内容正文:
第二章
细胞的结构和生命活动
第十一周·周末小测卷
考察范围:主动运输、胞吞和胞吐
时间:45分钟
满分:60分
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.生长于NaCl浓度稳定在100mmol/L的液体培养基中的酵母菌,可通过离子通道吸收Na+,但细胞质基质中Na+浓度超过30mmol/L时会导致酵母菌死亡。为避免细胞质基质Na+浓度过高,液泡膜上的蛋白N可将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,细胞膜上的蛋白W也可将Na+排出细胞。下列说法错误的是( )
A.Na+通过离子通道进入细胞时不需要与通道蛋白结合
B.通过蛋白W外排Na+的过程不需要细胞提供能量
C.蛋白N转运Na+过程中自身构象会发生改变
D.Na+在液泡中的积累有利于酵母细胞吸水
2.下图甲、乙分别表示由细胞膜上的载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质跨膜运输方式,下列相关叙述错误的是( )
A.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
B.由通道蛋白介导的物质运输都是顺浓度梯度的跨膜运输
C.组成载体蛋白和通道蛋白的化学元素至少都有C、H、O、N
D.载体蛋白每次转运分子或离子时都会发生自身构象的改变
3.如图是物质进出细胞的三种方式的模式图(黑点代表物质分子),下列说法错误的是( )
A.图甲表示自由扩散,图丙表示主动运输
B.分子以图乙方式运输时需要线粒体和核糖体两种细胞器的参与
C.分子以图丙方式运输时,运输速率与膜两侧的分子浓度差有关
D.载体蛋白每次转运分子时都会发生自身构象的改变
4.离体培养的某动物细胞,研究者探究甲、乙、丙三种物质的运输方式。图中反映的是实验一:三种物质的运输速率与浓度的关系。实验二:改变培养液中O2浓度,发现甲、乙的运输速率没有变化,而丙物质会受影响。下列关于三种物质的说法正确的是( )
A.甲可能是协助扩散,乙可能是主动运输
B.乙不可能是葡萄糖,丙可能是K+
C.丙可能是氨基酸,运输时一般需要ATP供能
D.如果培养液不含O2,则细胞停止吸收这三种物质
5.下图为细胞膜的结构和功能示意图,其中W、X、Y为跨膜运输的方式,a、b、c、d为细胞膜上的物质。下列说法错误的是( )
A.多个分子a在水中总是自发地形成双分子层
B.分子或离子通过c、d时,都会与二者结合
C.b物质通常在细胞膜的外表面,与细胞识别有关
D.W为自由扩散,X和Y都是协助扩散
6.碘是合成甲状腺激素的重要原料,甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20~25倍。关于甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的方式,下列叙述正确的是( )
A.是被动运输 B.需要载体蛋白的协助
C.不需要消耗能量 D.是顺浓度梯度进行的
7.如图甲曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式,图乙表示大分子物质进行胞吞和胞吐的过程。下列叙述错误的是( )
A.图甲中的a方式运输的物质可能是O2、甘油和酒精
B.图甲b曲线所示方式和图乙过程均需要消耗能量
C.图甲中b曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是转运蛋白的数量
D.图乙过程的顺利进行依赖于细胞膜具有一定的流动性
8.O2可以促进细胞进行有氧呼吸,产生大量能量。某实验小组对不同O2浓度培养条件下(其他条件相同且适宜),小麦根尖成熟区细胞对物质a和物质b的吸收速率进行了测定,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.物质a进入细胞需要消耗能量,吸收速率主要取决于溶液中a的浓度
