分进出细胞达到平衡,说明细胞a处溶液浓度与b处浓度基本一致,B正确;
C、甲、乙、丙三个细胞初始细胞液的浓度不同,处于图中状态时,细胞液浓度有可能相同,C正确;
D、图中三个细胞液泡大小不再变化,说明水分进出细胞达到动态平衡,D错误。
2.在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理。下列有关叙述正确的是( )
A.三次观察均为低倍镜观察,没有使用高倍镜观察
B.实验中两次处理过程:第一次用吸水纸吸引时滴加的液体为清水,第二次用吸水纸吸引时滴加的液体为质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液
C.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮,则不会发生质壁分离
D.该实验方案因为只设计了一组实验,所以没有遵循对照原则
【答案】A
【分析】1、在探究植物细胞的吸水和失水”实验中,第--次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蒸馏水中的正常状态,第二次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蔗糖溶液中的质壁分离状态,第三次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蒸馏水中的质壁分离复原状态。
2、成熟的植物细胞构成渗透系统,可发生渗透作用。质壁分离的原因:外因:外界溶液浓度>细胞液浓度;内因:原生质层相当于一层半透膜,细胞壁的伸缩性小于原生质层。
【详解】A、由于紫色洋葱磷片叶外表皮细胞的液泡足够大,本次实验使用低倍镜就可清晰观察到细胞的状况,不需要高倍镜观察,A正确;
B、实验中两次处理过程:第一次用吸水纸吸引时滴加的液体为质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液以使细胞质壁分离;第二次用吸水纸吸引时滴加的液体为清水,以使细胞质壁分离复原,B错误;
C、若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮,依然会发生质壁分离,只是不便于实验观察,C错误;
D、该实验方案使用同一个紫色洋葱磷片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理,遵循了自身前后对照原则,D错误。
3.某兴趣小组进行了4组植物细胞质壁分离实验,结果如图所示。下列对实验结果的预测,错误的是( )
选项
实验材料
溶液
实验现象
A
洋葱紫色鳞片叶内表皮
加入红墨水的蔗糖溶液
呈现甲图现象,①②无色,③红色
B
红色玫瑰花瓣
清水
呈现乙图现象,①无色,②红色
C
白色山茶花叶片
蔗糖溶液
呈现甲图现象,①②③均无色
D
黑藻叶片
蔗糖溶液
呈现甲图现象,①绿色,②③无色
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【分析】植物细胞之所以能发生质壁分离,是由于具有发生渗透作用的两个条件:具有半透膜和半透膜两侧具有浓度差。图中的半透膜是由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质构成的原生质层,浓度差是指细胞液和外界溶液之间的浓度差。图中①是指细胞质基质,②是液泡,③是指细胞壁与原生质层的间隙。
【详解】A、图中①是指细胞质基质,②是液泡,③是指细胞壁与原生质层的间隙。洋葱紫色鳞片叶内表皮细胞无色,加入含红墨水的蔗糖溶液中,细胞因失水而发生质壁分离,由于细胞壁是全透性的,而原生质层(或细胞膜)具有选择透过性,红墨水可以透过细胞壁进入③中,但不会进入细胞内,故呈现甲图现象,①②无色,③为红色,A正确;
B、红色玫瑰花瓣细胞的②液泡中含有红色素,故②呈现红色,将其置于清水中细胞吸水,不会发生质壁分离,故呈现乙图现象,①细胞质基质为无色,B正确;
C、将白色山茶花叶片置于蔗糖溶液中,细胞因失水而发生质壁分离,呈现甲图现象,由于蔗糖溶液无色,故③无色,但山茶花叶片是绿色的,故①②为绿色,C错误;
D、将黑藻叶片置于蔗糖溶液中,细胞因失水而发生质壁分离,呈现甲图现象,由于蔗糖溶液无色,故③无色,但黑藻叶片细胞细胞质有叶绿体,故①为绿色,②液泡无色,D正确。
4.某同学在做“植物细胞质壁分离与复原实验”时,用物质的量浓度都为2mol/L的乙二醇溶液和蔗糖溶液分别浸泡洋葱细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如右图所示。下列叙述正确的是( )
A.两组实验过程中均有水分子透过细胞膜不断地进、出细胞
B.在1min后,处于蔗糖溶液中细胞的细胞液浓度开始升高
C.在2min时,处于乙二醇溶液中细胞开始吸收乙二醇
D.洋葱的所有活细胞都可发生质壁分离现象
【答案】A
【分析】题图分析,某种植物细胞处于乙二醇溶液中,外界溶液浓度高于细胞液浓度,发生质壁分离,质生质体体积变小,细胞液浓度增大;随后由于乙二醇溶液以自由扩散的方式进入细胞,细胞液浓度增加,细胞吸水,发生质壁分离复原;而植物细胞处于蔗糖溶液中,外界溶液浓度高于细胞液浓度,发生质壁分离,质生质体体积变小;蔗糖不能进入细胞,不会发生自动复原。
【详解】A、水分子可通过自由扩散进出细胞,在两组实验过程中均有水分子透过细胞膜不断地进、出细胞,A正确;
B、在1min后,由于处于2mol/L蔗糖溶液中的细胞的原生质体体积逐渐变小后趋于稳定,说明此时间段细胞还在失水并趋于渗透平衡,则细胞液浓度缓慢升高后趋于稳定,B错误;
C、乙二醇中的细胞一开始就吸收乙二醇,不是从2min开始,C错误;
D、并不是该植物的所有活细胞在一定条件下都能发生质壁分离及复原现象,能发生质壁分离及复原现象的细胞须具有大液泡等结构,D错误。
5.用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为材料探究植物细胞的吸水和失水,在实验过程中观察到了如下图所示细胞形态。据图分析,相关说法中错误的是( )
A.质壁分离发生过程中,丙处溶液吸水能力增强
B.质壁分离发生过程中,乙处的颜色会逐渐加深
C.只根据图③无法判断甲、丙两处溶液的浓度大小关系
D.当外界为KNO3溶液,可能观察到②→①→③→①→②的动态变化
【答案】B
【分析】当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中;由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,液泡逐渐缩小,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,发生质壁分离。无论发生质壁分离还是质壁分离复原,水分子一直都在进出细胞。
【详解】A、质壁分离发生过程中,细胞液浓度增大,丙处溶液吸水能力增强,A正确;
B、质壁分离发生过程中,失去的主要是细胞液的水,乙细胞质的颜色不会逐渐加深,B错误;
C、由图可知,该细胞可能正在渗透失水或吸水,无法判断甲、丙两处溶液的浓度大小关系,C正确;
D、当外界为KNO3溶液,细胞会发生质壁分离,原生质体体积缩小,但由于K+和N03-不断被吸收进入细胞,使细胞液浓度增大而吸水,原生质体体积又恢复正常,因此可能会观察到②→①→③→①→②的动态变化,D正确。
6.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
【答案】C
【分析】由题分析可知,水分交换达到平衡时细胞a未发生变化,既不吸水也不失水,细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度;细胞b的体积增大,说明细胞吸水,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;细胞c发生质壁分离,说明细胞失水,水分交换前,细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度。
【详解】A、由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大,说明细胞吸水,则水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度,A正确;
B、水分交换达到平衡时,细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度,细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度,因此水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c,B正确;
C、由题意可知,水分交换达到平衡时,细胞a未发生变化,说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等;水分交换达到平衡时,虽然细胞内外溶液浓度相同,但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小,因此,水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度,C错误
D、在一定的蔗糖溶液中,细胞c发生了质壁分离,水分交换达到平衡时,其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度,D正确。
7.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,实验结果见图。下列叙述错误的是( )
A.T1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
B.各组蔗糖溶液中,水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液
C.T1和T2组经清水处理后,发生质壁分离的细胞均复原
D.T3和T4组若持续用清水处理,质壁分离的细胞比例可能下降
【答案】B
【分析】柱形图分析: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,质壁分离的细胞比例T1组<T2组<T3组<T4组,T3组、T4组再用清水处理后质壁分离复原比例T3组<T4组。
【详解】A、由柱形图可知,T1组经蔗糖溶液处理后,有52%的细胞发生质壁分离,即有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁,A正确;
B、各组蔗糖溶液中,水分子可以从蔗糖溶液进入细胞液,只是少于水分子从细胞液进入蔗糖溶液,B错误;
C、T1和T2组部分细胞能发生质壁分离,说明质壁分离的细胞是活细胞,若经清水处理后发生质壁分离的细胞均复原,C正确;
D、T3和T4组若持续用清水处理,质壁分离复原的细胞逐渐增多,使质壁分离的细胞比例可能下降,D正确。
8.萎蔫的叶片放在清水中会变得硬挺,糖拌西红柿会渗出好多水,施肥过多会出现“烧苗”现象,这些现象都说明植物细胞会发生吸水和失水,为验证上述问题;某兴趣活动小组的同学撕取洋葱的外表皮,做了“观察质壁分离和复原”实验,下列关于该实验的描述,正确的是( )
A.质壁分离中壁指细胞壁,质指细胞质,动物细胞没有细胞壁不能作此实验的实验材料
B.在低倍镜下找到含有紫色大液泡的细胞,把物像移到视野中央,换高倍镜进一步观察
C.可用中央液泡的大小、原生质层的位置或液泡的颜色变化作为观察指标
D.显微镜下可清晰地观察到细胞核始终位于细胞中央
【答案】C
【分析】植物细胞吸水的原理是:当细胞液浓度大于周围水溶液浓度时,植物细胞吸水;当植物细胞液浓度小于周围水溶液浓度时,植物细胞失水。
【详解】A、质壁分离中壁指细胞壁,质指原生质层,动物细胞没有细胞壁不能作此实验的实验材料,A错误;
B、发观察质壁分离以及复原的实验中,可以只在低倍镜下观察,B错误;
C、质壁分离实验可用中央液泡的大小、原生质层的位置或液泡的颜色变化作为观察指标,C正确;
D、紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中由于液泡大且呈现紫色,因此不容易在普通显微镜下观察到细胞核,如果不染色,细胞核也很难清晰,D错误。
9.某生物兴趣小组的同学将 A、B 两种植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中,培 养相同时间后检测其重量变化,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.甲浓度条件下,A植物细胞的细胞液浓度变大
