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专题08 物质出入细胞的方式
1.(24-25高一上·浙江·期中)在探究膜的透过性的模拟实验中,若把透析袋内装有淀粉溶液的标为A组,装有葡萄糖溶液的标为B组,透析袋大小口径可以使葡萄糖等小分子通过,而淀粉无法自由通过,向两烧杯内加入碘液,一段时间后观察现象。则下列说法正确的是( )
A.A组透析袋内变蓝 B.A组内所有物质无法透出
C.对比A、B组实验现象,说明透析袋具有选择透过性 D.B组透析袋会变大
【答案】A
【分析】据图可知,透析袋为半透膜,可以允许水分子等小分子物质通过,大分子物质不能透过。
【详解】A、题干信息:A组透析袋内装有淀粉溶液,淀粉可以用碘-碘化钾溶液进行检测,碘属于小分子物质可以透过透析袋,而淀粉属于大分子物质不能透过透析袋,故A组透析袋内变蓝,A正确;
B、A组内不是所有物质无法透出,如透析袋内的水分子可以透过透析袋,B错误;
C、透析袋是根据口径大小决定物质是否能够透过,如小于口径的物质可以透过,而大于口径的物质不能透过,可见对比A、B组实验现象,不能说明透析袋具有选择透过性,C错误;
D、由于葡萄糖可以透过透析袋,故B组透析袋不会变大,D错误。
故选A。
2.(24-25高一上·浙江·期中)葡萄糖分子可以被红细胞通过易化扩散的形式吸收,也可以被小肠绒毛上皮细胞通过主动转运吸收。葡萄糖被这两类细胞运输吸收过程的共同点是( )
A.需要氧气 B.顺浓度梯度运输 C.需要载体蛋白 D.需要能量
【答案】C
【分析】物质以扩散方式进出细胞,不需要消 耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式 称为被动运输。被动运输又分为自由扩 散和协助扩散两类。
【详解】哺乳动物成熟的红细胞进行无氧呼吸,不需要氧气,红细胞吸收葡萄糖是协助扩散,需要载体蛋白参与,顺浓度梯度进行,不需要消耗能量;小肠绒毛上皮细胞通过主动转运吸收,需要载体蛋白参与,需要消耗能量,可见葡萄糖被这两类细胞运输吸收过程的共同点是需要载体蛋白,C正确,ABD错误。
故选C。
3.(24-25高一上·浙江·期中)富氢水是富含氢分子的水,灌溉水稻能增产增收,水稻根细胞吸收氢气的方式是( )
A.易化扩散 B.主动转运 C.扩散 D.胞吞
【答案】C
【分析】物质进出细胞的方式有被动运输、主动运输、胞吞和胞吐。被动运输包括自由扩散和协助扩散,方向是高浓度→低浓度,不消耗能量,其中协助扩散需要膜上载体协助;主动运输的方向是低浓度→高浓度,消耗能量,需要膜上载体协助;胞吞和胞吐主要是大分子物质进出细胞的方式,如分泌蛋白等。
【详解】富氢水是富含氢分子的水,灌溉水稻能增产增收,水稻根细胞吸收气体分子的方式是自由扩散,包括氢气在内,即气体分子、水和脂溶性小分子均是通过自由扩散方式进出细胞的,即C正确。
故选C。
4.(24-25高一上·浙江·期中)已知葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式是主动转运(主动运输)。下图序号中能表示该运输过程的是( )
A.a B.b C.c D.d
【答案】A
【分析】物质跨膜运输的方式:(1)自由扩散:物质从高浓度到低浓度,不需要载体,不耗能,例如气体、小分子脂质;(2)协助扩散:物质高浓度到低浓度,需要膜转运蛋白的协助,不耗能,如葡萄糖进入红细胞;(3)主动运输:物质从低浓度到高浓度,需要载体蛋白的协助,耗能,如离子、氨基酸、葡萄糖等。
【详解】由图可知,ad需要能量,表示主动运输,由糖蛋白位置(糖蛋白位于细胞膜外侧)可知,a为细胞外向细胞内的运输,d为细胞内向细胞外的运输,因此能表示葡萄糖进入小肠上皮细胞是a,A正确。
故选A。
5.(24-25高一上·浙江·期中)下图为某物质的转运过程示意图。下列关于该运输方式的叙述,错误的是( )
A.转运的物质只能顺浓度梯度运输
B.会引起细胞膜成分的更新
C.需要细胞膜上的蛋白质的协助
D.通过该运输方式转运物质穿过0层膜
【答案】A
【分析】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。
【详解】A、图示是胞吞,转运的物质不需要顺浓度梯度运输,A错误;
B、胞吐或者胞吞有膜的融合,会引起细胞膜成分的更新,B正确;
C、通过图示可知,胞吐或者胞吞需要细胞膜上的蛋白质的协助,C正确;
D、胞吐或者胞吞转运物质穿过0层膜,D正确。
故选A。
6.(24-25高一上·浙江温州·期中)下列物质通过细胞膜时,需要消耗能量的是( )
A.氨基酸进入小肠绒毛上皮细胞
B.葡萄糖进入哺乳动物成热红细胞
C.水分子通过细胞膜进出细胞
D.二氧化碳从组织细胞排出
【答案】A
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度,不需要载体,不需要能量,比如水、气体、脂类(因为细胞膜的主要成分是脂质,如磷脂)都属于自由扩散;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要载体,比如葡萄糖进入红细胞;主动运输从高浓度到低浓度,需要载体,需要能量,比如几乎所有离子、氨基酸、葡萄糖等。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐,不需要载体,消耗能量。
【详解】A、氨基酸进入小肠绒毛上皮细胞属于主动运输,需要载体的协助,需要消耗能量,A正确;
B、葡萄糖进入哺乳动物成热红细胞是属于协助扩散,不需要消耗能量,B错误;
C、水分子通过细胞膜进出细胞,通过协助扩散和自由扩散,不需要消耗能量,C错误;
D、二氧化碳从组织细胞排出,通过自由扩散,不需要消耗能量,D错误。
故选A。
7.(24-25高一上·浙江杭州·期中)某半透膜的结构模型如图甲所示,膜上小孔的直径为x纳米。用该半透膜为材料的实验装置如图乙所示。已知A物质分子的直径为y(y>x)纳米,水分子的直径为z(z<x)纳米,理论上烧杯中水的量将( )
A.增加 B.减少 C.不变 D.先增加后减少
【答案】B
【分析】渗透作用指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度运输到高浓度的扩散。
【详解】A物质分子的直径为y(y>x)纳米,水分子的直径为z(z<x)纳米,则A物质不能透过半透膜,水分子能透过半透膜,则水分子会进入透析袋中,导致烧杯中的水减少,B符合题意。
故选B。
8.(24-25高一上·浙江金华·期中)下列物质通过质膜时,需要转运蛋白协助的是( )
A.K+ B.CO2 C.O2 D.甘油
【答案】A
【分析】1、自由扩散(简单扩散):物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式,顺浓度(高→低)梯度运输进行,不需要转运蛋白协助,不需要消耗能量;
2、协助扩散(易化扩散):借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散,顺浓度(高→低)梯度运输进行,需要转运蛋白协助,不需要消耗能量。
【详解】A、K+进入组织细胞属于主动运输,需要转运蛋白的协助,A正确;
BCD、CO2、O2、甘油等通过自由扩散的方式通过质膜进出细胞,不需要转运蛋白的协助,BCD错误。
故选A。
9.(24-25高一上·浙江衢州·期中)盐穗木是广泛分布于新疆盐碱荒漠环境中的一种极端耐盐的灌木,其液泡膜上存在Na+-H+载体蛋白,它可利用液泡内外H+的浓度差将H+转运出液泡,同时将Na+由细胞质基质转入液泡,维持较高的Na+浓度。以上过程中,Na+进入液泡的方式为( )
A.易化扩散 B.主动转运 C.扩散 D.渗透
【答案】B
