内容正文:
课时作业(六) 物质出入细胞的方式
1. 如图表示葡萄糖的跨膜运输方式,下列叙述中错误的是( A )
2.
A.图中载体蛋白也可运输果糖
B.温度会影响该跨膜运输过程
C.该跨膜运输为逆浓度梯度运输
D.图中载体蛋白因与葡萄糖结合而改变形状
解析:物质运输的过程中,载体蛋白具有专一性,该载体蛋白只能运输葡萄糖,不能运输其他物质,A错误;温度会影响分子的运动,从而影响跨膜运输过程,B正确;该跨膜运输过程为主动转运,由图可知逆浓度梯度进行运输,C正确;图中载体蛋白与葡萄糖分子结合后改变形状,把葡萄糖运至膜的另一侧,D正确。故选A。
2.下列关于“观察洋葱表皮细胞质壁分离及质壁分离复原”的实验叙述正确的是( D )
A.在质壁分离过程中,水分子只能从液泡内移动到细胞膜外
B.若改用内表皮细胞进行实验,应将显微镜视野的亮度调亮
C.质壁分离复原后,细胞液渗透压和外界溶液渗透压相等
D.若在显微镜下观察到质壁分离现象,无法判断细胞液渗透压和外界蔗糖溶液渗透压大小关系
解析:在质壁分离过程中,水分子的移动是双向的,A错误;若改用内表皮细胞进行实验,细胞液没有颜色,应将显微镜视野的亮度调暗,B错误;若放在清水中,质壁分离复原后,由于细胞壁的伸缩性小,细胞液渗透压可大于外界溶液渗透压,C错误;若在显微镜下观察到质壁分离现象,此时细胞可能处于正在分离状态或复原状态,因此无法判断细胞液渗透压和外界蔗糖溶液渗透压大小关系,D正确。故选D。
3.将人体红细胞分别置于含浓度为0.9%、0.6%、1.2%氯化钠溶液的3个烧杯中,浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。下列叙述正确的是( D )
A.a组红细胞发生了渗透作用
B.b组红细胞吸水能力增强
C.c组红细胞出现了质壁分离现象
D.b组和c组实验体现了细胞膜的结构特点
解析:a组红细胞处于等渗溶液中,没有发生渗透作用,A错误;b组红细胞的细胞内浓度降低,细胞吸水能力减弱,B错误;红细胞没有细胞壁,不会出现了质壁分离现象,C错误;b组和c组细胞膜面积变化,体现了细胞膜的结构特点流动性,D正确。故选D。
4.细胞内Ca2+与多种生理活动密切相关,而线粒体在细胞钙稳态调节中居核心地位,其参与的部分Ca2+运输过程如图所示。下列有关叙述正确的是( D )
[注] 转运蛋白NCLX是Na+/Ca2+交换体,即从线粒体运出1个Ca2+的同时,运入3~4个Na+;MCU为Ca2+通道蛋白。
A.人体内钙元素只能以离子形式存在,血钙过高会导致肌无力
B.图中Ca2+通过MCU时,不需要与MCU结合,构象不改变,且不消耗能量
C.线粒体基质中的Ca2+通过NCLX进入细胞质基质的方式为主动运输,且不消耗能量
D.NCLX还可调节线粒体内的电位,其功能异常可能导致线粒体的结构与功能障碍
解析:人体内钙元素除了能以离子形式存在,还有化合态形式存在,如骨细胞的成分为磷酸钙,A错误;MCU是通道蛋白,故Ca2+通过MCU时,不需要与MCU结合,构象改变,B错误;Ca2+通过通道蛋白由细胞质基质进入线粒体,该过程属于协助扩散,可见细胞质基质Ca2+浓度高于线粒体内,因此,线粒体基质中的Ca2+通过NCLX进入细胞质基质的方式为主动运输,需要消耗能量,C错误;转运蛋白NCLX是Na+/Ca2+交换体,即从线粒体运出1个Ca2+的同时,运入3~4个Na+,可见NCLX还可调节线粒体内的电位,其功能异常可能导致线粒体的结构与功能障碍,D正确。故选D。
