专题04 细胞的物质输入与输出(期中真题汇编,陕晋青宁专用)高一生物上学期
2025-10-30
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内容正文:
专题04 细胞的物质输入与输出
2大高频考点概览
考点01 被动运输
考点02 主动运输与胞吞、胞吐
地 城
考点01
被动运输
一、单选题
1.(24-25高一上·山西晋中介休第一中学·期中)某兴趣小组用图甲装置研究渗透作用,a和b均为蔗糖溶液,c允许单糖通过,图甲是达到渗透平衡时的状态。下列说法正确的是( )
A.图甲中c为半透膜,达到渗透平衡时,没有水分子移动
B.图中达到渗透平衡时,溶液b的浓度小于溶液a的浓度
C.1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
D.水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,称为渗透作用
2.(24-25高三上·山西孝义中学校·)玻璃纸是一种半透膜,水分子可以自由透过它,而蔗糖分子和果糖分子则不能。某小组将质量分数相同的果糖溶液和蔗糖溶液分别灌入下图所示的U形管两侧,两种溶液中间用玻璃纸隔开,实验起始时甲、乙两侧液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.渗透作用发生的条件是只需要具有半透膜
B.一段时间后,甲侧溶液液面高于乙侧液面
C.液面高度停止变化时,玻璃纸两侧溶液浓度相等
D.若将甲侧溶液换成水,将会导致乙侧液面升高
3.(24-25高一上·山西太原·期中)成熟的植物细胞可用于观察细胞的吸水和失水,它的原生质层包括( )
A.细胞膜和核膜以及这两膜之间的细胞质
B.细胞膜和液泡膜之间的细胞质和细胞器
C.细胞膜和液泡膜以及两膜之间的细胞质
D.细胞壁和液泡膜以及它们之间的细胞质
4.(24-25高一上·山西金科大联考·期中)将5组生理状态相同的马铃薯条分别放入盛有不同质量分数蔗糖溶液的烧杯中,处理一段时间后,测定马铃薯条的质量变化,结果如图所示(正值表示增加,负值表示减少)。下列相关叙述正确的是( )
A.马铃薯条质量减少时细胞壁外的蔗糖分子数量没有改变
B.当质量不变时,细胞液浓度与外界溶液浓度可能不同
C.若要测出细胞液的浓度,需要在20%~25%的浓度范围内增设实验
D.马铃薯的质量减少时,马铃薯细胞的吸水能力变弱
5.(24-25高一上·山西金科大联考·期中)不同物质进出细胞的方式不尽相同,下列叙述正确的是( )
A.二氧化碳、乙醇和葡萄糖等都能自由通过细胞膜
B.蚕豆保卫细胞上的钾离子通道容许K+、Na+等各种离子通过
C.萎蔫的菜叶细胞吸水是通过自由扩散和协助扩散方式进行的
D.通道蛋白不与被运输的物质结合,其数量与物质运输速率无关
6.(24-25高一上·山西太原小店区山西大学附属中学校·期中)下列实验操作中,正确的是( )
A.脂肪检测实验原理是苏丹Ⅲ能将脂肪染成红色
B.常用豆浆、苹果等作为检测植物组织内还原糖的实验材料
C.黑藻叶肉细胞可作为观察质壁分离的材料,细胞中的叶绿体有助于质壁分离现象的观察
D.蛋白质的检测中,先加入0.1g/mL的NaOH溶液1ml,再加入0.05g/mL的CuSO₄溶液1ml
7.(24-25高一上·陕西西安碑林区西北工业大学附属中学·期中)科学家阿格雷和麦金农分别研究发现了水通道蛋白和钾离子通道蛋白,此共同荣获2003年诺贝尔化学奖。下列说法正确的是( )
A.磷脂双分子层内部是疏水的,故水分子只能通过水通道蛋白进出细胞
B.甘油和酒精的运输方式与依靠通道蛋白的运输方式不同,需消耗能量
C.通道蛋白贯穿于细胞膜,分子或离子通过通道蛋白时需要与其结合
D.水通道蛋白的数量会影响水分子的转运速率
8.(24-25高一上·陕西西安碑林区西北工业大学附属中学·期中)水通道蛋白(Aquaporin),又名水孔蛋白,是一种位于细胞膜上的重要蛋白质。约翰霍普金斯大学医学院的美国科学家彼得·阿格雷分别取细胞膜上含水通道蛋白(A组)和除去水通道蛋白(B组)的同种动物细胞,置于低渗溶液中,定时测量各组细胞体积,结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.从实验曲线可知水分子通过水孔蛋白跨膜可能比自由扩散跨膜更快
B.A组细胞体积达到最大后水分子不再进入细胞
C.人类肾小管和集合管上皮细胞可能含有较多的水通道蛋白
D.在M点时,A组细胞的细胞质浓度低于B组细胞的细胞质浓度
二、解答题
9.(24-25高一上·陕西西安碑林区西北工业大学附属中学·期中)成熟的植物细胞具有中央大液泡;可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。下图甲表示渗透装置吸水示意图,图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系,图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。
请回答下列问题:
(1)图甲中c处的膜为 ,当图中漏斗液面不再上升时,c两侧浓度大小关系是a b。
(2)由图乙可知漏斗中溶液吸水速率的变化是 。
(3)图丙中相当于图甲中c结构的是 (填序号),结构②中充满的液体是 。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是 (填“大于”、“小于”、“等于”、“都有可能”)。
(4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中,发现细胞液泡体积增大,说明细胞在渗透吸水,细胞能否无限吸水? ,原因是 。
10.(24-25高一上·山西金科大联考·期中)植物细胞除细胞壁以外的部分为原生质体,活细胞中各种代谢活动均在原生质体中进行。回答下列问题:
(1)除原生质层外,原生质体还包括 (填结构)等。当细胞失水时,发生质壁分离的内因是 。将没有中央液泡的植物活细胞置于较高浓度的蔗糖溶液中,在显微镜下会观察到 的现象。
(2)用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行质壁分离观察时,可采用多次 的操作方法使表皮细胞浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中。一段时间后,在盖玻片的一侧滴入一定浓度的甘油水溶液,进而将表皮细胞浸润在甘油水溶液中,观察到紫色液泡变大,分析原因是 。
(3)若以白色洋葱内表皮细胞为实验材料观察质壁分离现象,可在蔗糖溶液中加入红墨水,原因是 ,观察到的实验现象是 。