B.乙浓度条件下,B植物细胞的吸水能力变小
C.由图可知,实验前B植物成熟细胞的细胞液浓度大于A植物
D.五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙<戊<甲<丁<乙
【答案】B
【分析】在甲~戊不同浓度的蔗糖溶液中,B植物比A植物的吸水能力强,保水能力也较强,说明B植物比A植物更耐干旱。
【详解】A、甲浓度条件下,A植物细胞质量减少,说明细胞失水,细胞液浓度变大,液泡体积变小,A正确;
B、乙浓度条件下,B植物细胞质量减轻,说明B植物细胞失水,其细胞的细胞液浓度变大,细胞的吸水能力变大,B错误;
C、由图可知,丙浓度下,植物B的增加质量大于植物A,说明植物B的吸水量大于植物A,则实验前,两种植物细胞液浓度的大小关系为B>A,C正确;
D、以植物B作为研究对象,丙浓度下细胞吸水最多,则丙浓度的溶液浓度最小,其次是戊,甲溶液中植物B既不吸水也不失水,与细胞液浓度相等,乙浓度下失水最多,则乙的浓度最大,因此五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙<戊<甲<丁<乙,D正确。
10.把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后,取蚕豆叶下表皮制作临时装片,先滴加清水进行观察,然后用0.3g/mL的蔗糖溶液取代清水,短时间内继续观察,结果如图所示。对此现象的推断最合理的是( )
A.清水中保卫细胞因发生质壁分离而使气孔开放
B.清水中水分子以被动运输的方式进入保卫细胞
C.蔗糖进入保卫细胞后,细胞吸水导致气孔关闭
D.滴加蔗糖溶液后,保卫细胞的吸水能力将减弱
【答案】B
【分析】质壁分离的原理: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。
【详解】A、清水中保卫细胞吸水使气孔开放,细胞并未发生质壁分离,A错误;
B、清水中水分子以自由扩散或协助扩散(统称为被动运输)的方式进入细胞,B正确;
C、用一定浓度的蔗糖溶液代替清水后,细胞失水导致气孔关闭,C错误;
D、滴加蔗糖溶液后,保卫细胞失水,其吸水能力将增强,D错误。
11.某兴趣小组利用一定浓度的M溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,下图一为显微镜下观察到的该细胞的某一时刻示意图,图二为实验过程中测得其x/y值随时间的变化曲线图。下列叙述正确的是( )
A.t2时细胞液浓度等于t₀时细胞液浓度 B.随着x/y值增大,细胞吸水能力增强
C.M溶液的溶质微粒从t1时开始进入细胞 D.t3时细胞内外存在浓度差,水分子进出处于动态平衡
【答案】D
【分析】据图分析,处于一定浓度的M溶液中的细胞,随时间的推移,细胞失水量先逐渐增加,说明细胞发生质壁分离;而后又逐渐减少,说明M物质可被细胞吸收,细胞液浓度增加,发生质壁分离的复原。
【详解】A、t2时细胞恢复到t0状态,由于M溶液中的溶质微粒可以进入细胞膜,故t2时细胞液浓度增大,大于t0时细胞液浓度,A错误;
B、随着x/y值增大,细胞吸水,但吸水能力逐渐减弱,B错误;
C、x/y值增大说明M物质可被细胞吸收,且M溶液的溶质微粒从开始时刻就能进入植物细胞,C错误;
D、在t3时,由于溶质不断进入细胞液,质壁分离复原后由于细胞壁的阻挡,体积不再增大,所以细胞内外还存在浓度差,此时水分子进出细胞平衡,D正确。
12.如图表示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在某一浓度的蔗糖溶液中,液泡体积和细胞吸水能力的相关曲线。不考虑细胞失活,下列叙述正确的是( )
A.B 点时,细胞液浓度大于此时的外界溶液浓度
B.若适当增大外界溶液浓度,则 A 点将向右上方移动
C.液泡体积为 V 1时,细胞液浓度小于外界溶液浓度
D.细胞失水,细胞液浓度增大导致细胞吸水能力增强
【答案】D
【分析】由图分析可知,在一定程度下,当液泡的体积越大时,细胞的吸水能力越弱。
【详解】A、B点时,细胞失水,液泡体积变小,但未达到失水最多的程度,所以此时细胞液浓度依然小于此时的外界溶液浓度,A错误;
B、若适当增大外界溶液浓度,则浓度差增大,A点将向左上方移动,B错误;
C、当液泡体积为V1时,此时质壁分离的程度达到最大,细胞液浓度可能小于外界溶液浓度,也可能等于外界浓度,C错误;
D、随着细胞失水,细胞液浓度逐渐增大,导致细胞吸水能力逐渐增强,D正确。
13.如图所示为某学生利用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行的某实验的基本操作步骤。请据图回答问题:
(1)你认为他做该实验的目的是 ,该实验 (填“有”或“无”)对照实验。
(2)B步骤主要观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色 的大小和 的位置。
(3)C步骤中吸水纸的作用是 。
(4)某学生在F步骤观察时,视野中的细胞与D步骤看到的完全一样,最可能的原因是 。
(5)浸泡在一定浓度的KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞,发生质壁分离后又自动复原,其自动复原是因为 。
【答案】 观察植物细胞的质壁分离与复原(或探究植物细胞的失水和吸水,或证明原生质层是一层半透膜,答案合理即可) 有 液泡 原生质层 引流,使细胞浸润在蔗糖溶液中 细胞失水过多而死亡 K+和会进入细胞内,使细胞外液浓度低于细胞液浓度,细胞重新吸水
【分析】1、质壁分离的原理:原生质层包括细胞膜和液泡膜以及它们之间的细胞质,原生质层相当于一层半透膜,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、质壁分离复原的原理:当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而吸水,外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,紧贴细胞壁,使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
3、实验步骤:
【详解】(1)据图分析实验过程可知,C和E步骤是改变细胞外溶液浓度的大小,观察其对洋葱鳞片叶外表皮细胞的影响,可推知此实验的目的是观察植物细胞的质壁分离与复原。
(2)B步骤时还没有发生质壁分离,此时主要是观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色液泡的大小和原生质层的位置,以便与D步骤比较。
(3)C步骤中吸水纸的作用是使洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中。
(4)F步骤时洋葱鳞片叶外表皮细胞不能发生质壁分高复原的原因可能是质壁分离时间过长,细胞长时间浸润在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中导致细胞失水过多而死亡或0.3 g/mL蔗糖溶液对所用表皮细胞来说浓度过高,会使其失水过快过多而死亡。
(5)K+和会进入细胞内,使细胞外液浓度低于细胞液浓度,细胞重新吸水,自动复原。
考点三、物质进出细胞的方式及其影响因素
1.图甲、图乙分别表示载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质被动运输方式,其中通道蛋白介导的运输速率比载体蛋白介导的运输速率快1000倍以上。下列叙述错误的是( )
A.载体蛋白可转运离子而通道蛋白只能转运分子
B.载体蛋白在运输物质的过程中其空间结构会发生改变
C.图甲载体蛋白介导的运输速率通常会受到载体蛋白数量的限制
D.图乙通道蛋白介导的运输速率快是因为溶质分子不需要与通道蛋白结合
【答案】A
【分析】据图分析,甲、乙两图物质跨膜运输特点是由高浓度运输到低浓度,需要载体蛋白和通道蛋白,不需要能量,都属于协助扩散。
【详解】A、通道蛋白也能转运离子,如Na+内流方式为通过钠离子通道蛋白的协助扩散,A错误;
B、载体蛋白拥有能与被运载物结合的特异的受体结构域,该结构域对被运载物有较强的亲和性,在被运载物结合之后载体蛋白会将被运载物与之固定,然后通过改变其空间结构使得结合了被运载物的结构域向生物膜另一侧打开,B正确;
C、图甲介导的物质运输需要载体蛋白的协助,其运输速率通常会受到载体蛋白数量的限制,C正确;
D、通道蛋白介导的物质运输过程中,该物质不需要与通道蛋白结合,运输速率快,D正确。
2.水分子进入细胞的两种方式如图所示,下列关于水通道蛋白的叙述正确的是( )
A.水分子借助水通道蛋白转运时会与通道蛋白结合
B.水通道蛋白转运水分子时会发生自身构象的改变
C.钙离子也可以借助图中的水通道蛋白进入细胞
D.水分子的跨膜运输方式可体现细胞膜的选择透过性
【答案】D
【分析】1、物质通过简单的扩散作用进出细胞,叫做自由扩散,常见的有水、气体、甘油、苯、酒精等。
2、进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散,叫做协助扩散,如红细胞吸收葡萄糖。
3、从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白质的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、钾离子等。
【详解】A、水分子借助水通道蛋白转运时不需要与通道蛋白结合,从高浓度一侧运输到低浓度一侧,不需要能量,为协助扩散,A错误;
B、水通道蛋白在转运水分时自身构象不会发生改变,B错误;
C、水通道蛋白具有专一性,据此可知,生物体内的钙离子不可以借助图中的蛋白质进行运输,C错误;
D、以上两种运输方式一个是自由扩散,一个是协助扩散,二者都能体现生物膜的选择透过性,D正确。
3.如图为某种物质跨膜运输方式示意图,该种运输方式的特点不包括( )
A.需要载体蛋白协助 B.需要提供能量
C.顺浓度梯度运输物质 D.受温度条件的影响
【答案】C
【分析】小分子物质进出细胞的方式主要为自由扩散、协助扩散和主动运输。气体分子和一些脂溶性的小分子可发生自由扩散;葡萄糖进入红细胞、钾离子出神经细胞和钠离子进入神经细胞属于协助扩散,不需要能量,借助于载体进行顺浓度梯度转运;逆浓度梯度且需要载体和能量的小分子运输方式一般为主动运输。
【详解】图示物质跨膜运输的方式需要能量和载体,且为逆浓度梯度运输,属于主动运输,故该运输方式特点不包括顺浓度梯度运输物质,其中能量的产生和载体的活性都受温度的影响,C符合题意。
4.细胞通过细胞膜内陷形成囊泡,将胞外的生物大分子、颗粒型物质或液体摄入细胞内,以维持细胞正常代谢活动的过程称为胞吞作用。下列有关该过程的叙述,错误的是( )
A.胞吞作用依赖于细胞膜的流动性
B.通过胞吞作用运载大分子物质时需要消耗能量
C.细胞膜内陷并分离形成囊泡后,细胞膜面积会减小
D.胞吞过程与胞吐过程不同,不需要膜上蛋白质的参与
【答案】D
【分析】大分子物质是通过胞吞或胞吐的方式运输的,胞吞和胞吐的生理基础是细胞膜的流动性,在此过程中需要消耗由细胞呼吸提供的能量。
【详解】AB、胞吞和胞吐的生理基础是细胞膜的流动性,在此过程中需要消耗由细胞呼吸提供的能量,AB正确;
C、细胞膜内陷并分离形成囊泡后,由于部分细胞膜用于形成囊拍,细胞膜面积会减小,C正确;
D、胞吐和胞吐过程均需要膜上的蛋白质参与识别,D错误。
5.如图为受体介导的胞吞作用,根据图示,下列叙述错误的是( )
A.该过程以膜的选择透过性为基础才能发生
B.该过程要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
C.构成囊泡膜的基本支架是磷脂双分子层
D.形成的囊泡可能与溶酶体结合,以将囊泡中的物质分解
【答案】A
【分析】当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合,从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子。然后,小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部,这种现象叫胞吞。细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排出细胞,这种现象叫胞吐。
【详解】A、胞吞作用有膜的凹陷,以膜的流动性为基础,A错误;
B、受体介导的胞吞过程需要受体和大分子物质的识 别,需要细胞内部供能,B正确;