5.(2024·山东三模)植物细胞膜上有阴离子通道也有K+通道,其中阴离子通道对NO通透能力远远大于Cl-,在高浓度盐胁迫下,K+主动运输受阻,细胞吸收Cl-受阻,甚至Cl-外排,此时K+从细胞外到细胞内主要通过离子通道K蛋白。而阴离子通道可与K蛋白互相作用,抑制其活性。据此分析,下列说法错误的是( A )
A.在KNO3溶液中,已发生质壁分离的植物细胞会大量吸收K+使细胞液浓度升高,进而发生复原
B.在一定浓度的KCl溶液中,植物细胞可发生质壁分离,但有可能不能复原
C.若在溶液中加入呼吸抑制剂,则植物细胞也可以从外界吸收K+
D.植物细胞的质壁分离与复原可一定程度说明细胞膜具有控制物质进出的作用
解析:在KNO3溶液中,已发生质壁分离的植物细胞由于渗透失水,自身代谢水平较低,导致K+主动运输受阻,同时由于阴离子通道对NO通透性好,植物细胞在通过阴离子通道吸收NO时抑制了离子通道Kin+蛋白的活性,使K+无法正常通过协助扩散的方式进入细胞,因此植物细胞质壁分离自动复原是吸收NO的作用,A错误;发生质壁分离的细胞由于失水而使K+主动运输受阻,阴离子通道的活动会直接抑制K蛋白的活性,使K+的协助扩散受阻,同时阴离子通道对NO通透性远远大于Cl-使得植物细胞对Cl-的吸收量很有限,因此在一定浓度的KCl溶液中植物细胞质壁分离后可能不发生复原,B正确;由题意可知,细胞膜上有K+通道,因此在加入呼吸抑制剂后植物细胞仍可通过协助扩散的方式从外界吸收K+,C正确;植物细胞的质壁分离与复原可一定程度说明细胞膜具有控制物质进出的作用,D正确。故选A。
6.耐盐碱水稻是指能在盐(碱)浓度0.3%以上的盐碱地生长、亩产量在300 kg以上的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干,由于标签损坏无法辨认类型,某生物兴趣小组使用0.3 g·mL-1的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞,结果如图。下列说法正确的是( C )
A.Ⅰ组水稻较Ⅱ组水稻更适合种植在盐碱地的环境
B.图中Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升的原因主要是细胞膜的伸缩性有限
C.A→B段,Ⅰ组水稻细胞的吸水能力逐渐升高,细胞壁和原生质体之间充满了KNO3溶液
D.若改用0.3 g·mL-1的蔗糖溶液,Ⅰ组和Ⅱ组曲线变化趋势不变
解析:据图可知,将两种水稻,同时使用0.3 g·mL-1的KNO3溶液分别处理,原生质体的体积变化,Ⅰ组水稻较Ⅱ组水稻变化明显,说明Ⅱ组水稻较I组水稻适合种植在盐碱地的环境,A错误;Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升主要受限于细胞壁的伸缩性,此外还受到细胞内外浓度差的影响,B错误;A→B段,Ⅰ组水稻的原生质体体积减小,说明细胞失水,细胞液浓度增加,吸水能力逐渐增强,细胞壁和原生质体之间充满了KNO3溶液,C正确;由于蔗糖不能通过原生质层,故若改用0.3 g·mL-1的蔗糖溶液,水稻细胞会发生质壁分离(AB段),但不会发生质壁分离复原(BC段)的过程,比如Ⅰ组所示曲线,D错误。故选C。
7.如果将植物培养在只含一种盐分的溶液中,植物不久将会呈现不正常状态,最后死亡,这种现象即为单盐毒害。下表是利用0.12 mol·L-1 NaCl、0.12 mol·L-1 CaCl2、0.12 mol·L-1 KCl溶液进行实验时,小麦根的生长情况:
组别
1组
2组
3组
4组
溶液
NaCl