11.(24-25高一上·山西阳泉郊区阳泉第一中学校·期中)Ⅰ.下图是浸润在0.3g/ml的蔗糖溶液中的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞模式图。
请回答:
(1)图中细胞的质壁分离指的是细胞壁和 的分离。后者的结构包括 (填编号)。发生此现象的内部原因是细胞壁的伸缩性比原生质层的伸缩性 。若进行后续实验,滴加清水细胞并未发生质壁分离的复原,可能的原因是 。
Ⅱ.A、B、C、D表示物质,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式:图乙表示三种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。请据图回答下列问题:
(2)不同细胞的细胞膜选择透过性不同,主要原因是细胞膜上 (填字母)的种类和数量不同。图甲中可以表示乙图中CO2跨膜运输方式的是【 】 ,图甲中a、d可以分别表示乙图中 、 (填物质种类)跨膜运输的方式。
(3)胰岛B细胞分泌胰岛素的方式和a方式相比较,共同点是 。
(4)图甲可以说明细胞对离子的吸收具有 。(选填“选择性”或“随机性”)
12.(24-25高一上·宁夏石嘴山第一中学·期中)如图所示是物质的跨膜运输过程,请据图回答:
(1)A代表 分子,B是构成细胞膜的基本支架,其名称是 。
(2)构成细胞膜的结构A和B大多数是可以运动的,这说明细胞膜的结构特点是具有 。
(3)在a~e的五种过程中,代表被动运输的是 (用图中标号表示)。
(4)与b方式相比,c方式的主要特点是需要借助 。
地 城
考点02
主动运输与胞吞、胞吐
一、单选题
1.(24-25高一上·山西晋中介休第一中学·期中)下列有关物质的跨膜运输叙述,正确的是( )
A.将刚萎蔫的菜叶放入清水中,菜叶细胞含水量能够得到恢复的主要原因是水分子通过自由扩散进入细胞中
B.果脯在腌制过程中慢慢变甜,是细胞主动运输吸收糖分的结果
C.相对分子量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内
D.主动运输一般都是逆浓度梯度进行的,既要消耗细胞的能量,也需要借助细胞膜上的载体蛋白
2.(24-25高一上·山西太原小店区山西大学附属中学校·期中)下图表示小肠绒毛上皮细胞细胞膜上几种物质的运输方式。下列有关物质及相应运输方式的叙述中,正确的是( )
A.甲可表示 Fe2+主动运输
B.乙可表示葡萄糖自由扩散
C.丙可表示白细胞的胞吞作用
D.丁可表示 CO2协助扩散
3.(24-25高一上·宁夏石嘴山第三中学·期中)图示人体成熟红细胞的部分结构和功能,①~⑤表示相关过程。下列叙述正确的是( )
A.血液流经肺部组织时,气体A和B分别是CO₂和O₂
B.成熟红细胞通过有氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量
C.①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散,③是主动运输
D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
4.(24-25高一上·山西太原小店区山西大学附属中学校·期中)下图甲中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式,图乙表示细胞对大分子物质胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述错误的是( )
A.图甲中曲线a表示自由扩散,曲线b表示协助扩散
B.图甲中曲线b达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白的数量
C.图乙中的胞吐和胞吞过程都需要载体蛋白
D.图乙中的胞吐和胞吞过程体现了细胞膜具有控制物质进出的功能
5.(24-25高一上·宁夏石嘴山第三中学·期中)下图甲中曲线a. b表示物质跨膜运输的两种方式,图乙表示细胞对大分子物质胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述错误的是( )
A.图甲中曲线a表示自由扩散,曲线b可表示协助扩散
B.图甲中曲线b达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白的数量
C.图乙中的胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有选择透过性
D.图乙中的胞吐和胞吞过程都需要消耗能量
6.(24-25高一上·山西晋中介休第一中学·期中)科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是( )
A.用纤维素酶破坏细胞骨架后,细胞的形态会发生变化
B.变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程不需要质膜上的蛋白质参与
C.变形虫移动过程中,纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装所致
D.阿米巴痢疾的发生与变形虫胞吐分泌蛋白分解酶有关
二、解答题
7.(22-23高一上·青海玉树藏族第二民族高级中学·期末)如图为物质出入细胞的四种方式示意图,请据图回答:
(1)图中A表示 ,B表示 ,C表示 ,D表示 。
(2)K+、氧气和蛋白质三种物质中,通过A方式进入细胞的是 。
(3)与A方式相比,B方式的主要特点是 ,该物质是在细胞内的 上合成的。
(4)需要转运蛋白协助的方式为 (填字母),
(5)需要转运蛋白协助也需要能量的方式为 (填字母),影响B方式运输速率的因素为 。
8.(24-25高一上·山西晋中介休第一中学·期中)甲图为不同物质的跨膜运输,其中a~e表示跨膜运输的物质,A、B、D表示细胞膜上的不同成分或结构:乙图为某细胞膜运输钠离子、钾离子、溶质分子甲的示意图,载体③可以催化ATP水解功能,请回答下列问题:
(1)目前被普遍接受的细胞膜结构模型是辛格和尼克尔森提出的 ,细胞膜具有流动性的原因是: 。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘和红细胞吸收葡萄糖是分别与甲图中的 和 物质跨膜运输方式相同。图中物质跨膜运输体现了细胞膜的功能特点是 。
(3)甲图中,c物质运输中需要通道蛋白,d需要载体蛋白,两种转运蛋白的区别有: (写出一点即可)。
(4)乙图中载体③同时具有 和 的功能,载体①参与的运输方式属于 .载体②运输溶质分子甲的方式属于 ,其消耗的能量来自 。
9.(24-25高一上·山西晋中介休第一中学·期中)人体血浆中含有的某种低密度脂蛋白(LDL)的结构如图1所示。LDL与细胞膜上的受体结合成LDL-受体复合物可以进入细胞,图2表示某组织细胞部分结构及生理过程的示意图(1-5表示细胞结构,①-⑨表示生理过程):
