专题05 细胞的物质输入和输出(期中真题汇编,北京专用)高一生物上学期
2026-09-16
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摘要:
**基本信息**
聚焦细胞物质运输5大高频考点,汇编北京多所名校期中试题,注重实验探究与情境应用,适配高一上期中复习
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|选择|约50题|渗透作用(半透膜实验)、被动运输(水通道蛋白)、主动运输(离子跨膜)|结合实验数据(如原生质体体积变化)、联系生活实例(萎蔫菜叶吸水)|
|综合题|约23题|质壁分离(洋葱表皮实验操作)、主动运输(海水稻耐盐机制)、胞吞胞吐(迁移体功能)|突出科学探究(如小液流法测细胞液浓度)、体现科学思维(对比不同运输方式机理)|
内容正文:
专题05 细胞的物质输入和输出
5大高频考点
1. 渗透作用
2. 质壁分离和复原实验及其应用
3. 被动运输
4. 主动运输
5. 胞吞和胞吐
考点1 渗透作用
1.(25-26高一上·北京第五十七中学·期中)如图实验装置所示,一段时间后,含液体②的半透膜袋萎缩,而含液体①的半透膜袋坚挺变硬,请推测三种溶液的浓度关系为
A.①>②>③
B.①>③>②
C.③<①<②
D.①<②<③
2.(25-26高一上·北京交大附中·期中)下列属于渗透作用的是( )
A.水分子通过细胞壁 B.葡萄糖分子通过细胞膜
C.K+通过原生质层 D.水分子通过原生质层
3.(25-26高一上·北京理工大学附属中学·期中)下列现象中属于渗透作用的是( )
A.蔗糖分子通过细胞壁
B.葡萄糖分子通过细胞膜
C.K+通过神经元的细胞膜
D.水分子通过洋葱细胞膜
4.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)透析袋通常是由半透膜制成的袋状容器。现将3%的淀粉溶液装入透析袋,再放于清水中,实验装置如下图所示。30min后,会发现( )
A.透析袋胀大 B.试管内液体浓度减小
C.透析袋缩小 D.试管内液体浓度增大
5.(25-26高一上·北京八十中学·期中)请看下图,甲、乙、丙分别是三种哺乳动物的红细胞,研究人员将它们分别置于同一浓度的某水溶液中,并绘制出水分子的跨膜运输示意图,箭头方向表示水分子进出的方向,箭头粗细表示单位时间内水分子进出的多少。下列叙述正确的是( )
A.在该溶液中能够发生质壁分离现象的是细胞甲
B.在高倍显微镜下,可观察到进出乙细胞的水分子数相等
C.若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水中,最终均会涨破
D.甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用,且速度相同
6.(25-26高一上·北京八十中学·期中)图1是显微镜下观察到的某一时刻的细胞图像。图2表示一种渗透作用装置。图3是另一种渗透装置,一段时间后液面上升的高度为h。这两个装置所用的半透膜都不能让蔗糖分子通过,但可以让葡萄糖分子和水分子通过。下列叙述错误的是( )
A.图3中,如果A、a均为蔗糖溶液,则开始时浓度大小关系为Ma>MA,达到平衡后Ma>MA
B.图2中,若A为0.3g/mL葡萄糖溶液,B为清水,则平衡后A 侧液面与B侧液面一样高
C.图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,那么随着时间的推移,h将会越来越小
D.若图1是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片,则此时细胞液浓度一定大于外界溶液浓度
考点2 质壁分离和复原实验及其应用
1.(25-26高一上·北京第五十七中学·期中)下列通过观察“质壁分离和复原”现象不能验证的是( )
A.成熟植物细胞的生理活性 B.原生质层的伸缩性大于细胞壁的
C.成熟植物细胞相当于一个渗透系统 D.植物细胞的细胞壁主要由纤维素构成
2.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)对植物细胞质壁分离和复原实验进行分析,得不到证实的是
A.原生质层具有选择透过性
B.细胞处于生活状态或已死亡
C.细胞液和周围溶液浓度的关系
D.溶质分子进出细胞的方式
3.(25-26高一上·北京通州·期中)将萎蔫的菜叶放入清水中,其细胞含水量能够得到恢复。该过程中水分子通过细胞膜的说法正确的是( )
A.该过程不消耗能量 B.水分子仅以自由扩散方式过膜
C.水分子仅以协助扩散方式过膜 D.细胞液的渗透压增大
4.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)如图所示是三个相邻植物细胞之间水分流动方向示意图。图中三个细胞的细胞液浓度关系是( )
A.甲<乙<丙 B.甲>乙>丙
C.甲>乙,乙<丙 D.甲<乙,乙>丙
5.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)蔗糖不能透过红细胞的细胞膜。将红细胞分别浸入高浓度的蔗糖溶液和蒸馏水中,一段时间后细胞形态发生的变化是( )
A.涨破、皱缩 B.皱缩、皱缩 C.膨胀、膨胀 D.皱缩、涨破
6.(25-26高一上·北京汇文中学教育集团·期中)紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后,在显微镜下观察到的正确图示应为( )
A. B.
C. D.
7.(25-26高一上·北大附中·期中)“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,在清水和0.3g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是( )
A.图1,水分子通过渗透作用进出细胞
B.图1,细胞壁限制过多的水进入细胞
C.图2,细胞失去的水分子是自由水
D.与图1相比,图2中细胞液浓度小
8.(25-26高一上·北京理工大学附属中学·期中)撕取紫色洋葱鳞片叶表皮制作临时装片,显微镜下观察到甲图,将其置于0.3g/L蔗糖溶液中,一段时间后观察到乙图。下列相关叙述不正确的是( )
A.该实验过程不需要染色 B.图乙细胞出现了质壁分离
C.c处细胞液浓度高于a处 D.b处的液体是清水
9.(25-26高一上·北京延庆·期中)观察植物细胞的质壁分离及复原实验,用紫色洋葱做实验材料效果好,这是因为( )
A.只有紫色洋葱细胞才能发生质壁分离
B.细胞内的液泡大,便于观察
C.细胞液呈紫色,便于观察
D.细胞膜呈紫色,便于观察
10.(25-26高一上·北京第九中学·期中)紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在0.3g/mL的蔗糖溶液中发生质壁分离。下图为光学显微镜下观察到的局部图像,其中①~④标注错误的是( )
A.① B.② C.③ D.④
11.(25-26高一上·北京第九中学·期中)某同学用紫色洋葱的外表皮作为实验材料进行质壁分离及复原实验。下列叙述正确的是( )
A.质壁分离复原过程中液泡颜色逐渐加深
B.在质壁分离过程中细胞的失水速度逐渐增大
C.不需要染色就可观察细胞质壁分离及复原现象
D.处于渗透平衡状态时水分不再进出细胞
12.(25-26高一上·北京第九中学·期中)将人体红细胞分别放在蒸馏水、生理盐水、浓盐水、10%医用葡萄糖溶液中,一段时间后,红细胞的形态变化是( )
A.蒸馏水中的红细胞无变化 B.生理盐水中的红细胞无变化
C.浓盐水中的红细胞涨破 D.10%医用葡萄糖溶液中的红细胞无变化
13.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)撕取新鲜的紫色洋葱鳞片叶外表皮,置于质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中,显微镜下观察结果如下图。下列相关叙述,不正确的是( )
A.图②中细胞发生了质壁分离现象
B.将溶液换为清水后,可发生②到①的变化
C.图②中细胞壁与原生质层之间的液体是蔗糖溶液
D.图中从①到②的变化是水分单向流出细胞造成的
14.(25-26高一上·北京汇文中学教育集团·期中)某同学利用黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后,继续进行“质壁分离”实验(如下图)。下列叙述正确的是( )
A.观察叶绿体和细胞质流动时,需对细胞进行染色
B.与图甲细胞相比,图乙细胞失水使整个细胞体积显著变小
C.将图乙细胞置于清水中,能复原则表明细胞未失活
D.图乙细胞中③与④的分离,与③控制物质进出的能力无关