B.物质b的吸收速率完全取决于溶液和细胞中物质b的浓度差
C.物质a吸收速率不能无限增加可能与细胞膜上载体蛋白的数量有限有关
D.物质b顺浓度梯度进入细胞,不消耗细胞内化学反应产生的能量、不需要载体蛋白协助
9.下列跨膜运输的生理活动中,属于主动运输的是( )
A.酒精进入胃黏膜细胞
B.二氧化碳由静脉血进入肺泡内
C.原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞
D.水分子出入细胞
10.物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关。下列有关物质跨膜运输的表述正确的是( )
A.乙醇是有机物,不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞
B.血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP
C.水分子进入细胞是通过自由扩散方式进行的
D.葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞
11.痢疾内变形虫通过分泌蛋白酶分解溶解人的肠壁组织,进而“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.痢疾内变形虫通过胞吐作用分泌蛋白酶
B.痢疾内变形虫分泌蛋白酶需要载体蛋白参与
C.“吃掉”肠壁组织细胞的过程依赖细胞膜的流动性
D.“吃掉”肠壁组织细胞的过程需要细胞呼吸释放的能量
12.受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用,主要用于摄取特殊的生物大分子。其过程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.受体介导的胞吞不需要消耗能量
B.该过程以生物膜的流动性为基础
C.受体介导的胞吞过程会受低温的影响
D.囊泡不都来自内质网和高尔基体
13.下列有关胞吞和胞吐的叙述,错误的是( )
A.胞吞形成的囊泡可在细胞内被溶酶体降解
B.胞吞过程体现了细胞膜的结构特点
C.消化腺细胞依靠胞吐来分泌消化酶
D.胞吐只转运大分子而不转运小分子
14.下图表示受体介导的胞吞作用,主要用于摄取特殊的生物大分子。下列有关叙述错误的是( )
A.膜上的受体可以与特殊的生物大分子结合
B.胞吞作用说明细胞膜对物质运输具有选择性
C.胞吞物质的运输方向都是从高浓度到低浓度
D.加入呼吸抑制剂会抑制胞吞作用的进行
15.曲线图是生物学研究中数学模型建构的一种表现形式。如图为某同学绘制的与物质进出细胞有关的一个数学模型,下列说法错误的是( )
A.若X轴表示某植物细胞吸水过程中液泡体积的变化,则Y轴不能表示细胞吸水的能力
B.若X轴表示氧气浓度,则Y轴不能表示变形虫细胞通过胞吞作用摄取大分子物质的速率
C.若X轴表示时间,Y轴表示植物细胞液泡体积的变化,则A点时外界溶液浓度小于细胞液浓度
D.若X轴表示细胞内外葡萄糖的浓度差,Y轴表示哺乳动物成熟的红细胞对葡萄糖的运输速率,则限制B点后运输速率增加的原因可能是载体蛋白数量有限
二、非选择题:本题共3小题,共30分。
16.(10分)图甲表示物质跨膜运输的方式,图乙所示为新生儿小肠上皮细胞吸收、转移营养物质的过程,主动转运消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度,根据示意图回答以下问题:
(1)图甲中属于被动转运方式的有____(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)。(4分)
(2)图乙中Na+从肠腔运输到小肠上皮细胞的方式为____(填运输方式的名称)。图乙中蛋白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?____,这种方式应该属于图甲中的____(填图中字母)。(4分)