(1)人体细胞中除了胆固醇还有哪些脂质 (答出两种即可)
(2)由图1可知,与构成生物膜的基本支架相比,LDL膜结构的主要不同点是 。
(3)LDL-受体复合物通过 方式进入细胞,这体现了细胞膜具有 的功能。LDL进入细胞后经一系列水解酶作用产生的小分子可以被细胞再利用。当LDL受体缺陷时,会导致血浆中的胆固醇含量 。
(4)由图2可知,溶酶体起源于 ,内含多种水解酶,这些物质从合成、加工到进入溶酶体的途径是:核糖体→ →溶酶体(用文字和箭头表示)。
(5)细胞溶酶体中含有多种水解酶,为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解?尝试提出一种假说解释这种现象: 。
试卷第1页,共3页
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专题04 细胞的物质输入与输出
2大高频考点概览
考点01 被动运输
考点02 主动运输与胞吞、胞吐
地 城
考点01
被动运输
一、单选题
1.(24-25高一上·山西晋中介休第一中学·期中)某兴趣小组用图甲装置研究渗透作用,a和b均为蔗糖溶液,c允许单糖通过,图甲是达到渗透平衡时的状态。下列说法正确的是( )
A.图甲中c为半透膜,达到渗透平衡时,没有水分子移动
B.图中达到渗透平衡时,溶液b的浓度小于溶液a的浓度
C.1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
D.水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,称为渗透作用
【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;渗透吸水:细胞通过渗透作用吸收水分的活动叫做渗透吸水。
【详解】A、图甲中c为半透膜,达到渗透平衡时,水分子进出相等,A错误;
B、图中已经处于渗透平衡的状态,但是b处存在一定高度的液柱,会对进入b内的水分子产生一个向下的力,故图中达到渗透平衡时,溶液b的浓度大于溶液a的浓度,B错误;
C、渗透压大小取决于单位体积中溶质微粒数目多少,由于NaCl在溶液中电离出Na+、Cl-,故1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小不相等,前者渗透压更大,C错误;
D、水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,称为渗透作用,D正确。
故选D。
2.(24-25高三上·山西孝义中学校·)玻璃纸是一种半透膜,水分子可以自由透过它,而蔗糖分子和果糖分子则不能。某小组将质量分数相同的果糖溶液和蔗糖溶液分别灌入下图所示的U形管两侧,两种溶液中间用玻璃纸隔开,实验起始时甲、乙两侧液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.渗透作用发生的条件是只需要具有半透膜
B.一段时间后,甲侧溶液液面高于乙侧液面
C.液面高度停止变化时,玻璃纸两侧溶液浓度相等
D.若将甲侧溶液换成水,将会导致乙侧液面升高
【答案】D
【分析】渗透作用概念: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的扩散。
【详解】A、渗透作用发生的条件不仅需要具有半透膜,还需要两侧溶液的浓度不同,A错误;
B、由于玻璃纸只允许水分子通过,而蔗糖和果糖分子不能通过,果糖分子的相对分子质量小于蔗糖分子,因此果糖溶液的渗透压较大,水分子会从蔗糖溶液一侧(甲侧)向果糖溶液一侧(乙侧)渗透,导致乙侧液面上升,甲侧液面下降,B错误;
C、液面高度停止变化时,存在高度差,所以玻璃纸两侧溶液存在浓度差,浓度不相等,C错误;
D、若将甲侧溶液换成水,水的渗透压低于果糖溶液的渗透压,水分子会从甲侧向乙侧渗透,导致乙侧液面上升,D正确。
故选D。
3.(24-25高一上·山西太原·期中)成熟的植物细胞可用于观察细胞的吸水和失水,它的原生质层包括( )
A.细胞膜和核膜以及这两膜之间的细胞质
B.细胞膜和液泡膜之间的细胞质和细胞器
C.细胞膜和液泡膜以及两膜之间的细胞质
D.细胞壁和液泡膜以及它们之间的细胞质
【答案】C
【分析】成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质合称为原生质层。其中细胞质包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、中心体、微丝及微管等,但是不包括细胞最外面的细胞壁,也不包括液泡内的细胞液。
【详解】原生质层是成熟的植物细胞内相当于半透膜的结构,由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成,C正确。
故选C。
4.(24-25高一上·山西金科大联考·期中)将5组生理状态相同的马铃薯条分别放入盛有不同质量分数蔗糖溶液的烧杯中,处理一段时间后,测定马铃薯条的质量变化,结果如图所示(正值表示增加,负值表示减少)。下列相关叙述正确的是( )
A.马铃薯条质量减少时细胞壁外的蔗糖分子数量没有改变
B.当质量不变时,细胞液浓度与外界溶液浓度可能不同
C.若要测出细胞液的浓度,需要在20%~25%的浓度范围内增设实验
D.马铃薯的质量减少时,马铃薯细胞的吸水能力变弱
【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,即发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中,液泡逐渐变大,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,即发生了质壁分离复原。
【详解】A、细胞壁具有全透性,蔗糖会扩散到细胞壁和细胞膜之间的空隙中,细胞壁外的蔗糖分子数减少,A错误;
B、根据图中曲线可知当质量不变时,马铃薯的质量变化均不同,有增有减,所以细胞液浓度与外界溶液浓度可能不同,B正确;
C、若要测出细胞液的浓度,可在10%~20%的浓度范围内增设实验,C错误;
D、马铃薯的质量减少时,马铃薯处于失水状态,细胞液浓度变大,马铃薯细胞的吸水能力变强,D错误。
故选B。
5.(24-25高一上·山西金科大联考·期中)不同物质进出细胞的方式不尽相同,下列叙述正确的是( )
A.二氧化碳、乙醇和葡萄糖等都能自由通过细胞膜
B.蚕豆保卫细胞上的钾离子通道容许K+、Na+等各种离子通过
C.萎蔫的菜叶细胞吸水是通过自由扩散和协助扩散方式进行的
D.通道蛋白不与被运输的物质结合,其数量与物质运输速率无关