15.(25-26高一上·北京十五中·期中)撕取新鲜的紫色洋葱鳞片叶外表皮,置于浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中,显微镜下观察到从图甲到乙的过程。下列叙述不正确的是( )
A.乙中细胞发生了质壁分离现象
B.将溶液换为清水后,可发生乙到甲的变化
C.乙中细胞壁与原生质层之间充满蔗糖溶液
D.甲到乙的过程中水分子只能单向流出细胞
16.(25-26高一上·北京八十中学·期中)某校生物兴趣小组将A植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中,培养相同时间后检测其实验前重量与实验后重量之比,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.在乙浓度的条件下,A植物成熟叶片细胞的液泡体积变大
B.丁浓度条件下,A植物成熟叶片细胞处于质壁分离状态
C.A植物成熟叶片的细胞液的浓度与甲溶液的浓度相当
D.五种蔗糖溶液浓度最大的是丙,最小的是乙
17.(25-26高一上·北京延庆·期中)某同学用紫色洋葱的外表皮作为实验材料进行质壁分离及复原实验。下列叙述正确的是( )
A.质壁分离复原过程中液泡颜色逐渐加深
B.在质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减小
C.不需要染色就可观察细胞质壁分离及复原现象
D.处于渗透平衡状态时水分不再进出细胞
18.(25-26高一上·北京丰台·期中)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( )
A.自由扩散和协助扩散 B.主动运输和胞吞
C.自由扩散和主动运输 D.协助扩散和主动运输
19.(25-26高一上·北京第九中学·期中)用物质的量浓度为2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体(不包括细胞壁的植物细胞)体积变化情况如下图所示。正确的是( )
A.该细胞可能是某种植物根尖分生区细胞
B.曲线AB段表明细胞液浓度正在逐渐减小
C.曲线BD段细胞壁和原生质层之间充满了细胞液
D.实验结果表明细胞在两种溶液中均可发生质壁分离
20.(25-26高一上·北京第五十七中学·期中)将若干相同细胞液浓度的月季花瓣细胞放在不同浓度的蔗糖溶液中进行实验,在保持细胞存活的条下,相同时间后,测得不同浓度蔗糖溶液中各组细胞内含水量的情况如图,其中N点代表实验前细胞内含水量。下列有关叙述正确的是( )
A.在浓度为a的蔗糖溶液中细胞吸水能力逐渐减弱
B.在浓度为c的蔗糖溶液中没有水分子进出细胞
C.在浓度为d的蔗糖溶液中细胞发生渗透吸水
D.在浓度为f的蔗糖溶液中细胞液的渗透压升高
21.(25-26高一上·北京第五十七中学·期中)将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放入一定浓度的KNO3溶液中,发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是( )
A.在0.5h时,水分子在细胞原生质层两侧只发生单向运动
B.0〜4h内,KNO3没有通过细胞膜进入细胞
C.0〜1h内,细胞体积与原生质体体积的变化量相等
D.0时刻时,KNO3溶液的浓度大于洋葱细胞液的浓度
22.(25-26高一上·北京多校联考·期中)将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中,不久菜叶会变得硬挺,将硬挺的萝卜条浸泡在盐水中,不久萝卜条会变得萎蔫,就此现象的成因兴趣小组的同学进行了探究,请回答下列问题。
(1)构成菜叶、萝卜条等植物器官的结构与功能的基本单位是________。
(2)兴趣小组将若干相同的萝卜条放在不同浓度的蔗糖溶液中,在保持细胞存活的条件下,处理相同实验时间后,测得各组萝卜条细胞内的含水量情况如图1。其中 N点代表实验前萝卜条细胞内含水量。
①该实验结果中萝卜条细胞内含水量未发生变化的组别是______。
②该实验中,蔗糖溶液浓度最高的组别是________,若沿横坐标方向持续改变蔗糖溶液浓度,细胞内含水量________(“会”或“不会’)持续上升。
(3)根据以上实验结果兴趣小组进一步提出问题:水分在什么情况下进入细胞?兴趣小组用紫色洋葱、蔗糖溶液、清水等实验材料进一步探究。
兴趣小组使用_______(观察工具)看到了图2的甲图。实验操作时,为了使细胞甲变为乙,需在盖玻片的一侧滴入______,在盖玻片的另一侧用吸水纸引流。
(4)兴趣小组的同学用一定浓度的乙二醇溶液和蔗糖溶液分别处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,观察细胞质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如图3所示。
与使用蔗糖溶液时不同,使用乙二醇时洋葱鳞片叶外表皮细胞先发生质壁分离,紧接着又发生了质壁复原。推测其原因是_______。
(5)综合分析以上兴趣小组的探究结果,请概括出实验探究的结论:_______。
23.(25-26高一上·北京交大附中·期中)某同学向浓度为30%的蔗糖溶液中加入适量的红墨水(含红色染料),用洋葱鳞片内表皮作实验材料做质壁分离实验,在显微镜下观察到甲、乙两个图像。请回答:
(1)用含有红墨水的浓度为30%的蔗糖溶液处理该植物细胞,可观察到的现象称为______,导致该现象发生的内因是______。
(2)依据实验结果判断,红色染料分子______(填“能”或“不能”)通过原生质层,而使图乙中______(填写图乙中字母)区域为红色。在实验最后一步,在盖玻片的一侧滴加清水,用吸水纸从另一侧吸取,重复几次后,可观察到细胞内红色区域的面积______。
(3)研究人员用不同的试剂分别处理植物细胞,对植物细胞从初始状态到现象稳定时所消耗的时间。结果如下表:
实验处理
蛋白质种类
从初始状态到稳定时消耗的时长
A
B
C
D
E
F
试剂甲处理后
+
+
+
-
-
+
较长
试剂乙处理后
-
-
+
+
+
+
较短
由表中结果推测,蛋白质______可能是水通道蛋白。
(4)小液流法测定植物叶片细胞的细胞液浓度
实验原理:当把植物细胞放在溶液中时,两者便会发生水分交换。如果植物细胞的浓度高于溶液的浓度细胞吸水,使溶液浓度增大,比重也增大。若把此浸过细胞的溶液慢慢滴回同一浓度而未浸过细胞的溶液中。浸过细胞的溶液因比重大而往下沉。
实验结果:
乙组试管编号
1
2
3
4
5
6
加入的蔗糖溶液浓度/mol·L-1
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
蓝色小滴升降情况
↓
↓
↓
↑
↑
↑
乙组试管4、5、6中蓝色小滴均上升,原因是______。取出甲组6支试管中的黑藻叶片进行显微观察,可发现试管______中的黑藻叶片细胞内叶绿体分布最密集。根据实验结果可估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于______之间。
24.(25-26高一上·北京第五十七中学·期中)某同学向浓度为30%的蔗糖溶液中加入适量的红墨水(含红色染料),用洋葱鳞片内表皮作实验材料做质壁分离实验,在显微镜下观察到甲、乙两个图像。请回答:
(1)用含有红墨水的浓度为30%的蔗糖溶液处理该植物细胞,可观察到的现象称为______,导致该现象发生的内因是______。
(2)依据实验结果判断,红色染料分子______(填“能”或“不能”)通过原生质层,而使图乙中______(填写图乙中字母)区域为红色。在实验最后一步,在盖玻片的一侧滴加清水,用吸水纸从另一侧吸取,重复几次后,可观察到细胞内红色区域的面积______。
(3)小液流法测定植物叶片细胞的细胞液浓度
实验原理:当把植物细胞放在溶液中时,两者便会发生水分交换。如果植物细胞的浓度高于溶液的浓度细胞吸水,使溶液浓度增大,比重也增大。若把此浸过细胞的溶液慢慢滴回同一浓度而未浸过细胞的溶液中。浸过细胞的溶液因比重大而往下沉。
实验结果:
乙组试管编号
1
2
3
4
5
6
加入的蔗糖溶液浓度/mol·L-1
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
蓝色小滴升降情况
↓
↓
↓
↑
↑
↑
乙组试管4、5、6中蓝色小滴均上升,原因是______。取出甲组6支试管中的黑藻叶片进行显微观察,可发现试管______中的黑藻叶片细胞内叶绿体分布最密集。根据实验结果可估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于______之间。
