【复习讲义】专题04 物质运输(4大知识+4大考向)(期末复习讲义)高一生物上学期人教版
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精品
摘要:
该高中生物学讲义以“明·期末考情-通·必备知识-综·核心突破-练·分层实战”为逻辑框架构建物质运输专题体系,通过表格归纳复习目标、核心考点及考情,用思维导图式结构梳理渗透作用、跨膜运输方式等四大知识点,清晰呈现重难点内在联系。
讲义亮点在于分层练习设计与科学思维培养,如“三步判断法”指导物质运输方式判断,结合质壁分离实验异常分析等典例,通过基础通关、重难突破、综合拓展题组满足不同学生需求,助力教师实施精准教学,提升学生分析解决问题的探究实践能力。
内容正文:
专题04 物质运输
内容速览
明·期末考情
通·必备知识
知识点一 渗透作用 知识点二 物质跨膜运输的方式
知识点三 质壁分离与复原 知识点四 影响物质运输的因素
综·核心突破
考向1 渗透作用的原理及应用 考向2 物质跨膜运输方式的判断
考向3 质壁分离与复原的实验分析 考向4 物质跨膜运输方式判断
练·分层实战
复习目标
1理解物质跨膜运输的方式(自由扩散、协助扩散、主动运输)的特点及本质
2.掌握渗透作用的原理、条件及应用
3.明确载体蛋白、通道蛋白的作用特点及区别
4.理解质壁分离与复原的原理、过程及实验意义
5.能结合实例分析物质运输方式的选择及影响因素
核心考点
1.渗透作用
2.物质跨膜运输的方式
3.质壁分离与复原
4.影响物质运输的因素
考情总结
1.侧重基础应用:渗透作用条件、物质运输方式判断(结合实例)为高频考点
2.实验关联紧密:质壁分离与复原的实验现象分析、结论推导常以选择题或填空题形式考查
3.图表解读能力:常结合物质运输速率与浓度差、能量关系图,考查对运输方式的理解
4.联系实际场景:如细胞吸收营养物质、排泄废物的运输方式分析,体现知识应用价值
█知识点一 渗透作用
重点归纳
1.半透膜的定义:允许某些物质通过而阻止其他物质通过的薄膜(如玻璃纸、原生质层)
2.浓度差的判断:指 “相对含量差”,而非绝对浓度(水分子从低浓度溶液→高浓度溶液)
3.渗透平衡的本质:水分子进出半透膜的速率相等,并非停止扩散
4.与自由扩散的关系:渗透作用是水分子跨膜自由扩散的特殊形式
效果检测
1.(24-25高一下·广西玉林·期末)哺乳动物细胞在生理盐水(质量分数为0.9%的NaCl溶液)中能保持其正常形态。将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的NaCl溶液中,一段时间后,红细胞将会发生不同的变化。下列说法错误的是( )
A.红细胞的细胞膜相当于一层半透膜,是发生渗透作用的条件之一
B.在低于0.9%的NaCl溶液中,红细胞不一定会因渗透作用吸水而涨破
C.在等于0.9%的NaCl溶液中,红细胞此时进出细胞的水分子达到平衡
D.在高于0.9%的NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水并发生质壁分离
【答案】D
【详解】A、渗透作用的条件是 “半透膜” 和 “浓度差”,红细胞的细胞膜是选择透过性膜,在此相当于半透膜,A正确;
B、在略低于 0.9% 的 NaCl 溶液中,红细胞会吸水膨胀,但若溶液浓度不是过低,细胞可能仅膨胀而不涨破(动物细胞的细胞膜有一定弹性),B正确;
C、在等于 0.9% 的 NaCl 溶液中,红细胞的渗透压与外界溶液相等,此时水分子进出细胞的速率相等(达到动态平衡),C正确;
D、质壁分离的前提是 “具有细胞壁和大液泡”,而红细胞是动物细胞,无细胞壁和液泡,因此不会发生质壁分离,仅会因失水而皱缩,D错误。
故选D。
2.(24-25高一上·贵州安顺·期末)在低渗溶液中,细胞发生渗透吸水后会使细胞膨胀甚至破裂,不同的细胞用不同的机制解决这种危机。下图表示以三种不同的机制避免细胞渗透膨胀。下列推断错误的是( )
A.在一定范围内,动物细胞可通过机制2避免渗透膨胀而破裂
B.当机制1的细胞吸水达到平衡时,细胞内外溶液浓度一定相等
C.机制2的细胞通过将离子运出细胞来避免渗透膨胀,该过程需要转运蛋白参与
D.将机制3的细胞置于高浓度的溶液中,其收缩泡的伸缩频率会降低
【答案】B
【详解】A、动物细胞无细胞壁,且只有部分低等动物细胞(如原生动物)具有收缩泡,因此在一定范围内,动物细胞可通过机制2避免渗透膨胀而破裂,A正确;
B、机制1的细胞有细胞壁,由于细胞壁的支撑作用,吸水到一定程度后达到平衡,但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度,B错误;
C、离子进出细胞一般需要转运蛋白参与,机制2的细胞通过将离子运出细胞来避免渗透膨胀,该过程需要转运蛋白参与,C正确;
D、部分低等动物细胞(如原生动物)生活在低渗溶液中,会通过收缩泡将多余的水排到细胞外,若将其置于高浓度的溶液中,细胞会失水,收缩泡的伸缩频率会降低,D正确。
故选B。
3.(24-25高一上·河南驻马店·期末)某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验,渗透装置图甲漏斗内液面上升的高度与时间的关系如图乙所示,一成熟植物细胞刚好处于图丙所示状态。下列相关叙述错误的是( )
A.图甲中液面高度不再上升时,溶液a的浓度等于溶液b的浓度
B.图乙中液面高度上升的速率下降是由于c两侧的溶液浓度差逐渐减小
C.图丙细胞可能正发生质壁分离复原,细胞液浓度大于外界溶液浓度
D.把洋葱根尖成熟区细胞放在含红墨水的0.3g/ml的蔗糖溶液中,②处呈红色,④⑤处呈无色
【答案】A
【详解】A、图甲中液面高度不再上升时,由于漏斗中高出烧杯液面的水柱存在压强,溶液a的浓度大于溶液b的浓度,A错误;
B、膜两侧的浓度差越大,液面高度上升速率越快,图乙中液面高度上升的速率下降是由于c两侧的溶液浓度差逐渐减小,B正确;
C、图丙细胞可能正在发生质壁分离,可能处于平衡状态,也有可能正发生质壁分离复原,若图丙细胞可能正发生质壁分离复原,细胞液浓度大于外界溶液浓度,C正确;
D、细胞壁具有全透性,细胞膜具有选择透过性,把洋葱根尖成熟区细胞放在含红墨水的0.3g/ml的蔗糖溶液中,②处呈红色,④⑤处呈无色,D正确。
故选A。
█知识点二 物质跨膜运输的方式
重点归纳
1.三种运输方式的核心区别:是否逆浓度梯度、是否耗能(ATP 直接供能)
2.载体蛋白的特性:特异性(一种载体对应一种或一类物质)、饱和性(数量有限)
3.通道蛋白的特性:仅介导协助扩散,具有离子选择性(如钾离子通道)
4.实例辨析:
葡萄糖进入红细胞→协助扩散;进入小肠上皮细胞→主动运输
离子跨膜运输(如神经细胞钠离子内流)→协助扩散;根细胞吸收矿质离子→主动运输
5.能量来源:主动运输的能量可来自 ATP,或离子浓度梯度(如协同运输)
效果检测
1.(24-25高一上·河南开封·期末)下图甲、乙表示两种与被动运输方式有关的曲线,相关叙述错误的是( )
A.图甲代表自由扩散,图乙代表协助扩散
B.图甲代表的跨膜运输方式不需要转运蛋白
C.图乙中限制P点转运速率的主要因素是转运蛋白的数量
D.温度对图甲所示的转运速率无影响,而对图乙的有影响
【答案】D
【分析】甲表示自由扩散,乙表示协助扩散。
【详解】A、甲的运输方式只与浓度差有关,为被动运输中的自由扩散,乙的运输方式显示达到一定的浓度差后运输速率不再增加,说明乙的运输方式除了与浓度差相关外,还与载体数量有关,属于被动运输中的协助扩散,A正确;
B、甲的运输方式为自由扩散,不需要转运蛋白,不消耗能量,B正确;
C、乙的运输方式为协助扩散,由于细胞膜上转运蛋白的数量是有限的,因此运输速率会有最大值,故限制P点转运速率的主要因素是转运蛋白的数量,C正确;
D、温度升高会使膜上的物质分子运动加快,有利于物质的运输,因此温度对甲和乙图中的运输速率均有影响,D错误。
故选D。
2.(24-25高一上·云南楚雄·期末)图中a、b表示物质跨膜运输的两种方式,已知a和b两种方式都是顺浓度梯度进行的。下列叙述错误的是( )
A.a和b两种方式都不需要消耗ATP
B.水分子可通过a和b两种方式进出细胞
C.温度对a和b两种方式的转运速率都有影响
D.方式b需要的转运蛋白有两种类型,其作用机制相同
【答案】D
【分析】转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。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,而且每次转运时都会发生自身构象的变化;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。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
【详解】A、a的转运速率与被转运分子的浓度呈正相关,表示自由扩散,b的运输速率有最大值,可表示顺浓度梯度运输过程中的协助扩散,a和b两种方式都不需要消耗ATP,A正确;
B、水分子可通过a自由扩散和b协助扩散两种方式进出细胞,B正确;
C、温度会影响细胞膜的流动,温度对a和b两种方式的转运速率都有影响,C正确;
D、方式b协助扩散需要的转运蛋白有两种类型,分别为通道蛋白和载体蛋白,通道蛋白不需要与被运输的物质结合,而载体蛋白需要与被运输的物质结合,D错误。
故选D。
3.(24-25高一上·山东枣庄·期末)下图表示一个动物细胞内外不同离子的相对浓度,以下判断不正确的是( )