【分析】由图可知,H+进入液泡需要消耗能量,也需要载体蛋白,故跨膜方式为主动运输,则液泡内的细胞液中H+浓度大于细胞质基质,说明H+运出液泡是顺浓度梯度,因此方式是协助扩散;液泡膜上的Na+/H+反向转运蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+转运到液泡内,说明Na+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度,因此该过程Na+的进入液泡的方式为主动运输。
【详解】液泡膜上的Na+/H+反向转运蛋白能将H+转运出液泡的同时将细胞质基质中的Na+转运到液泡内,说明Na+进入液泡的直接驱动力是液泡膜两侧的H+电化学梯度,因此该过程Na+的进入液泡的方式为主动运输,即主动转运。
故选B。
10.(24-25高一上·浙江杭州·期中)下图表示某物质跨膜运输的过程,下列叙述正确的是( )
A.该运输方式是细胞最重要的吸收物质的方式
B.图中运输的物质可能是胃蛋白酶
C.图中表示该物质穿过了两层生物膜
D.载体蛋白运输该物质后空间结构不能恢复
【答案】A
【分析】图中的物质运输有载体协助,消耗ATP,因此判断为主动运输方式,从图示看出被运输物质与膜上的载体蛋白结合具有专一性,膜上载体蛋白结合被运输物质后其空间结构发生改变。
【详解】A、因为图示运输方式需要载体协助,同时需要消耗能量,故为主动运输,主动运输是细胞内最重要的吸收或排出物质的方式,A正确;
B、胃蛋白酶转运方式是胞吐,图示运输方式需要载体协助,同时需要消耗能量,为主动运输,B错误;
C、图中表示该物质穿过了两层磷脂分子、一层生物膜,C错误;
D、载体蛋白运输该物质后空间结构可以恢复,D错误;
故选A。
11.(24-25高一上·浙江杭州·期中)水分子出入植物细胞的常见方式是( )
A.主动转运 B.易化扩散 C.胞吐 D.渗透作用
【答案】D
【分析】载体蛋白分子会与被转运的分子或离子结合而改变形状,把分子或离子从高浓度一侧转运至低浓度一侧,将分子或离子释放后,载体蛋白又恢复至原来的形状,这种转运称为易化扩散。
【详解】植物细胞具有原生质层和大液泡,一般而言,水分子出入植物细胞的常见方式是渗透作用,若渗透作用失水,则发生质壁分离,发生质壁分离后若渗透吸水,则发生质壁分离复原,D正确,ABC错误。
故选D。
1.(24-25高一上·浙江绍兴·期中)在观察某植物细胞的质壁分离和质壁分离复原实验中,依次观察到的结果示意图如下,其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是( )
A.甲状态下不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象
B.在质壁分离过程中,细胞膜的面积变小
C.在清水中完成质壁分离复原后,细胞内外溶液浓度相等
D.细胞发生渗透作用至丙状态,一段时间后该细胞会破裂
【答案】B
【分析】当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,植物细胞发生质壁分离;当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,发生质壁分离复原。分析题图可知①是细胞壁,②是细胞膜。
【详解】A、水分子可以自由透过细胞膜,甲状态下依然存在水分子跨膜运输进出细胞,A错误;
B、在质壁分离过程中,液泡体积变小,原生质层收缩,细胞膜的面积变小,B正确;
C、在清水中完成质壁分离复原后,细胞内外溶液浓度不相等,细胞液浓度大于清水浓度,C错误;
D、细胞发生渗透作用至丙状态,一段时间后该细胞不会破裂,因为细胞最外层有一层细胞壁在起保护作用,D错误。
故选B。
2.(24-25高一上·浙江·期中)海水稻根尖成熟区细胞积累的能提高植物对盐碱、干旱等极端环境的抗性,且细胞内浓度比细胞外高出10~20倍。研究人员用盐碱地土壤浸出液对海水稻进行培养,得出土壤浸出液浓度变化曲线如图所示,由此可知,进入海水稻根尖细胞的方式是( )
A.易化扩散 B.主动转运 C.胞吞 D.扩散
【答案】B
【分析】物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。
【详解】ABCD、由题意“细胞内浓度比细胞外高出10~20倍”以及题图可知,可知为逆浓度梯度进入水稻根尖细胞,这种方式为主动转运,ACD错误,B正确。
故选B。
3.(24-25高一上·浙江·期中)将家兔的成熟红细胞平均分为a、b、c三组,分别置于不同浓度的氯化钠溶液中,一段时间后观察到的细胞形态如下图。下列叙述正确的是( )
A.三组中只有b组和c组水分子在进出细胞
B.三组氯化钠溶液浓度大小关系为c>a>b
C.若将b组细胞换成大肠杆菌,则会涨破
D.此时, b组细胞吸水能力大于c组细胞
【答案】B
【分析】当外界溶液浓度大于细胞质浓度时,细胞失水皱缩;当外界溶液浓度小于细胞质浓度时,细胞吸水膨胀;当外界溶液浓度等于细胞质浓度时,细胞形态不变。
【详解】A、三组中都有水分子在进出细胞,A错误;
B、兔的成熟红细胞在高浓度氯化钠溶液中失水,在低浓度氯化钠溶液中吸水,根据细胞形态可知,三组氯化钠溶液浓度大小关系为c>a>b,B正确;
C、大肠杆菌有细胞壁,若将b组细胞换成大肠杆菌,则不会涨破,C错误;
D、细胞失去水分越多,吸水能力越强,故此时, c组细胞吸水能力大于b组细胞,D错误。
故选B。
4.(24-25高一上·浙江杭州·期中)将质壁分离的洋葱紫色外表皮细胞放入清水中,液泡体积的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.细胞壁的伸缩性比细胞膜要小
B.a→b过程,水分子从细胞外单向运输到胞内导致液泡变大
C.a点时液泡颜色深于b点
D.细胞壁会阻止细胞吸水
【答案】B
【分析】1、植物细胞的质壁分离原理: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。
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。
【详解】A、细胞壁具有支持和保护植物细胞作用,细胞壁的伸缩性比细胞膜要小,A正确;
B、a→b过程,水分子从细胞外进入到胞内的速率大于细胞内到细胞外的速率导致进入细胞内的水多,液泡变大,B错误;
C、a点到b点细胞吸水,液泡变大,则a点时液泡颜色深于b点,C正确;
D、由于细胞壁的伸缩性小,细胞壁会阻止细胞吸水,D正确。
故选B。
5.(24-25高一上·浙江嘉兴·期中)某中学生物学兴趣小组将黑藻放在适宜光照、温度等条件下培养一段时间后放在显微镜下观察,视野中一叶绿体位于液泡右下方,细胞质环流方向为逆时针,如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.图中叶绿体实际上位于液泡的左上方
B.图中细胞质实际上流动方向为逆时针
C.利用黑藻观察细胞质流动时取幼嫩的小叶在水滴中展开
D.黑藻的液泡中细胞液无色故不能用来观察细胞的质壁分离与复原
【答案】D
【分析】显微镜成像的特点是倒立的虚像,上下颠倒,左右相反, 也就是旋转180度,但液体的流动方向不变。
【详解】A、显微镜下看到的是倒像,叶绿体位于液泡右下方,实际上它应位于液泡的左上方,A正确;
B、显微镜下观察到的细胞质环流方向与实际方向相同,所以图中细胞质实际流动方向为逆时针,B正确;
C、利用黑藻观察细胞质流动时,取幼嫩的小叶在水滴中展开便于观察,C正确;
D、黑藻的液泡中细胞液虽然无色,但黑藻的原生质层中有叶绿体等带有颜色,可以用来观察细胞的质壁分离与复原,D错误。
故选D。
6.(24-25高一上·浙江衢州·期中)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。下列有关胞吞、胞吐的叙述错误的是( )
A.痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞的方式需要消耗能量
B.“吃掉”肠壁组织细胞时,需要变形虫膜上的载体蛋白协助
C.胞吞和胞吐过程的实现依赖于细胞膜的流动性