【答案】C
【分析】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:物质从高浓度到低浓度,不需载体,不需能量;协助扩散:物质从高浓度到低浓度,需膜转运蛋白的协助,不需能量;主动运输:物质从低浓度到高浓度,需载体,需能量。
【详解】A、二氧化碳、乙醇等小分子能自由通过细胞膜,葡萄糖不能自由地通过细胞膜,A错误;
B、钾离子通道具有特异性,只容许K+通过,不能运输各种离子,B错误;
C、萎蔫的菜叶细胞吸水是通过自由扩散和协助扩散方式进行的,大部分的水分子借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的,C正确;
D、通道蛋白不与被运输的物质结合,可通过调节细胞膜上通道蛋白的数量来调节物质的运输速率,D错误。
故选C。
6.(24-25高一上·山西太原小店区山西大学附属中学校·期中)下列实验操作中,正确的是( )
A.脂肪检测实验原理是苏丹Ⅲ能将脂肪染成红色
B.常用豆浆、苹果等作为检测植物组织内还原糖的实验材料
C.黑藻叶肉细胞可作为观察质壁分离的材料,细胞中的叶绿体有助于质壁分离现象的观察
D.蛋白质的检测中,先加入0.1g/mL的NaOH溶液1ml,再加入0.05g/mL的CuSO₄溶液1ml
【答案】C
【分析】生物组织中化合物的鉴定:
(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变化为砖红色(沉淀);斐林试剂只能检验生物组织中还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)存在与否,而不能鉴定非还原性糖(如淀粉)。
(2)蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。
(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定,呈橘黄色。
【详解】A、脂肪检测实验原理是苏丹Ⅲ能将脂肪染成橘黄色,A错误;
B、豆浆中主要含有较多的蛋白质,还原糖含量较低,因此不能用豆浆鉴定植物组织内的还原糖,B错误;
C、黑藻叶肉细胞为成熟植物细胞,具有中央大液泡,可用于观察质壁分离,其中的叶绿体可标识原生质层的位置,即在该实验中叶绿体可以作为标记物,C正确;
D、蛋白质的检测中,加入的0.1g/mLNaOH溶液可为反应提供碱性环境,再加入0.01g/mL的CuSO4溶液4滴,使得铜离子在碱性环境条件下与肽键发生络合反应,D错误。
故选C。
7.(24-25高一上·陕西西安碑林区西北工业大学附属中学·期中)科学家阿格雷和麦金农分别研究发现了水通道蛋白和钾离子通道蛋白,此共同荣获2003年诺贝尔化学奖。下列说法正确的是( )
A.磷脂双分子层内部是疏水的,故水分子只能通过水通道蛋白进出细胞
B.甘油和酒精的运输方式与依靠通道蛋白的运输方式不同,需消耗能量
C.通道蛋白贯穿于细胞膜,分子或离子通过通道蛋白时需要与其结合
D.水通道蛋白的数量会影响水分子的转运速率
【答案】D
【分析】1、自由扩散是物质从高浓度扩散至低浓度,不需要载体协助也不耗能;协助扩散是物质从高浓度扩散至低浓度,需要载体协助,但不耗能,转运速率受载体数量制约。
2、水通道蛋白是一种位于细胞膜上的蛋白质(内在膜蛋白),在细胞膜上组成“孔道”,可控制水在细胞的进出,就像是“细胞的水泵”一样。
【详解】A、细胞膜上的磷脂具有疏水性的尾部,因此磷脂双分子层内部是疏水的,故水分子通过水通道蛋白出入细胞的效率高于通过自由扩散方式进入细胞的效率,即细胞进出细胞的方式包括协助扩散和自由扩散,A错误;
B、甘油和酒精的运输不需要依靠通道蛋白进行运输,也不需要消耗能量,B错误;
C、通道蛋白贯穿于细胞膜,分子或离子通过通道蛋白时不需要与其结合,直接从通道进出细胞,C错误;
D、水通道蛋白是一种位于细胞膜上的蛋白质(内在膜蛋白)在细胞膜上组成“孔道”,可控制水在细胞的进出,水通道蛋白的数量会影响水分子的转运速率,D正确。
故选D。
8.(24-25高一上·陕西西安碑林区西北工业大学附属中学·期中)水通道蛋白(Aquaporin),又名水孔蛋白,是一种位于细胞膜上的重要蛋白质。约翰霍普金斯大学医学院的美国科学家彼得·阿格雷分别取细胞膜上含水通道蛋白(A组)和除去水通道蛋白(B组)的同种动物细胞,置于低渗溶液中,定时测量各组细胞体积,结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.从实验曲线可知水分子通过水孔蛋白跨膜可能比自由扩散跨膜更快
B.A组细胞体积达到最大后水分子不再进入细胞
C.人类肾小管和集合管上皮细胞可能含有较多的水通道蛋白
D.在M点时,A组细胞的细胞质浓度低于B组细胞的细胞质浓度
【答案】B
【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,不需要转运蛋白,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要转运蛋白;主动运输从高浓度到低浓度,需要载体蛋白,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,不需要转运蛋白,消耗能量。
【详解】A、同一时刻A组细胞体积增量>B组细胞体积增量,可判断水分子通过水孔蛋白跨膜可能比自由扩散跨膜更快,A正确;
B、A组细胞体积达到最大后,水分子进出细胞达到平衡,不是水分子不再进入细胞,B错误;
C、人类肾小管和集合管上皮细胞能大量重吸收原尿中的水分,这两类细胞可能含有较多的水通道蛋白,C正确;
D、在M点时,A组细胞的体积大,渗透压低,B组细胞的体积小,渗透压高,所以在M点时,A组细胞的细胞质浓度低于B组细胞的细胞质浓度,D正确。
故选B。
二、解答题
9.(24-25高一上·陕西西安碑林区西北工业大学附属中学·期中)成熟的植物细胞具有中央大液泡;可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。下图甲表示渗透装置吸水示意图,图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系,图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。
请回答下列问题:
(1)图甲中c处的膜为 ,当图中漏斗液面不再上升时,c两侧浓度大小关系是a b。
(2)由图乙可知漏斗中溶液吸水速率的变化是 。
(3)图丙中相当于图甲中c结构的是 (填序号),结构②中充满的液体是 。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是 (填“大于”、“小于”、“等于”、“都有可能”)。