A.细胞主动运输不断地排出Mg2+
B.Na+和Cl-主要分布在细胞外,K+主要在细胞内
C.该细胞膜两侧的离子浓度差主要通过主动运输来维持
D.各种离子相对浓度的差异说明了细胞膜的选择透过性
【答案】A
【详解】A、Mg2+主要分布在细胞内,细胞排出Mg2+不需要消耗能量,应属于协助扩散,A错误;
B、据图可知,Na+和Cl-主要分布在细胞外,K+主要在细胞内,它们分别是维持细胞外和内渗透压的主要离子,B正确;
C、该细胞膜两侧的离子浓度差主要通过主动运输来维持,需要消耗能量,C正确;
D、各种离子相对浓度的差异依赖主动运输维持,说明了细胞膜在控制物质进出细胞方面表现为选择透过性,D正确。
故选A。
█知识点三 质壁分离与复原
重点归纳
1.原生质层的构成:细胞膜 + 液泡膜 + 两层膜之间的细胞质(相当于半透膜)
2.质壁分离的条件:细胞具有大液泡、外界溶液浓度>细胞液浓度
3.质壁分离的现象:细胞壁与原生质层分离,液泡体积变小、颜色变深
4.复原条件:外界溶液浓度<细胞液浓度(如加清水、低浓度蔗糖溶液)
5.异常情况:若外界溶液浓度过高(如 50% 蔗糖溶液),细胞失水过多死亡,无法复原
效果检测
1.(24-25高一上·河南漯河·期末)在观察某植物细胞的质壁分离及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.叶肉细胞中的叶绿体会干扰质壁分离和复原现象的观察
B.质壁分离的实质是指细胞膜和细胞壁的分离
C.质壁分离发生的原因之一是①的伸缩性大于②的伸缩性
D.观察质壁分离和复原的过程中需在低倍镜下观察3次
【答案】D
【详解】A、叶肉细胞中的叶绿体分布在原生质层中,在质壁分离过程中,原生质层与细胞壁分离,叶绿体可以作为原生质层的标志,便于观察质壁分离和复原现象,不会干扰实验观察,A错误;
B、质壁分离的实质是指原生质层和细胞壁的分离,而不是细胞膜和细胞壁的分离,原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,B错误;
C、质壁分离发生的原因之一是②(原生质层)的伸缩性大于①(细胞壁)的伸缩性,当细胞失水时,原生质层收缩程度比细胞壁大,从而导致原生质层与细胞壁分离,C错误;
D、观察质壁分离和复原的过程中,第一次观察正常状态的细胞,第二次观察质壁分离状态的细胞,第三次观察质壁分离复原状态的细胞,且该实验观察的是细胞的形态变化,需在低倍镜下观察,所以共需在低倍镜下观察3次,D正确。
故选D。
2.(24-25高一上·四川泸州·期末)取洋葱鳞片叶外表皮细胞放入某种溶液中,其原生质层对细胞壁的压力随时间变化的关系如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.t0~t1时段细胞的吸水能力逐渐降低
B.t1~t2时段细胞膜与细胞壁发生了脱离
C.t2~t3时段溶质分子开始被该细胞吸收
D.t3时刻与t0时刻相比细胞液的浓度相同
【答案】B
【分析】1、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,既发生了质壁分离。
2、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,既发生了质壁分离复原。
【详解】A、t0~t1时段原生质层对细胞壁的压力逐渐减小,说明细胞在失水,细胞液的浓度逐渐增加,细胞的吸水能力逐渐增强,A错误;
B、t1~t2时段原生质层对细胞壁的压力为0,可知细胞膜与细胞壁发生了脱离,B正确;
C、t2~t3时段原生质层对细胞壁的压力逐渐增加,说明在发生质壁分离的复原,细胞可吸收溶质分子,但溶质分子在t0时开始被该细胞吸收,C错误;
D、由于细胞可吸收溶质分子,t3时刻细胞液的浓度高于t0时刻,D错误。
故选B。
3.(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)下图是大豆根部细胞吸收蔗糖的速率随着细胞外蔗糖浓度变化的图示。蔗糖浓度较高时,吸收速率与蔗糖浓度呈线性关系。下列说法错误的是( )
A.植物根部细胞吸收的蔗糖可能主要储存在液泡中
B.将斐林试剂加入蔗糖溶液中,水浴加热后不会出现砖红色
C.蔗糖浓度接近10mmol·L-1时,蔗糖吸收速率变缓的原因是细胞中ATP数量有限
D.蔗糖浓度大于10mmol·L-1时,大豆根部细胞吸收蔗糖的方式可能是协助扩散
【答案】C
【详解】A、植物细胞的液泡是储存物质的 “仓库”,根部细胞吸收的蔗糖可运输到液泡中储存,A正确;
B、斐林试剂用于鉴定还原糖(如葡萄糖、麦芽糖),而蔗糖属于非还原糖,不能与斐林试剂发生反应,水浴加热后不会出现砖红色沉淀,B正确;
C、物质跨膜运输中,协助扩散 / 主动运输的速率受载体蛋白数量限制,主动运输还受 ATP 数量限制。从图中看,蔗糖浓度接近10mmol⋅L−1时,吸收速率变缓(曲线出现 “平台期”),这是因为载体蛋白数量达到饱和(而非 ATP 数量有限)。若为 ATP 限制,速率下降会更明显且与浓度无后续线性关系,C错误;
D、蔗糖浓度大于10mmol⋅L−1时,吸收速率与蔗糖浓度呈线性关系,说明此时运输速率仅受浓度差驱动,符合协助扩散(顺浓度梯度、需载体蛋白,速率与浓度正相关)的特点,D正确。
故选C。
█知识点四 影响物质运输的因素
重点归纳
1.浓度差对运输速率的影响:自由扩散、协助扩散速率随浓度差增大而加快(协助扩散达载体饱和后速率稳定)
2.能量对主动运输的影响:缺氧、低温会降低细胞呼吸产生 ATP,进而抑制主动运输速率
3.温度的双重影响:影响膜的流动性、酶的活性(间接影响主动运输能量供应)
4.抑制剂的作用:载体蛋白抑制剂影响协助扩散和主动运输;呼吸抑制剂仅影响主动运输
效果检测
1.(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)下图表示真核细胞的生物膜的结构示意图,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示物质跨膜运输方式,a、b、c、d、e表示被运输的物质,下列有关分析错误的是( )
A.大部分水分子通过Ⅰ方式进入细胞
B.Ⅱ过程中物质b、c的运输时转运蛋白的构象会改变
C.Ⅲ过程中物质d的运输伴随着转运蛋白的磷酸化
D.Ⅳ过程中运输e时不需要与通道蛋白结合
【答案】A
【详解】A、大部分水分子通过Ⅳ协助扩散方式进入细胞,少部分水分子通过Ⅰ自由扩散方式进入细胞,A错误;
B、Ⅱ过程中物质b是顺浓度梯度运输的,由载体蛋白参与的协助扩散,c是逆浓度梯度运输的,由载体蛋白参与的主动运输,二者运输时转运蛋白的构象都会发生改变,B正确;
C、Ⅲ过程为主动运输,物质d的运输需要ATP提供能量,转运物质时伴随着转运蛋白的磷酸化,C正确;
D、Ⅳ过程为协助扩散通过通道蛋白,运输e时不需要与通道蛋白结合,D正确。
故选A。
2.(24-25高一上·湖北恩施·期末)钠钾泵由α、β两亚基组成,其中α亚基为跨膜蛋白,如图。一般认为钠钾泵首先在膜内侧与3个Na+结合,ATP酶活性被激活,水解ATP释放的能量使泵本身构象改变,将3个Na+输出细胞的同时,泵与细胞膜外侧的2个K+结合,构象再次改变,将2个K+输入细胞内。下列说法错误的是( )
A.钠钾泵第一次构象改变前,α亚基对Na+的亲和力大于K+
B.钠钾泵在该过程中,同时承担了催化和转运功能
C.钠钾泵的作用可以使细胞膜的外侧带有更多的正电荷
D.钠钾泵属于载体蛋白,与通道蛋白一样运输物质时需要与运输的物质结合
【答案】D
【详解】A、钠钾泵第一次构象改变前,α亚基与Na+结合不与K+结合,说明α亚基对Na+的亲和力大于K+,A正确;
B、钠钾泵首先在膜内侧与Na+结合,ATP酶活性被激活,水解ATP释放的能量使泵本身构象改变并将Na+输出细胞,说明钠钾泵具有催化功能,能催化ATP水解,还具有转运功能,B正确;
C、钠钾泵运出3个Na+同时运进2个K+,相当于整个过程运出一个正电荷,使细胞膜的外侧带有更多的正电荷,C正确;
D、钠钾泵属于载体蛋白,运输物质时需要与运输的物质结合,而通道蛋白运输物质时不需要与运输的物质结合,D错误。
故选D。
3.(24-25高一上·河北秦皇岛·期末)图中甲、乙分别表示载体蛋白介导和通道蛋白介导的两种跨膜方式,其中通道蛋白介导的扩散速度比载体蛋白介导的快1000倍。下列叙述正确的是( )
A.载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的
B.载体蛋白和通道蛋白均具有专一性
C.甲、乙两种方式中都属于被动运输
D.细胞通过被动运输主动地选择吸收和排出物质
【答案】BC
【分析】图示分析:甲、乙两图物质跨膜运输特点是由高浓度运输到低浓度,需要转运蛋白,不需要能量,都属于协助扩散。
【详解】A、载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上不是静止不动的,是运动的,A错误;
B、载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性,只能运输相应的物质,B正确;
C、甲、乙两种方式都是将溶质分子从高浓度一侧运输到低浓度一侧,需要转运蛋白的协助,属于被动运输中的协助扩散,C正确;
D、细胞主要通过主动运输主动地选择吸收和排出物质,D错误。
故选BC。
█考向1 渗透作用的原理及应用
