内容正文:
第9讲 物质出入细胞的方式及影响因素
一、选择题
1.(2025·广东深圳调研)下列有关物质跨膜运输的叙述,错误的是( )
A.葡萄糖进入红细胞的主动运输过程中需要的能量来自红细胞的无氧呼吸
B.质壁分离过程中,液泡中细胞液的水分子外流导致细胞的吸水能力增强
C.通过胞吐作用释放到细胞外的不一定是大分子
D.护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于自由扩散
2.(2025·辽宁葫芦岛高三一模)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
3.(2025·安徽合肥模拟)下列有关胞吞、胞吐叙述正确的是( )
A.通过胞吞、胞吐方式转运的物质都是大分子物质
B.胞吞、胞吐是维持正常生命活动最主要的运输方式
C.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
D.胞吞、胞吐都要发生膜的弯曲、折叠和融合,这体现了生物膜的流动性特点
4.(2025·山东威海期末)转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型,其功能是协助某些离子和小分子有机物等实现跨膜运输。下列说法错误的是( )
A.载体蛋白转运分子或离子的过程中会发生自身构象的改变
B.通道蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子通过
C.借助转运蛋白顺浓度梯度进行的跨膜运输方式属于协助扩散
D.细胞膜上转运蛋白的种类和数量是膜具有选择透过性的结构基础
5.(2025·广东清远一模)下图为A、B、C、D四种物质的跨膜运输示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.转运物质A的转运蛋白也能催化ATP水解
B.物质B和C跨膜运输时都需要和载体蛋白结合
C.物质D的转运方式不存在于高等动物细胞中
D.人体内水分子的跨膜运输主要以E方式进行
6.(2025·河北保定月考)细胞膜控制着物质输入和输出,下图中a、b、c表示三种物质跨膜运输的方式。下列相关叙述错误的是( )
A.氧气和二氧化碳最可能以图中a所示方式进出细胞
B.神经细胞受到刺激时Na+通过图中c方式内流,此时Na+不需要与通道蛋白结合
C.血浆中葡萄糖以图中b方式进入红细胞时,需要细胞内化学反应释放的能量推动
D.蛋白质等生物大分子无法通过图中a、b、c三种方式进出细胞,但需要膜上蛋白质参与
7.(2025·山东烟台高三期中)人体小肠上皮细胞对3种单糖吸收的方式如图所示,其中半乳糖与载体的亲和力大于葡萄糖。下列叙述正确的是( )
A.半乳糖的出现不影响细胞对葡萄糖的吸收
B.转运葡萄糖和半乳糖时不需要直接消耗ATP
C.抑制小肠上皮细胞的钠—钾泵不影响葡萄糖转运速率
D.随着果糖浓度的升高,果糖的转运速率会持续增大
8.(2025·江西九江调研)如图甲、乙分别表示洋葱根尖在不同O2浓度及不同底物浓度情况下(其他条件适宜),从含硝酸钾的全营养液中吸收N的速率曲线图。下列相关描述错误的是( )
A.A点时影响离子吸收速率的主要因素是能量
B.B点时离子吸收速率不再增大是因为载体蛋白的数量有限
C.C点时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度
D.D点时离子吸收速率不再增大是因为底物浓度太高,细胞发生质壁分离
9.(2025·辽宁沈阳二中高三质检)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,离子通道是一种只能顺浓度梯度运输离子的蛋白质,下列叙述正确的是( )
A.借助离子泵转运离子的结果是使该离子浓度趋于相等
B.离子通过离子泵的运输是逆浓度梯度且消耗ATP的主动运输
C.动物CO中毒会明显降低离子通道运输离子的速率
D.通过离子泵的运输对物质具有选择性,离子通道无选择性
10.(2025·山东菏泽月考)许多生命过程都与生物膜上的离子转运蛋白有关,如H+/K+-ATPase、HC-Cl-交换通道等。如图表示胃壁细胞中发生的一系列物质运输过程,下列相关叙述错误的是( )
A.K+进出胃壁细胞所需转运蛋白的结构不同
B.胃腔的pH保持酸性与胃壁细胞上的H+/K+-ATPase有关
C.神经细胞释放乙酰胆碱与胃壁细胞运输Cl-的方式不同
D.H+/K+-ATPase能运输两种离子,说明其不具有特异性
二、非选择题
11.(2025·山东潍坊联考)盐碱地上种植的“齐黄34”大豆平均亩产比全国平均高一倍多。盐胁迫环境下,“齐黄34”大豆细胞质中积累的Na+会抑制胞质酶的活性,植物根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中Na+浓度,从而降低盐胁迫的损害,部分生理过程如图所示。
(1)盐胁迫条件下,Na+通过载体蛋白A运出细胞的方式是主动运输,其能量来源是 。这种运输方式的意义是 。
(2)据图分析,盐胁迫条件下,植物根部细胞降低Na+毒害的“策略”有 (写出三种)。
(3)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。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: 。
预期实验结果: 。
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第9讲 物质出入细胞的方式及影响因素
1.A 葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散,不消耗能量,A错误;质壁分离过程中,液泡中水分子外流导致细胞液浓度升高,细胞吸水能力增强,B正确;小分子神经递质可通过胞吐方式释放到细胞外,C正确;甘油属于脂溶性物质,甘油进入皮肤细胞的过程属于自由扩散,D正确。