(3)新生儿吸收某些蛋白质的方式是____该过程和Na+排出小肠上皮细胞方式上的相同点是____。(2分)
17.(9分)囊性纤维化是一种严重的遗传性疾病,导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变,如图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。回答下列问题:
(1)图中所示为细胞膜的_____模型,其中构成细胞膜的基本支架是_____,氯离子跨膜运输是由膜上_____协助完成的。(3分)
(2)在正常细胞内,氯离子在CFTR蛋白的协助下,通过_____的方式转运至细胞外,随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高,水分子向膜外扩散的速度_____,使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。(2分)
(3)人工合成的仅由磷脂双分子层构成的封闭球状结构称为脂质体,所有带电荷的分子不管它多小,都很难通过脂质体,这是因为磷脂双分子层的内部是疏水的。缬氨霉素是一种十二肽的抗生素,若将它插入脂质体的脂双层内,可使K+的运输速度提高100000倍,但却不能有效提高Na+的运输速率,由此可以得出:①_____;
②_____。(4分)
18.(11分)土壤盐化是目前主要的环境问题之一。在盐化土壤中,大量Na+不需能量就能迅速流入细胞,形成胁迫,影响植物正常生长。
I、耐盐植物可通过Ca2+介导的离子跨膜运输,减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力,其主要机制如下图。
注:H+泵可将胞内H+排到胞外,形成膜内外H+浓度梯度。膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的同时,H+电化学梯度的势能可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外。
Ⅱ、大豆是一种重要的硅积累作物,能够吸收和积累丰富的硅。研究发现,外源施加硅可以降低盐胁迫状态下大豆细胞中的Na+水平,从而提高大豆的耐盐性。
(1)在盐胁迫下,Na+进入细胞的运输方式是_______(1分),图中Na+排出细胞所需的能量是_______(2分)。
(2)据图分析,在高盐胁迫下,耐盐植物的根细胞会借助Ca2+调节相关离子转运蛋白的功能:一方面,胞外Ca2+直接_______,减少Na+进入细胞;另一方面,胞外Ca2+促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞内,以及通过_______,间接促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞内,从而促进转运蛋白C将Na+排到胞外,降低细胞内Na+浓度。(2分)
(3)请利用下列实验材料及用具,设计实验证明上述结论。实验材料及用具:长势相同的大豆幼苗若干,原硅酸,NaCl,植物培养液,原子吸收仪(测定细胞内Na+的含量)。
实验思路:将大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组并置于植物培养液中,_______。(3分)
预期实验结果:_______。(3分)
1.答案:B参考答案
解析:Na+在液泡中积累会导致液泡内的渗透压增大,有利于酵母细胞吸水,维持细胞的正常形态和功能,A正确。蛋白N将Na+以主动运输的方式转运到液泡中,因此蛋白N属于载体蛋白,在主动运输过程中,载体蛋白会与被转运物质结合,且每次转运时都会发生自身构象的改变,B正确。离子通道是一种通道蛋白,Na+通过离子通道进入细胞时,不需要与通道蛋白结合,D正确。培养基中Na+浓度为100mmol/L,为避免细胞质基质中Na+浓度过高(30mmol/L),细胞膜上的蛋白W要将Na+从细胞质基质(低浓度)排出到细胞外培养基(高浓度),故蛋白W介导的外排Na+过程属于主动运输,主动运输需要细胞提供能量,C错误。