CaCl2
NaCl+
CaCl2
NaCl+
CaCl2+KCl
根的总
长度(mm)
59
70
254
324
[注] 3、4组为溶液的等体积混和
下列说法正确的是( D )
A.单盐毒害现象可能与外界盐溶液浓度太高导致植物细胞渗透失水有关
B.将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中,不会发生单盐毒害
C.若植物细胞在2组溶液中发生质壁分离,在1组溶液中也会发生质壁分离
D.1、2组实验说明,单盐毒害程度可能与单盐的类型有关
解析:分析图表可知,植物培养在浓度不变的混合溶液中时,单盐毒害现象会减弱,这说明单盐毒害与外界盐溶液浓度太高导致植物细胞渗透失水无关,A错误;海水中含有多种盐,而氯化钠溶液中只含有一种盐,故将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中,会发生单盐毒害,B错误;由于0. 12 mol·L-1 CaCl2溶液中离子浓度是0. 36 mol·L-1,0. 12 mol·L-1 NaCl中离子浓度为0.24 mol·L-1,所以若植物细胞在2 组溶液中发生质壁分离,在1 组溶液中不一定发生质壁分离,C错误;1、2 组实验的自变量是盐种类的不同,结果根的总长度有差异,说明单盐毒害程度可能与单盐的类型有关,D正确。故选D。
8.细胞膜有控制物质进出细胞的作用。一般来说,细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞,细胞不需要的物质不容易进入细胞。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述,错误的是( C )
A.甘油、脂肪酸等脂溶性小分子有机物较易通过自由扩散进出细胞
B.水分子主要借助细胞膜上水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞
C.转运蛋白参与的物质运输方式需要细胞代谢产生的ATP为其供能
D.胞吞离不开磷脂双分子层的流动性,也与细胞膜上的蛋白质有关
解析:有些小分子物质,很容易自由地通过细胞膜的磷脂双分子层,如氧和二氧化碳、甘油、乙醇 、苯等脂溶性的小分子有机物也较易通过自由扩散进出细胞。像这样,物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式,叫作自由扩散,A正确;过去人们普遍认为,水分子都是通过自由扩散进出细胞的,但后来的研究表明,水分更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白协助扩散方式进出细胞的,B正确;转运蛋白参与的物质运输方式若为协助扩散,则不需要细胞代谢产生的ATP为其供能,C错误;当细胞摄取大分子如蛋白质时,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,然后小囊从膜上分离下来,形成囊泡,进入细胞内部,这种现象叫胞吞,该过程需要消耗细胞呼吸所释放的能量,胞吞离不开磷脂双分子层的流动性,也与细胞膜上的蛋白质有关,D正确。故选C。
9.小肠上皮细胞的细胞膜上有多种载体蛋白,如肠腔侧膜上的载体为钠依赖的葡萄糖转运体(SGLT),基底侧膜上的载体分别为葡萄糖转运体(GLUT-2)和Na+-K+泵。如图为小肠上皮细胞物质跨膜运输示意图。下列叙述错误的是( D )
A.SGLT逆浓度梯度将葡萄糖从肠腔侧转运进小肠上皮细胞