D.通过胞吞、胞吐方式转运的物质也可以是小分子物质
【答案】B
【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,该过程需要能量的参与,A正确;
B、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,但是该蛋白不是载体蛋白,B错误;
C、胞吞和胞吐过程的实现依赖于细胞膜的流动性,C正确;
D、通过胞吞、胞吐方式转运的物质也可以是小分子物质,比如神经递质,D正确。
故选B。
7.(24-25高一上·浙江杭州·期中)将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于30%蔗糖溶液中数分钟,在此过程中发生的各种变化不能用下图所示的趋势表示的是( )
A.色素含量 B.细胞失水速率
C.液泡体积 D.外界蔗糖溶液浓度
【答案】A
【分析】质壁分离的原因分析:
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。有大液泡(成熟)的活的植物细胞,才能发生质壁分离;动物细胞、无大液泡的或死的植物细胞不能发生质壁分离。
【详解】A、细胞失水过程中色素不会从细胞出来,只有当细胞过度失水死亡,色素才会从细胞中出来。因此,失水过程中色素含量不能用下图所示的趋势表示,A符合题意;
B、将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于30%蔗糖溶液中,细胞失水,速率逐渐减小,当细胞达到平衡时或死亡后,失水速率为0。因此,失水过程中细胞失水速率能用下图所示的趋势表示,B不符合题意;
C、将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于30%蔗糖溶液中,细胞失水,液泡体积减小,当细胞达到平衡时或失水死亡后,液泡体积不变。因此,失水过程中液泡体积能用下图所示的趋势表示,C不符合题意;
D、将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于30%蔗糖溶液中,细胞失水,外界蔗糖溶液浓度减小,当细胞达到平衡时或失水死亡后,外界溶液浓度不变。因此,失水过程中外界蔗糖溶液浓度能用下图所示的趋势表示,D不符合题意。
故选A。
8.(24-25高一上·浙江·期中)水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散称为渗透作用。下图表示将某一成熟植物细胞放入某种溶液后某一时刻的状态(此时细胞有活性)。下列有关说法正确的是( )
A.图中细胞的细胞液浓度大于细胞外溶液的浓度
B.质壁分离过程中,植物细胞的失水速率逐渐加快
C.图中的③④⑤组成的结构相当于发生渗透作用所需的半透膜
D.洋葱鳞片叶内表皮细胞液泡中无色素存在,故不能作为观察质壁分离的材料
【答案】C
【分析】成熟的植物细胞发生质壁分离原因:内因:(1)原生质层相当于一层半透膜;(2)原生质层的伸缩性比细胞壁大;外因:细胞液的浓度小于外界溶液的浓度。
【详解】A、此时植物细胞液的浓度可能外界溶液浓度相等,也有可能比外界溶液浓度小,还有可能大于外界溶液浓度,A错误;
B、质壁分离过程中,植物细胞的失水速率逐渐减慢,B错误;
C、植物细胞的原生质层相当于发生渗透作用所需的半透膜,由图中③④⑤组成,C正确 ;
D、只要是具有中央大液泡的活的植物细胞都可以作为观察质壁分离的材料,洋葱鳞片叶内表皮细胞有中央大液泡,能作为观察质壁分离的材料,D错误。
故选C。
9.(24-25高一上·浙江·期中)H+-K+-ATP酶是一种位于胃壁细胞膜上的质子泵,它能通过催化ATP水解完成H+/K+跨膜转运,不断将胃壁细胞内的H+运输到膜外胃腔中进行积累,维持胃腔中低pH状态,对胃的消化功能具有重要的意义,其作用机理如图所示。
(1)由题可知,膜外胃腔中H+浓度 (大于/小于)胃壁细胞,因此H⁺的跨膜方式是 ,其中H+-K+-ATP酶兼具 和 两种功能。
(2)胃壁细胞上三种不同的受体能与特定的信息分子结合,体现了细胞膜 功能。
(3)酒精在胃中被吸收,因为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。因酒精的毒害作用,大量饮酒会导致不适或酒精中毒等。此物质跨膜运输方式与下列曲线相符合的是 。
【答案】(1) 大于 主动转运 转运/运输 催化
(2)信息交流(识别)
(3) 自由扩散 A
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度,不需要载体,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要载体;主动运输从高浓度到低浓度,需要载体,需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐,不需要载体,消耗能量。
【详解】(1)题干信息:H+-K+-ATP酶是一种位于胃壁细胞膜上的质子泵,它能通过催化ATP水解完成H+/K+跨膜转运,结合题图可知,H+逆着浓度以主动运输的方式从胃壁细胞进入胃腔,故膜外胃腔中H+浓度大于胃壁细胞,其中H+-K+-ATP酶兼具转运/运输物质和催化两种功能。
(2)细胞膜具有控制物质进出、进行信息交流、作为屏障将外界环境与细胞内部环境间隔开等功能,胃壁细胞上三种不同的受体能与特定的信息分子结合,体现了细胞膜信息交流(识别)功能。
(3)物质通过简单的扩散作用进出细胞的方 式,叫作自由扩散,也叫简单扩散;酒精在胃中被吸收,因为酒精或其他脂溶性物质能够以自由扩散的运输方式进入细胞,所以空腹饮酒,酒精吸收快、易醉。
自由扩散不需要消耗能量,自由扩散的速率与物质浓度呈正相关,与氧气浓度无关,故酒精跨膜运输方式与下列曲线相符合的是A,BCD错误。
故选A。
10.(24-25高一上·浙江·期中)如图1是某同学通过滴加蔗糖溶液和清水,观察到植物细胞质壁分离与复原的显微照片,图2表示物质出入细胞膜的示意图,其中ABD代表物质或结构,abcde代表物质运输的方式,请据图分析回答有关问题:
(1)图1细胞处于质壁分离状态,则细胞膜和细胞壁之间充满了 ;细胞失水过程中,细胞的吸水能力 (“增强”、“减弱”或“不变”)。若将此细胞放入清水中, 会限制植物细胞的过度膨胀。
(2)细胞膜的基本骨架是图中的[ ] 。
(3)上图中的a~e的五种过程中,能表示酒精进入细胞的过程的是 (填图中字母)
(4)大麦、甜菜和番茄等能耐受较高盐浓度的环境,一方面是因为它们通过[ ] 方式吸收盐离子然后将其积累在 (填细胞器)中,另一方面,是因为它们通过产生可溶性糖、甜菜碱等物质,使细胞质的渗透压 ,从而防止细胞脱水。
(5)图2所示模型属于 (填“物理模型”“概念模型”或“数学模型”)。
【答案】(1) 蔗糖溶液(外界溶液) 增强 细胞壁
(2)[B]磷脂双分子层
(3)b
(4) [a]主动转运/主动运输 液泡 增大
(5)物理模型
【分析】质壁分离的原因分析: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;表现:液泡由大变小,细胞液颜色由浅变深,原生质层与细胞壁分离。
【详解】(1)图1细胞在蔗糖溶液中质壁分离后,由于细胞壁具有全透性,则细胞膜和细胞壁之间充满了蔗糖溶液;细胞失水过程中,细胞的吸水能力增强,若将此细胞放入清水中,细胞壁会限制植物细胞的过度膨胀。
(2)磷脂双分子层是细胞膜的基本骨架,图2中的B代表磷脂双分子层。
(3)据图2分析可知,ae表示主动运输, b代表自由扩散,c代表协助扩散(通道蛋白),d代表协助扩散,酒精进入细胞是自由扩散,所以表示酒精进入细胞的过程的是b。
(4)大麦、甜菜和番茄等能耐受较高盐浓度的环境,一方面是因为它们通过主动运输吸收盐离子然后将其积累在液泡中,另一方面,是因为它们通过产生可溶性糖、甜菜碱等物质,使细胞质的渗透压增大,吸水能力增强,从而防止细胞脱水。