(4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中,发现细胞液泡体积增大,说明细胞在渗透吸水,细胞能否无限吸水? ,原因是 。
【答案】(1) 半透膜 <
(2)由大变小,最终为0
(3) ③④⑤ 外界溶液 细胞液大于、小于、等于外界溶液(或都有可能)
(4) 不能 细胞壁对原生质层有支持和保护的作用
【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,即发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中,液泡逐渐变大,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,即发生了质壁分离复原。
【详解】(1)据图甲分析,c处的膜为半透膜,漏斗液面上升,水分是从低浓度溶液流向高浓度溶液,故a小于b。当液面不再上升时,半透膜两侧压力相等,渗透作用平衡,但是a仍然小于b。
(2)由图乙可知漏斗中溶液吸水速率的变化是由大变小,最终为0。
(3)细胞的原生质层(③细胞膜、④细胞质、⑤液泡膜)相当半透膜。结构②是细胞壁和原生质层的空隙,充满外界溶液。图丙细胞原生质层和细胞壁分离,可能处于质壁分离状态或者复原状态,也可能处于平衡状态,故此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是细胞液大于、小于、等于外界溶液。
(4)由于细胞壁对原生质层有支持和保护的作用,其收缩性较小,不会使原生质层无限膨胀,故细胞不会无限吸水。
10.(24-25高一上·山西金科大联考·期中)植物细胞除细胞壁以外的部分为原生质体,活细胞中各种代谢活动均在原生质体中进行。回答下列问题:
(1)除原生质层外,原生质体还包括 (填结构)等。当细胞失水时,发生质壁分离的内因是 。将没有中央液泡的植物活细胞置于较高浓度的蔗糖溶液中,在显微镜下会观察到 的现象。
(2)用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行质壁分离观察时,可采用多次 的操作方法使表皮细胞浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中。一段时间后,在盖玻片的一侧滴入一定浓度的甘油水溶液,进而将表皮细胞浸润在甘油水溶液中,观察到紫色液泡变大,分析原因是 。
(3)若以白色洋葱内表皮细胞为实验材料观察质壁分离现象,可在蔗糖溶液中加入红墨水,原因是 ,观察到的实验现象是 。
【答案】(1) 细胞核 原生质层的伸缩性大于细胞壁(或细胞壁的伸缩性小于原生质层) 原生质体和细胞壁分离(或细胞膜与细胞壁分离)
(2) 引流 甘油可(以自由扩散方式)进入细胞,当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞会吸水导致紫色液泡变大(,即发生质壁分离复原)
(3) 使实验现象更明显(更容易被观察)(叙述合理即可) 原生质体(浅色区域)的体积减小
【分析】质壁分离指的是原生质层与细胞壁的分离,在高浓度溶液中细胞失水发生质壁分离,再放入清水中质壁分离自动复原。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】(1)除原生质层外,原生质体还包括细胞核等结构。当细胞失水时,发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁。将没有中央液泡的植物活细胞置于较高浓度的蔗糖溶液中,在显微镜下会观察到原生质体和细胞壁分离或细胞膜与细胞壁分离的现象。
(2)用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行质壁分离观察时,可采用多次引流的操作方法使表皮细胞浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中。一段时间后,在盖玻片的一侧滴入一定浓度的甘油水溶液,进而将表皮细胞浸润在甘油水溶液中,观察到紫色液泡变大,原因是甘油可以自由扩散方式进入细胞,当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞会吸水导致紫色液泡变大,即发生质壁分离复原。
(3)若以白色洋葱内表皮细胞为实验材料观察质壁分离现象,可在蔗糖溶液中加入红墨水,原因是使实验现象更明显,观察到的实验现象是原生质体(浅色区域)的体积减小。
11.(24-25高一上·山西阳泉郊区阳泉第一中学校·期中)Ⅰ.下图是浸润在0.3g/ml的蔗糖溶液中的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞模式图。
请回答:
(1)图中细胞的质壁分离指的是细胞壁和 的分离。后者的结构包括 (填编号)。发生此现象的内部原因是细胞壁的伸缩性比原生质层的伸缩性 。若进行后续实验,滴加清水细胞并未发生质壁分离的复原,可能的原因是 。
Ⅱ.A、B、C、D表示物质,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式:图乙表示三种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。请据图回答下列问题:
(2)不同细胞的细胞膜选择透过性不同,主要原因是细胞膜上 (填字母)的种类和数量不同。图甲中可以表示乙图中CO2跨膜运输方式的是【 】 ,图甲中a、d可以分别表示乙图中 、 (填物质种类)跨膜运输的方式。
(3)胰岛B细胞分泌胰岛素的方式和a方式相比较,共同点是 。
(4)图甲可以说明细胞对离子的吸收具有 。(选填“选择性”或“随机性”)
【答案】(1) 原生质层 2、4、5 小 细胞失水过多死亡
(2) A c自由扩散 K+ Na+
(3)需要消耗能量
(4)选择性
【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,不需要转运蛋白,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要转运蛋白;主动运输从低浓度到高浓度,需要载体蛋白,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,不需要转运蛋白,消耗能量。
【详解】(1)图中细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离;细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层,分析图可知,图中2表示细胞膜,5表示细胞质,4表示液泡膜,细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层,即图中的2、4、5;发生此现象的内部原因是细胞壁的伸缩性比原生质层的伸缩性小。若进行后续实验,滴加清水细胞并未发生质壁分离的复原,可能的原因是细胞失水过多死亡。