C、囊泡膜是由细胞膜分离下来的,所以构成囊泡膜的基本支架是磷脂双分子层,C正确;
D、溶酶体中富含水解酶,形成的囊泡可能与溶酶体结合,以将囊泡中的物质分解,D正确。
6.如图是几种物质进出细胞方式的运输速率与影响因素间的关系曲线图,下列相关的叙述,正确的是( )
A.与葡萄糖进入红细胞的运输方式相符的图有②、④、⑥
B.与K+进入轮藻细胞的运输方式相符的图有②、④、⑤
C.与蛋白质进出细胞的运输方式相符的图有②、③、⑥
D.与甘油进出细胞的运输方式相符的图有①、③、⑤
【答案】D
【分析】据图分析,①图表示影响因素为浓度,运输方式为自由扩散;
②表示影响因素为浓度和载体蛋白数量,运输方式为协助扩散或主动运输;
③说明该物质运输不消耗能量,运输方式为被动运输;
④表示影响因素为能量,该物质运输方式为主动运输或者内吞外排;
⑤表示载体蛋白不影响该物质运输,其运输方式为自由扩散;
⑥说明该物质运输需要载体,方式可能为主动运输或协助扩散。
自由扩散可以用①、③、⑤表示,协助扩散用②、③、⑥表示,主动运输用④、⑥。
【详解】A.葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散,符合的有②、③、⑥,A错误;
B.K+进入轮藻细胞的方式为主动运输,符合的有④、⑥,B错误;
C.蛋白质进出细胞的方式为胞吞、胞吐,需要消耗能量,符合的是④,C错误;
D.甘油进出细胞的方式为自由扩散,符合的有①、③、⑤,D正确。
7.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①运出小肠上皮细胞
C.多肽以方式⑤进入细胞,以方式③离开细胞
D.口服维生素D通过方式⑤被吸收
【答案】A
【解析】由图示可知:葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式①为主动运输;Na+逆浓度梯度运出小肠上皮细胞的过程均需要载体和能量,则方式②为主动运输;方式③葡萄糖运出小肠上皮细胞是顺浓度梯度,需要载体协助,为协助扩散;水进入细胞的方式④为自由扩散;多肽等大分子物质进入细胞的方式⑤为胞吞。
【详解】A、葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输,运出小肠上皮细胞的方式为协助扩散,A正确;
B、由图示可知,Na+主要以②主动运输的方式运出小肠上皮细胞,B错误;
C、多肽以⑤胞吞的方式进入细胞,以胞吐方式离开细胞,C错误;
D、维生素D属于固醇类,进入细胞的方式为④自由扩散,D错误。
8.为探究某植物对镉(Cd2+)的跨膜运输方式,在一定Cd2+浓度的培养液中水培,设置4组实验:对照组(I)、加入Ca2+通道抑制剂(II)、加入ATP水解酶抑制剂(Ⅲ)、加入K+通道抑制剂(IV),培养一段时间后,测定叶组织中的Cd2+含量,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.由图中I、Ⅲ可知,细胞吸收Cd2+存在主动运输
B.由图中I、Ⅳ可知,K+通道蛋白不参与吸收Cd2+
C.细胞吸收Cd2+过程中,Cd2+要与Ca2+通道蛋白结合
D.增加I组培养液的Ca2+含量,可能降低Cd2+吸收量
【答案】C
【分析】物质跨膜运输的方式有被动运输(自由扩散和协助扩散)和主动运输。自由扩散是从高浓度→低浓度,不需要载体和能量,如水、CO2、甘油等;协助扩散是从高浓度→低浓度,需要载体,不需要能量,如葡萄糖进入红细胞;主动运输是从低浓度→高浓度,需要载体和能量,如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖等。
【详解】A、由图中I、Ⅲ可知,加入ATP水解酶抑制剂,叶组织中Cd2+相对含量下降,说明细胞吸收Cd2+存在主动运输,A正确;
B、由图中I、Ⅳ可知,加入K+通道抑制剂,叶组织中Cd2+相对含量基本未发生改变,说明K+通道蛋白不参与吸收Cd2+,B正确;
CD、由图中I、II可知,加入Ca2+通道抑制剂,叶组织中Cd2+相对含量下降,说明Ca2+通道蛋白参与吸收Cd2+,通过通道蛋白进行跨膜转运,无需与通道蛋白结合,Ca2+与Cd2+竞争Ca2+通道蛋白,增加I组培养液的Ca2+含量,可能降低Cd2+吸收量,C错误,D正确。
9.血脑屏障的生物膜体系在控制物质运输方式上与细胞膜类似。下表中相关物质不可能存在的运输方式是( )
选项
通过血脑屏障生物膜体系的物质
运输方式
A
神经生长因子蛋白
胞吞、胞吐
B
葡萄糖
协助扩散
C
谷氨酸
自由扩散
D
钙离子
主动运输
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体蛋白和能量,常见的有CO2、O2、甘油、苯、酒精等;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要转运蛋白协助,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体蛋白和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,K+等。
【详解】A、神经生长因子蛋白是生物大分子,通过胞吞胞吐通过生物膜细胞,与生物膜的流动性有关,A正确;
B、葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞的方式为协助扩散,故血脑屏障生物膜体系可能为协助扩散,B正确;
C、谷氨酸跨膜运输需要载体蛋白的协助,不能为自由扩散,当谷氨酸作为神经递质出细胞时为胞吐,也不是自由扩散,C错误;
D、钙离子通过生物膜需要载体蛋白,方式可能为主动运输,D正确。
10.缺铜可能会引起缺血性贫血、骨质疏松等疾病。如图是人小肠上皮细胞吸收和释放铜离子的过程图,其中甲侧是肠腔,乙侧是组织细胞间隙。下列相关叙述错误的是( )
注:甲、乙侧及细胞内铜离子数量表示浓度
A.甲、乙侧的液体属于内环境,均可与细胞发生物质交换
B.膜蛋白1属于载体蛋白,铜离子进入细胞时需要消耗能量
C.若抑制高尔基体上膜蛋白2的活性,则铜离子的释放会受影响
D.小肠上皮细胞释放铜离子的过程涉及生物膜的更新
【答案】A
【分析】1、内环境:是指人体细胞外液,细胞外液是人体细胞直接生活的体内环境,是人体的内环境。它主要由血浆和组织液组成。血浆是血细胞的内环境,也是沟通各部分组织液及外环境进行物质交换的场所。组织液是其他大部分细胞的内环境。
2、 自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有CO2、O2、甘油、苯、酒精等;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要载体,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,K+等。
【详解】A、图示甲侧是肠腔,属于体外环境,其中的液体不属于内环境,A错误;
B、由图可知,甲侧铜离子浓度较细胞内浓度低,铜离子进入细胞属于逆浓度梯度运输,运输方式为主动运输,需要载体蛋白的协助且消耗能量,B正确;
C、铜离子释放前需要先通过膜蛋白2进入高尔基体,抑制膜蛋白2的活性会影响铜离子的释放,C正确;
D、囊泡包裹着铜离子从高尔基体转运到细胞膜,铜离子以胞吐的方式排出细胞,该过程涉及生物膜的更新,D正确。
11.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
【答案】B
【分析】小分子物质物质出入细胞的方式有自由扩散、协助扩散和主动运输。自由扩散不需要载体和能量;协助扩散需要载体,但不需要能量;主动运输需要载体,也需要能量;自由扩散和协助扩散是由高浓度向低浓度运输,是被动运输。大分子物质通过胞吞和胞吐出入细胞,胞吞和胞吐过程依赖于生物膜的流动性结构特点,需要消耗能量。
【详解】A、物质通过自由扩散的方式进出细胞的速度与浓度梯度有关,也与分子大小有关,A正确;
B、小肠上皮细胞通过钠葡萄糖共转运蛋白摄入葡萄糖为主动运输,与钠离子浓度差有关,并不是与细胞质中各种溶质分子的浓度有关,B错误;
C、膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白,二者都具有特异性,载体蛋白只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,通道蛋白只允许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,C正确;
D、肾小管上皮细胞重吸收氨基酸的方式是主动运输,D正确。
12.某种分子以自由扩散和载体蛋白介导的协助扩散方式穿过细胞膜的转运速率差异很大,如图所示,相关叙述合理的是载体蛋白( )
A.自由扩散的转运速率比协助扩散更快
B.载体蛋白只能介导被动运输,不能介导主动运输
C.肾小管重吸收水的速率较快的主要原因是有载体蛋白的协助
D.图中协助扩散出现最大转运速率的原因可能是载体蛋白数量有限
【答案】D
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要载体,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量,常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖,K+等。
【详解】A、据图可知,在被转运分子浓度较低时,载体蛋白介导的扩散速率大于自由扩散的速率,A错误;
B、载体蛋白可介导被动运输中的协助扩散,也可介导主动运输,B错误;
C、肾小管重吸收水的方式主要是协助扩散,协助扩散时需要水通道蛋白运输,C错误;
D、图示自由扩散与载体蛋白介导的扩散速率在被转运分子浓度较高时出现差异,载体蛋白介导的扩散速率出现了最大值,可能是载体蛋白数量有限,限制了物质运输的速率,D正确。
13.美国科学家阿格雷和麦金农因研究细胞膜中的通道蛋白获得了诺贝尔奖,通道蛋白分为两大类:水通道蛋白和离子通道蛋白。阿格雷成功分离出了水通道蛋白,麦金农测出了K+通道蛋白的立体结构。下图为肾小管上皮细胞重吸收水分和K通道蛋白的立体结构的示意图。下列与通道蛋白有关的叙述错误的是( )
A.水通道蛋白往往贯穿于磷脂双分子层中
B.水分子主要借助细胞膜上通道蛋白进出细胞
C.通道蛋白只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过
D.K+通道蛋白运输物质的方式为协助扩散,不需要消耗ATP
【答案】C
【分析】1、载体蛋白:载体蛋白能够与特异性溶质结合,载体蛋白既参与被动的物质运输,也参与主动的物质运输,载体蛋白运输物质的动力学曲线具有膜结合酶的特征,运输速度在一定浓度时达到饱和,不仅可以加快运输速度,也增大物质透过质膜的量,载体蛋白的运输具有专业性和饱和性。2、通道蛋白:通道蛋白是衡化质膜的亲水性通道,能使适宜大小的分子及带电荷的分子通过简单的自由扩散运动,从质膜的一侧转运到另一侧,通道蛋白的运输作用具有选择性,属于被动运输,在运输过程中不会与被运输的分子结合,也不会移动。
【详解】A、通过左侧的图可知,细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,水通道蛋白往往贯穿于磷脂双分子层中,水分子可借助水通道蛋白运输,A正确;
B、水通道蛋白可以使得水分子快速进出细胞,水分子主要借助细胞膜上通道蛋白进出细胞,B正确;
C、通道蛋白不需要与被转运的物质结合,C错误;
D、由题图可知,K+可从高浓度到低浓度运输,故K+通道蛋白运输物质的方式为协助扩散,不需要消耗ATP,D正确。
14.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。下列叙述错误的是( )
A.痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞,与溶酶体作用有关
B.核糖体参与了蛋白分解酶的合成
C.物质在运输过程中,胞吞、胞吐是普遍存在的现象,并且需要消耗能量
D.胞吞、胞吐过程依赖细胞膜的流动性,但不需要膜上蛋白质的参与
【答案】D
【分析】当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合,从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子。然后,小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部,这种现象叫胞吞。细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排出细胞,这种现象叫胞吐。