(5)以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征叫物理模型。分析图2可知,图2所示模型属于物理模型。
1.(24-25高一上·浙江·期中)在研究物质运输时,有科学家发现了下列四种曲线关系,以下哪种物质的运输与曲线②、④均相符是
A.葡萄糖进入红细胞
B.消化酶的分泌
C.甘油、乙醇等物质进出细胞
D.植物根细胞从土壤中吸收矿质元素
【答案】D
【分析】根据题意和图示分析可知:①曲线图中,物质浓度越大,运输速率越快,完全取决于浓度差,运输方式为自由扩散;②曲线图中,在一定浓度范围内,随着物质浓度增加,物质跨膜速率增加,但达到一定浓度后不再增加,原因是受到转运蛋白数量的限制,运输方式属于协助扩散或主动运输;③氧气浓度变化,不会影响运输速率,说明物质的运输速率与能量无关,运输方式属于自由扩散和协助扩散;④在一定范围内随着氧气浓度的增加,物质运输速率也增加,但达到一定浓度后不再增加,可表示主动运输或胞吞、胞吐。
【详解】A、葡萄糖进入人的红细胞方式为协助扩散,其特点是需要转运蛋白,不需要能量,因此与曲线②和③相符,A错误;
B、消化酶的分泌属于胞吐,胞吐需要能量,故只与曲线④相符,B错误;
C、甘油、乙醇等物质进出细胞方式为自由扩散,不需要转运蛋白和能量,与①和③相符,C错误;
D、植物根细胞从土壤中吸收矿质元素的方式为主动运输,其特点是需要载体蛋白和能量,故与曲线②和④相符,D正确。
故选D。
2.(24-25高一上·浙江宁波·期中)某同学利用紫色洋葱鳞片叶观察植物细胞质壁分离及复原现象。下列叙述中正确的是( )
A.该实验没有分组,因此不存在对照
B.该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞壁的位置关系、液泡的颜色和大小等
C.步骤 F 中的表皮细胞,当体积不再变化时,细胞内外渗透压相等
D.增大蔗糖溶液的浓度,实验效果一定更明显且不影响细胞的活性
【答案】B
【分析】质壁分离的外因是外界溶液的浓度大于细胞液浓度,内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。
【详解】AB、题图中共有三次显微镜观察,观察的指标主要是原生质层和细胞壁的位置关系以及液泡的大小和颜色,第二次观察与第一次观察形成对照,第三次观察与第二次观察形成对照,A错误,B正确;
C、步骤 F 中的表皮细胞,体积不再变化是由于细胞壁的支持和保护作用,此时细胞内外渗透压不一定相等,C错误;
D、如果蔗糖溶液的浓度过高,会导致细胞过度失水而死亡,D错误。
故选B。
3.(24-25高一上·浙江温州·期中)在“通过模拟实验探究膜的透过性”实验中,下列叙述正确的是( )
A.检验膜对葡萄糖的透过性时,在透析袋中加入葡萄糖,在透析袋外加本尼迪特试剂
B.检验膜对淀粉的透过性时,在透析袋中加入淀粉,在透析袋外加碘—碘化钾
C.检验膜对淀粉的透过性时,实验结果是透析袋内外都为蓝色
D.该实验说明淀粉不能通过透析膜,碘—碘化钾、葡萄糖、本尼迪特试剂可以透过透析膜
【答案】B
【分析】渗透作用:(1)概念:水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液扩散的现象条件。(2)条件:①具有半透膜;②半透膜两侧的溶液浓度具有浓度差。
透析袋为半透膜,可以允许水分子等小分子物质通过,大分子物质不能透过。
【详解】A、探究膜的透性实验中,检测葡萄糖透性实验中,是从烧杯中取出2毫升待测液,加本尼迪特试剂水浴成红黄色,并没有直接在烧杯中添加本尼迪特试剂,所以本实验无法证明本尼迪特试剂能否透过透析膜,A错误;
B、检验膜对淀粉的透过性时,在透析袋中加入淀粉,在透析袋外加碘—碘化钾,若淀粉可以通过半透膜,则透析袋外会呈蓝色,若不变蓝,说明淀粉不能透过半透膜,B正确;
C、检验膜对淀粉的透过性时,由于淀粉不能透过半透膜,所以透析袋外面不会呈现蓝色,C错误;
D、该实验不能证明本尼迪特试剂能否通过半透膜,D错误。
故选B。
4.(24-25高一上·浙江杭州·期中)下图是“通过模拟实验探究膜的透过性”的实验装置图,透析袋是材料用具之一,下列关于该实验叙述正确的是( )
A.取B组透析袋外面的蒸馏水,直接加入适量的本尼迪特试剂后,出现红黄色沉淀
B.A、B两组实验说明:葡萄糖和淀粉均不能透过透析袋,碘可以透过透析袋
C.平衡后,两组装置各自透析袋内外两侧溶液的浓度并不都一致
D.通过该实验可证明细胞膜对物质的进出具有选择透过性
【答案】C
【分析】题图分析,甲组透析袋内是淀粉溶液,透析袋外是碘-碘化钾,假如甲组透析袋内溶液颜色变蓝,则说明碘-碘化钾能通过透析膜;透析袋外溶液颜色不变蓝,说明淀粉不能通过透析膜。乙组透析袋是葡萄糖溶液,取乙组透析袋外溶液,用本尼迪特试剂热水浴检测葡萄糖能否通过透析膜,出现红黄色沉淀,说明葡萄糖能透过透析袋。
【详解】A、取B组透析袋外面的蒸馏水,加入适量本尼迪特试剂热水浴2~3min,观察颜色变化,A错误;
B、A、B两组实验说明:淀粉不能透过透析袋,碘和葡萄糖可以透过透析袋,B错误;
C、平衡后,两组装置各自透析袋内外两侧溶液的浓度并不都一致,A组透析袋内的浓度高于透析袋外,而B组透析袋内外浓度一致,C正确;
D、透析袋是半透膜,通过该实验可推测细胞膜对物质的进出具有选择透过性,但图中的透析袋没有生物活性,D错误。
故选C。
5.(24-25高一上·浙江杭州·期中)植物体内的Ca²⁺是一种重要的无机盐离子,Ca²⁺必需保持一定的量,才能维持植物细胞的相对稳定。下列相关叙述正确的是( )
A.Ca²⁺进出细胞都需要消耗能量
B.Ca²⁺进入细胞和进入液泡的跨膜方式相同
C.细胞质基质中Ca²⁺浓度比细胞外低,液泡中Ca²⁺浓度比细胞质基质中低
D.液泡中Ca²⁺浓度高,渗透压大有利于植物的根系从土壤中吸收水分
【答案】D
【分析】物质跨膜运输方式:
1、自由扩散:
⑴概念:物质通过简单扩散作用(simple transport)进出细胞,叫做自由扩散;
⑵特点:①沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散;②不需要提供能量;③没有膜蛋白的协助;
⑶举例:氧气、二氧化碳、水、甘油、乙醇、苯、脂肪酸、尿素、胆固醇、脂溶性维生素、气体小分子等;
2、协助扩散:
⑴概念:也称促进扩散、易化扩散(faciliatied diffusion);
⑵特点:①比自由扩散转运速率高;②存在最大转运速率; 在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。如超过一定限度,浓度不再增加,运输也不再增加。因膜上载体蛋白的结合位点已达饱和; ③有特异性,即与特定溶质结合。这类特殊的载体蛋白主要有离子载体和通道蛋白两种类型;④不需要提供能量;
⑶举例:红细胞摄取葡萄糖;
3、主动运输:
⑴概念:是指物质逆浓度梯度,在载体的协助下,在能量的作用下运进或运出细胞膜的过程;
⑵特点:①逆浓度梯度(逆化学梯度)运输(小肠运输葡萄糖时也有顺浓度梯度的特例);②需要能量(由ATP直接供能)或与释放能量的过程偶联(协同运输),并对代谢毒性敏感;③都有载体蛋白,依赖于膜运输蛋白;④具有选择性和特异性;
⑶举例:小肠吸收K+、Na+、Ca2+等离子、葡萄糖、氨基酸、无机盐、核苷酸、带电荷离子等。
【详解】A、Ca2+出细胞是ATP供能的主动运输,Ca2+进细胞是协助扩散不消耗能量,A错误;
B、Ca2+进液泡的两种方式都属于主动运输,其中与H+共载体跨膜的依靠H+的势能供能、另一种是ATP直接供能,两者的转运蛋白的构象都发生改变,Ca2+出液泡属于协助扩散,B错误;
C、细胞质基质中Ca2+浓度比细胞外低、液泡中Ca2+浓度比细胞质基质中高,C错误;
D、液泡Ca2+浓度高,渗透压大有利于植物根系从土壤中吸收水分,D正确。
故选D。