(2)不同细胞的细胞膜选择透过性不同,主要原因是细胞膜上A蛋白质的种类和数量不同;分析图甲可知,上侧有糖蛋白,所以上侧为细胞膜外侧,c表示顺浓度梯度运输、不消耗能量也不需要蛋白质协助,因此c表示自由扩散出细胞,CO2跨膜运输方式是自由扩散出细胞,所以图甲中可以表示乙图中CO2跨膜运输方式的是c;图甲中的a表示逆浓度梯度运输,且需要消耗能量和蛋白质协助,所以a表示从细胞外到细胞内的主动运输,因此可表示乙图中钾离子的运输;同理d是从细胞内到细胞外的主动运输,可对应图乙到的钠离子运输。
(3) 胰岛B细胞分泌胰岛素的方式是胞吐,和a方式(主动运输)相比较,共同点是需要消耗能量。
(4)图甲表示不同物质的跨膜运输,自由扩散,协助扩散和主动运输,说明细胞对离子的吸收具有选择性。
12.(24-25高一上·宁夏石嘴山第一中学·期中)如图所示是物质的跨膜运输过程,请据图回答:
(1)A代表 分子,B是构成细胞膜的基本支架,其名称是 。
(2)构成细胞膜的结构A和B大多数是可以运动的,这说明细胞膜的结构特点是具有 。
(3)在a~e的五种过程中,代表被动运输的是 (用图中标号表示)。
(4)与b方式相比,c方式的主要特点是需要借助 。
【答案】(1) 蛋白质 磷脂双分子层
(2)流动性
(3)b、c、d
(4)转运蛋白/通道蛋白
【分析】根据题意和图示分析可知:A代表蛋白质,B代表磷脂双分子层,D代表糖蛋白;a代表主动运输,b代表自由扩散,c代表离子通道形式的协助扩散,d代表协助扩散,e代表主动运输。
【详解】(1)根据图示:A是蛋白质分子,B是磷脂双分子层。
(2)构成膜的物质分子大都是运动的,因而细胞膜具有一定的流动性。
(3)被动运输的物质是顺浓度梯度过膜的,不需要消耗能量,如b(自由扩散)、c和d是协助扩散。
(4)c是协助扩散,b是自由扩散,与b相比,c需要借助转运蛋白或通道蛋白。
地 城
考点02
主动运输与胞吞、胞吐
一、单选题
1.(24-25高一上·山西晋中介休第一中学·期中)下列有关物质的跨膜运输叙述,正确的是( )
A.将刚萎蔫的菜叶放入清水中,菜叶细胞含水量能够得到恢复的主要原因是水分子通过自由扩散进入细胞中
B.果脯在腌制过程中慢慢变甜,是细胞主动运输吸收糖分的结果
C.相对分子量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内
D.主动运输一般都是逆浓度梯度进行的,既要消耗细胞的能量,也需要借助细胞膜上的载体蛋白
【答案】D
【分析】自由扩散的特点是高浓度运输到低浓度,不需要转运蛋白和能量,如水进出细胞;协助扩散的特点是高浓度运输到低浓度,需要转运蛋白,不需要能量,如红细胞吸收葡萄糖;主动运输的特点是需要转运蛋白和能量,如小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖。
【详解】A、萎蔫的菜叶失去了过多水分,因此放入清水中,菜叶细胞含水量能够得到恢复的主要原因是植物细胞通过渗透作用(或自由扩散和协助扩散)进入细胞中,A错误;
B、果脯在腌制时,细胞在高浓度的糖溶液中失水过多死亡,细胞膜失去选择透过性,糖分渗入导致果脯变甜,B错误;
C、离子不能通过自由扩散方式出入细胞,C错误;
D、主动运输一般都是逆浓度梯度进行的,要消耗细胞的能量,也需要借助膜上载体蛋白,D正确。
故选D。
2.(24-25高一上·山西太原小店区山西大学附属中学校·期中)下图表示小肠绒毛上皮细胞细胞膜上几种物质的运输方式。下列有关物质及相应运输方式的叙述中,正确的是( )
A.甲可表示 Fe2+主动运输
B.乙可表示葡萄糖自由扩散
C.丙可表示白细胞的胞吞作用
D.丁可表示 CO2协助扩散
【答案】A
【分析】1、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,也叫简单扩散。
2、离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等,不能自由地通过细胞膜。镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质,能够协助这些物质顺浓度梯度跨膜运输,这些蛋白质称为转运蛋白。这种借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式,叫作协助扩散,也叫易化扩散。
【详解】A、分析图可知,甲的方向为逆浓度梯度,需要载体和能量,可表示Fe2+主动运输,A正确;
B、乙为顺浓度梯度运输,且不需要转运蛋白的协助,所以乙表示自由扩散,葡萄糖的运输方式为协助扩散或主动运输,B错误;
C、白细胞吞噬病菌等是胞吞作用,胞吞过程不需要载体蛋白,而是依靠细胞膜的流动性将物质包裹进细胞,丙这种运输方式有载体蛋白参与,C错误;
D、CO2的运输方式是自由扩散,不需要转运蛋白,而丁依赖转运蛋白,D错误。
故选A。
3.(24-25高一上·宁夏石嘴山第三中学·期中)图示人体成熟红细胞的部分结构和功能,①~⑤表示相关过程。下列叙述正确的是( )
A.血液流经肺部组织时,气体A和B分别是CO₂和O₂
B.成熟红细胞通过有氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量
C.①和②是自由扩散,④和⑤是协助扩散,③是主动运输
D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
【答案】C
【分析】分析题图可知,①和②表示气体进出红细胞,一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散,③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+,④是载体蛋白运输葡萄糖顺浓度梯度进入红细胞,⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞。
【详解】A、血液流经肺部组织时,红细胞吸收氧气释放二氧化碳,因此气体A和B分别是O2和CO2,A错误;
B、③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+,成熟红细胞没有线粒体,不能进行有氧呼吸,只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量,B错误;