25.(25-26高一上·北京八十中学·期中)下图1为研究渗透作用的实验装置示意图,其中a为清水、b为蔗糖溶液、c为半透膜(蔗糖分子不能通过)。图2表示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞处在某浓度的外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性),图3是选用蔗糖作为实验材料,用U形管所做的渗透实验。请分析并回答下列问题。
(1)图1中的渗透作用发生需要两个条件:①具有半透膜,②_____。当液面上升到最大高度时,漏斗内液体浓度_____(填“大于”“等于”或“小于”)烧杯内液体浓度。
(2)在做观察植物细胞的质壁分离和复原的实验过程中,常选用图2所示的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料,原因是_____。如果选用洋葱鳞片叶内表皮细胞做此实验,_____(填“能”或“不能”)发生质壁分离。如果图2中植物细胞正处于质壁分离的复原过程中,则此时B处溶液浓度应该_____A处溶液浓度(填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)图3实验结果说明蔗糖分子不能通过半透膜。某同学想继续探究蔗糖水解产物能否通过半透膜,他向b管中滴加了两滴一定浓度的蔗糖酶(蔗糖酶能将蔗糖水解成两分子单糖,蔗糖酶通不过半透膜),并在适宜温度下水浴保温一段时间,观察实验现象并预测实验结果:
①若一段时间后,发现a、b两管的液面高度差继续增大,直至最后稳定不变。请分析造成此现象的原因有:_____。
②若一段时间后,发现b管液面先上升后下降,直至b管液面仅略高于a管后不再变化。此现象说明蔗糖被蔗糖酶水解,其产物能通过半透膜,为使两侧液面等高,应进行的操作是_____。
考点3 被动运输
1.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)下列物质中,出入细胞既不需要转运蛋白也不消耗能量的是( )
A.O2 B.Na+ C.葡萄糖 D.氨基酸
2.(25-26高一上·北京八十中学·期中)下列关于物质运输的分析不正确的是( )
A.脂溶性的有机小分子可以以自由扩散方式通过细胞膜
B.转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白
C.细胞膜和玻璃纸都有半透性,其机理相同
D.细胞膜的选择透过性,说明生命活动有自主性
3.(25-26高一上·北京八十中学·期中)水分子以简单渗透方式通过细胞膜,但扩散速度非常缓慢。科学研究证明,水分子跨越细胞膜的快速运输是通过细胞膜上的一种水通道蛋白实现的。下列说法错误的是( )
A.水分子可以以协助扩散的方式进入细胞
B.水通道蛋白与水结合后,其空间结构发生改变
C.肾小管的重吸收作用与水通道蛋白的结构和功能直接相关
D.水通道蛋白允许水分子通过,但其他分子或离子不能通过
4.(25-26高一上·北京八十中学·期中)某同学复习了“细胞的物质输入和输出”后,他在整理知识时做出了如下归纳总结,其中错误的是( )
A.同一物质出入同一细胞的方式可能不同
B.同一物质出入不同细胞的方式可能不同
C.离子都是通过主动运输进出细胞的
D.大分子物质一般以胞吞、胞吐方式出入细胞
5.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)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( )
A.自由扩散和协助扩散
B.主动运输和胞吞
C.自由扩散和主动运输
D.协助扩散和主动运输
6.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)下图表示借助转运蛋白进行的两种跨膜运输方式,其中通道蛋白介导的物质运输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在物质转运时作用机制相同
C.甲、乙两种方式中只有甲属于被动运输
D.载体蛋白转运时会发生构象改变导致运输速率较慢
7.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)细胞在吸收某种物质时,遵循下图两种曲线,分析正确的是( )
A.这种物质的运输方式为主动运输
B.该运输方式的最大运输速度受载体数量限制
C.增加氧气含量,能使A点右移
D.该物质可能是甘油分子
8.(25-26高一上·北京十五中·期中)胰岛素与细胞膜上的受体结合后,通过一系列信号转导,使血糖降低(如图)。下列相关叙述不正确的是( )
A.胰岛素通过与受体结合将信息传递给靶细胞
B.囊泡与细胞膜融合依赖于生物膜的流动性
C.葡萄糖通过GLUT4进入细胞属于主动运输
D.胰岛素促进糖原合成和葡萄糖氧化分解
9.(25-26高一上·北大附中·期中)比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性,结果如下图。据此不能得出的结论是
A.生物膜上存在协助H2O通过的物质
B.生物膜对K+、Na+、Cl-的通透性具有选择性
C.离子以易化(协助)扩散方式通过人工膜
D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率
10.(25-26高一上·北京理工大学附属中学·期中)下列关于膜蛋白和物质跨膜运输的叙述,错误的是( )
A.膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的
B.膜蛋白不参与物质跨膜运输的被动运输过程
C.主动运输可以使被运输离子在细胞内外浓度差增大
D.物质通过脂质双分子层的扩散速率与其脂溶性有关
11.(25-26高一上·北京第九中学·期中)科学家从蚕豆保卫细胞中发现了K+通道蛋白。1998年,美国科学家麦金农解析了K+通道蛋白的结构及开关过程(示意图如下)。下列叙述错误的是( )
A.K+通道蛋白的功能与组成其的氨基酸序列有关
B.K+借助通道蛋白进行跨膜运输的方式是主动运输
C.K+通道开启或关闭过程会发生自身构象的改变
D.K+通道蛋白只能运输K+,体现了通道蛋白具有特异性
12.(25-26高一上·北京第九中学·期中)硒是人和动物必需的微量元素,在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐(SeO)等形式存在,某些微生物能将 SeO还原为低毒性的单质硒。
(1)由于细胞膜具有___________的功能,SeO无法自由通过,需要借助膜上的___________进出细胞。
(2)科研人员选用细菌 H 作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究,实验设计及结果见下表。比较Ⅲ组和Ⅰ组,推测 SeO主要以___________方式进入细菌 H 。Ⅰ和Ⅳ组结果表明___________。
组号
处理条件
SeO的吸收速率(mmol/10°个细胞)
I
将细菌H放入液体培养基(对照)
5
Ⅱ
将部分Ⅰ组细菌H放入含 AgNO3(水通道蛋白抑制剂)的液体培养基中
1
Ⅲ
将部分Ⅰ组细菌H放入含2,4-DNP(细胞呼吸抑制剂)的液体培养基中
4
Ⅳ
将部分Ⅰ组细菌H放入含亚硫酸盐(SO)的液体培养基中
<0.5
(3)为验证水通道蛋白·A在细菌 H 吸收 SeO过程中的功能,科学家对 A 基因进行改造,得到如图所示结果,推测 A 蛋白在细菌 H 吸收 SeO中起着关键作用。作出此推测的依据是:___________。
13.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)图1为物质通过细胞膜的转运方式示意图。在不提供能量的实验条件下,科学家比较了生物膜和人工膜(仅由磷脂构成)对多种物质的通透性,结果如图2所示。请回答问题:
(1)图1中结构甲是______。除载体蛋白外,转运方式③的另一条件是需要【丙】______。
(2)据图2可知生物膜和人工膜对______(填图2中物质名称)的通透性相同,这些物质跨膜转运方式为______。
(3)图2中,K+、Na+、Cl-通过生物膜需要______协助,说明生物膜具有______的功能特点。
(4)据图2分析,H2O通过生物膜的转运方式包括图1中的______(填序号)。
14.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)白头翁是临床常用中药,具有抗菌、抗炎等药理作用。白头翁皂苷(B4)是从其根茎中分离出来的活性物质。探究B4的跨膜转运机制有助于理解B4的作用机理。
(1)细胞膜是控制物质进出细胞的门户,这体现了细胞膜的功能特点是具有______性。研究者以人胚肾细胞为研究对象,用不同浓度B4处理细胞1小时,测定胞内B4含量(以每mg胞内蛋白中B4的量为标定)的变化,结果如图1.