6.(24-25高一上·浙江杭州·期中)某学生用紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料,制成临时装片后,利用0.3g/mL蔗糖溶液和清水,进行植物细胞吸水和失水的观察。下列相关叙述不正确的是( )
A.a、c处为细胞液,b处为蔗糖溶液
B.与甲相比,乙所示细胞的吸水能力弱,液泡紫色更深
C.水分子从细胞外扩散进细胞液至少需要穿过2层生物膜
D.该实验存在前后自身对照
【答案】B
【分析】题图分析,图甲与图乙构成对照,可得出在0.3g/mL蔗糖溶液中细胞发生了质壁分离现象,此时细胞内原生质层收缩;a为细胞液,b为外界溶液,c为细胞液。
【详解】A、a、c处为液泡内液体为细胞液,图乙是细胞的质壁分离现象,b处充满蔗糖溶液,A正确;
B、与甲相比,图乙在发生质壁分离的过程中,细胞不断失水导致细胞液浓度逐渐增大,细胞吸水能力逐渐增强,液泡紫色更深,B错误;
C、水分子从细胞外扩散进细胞液要穿过细胞膜和液泡膜,至少需要穿过2层生物膜,C正确;
D、该实验过程中未另设对照组,但存在自身前后对照,D正确。
故选B。
7.(24-25高一上·浙江·期中)甲状腺细胞可以利用氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白,并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外,其过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.氨基酸在b过程中产生了水,水中的氧来自于氨基酸的羧基
B.细胞内的碘浓度远远高于血浆中的碘浓度,这表明a是主动转运过程
C.甲状腺球蛋白通过胞吐方式分泌到细胞外
D.将标记的氨基酸注射到该细胞中,则出现的部位依次为①③⑤②⑥④
【答案】D
【分析】1、氨基酸分子互相结合的方式是:一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接,同时脱去一分子的水,这种结合方式叫做脱水缩合。由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,叫做二肽。
2、分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质。内质网可以“出芽”,也就是鼓出由膜形成的囊泡,包裹着要运输的蛋白质,离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后形成包裹要着蛋白质的囊泡。囊泡移动到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中,需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体。
【详解】A、氨基酸分子互相结合的方式是:一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接,同时脱去一分子的水,所以氨基酸在b过程中产生了水,水中的氧来自于氨基酸的羧基,A正确;
B、细胞内的碘浓度远远高于血浆中的碘浓度,即碘由浓度低运输到浓度高,是逆浓度梯度运输,则a是主动转运过程,B正确;
C、分析图可知,甲状腺球蛋白在细胞膜内被一层膜包围,形成小囊泡,囊泡与细胞膜融合在一起,并向细胞外张开,使内含物排出细胞外,这种现象为胞吐,C正确;
D、3H标记的氨基酸注射到该细胞中,在细胞中逐渐合成甲状腺球蛋白并分泌到细胞外,整个合成和运输过程经历的结构有核糖体、内质网、高尔基体、囊泡、细胞膜,所以出现3H的部位依次为①③②⑥④,⑤线粒体中不会出现3H,D错误。
故选D。
8.(24-25高一上·浙江·期中)小肠上皮细胞能从肠腔吸收多种营养物质并跨膜运输到组织液(一种体液)中,相关物质运输方式如图2所示。图1是物质跨膜运输方式示意图,I~IV表示细胞膜上的相关结构或物质,a~e表示不同的跨膜运输。请回答下列问题。
(1)科研人员为了研究细胞膜的结构与功能,需先获取纯净的细胞膜。下列细胞中,提取细胞膜的理想材料是 (A.猪的成熟红细胞;B.猪的肝细胞;C.蛙的成熟红细胞;D.鸡的成熟红细胞)。选择该细胞提取细胞膜的理由是 ,从而减少了干扰。
(2)据图2可知,肠腔内的葡萄糖以 的方式进入小肠上皮细胞,与该方式相比,③运输葡萄糖的特点是 。葡萄糖进、出小肠上皮细胞的跨膜运输分别对应图1中的 (填字母) 所示的运输。
(3)小肠上皮细胞通过②同时运输Na+和K+,可以维持细胞内Na+ (填“高浓度”或“低浓度”)状态,以保障小肠上皮细胞正常吸收葡萄糖。若机体短暂供氧不足,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的速率将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)水分子除了图2所示的运输方式之外,主要是以图1中的 (填字母)方式进行运输。图2 中多肽从肠腔进入小肠上皮细胞的过程中,多肽穿过 层磷脂分子。
(5)用含18O标记的氨基酸培养液培养该细胞,结果发现在合成分泌蛋白的过程中产生了H218O,则H218O的生成部位是 。
【答案】(1) A 猪的红细胞没有细胞核和各种细胞器膜,因此没有细胞核膜和细胞器膜,提取的成分较为单一
(2) 主动转运 顺浓度梯度、不消耗能量 a、d
(3) 低浓度 减小
(4) c 0/零
(5)核糖体
【分析】题图分析,图1中a和e过程消耗能量,表示主动运输过程;b表示自由扩散,c、d表示协助扩散,图中上侧有糖蛋白,表示细胞膜的外侧。图1中I~IV表示的物质依次为载体蛋白、通道蛋白、糖蛋白和磷脂双分子层。
【详解】(1)A、由于哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器,因此没有细胞核膜和细胞器膜,提取的成分较为单一,从而减少了干扰。即用哺乳动物成熟的红细胞做实验材料能分离得到纯净的细胞膜,猪属于哺乳动物,A符合题意;
B、猪的肝细胞含有细胞核和复杂的具膜细胞器,因此用其做实验材料提取的膜不只细胞膜,B不符合题意;
C、蛙的成熟红细胞含有细胞核和复杂的具膜细胞器,因此用其做实验材料提取的膜不只细胞膜,C不符合题意;
D、鸡的成熟红细胞含有细胞核和复杂的具膜细胞器,因此用其做实验材料提取的膜不只细胞膜,D不符合题意。
故选A。
因此选择该细胞提取细胞膜的理由是猪的红细胞没有细胞核和各种细胞器膜,因此没有细胞核膜和细胞器膜,提取的成分较为单一,从而减少了干扰。
(2)由图2可知,肠腔内的葡萄糖进入小肠上皮细胞是逆浓度梯度运输,需要消耗膜两侧钠离子浓度差提供的化学势能,因此为主动运输。图中③方式运输葡萄糖为顺浓度梯度,需要转运蛋白,为协助扩散,协助扩散与主动运输相比,③协助扩散运输葡萄糖的特点是具有顺浓度梯度转运、不消耗能量的特点。Ⅲ为糖蛋白,分布在细胞膜的外侧,因此图1中a为主动运输进入细胞,d为协助扩散出细胞,因此葡萄糖进、出小肠上皮细胞的跨膜运输分别对应图1中的a、d所示的运输。
(3)小肠上皮细胞通过②钠钾泵逆浓度梯度同时运输Na+和K+,进而可以维持细胞内Na+低浓度状态,以保障小肠上皮细胞正常吸收葡萄糖,为小肠上皮细胞吸收葡萄糖提供电化学梯度势能。若机体短暂供氧不足,会影响细胞的能量供应,使得钠钾泵无法维持细胞内外正常的钠离子浓度差,进而不能为葡萄糖的吸收提供足够的钠离子梯度势能,因而小肠上皮细胞吸收葡萄糖的速率将减小。
(4)水分子除了图2所示自由扩散之外,还主要通过借助水通道蛋白进行协助扩散,对应图1中的c;多肽属于大分子物质,进入细胞的方式是胞吞,依赖膜的流动性,该过程中需要穿过0层磷脂分子。
(5)用含18O标记的氨基酸培养液培养该细胞,结果发现在合成分泌蛋白的过程中产生了H218O,说明该水分子是由氨基酸脱水缩合过程产生的,蛋白质的合成过程发生在核糖体上,因此可推测H218O的生成部位是核糖体。