C、①和②表示气体进出红细胞,一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散,④是载体蛋白运输葡萄糖进入红细胞,顺浓度梯度,不需要消耗能量,为协助扩散,⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞,属于协助扩散,③是主动运输,消耗能量,C正确;
D、哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器,不能更新蛋白质,D错误。
故选C。
4.(24-25高一上·山西太原小店区山西大学附属中学校·期中)下图甲中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式,图乙表示细胞对大分子物质胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述错误的是( )
A.图甲中曲线a表示自由扩散,曲线b表示协助扩散
B.图甲中曲线b达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白的数量
C.图乙中的胞吐和胞吞过程都需要载体蛋白
D.图乙中的胞吐和胞吞过程体现了细胞膜具有控制物质进出的功能
【答案】C
【分析】1、分析甲图:方式a只与浓度有关,且与浓度呈正相关,属于自由扩散;方式b除了与浓度相关外,还与载体数量有关,属于协助扩散。
2、图乙中a是细胞的胞吞过程,b是细胞的胞吐过程,不论是细胞的胞吞还是胞吐都伴随着细胞膜的变化和具膜小泡的形成,因此胞吐与胞吞的结构基础是膜的流动性。
【详解】A、分析甲图可知,方式a只与浓度有关,且与浓度呈正相关,属于自由扩散;方式b除了与浓度相关外,还与载体数量有关,属于协助扩散,A正确;
B、甲图中,式b除了与浓度相关外,还与载体数量有关,其最大转运速率与载体蛋白的数量有关,故图甲中曲线b达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白的数量,B正确;
C、胞吞和胞吐作用不需要载体蛋白,C错误;
D、图乙中的胞吐和胞吞过程是大分子物质进出细胞的方式,体现了细胞膜具有控制物质进出的功能,D正确。
故选C。
5.(24-25高一上·宁夏石嘴山第三中学·期中)下图甲中曲线a. b表示物质跨膜运输的两种方式,图乙表示细胞对大分子物质胞吞和胞吐的过程。下列相关叙述错误的是( )
A.图甲中曲线a表示自由扩散,曲线b可表示协助扩散
B.图甲中曲线b达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白的数量
C.图乙中的胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有选择透过性
D.图乙中的胞吐和胞吞过程都需要消耗能量
【答案】C
【分析】小分子物质进出细胞的方式有协助扩散、自由扩散和主动运输;大分子物质进出细胞的方式则是胞吞和胞吐。
【详解】A、 如图甲所示,曲线a只与浓度有关,且与浓度呈正相关,这符合自由扩散的特点,自由扩散速率取决于膜两侧的浓度差;曲线b除了与浓度相关外,还与载体数量有关,协助扩散需要载体蛋白协助,所以曲线b表示协助扩散,A正确;
B、 在图甲中看到曲线b除了与浓度相关外,还与载体数量有关。当浓度达到一定程度时,载体蛋白数量可能会限制转运速率,所以达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白的数量,B正确;
C、 观察图乙中的胞吐和胞吞过程,看到不论是细胞的胞吞还是胞吐都伴随着细胞膜的变化和具膜小泡的形成,这表明胞吐与胞吞的结构基础是膜的流动性,而不是说明细胞膜具有选择透过性,C错误;
D、 对于图乙中的胞吐和胞吞过程,这两个过程都需要消耗能量,例如以ATP形式提供的能量,D正确。
故选C。
6.(24-25高一上·山西晋中介休第一中学·期中)科研人员用特定荧光物质处理变形虫,发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构,并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是( )
A.用纤维素酶破坏细胞骨架后,细胞的形态会发生变化
B.变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程不需要质膜上的蛋白质参与
C.变形虫移动过程中,纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装所致
D.阿米巴痢疾的发生与变形虫胞吐分泌蛋白分解酶有关
【答案】D
【分析】细胞骨架是由蛋白质与蛋白质搭建起的骨架网络结构,包括细胞质骨架和细胞核骨架,其中细胞骨架的主要作用是维持细胞的一定形态。细胞骨架对于细胞内物质运输和细胞器的移动来说又起交通动脉的作用;细胞骨架还将细胞内基质区域化;此外,细胞骨架还具有帮助细胞移动行走的功能。细胞骨架的主要成分是微管、微丝和中间纤维。
【详解】A、细胞骨架的主要成分为蛋白质而非纤维素,故根据酶的专一性,用纤维素酶无法破坏细胞骨架,A错误;
B、变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程需要质膜(细胞膜)上的蛋白质参与,B错误;
C、移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构(纤维网架成分为蛋白质),并伴有纤维的消长。因此,变形虫移动过程中,纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装与去组装所致,C错误;
D、变形虫既能通过胞吞摄取单细胞生物等食物,又能通过胞吐排出食物残渣和废物。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,D正确。
故选D。
二、解答题
7.(22-23高一上·青海玉树藏族第二民族高级中学·期末)如图为物质出入细胞的四种方式示意图,请据图回答:
(1)图中A表示 ,B表示 ,C表示 ,D表示 。
(2)K+、氧气和蛋白质三种物质中,通过A方式进入细胞的是 。
(3)与A方式相比,B方式的主要特点是 ,该物质是在细胞内的 上合成的。
(4)需要转运蛋白协助的方式为 (填字母),
(5)需要转运蛋白协助也需要能量的方式为 (填字母),影响B方式运输速率的因素为 。
【答案】(1) 自由扩散 协助扩散 主动运输 胞吐
(2)氧气
(3) 需要转运蛋白的协助 核糖体
(4)B、C
(5) C 浓度差和转运蛋白的数量