B.SGLT顺浓度梯度将Na+从肠腔侧转运进小肠上皮细胞
C.细胞膜的选择透过性与细胞膜上的载体蛋白有关
D.Na+进出该细胞的运输速率均不受氧气浓度的影响
解析:由图可知,即SGLT逆浓度梯度将葡萄糖从肠腔侧转运进小肠上皮细胞,葡萄糖逆浓度梯度进入细胞的驱动力是利用了Na+浓度梯度所蕴含的势能,其运输方式为主动运输,A正确;由图可知,SGLT顺浓度梯度将Na+从肠腔侧转运进小肠上皮细胞,该运输方式为协助扩散,B正确;一种载体蛋白往往只适合转运特定的物质,细胞膜上载体蛋白的种类、数量、载体蛋白空间结构的变化对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用,细胞膜的选择透过性与细胞膜上的载体蛋白有关,C正确;Na+进细胞的运输方式是顺浓度进行的协助扩散,不需要消耗ATP,运输速率不受氧气浓度的影响,Na+出细胞的运输方式是逆浓度进行的主动运输,需要消耗ATP,运输速率会受氧气浓度的影响,D错误。故选D。
10.(2024·黑龙江模拟预测)葡萄糖被细胞摄取后,能用作细胞呼吸的底物或转变成其他物质。中国科学家颜宁带领其研究组在世界上首次解析了人源葡萄糖载体蛋白的晶体结构,并揭示了葡萄糖进入人体细胞的部分机制(如图所示)。下列说法错误的是( C )
A.葡萄糖与水分子跨膜运输的方式不完全相同
B.图中运输葡萄糖的载体蛋白会发生自身构象的改变
C.该图表示葡萄糖被小肠上皮细胞吸收的主要方式
D.细胞膜上载体蛋白的数量影响该途径中葡萄糖的运输速率
解析:葡萄糖跨膜运输方式为主动运输或协助扩散,水分子跨膜运输方式为自由扩散或协助扩散,不完全相同,A正确;图中运输葡萄糖的载体蛋白与葡萄糖结合会发生自身象的改变,B正确;该图表示的运输方式为主动运输,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式只有主动运输,C错误;图示葡萄糖的运输需要细胞膜上载体蛋白,故细胞膜上载体蛋白的数量影响该途径中葡萄糖的运输速率,D正确。故选C。
11.(2024·广西模拟预测)盐碱地是荒漠化沙化土地的重要类型之一,开展盐碱地的综合利用十分重要。科研人员培育出一种耐盐小麦,在培养液中加入不同浓度的NaCl培养该种小麦的根尖成熟区细胞,测定细胞液中两种物质浓度变化如图1。耐盐小麦提高耐盐能力机制如图2。下列叙述错误的是( C )
图1
图2
A.耐盐小麦通过提高细胞内可溶性糖的浓度来适应高盐胁迫环境
B.耐盐小麦通过增加Na+排出,降低细胞内Na+浓度抵抗盐胁迫
C.若使用呼吸抑制剂处理根尖细胞,则Na+的排出量不会减少
D.若促进Na+/H+交换蛋白基因高表达,则有利于提高小表的耐盐能力
解析:据图1可知,随着氯化钠浓度的上升,耐盐小麦细胞内可溶性糖的浓度上升,则说明耐盐小麦通过提高细胞内可溶性糖的浓度来适应高盐胁迫环境,A正确;据图1可知,随着氯化钠浓度的上升,耐盐小麦细胞内的氯化钠浓度上升的慢,据图2可知,Na+被排出细胞,则说明可能耐盐小麦通过增加Na+排出,降低细胞内Na+浓度抵抗盐胁迫,B正确;据图2可知,Na+排出细胞利用了H+的浓度差,则属于主动运输,使用呼吸抑制剂处理根尖细胞,则Na+的排出量会减少,C错误;若促进Na+/H+交换蛋白基因高表达,运出的Na+增加,则有利于提高小表的耐盐能力,D正确。故选C。
12.小肠是食物消化和吸收的主要部位。小肠上皮细胞可以吸收食物中的葡萄糖等有机物,再将葡萄糖等有机物转运入血浆中,转运机制如图所示。下列叙述正确的是( C )
A.小肠上皮细胞从小肠液中吸收葡萄糖等有机物的方式为协助扩散