9.(24-25高一上·浙江宁波·期中)现有两瓶质量分数均是30%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液(已知葡萄糖分子可以通过半透膜,蔗糖分子不能通过),图1为U型管,图3中①-④表示物质跨膜运输方式,图4为Na+和葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图,图中的主动转运过程消耗的能量既可来自ATP,也可来自离子电化学梯度(即离子顺浓度梯度运输产生的离子电化学梯度)。请回答以下问题:
(1)A同学把体积相同的葡萄糖与蔗糖溶液用半透膜隔开(如图1所示),在实验过程中,乙液面的变化情况是 ,最后乙液面 (选填“高于”“低于”或“等于”)甲液面。
(2)B同学采用紫色洋葱鳞片叶的外表皮为材料,利用植物细胞质壁分离与复原的原理进行了鉴定上述葡萄糖和蔗糖溶液的实验,实验记录的结果为液泡体积的变化情况。请在图2中画出可能的实验结果 。
(3)图3细胞膜的基本骨架是 。若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞,则图3中不会受到显著影响的运输方式是 (填序号)。若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+吸收明显减少,但K+的吸收不受影响,最可能的原因是 。
(4)图4中葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的跨膜运输方式是 ,你判断的依据是: (写出一点即可)。
【答案】(1) 先下降后上升最后维持不变 高于
(2)
(3) 磷脂双分子层 ①②③ 该毒素抑制了转运Ca2+的转运蛋白的活性
(4) 主动转运/主动运输 逆浓度梯度运输(需要Na+电化学梯度驱动)
【分析】题图分析,从图1信息可知,蔗糖是二糖,葡萄糖为单糖,相同浓度、相同体积的两种溶液加入到被半透膜隔开的U型管中,因为甲的物质的量的浓度大于乙,甲渗透压大于乙,因此甲液面升高,又知葡萄糖可以穿过半透膜而蔗糖不能,因此乙渗透压逐渐升高,甲渗透压下降,当乙渗透压大于甲时,乙液面升高,高于甲。图3中①过程不需要载体和能量,属于自由扩散;②、③过程需要转运蛋白,顺浓度梯度转运,不需要能量,属于协助扩散;④过程需要载体和能量,属于主动运输。
【详解】(1) 图1中,虽然两种溶液的质量分数相同,但由于蔗糖的相对分子质量较葡萄糖大,因此蔗糖溶液的渗透压小于葡萄糖溶液,故水分子从乙侧更多地流向甲侧,与此同时,葡萄糖透过半透膜进入乙侧,使乙侧溶质分子数目增多,水分子最终会更多地流向乙侧,使乙侧液面高于甲侧液面,该过程中乙液面的变化情况是先下降而后上升,最后高于甲侧。
(2)将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞放在质量分数均是30%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液中,均发生质壁分离,液泡体积减小,由于葡萄糖分子可以透过半透膜,故在质量分数为30%的葡萄糖溶液中表皮细胞先发生质壁分离随后发生质壁分离自动复原,液泡体积增大;蔗糖分子不能透过半透膜,所以表皮细胞不会发生质壁分离复原,仍保持质壁分离状态。具体曲线图表示如下:
(3)图3细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层。
若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞,则抑制了细胞呼吸过程,细胞中凡是耗能的过程都受到影响,不耗能的过程不会受到影响,因此,图3中不会受到显著影响的运输方式是自由扩散和协助扩散,如图中的①自由扩散、②③协助扩散。
蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+的方式是④主动运输,若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+吸收明显减少,但K+的吸收不受影响,说明不受能量的限制,最可能的原因是该毒素抑制了图3中所示的转运Ca2+的载体蛋白的活性。
(4)由于被选择吸收的物质葡萄糖从低浓度一边(肠腔)到高浓度一边(小肠上皮细胞),需要的能量来自钠离子电化学梯度的势能,所以葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的跨膜运输方式是主动运输(主动转运)。
10.(24-25高一上·浙江杭州·期中)图1是物质跨膜运输方式示意图,I~Ⅳ表示细胞膜上的相关结构或物质,a~e表示不同的跨膜运输方式。图2为某人接种新冠疫苗后体内某细胞通过囊泡向细胞外运输、分泌抗体的过程。请据图分析回答:
(1)图1中细胞膜的基本骨架是[ ] (填编号和名称)。与植物细胞膜相比,动物细胞膜特有的成分是 (填名称)
(2)肠腔内的氨基酸以 (从“a,b,c,d,e”中选择一项)的方式进入小肠上皮细胞。若物质X由细胞内释放到细胞外,则其转运方向是 (填“M→N”或“N→M”)。
(3)将³H标记的某种氨基酸注射到细胞中以研究新冠病毒抗体合成与运输的途径,此方法称为 。
(4)据图2分析,运输着抗体的囊泡能定向、精确地转移到细胞膜的特定部位,其原因是囊泡膜上的 (填图2中的名称)和细胞膜上的 (填图2中的名称)特异性识别。该过程 (“需要”或“不需要”)能量。
(5)新冠病毒特效药的研究是人类对抗新冠疫情的另一重要战场。科学家拟利用磷脂分子构成脂质体,把某种针对新冠病毒的特效药物包裹入其中后,将药物送入特定靶细胞中发挥作用(如图3)。若该药物为脂溶性药物,则应包裹在图示结构中 (填“药物1”或“药物2”)所在的位置。
【答案】(1) Ⅳ磷脂双分子层/脂双层 胆固醇
(2) a N→M
(3)(放射性)同位素标记法/同位素示踪法
(4) 蛋白质A 蛋白质B 需要
(5)药物2
【分析】1、细胞膜的成分:脂类约占50%,以磷脂为主,它既有亲水的极性头部(磷酸和含氨苯的化合物相连接),又有疏水的非极性尾部;蛋白质约占40%,糖类约占10%,大多和蛋白质分子结合成为糖蛋白,具有识别、分泌、排泄、免疫等功能,也可和脂类分子结合形成糖脂;
2、细胞膜的结构特点:具有流动性(膜的结构成分不是静止的,而是动态的);
3、细胞膜的功能: 保护细胞内部;控制物质交换;细胞间信息交流;识别、分泌、排泄、免疫等。
【详解】(1)在细胞膜结构中,细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,在图1中对应的是[Ⅳ]磷脂双分子层;与植物细胞膜相比,动物细胞膜特有的成分是胆固醇;
(2)肠腔内的氨基酸进入小肠上皮细胞是逆浓度梯度进行的主动运输,从图1中看,需要载体蛋白且逆浓度梯度运输的方式是a;由图1可知,M侧有Ⅲ糖蛋白,因此M侧为细胞的外侧,若物质X由细胞内释放到细胞外,因为物质X位于细胞内的N侧,释放到细胞外即M侧,所以其转运方向是N→M;
(3)将³H标记的某种氨基酸注射到细胞中以研究新冠病毒抗体合成与运输的途径,这种方法称为同位素标记法;
(4)据图2分析,运输着抗体的囊泡能定向、精确地转移到细胞膜的特定部位,其原因是囊泡膜上的糖蛋白A和细胞膜上的糖蛋白B特异性识别,该过程需要能量;
(5)磷脂分子的头部具有亲水性,尾部具有疏水性,由于该药物为脂溶性药物,所以应该包裹在磷脂分子的尾部,即药物2所在的位置。
试卷第1页,共3页
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专题08 物质出入细胞的方式
1.(24-25高一上·浙江·期中)在探究膜的透过性的模拟实验中,若把透析袋内装有淀粉溶液的标为A组,装有葡萄糖溶液的标为B组,透析袋大小口径可以使葡萄糖等小分子通过,而淀粉无法自由通过,向两烧杯内加入碘液,一段时间后观察现象。则下列说法正确的是( )