结果表明,B4进入细胞的转运方式以被动运输为主,理由是______。
(2)用浓度为30μg·mL-1的B4处理细胞不同时间,记录胞内B4含量,结果如图2.而无细胞的含B4的培养液中B4含量不随时间增加而明显变化。对图2中B4含量在1小时达到峰值后下降的原因,提出三种假设,其中不合理的是______。
假设1:B4被细胞排出
假设2:B4不稳定,易发生自身降解
假设3:B4被细胞代谢为其他物质
(3)细胞膜上存在药物转运蛋白OC、OA和P,其中OC、OA为摄入型转运蛋白,P为外排型转运蛋白。为探究胞内B4含量下降的原因,研究者继续进行实验。
①分别用OC抑制剂、OA抑制剂和P抑制剂处理人胚肾细胞,检测B4处理后的人胚肾细胞内B4含量的变化,发现仅使用OC抑制剂处理组与对照组有显著差异,且胞内B4含量显著低于对照组。综合以上结果,请在下图中选择转运B4的蛋白,用箭头在其上标明转运方向____。
②为了进一步确定胞内B4含量下降并非由于细胞对其外排所引起,还应补充的实验是______(思路)。
15.(25-26高一上·北京汇文中学教育集团·期中)细胞生命活动离不开水,科研人员针对水分子的跨膜运输进行系列研究。
(1)水分子可以通过______方式透过细胞膜的磷脂双分子层,也可以通过______方式进出细胞,前者运输速率慢,后者快。
(2)蛋白A是存在于多种动物细胞膜表面的蛋白质,对蛋白A的功能进行探究。
①研究者选取细胞膜上缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验,处理及结果如下。
组别
实验处理
处理后将细胞置于蒸馏水中观察
0.5 min
1.5 min
2.5 min
3.5 min
实验组
向蛙卵母细胞注入蛋白A的mRNA
对照组
向蛙卵母细胞注入微量水
注:卵母细胞接受蛋白A的mRNA后可以合成蛋白A,并将其整合到细胞膜上
由实验结果可以得出的结论是______。此实验结果不能确定蛋白A是水通道蛋白。
②研究者继而利用双层磷脂分子围成的球形脂质体(不含蛋白质)进行实验,为“蛋白A是水通道蛋白”的结论提供了更有力的证据,其中实验组的相应处理及结果应为______。(选填下列字母)
a.将蛋白A整合到脂质体上 b.普通的脂质体
c.将相应脂质体放入蒸馏水中 d.将相应脂质体放入高浓度NaCl溶液中
e.脂质体涨破时间比对照组短 f.脂质体涨破时间比对照组长
(3)花的开放对于成功授粉至关重要,部分植物的花能够反复开合,主要是相关细胞膨压变化引起,细胞膨压即植物细胞吸水膨胀后对细胞壁产生的压力。龙胆花低温下发生闭合,而在转移至正常生长温度且有光照的条件下会重新开放,水通道蛋白在该过程中发挥了重要作用,其相关机理如图所示。由图可知,蛋白激酶GsCPK16使细胞膜上的水通道蛋白磷酸化会引起水通道蛋白的______改变而增强其运输能力,囊泡去磷酸化后_____,从而利于水的跨膜运输。据图分析并概括,龙胆花冠近轴表皮细胞在环境变化时如何调整水通道蛋白实现调控花的重新开放的机制。
16.(25-26高一上·北京交大附中·期中)下图为肝细胞膜运输葡萄糖分子的示意图。请回答问题:
(1)葡萄糖进入肝细胞的运输方式是____________,当血糖浓度升高时,葡萄糖进入肝细胞合成___________,以降低血糖浓度;葡萄糖进入小肠上皮细胞的运输方式是__________。
(2)载体的两种状态是蛋白质的_____________发生改变的结果。
(3)该载体不能运送氨基酸分子进入肝细胞,体现了载体具有__________性。
17.(25-26高一上·北京理工大学附属中学·期中)下图为肝细胞膜运输葡萄糖分子的示意图。请回答问题:
(1)葡萄糖进入肝细胞的运输方式是__________,当血糖浓度升高时,葡萄糖进入肝细胞合成__________储存从而降低血糖浓度。调控这一过程的激素是________。
(2)载体的两种状态是蛋白质的__________发生改变的结果。
(3)该载体不能运送氨基酸分子进入肝细胞,体现了载体具有__________性。
18.(25-26高一上·北京延庆·期中)硒是人和动物必需的微量元素,在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐()等形式存在,某些微生物能将还原为低毒性的单质硒。请回答下列问题。
(1)由于细胞膜在功能上具有________性,无法自由通过,需要借助膜上的________进出细胞。
(2)科研人员选用细菌H作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究,实验设计及结果见下表。
组号
处理条件
的吸收速率
(nmol/109个细胞)
Ⅰ
将细菌H放入液体培养基(对照)
5
Ⅱ
将部分I组细菌放入含AgNO3(水通道蛋白抑制剂)的液体培养基中
1
Ⅲ
将部分I组细菌放入含2,4-DNP(细胞呼吸抑制剂)的液体培养基中
4
Ⅳ
将部分I组细菌放入含(亚硫酸盐)的液体培养基中
<0.5
比较Ⅲ组和Ⅰ组,推测主要以________方式进入细菌H。Ⅰ组和Ⅳ组实验结果表明________。
(3)为验证水通道蛋白A在细菌H吸收过程中的功能,科学家对A基因进行改造,得到下图所示结果,推测A蛋白在细菌H吸收中起着关键作用。作出此推测的依据是________。
(4)综合上述实验结果,你认为选用细菌H作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究可能有哪些应用价值。___________(答出一点即可)
考点4 主动运输
1.(25-26高一上·北京理工大学附属中学·期中)人体中, K+很容易穿过细胞膜,但许多细胞内部的 K+比这些细胞外部的 K+浓度要高,如人的红细胞中 K+的浓度比血浆中 K+的浓度高 30 倍。这种物质进入细胞的方式属于( )。
A.自由扩散 B.协助扩散 C.被动运输 D.主动运输
2.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)需要转运蛋白协助通过膜的一组物质是( )
A.O2、CO2 B.CO2、K+ C.Na+、氨基酸 D.胆固醇、乙醇
3.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)甲(○)、乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如下图(颗粒的多少表示浓度的高低),在进行跨膜运输时,下列说法正确的是( )
A.乙进入细胞一定有载体蛋白的参与
B.乙运出细胞一定有载体蛋白的参与
C.甲进入细胞一定需要能量
D.甲运出细胞一定不需要能量
4.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)下图是一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述,错误的是( )
A.载体①能够逆浓度运输溶质分子
B.载体②具有ATP水解酶的活性
C.载体①和②转运溶质分子方式不同
D.载体②转动溶质分子不消耗ATP
5.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)如图为动物细胞内某些物质运输方式模式图,下列说法正确的是( )
A.方式1所示转运不具有特异性
B.溶酶体内pH高于细胞质基质
C.方式3转运溶质属于主动运输
D.三种运输方式体现膜的流动性
6.(25-26高一上·北京第九中学·期中)长期滥用抗生素会导致细菌产生耐药性,研究表明大肠杆菌通过外排系统不断地排出持续涌入的抗生素分子,如图所示。下列分析中不正确的是( )
A.大肠杆菌属于原核生物,无成形细胞核
B.大肠杆菌外排大环内酯属于主动运输
C.大肠杆菌外排四环素属于协助扩散
D.同时添加转运蛋白抑制剂有助于降低细菌的耐药性
7.(25-26高一上·北京八十中学·期中)ABC转运蛋白是一种以ATP为驱动能源的跨膜运输蛋白。能将多种药物泵出细胞,成为癌细胞对药物产生耐药性的重要原因。下图为ABC转运蛋白的工作机制。下列叙述错误的是( )
A.ABC转运蛋白跨膜区富含亲水基团,利于其嵌入磷脂双分子层
B.ABC转运蛋白通过结合和水解ATP完成药物的主动运输