【分析】据图分析:A图表示自由扩散的过程,物质从高浓度一侧向低浓度一侧运输,不需要转运蛋白和能量;B图表示协助扩散的过程,物质从高浓度一侧向低浓度一侧运输,需要转运蛋白;C图表示主动运输,物质可以从低浓度一侧向高浓度一侧运输,需要转运蛋白协助且消耗能量;D图表示胞吐作用,是大分子物质出细胞的方式,需要消耗能量。
【详解】(1)据图分析可知:A图表示自由扩散的过程,B图表示协助扩散的过程,C图表示主动运输,D图表示胞吐作用。
(2)K+、O2和蛋白质三种物质中,通过A自由扩散方式进入红细胞的是氧气。
(3)与A自由扩散方式相比,B协助扩散方式的主要特点是需要转运蛋白协助,蛋白质是在细胞内的核糖体上合成的。
(4)需要转运蛋白协助的方式为B、C。
(5)需要转运蛋白协助也需要能量的方式为C(主动运输),影响B(协助扩散)方式运输速率的因素为浓度差和转运蛋白的数量。
8.(24-25高一上·山西晋中介休第一中学·期中)甲图为不同物质的跨膜运输,其中a~e表示跨膜运输的物质,A、B、D表示细胞膜上的不同成分或结构:乙图为某细胞膜运输钠离子、钾离子、溶质分子甲的示意图,载体③可以催化ATP水解功能,请回答下列问题:
(1)目前被普遍接受的细胞膜结构模型是辛格和尼克尔森提出的 ,细胞膜具有流动性的原因是: 。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘和红细胞吸收葡萄糖是分别与甲图中的 和 物质跨膜运输方式相同。图中物质跨膜运输体现了细胞膜的功能特点是 。
(3)甲图中,c物质运输中需要通道蛋白,d需要载体蛋白,两种转运蛋白的区别有: (写出一点即可)。
(4)乙图中载体③同时具有 和 的功能,载体①参与的运输方式属于 .载体②运输溶质分子甲的方式属于 ,其消耗的能量来自 。
【答案】(1) 流动镶嵌模型 组成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动
(2) a d 选择透过性
(3)载体蛋白需要与被运输的分子或者离子结合,而通道蛋白不需要
(4) 运输 催化 协助扩散 主动运输 膜两侧Na+浓度差的势能
【分析】分析图甲:a为主动运输,消耗能量,需要蛋白质的协助,逆浓度梯度运输;b为自由扩散,不需要蛋白质的协助,不消耗能量,顺浓度梯度运输;c为借助通道蛋白的协助运输,不消耗能量,顺浓度梯度;d为借助载体蛋白的协助扩散,不消耗能量,顺浓度梯度;d为主动运输,消耗能量,需要蛋白质的协助,逆浓度梯度运输。
【详解】(1)目前被普遍接受的细胞膜结构模型是辛格和尼克尔森提出的流动镶嵌模型,磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架,蛋白质铺、镶、嵌或贯穿其中,细胞膜具有流动性的原因是组成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的方式为主动运输,逆浓度梯度,需要蛋白质的协助且消耗能量,对应与甲中的a,红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散,顺浓度梯度,需要载体蛋白且不耗能,对应图甲的d。图中物质跨膜运输体现了细胞膜的功能特点是选择透过性:脂溶性的分子可以穿过磷脂双分子层,膜上不同的蛋白质在运输物质时也具有选择性。
(3)甲图中,c物质运输中需要通道蛋白,d需要载体蛋白,两种转运蛋白的区别为载体蛋白需要与被运输的分子或者离子结合,而通道蛋白不需要。
(4)结合图乙可知,载体③既能运输离子,也能催化ATP水解为ADP,故乙图中载体③同时具有运输与催化的功能,载体①参与的运输方式属于协助扩散,顺浓度梯度,不消耗能量;载体②运输溶质分子甲的方式属于主动运输,逆浓度梯度,所需的能量来自于膜两侧Na+浓度差的势能。
9.(24-25高一上·山西晋中介休第一中学·期中)人体血浆中含有的某种低密度脂蛋白(LDL)的结构如图1所示。LDL与细胞膜上的受体结合成LDL-受体复合物可以进入细胞,图2表示某组织细胞部分结构及生理过程的示意图(1-5表示细胞结构,①-⑨表示生理过程):
(1)人体细胞中除了胆固醇还有哪些脂质 (答出两种即可)
(2)由图1可知,与构成生物膜的基本支架相比,LDL膜结构的主要不同点是 。
(3)LDL-受体复合物通过 方式进入细胞,这体现了细胞膜具有 的功能。LDL进入细胞后经一系列水解酶作用产生的小分子可以被细胞再利用。当LDL受体缺陷时,会导致血浆中的胆固醇含量 。
(4)由图2可知,溶酶体起源于 ,内含多种水解酶,这些物质从合成、加工到进入溶酶体的途径是:核糖体→ →溶酶体(用文字和箭头表示)。
(5)细胞溶酶体中含有多种水解酶,为什么溶酶体膜不会被这些水解酶分解?尝试提出一种假说解释这种现象: 。
【答案】(1)磷脂、脂肪
(2)LDL膜是由单层磷脂分子构成的
(3) 胞吞 控制物质进出细胞 升高
(4) 高尔基体 内质网→高尔基体
(5)溶酶体膜的成分可能被修饰,使水解酶不能对其发挥作用;可能因为溶酶体膜所带电荷或某些特定基团的作用使酶远离自身;可能因为膜转运物质的作用使膜周围的环境(如 pH)不适合酶发挥作用
【分析】组成脂质的化学元素主要是C、H、O,有些脂质还含有P和N,细胞中常见的脂质有:
(1)脂肪:①细胞内良好的储能物质;②保温、缓冲和减压作用。
(2)磷脂:构成膜(细胞膜、核膜、细胞器膜)结构的重要成分。
(3)固醇:维持新陈代谢和生殖起重要调节作用,分为胆固醇、性激素、维生素D等。
①胆固醇:构成动物细胞膜的重要成分,参与血液中脂质的运输。②性激素:促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成。③维生素D:促进肠道对钙和磷的吸收。
【详解】(1)人体细胞中除了胆固醇还有脂肪、磷脂、性激素、维生素D等脂质。
(2)生物膜的基本支架是磷脂双分子层,LDL膜内为胆固醇,LDL膜为磷脂单分子层,且疏水性尾部朝向胆固醇,LDL膜结构的主要不同点是LDL膜是由单层磷脂分子构成的。
(3)结合图2可知,LDL-受体复合物通过胞吞方式进入细胞;这体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。LDL进入细胞后经一系列水解酶作用产生的小分子可以被细胞再利用。当LDL受体缺陷时,会导致LDL无法及时进入细胞被水解,从而使得血浆中的胆固醇含量升高。
(4)高尔基体断裂形成溶酶体;溶酶体内含有多种水解酶;水解酶在核糖体上合成,经内质网、高尔基体进行加工,因此这些物质从合成到进入溶酶体的途径是:2(核糖体)→1(内质网)→4(高尔基体)→溶酶体。
(5)溶酶体膜的成分可能被修饰,使水解酶不能对其发挥作用;可能因为溶酶体膜所带电荷或某些特定基团的作用使酶远离自身;可能因为膜转运物质的作用使膜周围的环境(如 pH)不适合酶发挥作用。
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