2.答案:A
解析:A.载体蛋白在转运分子和离子时,需要与分子或离子结合,然后通过自身构象的变化来完成转运;而通道蛋白是形成通道,运输物质不与通道蛋白结合,二者作用机制不一样,A错误;
B.通道蛋白介导的物质运输属于协助扩散,是顺浓度梯度进行的跨膜运输,B正确;
C.载体蛋白和通道蛋白的本质都是蛋白质,蛋白质的基本组成元素至少有C、H、O、N,C正确;
D.载体蛋白每次转运分子或离子时,都会发生自身构象的改变,从而完成物质的转运,D正确。
故选A。
3.答案:A
解析:图甲是自由扩散(顺浓度,无载体),图乙是协助扩散(顺浓度,有载体),图丙是主动运输(逆浓度,需载体和能量),A正确;图乙运输不耗能,与线粒体无关,B错误;主动运输速率与浓度差无关,C错误;载体蛋白转运时不一定都变构,D错误。故选A。
4.答案:C
解析:据题图分析可知,甲的运输速率只与细胞外物质浓度有关,其运输方式可能是自由扩散;在一定范围内,乙的运输速率随细胞外物质浓度的增大而增大,但当细胞外物质浓度达到一定值后,乙的运输速率几乎不再增加,且改变培养液中O2浓度后,乙的运输速率没有变化,故乙的运输方式可能是协助扩散,A错误。改变培养液中O2的浓度,丙的运输速率受影响,故丙的运输方式为主动运输,葡萄糖进入细胞的方式一般为主动运输,但进入红细胞的方式为协助扩散,所以乙可能是葡萄糖,K+可通过主动运输的方式进行跨膜运输,所以丙可能是K+,B错误。氨基酸的跨膜运输方式为主动运输,故丙可能是氨基酸,运输时一般需要ATP供能,C正确。O2会影响细胞有氧呼吸,进而影响能量的供应,甲、乙的运输不需要能量,其运输速率不受O2影响,丙的运输方式需要能量,如果培养液中不含O2,细胞也可以通过无氧呼吸为吸收丙提供能量,所以如果培养液中不含O2,细胞不会停止吸收这三种物质,D错误。
5.答案:B
解析:A、分子a是磷脂分子,分为亲水的头部和疏水的尾部,因此多个分子a在水中总是自发地形成双分子层,A正确;
B、分子或离子通过d通道蛋白时,不会与通道蛋白结合,B错误;
C、b是糖蛋白,位于细胞膜的外侧,与细胞识别有关,C正确;
D、由图可知,W通过磷脂双分子层,不需载体协助,顺浓度梯度进行,是自由扩散,X和Y都需要载体蛋白或通道蛋白协助,且都是顺浓度梯度进行,为协助扩散,D正确。
故选B。
6.答案:B
解析:A、被动运输是物质顺着浓度梯度的扩散,包括自由扩散和协助扩散,而由题干可知,碘是从低浓度向高浓度运输,不是顺浓度梯度,所以不是被动运输,A错误;
B、因为碘是逆浓度梯度进入细胞的,这种运输方式属于主动运输,主动运输需要载体蛋白的协助,B正确;
C、主动运输需要消耗能量,C错误;
D、碘是逆浓度梯度进入细胞的,不是顺浓度梯度,D错误。
故选B。
7.答案:B
解析:分析题图可知,图甲a曲线表示自由扩散,运输的物质可以是O2、甘油、酒精等,A正确。图甲b曲线代表的转运方式与被转运分子的浓度有关,且有最大转运速率,可能是易化扩散或主动转运,易化扩散不需要消耗能量;图乙的胞吞和胞吐均需要消耗能量,B错误。图甲中b曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是转运蛋白数量,C正确。图乙胞吞和胞吐的顺利进行依赖细胞膜的流动性,D正确。
8.答案:C
解析:O2可以促进细胞进行有氧呼吸,产生大量能量,在一定范围内,随着O2浓度的增加,小麦根尖成熟区细胞对物质a的吸收速率逐渐增大,说明该过程需要消耗细胞内化学反应产生的能量,由此可知,小麦根尖成熟区细胞对物质a的吸收方式是主动运输,则物质a的吸收速率主要取决于能量供应(O2浓度)和细胞膜上载体蛋白的数量,A错误。当O2浓度达到一定值后,物质a的吸收速率不再随O2浓度的增加而增大,可能受细胞膜上的载体蛋白数量的限制,C正确。小麦根尖成熟区细胞对物质b的吸收速率不受O2浓度的影响,说明其吸收物质b不消耗有氧呼吸产生的能量,吸收的动力来自物质b的浓度梯度,因此物质b进入小麦根尖成熟区细胞的方式是自由扩散或协助扩散,若为协助扩散则可能需要载体蛋白协助,此时吸收速率会受到细胞膜上载体蛋白数量的限制,B、D错误。