C.ATP的结合位点位于细胞质膜内侧,转运物质时ABC转运蛋白构象改变
D.抑制ABC转运蛋白的表达在一定程度上可提高癌细胞对药物的敏感性
8.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)海滨滩涂、内陆盐碱地等区域,高浓度的盐使土壤渗透压升高,植物难以吸收水分;高盐环境还使细胞质中Na+积累,影响植物的正常生长。海水稻是耐盐碱水稻的俗称,可以在盐碱地种植生产,且具有吸收盐分改良土壤的作用。下图是海水稻根细胞耐盐碱性的相关的生理过程示意图。
(1)据图分析,海水稻根细胞吸收水的方式是______。
(2)据图分析海水稻对土壤盐碱化有一定耐受性的原因是______。(选填下列字母)
A.海水稻可以将Na+排出细胞
B.细胞外的Na+进入细胞
C.海水稻可以将Na+运入液泡
D.细胞外的H2O可以进入细胞
(3)研究人员对海水稻的抗盐机理及其对植物生长的影响进行了进一步研究,分别测得不同浓度NaCl培养液条件下,水稻根尖细胞所含内容物的相关数据,结果如图所示。
若以NaCl溶液浓度150mmol/L为界分为低盐和高盐胁迫,据图可知,随着NaCl溶液浓度的升高,该海水稻根尖细胞适应低盐和高盐胁迫的调节机制不同:前者主要是________,后者主要是______。
(4)与普通水稻相比,海水稻能在盐碱地生长良好,原因可能是海水稻根细胞的细胞液浓度比普通水稻高。现有配制好的一定浓度的蔗糖溶液,若要验证该结论,可设计如下实验进行验证(简单写出实验思路即可)。实验思路:________;实验结果:_________。
9.(25-26高一上·北大附中·期中)胡杨是我国抗盐碱的重要林木树种。胡杨的根细胞通过调节相关物质的运输来抵抗盐胁迫,相关离子转运过程如图所示。回答下列问题:
(1)植物根毛细胞从土壤溶液中吸收水分依赖于根毛的细胞液浓度_______(选填“大于”或“等于”或“小于”)土壤溶液浓度。此外,根毛细胞还能根据自身生理需求从土壤溶液吸收特定的无机盐离子,这体现了细胞膜的_______性。
(2)由图可知,H+通过H+-ATP酶不仅能从细胞质基质运入液泡,还能从细胞质基质运出细胞外,由此推测,细胞膜外、细胞质基质以及液泡中,这三处溶液的H+浓度最小的是_______。
(3)盐胁迫下Na+快速进入根细胞,使细胞质基质内积累大量Na+,而Na+会抑制绝大多数酶的活性。由图可知,Na+会以_______的方式进入液泡或排出细胞,从而避免细胞质基质内Na+的大量积累,以维持细胞正常的生理功能。
(4)水分子进入胡杨根细胞存在两种跨膜运输机制:一种是通过磷脂双分子层的自由扩散,另一种是通过水通道蛋白的协助扩散。某同学设计以下实验进行验证。
实验步骤:
a.将生理状态相同的胡杨根细胞去除细胞壁获得原生质体,均分为甲、乙两组。
b.甲组不作处理,乙组用_______处理。
c.将甲、乙两组细胞制成装片,在盖玻片一侧滴清水,另一侧用吸水纸吸引,一段时间后,在显微镜下观察并记录破裂的原生质体数目。
若实验观察到_______,则说明水分子进入胡杨根细胞存在自由扩散和水通道蛋白介导的协助扩散两种跨膜运输方式。
10.(25-26高一上·北京八十中学·期中)研究发现,当水稻处于高盐环境中时,Na+会通过Na+通道大量进入根部细胞,同时抑制K+进入细胞,导致细胞内的Na+和K+比例异常,从而影响细胞的代谢活动。我国科研团队培育出耐盐碱的新型海水稻品种,该品种海水稻可通过细胞膜和液泡膜上的Ca2+通道调节细胞质中的Ca2+浓度。已知Ca2+浓度改变可通过影响HKT1和AKT1的活性(HKT1和AKT1分别属于一种Na+通道蛋白与K+通道蛋白),进而使细胞内的Na+和K+比例恢复正常,以提高植物的耐盐碱能力。海水稻耐盐有关的部分生理过程如图所示,ATP属于细胞内的能量物质,它分解成ADP的过程中会释放能量,图中箭头表示物质运输方向,回答下列问题:
(1)图中细胞膜和液泡膜上的Ca2+通道运输Ca2+的方式属于_____,根据资料分析,细胞质基质中的Ca2+浓度升高会_____,(填写下列选项)使细胞内的蛋白质合成恢复正常。
A.激活HKT1的活性,激活AKT1的活性B.激活HKT1的活性,抑制AKT1的活性
C.抑制HKT1的活性,激活AKT1的活性D.抑制HKT1的活性,抑制AKT1的活性
(2)液泡膜上的NHX运输Na+的方式为主动运输的一种,液泡内H+浓度下降会_____(填“提高”或“降低”)NHX运输Na+的速度,理由是_____。盐碱环境中植物根毛细胞的液泡中会富集大量Na+,请你推测其意义是_____。
(3)根据以上分析,为提高新型海水稻耐盐能力,施肥时应注意搭配一定量的_____。
11.(25-26高一上·北京延庆·期中)高盐环境下粮食作物会大量减产。为研究植物的耐盐机理,科研人员将耐盐植物滨藜和不耐盐植物柑橘分别置于不同浓度NaCl溶液中培养,一段时间后测定并计算生长率,结果如图1.请回答问题:
(1)据图1分析,与植物A相比,植物B耐盐范围_____,可推知植物B是滨藜。
(2)植物处于高盐环境中,细胞外高浓度的Na+ 通过图 2 中的通道蛋白以_____的方式进入细胞,导致细胞质中Na+ 浓度升高。
(3)随着外界NaCl浓度的升高,植物A逐渐出现萎蔫现象,这是由于外界NaCl浓度_____细胞液浓度,细胞失水。细胞中Na+和Cl-的浓度进一步升高,蛋白质逐渐变性,酶活性降低,细胞代谢_____,因此在高盐环境中植物 A 生长率低。
(4)据图2分析,植物B处于高盐环境中,细胞内Ca2+ 浓度升高,促使Na+ 进入_____;同时激活_____,将Na+ 排出细胞,从而使细胞质中Na+ 的浓度恢复正常水平,缓解蛋白质变性。
12.(25-26高一上·北京丰台·期中)盐碱地在我国的分布范围广、面积大,种植耐盐碱的“海水稻”不仅能够提高粮食产量,还能改善盐碱地的土壤肥力。
(1)一般而言,植物通过主动运输吸收土壤中的无机盐,需要消耗________,并依赖膜上的________蛋白。
(2)海水稻的部分耐盐机制如图所示,通过细胞膜与液泡膜上的Na+/H+泵,借助共转运H+形成的势能,将Na+逆浓度运往________,降低细胞质中Na+的浓度,减轻盐害。液泡也积累了Na+,提高了________的浓度,从而保证海水稻根细胞具有较强的吸水能力。
(3)推测液泡膜上应另有一种运输H+的转运蛋白,以维持液泡中的H+浓度,请在图中虚线框内标出H+的转运方向。
(4)为探究海水稻根细胞吸收Na+的方式是主动运输还是被动运输,研究者设计如下实验:将海水稻分为等量两组,甲组加入破坏细胞呼吸的试剂,乙组不加入,检测细胞对Na+的吸收速率。若________,则为主动运输。
13.(25-26高一上·北京十五中·期中)为解决盐胁迫对农作物产量的影响,科学家利用模式植物拟南芥开展研究。
(1)根据图1,正常情况下,细胞膜上无活性的载体蛋白S1进入细胞后形成囊泡,最终进入液泡被降解,此过程依赖细胞膜具有的___________的结构特点。盐胁迫条件下,S1可被激活,将Na+转运到细胞外,Na+跨膜动力来自于细胞建立的H+浓度梯度,S1转运Na+的跨膜运输方式是___________。
(2)请根据图1完善盐胁迫条件下细胞的耐盐机制_________(选填字母)。
a.S1内吞后被分选至液泡膜,但不会进入液泡中降解
b.S1将细胞质基质中的Na+富集至液泡内
c.S1将细胞质基质中的Na+排到细胞外
(3)另有研究表明S2会抑制液泡与囊泡的融合,导致液泡碎片化。为探究液泡碎片化对植物耐盐性的影响,研究人员制备液泡碎片化的拟南芥植株进行实验。
①图2结果表明,盐胁迫下碎片化的液泡有助于增强植物的耐盐性,判断依据为___________。
②请从结构与功能的角度分析液泡碎片化的适应性意义:___________。
14.(25-26高一上·北京延庆·期中)学习下列材料,回答(1)~(5)题。
ABC转运蛋白
ABC转运蛋白是分布极广的一类膜蛋白家族。典型的ABC转运蛋白是一种单向底物转运体,可结合ATP并使之水解产生能量以实现对各类底物分子的跨膜转运,包括某些离子、糖类、氨基酸及原核细胞分泌蛋白等。
根据底物分子运输方向,ABC转运蛋白可分为外向转运蛋白和内向转运蛋白,外向转运蛋白存在于所有生物体内,而内向转运蛋白仅存在于细菌和植物中。