【解题方法】
1.渗透方向判断:水分子从 “低浓度溶液(水分子相对含量高)”→“高浓度溶液(水分子相对含量低)”,核心看 “相对含量差” 而非绝对浓度。
2.渗透平衡分析:平衡时水分子进出速率相等,溶液浓度不一定相等(如存在细胞壁约束)。
【典例分析1】
将相同的成熟植物细胞分别放入甲、乙、丙三种溶液中,一段时间后观察到的现象:甲溶液中细胞体积变大,乙溶液中细胞体积不变,丙溶液中细胞发生质壁分离。下列叙述正确的是( )
A. 甲溶液浓度>细胞液浓度
B. 乙溶液浓度 = 细胞液浓度
C. 丙溶液浓度<细胞液浓度
D. 甲溶液中细胞吸水,乙溶液中细胞不吸水也不失水
答案:D
解析:甲溶液中细胞体积变大,说明细胞吸水,因此甲溶液浓度<细胞液浓度,A 错误;乙溶液中细胞体积不变,可能是细胞吸水和失水速率相等(渗透平衡),不一定是乙溶液浓度 = 细胞液浓度(如细胞壁限制体积变化),B 错误;丙溶液中细胞发生质壁分离,说明细胞失水,丙溶液浓度>细胞液浓度,C 错误;甲溶液中细胞吸水,乙溶液中细胞吸水和失水速率平衡,整体不表现吸水或失水,D 正确。
【典例分析2】
某同学用半透膜包裹蔗糖溶液制成透析袋,放入盛有清水的烧杯中,一段时间后达到渗透平衡。此时透析袋内蔗糖溶液的浓度______(填 “大于”“等于” 或 “小于”)烧杯中清水的浓度,原因是______。
答案:大于;透析袋内蔗糖溶液吸水后体积增大,蔗糖浓度降低,但由于蔗糖分子不能通过半透膜,最终透析袋内溶液浓度仍高于清水浓度(渗透平衡时水分子进出速率相等)。
解析:蔗糖分子不能通过半透膜,透析袋内初始浓度高于清水,水分子进入透析袋,使袋内溶液浓度降低,但始终无法与清水浓度相等(因蔗糖分子未扩散),最终达到渗透平衡时,袋内浓度仍大于清水浓度。
█考向2 物质跨膜运输方式的判断
【解题方法】
1.三步判断法:①看是否逆浓度梯度(逆浓度→主动运输);②看是否耗能(耗能→主动运输);③看是否需载体 / 通道蛋白(无需→自由扩散,需→协助扩散或主动运输)。
2.实例快速对应:葡萄糖进红细胞(协助扩散)、进小肠上皮细胞(主动运输);离子跨膜多数为主动运输,神经细胞钠离子内流为协助扩散。
【典例分析1】
下列关于物质跨膜运输的叙述,正确的是( )
A. 氧气跨膜运输需载体蛋白协助
B. 葡萄糖跨膜运输一定是主动运输
C. 主动运输能逆浓度梯度运输物质
D. 协助扩散不需要载体蛋白,只需要能量
答案:C
解析:氧气跨膜运输为自由扩散,无需载体蛋白和能量,A 错误;葡萄糖进入红细胞为协助扩散,进入小肠上皮细胞为主动运输,B 错误;主动运输的核心特点是逆浓度梯度运输,需载体蛋白和能量,C 正确;协助扩散需载体 / 通道蛋白,不耗能,D 错误。
【典例分析2】
(25-26高一上·西藏拉萨·期末)如图为浓度、能量和载体数量与物质运输速度之间的曲线图。据图分析,回答下列问题:
(1)该细胞吸收氧气的方式为 ,与图中 表示的方式相同。
(2)图中曲线③表示的跨膜运输方式可能是 。
(3)葡萄糖进入红细胞的方式为 ,其与能量的关系能用图中的曲线 表示。
(4)图中能表示主动运输的曲线有 。图中曲线⑤中限制A点和B点的因素分别是 。
【答案】(1) 自由扩散 ①②④
(2)协助扩散或主动运输
(3) 协助扩散 ②
(4) ③⑤ 能量、载体数量
【分析】三种跨膜运输方式特点对比表:
运输方式
运输方向
是否需要载体
是否需要能量
实例
对应题目曲线
自由扩散
顺浓度梯度
否
否
氧气、水、甘油运输
①②④
协助扩散
顺浓度梯度
是
否
葡萄糖进入红细胞
②③
主动运输
逆(或顺)浓度梯度
是
是
小肠吸收葡萄糖、离子
③⑤
【详解】(1)氧气是小分子气体,跨膜运输方式为自由扩散(自由扩散的特点:顺浓度梯度、不需要载体和能量)。 曲线①:运输速度随浓度升高而线性上升,符合自由扩散(浓度是唯一影响因素); 曲线②:运输速度与能量无关(自由扩散不需要能量); 曲线④:运输速度与载体数量无关(自由扩散不需要载体); 因此与图中①②④表示的方式相同。
(2)曲线③:运输速度随载体数量增加先上升,后趋于稳定(载体饱和),说明需要载体蛋白。 若顺浓度梯度、不需要能量,则是协助扩散; 若逆浓度梯度、需要能量,则是主动运输; 因此曲线③可能是协助扩散或主动运输。
(3)葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散(顺浓度梯度、需要载体、不需要能量)。协助扩散不需要能量,因此与能量的关系对应曲线②(运输速度与能量无关)。
(4)主动运输的特点:逆浓度梯度、需要载体和能量。 曲线③:需要载体(主动运输需要载体); 曲线⑤:运输速度随能量增加先上升(能量不足时,能量是限制因素),后趋于稳定(载体饱和,载体数量是限制因素),符合主动运输(需要能量和载体); 因此能表示主动运输的曲线有③⑤。曲线⑤中: A 点:运输速度随能量增加而上升,限制因素是能量; B 点:运输速度不再随能量增加而上升,此时载体达到饱和,限制因素是载体数量。
█考向3 质壁分离与复原的实验分析
【解题方法】
1.现象与原因对应:液泡变小、颜色变深→细胞失水(质壁分离);液泡变大、颜色变浅→细胞吸水(质壁分离复原)。
2.异常情况分析:细胞死亡(如高温、高浓度溶液处理)→无法复原;无大液泡的细胞(如根尖分生区细胞)→不能发生质壁分离。
【典例分析1】
用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞做质壁分离实验,下列操作及现象分析错误的是( )
A. 实验时需用显微镜观察细胞的初始状态和变化过程
B. 滴加 0.3g/mL 蔗糖溶液后,细胞逐渐发生质壁分离
C. 若滴加清水后细胞未复原,可能是细胞失水过多死亡
D. 质壁分离过程中,原生质层的伸缩性小于细胞壁的伸缩性
答案:D
解析:质壁分离实验需借助显微镜观察细胞形态变化,A 正确;0.3g/mL 蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度,细胞失水发生质壁分离,B 正确;若蔗糖溶液浓度过高(如 0.5g/mL),细胞失水过多死亡,滴加清水后无法复原,C 正确;质壁分离的原因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,D 错误。
【典例分析2】
某同学在观察质壁分离实验时,误将 0.5g/mL 蔗糖溶液当作 0.3g/mL 使用,结果观察到细胞发生质壁分离后未复原。请解释原因: 。若要使细胞发生质壁分离并复原,可将蔗糖溶液换成 。
答案:0.5g/mL 蔗糖溶液浓度过高,导致细胞失水过多死亡,原生质层失去选择透过性,无法复原; 0.1g/mL 硝酸钾溶液(或尿素溶液,合理即可)。
解析:高浓度蔗糖溶液会使细胞快速失水死亡,失去复原能力;硝酸钾溶液中,钾离子和硝酸根离子可通过主动运输进入细胞,使细胞液浓度逐渐升高,先发生质壁分离,后自动复原。
█考向4 影响物质运输的因素分析
【解题方法】
1.因素对应运输方式:①浓度差→影响自由扩散、协助扩散;②能量→仅影响主动运输;③载体蛋白→影响协助扩散、主动运输;④温度→影响所有运输方式(影响膜流动性和酶活性)。
2.曲线解读:横坐标为浓度差→自由扩散曲线为过原点直线,协助扩散为 “S” 形;横坐标为能量→仅主动运输曲线上升。
【典例分析1】
下列因素中,对主动运输速率影响最小的是( )
A. 氧气浓度
B. 温度
C. 物质浓度差
D. 载体蛋白数量
答案:C
解析:主动运输需能量(来自细胞呼吸,受氧气浓度、温度影响)和载体蛋白,A、B、D 均为主要影响因素;主动运输是逆浓度梯度运输,物质浓度差对其速率影响最小,C 正确。
【典例分析2】
低温环境会降低物质跨膜运输的速率,下列解释不合理的是( )
A. 低温会降低细胞膜的流动性
B. 低温会降低酶的活性,减少 ATP 产生
C. 低温会影响载体蛋白的功能
D. 低温会减小物质的浓度差
答案:D
解析:低温会降低细胞膜流动性,影响物质扩散和载体蛋白运动,A 合理;低温抑制呼吸酶活性,减少 ATP 产生,降低主动运输速率,B 合理;低温会影响载体蛋白的结构和功能,C 合理;低温不会直接改变物质的浓度差,D 不合理。
说明:用“分层、限时”的检测题,帮学生自查“基础是否扎实、难题是否突破”,便于诊断“哪里还要补”。每个版块选取3~5道试题,部分可选取最新期末真题并标注题源,综合拓展部分可链接中高考真题,以达到考教衔接。
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(25-26高一上·西藏拉萨·期末)已知葡萄糖等小分子和离子可以通过透析膜,而大分子则无法通过。某小组做了下列模拟实验:A是葡萄糖溶液,C是淀粉溶液,B、D是蒸馏水,向D中加入适量碘—碘化钾溶液。下列相关叙述正确的是( )
A.烧杯1中透析袋的体积先变大再变小
B.烧杯2中透析袋外的溶液会变成蓝色
C.可以用纱布替代图中的透析膜进行该实验
D.烧杯1中发生了渗透作用而烧杯2中没有发生
【答案】A
【详解】A、由于葡萄糖可以通过透析膜,且一开始透析袋中的溶液浓度大于B,透析袋吸水,导致体积变大,随着葡萄糖分子向蒸馏水中扩散,透析袋的体积又变小,A正确;
B、由于淀粉是大分子物质,不能通过透析膜进入蒸馏水,所以烧杯2中的D不会变成蓝色,B错误;
C、纱布是全透膜,所以用纱布替代透析膜不能发生渗透作用,C错误;
D、两个烧杯都符合发生渗透作用的两个条件,所以都可以发生渗透作用,D错误。
故选A。