【详解】A、由题意可知变形虫先通过胞吐作用分泌蛋白分解酶,溶解人的肠壁组织,再通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞,该过程需要溶酶体参与,A正确;
B、蛋白分解酶属于分泌蛋白,由核糖体参与合成,B正确;
C、大部分细胞都能够摄入和排出特定的大分子物质,在物质的跨膜运输过程中,胞吞、胞吐是普遍存在的现象,它们也需要消耗细胞呼吸所释放的能量,C正确;
D、胞吞、胞吐过程依赖细胞膜的流动性,且也需要与膜上的靶蛋白结合,然后定向发生胞吞或胞吐,显然需要膜上蛋白质的参与,D错误。
15.下图为物质出入细胞的四种方式示意图,请判断下列相关说法中正确的是( )
A.影响a、b方式的因素分别是浓度差和载体蛋白数量
B.向细胞中注入某种有氧呼吸抑制剂,则c、d方式受影响最大
C.氨基酸和葡萄糖进入红细胞的方式相同,都是c方式
D.上述4种运输方式的实现均能体现细胞膜的选择透过性
【答案】B
【分析】分析图形a是自由扩散,b是协助扩散,c是主动运输,d是胞吐。
【详解】A、图a中物质从高浓度向低浓度运输,不需要载体的协助,也不消耗能量,为自由扩散,运输的动力是物质的浓度差,与载体数量无关,图b中物质从高浓度向低浓度运输,且需要载体的协助,不消耗能量,说明是协助扩散,运输的动力也是浓度差,受载体数量的影响,A错误;
B、图中c、d分别表示主动运输和胞吐,都需要消耗能量,所以都受有氧呼吸抑制剂的影响,B正确;
C、氨基酸和葡萄糖进入红细胞的方式分别是主动运输和协助扩散,C错误;
D、abc的运输方式体现了细胞膜的选择透过性,d胞吐的运输方式的实现体现了细胞膜的流动性,D错误。
16.某探究性学习小组研究营养液中O2含量变化对某植物吸收K+速率的影响(其他条件都是适宜的),实验结果如图,下列说法错误的是( )
A.可分析得出该植物吸收K+是要消耗能量的
B.K+的吸收与膜的选择透过性无关
C.ab段限制吸收K+速率的主要因素是营养液中O2含量
D.bc段的限制因素为细胞膜上K+载体的数量
【答案】B
【分析】分析题图可知,在ab段随着氧气含量的增加,物质跨膜运输的速率增加,说明钾离子运输方式需要能量,运输方式属于主动运输;bc段随着氧气含量的增加,物质跨膜运输的速率不再增加,说明受载体数量的限制。
【详解】A、由分析可知,该植物吸收K+是要消耗能量的,A正确;
B、由分析可知,细胞通过主动运输吸收K+,体现了膜的流动性,B错误;
C、ab段随着氧气含量的增加,物质跨膜运输的速率增加,ab段限制吸收K+速率的主要因素是营养液中O2含量,C正确;
D、由图分析,当O2含量达到一定程度后,再改变O2含量K+吸收速率不再变化,可能是因为载体的数量是有限的,D正确。
17.硝苯地平是一种常见的降压药,主要通过阻断动脉血管平滑肌细胞膜上的钙通道蛋白,抑制细胞外Ca2﹢内流,从而导致血压降低。下列分析错误的是( )
A.硝苯地平降压药能特异性作用于钙通道蛋白
B.Ca2+与钙通道蛋白的特殊结构位点相结合而进入细胞
C.Ca2+通过钙通道的“动力”来源于膜两侧该离子的浓度差
D.钙通道蛋白属于转运蛋白,转运Ca2+时自身构象并不改变
【答案】B
【分析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,不需要转运蛋白协助,不消耗能量。
2、协助扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,还需要膜上的转运蛋白的协助,不消耗能量。
3、主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白协助,需要消耗能量。
【详解】A、分析题意,硝苯地平降压药属于钙通道阻滞剂,说明能特异性作用于钙通道蛋白,A正确;
B、细胞外Ca2+内流通过钙通道,物质通过通道蛋白运输时不需要与通道蛋白结合,B错误;
C、Ca2+通过钙通道属于协助扩散,其“动力”来源于膜两侧该离子的浓度差,C正确;
D、钙通道蛋白属于转运蛋白,转运Ca2+时,自身构象不发生改变,D正确。
18.如图所示,某些植物细胞利用①把细胞内的H⁺运出,导致细胞外H+浓度较高;②能够依靠H+浓度差把H+和蔗糖分子运入细胞。下列叙述正确的是( )
A.①和②的化学本质不同
B.①和②的空间结构相同
C.H⁺运出细胞的方式是主动运输
D.细胞呼吸对蔗糖分子进入细胞无影响
【答案】C
【分析】据图分析,①以ATP为能源主动将H+运输出细胞,说明①为载体蛋白,H+浓度梯度产生的势能,推动H+和蔗糖的吸收,该过程并没有消耗能量,但需要②载体。
【详解】A、①②均为载体蛋白,化学本质均为蛋白质,A错误;
B、①以ATP为能源主动将H+运输出细胞,说明①为载体蛋白;H+浓度梯度产生的势能,推动H+和蔗糖的吸收,该过程并没有消耗能量,但需要②载体,蛋白质的结构决定功能,①②的功能不同,故可推测其结构也不相同,B错误;
C、根据图示可知,H+运出细胞需要载体和消耗能量,运输方式为主动运输,C正确;
D、由图可知,H+运出细胞需要消耗能量,而细胞外和细胞内的H+浓度梯度产生的势能,又可推动H+和蔗糖的吸收,细胞呼吸可影响H+外运,进而影响细胞外和细胞内H+浓度差,从而影响蔗糖的吸收,故细胞呼吸对细胞吸收蔗糖分子有影响,D错误。
19.囊性纤维化患者的肺泡上皮细胞表面运输Cl–的CFTR蛋白结构异常,导致CFTR蛋白向细胞外转运Cl–出现异常,患者支气管中黏液增多,造成细菌感染。如图表示CFTR蛋白在Cl–跨膜运输过程中的作用。下列相关叙述错误的是( )
A.Cl–跨膜运输的正常进行与膜上CFTR蛋白功能正常有关
B.正常肺泡上皮细胞内Cl–转运至细胞外的方式是主动运输
C.功能正常的CFTR蛋白只能运输Cl–、不能运输K+,体现了特异性
D.功能正常的CFTR蛋白转运Cl–的过程中自身构象不会发生改变
【答案】D
【分析】1、被动运输:简单来说就是小分子物质从高浓度运输到低浓度,是最简单的跨膜运输方式,不需能量。被动运输又分为两种方式:自由扩散:不需要转运蛋白协助,如:氧气、二氧化碳、脂肪。协助扩散:需要转运蛋白协助,如:葡萄糖进入红细胞。
2、主动运输:小分子物质从低浓度运输到高浓度,如:矿物质离子、葡萄糖进出除红细胞外的其他细胞,需要能量和载体蛋白。
3、胞吞、胞吐:大分子物质的跨膜运输,需能量。
【详解】A、CFTR蛋白的功能是逆浓度将Cl–转运出细胞,其功能正常才能保证Cl–跨膜运输正常进行,A正确;
B、正常肺泡上皮细胞内Cl–转运至细胞外是逆浓度进行的,其运输方式为主动运输,B正确;
C、功能正常的CFTR蛋白只能运输Cl–、不能运输K+,体现了转运蛋白具有特异性,C正确;
D、正常情况下,支气管上皮细胞在转运氯离子时,氯离子首先与CFTR蛋白结合,在细胞内化学反应释放的能量推动下,CFTR蛋白的空间结构(自身构象)发生变化,D错误。
20.将生长状况良好的人成熟红细胞平均分为三组进行物质转运实验。甲组加入细胞呼吸抑制剂,乙组加入载体蛋白抑制剂,丙组不做处理,一段时间后测定物质转运速率。与丙组相比,甲组和乙组中物质的转运速度明显降低,甲、乙两组中待转运的物质是( )
A.甲组:K+;乙组:葡萄糖
B.甲组:氧气;乙组:二氧化碳
C.甲组:葡萄糖;乙组:甘油
D.甲组:氨基酸;乙组:大分子蛋白质
【答案】A
【分析】根据题意分析,甲组加入细胞呼吸抑制剂,抑制细胞呼吸,能量供应发生障碍;乙组加入载体蛋白抑制剂,抑制了载体蛋白的功能;丙组不做处理,作为对照。
与丙组相比,甲组的物质转运速度明显降低,说明能量供应影响了物质的运输,该物质的跨膜运输方式为主动运输;乙组的物质转运速度明显降低,说明载体蛋白影响了物质的运输,该物质的运输需要载体蛋白,运输方式为协助扩散或主动运输。
【详解】A、K+进入细胞的方式为主动运输,葡萄糖进入人成熟红细胞的方式为协助扩散,A正确;
B、氧气进入人成熟红细胞与二氧化碳出人成熟红细胞的方式都为自由扩散,B错误;
C、葡萄糖进入人成熟红细胞的方式为协助扩散,甘油进出人成熟红细胞的方式为自由扩散,C错误;
D、氨基酸进入人成熟红细胞的方式为主动运输,大分子蛋白质进出细胞的方式为胞吞、胞吐,D错误。
21.图一表示正常情况下,甲、乙两种物质在同一动物细胞内外的浓度情况;图二表示几种物质经过细胞膜的运输方式。下列说法正确的是( )
A.图一中乙进入细胞的方式与图二的②相符合,在能量推动下,载体蛋白的空间结构会发生改变
B.甲进入细胞一定有转运蛋白的参与
C.载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时,其作用机制是一样的
D.物质出入细胞的方式中,只有主动运输需要消耗能量
【答案】A
【分析】分析图一:图一中甲在细胞外的浓度高于细胞内,甲进入细胞为顺浓度梯度,可以是自由扩散也可以是协助扩散;图一中乙在细胞内的浓度高于细胞外的浓度,乙进入细胞为逆浓度,故乙进入细胞的方式为主动运输。
分析图二:图二中A为磷脂双分子层,B为蛋白质;①表示的运输方式为自由扩散;②表示的运输方式为主动运输;③表示的运输方式为协助扩散。
【详解】A、图一中乙在细胞内的浓度高于细胞外的浓度,乙进入细胞为逆浓度,故乙进入细胞的方式为主动运输,与图二中②(主动运输)相符,在能量的推动下,载体蛋白的空间结构会发生改变,A正确;
B、图一中甲在细胞外的浓度高于细胞内,甲进入细胞为顺浓度梯度,可以是自由扩散也可以是协助扩散,不一定有转运蛋白的参与,B错误;
C、载体蛋白转运分子和离子时要与分子和离子结合发生构象变化,通道蛋白在转运分子和离子时,不与其结合不发生构象变化,其作用机制不一样,C错误;
D、物质出入细胞的方式中,主动运输、胞吞、胞吐均需要消耗能量,D错误。
22.(不定项)下图表示物质进入细胞的四种方式,有关说法错误的是( )
A.温度只影响图中②和③过程的速率 B.吞噬细胞通过④过程吞噬病原体
C.小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是① D.氧气进入细胞的方式是③
【答案】AD
【分析】1、物质运输方式:(1)被动运输:分为自由扩散和协助扩散:①自由扩散:顺相对含量梯度运输;不需要载体;不需要消耗能量。②协助扩散:顺相对含量梯度运输;需要转运蛋白(包括载体蛋白和通道蛋白)参与;不需要消耗能量。(2)主动运输:能逆相对含量梯度运输;需要载体;需要消耗能量。(3)胞吞胞吐:物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜,从细胞外进或出细胞内的过程。
2、分析题图:题图中的①~④过程分别表示自由扩散、协助扩散、主动运输以及胞吞。
【详解】A、温度影响细胞膜的流动性,也影响能量的产生,因此对上述过程均有影响,A错误;
B、由分析可知,④为胞吞,病原体是大分子,吞噬细胞通过胞吞过程吞噬病原体,B正确;
C、小肠上皮细胞以自由扩散的方式吸收乙醇,即图中的①,C正确;
D、氧气通过自由扩散的方式进入细胞,即图中的①,D错误。
23.为探究强耐盐植物柽柳根部吸收K+和Ca2+的方式,某科研小组将若干株生长状况相同的柽柳均分为三组,置于完全培养液(其含植物生长所需要的全部营养元素)中进行如下表所示的处理,一段时间后计算每组柽柳对K+和Ca2+的吸收速率。下列叙述错误的是( )
1组
不做任何处理
2组
加入K+和Ca2+的载体抑制剂
3组
加入细胞呼吸抑制剂
A.该实验的无关变量是柽柳对K+和Ca2+的吸收速率
B.若1组的吸收速率明显高于2组,说明K+和Ca2+的吸收方式为协助扩散
C.若1组和3组的吸收速率相同,说明K+和Ca2+的吸收方式为被动运输
D.若2组和3组的吸收速率均明显小于1组,说明K+和Ca2+的吸收方式为主动运输
【答案】AB
【分析】探究强耐盐植物柽柳根部吸收K+和Ca2+的方式,自变量是K+和Ca2+的载体抑制剂和呼吸抑制剂的有无,因变量是柽柳对K+和Ca2+的吸收速率。实验应遵循对照原则、单一变量原则和等量性原则。
【详解】A、该实验的因变量是柽柳对K+和Ca2+的吸收速率,A错误;
B、1组和2组对照,自变量为钾离子和钙离子的载体是否被抑制,若1组的吸收速率明显高于2组,只能说明K+和Ca2+的吸收过程需要载体的协助,需要载体协助的可能是协助扩散或主动运输,故不能说明K+和Ca2+的吸收方式为协助扩散,B错误;
C、1组和3组的自变量为有无呼吸抑制剂,即能量的不同,若1组和3组的吸收速率相同,说明K+和Ca2+的吸收过程不需要能量,K+和Ca2+的吸收方式为被动运输,C正确;
D、若2组3组的吸收速率均明显小于1组,说明K+和Ca2+的吸收过程既需要载体也需要能量,故K+和Ca2+的吸收方式为主动运输,D正确。