如图所示,ABC转运蛋白通常由TMD和NBD组成。TMD作用是构成介导底物穿过细胞膜的机械性通道,NBD与ATP水解相关。在不同的转运阶段,两个NBD的结合状态与开口方向是动态变化的,NBD接收信息后,结合ATP并水解产生能量进而控制TMD空间结构的变化,以完成对底物分子的转运。其中外向转运蛋白的TMD可以直接与在胞内的底物分子结合,启动整个转运过程。而内向转运蛋白则是外周蛋白SBP捕获识别底物,形成底物-外周蛋白复合体后呈递给TMD,进而使处于外周蛋白中的底物分子脱落,并通过TMD结构进入胞内。基于对ABC转运蛋白的晶体结构的解析可知,SBP与TMD、TMD与TMD之间是通过改变构象来完成对底物的摄取、传输和释放。
ABC转运蛋白在细胞中普遍存在,研究其结构与作用机制对于人们进一步认识生命,治疗相关疾病具有重要意义。
(1)由ABC转运蛋白参与的跨膜运输方式属于________,相比于自由扩散,该种运输方式的不同之处________(至少写出两点)。
(2)如图所示,ABC内向转运蛋白运输底物的过程中,底物与外周蛋白SBP结合后,_____→_____→_____→_____,底物最终被送入胞内。
A.NBD与TMD构象发生改变 B.TMD将信号传递到NBD C.NBD激活,启动结合ATP水解 D.底物分子传递到TMD
(3)结合本文信息分析,以下叙述不合理的是________。
A.大肠杆菌通过ABC外向转运蛋白分泌蛋白质
B.植物细胞通过ABC内向转运蛋白吸收MoO42-
C.动物细胞通过ABC内向转运蛋白吸收氨基酸
D.动物细胞通过ABC外向转运蛋白排出Cl-
考点5 胞吞和胞吐
1.(25-26高一上·北京交大附中·期中)新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP,可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质分别被吸收到血液中的方式是( )
A.主动运输、主动运输 B.胞吞、主动运输
C.主动运输、胞吞 D.被动运输、主动运输
2.(25-26高一上·北京八十中学·期中)下列有关胞吞和胞吐说法错误的是( )
A.变形虫可通过胞吞摄取单细胞生物等食物
B.胞吞胞吐过程的进行需要消耗细胞呼吸所释放的能量
C.细胞无法通过胞吞作用摄入小分子物质
D.母乳中存在某种抑制抗体被水解的物质,说明抗体可被新生儿通过胞吞的方式吸收
3.(25-26高一上·北京四中·期中)胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物,通过血液运输到细胞并被摄入,形成的囊泡与溶酶体融合后,释放胆固醇。以下相关推测合理的是( )
A.磷脂尾部具有疏水性,因而尾部位于复合物外表面
B.球形复合物被摄入的过程,需要高尔基体直接参与
C.摄入形成的囊泡与溶酶体融合,依赖于膜的流动性
D.胆固醇是细胞膜结构的重要成分,属于生物大分子
4.(25-26高一上·北京理工大学附属中学·期中)用磷脂双分子层将某种不容易进入细胞的药物裹成小球,通过小球膜与细胞膜的融合将药物送入细胞,从而达到治疗疾病的目的。该药物的化学成分和进入细胞的方式最可能是( )
A.固醇,自由扩散
B.性激素,协助扩散
C.蛋白质,主动运输
D.蛋白质,胞吞
5.(25-26高一上·北京丰台·期中)下列物质在细胞内合成后,不会通过胞吐方式释放到细胞外的是( )
A.抗体 B.胰岛素 C.消化酶 D.血红蛋白
6.(25-26高一上·北京丰台·期中)胞吞和胞吐是细胞重要的物质运输方式。关于二者的叙述错误的是( )
A.都需要消耗能量
B.都依赖于细胞膜的流动性
C.都不需要膜上蛋白质的参与
D.都伴随着膜成分的更新与交换
7.(25-26高一上·北京第九中学·期中)下列有关胞吞、胞吐的叙述,错误的是( )
A.胞吞和胞吐过程要以膜的流动性为基础
B.胞吞和胞吐都要有细胞表面识别和供能才能完成
C.胞吞和胞吐过程中会导致膜成分的更新
D.胞吞和胞吐都是小分子物质跨膜运输的方式
8.(25-26高一上·北大附中·期中)胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物,通过血液运输到细胞并被胞吞,形成的囊泡与溶酶体融合后,释放胆固醇。以下相关推测合理的是( )
A.磷脂分子尾部疏水,因而尾部位于复合物表面
B.球形复合物被胞吞的过程,需要高尔基体直接参与
C.胞吞形成的囊泡与溶酶体融合,依赖于膜的流动性
D.胆固醇通过胞吞进入细胞,因而属于生物大分子
9.(25-26高一上·北京理工大学附属中学·期中)下图表示细胞对大分子物质 “胞吞”和“胞吐”的过程。下列叙述错误的是( )
A.a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生
B.a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
C.b中囊泡与细胞膜的融合可导致膜成分的更新
D.b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的唯一方式
10.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)2021年5月,我国科学家在《细胞》期刊上发表论文,揭示了一种全新的线粒体质量控制机制,该机制与迁移体有关。请回答问题:
(1)如图1所示,迁移体是指由细胞形成的一些弹性纤维顶端生长出的小囊泡,这些囊泡膜的主要组成成分是_______和_______,某些细胞器或大分子物质可通过迁移体膜释放到细胞外,大分子物质排出的方式是_______。
(2)研究人员发现迁移体中存在线粒体利用CCCP(诱导线粒体损伤的物质)处理细胞,对正常和损伤线粒体进行观察(图2),发现损伤线粒体的结构出现了_______等变化。统计同一细胞的细胞主体部分和弹性纤维入口处损伤线粒体占全部线粒体的比率,结果如图3.比较_______两组的结果推测损伤的线粒体可以通过迁移体排出细胞外。研究人员认为由于迁移体的作用,维持了细胞内正常线粒体的比率,作出判断的依据是_______。
试卷第1页,共3页
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专题05 细胞的物质输入和输出
考点1 渗透作用
1.【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】A
5.【答案】C
6.【答案】D
考点2 质壁分离和复原实验及其应用
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】A
4.【答案】A
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】D
8.【答案】D
9.【答案】C
10.【答案】C
11.【答案】C
12.【答案】B
13.【答案】D
14.【答案】C
15.【答案】D
16.【答案】D
17.【答案】C
18.【答案】A
19.【答案】D
20.【答案】C
21.【答案】D
22.【答案】(1)细胞
(2)c a 不会
(3)显微镜 清水
(4)乙二醇可以进入细胞,使细胞液浓度升高,细胞吸水发生质壁复原
(5)当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞吸水;当细胞液浓度小于外界溶液浓度时,细胞失水
23.【答案】(1)质壁分离 原生质层相当于半透膜,且原生质层的伸缩性大于细胞壁
(2)不能 a 减小
(3)D和E
(4)甲组4、5、6试管中黑藻叶片的细胞液 浓度小于蔗糖溶液浓度,细胞失水,导致试管中蔗糖溶液浓度下降,蓝色小滴密度小于乙组相同编号试管内溶液的密度 6 0.15-0.20mol.L-l
24.【答案】(1)质壁分离 原生质层相当于半透膜,且原生质层的伸缩性大于细胞壁
(2)不能 a 减小
(3)甲组4、5、6试管中黑藻叶片的细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度,细胞失水,导致试管中蔗糖溶液浓度下降,蓝色小滴密度小于乙组相同编号试管内溶液的密度 6 0.15-0.20mol.L-1
25.【答案】(1)a和b之间存在浓度差 大于
(2)具有紫色大液泡,便于观察 能 小于