9.答案:C
解析:酒精进入胃黏膜细胞的运输方向是高浓度到低浓度,方式是自由扩散,A错误;二氧化碳由静脉血进入肺泡内的运输方式是自由扩散,动力是浓度差,B错误;原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞,运输方式是主动运输,特点是需要载体和能量,C正确;水分子出入细胞的方式主要是自由扩散,D错误。
10.答案:B
解析:A、乙醇是有机物,与细胞膜中磷脂相似相溶,可以通过自由扩散方式进入细胞,A错误;
B、血浆中K+含量低,红细胞内K+含量高,血浆中的K+进入红细胞的方式为逆浓度梯度的主动运输,需要消耗ATP并需要载体蛋白,B正确;
C、水分子进入细胞是通过自由扩散和协助扩散方式进行的,C错误;
D、葡萄糖进入小肠上皮细胞为主动运输,进入哺乳动物成熟的红细胞为协助扩散,D错误。
故选B。
11.答案:B
解析:痢疾内变形虫分泌蛋白酶溶解肠壁组织,引发阿米巴痢疾。其分泌蛋白酶的方式是胞吐作用,而非依靠载体蛋白的主动运输,故B选项错误。“吃掉”肠壁组织细胞的过程,即胞吞作用,需要细胞膜的流动性来改变细胞形状,并依赖细胞呼吸提供的能量来完成。因此,A、C、D选项正确。
12.答案:A
解析:A、胞吞过程需要消耗细胞呼吸产生的能量,A错误;
B、胞吞作用有细胞膜的凹陷,以膜的流动性为基础,B正确;
C、胞吐以生物膜的流动性为基础,温度会影响膜的流动性,温度低,生物的流动性会减弱,C正确;
D、分析题图可知,囊泡不是都来自内质网和高尔基体,也可来自细胞膜,D正确。
故选A。
13.答案:D
解析:溶酶体内含有大量的水解酶,经胞吞形成的囊泡可在细胞内被溶酶体降解,A正确;胞吞过程体现了细胞膜的结构特点——具有一定的流动性,B正确;消化酶是分泌蛋白的一种,消化腺细胞依靠胞吐来分泌消化酶,C正确;有的神经递质,如甘氨酸,也可以以胞吐的方式分泌出去,D错误。
14.答案:C
解析:A、结合题图可知,待运输的特殊的生物大分子与膜上相应受体特异性结合,然后引起膜内陷形成小泡,A正确;
B、细胞对摄取的物质具有选择性,胞吞过程能体现细胞膜的选择透过性,B正确;
C、结合题图可知,胞吞物质的运输依赖于生物大分子与膜上的受体识别结合,与物质的浓度无关,C错误;
D、胞吞过程发生膜的内陷,需要细胞提供能量,加入呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸,能量供应不足会导致胞吞作用不能顺利进行,D正确。
故选C。
15.答案:B
解析:植物细胞吸水能力由细胞液的浓度决定,细胞吸水,液泡体积增大,细胞液浓度减小,细胞吸水能力减小。因此,若X轴表示某植物细胞吸水过程中液泡体积的变化,则Y轴不可以表示细胞吸水的能力,A正确。胞吞过程需要消耗能量,一定范围内,随着氧气浓度增大,能量供应增多,因而变形虫细胞通过胞吞作用摄取大分子物质的速率加快,但由于能量不能无限增多,因此摄取大分子物质速率上升至某一水平后保持稳定。因此,若X轴表示氧气浓度,则Y轴可以表示变形虫细胞通过胞吞作用摄取大分子物质的速率,B错误。据图可知,若X轴表示时间,Y轴表示植物细胞液泡体积的变化,A点后细胞还在吸水,因此A点时外界溶液浓度应小于细胞液浓度, C正确。哺乳动物成熟的红细胞通过易化扩散方式吸收葡萄糖,易化扩散的运输速率与细胞内外物质的浓度差及载体蛋白的数量有关,若X轴表示细胞内外葡萄糖的浓度差,Y轴表示红细胞对葡萄糖的运输速率,则限制B点后运输速率增加的原因可能是载体蛋白的数量有限,D正确。
16.答案:(1)b、c、d;a、b、c、d、e
(2)易化扩散;逆;否
(3)胞吞;都需要消耗ATP和能量