24.(不定项)下图表示被转运的溶质以易化扩散(即协助扩散)方式排出细胞的过程,有关分析正确的是( )
A.载体蛋白构象发生改变的过程中需要消耗能量
B.载体结合位点与被转运的溶质之间具有专一性
C.人体成熟红细胞以该方式吸收葡萄糖
D.被转运的溶质从高浓度到低浓度,且具有载体饱和效应
【答案】BCD
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要载体,不需要能量;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量。
【详解】A、由题图可知,易化扩散过程中载体蛋白构象发生改变不需要消耗能量,A错误;
B、载体结合位点与被转运的溶质之间特异性结合,具有专一性,B正确;
C、人体成熟红细胞以易化扩散方式吸收葡萄糖,C正确;
D、易化扩散是顺浓度梯度运输,需要载体,具有载体饱和效应,D正确。
25.图甲表示物质跨膜运输的方式,图乙所示为小肠上皮细胞吸收转移营养物质的过程,主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度,根据示意图回答以下问题:
(1)图甲中属于被动运输方式的有 (填图中字母) 。图甲中跨膜运输方式会受到低温影响的是 (填图中字母) 。
(2)图乙中Na+从肠腔运输到小肠上皮细胞的方式是图甲中的 (填运输方式的名称)。图乙中蛋白质B运输葡萄糖时, (填“逆”或“顺”)浓度梯度进行,此过程是否直接消耗ATP水解提供的能量? (填“是”或“否”),这种方式应该属于图甲中的 (填图中字母)。
(3)小肠上皮细胞位于肠腔一侧的突起可以增大细胞的吸收面积,肠腔一侧膜面积的增大,增加了载体蛋白的 ,使葡萄糖的吸收效率提高。
(4)小肠是食物消化吸收的主要场所,但酒精除了在小肠中被吸收以外,还能在胃中被吸收,这是因为细胞膜的主要成分中有 分子,使酒精或其他脂溶性物质能够以 的运输方式进入细胞,所以空腹饮酒,酒精吸收快,易醉。
【答案】(1) b、c、d a、b、c、d、e
(2) 协助扩散 逆 否 e
(3)数量
(4) 磷脂(或脂质) 自由扩散
【分析】题图分析:图甲中,A为蛋白质,B为磷脂双分子层。乙图中的细胞不同部位膜蛋白不同,有膜蛋白A、B、C三种,A为葡萄糖通过协助扩散运出小肠上皮细胞,B为葡萄糖和钠离子协同转运蛋白,将葡萄糖和钠离子运进小肠上皮细胞;C是载体蛋白将钠离子运出小肠上皮细胞。
(1)被动运输包括自由扩散和协助扩散,图甲中b是自由扩散,c、d是协助扩散,故图甲中属于被动运输方式的有b、c、d;低温会影响膜的流动性以及转运蛋白的活性,从而可影响自由扩散、主动运输和协助扩散,故图甲中跨膜运输方式会受到低温影响的是a、b、c、d、e。
(2)图甲中糖链位于下侧,故磷脂双分子层上侧为细胞膜内侧,图乙中Na+从肠腔运输到小肠上皮细胞的过程为顺浓度梯度运输,需要载体蛋白,不需要ATP,运输方式为协助扩散。图乙中蛋白质B运输葡萄糖是从肠腔运输到小肠上皮细胞,为逆浓度梯度运输,需要消耗能量,但此过程不直接消耗ATP水解提供的能量,所需能量来自膜内外Na+浓度差所形成的电化学势能,这种运输方式为主动运输,相当于图甲中的e。
(3)小肠上皮细胞位于肠腔一侧的突起可以增大细胞的吸收面积,肠腔一侧膜面积的增大,增加了载体蛋白的数量,使葡萄糖的吸收效率提高。
(4)磷脂(脂质)是组成细胞膜的主要成分之一,酒精或其他脂溶性物质能够以自由扩散的方式经磷脂双分子层进入细胞。
1.某兴趣小组做了如下图所示的渗透作用实验,实验开始时,甲、乙漏斗内外液面相平,乙漏斗内蔗糖溶液体积大于甲漏斗,且二者起始蔗糖浓度均为10%。已知所用的半透膜能允许水分子、单糖通过,二糖不能通过。下列叙述正确的是( )
A.当甲、乙漏斗内液面不再升高时,甲、乙漏斗内液面高度相等
B.若起始实验时甲漏斗蔗糖溶液体积和浓度不变,半透膜面积缩小,不影响液面高度达到稳定所用的时间
C.若将乙漏斗内的蔗糖溶液换成等体积等质量浓度的葡萄糖溶液,达到平衡时液面高度不变
D.当乙漏斗液面稳定后,在乙漏斗内加入微量蔗糖酶,液面会先升高后下降直至内外液面几乎相等
【答案】D
【分析】渗透作用发生的条件是具有半透膜,半透膜两侧具有浓度差,渗透平衡时液面差△h与浓度差的大小有关,浓度差越大,△h越大;蔗糖是不能穿过半透膜是分子,图中由于漏斗内的蔗糖溶液浓度高,因此烧杯中的水分子或通过渗透作用进入漏斗,使漏斗内液面升高,渗透平衡时△h会产生压力与漏斗内因溶液浓度差产生的压力的大小相等,因此漏斗内的浓度仍然大于漏斗外。
【详解】A、漏斗内液面高度大小最终取决于水分渗透总量,而水分渗透总量和蔗糖溶液的量正相关,由于两个漏斗中蔗糖浓度相同,但乙漏斗的体积>甲漏斗,故最终当甲、乙漏斗内液面不再升高时,甲、乙漏斗内液面高度不相等,A错误;
B、半透膜面积越大,单位时间内通过的水分子量越多,若起始实验时甲漏斗蔗糖溶液体积和浓度不变,半透膜面积缩小,会影响液面高度达到稳定所用的时间,B错误;
C、蔗糖属于二糖,葡萄糖属于单糖,若将乙漏斗内的蔗糖溶液换成等体积等质量浓度的葡萄糖溶液,溶液的渗透压变大,达到平衡时液面高度上升,C错误;
D、当乙漏斗液面稳定后,在乙漏斗内加入微量蔗糖酶,蔗糖会被水解为单糖,漏斗中的渗透压变大,故液面会先升高,由于半透膜允许单糖通过,故随后液面下降,直至内外液面几乎相等,D正确。
2.鸡蛋是常用的生物实验材料,某同学将生鸡蛋一端的蛋壳去掉,保持其卵壳膜完好,在另一端开个小孔让蛋清和蛋黄流出。向蛋壳内灌入质量分数为15%的蔗糖溶液然后放在盛有清水的烧杯中,并用铅笔在未剥掉的蛋壳上标上最初的吃水线,一段时间后,该同学发现鸡蛋壳下沉,原吃水线沉入水面以下。下列分析错误的是( )
A.该实验能体现卵壳膜具有控制物质进出的功能
B.若蛋壳里面是清水,外面是蔗糖溶液,蛋壳将会上浮
C.半小时后吃水线低于烧杯水面的原因是清水渗入蛋壳
D.若实验前将清水换成质量分数为10%的蔗糖溶液,则蛋壳上的吃水线将在水面以上
【答案】D
【分析】根据题意和图示分析可知:生鸡蛋壳膜具有半透膜的特性,蔗糖分子不能通过。
【详解】A、生鸡蛋壳膜具有半透膜的特性,半透膜具有控制物质进出的功能,A正确;
B、由题意可知,若蛋壳里面是清水,外面是蔗糖溶液,水分子从清水向蔗糖溶液渗入,蛋壳失水将会上浮,B正确;
C、由题意可知,半小时后吃水线低于烧杯的水面,是由于单位体积水分子数量多向水分子数量少的蛋壳渗入所致,C正确;
D、若实验前将清水换成质量分数为10%的蔗糖溶液,是由于单位体积水分子数量多向水分子数量少的蛋壳渗入所致,原吃水线沉入水面以下,D错误。
3.肾小管上皮细胞基底外侧膜上的Na+-K+泵通过水解ATP建立了胞内低而胞外高的Na+电化学梯度,细胞顶部膜借助Na+电化学梯度,通过膜上的Na+/K+/C1-共转运体从肾小管腔中同时重吸收Na+、K+和C1-,细胞内液的C1-浓度增加后,C1-顺浓度梯度运到组织液。下列分析错误的是( )
A.Na+-K+泵是一种通道蛋白,同时又具有催化作用
B.C1-进出肾小管上皮细胞的跨膜运输方式是不同的
C.Na+通过Na+/K+/C1-共转运体被重吸收的过程属于协助扩散
D.细胞膜上的某些转运蛋白可同时采用不同的方式跨膜转运物质
【答案】A
【分析】分析题意可知,Na+从肾小管上皮细胞运输到组织液中消耗ATP,方式为主动运输;肾小管上皮细胞中Na+浓度低于肾小管腔中液体,Na+从肾小管腔进入肾小管上皮细胞中为协助扩散,同时协同运输K+、C1-,C1-顺浓度梯度从肾小管上皮细胞到组织液中,方式为协助扩散。
【详解】A、Na+-K+泵是一种载体蛋白,同时又具有催化作用,可催化ATP水解,A错误;
B、C1-进肾小管上皮细胞的跨膜运输方式是主动运输,出肾小管上皮细胞的跨膜运输方式是协助扩散,B正确;
C、由“细胞顶部膜借助Na+电化学梯度,通过膜上的Na+/K+/C1-共转运体从肾小管腔中同时重吸收Na+、K+和C1-”可知,Na+通过Na+/K+/C1-共转运体被重吸收的过程属于协助扩散,C正确;
D、细胞膜上的某些转运蛋白可同时采用主动运输和协助扩散的方式跨膜转运物质,D正确。
4.为探究某植物对镉(Cd2+)的跨膜运输方式,在一定Cd2+浓度的培养液中水培,设置4组实验:对照组(I)、加入Ca2+通道抑制剂(II)、加入ATP水解酶抑制剂(Ⅲ)、加入K+通道抑制剂(IV),培养一段时间后,测定叶组织中的Cd2+含量,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.由图中I、Ⅲ可知,细胞吸收Cd2+存在主动运输
B.由图中I、Ⅳ可知,K+通道蛋白不参与吸收Cd2+
C.细胞吸收Cd2+过程中,Cd2+要与Ca2+通道蛋白结合
D.增加I组培养液的Ca2+含量,可能降低Cd2+吸收量
【答案】C
【分析】物质跨膜运输的方式有被动运输(自由扩散和协助扩散)和主动运输。自由扩散是从高浓度→低浓度,不需要载体和能量,如水、CO2、甘油等;协助扩散是从高浓度→低浓度,需要载体,不需要能量,如葡萄糖进入红细胞;主动运输是从低浓度→高浓度,需要载体和能量,如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖等。
【详解】A、由图中I、Ⅲ可知,加入ATP水解酶抑制剂,叶组织中Cd2+相对含量下降,说明细胞吸收Cd2+存在主动运输,A正确;
B、由图中I、Ⅳ可知,加入K+通道抑制剂,叶组织中Cd2+相对含量基本未发生改变,说明K+通道蛋白不参与吸收Cd2+,B正确;
CD、由图中I、II可知,加入Ca2+通道抑制剂,叶组织中Cd2+相对含量下降,说明Ca2+通道蛋白参与吸收Cd2+,通过通道蛋白进行跨膜转运,无需与通道蛋白结合,Ca2+与Cd2+竞争Ca2+通道蛋白,增加I组培养液的Ca2+含量,可能降低Cd2+吸收量,C错误,D正确。
5.某生物兴趣小组利用质壁分离与复原实验的原理做了两组实验。甲实验将不同植物的成熟细胞同时放入某一较高浓度的蔗糖溶液中,以比较细胞液浓度大小;乙实验将同一植物相同成熟细胞分别放入不同浓度的蔗糖溶液中,以比较蔗糖溶液浓度大小。假设植物细胞大小、形状、生理状况等其他影响结果的因素忽略不计,且实验过程中细胞均有活性。下列关于甲、乙实验的分析,错误的是( )
A.甲实验质壁分离达最大程度时,细胞液浓度等于此时外界蔗糖溶液浓度
B.乙实验水分交换平衡时,细胞液浓度等于此时外界蔗糖溶液浓度
C.甲实验开始质壁分离所需时间越短,其细胞液浓度越小
D.乙实验相同时间内质壁分离程度越大,蔗糖溶液浓度越大
【答案】B
【分析】植物细胞的吸水和失水原理和现象:外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞失水→质壁分离外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞吸水→质壁分离的复原外界溶液浓度=细胞液浓度→细胞形态不变(处于动态平衡)。
【详解】A、当质壁分离到最大程度时,细胞液浓度等于外界溶液浓度,水分进出细胞达到动态平衡,A正确;
B、若乙实验中细胞吸水且达到最多时,水分交换达到平衡时,由于细胞壁的支持和保护作用,细胞液浓度大于或等于蔗糖溶液浓度,B错误;
C、实验细胞开始质壁分离所需时间越短,说明细胞内外的浓度差越大,故甲实验细胞开始质壁分离所需时间越短,其细胞液浓度越小,失水越快,C正确;
D、相同时间内质壁分离程度越大,说明细胞内外的浓度差越大,乙实验细胞相同时间内质壁分离程度越大,外界蔗糖溶液浓度越大,D正确。
6.将一新鲜马铃薯块茎切成4根粗细相同且长为5.0 cm的小条,再将这4根马铃薯块茎小条分别放在不同浓度的KNO3溶液中,分别在浸入30 min和4 h时测量每一根马铃薯块茎小条的长度。结果如图所示。下列结论正确的是( )
A.根据a组结果可知,马铃薯块茎细胞的细胞液浓度小于该组KNO3溶液的浓度
B.根据b组结果可知,该组马铃薯块茎细胞在实验时间内发生了质壁分离及复原过程
C.c、d两组的马铃薯块茎细胞均因失水过多、过快而死亡
D.该实验中,马铃薯块茎小条的长度是实验的因变量,涉及的物质跨膜运输方式只有自由扩散
【答案】B
【分析】分析柱形图:a条长度大于初始的5cm,说明马铃薯细胞通过渗透作用吸水;b条马铃薯曾经发生细胞质壁分离,后发生质壁分离的复原;c条马铃薯细胞明显质壁分离,未恢复原来长度;d条马铃薯长度减小,说明细胞失水,浸泡液浓度降低。
【详解】A、a组马铃薯细胞长度大于初始的5cm,说明马铃薯细胞通过渗透作用吸水,马铃薯块茎细胞的细胞液浓度大于该组KNO3溶液的浓度,A错误;
B、b组马铃薯细胞长度先减小后增加,说明该组马铃薯块茎细胞在实验时间内发生了质壁分离及复原过程,B正确;
C、KNO3溶液浓度为80g•L-1时,细胞质壁分离后没有恢复,可能失水过多死亡,而c组细胞长度有所恢复,细胞未死亡,C错误;