(3)蔗糖被水解,其产物不能通过半透膜 在a管中滴加等量的、与b管等浓度的蔗糖酶溶液
考点3 被动运输
1.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】B
4.【答案】C
5.【答案】A
6.【答案】D
7.【答案】B
8.【答案】C
9.【答案】C
10.【答案】B
11.【答案】B
12.【答案】(1)控制物质进出细胞 转运蛋白
(2)协助扩散 SO32-对SeO32-的跨膜运输具有抑制作用。
(3)菌株2(A基因突变的细菌H)吸收SeO32-的速率远低于菌株1(正常细菌H),而菌株3(转入正常A基因的细菌H突变体)吸收SeO32-的速率恢复,说明A蛋白在细菌H吸收SeO32-中起关键作用
13.【答案】(1)磷脂双分子层 ATP/能量
(2)甘油、CO2、O2 自由扩散
(3)转运蛋白 选择透过性
(4)①②
14.【答案】(1)选择透过 胞内B4含量与B4浓度呈正相关
(2)假设2
(3)将含有B4的细胞放在不含B4的培养液中,一段时间后检测培养液中是否出现B4
15.【答案】(1)自由扩散 协助扩散
(2)卵母细胞膜上整合蛋白A后,对水的通透性明显增加 ace
(3)空间结构 转移到细胞膜
16.【答案】(1)易化扩散(协助扩散) 肝糖原 主动运输
(2)空间结构
(3)专一
17.【答案】(1)协助扩散 肝糖原 胰岛素
(2)空间结构
(3)专一(或特异性)
18.【答案】(1)选择透过 转运蛋白
(2)协助扩散 对的跨膜运输具有抑制作用
(3)A基因突变的细菌H(菌株2)的SeO32-吸收速率显著低于正常的细菌H(菌株1);转入正常A基因的细菌H突变体(菌株3)完全恢复SeO32-吸收能力(高于菌株2,与菌株1接近)
(4)实现高硒环境的硒生物修复 (环境硒污染的处理)/实现硒元素回收利用/提高细菌对硒的吸收和生物转化能力
考点4 主动运输
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】B
4.答案选B。
【点睛】解答本题关键能理清物质运输方式的实例以及判断方法,总结如下:
(1)根据分子大小与对载体、能量的需要进行判断
(2)根据运输方向进行判断
逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。
5.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)如图为动物细胞内某些物质运输方式模式图,下列说法正确的是( )
A.方式1所示转运不具有特异性
B.溶酶体内pH高于细胞质基质
C.方式3转运溶质属于主动运输
D.三种运输方式体现膜的流动性
5.【答案】C
6.【答案】C
7.【答案】A
8.【答案】(1)“被动运输”或“自由扩散和协助扩散”
(2)AC
(3)提高细胞内无机盐的相对浓度 提高细胞内可溶性糖浓度
(4)实验思路:将海水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞置于该浓度的蔗糖溶液;观察对比两种细胞发生质壁分离的时间及程度 实验结果:海水稻根成熟区细胞发生质壁分离的时间较长、程度较小
9.【答案】(1)大于 选择透过
(2)细胞质基质
(3)主动运输
(4)水通道蛋白抑制剂 一定的时间内,两组原生质体均破裂;且甲组原生质体破裂数目(破裂比例)高于乙组
10.【答案】(1)协助扩散 C
(2)降低 液泡膜上的NHX运输Na+的方式为主动运输,该运输过程中运用了H+通过NHX顺浓度梯度运输产生的化学势能,而液泡内外H+浓度差减小,影响了H+通过NHX顺浓度梯度运输过程,产生的化学势能减少 盐碱环境中植物细胞液泡通过富集Na⁺使细胞液浓度升高,这避免了细胞质中Na⁺浓度过高对细胞代谢造成的不利影响,并且还通过调节渗透压促进根细胞吸水
(3)钙肥
11.【答案】(1)更广
(2)协助扩散
(3)大于 减弱
(4)液泡 (细胞膜上的)S蛋白
12.【答案】(1)能量 载体
(2)细胞外和液泡 细胞液
(3)
(4)甲组对Na+的吸收速率明显低于乙组
13.【答案】(1)流动性 主动运输
(2)
(3)高盐浓度下液泡碎片化的植株根长显著高于正常液泡植株,而正常浓度下二者无显著差异 液泡膜表面积增大,增加了S1在膜上的分布,有助于细胞质基质中Na*富集至液 泡(合理即可)
14.【答案】(1)主动运输 逆浓度梯度运输,需要载体蛋白,消耗能量
(2)D B C A
(3)C
考点5 胞吞和胞吐
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】C
4.【答案】D
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】D
8.【答案】C
9.【答案】D
10.【答案】(1) 脂质 蛋白质 胞吐
(2) 嵴的数量减少甚至消失 ①和③/②和④ 组④损伤线粒体的比例大于组③,组①和组②损伤线粒体的比例无明显差异
试卷第1页,共3页
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专题05 细胞的物质输入和输出
5大高频考点
1. 渗透作用
2. 质壁分离和复原实验及其应用
3. 被动运输
4. 主动运输
5. 胞吞和胞吐
考点1 渗透作用
1.(25-26高一上·北京第五十七中学·期中)如图实验装置所示,一段时间后,含液体②的半透膜袋萎缩,而含液体①的半透膜袋坚挺变硬,请推测三种溶液的浓度关系为
A.①>②>③
B.①>③>②
C.③<①<②
D.①<②<③
【答案】B
【解析】1、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。
2、根据题意和图示分析可知:由于“含液体①的半透膜袋坚挺变硬”,说明液体①的浓度高于液体③,液体①吸水;由于“含液体②的半透膜袋萎缩”说明液体③的浓度高于液体②,液体②失水。
【解析】根据分析溶液浓度高就会吸水,溶液浓度低就会失水,所以综合分析,三种溶液的浓度高低的顺序是:①>③>②,故选B。
【点睛】渗透作用必须具备两个条件:一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。细胞间水分流动的方式是渗透作用,动力是浓度差。
2.(25-26高一上·北京交大附中·期中)下列属于渗透作用的是( )
A.水分子通过细胞壁 B.葡萄糖分子通过细胞膜
C.K+通过原生质层 D.水分子通过原生质层
【答案】D
【解析】渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜的扩散;条件是具有半透膜和半透膜两侧具有浓度差。
A、细胞壁具有全透性,不属于半透膜,因此氧分子通过细胞壁不属于渗透作用,A不符合题意;
B、葡萄糖分子不是溶剂分子,所以不属于渗透作用,B不符合题意;
C、K+不是溶剂分子,所以不属于渗透作用,C不符合题意;
D、细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质组成原生质层,而原生质层具有选择透过性,相当于半透膜,另外水分子是溶剂分子,通过原生质层是渗透作用,D符合题意。
故选D。
【点睛】
3.(25-26高一上·北京理工大学附属中学·期中)下列现象中属于渗透作用的是( )
A.蔗糖分子通过细胞壁
B.葡萄糖分子通过细胞膜
C.K+通过神经元的细胞膜
D.水分子通过洋葱细胞膜
【答案】D
【解析】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,ABC错误。
故选D。
4.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)透析袋通常是由半透膜制成的袋状容器。现将3%的淀粉溶液装入透析袋,再放于清水中,实验装置如下图所示。30min后,会发现( )
A.透析袋胀大 B.试管内液体浓度减小
C.透析袋缩小 D.试管内液体浓度增大
【答案】A
【解析】渗透发生的条件是:(1)具有半透膜;(2)半透膜两侧的溶液具有浓度差。水分子渗透的方向是从低浓度一侧向高浓度一侧渗透。
A、透析袋是由半透膜制成的袋状容器,并且在半透膜的两侧有浓度差,所以水分子从低浓度流向高浓度,即水会进入透析袋内,导致袋内水分增多,透析袋胀大,A正确;