2.(24-25高一上·贵州黔南·期末)在农业生产中,农作物施肥不当,有时会出现“烧苗”现象,这与植物细胞的吸水和失水有关。以下说法错误的是( )
A.施肥过多会出现下图中甲→乙的现象,可能会导致细胞过度失水而死亡
B.植物细胞发生质壁分离的过程中,细胞的吸水能力逐渐增强
C.若将图中甲细胞置于一定浓度的KNO3溶液中,可观察到质壁分离后自动复原的现象
D.出现如图现象,与①的伸缩性大于②的伸缩性有关
【答案】D
【分析】1、渗透作用的发生需要两个条件:半透膜和浓度差.成熟的植物细胞就是一个渗透系统,其中原生质层相当于一层半透膜,只要细胞液与外界溶液之间存在浓度差,即可发生渗透吸水或失水。
2、质壁分离的原因:
(1)外因:外界溶液浓度大于细胞液浓度;
(2)内因:细胞壁的伸缩性小于原生质层。
3、质壁分离后的复原的原因是外界溶液的溶质可以进入细胞内,导致细胞液浓度升高,引起细胞吸水。
【详解】A、施肥过多导致土壤溶液浓度过高,可能会导致细胞过度失水而死亡,A正确;
B、细胞失水过程中,细胞液浓度增大,吸水能力逐渐增强,B正确;
C、K+和NO3⁻可通过主动运输进入细胞液,使细胞液浓度增大,因此可观察到细胞发生质壁分离后自动复原的现象,C正确;
D、出现上述实验现象,与①的伸缩性小于②的伸缩性有关,D错误。
故选D。
4.(24-25高一上·云南楚雄·期末)下列有关细胞质壁分离及复原实验的叙述,正确的是( )
A.细胞发生质壁分离的内因是外界溶液的浓度大于细胞液的浓度
B.应在高倍镜下观察洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离及复原现象
C.若将质壁分离后的细胞放入溶质能透过原生质层的溶液,则其能自动复原
D.发生质壁分离自动复原后的细胞的细胞液浓度等于发生质壁分离前的
【答案】C
【分析】高等成熟植物细胞由原生质层充当半透膜,发生渗透吸水和失水,当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,植物细胞失水并发生质壁分离现象,水分子进出保持动态平衡时,细胞维持在质壁分离状态,但外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水发生质壁分离的复原。自动复原是依赖于细胞可以主动吸收外界溶液中的溶质分子,当溶质被吸收到一定程度时,细胞浓度大于外界溶液浓度,发生质壁分离的自动复原。
【详解】A、质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁,而外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度,A错误;
B、观察质壁分离及复原时,应先在低倍镜下找到细胞并观察动态过程,高倍镜视野小且操作不便,B错误;
C、若溶质(如尿素、甘油)能透过原生质层,细胞会先失水发生质壁分离,随后溶质进入细胞液使其浓度升高,细胞吸水复原,C正确;
D、若溶质进入细胞液(如尿素),复原后细胞液浓度可能高于初始状态,因此不一定等于分离前的浓度,D错误。
故选C。
5.(24-25高一上·山西吕梁·期末)如图表示的运输方式是( )
A.协助扩散 B.主动运输 C.胞吞 D.自由扩散
【答案】B
【详解】由图分析可知,该物质进入细胞需要载体蛋白的协助以及消耗能量,且从低浓度一侧运输到高浓度一侧,所以图表示的运输方式是主动运输,B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高一上·安徽宣城·期末)肾脏中肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用,都与细胞膜上水通道蛋白的结构和功能有直接关系。下列叙述正确的是( )
A.细胞膜上的通道蛋白不具有特异性
B.水分子通过水通道蛋白跨膜运输的快慢与细胞膜上水通道蛋白的数量有关
C.与水通道蛋白介导的跨膜运输相比,水分子直接穿过膜扩散的速率更高
D.水分子通过水通道蛋白从渗透压高的一侧向渗透压低的一侧扩散
【答案】B
【详解】A、通道蛋白具有特异性,例如水通道蛋白只能运输水分子,而离子通道蛋白只能运输特定离子,A错误;
B、协助扩散的速率与膜两侧浓度梯度及通道蛋白数量有关,水通道蛋白数量越多,运输速率越快,B正确;
C、水分子通过水通道蛋白的协助扩散速率高于直接穿过磷脂双层的自由扩散,C错误;
D、水分子通过水通道蛋白的运输方向是从溶液渗透压低的一侧(水浓度高)向渗透压高的一侧(水浓度低)扩散,D描述方向相反,D错误。
故选B。
2.(24-25高一上·山西晋中·期末)机体对铁的需求与供给失衡会导致体内储存铁耗尽,从而引起缺铁性贫血。如图是细胞吸收Fe3+并进行转化的部分示意图,图中Tf为转铁蛋白,TfR为转铁蛋白受体。下列叙述错误的是( )
A.运输Fe3+的内体由两层磷脂分子尾对尾排列组成
B.Fe3+进入细胞的速率受细胞所处环境温度的影响
C.Fe3+直接与细胞膜上受体特异性结合胞吞进入细胞
D.适当补充含铁量高的食物有助于缓解缺铁性贫血
【答案】C
【详解】A、运输Fe3+的内体具有膜结构,膜结构由两层磷脂分子尾对尾排列组成,A正确;
B、温度会影响细胞膜的流动性等,进而影响胞吞等过程,所以Fe3+进入细胞的速率受细胞所处环境温度的影响,B正确;
C、由图可知,Fe3+是与转铁蛋白结合后,再与细胞膜上的受体特异性结合,通过胞吞进入细胞,而不是直接与细胞膜上受体特异性结合胞吞进入细胞,C错误;
D、机体缺铁会导致缺铁性贫血,适当补充含铁量高的食物可以增加铁的摄入,有助于缓解缺铁性贫血,D正确。
故选C。
3.(24-25高一下·辽宁朝阳·期末)下列有关物质运输的相关叙述正确的是( )
A.需要载体蛋白的运输方式也同样需要消耗能量
B.物质通过载体蛋白运输时,载体蛋白构象会发生改变
C.物质通过胞吞、胞吐方式运输时,不需要膜蛋白的参与
D.物质通过通道蛋白运输时,需要与通道蛋白结合
【答案】B
【详解】A、需要载体蛋白的运输方式包括协助扩散和主动运输,其中协助扩散不消耗能量,而主动运输需要能量,A错误;
B、载体蛋白在转运离子或分子时,会与离子或分子结合,导致发生自身构象的改变,B正确;
C、胞吞、胞吐需要细胞膜的流动性,此过程依赖膜蛋白参与囊泡的形成和运输,C错误;
D、通道蛋白运输物质时(如水通道蛋白),物质直接通过通道,无需与通道蛋白结合,而载体蛋白需要与物质结合,D错误。
故选B。
4.(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)在相同条件下,分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞,观察其质壁分离,再用清水处理后观察其质壁分离复原,实验结果见图。下列叙述错误的是( )
A.利用蔗糖溶液处理细胞前T3组蔗糖溶液浓度大于T4组
B.T1和T2组经清水处理后,发生质壁分离的细胞均复原
C.T3和T4组若持续用清水处理,质壁分离的细胞比例可能下降
D.T1组经蔗糖溶液处理后,有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁
【答案】A
【详解】A、质壁分离的细胞比例越高,说明蔗糖溶液浓度越大。从图中可知,利用蔗糖溶液处理细胞前,T3组质壁分离的细胞比例(98%)小于T4组(100%),所以T3组蔗糖溶液浓度小于T4组,A错误;
B、T1和T2组经清水处理后,质壁分离的细胞比例为0,这表明发生质壁分离的细胞均复原,B正确;
C、T3和T4组若持续用清水处理,质壁分离复原的细胞逐渐增多,使质壁分离的细胞比例可能下降,C正确;
D、由柱形图可知,T1组经蔗糖溶液处理后,有52%的细胞发生质壁分离,即有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁,D正确。
故选A。
5.(多选)(24-25高一下·河北保定·期末)将新鲜的马铃薯块茎切成长度为5cm且粗细相同的长条,再将它们分别放在浓度不同的四种蔗糖溶液中(假定蔗糖不能被细胞吸收),4h后测量每组马铃薯条的长度,得到如下表的结果:
组别
甲
乙
丙
丁
马铃薯条长度变化
-0.4cm
+0.2cm
-0.1cm
+0.3cm
注:表格中的“+”“-”分别表示长度增加、长度减少。
下列相关叙述错误的是( )
A.蔗糖溶液的浓度大小关系为丁>乙>丙>甲
B.实验前马铃薯细胞液的浓度小于乙溶液浓度、大于丙溶液浓度
C.马铃薯细胞的原生质层和细胞壁的伸缩性有差别
D.经丁溶液处理过的马铃薯薯条换入甲溶液中,其长度会变短
【答案】AB
【详解】A、将马铃薯条置于不同浓度的蔗糖溶液中,若长度变长说明马铃薯细胞吸水,若长度变短说明细胞失水,发生吸水说明马铃薯细胞液浓度大于外界蔗糖溶液浓度,长度增加的值越大,表明蔗糖溶液浓度越低,失水则说明马铃薯细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度,长度减小的值越大表明蔗糖溶液的浓度越高。甲组中马铃薯条长度减小的最多,失水最多,蔗糖溶液的浓度最大,丙组马铃薯条长度也减小,其蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度,比甲组更小。丁组马铃薯条长度增加最多,吸水最多,其蔗糖溶液的浓度最小,其次为乙组,故甲、乙、丙、丁溶液的浓度大小关系为甲>丙>乙>丁,A错误;