D、该实验中除了细胞通过自由扩散方式吸收水或失水外,还涉及细胞主动吸收钾离子和硝酸根离子,D错误。
7.“小液流法”可估测菠菜叶片细胞的细胞液浓度,在甲、乙两组试管中加入等量相同浓度的蔗糖溶液,取适量大小相同的菠菜叶圆片(细胞液浓度一致)置于甲组试管中,放置一段时间,在此期间多次摇晃试管,再向甲组试管中滴加微量显色剂(忽略对蔗糖溶液浓度的影响)充分摇匀后吸取少量有色溶液,插入乙组试管溶液中部,从吸管中挤出一滴有色溶液,观察记录有色液滴升降情况,改变蔗糖溶液浓度,重复以上实验步骤,得到如表所示实验结果,下列叙述错误的是( )
甲组/乙组试管编号
1
2
3
4
5
6
加入的蔗糖溶液浓度(mol/L)
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
有色液滴升降情况
↓
↓
↓
↑
↑
↑
A.叶片在甲组试管中吸水或失水的情况,会直接影响有色液滴在乙组试管中的升降
B.菠菜叶片细胞的细胞液浓度介于0.15~0.20 mol/L之间
C.1、2、3号试管中有色液滴均下降,其中下降最快的是试管3中的液滴
D.取甲组试管中的叶片进行显微观察,试管6中菠菜叶片细胞中叶绿体分布最密集
【答案】C
【分析】分析题干信息:甲、乙两组试管中放置等量相同浓度的蔗糖溶液,若菠菜叶片细胞的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度,则在甲组试管中将出现细胞吸水,导致甲组试管中蔗糖溶液浓度增大,再将甲组试管中的溶液转移至乙组试管中部,由于该液滴浓度大,在乙组试管中表现为下降,菠菜叶片细胞的细胞液浓度与甲组试管中溶液的浓度差越大,细胞吸水越多,吸取的甲组试管中的液滴浓度越大,液滴下降越快。
【详解】A、若菠菜叶片细胞的细胞液浓度小于蔗糖溶液,则在甲组试管中将出现细胞失水,甲组试管中的液滴转移到乙组试管中后表现为上升,A正确;
B、据表可知,加入的蔗糖溶液浓度为0.15 mol/L时,细胞吸水,有色液滴下降,加入的蔗糖溶液浓度为0.20 mol/L时,细胞失水,有色液滴上升,因此菠菜叶片细胞的细胞液浓度介于0.15~0.20 mol/L之间,B正确;
C、根据液滴升降情况,得到试管1、2、3中蔗糖溶液浓度小于菠菜叶片细胞的细胞液浓度,其中1号试管中蔗糖溶液浓度最小,故液滴下降最快,C错误;
D、细胞失水越多,观察到的叶绿体分布越密集,试管6中蔗糖溶液浓度最大,菠菜叶片细胞失水最多,质壁分离程度最大,叶绿体分布最密集,D正确。
8.盐地碱蓬能生活在靠近海滩或者海水与淡水汇合的河口地区,它能在盐胁迫逆境中正常生长,与其根细胞独特的转运机制有关。下图是盐地碱蓬根细胞参与抵抗盐胁迫的示意图(HKT1、AKT1、SOS1和NHX均为转运蛋白)。请回答问题:
(1)大多数植物难以在盐碱地上生长,主要原因是 ,导致植物无法从土壤中获得充足的水分。液泡中能储存较高浓度的某些特定物质,这体现了液泡膜具有 的特性,该特性主要与液泡膜上的 有关。
(2)在高盐胁迫下,当盐浸入到根周围的环境时,Na+借助通道蛋白HKT1以 方式大量进入根部细胞,同时抑制了K+进入细胞,导致细胞中Na+、K+的比例异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的正常合成。盐地碱蓬的根细胞会借助Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能,进而调节细胞中Na+、K+的比例。由此推测,细胞质基质中的Ca2+对HKT1和AKT1的作用依次为 、 (填“激活”或“抑制”),使细胞内的蛋白质合成恢复正常。另外,一部分离子被运入液泡内,通过调节细胞液的渗透压促进根细胞 ,从而降低细胞内盐浓度。
(3)盐地碱蓬根细胞的细胞质基质与细胞液、细胞膜外的pH不同。这种差异主要由H+-ATP泵以 方式将H+转运到 来维持的。这种H+分布特点为图中的 蛋白运输Na+提供了动力。
(4)根据植物抗盐胁迫的机制,农业生产上促进盐化土壤中耐盐作物增产的措施有 (答出两点)。
【答案】(1) 土壤溶液浓度大于植物根部细胞细胞液浓度 选择透过性 载体蛋白
(2) 协助扩散 抑制 激活 吸水
(3) 主动运输 细胞外和液泡内 SOS1和NHX
(4)通过灌溉降低土壤溶液浓度或增施钙肥
【分析】分析题图,根细胞的细胞质基质中pH为7.5,而细胞膜外和液泡膜内pH均为5.5,细胞质基质中H+含量比细胞膜外和液泡膜内低,H+运输到细胞膜外和液泡内是逆浓度梯度运输,运输方式为主动运输。SOS1将H+运进细胞质基质的同时,将Na+排出细胞。NHX将H+运入细胞质基质的同时,将Na+运输到液泡内。
【详解】(1)由于盐碱地含盐量高,土壤溶液浓度大于植物根部细胞细胞液浓度,导致植物无法从土壤中获得充足的水分甚至萎蔫,大多数植物难以在盐碱地生长。液泡中能储存较高浓度的某些特定物质,这些特定物质(如钠离子)是通过主动运输方式进入液泡中的,这体现了液泡膜具有选择透过性的特性,该特性主要与液泡膜上的载体蛋白有关。
(2)据题意可知,在高盐胁迫下,当盐浸入到根周围的环境时,Na+从高浓度的土壤溶液进入低浓度的细胞内,借助通道蛋白HKT1以协助扩散方式大量进入根部细胞。根据题意,蛋白质合成受影响是由于Na+大量进入细胞,K+进入细胞受抑制,导致细胞中Na+/K+的比例异常,使细胞内的酶失活而引起。HKT1能协助Na+进入细胞,AKT1能协助K+进入细胞。要使细胞内的蛋白质合成恢复正常,则细胞质基质中的Ca2+抑制HKT1运输Na+,激活 AKT1运输K+,使细胞中Na+/K+的比例恢复正常。同时,一部分离子被运入液泡内,导致细胞液的渗透压升高,促进根细胞吸水,从而降低细胞内盐的浓度。
(3)据图可知,耐盐植物根细胞的细胞质基质中pH为7.5,而细胞膜外和液泡膜内pH均为5.5,细胞质基质中H+含量比细胞膜外和液泡膜内低,这种差异主要由H+-ATP泵将H+转运到细胞外和液泡内来维持的,由于是逆浓度梯度运输,需要能量,运输方式为主动运输。据图可知,H+借助转运蛋白SOS1顺浓度梯度从细胞膜外运输到细胞质基质形成的势能,为Na+从细胞质基质运输到细胞膜外提供了动力;H+借助转运蛋白NHX顺浓度梯度从液泡内运输到细胞质基质形成的势能,为Na+从细胞质基质运输到液泡内提供了动力,这一转运过程可以帮助根细胞将Na+转运到细胞膜外或液泡内,从而减少Na+对胞内代谢的影响。
(4)根据植物抗盐胁迫的机制,可通过灌溉降低土壤溶液浓度,促进植物吸水,或增施钙肥,避免高盐胁迫抑制植物生长,促进盐化土壤中耐盐作物增产。
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第4章 细胞的物质输入和输出
(考情速览+考点直击+考试提升)
考情揭秘
素养点击
基本考查点
1.对渗透现象的分析;
2.植物细胞的质壁分离与复原;
3.物质进出细胞的方式及其影响因素。
1.对渗透现象的分析和植物细胞的质壁分离与复原主要以植物细胞质壁分离与复原的实验探究进行展开,考查学生对细胞失水和吸水的条件、原理、实验操作等内容的掌握情况,培养学生科学探究的能力;另外以生活实例为命题信息,考查物质的跨膜运输,体现了对科学思维的渗透;
2.通过对细胞膜结构与物质运输功能相适应的学习,培养学生的结构与功能观;
3.结合被动运输对比分析物质运输方式的特点,培养科学思维;
4.根据物质运输方式的差异,设计实验探究某种物质的运输方式,培养科学探究能力。
热点及难点
1.植物细胞的质壁分离与复原;
2.设置多种情境,以文字表述、模式图为信息载体,考查物质进出细胞的方式及其影响因素。
高考中考查形式及地位
1.主要以实验探究形式考查细胞的吸水和失水,植物细胞质壁分离和复原、水进出细胞的方式,多以选择题的形式进行考查,本节知识是高考中的高频考点,其中自由扩散、协助扩散常与主动运输结合进行综合考查;
2.物质进出细胞的方式是高考的高频考点,常结合不同的情境进行考查,以选择题的形式为主,非选择题的形式较少出现。
考点一、对渗透现象的分析
1.某同学为验证膜的通透性设计了如图所示的渗透装置,实验开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面齐平。下列有关叙述正确的是( )
A.漏斗内液面逐渐升高,且上升的速率先加快后减慢
B.漏斗内的水分子和蔗糖分子不能透过半透膜进入烧杯
C.当漏斗内液面不再升高时,半透膜两侧液体的渗透压相同
D.当半透膜两侧水分子进出速率相等时,漏斗内液面保持稳定
2.哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后制作临时装片,用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是
A.在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
B.在0.9%NaCl溶液中,红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞
C.在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂
D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
3.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
4.为探究渗透作用的条件,生物学习小组的同学设计了下图装置。在 U型管的底部安装半透膜,在甲、乙两侧注入等量的蒸馏水,然后将两个装有等量、等质量分数的淀粉和葡萄糖溶液的透析袋,分别置于甲、乙两侧的蒸馏水中,一段时间后分别取两侧溶液用斐林试剂进行检测,同时在乙侧加入适量碘-碘化钾溶液(透析袋和半透膜大分子无法通过,小分子可以自由通过)。下列说法错误的是( )
A.甲、乙两侧均会产生砖红色沉淀
B.液面稳定后甲侧的液面高于乙侧
C.甲侧的透析袋内呈现蓝色、乙侧不会呈现蓝色
D.葡萄糖可以通过协助扩散的方式通过透析袋和半透膜
5.下图是研究渗透作用的装置。甲是发生渗透作用时的初始状态,乙是较长时间之后达到动态平衡的状态。下列有关叙述错误的是( )
A.若③为一层纱布,则不会发生此现象
B.甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度
C.乙中溶液①和②之间没有水分子运动
D.甲到乙过程中水柱上升速度逐渐减慢
6.将人体红细胞分别置于浓度为0.9%、0.6%、1.2%的a、b、c三组氯化钠溶液中,一段时间后对其形态叙述正确的是( )
A.a组细胞水分不进出,细胞形态也不发生变化
B.c组细胞因渗透失水而发生质壁分离
C.b组细胞可能因渗透吸水而胀破
D.若向a组烧杯中加入适量蔗糖,细胞皱缩后又恢复原状
7.科学家阿格雷(P.Agre)分离出红细胞膜上的AQP1蛋白。为探究AQP1蛋白是否是水通道蛋白,科学家将含有AQP1蛋白和不含AQP1蛋白的人工合成脂质膜构成的球体(脂质体)放在同一种浓度的溶液中,结果如图所示。结合相关知识分析,下列叙述错误的是( )
A.该实验应将两种脂质体置于较低浓度的溶液中
B.不含AQP1的脂质体理论上对水的通透性较高
C.通道蛋白运输物质时不需要消耗细胞内化学反应释放的能量
D.实验结果可初步证明AQP1蛋白是水通道蛋白
8.确定植物组织的水势(细胞液浓度)有利于农肥的合理使用。小液流法是测定植物组织水势的常用方法,其原理是把高浓度溶液的一小液滴放到低浓度溶液中时,液滴下沉;反之则上升。甲与乙两组试管相同且依次编号为1~6号,相同的试管编号中加入相同浓度的蔗糖溶液。在甲试管中放入待测的植物材料一段时间后,从中取小液滴滴入乙试管(如图所示),结果如下表(注:甲试管内加入适量的甲烯蓝,甲烯蓝可使蔗糖溶液变蓝,忽略甲烯蓝对蔗糖浓度的影响)。下列相关叙述正确的是( )
乙组试管编号
1
2
3
4
5
6
1mol/L的蔗糖溶液(ml)
0.5
1
1.5
2
2.5
3
蒸馏水(ml)
9.5
9
8.5
8
7.5
7
蓝色小滴升降情况
↓
↓
↓
↑
↑
↑
A.由上表推知植物材料的细胞液浓度介于0.2~0.25mol·L-1之间
B.甲组1~3号试管中,植物材料水势变化最小的是3号
C.甲组4~6号试管中,植物材料的水势大于蔗糖溶液的水势,细胞吸水
D.甲组试管内植物材料水势达到稳定时,与小液滴的水势相同
9.如图甲、乙为常见的两套渗透装置图(图中S1为30%蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为30%葡萄糖溶液;已知单糖能通过半透膜,但二糖和多糖不能通过半透膜),下列有关叙述错误的是( )