A.A组透析袋内变蓝 B.A组内所有物质无法透出
C.对比A、B组实验现象,说明透析袋具有选择透过性 D.B组透析袋会变大
2.(24-25高一上·浙江·期中)葡萄糖分子可以被红细胞通过易化扩散的形式吸收,也可以被小肠绒毛上皮细胞通过主动转运吸收。葡萄糖被这两类细胞运输吸收过程的共同点是( )
A.需要氧气 B.顺浓度梯度运输 C.需要载体蛋白 D.需要能量
3.(24-25高一上·浙江·期中)富氢水是富含氢分子的水,灌溉水稻能增产增收,水稻根细胞吸收氢气的方式是( )
A.易化扩散 B.主动转运 C.扩散 D.胞吞
4.(24-25高一上·浙江·期中)已知葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式是主动转运(主动运输)。下图序号中能表示该运输过程的是( )
A.a B.b C.c D.d
5.(24-25高一上·浙江·期中)下图为某物质的转运过程示意图。下列关于该运输方式的叙述,错误的是( )
A.转运的物质只能顺浓度梯度运输
B.会引起细胞膜成分的更新
C.需要细胞膜上的蛋白质的协助
D.通过该运输方式转运物质穿过0层膜
6.(24-25高一上·浙江温州·期中)下列物质通过细胞膜时,需要消耗能量的是( )
A.氨基酸进入小肠绒毛上皮细胞
B.葡萄糖进入哺乳动物成热红细胞
C.水分子通过细胞膜进出细胞
D.二氧化碳从组织细胞排出
7.(24-25高一上·浙江杭州·期中)某半透膜的结构模型如图甲所示,膜上小孔的直径为x纳米。用该半透膜为材料的实验装置如图乙所示。已知A物质分子的直径为y(y>x)纳米,水分子的直径为z(z<x)纳米,理论上烧杯中水的量将( )
A.增加 B.减少 C.不变 D.先增加后减少
8.(24-25高一上·浙江金华·期中)下列物质通过质膜时,需要转运蛋白协助的是( )
A.K+ B.CO2 C.O2 D.甘油
9.(24-25高一上·浙江衢州·期中)盐穗木是广泛分布于新疆盐碱荒漠环境中的一种极端耐盐的灌木,其液泡膜上存在Na+-H+载体蛋白,它可利用液泡内外H+的浓度差将H+转运出液泡,同时将Na+由细胞质基质转入液泡,维持较高的Na+浓度。以上过程中,Na+进入液泡的方式为( )
A.易化扩散 B.主动转运 C.扩散 D.渗透
10.(24-25高一上·浙江杭州·期中)下图表示某物质跨膜运输的过程,下列叙述正确的是( )
A.该运输方式是细胞最重要的吸收物质的方式
B.图中运输的物质可能是胃蛋白酶
C.图中表示该物质穿过了两层生物膜
D.载体蛋白运输该物质后空间结构不能恢复
11.(24-25高一上·浙江杭州·期中)水分子出入植物细胞的常见方式是( )
A.主动转运 B.易化扩散 C.胞吐 D.渗透作用
1.(24-25高一上·浙江绍兴·期中)在观察某植物细胞的质壁分离和质壁分离复原实验中,依次观察到的结果示意图如下,其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是( )
A.甲状态下不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象
B.在质壁分离过程中,细胞膜的面积变小
C.在清水中完成质壁分离复原后,细胞内外溶液浓度相等
D.细胞发生渗透作用至丙状态,一段时间后该细胞会破裂
2.(24-25高一上·浙江·期中)海水稻根尖成熟区细胞积累的能提高植物对盐碱、干旱等极端环境的抗性,且细胞内浓度比细胞外高出10~20倍。研究人员用盐碱地土壤浸出液对海水稻进行培养,得出土壤浸出液浓度变化曲线如图所示,由此可知,进入海水稻根尖细胞的方式是( )
A.易化扩散 B.主动转运 C.胞吞 D.扩散
3.(24-25高一上·浙江·期中)将家兔的成熟红细胞平均分为a、b、c三组,分别置于不同浓度的氯化钠溶液中,一段时间后观察到的细胞形态如下图。下列叙述正确的是( )
A.三组中只有b组和c组水分子在进出细胞
B.三组氯化钠溶液浓度大小关系为c>a>b
C.若将b组细胞换成大肠杆菌,则会涨破
D.此时, b组细胞吸水能力大于c组细胞
4.(24-25高一上·浙江杭州·期中)将质壁分离的洋葱紫色外表皮细胞放入清水中,液泡体积的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.细胞壁的伸缩性比细胞膜要小
B.a→b过程,水分子从细胞外单向运输到胞内导致液泡变大
C.a点时液泡颜色深于b点
D.细胞壁会阻止细胞吸水
5.(24-25高一上·浙江嘉兴·期中)某中学生物学兴趣小组将黑藻放在适宜光照、温度等条件下培养一段时间后放在显微镜下观察,视野中一叶绿体位于液泡右下方,细胞质环流方向为逆时针,如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.图中叶绿体实际上位于液泡的左上方
B.图中细胞质实际上流动方向为逆时针
C.利用黑藻观察细胞质流动时取幼嫩的小叶在水滴中展开
D.黑藻的液泡中细胞液无色故不能用来观察细胞的质壁分离与复原
6.(24-25高一上·浙江衢州·期中)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。下列有关胞吞、胞吐的叙述错误的是( )
A.痢疾内变形虫“吃掉”肠壁组织细胞的方式需要消耗能量
B.“吃掉”肠壁组织细胞时,需要变形虫膜上的载体蛋白协助
C.胞吞和胞吐过程的实现依赖于细胞膜的流动性
D.通过胞吞、胞吐方式转运的物质也可以是小分子物质
7.(24-25高一上·浙江杭州·期中)将洋葱鳞片叶外表皮细胞置于30%蔗糖溶液中数分钟,在此过程中发生的各种变化不能用下图所示的趋势表示的是( )
A.色素含量 B.细胞失水速率
C.液泡体积 D.外界蔗糖溶液浓度
8.(24-25高一上·浙江·期中)水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散称为渗透作用。下图表示将某一成熟植物细胞放入某种溶液后某一时刻的状态(此时细胞有活性)。下列有关说法正确的是( )
A.图中细胞的细胞液浓度大于细胞外溶液的浓度
B.质壁分离过程中,植物细胞的失水速率逐渐加快
C.图中的③④⑤组成的结构相当于发生渗透作用所需的半透膜
D.洋葱鳞片叶内表皮细胞液泡中无色素存在,故不能作为观察质壁分离的材料
9.(24-25高一上·浙江·期中)H+-K+-ATP酶是一种位于胃壁细胞膜上的质子泵,它能通过催化ATP水解完成H+/K+跨膜转运,不断将胃壁细胞内的H+运输到膜外胃腔中进行积累,维持胃腔中低pH状态,对胃的消化功能具有重要的意义,其作用机理如图所示。
(1)由题可知,膜外胃腔中H+浓度 (大于/小于)胃壁细胞,因此H⁺的跨膜方式是 ,其中H+-K+-ATP酶兼具 和 两种功能。
(2)胃壁细胞上三种不同的受体能与特定的信息分子结合,体现了细胞膜 功能。
(3)酒精在胃中被吸收,因为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。因酒精的毒害作用,大量饮酒会导致不适或酒精中毒等。此物质跨膜运输方式与下列曲线相符合的是 。
10.(24-25高一上·浙江·期中)如图1是某同学通过滴加蔗糖溶液和清水,观察到植物细胞质壁分离与复原的显微照片,图2表示物质出入细胞膜的示意图,其中ABD代表物质或结构,abcde代表物质运输的方式,请据图分析回答有关问题:
(1)图1细胞处于质壁分离状态,则细胞膜和细胞壁之间充满了 ;细胞失水过程中,细胞的吸水能力 (“增强”、“减弱”或“不变”)。若将此细胞放入清水中, 会限制植物细胞的过度膨胀。
(2)细胞膜的基本骨架是图中的[ ] 。
(3)上图中的a~e的五种过程中,能表示酒精进入细胞的过程的是 (填图中字母)
(4)大麦、甜菜和番茄等能耐受较高盐浓度的环境,一方面是因为它们通过[ ] 方式吸收盐离子然后将其积累在 (填细胞器)中,另一方面,是因为它们通过产生可溶性糖、甜菜碱等物质,使细胞质的渗透压 ,从而防止细胞脱水。