B、由A选项分析可知,丙溶液浓度>马铃薯细胞液的浓度>乙溶液浓度,B错误;
C、植物发生质壁分离的内因是,原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,即马铃薯细胞的原生质层伸缩性大,而细胞壁的伸缩性小,二者有差别,C正确;
D、经丁溶液处理过的马铃薯条因吸水而使细胞液的浓度变小,将其换入甲溶液中,由于甲的浓度大于细胞液的浓度而发生失水,其长度会变短,D正确。
故选AB。
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)下图中曲线a、b表示不同物质跨膜运输的速率与氧气浓度变化的关系。下列叙述错误的是( )
A.曲线a可以代表甘油等脂溶性物质的跨膜运输速率
B.人体一氧化碳中毒会影响b方式的运输速率
C.以a方式运输的物质均能通过无蛋白质的人工脂双层
D.P点以后转运速率不再增加的主要原因是载体蛋白数量有限
【答案】C
【详解】A、由图可知,a的运输方式与氧气浓度无关,跨膜方式为被动运输,甘油、乙醇等脂溶性物质可以通过自由扩散进出细胞,所以曲线a可以代表甘油、乙醇等脂溶性物质的跨膜运输速率,A正确;
B、曲线b表示主动运输,人体一氧化碳中毒会影响能量的供应,即会影响b方式的运输速率,B正确;
C、曲线a的转运速率不受氧气浓度影响,表示被动运输,被动运输分为自由扩散和协助扩散,其中协助扩散需要膜上的转运蛋白,因此以a方式运输的物质若为协助扩散,则不能通过无蛋白质的人工脂双层,C错误;
D、曲线b表示主动运输,P点以后转运速率不再增加的主要原因是载体蛋白数量有限,D正确。
故选C。
2.(24-25高一上·江西赣州·期末)胃壁细胞上的H+-K+-ATP酶是一种质子泵,它能不断将胃壁细胞内的H+运输到膜外胃腔中。若分泌到胃腔中的H+过多,则易引起胃溃疡。奥美拉唑可作用于质子泵,对胃溃疡有一定的治疗作用。已知胃壁细胞中的的浓度比血液中高。下列有关叙述,错误的是( )
A.运出胃壁细胞的方式为协助扩散,不消耗能量
B.K+由胃壁细胞进入胃腔的过程中不需要与通道蛋白结合
C.抑制胃壁细胞的呼吸作用不会对胃部的消化产生影响
D.奥美拉唑可能通过抑制H+-K+-ATP酶的活性发挥作用
【答案】C
【详解】A、胃壁细胞中的的浓度高于血液中,运出胃壁细胞为顺浓度,需要载体蛋白介导,所以为协助扩散,不消耗能量,A正确;
B、由图可以看出K+由胃壁细胞进入胃腔通过K+通道蛋白,离子通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合,B正确;
C、胃壁细胞将H⁺运输到胃腔需要消耗ATP,抑制呼吸作用会影响ATP的合成过程,C错误;
D、奥美拉唑对胃溃疡有一定的治疗作用,胃溃疡是胃壁细胞分泌到胃腔中的H+过多引起,据此推测奥美拉唑可能通过抑制H+-K+-ATP酶的活性发挥作用,D正确。
故选C。
3.(24-25高一上·河南驻马店·期末)图甲表示生物膜的结构示意图,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示物质跨膜运输方式,a、b、c、d、e表示被运输的物质;图乙、图丙表示物质运输不同方式的曲线。下列有关分析正确的是( )
A.大部分水分子通过Ⅰ方式进入细胞,少部分水分子通过Ⅳ方式进入细胞
B.b、c、d进入细胞需要与转运蛋白结合,e进入细胞伴随着转运蛋白的磷酸化
C.Ⅱ、Ⅲ运输方式符合图乙所示曲线,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ运输方式符合图丙所示曲线
D.小肠上皮细胞吸收氨基酸如图乙,限制BC段的主要因素是载体蛋白的数量
【答案】D
【详解】A、大部分水分子通过Ⅳ协助扩散方式进入细胞,少部分水分子通过Ⅰ自由扩散方式进入细胞,A错误;
B、由图可知b、c、d进出细胞时需要载体蛋白的协助,运输时与载体蛋白结合,e进入细胞需要通道蛋白的协助,e运输时不会伴随通道蛋白的磷酸化,B错误;
C、图乙表示主动运输,图丙表示协助扩散,Ⅱ中b的运输方式是协助扩散,c的运输方式是主动运输,Ⅲ表示主动运输,Ⅳ表示协助扩散,所以Ⅱ中的b、Ⅳ运输方式符合图丙所示曲线,Ⅱ中的c、Ⅲ运输方式符合图乙所示曲线,C错误;
D、小肠上皮细胞吸收氨基酸是主动运输,图乙也表示主动运输,限制BC段的主要因素是载体蛋白的数量,D正确。
故选D。
4.(24-25高一上·贵州黔南·期末)图甲表示物质跨膜运输的示意图(①-④表示物质运输的方式),图乙表示影响物质运输速率的因素,下列相关说法错误的是( )
A.图甲中③和④两种跨膜运输方式都受膜两侧物质浓度差的影响
B.图甲中②③④跨膜运输物质时,转运蛋白均会发生自身构象的改变
C.图甲中②的运输速率与能量的关系可以用图乙表示,且a、b两点的限制因素不同
D.图甲中②与③相比,②更有利于维持膜两侧的浓度差
【答案】B
【分析】图1中①不需要载体蛋白的协助,顺浓度梯度转运,代表自由扩散;②逆浓度梯度运输,需要载体蛋白协助,且消耗能量,代表主动运输;③需要载体蛋白协助,且不消耗能量,代表协助扩散,④需要载体蛋白的协助不消耗能量,代表协助扩散。图2中曲线的自变量为能量,所示运输方式为主动运输。
【详解】A、图中③和④都是协助扩散,都是顺浓度梯度运输,都受膜两侧物质浓度差的影响,A正确;
B、④运输时需要的转运蛋白是通道蛋白,在运输时自身构象不发生改变,B错误;
C、②是主动运输,a点的限制因素是能量,b点的限制因素是载体蛋白的数量,C正确;
D、图甲中方式②是主动运输,③为协助扩散,所以②更有利于维持膜两侧的浓度差,D正确。
故选B。
5.(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)如图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料,探究植物细胞的吸水与失水实验的基本操作步骤。下列相关叙述错误的是( )
A.若将步骤A中的实验材料换成洋葱鳞片叶内表皮,也会发生质壁分离
B.步骤B在低倍镜下就能观察到代表液泡的紫色区域
C.若步骤C替换成适宜浓度的葡萄糖溶液,可能观察到质壁分离的自动复原
D.步骤D可以观察到细胞吸水能力变大、液泡体积缩小
【答案】D
【详解】A、洋葱鳞片叶内表皮是成熟植物细胞(有大液泡、细胞壁和原生质层),只要外界溶液浓度高于细胞液浓度,就会发生质壁分离(只是液泡无色,现象不明显),A正确;
B、紫色洋葱鳞片叶外表皮的液泡体积大、呈紫色,在低倍镜下即可观察到紫色液泡区域(低倍镜能清晰看到细胞的基本结构),B正确;
C、若将蔗糖溶液替换为适宜浓度的葡萄糖溶液: 初期:葡萄糖溶液浓度高于细胞液,细胞失水发生质壁分离; 后期:葡萄糖可通过主动运输进入细胞,使细胞液浓度升高,当细胞液浓度高于外界溶液时,细胞会吸水,发生质壁分离自动复原,C正确;
D、细胞失水,液泡体积缩小; 细胞液浓度因失水而升高,因此细胞的吸水能力会变大(细胞液浓度越高,吸水能力越强),但是显微镜无法观察细胞的吸水能力,D错误。
故选D。
6.(25-26高一上·西藏拉萨·期末)现有三种无色溶液的试剂瓶未贴标签,只知这三种溶液为KNO₃溶液、蔗糖溶液和蒸馏水,为确定液体种类,某同学设计实验用三组洋葱鳞片叶外表皮细胞为材料分别在三种液体中处理一段时间,在显微镜下观察细胞发生的变化来辨别溶液种类,结果如下表。下列相关叙述错误的是( )
洋葱鳞片叶外表皮细胞
所用试剂
现象
甲组
a
细胞发生质壁分离,但没有发生质壁分离自动复原
乙组
b
细胞没有发生质壁分离,且细胞体积略微增大
丙组
c
细胞先发生质壁分离,然后发生质壁分离自动复原
A.初步判断,a、b、c对应的试剂分别是蔗糖溶液、蒸馏水、KNO₃溶液
B.甲组现象可能是细胞液浓度小于a溶液浓度,原生质层的伸缩性小于细胞壁所致
C.乙组结果是由于细胞吸水所致,但由于细胞壁的限制,细胞体积不能无限增大
D.丙组质壁分离复原是由于试剂c的溶质被细胞吸收使细胞液浓度大于外界溶液的浓度所致
【答案】B
【详解】A、根据实验现象:甲组(a)发生质壁分离但不复原,说明a为蔗糖溶液(溶质不被吸收);乙组(b)未发生质壁分离且细胞体积增大,说明b为蒸馏水(低渗溶液,细胞吸水);丙组(c)发生质壁分离后自动复原,说明c为KNO3溶液(K+和NO3-可被细胞吸收使细胞液浓度升高),A正确;
B、甲组质壁分离的原因是细胞液浓度小于a溶液浓度,细胞失水。但质壁分离的结构基础是原生质层伸缩性大于细胞壁(细胞壁伸缩性较小),B错误;
C、乙组细胞在蒸馏水中吸水膨胀,但因细胞壁的限制,细胞体积仅略微增大而不会无限增大,C正确;
D、丙组质壁分离自动复原是因K+和NO3-通过主动运输进入细胞,使细胞液浓度逐渐大于外界溶液浓度,细胞重新吸水,D正确。
故选B。
7.(24-25高一上·吉林延边·期末)下列关于胞吞、胞吐的叙述,正确的是( )
A.不需要膜蛋白参与 B.可实现膜成分的更新
C.囊泡都来自细胞膜 D.不需要消耗能量
【答案】B
【详解】A、胞吞、胞吐需要膜蛋白参与,A错误;
B、胞吐时囊泡膜与细胞膜融合,胞吞时细胞膜内陷形成囊泡,均实现膜成分更新,B正确;
C、胞吐基本过程为: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,所以囊泡并非都来自细胞膜,C错误;
D、胞吞、胞吐需要消耗细胞呼吸所释放的能量,D错误。
故选B。
8.(24-25高一上·贵州安顺·期末)如图表示大分子物质进出人体细胞的运输过程。下列说法正确的是( )