B.小肠上皮细胞上的Glut2蛋白通过主动运输的方式将葡萄糖转运入血浆
C.小肠上皮细胞上广泛存在Na+-K+泵,有利于吸收营养物质
D.小肠上皮细胞内渗透压的维持主要与Na+和Cl-有关
解析:据图可知,葡萄糖从肠腔运输到小肠上皮细胞是逆浓度梯度,故小肠上皮细胞从小肠液中吸收葡萄糖等有机物的方式为主动运输,A错误;葡萄糖从小肠上皮细胞转运至细胞外液,通过Glut2蛋白,是顺浓度梯度,故小肠上皮细胞是通过协助扩散的方式将葡萄糖转运入细胞外液,B锆误;小肠上皮细胞上广泛存在Na+-K+泵,可以形成细胞内外Na+浓度差,有利于吸收营养物质葡萄糖,因为葡萄糖从肠腔运输到小肠上皮细胞所需要能量由Na+浓度差提供,C正确;小肠上皮细胞内渗透压的维持主要与K+有关,D错误。故选C。
13.研究表明,主动运输根据能量的来源不同分为三种类型,如图中a、b、c所示,■、▲、0代表跨膜的离子或分子。
(1)据图可判断细胞质基质存在于Q侧,依据是__糖蛋白位于细胞外侧__。
(2)主动运输的特点是__需要载体蛋白、逆浓度梯度、需要能量__(答2点),K+通过神经细胞膜的方式可能是__K+运出神经细胞是协助扩散,K+进入神经细胞是主动运输__。
(3)b类型中,○所代表的离子或小分子转运所需的能量来源于____ATP__。
(4)有人认为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散或ATP驱动的主动运输。为了证实这一假设,进行以下实验探究:取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞,分别置于适宜浓度的葡萄糖培养液中,甲组进行正常呼吸,乙组用细胞呼吸抑制剂处理。若小肠上皮细胞是以ATP驱动的主动运输方式吸收葡萄糖,则一段时间后两组溶液中浓度降低的是__甲__组。
解析:(1)糖蛋白存在于细胞膜的外表面,故P为细胞外侧,故图中细胞质基质存在于Q侧。
(2)主动运输较被动运输而言需要耗能、需要载体蛋白、逆浓度梯度运输。K+在神经细胞内浓度高于细胞外,K+运出神经细胞是协助扩散,K+进入神经细胞是主动运输。
(3)由图可知,类型b中,运输○时消耗了ATP,说明其能量来自ATP。
(4)若小肠上皮细胞是以ATP驱动的主动运输方式吸收葡萄糖,则甲组正常呼吸而不受影响,乙组因呼吸受到抑制而导致主动运输减弱,故一段时间后两组溶液中浓度降低(因主动运输而被吸收)的是甲组。
【选做多选题】
宁夏枸杞属于耐盐药用植物,其对高盐胁迫有一定的耐受性,该过程与高盐条件下Ca2+跨膜运输进入根细胞增多有关,机理如图所示。下列叙述正确的是( BCD )
A.Ca2+与Na+进入细胞的运输方式相同
B.细胞质基质中Na+浓度下降的同时pH降低
C.被激活的钙响应蛋白复合物可促进Na+运出细胞
D.农业生产上可通过增施钙肥来促进盐化土壤中宁夏枸杞增产
解析:Ca2+ 进入细胞逆浓度梯度,为主动运输,与 Na+ 进入细胞顺浓度梯度,为协助扩散,运输方式不同,A错误;中间的载体蛋白,向细胞外排出Na+的同时向细胞内运输H+,因此细胞质基质中 Na+ 浓度下降的同时pH降低,B正确;由图可知被激活的钙响应蛋白复合物可促进中间载体蛋白的功能,促进 Na+运出细胞,C正确;由于Ca2+的吸收可以促进Na+运出细胞,因此农业生产上可通过增施钙肥来促进盐化土壤中宁夏枸杞增产,D正确。故选BCD。
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