(5)图2所示模型属于 (填“物理模型”“概念模型”或“数学模型”)。
1.(24-25高一上·浙江·期中)在研究物质运输时,有科学家发现了下列四种曲线关系,以下哪种物质的运输与曲线②、④均相符是
A.葡萄糖进入红细胞
B.消化酶的分泌
C.甘油、乙醇等物质进出细胞
D.植物根细胞从土壤中吸收矿质元素
2.(24-25高一上·浙江宁波·期中)某同学利用紫色洋葱鳞片叶观察植物细胞质壁分离及复原现象。下列叙述中正确的是( )
A.该实验没有分组,因此不存在对照
B.该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞壁的位置关系、液泡的颜色和大小等
C.步骤 F 中的表皮细胞,当体积不再变化时,细胞内外渗透压相等
D.增大蔗糖溶液的浓度,实验效果一定更明显且不影响细胞的活性
3.(24-25高一上·浙江温州·期中)在“通过模拟实验探究膜的透过性”实验中,下列叙述正确的是( )
A.检验膜对葡萄糖的透过性时,在透析袋中加入葡萄糖,在透析袋外加本尼迪特试剂
B.检验膜对淀粉的透过性时,在透析袋中加入淀粉,在透析袋外加碘—碘化钾
C.检验膜对淀粉的透过性时,实验结果是透析袋内外都为蓝色
D.该实验说明淀粉不能通过透析膜,碘—碘化钾、葡萄糖、本尼迪特试剂可以透过透析膜
4.(24-25高一上·浙江杭州·期中)下图是“通过模拟实验探究膜的透过性”的实验装置图,透析袋是材料用具之一,下列关于该实验叙述正确的是( )
A.取B组透析袋外面的蒸馏水,直接加入适量的本尼迪特试剂后,出现红黄色沉淀
B.A、B两组实验说明:葡萄糖和淀粉均不能透过透析袋,碘可以透过透析袋
C.平衡后,两组装置各自透析袋内外两侧溶液的浓度并不都一致
D.通过该实验可证明细胞膜对物质的进出具有选择透过性
5.(24-25高一上·浙江杭州·期中)植物体内的Ca²⁺是一种重要的无机盐离子,Ca²⁺必需保持一定的量,才能维持植物细胞的相对稳定。下列相关叙述正确的是( )
A.Ca²⁺进出细胞都需要消耗能量
B.Ca²⁺进入细胞和进入液泡的跨膜方式相同
C.细胞质基质中Ca²⁺浓度比细胞外低,液泡中Ca²⁺浓度比细胞质基质中低
D.液泡中Ca²⁺浓度高,渗透压大有利于植物的根系从土壤中吸收水分
6.(24-25高一上·浙江杭州·期中)某学生用紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料,制成临时装片后,利用0.3g/mL蔗糖溶液和清水,进行植物细胞吸水和失水的观察。下列相关叙述不正确的是( )
A.a、c处为细胞液,b处为蔗糖溶液
B.与甲相比,乙所示细胞的吸水能力弱,液泡紫色更深
C.水分子从细胞外扩散进细胞液至少需要穿过2层生物膜
D.该实验存在前后自身对照
7.(24-25高一上·浙江·期中)甲状腺细胞可以利用氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白,并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外,其过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.氨基酸在b过程中产生了水,水中的氧来自于氨基酸的羧基
B.细胞内的碘浓度远远高于血浆中的碘浓度,这表明a是主动转运过程
C.甲状腺球蛋白通过胞吐方式分泌到细胞外
D.将标记的氨基酸注射到该细胞中,则出现的部位依次为①③⑤②⑥④
8.(24-25高一上·浙江·期中)小肠上皮细胞能从肠腔吸收多种营养物质并跨膜运输到组织液(一种体液)中,相关物质运输方式如图2所示。图1是物质跨膜运输方式示意图,I~IV表示细胞膜上的相关结构或物质,a~e表示不同的跨膜运输。请回答下列问题。
(1)科研人员为了研究细胞膜的结构与功能,需先获取纯净的细胞膜。下列细胞中,提取细胞膜的理想材料是 (A.猪的成熟红细胞;B.猪的肝细胞;C.蛙的成熟红细胞;D.鸡的成熟红细胞)。选择该细胞提取细胞膜的理由是 ,从而减少了干扰。
(2)据图2可知,肠腔内的葡萄糖以 的方式进入小肠上皮细胞,与该方式相比,③运输葡萄糖的特点是 。葡萄糖进、出小肠上皮细胞的跨膜运输分别对应图1中的 (填字母) 所示的运输。
(3)小肠上皮细胞通过②同时运输Na+和K+,可以维持细胞内Na+ (填“高浓度”或“低浓度”)状态,以保障小肠上皮细胞正常吸收葡萄糖。若机体短暂供氧不足,小肠上皮细胞吸收葡萄糖的速率将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)水分子除了图2所示的运输方式之外,主要是以图1中的 (填字母)方式进行运输。图2 中多肽从肠腔进入小肠上皮细胞的过程中,多肽穿过 层磷脂分子。
(5)用含18O标记的氨基酸培养液培养该细胞,结果发现在合成分泌蛋白的过程中产生了H218O,则H218O的生成部位是 。
9.(24-25高一上·浙江宁波·期中)现有两瓶质量分数均是30%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液(已知葡萄糖分子可以通过半透膜,蔗糖分子不能通过),图1为U型管,图3中①-④表示物质跨膜运输方式,图4为Na+和葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图,图中的主动转运过程消耗的能量既可来自ATP,也可来自离子电化学梯度(即离子顺浓度梯度运输产生的离子电化学梯度)。请回答以下问题:
(1)A同学把体积相同的葡萄糖与蔗糖溶液用半透膜隔开(如图1所示),在实验过程中,乙液面的变化情况是 ,最后乙液面 (选填“高于”“低于”或“等于”)甲液面。
(2)B同学采用紫色洋葱鳞片叶的外表皮为材料,利用植物细胞质壁分离与复原的原理进行了鉴定上述葡萄糖和蔗糖溶液的实验,实验记录的结果为液泡体积的变化情况。请在图2中画出可能的实验结果 。
(3)图3细胞膜的基本骨架是 。若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞,则图3中不会受到显著影响的运输方式是 (填序号)。若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+吸收明显减少,但K+的吸收不受影响,最可能的原因是 。
(4)图4中葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的跨膜运输方式是 ,你判断的依据是: (写出一点即可)。
10.(24-25高一上·浙江杭州·期中)图1是物质跨膜运输方式示意图,I~Ⅳ表示细胞膜上的相关结构或物质,a~e表示不同的跨膜运输方式。图2为某人接种新冠疫苗后体内某细胞通过囊泡向细胞外运输、分泌抗体的过程。请据图分析回答:
(1)图1中细胞膜的基本骨架是[ ] (填编号和名称)。与植物细胞膜相比,动物细胞膜特有的成分是 (填名称)
(2)肠腔内的氨基酸以 (从“a,b,c,d,e”中选择一项)的方式进入小肠上皮细胞。若物质X由细胞内释放到细胞外,则其转运方向是 (填“M→N”或“N→M”)。
(3)将³H标记的某种氨基酸注射到细胞中以研究新冠病毒抗体合成与运输的途径,此方法称为 。
(4)据图2分析,运输着抗体的囊泡能定向、精确地转移到细胞膜的特定部位,其原因是囊泡膜上的 (填图2中的名称)和细胞膜上的 (填图2中的名称)特异性识别。该过程 (“需要”或“不需要”)能量。
(5)新冠病毒特效药的研究是人类对抗新冠疫情的另一重要战场。科学家拟利用磷脂分子构成脂质体,把某种针对新冠病毒的特效药物包裹入其中后,将药物送入特定靶细胞中发挥作用(如图3)。若该药物为脂溶性药物,则应包裹在图示结构中 (填“药物1”或“药物2”)所在的位置。
试卷第1页,共3页
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