解析:(1)被动转运包括自由扩散和易化扩散,图甲中b是自由扩散,c、d是易化扩散,图甲中属于被动转运方式的有b、c、d。低温会影响膜的流动性,从而影响自由扩散;主动转运和易化扩散需要载体蛋白,低温会抑制载体蛋白活性,从而影响易化扩散和主动转运,图甲中跨膜运输方式会受到低温影响的是a、b、c、d、e。
(2)图甲中糖蛋白位于下侧,故磷脂分子双分子层上侧为细胞内侧。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和能量,方式为易化扩散。图乙中蛋白B运输葡萄糖是肠腔到小肠上皮细胞,逆浓度梯度运输,需要消耗能量,此过程不直接消耗ATP水解提供的能量,所需能量来自顺浓度梯度运输Na+所形成的电化学势能,方式为主动转运,相当于图甲中的e。
(3)蛋白质是大分子,进入细胞的方式是胞吞,通过图示可以看出Na+排出小肠上皮细胞的方式是主动转运,胞吞与主动转运都需要消耗ATP。
17.答案:(1)流动镶嵌;磷脂双分子层;功能正常的CFTR蛋白
(2)主动运输;加快
(3)载体蛋白能极大提高运输速度;载体蛋白具有特异性
解析:(1)题图表示细胞膜的流动镶嵌模型,其基本支架是磷脂双分子层,氯离子的跨膜运输方式是主动转运,需要载体蛋白(功能正常的CTR蛋白)参与,并消耗能量。
(2)在正常细胞内,氯离子在CFTR蛋白的协助下,通过主动转运的方式转运至细胞外,随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高,导致水分子问膜外扩散的速度加快,使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。
(3)根据题干信息“缬氨霉素是一种十二肽的抗生素,若将它插入脂质体的脂双层内,可使K+的运输速度提高100000倍”可知,缬氨霉素可作为运输K+的载体蛋白,能极大提高运输速度;根据“但却不能有效提高Na+的运输速率”可知,载体蛋白具有特异性。
18.答案:(1)协助扩散;H+电化学梯度的势能
(2)抑制转运蛋白A;胞外Na+与受体结合,促进胞内H2O2浓度上升
(3)甲组不作处理,乙组添加适量NaCl,丙组添加等量NaCl和一定量的原硅酸,其他条件相同且适宜,培养一段时间后测定细胞内Na+的含量;细胞内Na+的含量:乙组>丙组>甲组
解析:(1)依题图分析可得:H+泵出细胞的过程中需要载体蛋白协助并消耗能量,属于主动运输;膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的同时,可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外过程,Na+排出细胞的过程消耗氢离子电化学势能并需要转运蛋白协助,属于主动运输;在盐胁迫下,盐化土壤中大量Na+会迅速流入细胞形成胁迫,即顺浓度梯度进行,Na+进入细胞时需要载体蛋白协助,故其运输方式是协助扩散。H+电化学梯度的势能可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外。
(2)据图分析可知:Ca2+调控植物抗盐胁迫的两条途径:一是胞外Ca2+抑制转运蛋白A转运Na+进入细胞内;二是胞外Na+与受体结合促进胞内H2O2浓度上升,促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞内,胞内Ca2+促进转运蛋白C将Na+转运出细胞;通过减少Na+进入、增加Na+排出从而降低细胞内Na+浓度,来抵抗盐胁迫。
(3)要验证外源施加硅可以降低盐胁迫状态下大豆幼苗细胞中的Na+水平,可以将大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组,甲组不作处理,乙组添加适量NaCl,丙组添加等量NaCl和一定量的原硅酸,其他条件相同且适宜,培养一段时间后测定细胞内Na+的含量;若硅能降低细胞内Na+水平,则细胞内Na+的含量乙组>丙组>甲组。
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