A.待装置甲S1液面稳定后加入蔗糖酶,漏斗管内液面会升到一定高度后保持不变
B.装置甲漏斗中液面上升速率逐渐下降
C.实验刚开始时,装置甲中水分子从S2侧进入另一侧的速率小于装置乙中水分子从S2侧进入另一侧的速率
D.装置乙的现象是S3液面先上升后下降,最终S3和S2液面持平
10.(不定项)下图甲所示渗透装置中,两种浓度的蔗糖溶液被半透膜分隔在长颈漏斗和烧杯中,实验开始时长颈漏斗与烧杯内溶液液面高度相等;下图乙所示渗透装置中,等体积的两种浓度的蔗糖溶液被可无摩擦滑动的隔板(中间装有半透膜,半透膜只容许水分子通过)分隔在长方体容器中。下列相关分析正确的是( )
A.实验一段时间后,甲装置长颈漏斗内液面上升至某一高度并稳定不变
B.实验一段时间后,乙装置容器中隔板先向左移后又恢复到中间位置
C.达到渗透平衡时,甲装置中半透膜两侧蔗糖溶液浓度相等
D.达到渗透平衡时,乙装置中半透膜两侧蔗糖溶液浓度相等
考点二、植物细胞的质壁分离与复原
1.将一片洋葱鳞片叶置于某一浓度的蔗糖溶液中,制成一个临时装片,放在显微镜下观察时,某一时刻,在同一视野下看到3个不同状态的细胞(液泡大小不再变化),如图。下列相关叙述,不正确的是( )
A.发生图示变化前,细胞液的浓度为甲>乙>丙
B.丙状态下的细胞a处溶液浓度与b处浓度基本一致
C.处于图中状态的三个细胞的细胞液浓度可能相同
D.图中水分子不再通过原生质层进出细胞
2.在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理。下列有关叙述正确的是( )
A.三次观察均为低倍镜观察,没有使用高倍镜观察
B.实验中两次处理过程:第一次用吸水纸吸引时滴加的液体为清水,第二次用吸水纸吸引时滴加的液体为质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液
C.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮,则不会发生质壁分离
D.该实验方案因为只设计了一组实验,所以没有遵循对照原则
3.某兴趣小组进行了4组植物细胞质壁分离实验,结果如图所示。下列对实验结果的预测,错误的是( )
选项
实验材料
溶液
实验现象
A
洋葱紫色鳞片叶内表皮
加入红墨水的蔗糖溶液
呈现甲图现象,①②无色,③红色
B
红色玫瑰花瓣
清水
呈现乙图现象,①无色,②红色
C
白色山茶花叶片
蔗糖溶液
呈现甲图现象,①②③均无色
D
黑藻叶片
蔗糖溶液
呈现甲图现象,①绿色,②③无色
A.A B.B C.C D.D
4.某同学在做“植物细胞质壁分离与复原实验”时,用物质的量浓度都为2mol/L的乙二醇溶液和蔗糖溶液分别浸泡洋葱细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如右图所示。下列叙述正确的是( )
A.两组实验过程中均有水分子透过细胞膜不断地进、出细胞
B.在1min后,处于蔗糖溶液中细胞的细胞液浓度开始升高
C.在2min时,处于乙二醇溶液中细胞开始吸收乙二醇
D.洋葱的所有活细胞都可发生质壁分离现象
5.用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为材料探究植物细胞的吸水和失水,在实验过程中观察到了如下图所示细胞形态。据图分析,相关说法中错误的是( )
A.质壁分离发生过程中,丙处溶液吸水能力增强
B.质壁分离发生过程中,乙处的颜色会逐渐加深
C.只根据图③无法判断甲、丙两处溶液的浓度大小关系
D.当外界为KNO3溶液,可能观察到②→①→③→①→②的动态变化
6.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
7.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,实验结果见图。下列叙述错误的是( )
A.T1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
B.各组蔗糖溶液中,水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液
C.T1和T2组经清水处理后,发生质壁分离的细胞均复原
D.T3和T4组若持续用清水处理,质壁分离的细胞比例可能下降
8.萎蔫的叶片放在清水中会变得硬挺,糖拌西红柿会渗出好多水,施肥过多会出现“烧苗”现象,这些现象都说明植物细胞会发生吸水和失水,为验证上述问题;某兴趣活动小组的同学撕取洋葱的外表皮,做了“观察质壁分离和复原”实验,下列关于该实验的描述,正确的是( )
A.质壁分离中壁指细胞壁,质指细胞质,动物细胞没有细胞壁不能作此实验的实验材料
B.在低倍镜下找到含有紫色大液泡的细胞,把物像移到视野中央,换高倍镜进一步观察
C.可用中央液泡的大小、原生质层的位置或液泡的颜色变化作为观察指标
D.显微镜下可清晰地观察到细胞核始终位于细胞中央
9.某生物兴趣小组的同学将 A、B 两种植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中,培 养相同时间后检测其重量变化,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.甲浓度条件下,A植物细胞的细胞液浓度变大
B.乙浓度条件下,B植物细胞的吸水能力变小
C.由图可知,实验前B植物成熟细胞的细胞液浓度大于A植物
D.五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙<戊<甲<丁<乙
10.把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后,取蚕豆叶下表皮制作临时装片,先滴加清水进行观察,然后用0.3g/mL的蔗糖溶液取代清水,短时间内继续观察,结果如图所示。对此现象的推断最合理的是( )
A.清水中保卫细胞因发生质壁分离而使气孔开放
B.清水中水分子以被动运输的方式进入保卫细胞
C.蔗糖进入保卫细胞后,细胞吸水导致气孔关闭
D.滴加蔗糖溶液后,保卫细胞的吸水能力将减弱
11.某兴趣小组利用一定浓度的M溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,下图一为显微镜下观察到的该细胞的某一时刻示意图,图二为实验过程中测得其x/y值随时间的变化曲线图。下列叙述正确的是( )
A.t2时细胞液浓度等于t₀时细胞液浓度 B.随着x/y值增大,细胞吸水能力增强
C.M溶液的溶质微粒从t1时开始进入细胞 D.t3时细胞内外存在浓度差,水分子进出处于动态平衡
12.如图表示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在某一浓度的蔗糖溶液中,液泡体积和细胞吸水能力的相关曲线。不考虑细胞失活,下列叙述正确的是( )
A.B 点时,细胞液浓度大于此时的外界溶液浓度
B.若适当增大外界溶液浓度,则 A 点将向右上方移动
C.液泡体积为 V 1时,细胞液浓度小于外界溶液浓度
D.细胞失水,细胞液浓度增大导致细胞吸水能力增强
13.如图所示为某学生利用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行的某实验的基本操作步骤。请据图回答问题:
(1)你认为他做该实验的目的是 ,该实验 (填“有”或“无”)对照实验。
(2)B步骤主要观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色 的大小和 的位置。
(3)C步骤中吸水纸的作用是 。
(4)某学生在F步骤观察时,视野中的细胞与D步骤看到的完全一样,最可能的原因是 。
(5)浸泡在一定浓度的KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞,发生质壁分离后又自动复原,其自动复原是因为 。
考点三、物质进出细胞的方式及其影响因素
1.图甲、图乙分别表示载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质被动运输方式,其中通道蛋白介导的运输速率比载体蛋白介导的运输速率快1000倍以上。下列叙述错误的是( )
A.载体蛋白可转运离子而通道蛋白只能转运分子
B.载体蛋白在运输物质的过程中其空间结构会发生改变
C.图甲载体蛋白介导的运输速率通常会受到载体蛋白数量的限制
D.图乙通道蛋白介导的运输速率快是因为溶质分子不需要与通道蛋白结合
2.水分子进入细胞的两种方式如图所示,下列关于水通道蛋白的叙述正确的是( )
A.水分子借助水通道蛋白转运时会与通道蛋白结合
B.水通道蛋白转运水分子时会发生自身构象的改变
C.钙离子也可以借助图中的水通道蛋白进入细胞
D.水分子的跨膜运输方式可体现细胞膜的选择透过性
3.如图为某种物质跨膜运输方式示意图,该种运输方式的特点不包括( )
A.需要载体蛋白协助 B.需要提供能量
C.顺浓度梯度运输物质 D.受温度条件的影响
4.细胞通过细胞膜内陷形成囊泡,将胞外的生物大分子、颗粒型物质或液体摄入细胞内,以维持细胞正常代谢活动的过程称为胞吞作用。下列有关该过程的叙述,错误的是( )
A.胞吞作用依赖于细胞膜的流动性
B.通过胞吞作用运载大分子物质时需要消耗能量
C.细胞膜内陷并分离形成囊泡后,细胞膜面积会减小
D.胞吞过程与胞吐过程不同,不需要膜上蛋白质的参与
5.如图为受体介导的胞吞作用,根据图示,下列叙述错误的是( )
A.该过程以膜的选择透过性为基础才能发生
B.该过程要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
C.构成囊泡膜的基本支架是磷脂双分子层
D.形成的囊泡可能与溶酶体结合,以将囊泡中的物质分解
6.如图是几种物质进出细胞方式的运输速率与影响因素间的关系曲线图,下列相关的叙述,正确的是( )
A.与葡萄糖进入红细胞的运输方式相符的图有②、④、⑥
B.与K+进入轮藻细胞的运输方式相符的图有②、④、⑤
C.与蛋白质进出细胞的运输方式相符的图有②、③、⑥
D.与甘油进出细胞的运输方式相符的图有①、③、⑤
7.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①运出小肠上皮细胞
C.多肽以方式⑤进入细胞,以方式③离开细胞
D.口服维生素D通过方式⑤被吸收
8.为探究某植物对镉(Cd2+)的跨膜运输方式,在一定Cd2+浓度的培养液中水培,设置4组实验:对照组(I)、加入Ca2+通道抑制剂(II)、加入ATP水解酶抑制剂(Ⅲ)、加入K+通道抑制剂(IV),培养一段时间后,测定叶组织中的Cd2+含量,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.由图中I、Ⅲ可知,细胞吸收Cd2+存在主动运输
B.由图中I、Ⅳ可知,K+通道蛋白不参与吸收Cd2+
C.细胞吸收Cd2+过程中,Cd2+要与Ca2+通道蛋白结合
D.增加I组培养液的Ca2+含量,可能降低Cd2+吸收量
9.血脑屏障的生物膜体系在控制物质运输方式上与细胞膜类似。下表中相关物质不可能存在的运输方式是( )
选项
通过血脑屏障生物膜体系的物质
运输方式
A
神经生长因子蛋白
胞吞、胞吐
B
葡萄糖
协助扩散
C
谷氨酸
自由扩散
D
钙离子
主动运输
A.A B.B C.C D.D
10.缺铜可能会引起缺血性贫血、骨质疏松等疾病。如图是人小肠上皮细胞吸收和释放铜离子的过程图,其中甲侧是肠腔,乙侧是组织细胞间隙。下列相关叙述错误的是( )
注:甲、乙侧及细胞内铜离子数量表示浓度
A.甲、乙侧的液体属于内环境,均可与细胞发生物质交换
B.膜蛋白1属于载体蛋白,铜离子进入细胞时需要消耗能量
C.若抑制高尔基体上膜蛋白2的活性,则铜离子的释放会受影响
D.小肠上皮细胞释放铜离子的过程涉及生物膜的更新
11.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
12.某种分子以自由扩散和载体蛋白介导的协助扩散方式穿过细胞膜的转运速率差异很大,如图所示,相关叙述合理的是载体蛋白( )
A.自由扩散的转运速率比协助扩散更快
B.载体蛋白只能介导被动运输,不能介导主动运输
C.肾小管重吸收水的速率较快的主要原因是有载体蛋白的协助
D.图中协助扩散出现最大转运速率的原因可能是载体蛋白数量有限
13.美国科学家阿格雷和麦金农因研究细胞膜中的通道蛋白获得了诺贝尔奖,通道蛋白分为两大类:水通道蛋白和离子通道蛋白。阿格雷成功分离出了水通道蛋白,麦金农测出了K+通道蛋白的立体结构。下图为肾小管上皮细胞重吸收水分和K通道蛋白的立体结构的示意图。下列与通道蛋白有关的叙述错误的是( )