A.a过程不需要生物膜上的蛋白质参与
B.人体小肠上皮细胞以a过程的方式从肠液中吸收氨基酸
C.若细胞中的线粒体功能出现异常,则a、b过程都将受影响
D.a、b过程的进行表明构成细胞膜的所有分子都能够自由运动
【答案】C
【详解】A、a过程为胞吐过程,该过程需要生物膜上的蛋白质参与,A错误;
B、人体小肠上皮细胞以主动运输方式从肠液中吸收氨基酸,B错误;
C、若细胞中的线粒体功能出现异常,则a、b过程都将受影响,因为a、b过程需要消耗能量,C正确;
D、a(胞吐)、b(胞吞)过程的进行体现了细胞膜具有流动性,但细胞膜的流动性是指构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,并不是组成细胞膜的所有分子都能够自由运动,比如细胞膜上的某些蛋白质可能锚定在细胞骨架等结构上,不能自由运动,D错误。
故选C。
8.(多选)(25-26高一上·甘肃白银·期末)如图所示为渗透现象示意图,图甲所示为发生渗透作用时的初始状态,其中①②为不同浓度的蔗糖溶液,蔗糖分子不能通过③。一段时间后,达到图乙所示的平衡状态。下列叙述正确的是( )
A.图甲中①的蔗糖浓度小于②的浓度
B.图乙中①的蔗糖浓度小于②的浓度
C.图甲中①的蔗糖浓度小于图乙中①的浓度
D.图甲中②的蔗糖浓度小于图乙中②的浓度
【答案】ABC
【详解】A、乙图液面上升,说明水分子从①进入②,根据渗透作用原理,水分子从低浓度溶液向高浓度溶液扩散,因此甲图中①的蔗糖浓度(低浓度)<②的蔗糖浓度(高浓度),A正确;
B、平衡后,图乙存在液面高度差,说明图乙中①的浓度小于②的浓度,B正确;
C、甲→乙的过程中,①中的水分子不断进入②,导致①的溶剂(水)减少,但溶质(蔗糖)不变,因此①的蔗糖浓度会升高,即甲图①的浓度<乙图①的浓度,C正确;
D、甲→乙的过程中,水分子进入②,导致②的溶剂(水)增加,溶质(蔗糖)不变,因此②的蔗糖浓度会降低,即甲图②的浓度>乙图②的浓度,D错误。
故选ABC。
9.(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)胃是人体的消化器官,胃壁细胞分泌的胃酸在食物消化过程中起重要作用,下图表示胃壁细胞分泌胃酸的机制,其中H+—K+泵(一种质子泵)位于胃壁细胞,能通过催化ATP水解完成H+/K+的跨膜转运,对胃酸的分泌有重要的生理意义。若胃酸分泌过多,则会引起胃溃疡。图中数字表示物质转运过程。请回答下列问题。
(1)胃壁细胞膜的主要成分是 。
(2)①过程中CO2通过细胞膜进入细胞的运输方式为 ,影响CO2运输速率的因素是 。
(3)②过程Cl-进入胃壁细胞的运输方式为 ,判断的依据是 。(答出2点)
(4)参与③过程的H⁺—K⁺泵具有 功能。
(5)药物奥美拉唑是一种质子泵活性抑制剂,通常被用来治疗胃酸过多导致的胃溃疡。推测它的作用机理是 。
【答案】(1)磷脂和蛋白质
(2) 自由扩散 胃壁细胞膜两侧的CO2浓度差
(3) 主动运输 需要载体蛋白协助,还利用了细胞内外HCO3-势能差
(4)催化和运输
(5)抑制了H+-K+-ATP酶的活性,减少了胃酸的分泌
【分析】细胞膜的功能:控制物质进出细胞,进行细胞间的信息交流,将细胞与外界环境分隔开。主动运输:逆浓度梯度,需要能量,需要载体蛋白的协助。
【详解】(1) 细胞膜的成分为磷脂、蛋白质分子以及少量的糖类,故胃壁细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂。
(2)CO2属于气体分子,通过细胞膜进入细胞的运输方式为自由扩散,不需要转运蛋白,不消耗能量,只与膜内外浓度差有关,影响CO2运输速率的CO2有关因素是胃壁细胞膜两侧的CO2浓度差。
(3)据题图分析可知,②过程中Cl-通过细胞膜上的载体蛋白,还利用了细胞内外HCO3- 势能差来提供能量,进入胃壁细胞,故Cl-进入胃壁细胞的运输方式为主动运输。
(4)据题图分析可知,图示参与③过程的质子泵可以作为一种转运蛋白,有运输功能,例如运输氢离子,同时可以作为ATP水解酶,催化ATP的水解,故参与③过程的质子泵具有运输和催化功能。
(5)H+通过主动运输被转运到细胞外,药物奥美拉唑可以抑制H+-K+-ATP酶的活性,使氢离子的主动运输受到抑制,减少胃壁细胞分泌胃酸,达到治疗的目的。
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专题04 物质运输
内容速览
明·期末考情
通·必备知识
知识点一 渗透作用 知识点二 物质跨膜运输的方式
知识点三 质壁分离与复原 知识点四 影响物质运输的因素
综·核心突破
考向1 渗透作用的原理及应用 考向2 物质跨膜运输方式的判断
考向3 质壁分离与复原的实验分析 考向4 物质跨膜运输方式判断
练·分层实战
复习目标
1理解物质跨膜运输的方式(自由扩散、协助扩散、主动运输)的特点及本质
2.掌握渗透作用的原理、条件及应用
3.明确载体蛋白、通道蛋白的作用特点及区别
4.理解质壁分离与复原的原理、过程及实验意义
5.能结合实例分析物质运输方式的选择及影响因素
核心考点
1.渗透作用
2.物质跨膜运输的方式
3.质壁分离与复原
4.影响物质运输的因素
考情总结
1.侧重基础应用:渗透作用条件、物质运输方式判断(结合实例)为高频考点
2.实验关联紧密:质壁分离与复原的实验现象分析、结论推导常以选择题或填空题形式考查
3.图表解读能力:常结合物质运输速率与浓度差、能量关系图,考查对运输方式的理解
4.联系实际场景:如细胞吸收营养物质、排泄废物的运输方式分析,体现知识应用价值
█知识点一 渗透作用
重点归纳
1.半透膜的定义:允许某些物质通过而阻止其他物质通过的薄膜(如玻璃纸、原生质层)
2.浓度差的判断:指 “相对含量差”,而非绝对浓度(水分子从低浓度溶液→高浓度溶液)
3.渗透平衡的本质:水分子进出半透膜的速率相等,并非停止扩散
4.与自由扩散的关系:渗透作用是水分子跨膜自由扩散的特殊形式
效果检测
1.(24-25高一下·广西玉林·期末)哺乳动物细胞在生理盐水(质量分数为0.9%的NaCl溶液)中能保持其正常形态。将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的NaCl溶液中,一段时间后,红细胞将会发生不同的变化。下列说法错误的是( )
A.红细胞的细胞膜相当于一层半透膜,是发生渗透作用的条件之一
B.在低于0.9%的NaCl溶液中,红细胞不一定会因渗透作用吸水而涨破
C.在等于0.9%的NaCl溶液中,红细胞此时进出细胞的水分子达到平衡
D.在高于0.9%的NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水并发生质壁分离
2.(24-25高一上·贵州安顺·期末)在低渗溶液中,细胞发生渗透吸水后会使细胞膨胀甚至破裂,不同的细胞用不同的机制解决这种危机。下图表示以三种不同的机制避免细胞渗透膨胀。下列推断错误的是( )
A.在一定范围内,动物细胞可通过机制2避免渗透膨胀而破裂
B.当机制1的细胞吸水达到平衡时,细胞内外溶液浓度一定相等
C.机制2的细胞通过将离子运出细胞来避免渗透膨胀,该过程需要转运蛋白参与
D.将机制3的细胞置于高浓度的溶液中,其收缩泡的伸缩频率会降低
3.(24-25高一上·河南驻马店·期末)某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验,渗透装置图甲漏斗内液面上升的高度与时间的关系如图乙所示,一成熟植物细胞刚好处于图丙所示状态。下列相关叙述错误的是( )
A.图甲中液面高度不再上升时,溶液a的浓度等于溶液b的浓度
B.图乙中液面高度上升的速率下降是由于c两侧的溶液浓度差逐渐减小
C.图丙细胞可能正发生质壁分离复原,细胞液浓度大于外界溶液浓度
D.把洋葱根尖成熟区细胞放在含红墨水的0.3g/ml的蔗糖溶液中,②处呈红色,④⑤处呈无色
█知识点二 物质跨膜运输的方式
重点归纳
1.三种运输方式的核心区别:是否逆浓度梯度、是否耗能(ATP 直接供能)
2.载体蛋白的特性:特异性(一种载体对应一种或一类物质)、饱和性(数量有限)
3.通道蛋白的特性:仅介导协助扩散,具有离子选择性(如钾离子通道)
4.实例辨析:
葡萄糖进入红细胞→协助扩散;进入小肠上皮细胞→主动运输
离子跨膜运输(如神经细胞钠离子内流)→协助扩散;根细胞吸收矿质离子→主动运输
5.能量来源:主动运输的能量可来自 ATP,或离子浓度梯度(如协同运输)
效果检测
1.(24-25高一上·河南开封·期末)下图甲、乙表示两种与被动运输方式有关的曲线,相关叙述错误的是( )
A.图甲代表自由扩散,图乙代表协助扩散
B.图甲代表的跨膜运输方式不需要转运蛋白
C.图乙中限制P点转运速率的主要因素是转运蛋白的数量
D.温度对图甲所示的转运速率无影响,而对图乙的有影响
2.(24-25高一上·云南楚雄·期末)图中a、b表示物质跨膜运输的两种方式,已知a和b两种方式都是顺浓度梯度进行的。下列叙述错误的是( )
A.a和b两种方式都不需要消耗ATP
B.水分子可通过a和b两种方式进出细胞
C.温度对a和b两种方式的转运速率都有影响
D.方式b需要的转运蛋白有两种类型,其作用机制相同
3.(24-25高一上·山东枣庄·期末)下图表示一个动物细胞内外不同离子的相对浓度,以下判断不正确的是( )
A.细胞主动运输不断地排出Mg2+
B.Na+和Cl-主要分布在细胞外,K+主要在细胞内