2.B 小肠上皮细胞摄入葡萄糖的方式为主动运输,与细胞质中其他溶质分子的浓度无关,B错误;膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白,二者都具有特异性,载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,通道蛋白只容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;肾小管上皮细胞重吸收氨基酸的方式是主动运输,D正确。
3.D 小分子物质也可以通过胞吐的方式出细胞,如神经递质,A错误;维持正常生命活动最主要的运输方式是主动运输,B错误;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,C错误;胞吞、胞吐都要发生膜的弯曲、折叠和融合,这体现了生物膜的流动性特点,D正确。
4.B 载体蛋白转运分子或离子的过程中会发生自身构象的改变,将离子或分子从一侧转运到另一侧,A正确;通道蛋白不与被转运物质结合,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,B错误;借助转运蛋白顺浓度梯度进行的跨膜运输方式属于协助扩散,C正确;细胞膜上转运蛋白的种类和数量决定了跨膜运输的物质种类和运输速率,是膜具有选择透过性的结构基础,D正确。
5.D 由题图可知,转运物质A的蛋白质复合体可催化ATP水解,A正确;由题图可知,物质B和C跨膜运输时都需要和载体蛋白结合,B正确;物质D的运输需光能驱动,因此物质D的转运方式不存在于高等动物细胞中,C正确;人体内水分子的跨膜运输方式有两种,一种是E(自由扩散),另一种是通过水通道蛋白的协助扩散,人体内水分子的跨膜运输方式主要通过水通道蛋白的协助扩散,D错误。
6.C 由题图可知a、b、c三种跨膜运输方式分别是自由扩散、载体蛋白介导的协助扩散以及通道蛋白介导的协助扩散,氧气和二氧化碳均以自由扩散(a)方式进出细胞,A正确;神经细胞受到刺激时,Na+通过图中c(通道蛋白介导的协助扩散)方式内流,利用了通道蛋白,此时Na+不需要与通道蛋白结合,B正确;血浆中葡萄糖以图中b(载体蛋白介导的协助扩散)方式进入红细胞时,不需要借助细胞内化学反应释放的能量推动,C错误;蛋白质等生物大分子靠胞吞、胞吐进出细胞,依然需要膜上蛋白质参与,D正确。
7.B 半乳糖与载体的亲和力大于葡萄糖,说明半乳糖出现后,葡萄糖的转运量会相对减少,影响细胞对葡萄糖的吸收,A错误;转运葡萄糖和半乳糖时借助Na+的浓度梯度,不需要直接消耗ATP,B正确;抑制小肠上皮细胞的钠—钾泵后,则无法维持Na+浓度梯度,葡萄糖的转运速率下降,C错误;果糖的运输方向是从高浓度侧到低浓度侧,需要载体,属于协助扩散,在一定浓度范围内,果糖的转运速率会随着果糖浓度的升高而增大,但转运蛋白的数量有限,果糖的转运速率不会持续增大,D错误。
8.D 洋葱根尖吸收N的方式是主动运输,吸收速率受能量、载体蛋白和底物浓度的影响。A点的限制因素是氧气浓度,氧气通过影响细胞呼吸从而影响能量的供应,进而影响主动运输的速率,A点时影响离子吸收速率的主要因素是能量,A正确;D点时离子吸收速率不再随底物浓度增大而增大,可能是因为载体蛋白数量有限或能量不足,D错误。
9.B 离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,说明通过离子泵运输离子的方式为主动运输,故借助离子泵转运离子的结果是使该离子在细胞膜内外的浓度出现浓度差,A错误;离子通过离子泵的跨膜运输方式为主动运输,属于逆浓度梯度运输,需要消耗ATP,B正确;动物CO中毒,机体运输氧的能力下降,细胞呼吸释放的能量减少,会降低离子泵跨膜运输离子的速率,但不能降低离子通道运输离子的速率,C错误;通过离子泵的运输和离子通道的运输都有选择性,D错误。
10.D K+经H+/K+-ATPase进细胞需要消耗ATP,是主动运输,而K+经K+通道出胃壁细胞不消耗能量,属于协助扩散,H+/K+-ATPase和K+通道属于不同的转运蛋白,结构不同,A正确;H+依赖于胃壁细胞膜上的H+/K+-ATPase不断进入胃腔,使胃腔的pH保持酸性,B正确;神经细胞释放乙酰胆碱的方式为胞吐,而胃壁细胞通过HC-Cl-交换通道运输Cl-的方式为主动运输,通过Cl-通道运输Cl-的方式为协助扩散,C正确;H+/K+-ATPase只能运输特定的两种离子而不能运输其他种类的离子,说明其具有特异性,D错误。
11.(1)H+浓度梯度产生的电化学势能 保证细胞按照生命活动的需要,选择吸收所需的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质 (2)通过载体蛋白A将Na+从胞质运输到胞外;通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的Na+运输到液泡中储存;将细胞质中的Na+储存在囊泡中 (3)将大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组并置于植物培养液中,甲组不做处理,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)依据H+通过载体蛋白C运出细胞消耗ATP,推知细胞外H+浓度更高,进而可知H+通过载体蛋白A进入细胞的方式是协助扩散,Na+通过载体蛋白A运出细胞消耗H+浓度梯度产生的电化学势能。主动运输的意义是可选择吸收所需的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要。(2)据图分析,盐胁迫条件下,通过载体蛋白A将Na+从胞质运输到胞外,或通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的Na+运输到液泡中储存,或将细胞质中的Na+储存在囊泡中,以上三种策略都可以降低Na+毒害作用。(3)该实验为验证性实验,自变量为培养液中是否加入NaCl、原硅酸,因变量为细胞内Na+的含量,无关变量相同且适宜。设计实验时需要遵循对照原则、等量原则和单一变量原则等,实验结果需结合自变量对因变量的影响给出。
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