A.水通道蛋白往往贯穿于磷脂双分子层中
B.水分子主要借助细胞膜上通道蛋白进出细胞
C.通道蛋白只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过
D.K+通道蛋白运输物质的方式为协助扩散,不需要消耗ATP
14.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。下列叙述错误的是( )
A.痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞,与溶酶体作用有关
B.核糖体参与了蛋白分解酶的合成
C.物质在运输过程中,胞吞、胞吐是普遍存在的现象,并且需要消耗能量
D.胞吞、胞吐过程依赖细胞膜的流动性,但不需要膜上蛋白质的参与
15.下图为物质出入细胞的四种方式示意图,请判断下列相关说法中正确的是( )
A.影响a、b方式的因素分别是浓度差和载体蛋白数量
B.向细胞中注入某种有氧呼吸抑制剂,则c、d方式受影响最大
C.氨基酸和葡萄糖进入红细胞的方式相同,都是c方式
D.上述4种运输方式的实现均能体现细胞膜的选择透过性
16.某探究性学习小组研究营养液中O2含量变化对某植物吸收K+速率的影响(其他条件都是适宜的),实验结果如图,下列说法错误的是( )
A.可分析得出该植物吸收K+是要消耗能量的
B.K+的吸收与膜的选择透过性无关
C.ab段限制吸收K+速率的主要因素是营养液中O2含量
D.bc段的限制因素为细胞膜上K+载体的数量
17.硝苯地平是一种常见的降压药,主要通过阻断动脉血管平滑肌细胞膜上的钙通道蛋白,抑制细胞外Ca2﹢内流,从而导致血压降低。下列分析错误的是( )
A.硝苯地平降压药能特异性作用于钙通道蛋白
B.Ca2+与钙通道蛋白的特殊结构位点相结合而进入细胞
C.Ca2+通过钙通道的“动力”来源于膜两侧该离子的浓度差
D.钙通道蛋白属于转运蛋白,转运Ca2+时自身构象并不改变
18.如图所示,某些植物细胞利用①把细胞内的H⁺运出,导致细胞外H+浓度较高;②能够依靠H+浓度差把H+和蔗糖分子运入细胞。下列叙述正确的是( )
A.①和②的化学本质不同
B.①和②的空间结构相同
C.H⁺运出细胞的方式是主动运输
D.细胞呼吸对蔗糖分子进入细胞无影响
19.囊性纤维化患者的肺泡上皮细胞表面运输Cl–的CFTR蛋白结构异常,导致CFTR蛋白向细胞外转运Cl–出现异常,患者支气管中黏液增多,造成细菌感染。如图表示CFTR蛋白在Cl–跨膜运输过程中的作用。下列相关叙述错误的是( )
A.Cl–跨膜运输的正常进行与膜上CFTR蛋白功能正常有关
B.正常肺泡上皮细胞内Cl–转运至细胞外的方式是主动运输
C.功能正常的CFTR蛋白只能运输Cl–、不能运输K+,体现了特异性
D.功能正常的CFTR蛋白转运Cl–的过程中自身构象不会发生改变
20.将生长状况良好的人成熟红细胞平均分为三组进行物质转运实验。甲组加入细胞呼吸抑制剂,乙组加入载体蛋白抑制剂,丙组不做处理,一段时间后测定物质转运速率。与丙组相比,甲组和乙组中物质的转运速度明显降低,甲、乙两组中待转运的物质是( )
A.甲组:K+;乙组:葡萄糖
B.甲组:氧气;乙组:二氧化碳
C.甲组:葡萄糖;乙组:甘油
D.甲组:氨基酸;乙组:大分子蛋白质
21.图一表示正常情况下,甲、乙两种物质在同一动物细胞内外的浓度情况;图二表示几种物质经过细胞膜的运输方式。下列说法正确的是( )
A.图一中乙进入细胞的方式与图二的②相符合,在能量推动下,载体蛋白的空间结构会发生改变
B.甲进入细胞一定有转运蛋白的参与
C.载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时,其作用机制是一样的
D.物质出入细胞的方式中,只有主动运输需要消耗能量
22.(不定项)下图表示物质进入细胞的四种方式,有关说法错误的是( )
A.温度只影响图中②和③过程的速率 B.吞噬细胞通过④过程吞噬病原体
C.小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是① D.氧气进入细胞的方式是③
23.为探究强耐盐植物柽柳根部吸收K+和Ca2+的方式,某科研小组将若干株生长状况相同的柽柳均分为三组,置于完全培养液(其含植物生长所需要的全部营养元素)中进行如下表所示的处理,一段时间后计算每组柽柳对K+和Ca2+的吸收速率。下列叙述错误的是( )
1组
不做任何处理
2组
加入K+和Ca2+的载体抑制剂
3组
加入细胞呼吸抑制剂
A.该实验的无关变量是柽柳对K+和Ca2+的吸收速率
B.若1组的吸收速率明显高于2组,说明K+和Ca2+的吸收方式为协助扩散
C.若1组和3组的吸收速率相同,说明K+和Ca2+的吸收方式为被动运输
D.若2组和3组的吸收速率均明显小于1组,说明K+和Ca2+的吸收方式为主动运输
24.(不定项)下图表示被转运的溶质以易化扩散(即协助扩散)方式排出细胞的过程,有关分析正确的是( )
A.载体蛋白构象发生改变的过程中需要消耗能量
B.载体结合位点与被转运的溶质之间具有专一性
C.人体成熟红细胞以该方式吸收葡萄糖
D.被转运的溶质从高浓度到低浓度,且具有载体饱和效应
25.图甲表示物质跨膜运输的方式,图乙所示为小肠上皮细胞吸收转移营养物质的过程,主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度,根据示意图回答以下问题:
(1)图甲中属于被动运输方式的有 (填图中字母) 。图甲中跨膜运输方式会受到低温影响的是 (填图中字母) 。
(2)图乙中Na+从肠腔运输到小肠上皮细胞的方式是图甲中的 (填运输方式的名称)。图乙中蛋白质B运输葡萄糖时, (填“逆”或“顺”)浓度梯度进行,此过程是否直接消耗ATP水解提供的能量? (填“是”或“否”),这种方式应该属于图甲中的 (填图中字母)。
(3)小肠上皮细胞位于肠腔一侧的突起可以增大细胞的吸收面积,肠腔一侧膜面积的增大,增加了载体蛋白的 ,使葡萄糖的吸收效率提高。
(4)小肠是食物消化吸收的主要场所,但酒精除了在小肠中被吸收以外,还能在胃中被吸收,这是因为细胞膜的主要成分中有 分子,使酒精或其他脂溶性物质能够以 的运输方式进入细胞,所以空腹饮酒,酒精吸收快,易醉。
1.某兴趣小组做了如下图所示的渗透作用实验,实验开始时,甲、乙漏斗内外液面相平,乙漏斗内蔗糖溶液体积大于甲漏斗,且二者起始蔗糖浓度均为10%。已知所用的半透膜能允许水分子、单糖通过,二糖不能通过。下列叙述正确的是( )
A.当甲、乙漏斗内液面不再升高时,甲、乙漏斗内液面高度相等
B.若起始实验时甲漏斗蔗糖溶液体积和浓度不变,半透膜面积缩小,不影响液面高度达到稳定所用的时间
C.若将乙漏斗内的蔗糖溶液换成等体积等质量浓度的葡萄糖溶液,达到平衡时液面高度不变
D.当乙漏斗液面稳定后,在乙漏斗内加入微量蔗糖酶,液面会先升高后下降直至内外液面几乎相等
2.鸡蛋是常用的生物实验材料,某同学将生鸡蛋一端的蛋壳去掉,保持其卵壳膜完好,在另一端开个小孔让蛋清和蛋黄流出。向蛋壳内灌入质量分数为15%的蔗糖溶液然后放在盛有清水的烧杯中,并用铅笔在未剥掉的蛋壳上标上最初的吃水线,一段时间后,该同学发现鸡蛋壳下沉,原吃水线沉入水面以下。下列分析错误的是( )
A.该实验能体现卵壳膜具有控制物质进出的功能
B.若蛋壳里面是清水,外面是蔗糖溶液,蛋壳将会上浮
C.半小时后吃水线低于烧杯水面的原因是清水渗入蛋壳
D.若实验前将清水换成质量分数为10%的蔗糖溶液,则蛋壳上的吃水线将在水面以上
3.肾小管上皮细胞基底外侧膜上的Na+-K+泵通过水解ATP建立了胞内低而胞外高的Na+电化学梯度,细胞顶部膜借助Na+电化学梯度,通过膜上的Na+/K+/C1-共转运体从肾小管腔中同时重吸收Na+、K+和C1-,细胞内液的C1-浓度增加后,C1-顺浓度梯度运到组织液。下列分析错误的是( )
A.Na+-K+泵是一种通道蛋白,同时又具有催化作用
B.C1-进出肾小管上皮细胞的跨膜运输方式是不同的
C.Na+通过Na+/K+/C1-共转运体被重吸收的过程属于协助扩散
D.细胞膜上的某些转运蛋白可同时采用不同的方式跨膜转运物质
4.为探究某植物对镉(Cd2+)的跨膜运输方式,在一定Cd2+浓度的培养液中水培,设置4组实验:对照组(I)、加入Ca2+通道抑制剂(II)、加入ATP水解酶抑制剂(Ⅲ)、加入K+通道抑制剂(IV),培养一段时间后,测定叶组织中的Cd2+含量,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.由图中I、Ⅲ可知,细胞吸收Cd2+存在主动运输
B.由图中I、Ⅳ可知,K+通道蛋白不参与吸收Cd2+
C.细胞吸收Cd2+过程中,Cd2+要与Ca2+通道蛋白结合
D.增加I组培养液的Ca2+含量,可能降低Cd2+吸收量
5.某生物兴趣小组利用质壁分离与复原实验的原理做了两组实验。甲实验将不同植物的成熟细胞同时放入某一较高浓度的蔗糖溶液中,以比较细胞液浓度大小;乙实验将同一植物相同成熟细胞分别放入不同浓度的蔗糖溶液中,以比较蔗糖溶液浓度大小。假设植物细胞大小、形状、生理状况等其他影响结果的因素忽略不计,且实验过程中细胞均有活性。下列关于甲、乙实验的分析,错误的是( )
A.甲实验质壁分离达最大程度时,细胞液浓度等于此时外界蔗糖溶液浓度
B.乙实验水分交换平衡时,细胞液浓度等于此时外界蔗糖溶液浓度
C.甲实验开始质壁分离所需时间越短,其细胞液浓度越小
D.乙实验相同时间内质壁分离程度越大,蔗糖溶液浓度越大
6.将一新鲜马铃薯块茎切成4根粗细相同且长为5.0 cm的小条,再将这4根马铃薯块茎小条分别放在不同浓度的KNO3溶液中,分别在浸入30 min和4 h时测量每一根马铃薯块茎小条的长度。结果如图所示。下列结论正确的是( )
A.根据a组结果可知,马铃薯块茎细胞的细胞液浓度小于该组KNO3溶液的浓度
B.根据b组结果可知,该组马铃薯块茎细胞在实验时间内发生了质壁分离及复原过程
C.c、d两组的马铃薯块茎细胞均因失水过多、过快而死亡
D.该实验中,马铃薯块茎小条的长度是实验的因变量,涉及的物质跨膜运输方式只有自由扩散
7.“小液流法”可估测菠菜叶片细胞的细胞液浓度,在甲、乙两组试管中加入等量相同浓度的蔗糖溶液,取适量大小相同的菠菜叶圆片(细胞液浓度一致)置于甲组试管中,放置一段时间,在此期间多次摇晃试管,再向甲组试管中滴加微量显色剂(忽略对蔗糖溶液浓度的影响)充分摇匀后吸取少量有色溶液,插入乙组试管溶液中部,从吸管中挤出一滴有色溶液,观察记录有色液滴升降情况,改变蔗糖溶液浓度,重复以上实验步骤,得到如表所示实验结果,下列叙述错误的是( )
甲组/乙组试管编号
1
2
3
4
5
6
加入的蔗糖溶液浓度(mol/L)
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
有色液滴升降情况
↓
↓
↓
↑
↑
↑
A.叶片在甲组试管中吸水或失水的情况,会直接影响有色液滴在乙组试管中的升降
B.菠菜叶片细胞的细胞液浓度介于0.15~0.20 mol/L之间
C.1、2、3号试管中有色液滴均下降,其中下降最快的是试管3中的液滴
D.取甲组试管中的叶片进行显微观察,试管6中菠菜叶片细胞中叶绿体分布最密集
8.盐地碱蓬能生活在靠近海滩或者海水与淡水汇合的河口地区,它能在盐胁迫逆境中正常生长,与其根细胞独特的转运机制有关。下图是盐地碱蓬根细胞参与抵抗盐胁迫的示意图(HKT1、AKT1、SOS1和NHX均为转运蛋白)。请回答问题:
(1)大多数植物难以在盐碱地上生长,主要原因是 ,导致植物无法从土壤中获得充足的水分。液泡中能储存较高浓度的某些特定物质,这体现了液泡膜具有 的特性,该特性主要与液泡膜上的 有关。
(2)在高盐胁迫下,当盐浸入到根周围的环境时,Na+借助通道蛋白HKT1以 方式大量进入根部细胞,同时抑制了K+进入细胞,导致细胞中Na+、K+的比例异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的正常合成。盐地碱蓬的根细胞会借助Ca2+调节Na+、K+转运蛋白的功能,进而调节细胞中Na+、K+的比例。由此推测,细胞质基质中的Ca2+对HKT1和AKT1的作用依次为 、 (填“激活”或“抑制”),使细胞内的蛋白质合成恢复正常。另外,一部分离子被运入液泡内,通过调节细胞液的渗透压促进根细胞 ,从而降低细胞内盐浓度。
(3)盐地碱蓬根细胞的细胞质基质与细胞液、细胞膜外的pH不同。这种差异主要由H+-ATP泵以 方式将H+转运到 来维持的。这种H+分布特点为图中的 蛋白运输Na+提供了动力。
(4)根据植物抗盐胁迫的机制,农业生产上促进盐化土壤中耐盐作物增产的措施有 (答出两点)。
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