C.该细胞膜两侧的离子浓度差主要通过主动运输来维持
D.各种离子相对浓度的差异说明了细胞膜的选择透过性
█知识点三 质壁分离与复原
重点归纳
1.原生质层的构成:细胞膜 + 液泡膜 + 两层膜之间的细胞质(相当于半透膜)
2.质壁分离的条件:细胞具有大液泡、外界溶液浓度>细胞液浓度
3.质壁分离的现象:细胞壁与原生质层分离,液泡体积变小、颜色变深
4.复原条件:外界溶液浓度<细胞液浓度(如加清水、低浓度蔗糖溶液)
5.异常情况:若外界溶液浓度过高(如 50% 蔗糖溶液),细胞失水过多死亡,无法复原
效果检测
1.(24-25高一上·河南漯河·期末)在观察某植物细胞的质壁分离及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.叶肉细胞中的叶绿体会干扰质壁分离和复原现象的观察
B.质壁分离的实质是指细胞膜和细胞壁的分离
C.质壁分离发生的原因之一是①的伸缩性大于②的伸缩性
D.观察质壁分离和复原的过程中需在低倍镜下观察3次
2.(24-25高一上·四川泸州·期末)取洋葱鳞片叶外表皮细胞放入某种溶液中,其原生质层对细胞壁的压力随时间变化的关系如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.t0~t1时段细胞的吸水能力逐渐降低
B.t1~t2时段细胞膜与细胞壁发生了脱离
C.t2~t3时段溶质分子开始被该细胞吸收
D.t3时刻与t0时刻相比细胞液的浓度相同
3.(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)下图是大豆根部细胞吸收蔗糖的速率随着细胞外蔗糖浓度变化的图示。蔗糖浓度较高时,吸收速率与蔗糖浓度呈线性关系。下列说法错误的是( )
A.植物根部细胞吸收的蔗糖可能主要储存在液泡中
B.将斐林试剂加入蔗糖溶液中,水浴加热后不会出现砖红色
C.蔗糖浓度接近10mmol·L-1时,蔗糖吸收速率变缓的原因是细胞中ATP数量有限
D.蔗糖浓度大于10mmol·L-1时,大豆根部细胞吸收蔗糖的方式可能是协助扩散
█知识点四 影响物质运输的因素
重点归纳
1.浓度差对运输速率的影响:自由扩散、协助扩散速率随浓度差增大而加快(协助扩散达载体饱和后速率稳定)
2.能量对主动运输的影响:缺氧、低温会降低细胞呼吸产生 ATP,进而抑制主动运输速率
3.温度的双重影响:影响膜的流动性、酶的活性(间接影响主动运输能量供应)
4.抑制剂的作用:载体蛋白抑制剂影响协助扩散和主动运输;呼吸抑制剂仅影响主动运输
效果检测
1.(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)下图表示真核细胞的生物膜的结构示意图,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示物质跨膜运输方式,a、b、c、d、e表示被运输的物质,下列有关分析错误的是( )
A.大部分水分子通过Ⅰ方式进入细胞
B.Ⅱ过程中物质b、c的运输时转运蛋白的构象会改变
C.Ⅲ过程中物质d的运输伴随着转运蛋白的磷酸化
D.Ⅳ过程中运输e时不需要与通道蛋白结合
2.(24-25高一上·湖北恩施·期末)钠钾泵由α、β两亚基组成,其中α亚基为跨膜蛋白,如图。一般认为钠钾泵首先在膜内侧与3个Na+结合,ATP酶活性被激活,水解ATP释放的能量使泵本身构象改变,将3个Na+输出细胞的同时,泵与细胞膜外侧的2个K+结合,构象再次改变,将2个K+输入细胞内。下列说法错误的是( )
A.钠钾泵第一次构象改变前,α亚基对Na+的亲和力大于K+
B.钠钾泵在该过程中,同时承担了催化和转运功能
C.钠钾泵的作用可以使细胞膜的外侧带有更多的正电荷
D.钠钾泵属于载体蛋白,与通道蛋白一样运输物质时需要与运输的物质结合
3.(24-25高一上·河北秦皇岛·期末)图中甲、乙分别表示载体蛋白介导和通道蛋白介导的两种跨膜方式,其中通道蛋白介导的扩散速度比载体蛋白介导的快1000倍。下列叙述正确的是( )
A.载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的
B.载体蛋白和通道蛋白均具有专一性
C.甲、乙两种方式中都属于被动运输
D.细胞通过被动运输主动地选择吸收和排出物质
█考向1 渗透作用的原理及应用
【解题方法】
1.渗透方向判断:水分子从 “低浓度溶液(水分子相对含量高)”→“高浓度溶液(水分子相对含量低)”,核心看 “相对含量差” 而非绝对浓度。
2.渗透平衡分析:平衡时水分子进出速率相等,溶液浓度不一定相等(如存在细胞壁约束)。
【典例分析1】
将相同的成熟植物细胞分别放入甲、乙、丙三种溶液中,一段时间后观察到的现象:甲溶液中细胞体积变大,乙溶液中细胞体积不变,丙溶液中细胞发生质壁分离。下列叙述正确的是( )
A. 甲溶液浓度>细胞液浓度
B. 乙溶液浓度 = 细胞液浓度
C. 丙溶液浓度<细胞液浓度
D. 甲溶液中细胞吸水,乙溶液中细胞不吸水也不失水
【典例分析2】
某同学用半透膜包裹蔗糖溶液制成透析袋,放入盛有清水的烧杯中,一段时间后达到渗透平衡。此时透析袋内蔗糖溶液的浓度______(填 “大于”“等于” 或 “小于”)烧杯中清水的浓度,原因是______。
█考向2 物质跨膜运输方式的判断
【解题方法】
1.三步判断法:①看是否逆浓度梯度(逆浓度→主动运输);②看是否耗能(耗能→主动运输);③看是否需载体 / 通道蛋白(无需→自由扩散,需→协助扩散或主动运输)。
2.实例快速对应:葡萄糖进红细胞(协助扩散)、进小肠上皮细胞(主动运输);离子跨膜多数为主动运输,神经细胞钠离子内流为协助扩散。
【典例分析1】
下列关于物质跨膜运输的叙述,正确的是( )
A. 氧气跨膜运输需载体蛋白协助
B. 葡萄糖跨膜运输一定是主动运输
C. 主动运输能逆浓度梯度运输物质
D. 协助扩散不需要载体蛋白,只需要能量
【典例分析2】
(25-26高一上·西藏拉萨·期末)如图为浓度、能量和载体数量与物质运输速度之间的曲线图。据图分析,回答下列问题:
(1)该细胞吸收氧气的方式为 ,与图中 表示的方式相同。
(2)图中曲线③表示的跨膜运输方式可能是 。
(3)葡萄糖进入红细胞的方式为 ,其与能量的关系能用图中的曲线 表示。
(4)图中能表示主动运输的曲线有 。图中曲线⑤中限制A点和B点的因素分别是 。
运输方式
运输方向
是否需要载体
是否需要能量
实例
对应题目曲线
自由扩散
顺浓度梯度
否
否
氧气、水、甘油运输
①②④
协助扩散
顺浓度梯度
是
否
葡萄糖进入红细胞
②③
主动运输
逆(或顺)浓度梯度
是
是
小肠吸收葡萄糖、离子
③⑤
█考向3 质壁分离与复原的实验分析
【解题方法】
1.现象与原因对应:液泡变小、颜色变深→细胞失水(质壁分离);液泡变大、颜色变浅→细胞吸水(质壁分离复原)。
2.异常情况分析:细胞死亡(如高温、高浓度溶液处理)→无法复原;无大液泡的细胞(如根尖分生区细胞)→不能发生质壁分离。
【典例分析1】
用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞做质壁分离实验,下列操作及现象分析错误的是( )
A. 实验时需用显微镜观察细胞的初始状态和变化过程
B. 滴加 0.3g/mL 蔗糖溶液后,细胞逐渐发生质壁分离
C. 若滴加清水后细胞未复原,可能是细胞失水过多死亡
D. 质壁分离过程中,原生质层的伸缩性小于细胞壁的伸缩性
【典例分析2】
某同学在观察质壁分离实验时,误将 0.5g/mL 蔗糖溶液当作 0.3g/mL 使用,结果观察到细胞发生质壁分离后未复原。请解释原因: 。若要使细胞发生质壁分离并复原,可将蔗糖溶液换成 。
█考向4 影响物质运输的因素分析
【解题方法】
1.因素对应运输方式:①浓度差→影响自由扩散、协助扩散;②能量→仅影响主动运输;③载体蛋白→影响协助扩散、主动运输;④温度→影响所有运输方式(影响膜流动性和酶活性)。
2.曲线解读:横坐标为浓度差→自由扩散曲线为过原点直线,协助扩散为 “S” 形;横坐标为能量→仅主动运输曲线上升。
【典例分析1】
下列因素中,对主动运输速率影响最小的是( )
A. 氧气浓度
B. 温度
C. 物质浓度差
D. 载体蛋白数量
【典例分析2】
低温环境会降低物质跨膜运输的速率,下列解释不合理的是( )
A. 低温会降低细胞膜的流动性
B. 低温会降低酶的活性,减少 ATP 产生
C. 低温会影响载体蛋白的功能
D. 低温会减小物质的浓度差
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(25-26高一上·西藏拉萨·期末)已知葡萄糖等小分子和离子可以通过透析膜,而大分子则无法通过。某小组做了下列模拟实验:A是葡萄糖溶液,C是淀粉溶液,B、D是蒸馏水,向D中加入适量碘—碘化钾溶液。下列相关叙述正确的是( )
A.烧杯1中透析袋的体积先变大再变小
B.烧杯2中透析袋外的溶液会变成蓝色
C.可以用纱布替代图中的透析膜进行该实验
D.烧杯1中发生了渗透作用而烧杯2中没有发生
2.(24-25高一上·贵州黔南·期末)在农业生产中,农作物施肥不当,有时会出现“烧苗”现象,这与植物细胞的吸水和失水有关。以下说法错误的是( )
A.施肥过多会出现下图中甲→乙的现象,可能会导致细胞过度失水而死亡
B.植物细胞发生质壁分离的过程中,细胞的吸水能力逐渐增强
C.若将图中甲细胞置于一定浓度的KNO3溶液中,可观察到质壁分离后自动复原的现象
D.出现如图现象,与①的伸缩性大于②的伸缩性有关
4.(24-25高一上·云南楚雄·期末)下列有关细胞质壁分离及复原实验的叙述,正确的是( )
A.细胞发生质壁分离的内因是外界溶液的浓度大于细胞液的浓度
B.应在高倍镜下观察洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离及复原现象
C.若将质壁分离后的细胞放入溶质能透过原生质层的溶液,则其能自动复原
D.发生质壁分离自动复原后的细胞的细胞液浓度等于发生质壁分离前的
5.(24-25高一上·山西吕梁·期末)如图表示的运输方式是( )
A.协助扩散 B.主动运输 C.胞吞 D.自由扩散
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高一上·安徽宣城·期末)肾脏中肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用,都与细胞膜上水通道蛋白的结构和功能有直接关系。下列叙述正确的是( )
A.细胞膜上的通道蛋白不具有特异性
B.水分子通过水通道蛋白跨膜运输的快慢与细胞膜上水通道蛋白的数量有关
C.与水通道蛋白介导的跨膜运输相比,水分子直接穿过膜扩散的速率更高
D.水分子通过水通道蛋白从渗透压高的一侧向渗透压低的一侧扩散
2.(24-25高一上·山西晋中·期末)机体对铁的需求与供给失衡会导致体内储存铁耗尽,从而引起缺铁性贫血。如图是细胞吸收Fe3+并进行转化的部分示意图,图中Tf为转铁蛋白,TfR为转铁蛋白受体。下列叙述错误的是( )
A.运输Fe3+的内体由两层磷脂分子尾对尾排列组成
B.Fe3+进入细胞的速率受细胞所处环境温度的影响
C.Fe3+直接与细胞膜上受体特异性结合胞吞进入细胞
D.适当补充含铁量高的食物有助于缓解缺铁性贫血
3.(24-25高一下·辽宁朝阳·期末)下列有关物质运输的相关叙述正确的是( )
A.需要载体蛋白的运输方式也同样需要消耗能量
B.物质通过载体蛋白运输时,载体蛋白构象会发生改变
C.物质通过胞吞、胞吐方式运输时,不需要膜蛋白的参与
D.物质通过通道蛋白运输时,需要与通道蛋白结合
4.(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)在相同条件下,分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞,观察其质壁分离,再用清水处理后观察其质壁分离复原,实验结果见图。下列叙述错误的是( )
A.利用蔗糖溶液处理细胞前T3组蔗糖溶液浓度大于T4组
B.T1和T2组经清水处理后,发生质壁分离的细胞均复原
C.T3和T4组若持续用清水处理,质壁分离的细胞比例可能下降
D.T1组经蔗糖溶液处理后,有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁
5.(多选)(24-25高一下·河北保定·期末)将新鲜的马铃薯块茎切成长度为5cm且粗细相同的长条,再将它们分别放在浓度不同的四种蔗糖溶液中(假定蔗糖不能被细胞吸收),4h后测量每组马铃薯条的长度,得到如下表的结果:
组别
甲
乙
丙
丁
马铃薯条长度变化
-0.4cm
+0.2cm
-0.1cm
+0.3cm
注:表格中的“+”“-”分别表示长度增加、长度减少。
下列相关叙述错误的是( )
A.蔗糖溶液的浓度大小关系为丁>乙>丙>甲
B.实验前马铃薯细胞液的浓度小于乙溶液浓度、大于丙溶液浓度
C.马铃薯细胞的原生质层和细胞壁的伸缩性有差别
D.经丁溶液处理过的马铃薯薯条换入甲溶液中,其长度会变短
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)下图中曲线a、b表示不同物质跨膜运输的速率与氧气浓度变化的关系。下列叙述错误的是( )
A.曲线a可以代表甘油等脂溶性物质的跨膜运输速率
B.人体一氧化碳中毒会影响b方式的运输速率
C.以a方式运输的物质均能通过无蛋白质的人工脂双层
D.P点以后转运速率不再增加的主要原因是载体蛋白数量有限
2.(24-25高一上·江西赣州·期末)胃壁细胞上的H+-K+-ATP酶是一种质子泵,它能不断将胃壁细胞内的H+运输到膜外胃腔中。若分泌到胃腔中的H+过多,则易引起胃溃疡。奥美拉唑可作用于质子泵,对胃溃疡有一定的治疗作用。已知胃壁细胞中的的浓度比血液中高。下列有关叙述,错误的是( )
A.运出胃壁细胞的方式为协助扩散,不消耗能量
B.K+由胃壁细胞进入胃腔的过程中不需要与通道蛋白结合
C.抑制胃壁细胞的呼吸作用不会对胃部的消化产生影响
D.奥美拉唑可能通过抑制H+-K+-ATP酶的活性发挥作用
3.(24-25高一上·河南驻马店·期末)图甲表示生物膜的结构示意图,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示物质跨膜运输方式,a、b、c、d、e表示被运输的物质;图乙、图丙表示物质运输不同方式的曲线。下列有关分析正确的是( )
A.大部分水分子通过Ⅰ方式进入细胞,少部分水分子通过Ⅳ方式进入细胞
B.b、c、d进入细胞需要与转运蛋白结合,e进入细胞伴随着转运蛋白的磷酸化
C.Ⅱ、Ⅲ运输方式符合图乙所示曲线,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ运输方式符合图丙所示曲线
D.小肠上皮细胞吸收氨基酸如图乙,限制BC段的主要因素是载体蛋白的数量
4.(24-25高一上·贵州黔南·期末)图甲表示物质跨膜运输的示意图(①-④表示物质运输的方式),图乙表示影响物质运输速率的因素,下列相关说法错误的是( )
A.图甲中③和④两种跨膜运输方式都受膜两侧物质浓度差的影响
B.图甲中②③④跨膜运输物质时,转运蛋白均会发生自身构象的改变
C.图甲中②的运输速率与能量的关系可以用图乙表示,且a、b两点的限制因素不同
D.图甲中②与③相比,②更有利于维持膜两侧的浓度差
5.(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)如图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料,探究植物细胞的吸水与失水实验的基本操作步骤。下列相关叙述错误的是( )
A.若将步骤A中的实验材料换成洋葱鳞片叶内表皮,也会发生质壁分离
B.步骤B在低倍镜下就能观察到代表液泡的紫色区域
C.若步骤C替换成适宜浓度的葡萄糖溶液,可能观察到质壁分离的自动复原
D.步骤D可以观察到细胞吸水能力变大、液泡体积缩小
6.(25-26高一上·西藏拉萨·期末)现有三种无色溶液的试剂瓶未贴标签,只知这三种溶液为KNO₃溶液、蔗糖溶液和蒸馏水,为确定液体种类,某同学设计实验用三组洋葱鳞片叶外表皮细胞为材料分别在三种液体中处理一段时间,在显微镜下观察细胞发生的变化来辨别溶液种类,结果如下表。下列相关叙述错误的是( )
洋葱鳞片叶外表皮细胞
所用试剂
现象
甲组
a
细胞发生质壁分离,但没有发生质壁分离自动复原
乙组
b
细胞没有发生质壁分离,且细胞体积略微增大
丙组
c
细胞先发生质壁分离,然后发生质壁分离自动复原
A.初步判断,a、b、c对应的试剂分别是蔗糖溶液、蒸馏水、KNO₃溶液
B.甲组现象可能是细胞液浓度小于a溶液浓度,原生质层的伸缩性小于细胞壁所致
C.乙组结果是由于细胞吸水所致,但由于细胞壁的限制,细胞体积不能无限增大
D.丙组质壁分离复原是由于试剂c的溶质被细胞吸收使细胞液浓度大于外界溶液的浓度所致
7.(24-25高一上·吉林延边·期末)下列关于胞吞、胞吐的叙述,正确的是( )
A.不需要膜蛋白参与 B.可实现膜成分的更新
C.囊泡都来自细胞膜 D.不需要消耗能量
8.(24-25高一上·贵州安顺·期末)如图表示大分子物质进出人体细胞的运输过程。下列说法正确的是( )
A.a过程不需要生物膜上的蛋白质参与
B.人体小肠上皮细胞以a过程的方式从肠液中吸收氨基酸
C.若细胞中的线粒体功能出现异常,则a、b过程都将受影响
D.a、b过程的进行表明构成细胞膜的所有分子都能够自由运动
8.(多选)(25-26高一上·甘肃白银·期末)如图所示为渗透现象示意图,图甲所示为发生渗透作用时的初始状态,其中①②为不同浓度的蔗糖溶液,蔗糖分子不能通过③。一段时间后,达到图乙所示的平衡状态。下列叙述正确的是( )
A.图甲中①的蔗糖浓度小于②的浓度
B.图乙中①的蔗糖浓度小于②的浓度
C.图甲中①的蔗糖浓度小于图乙中①的浓度
D.图甲中②的蔗糖浓度小于图乙中②的浓度
9.(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)胃是人体的消化器官,胃壁细胞分泌的胃酸在食物消化过程中起重要作用,下图表示胃壁细胞分泌胃酸的机制,其中H+—K+泵(一种质子泵)位于胃壁细胞,能通过催化ATP水解完成H+/K+的跨膜转运,对胃酸的分泌有重要的生理意义。若胃酸分泌过多,则会引起胃溃疡。图中数字表示物质转运过程。请回答下列问题。
(1)胃壁细胞膜的主要成分是 。
(2)①过程中CO2通过细胞膜进入细胞的运输方式为 ,影响CO2运输速率的因素是 。
(3)②过程Cl-进入胃壁细胞的运输方式为 ,判断的依据是 。(答出2点)
(4)参与③过程的H⁺—K⁺泵具有 功能。
(5)药物奥美拉唑是一种质子泵活性抑制剂,通常被用来治疗胃酸过多导致的胃溃疡。推测它的作用机理是 。
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