B、淀粉是大分子不能穿过半透膜,不会从袋内出来,所以试管内依然是清水,浓度不变,B错误;
C、由于水分子不断进入到透析袋内,而其中的淀粉不能进入到清水中,因此,透析袋会涨大,C错误;
D、由于透析袋内的淀粉分子吸引水分子,其内液体浓度减小,D错误。
故选A。
5.(25-26高一上·北京八十中学·期中)请看下图,甲、乙、丙分别是三种哺乳动物的红细胞,研究人员将它们分别置于同一浓度的某水溶液中,并绘制出水分子的跨膜运输示意图,箭头方向表示水分子进出的方向,箭头粗细表示单位时间内水分子进出的多少。下列叙述正确的是( )
A.在该溶液中能够发生质壁分离现象的是细胞甲
B.在高倍显微镜下,可观察到进出乙细胞的水分子数相等
C.若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水中,最终均会涨破
D.甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用,且速度相同
【答案】C
【解析】题图分析,甲图中出细胞水分子多于进细胞的水分子,细胞失水皱缩,甲细胞内浓度低于外界溶液浓度;乙图中进出细胞的分子数相同,细胞维持原来的形态,乙细胞内浓度等于外界溶液浓度;丙图中进细胞的水分子多于出细胞的水分子,细胞吸水膨胀,丙细胞内浓度高于外界溶液浓度。
A、只有成熟植物的细胞才会发生质壁分离,红细胞无细胞壁,甲、乙、丙都不能发生质壁分离,A错误;
B、乙细胞的水分子数相等,但光学显微镜观察不到水分子进出细胞的过程,B错误;
C、若将甲、乙、丙细胞分别置于蒸馏水低渗溶液中,红细胞会过度吸水而涨破,C正确;
D、图中甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能发生渗透作用,由于箭头的粗细不同,速度不同,D错误。
故选C。
6.(25-26高一上·北京八十中学·期中)图1是显微镜下观察到的某一时刻的细胞图像。图2表示一种渗透作用装置。图3是另一种渗透装置,一段时间后液面上升的高度为h。这两个装置所用的半透膜都不能让蔗糖分子通过,但可以让葡萄糖分子和水分子通过。下列叙述错误的是( )
A.图3中,如果A、a均为蔗糖溶液,则开始时浓度大小关系为Ma>MA,达到平衡后Ma>MA
B.图2中,若A为0.3g/mL葡萄糖溶液,B为清水,则平衡后A 侧液面与B侧液面一样高
C.图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,那么随着时间的推移,h将会越来越小
D.若图1是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片,则此时细胞液浓度一定大于外界溶液浓度
【答案】D
【解析】题图分析:图1中为细胞处于质壁分离状态,但下一刻怎么变化无法确定;图2和3中半透膜可以让水分子自由通过,而蔗糖分子不能透过。
A、图3中开始时漏斗内液面上升,可推测Ma>MA,但由于漏斗内液柱压力的作用,当液面不再上升时,由于浓度差和液柱压力的作用相等,水分进出平衡,因此Ma>MA,A正确;
B、图2中,若A为0.3g/mL葡萄糖溶液,B为清水,由于葡萄糖分子能透过半透膜,则液面会出现左侧先升高,然后右侧液面升高,最后两侧液面相平,B正确;
C、图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,则半透膜两侧的浓度差会逐渐减少,随着时间的推移,h将会越来越小,C正确;
D、若图1是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片,由于不知道该细胞是正在继续发生质壁分离还是复原,还是达到了动态平衡,因此不能确定此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系,细胞液浓度大于、小于或等于外界溶液浓度都有可能,D错误。
故选D。
考点2 质壁分离和复原实验及其应用
1.(25-26高一上·北京第五十七中学·期中)下列通过观察“质壁分离和复原”现象不能验证的是( )
A.成熟植物细胞的生理活性 B.原生质层的伸缩性大于细胞壁的
C.成熟植物细胞相当于一个渗透系统 D.植物细胞的细胞壁主要由纤维素构成
【答案】D
【解析】发生质壁分离和复原的内因:1.成熟的植物细胞(有细胞壁和成熟的大液泡);2.活细胞。
A、活的成熟的植物细胞才会发生质壁分离和复原,所以质壁分离和复原可验证成熟植物细胞的生理活性,A错误;
B、当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时,植物细胞失水,原生质层收缩,细胞壁处于原来的位置,说明原生质层的伸缩性大于细胞壁的,B错误;
C、成熟植物细胞的原生质层相当于半透膜,细胞液有一定的浓度,当把成熟的植物细胞放于某种溶液中,就构成一个渗透系统,C错误;
D、质壁分离和复原不能验证植物细胞的细胞壁主要由纤维素构成,可用纤维素酶去除细胞壁证明植物细胞的细胞壁主要由纤维素构成,D正确。
故选D。
2.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)对植物细胞质壁分离和复原实验进行分析,得不到证实的是
A.原生质层具有选择透过性
B.细胞处于生活状态或已死亡
C.细胞液和周围溶液浓度的关系
D.溶质分子进出细胞的方式
【答案】D
【解析】A、原生质层具有选择透过性,水分子可以自由通过,蔗糖等不能通过,A错误;
B、当外界溶液远大于细胞液浓度时,植物细胞会因为过度失水,而皱缩,最终死亡,变成全透性,B错误;
C、当外界溶液和细胞液存在浓度差时,细胞会发生失水或吸水,细胞的形态也会随着发生改变,故能够判断出细胞液和周围溶液的浓度关系,C错误;
D、由于不同的物质进出细胞的方式不同,故在实验中,不能判断出溶质分子进出细胞的方式,D正确。
故选D。
3.(25-26高一上·北京通州·期中)将萎蔫的菜叶放入清水中,其细胞含水量能够得到恢复。该过程中水分子通过细胞膜的说法正确的是( )
A.该过程不消耗能量 B.水分子仅以自由扩散方式过膜
C.水分子仅以协助扩散方式过膜 D.细胞液的渗透压增大
【答案】A
【解析】A、水分子通过自由扩散或协助扩散进入细胞,这两种方式均不消耗能量,A正确;
B、水分子可通过自由扩散和协助扩散(水通道蛋白)两种方式运输,B错误;
C、水分子并非仅以协助扩散过膜,自由扩散同样存在,C错误;
D、细胞吸水后,细胞液浓度降低,渗透压减小,D错误。
故选A。
4.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)如图所示是三个相邻植物细胞之间水分流动方向示意图。图中三个细胞的细胞液浓度关系是( )
A.甲<乙<丙 B.甲>乙>丙
C.甲>乙,乙<丙 D.甲<乙,乙>丙
【答案】A
【解析】植物细胞的吸水和失水取决于细胞液与周围溶液的浓度差,水分总是从低浓度溶液向高浓度溶液流动,从图中水分流动方向来看,甲细胞的水分可以流向乙细胞、丙细胞,说明甲的浓度最低,即乙细胞液浓度>甲细胞液浓度,丙细胞液浓度>甲细胞液浓度,乙细胞的水分流向丙细胞,说明丙细胞液浓度>乙细胞液浓度,综上,三个细胞的细胞液浓度关系为甲<乙<丙,A正确,BCD错误。
故选A。
5.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)蔗糖不能透过红细胞的细胞膜。将红细胞分别浸入高浓度的蔗糖溶液和蒸馏水中,一段时间后细胞形态发生的变化是( )
A.涨破、皱缩 B.皱缩、皱缩 C.膨胀、膨胀 D.皱缩、涨破
【答案】D
【解析】由于红细胞没有细胞壁的保护,蔗糖不能透过红细胞的细胞膜,所以当红细胞被分别浸入高浓度的蔗糖溶液和蒸馏水一段时间后,高浓度蔗糖溶液使红细胞失水皱缩,蒸馏水使红细胞吸水涨破,D正确,ABC错误。
故选D。
6.(25-26高一上·北京汇文中学教育集团·期中)紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后,在显微镜下观察到的正确图示应为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】发生质壁分离后其液泡紫色应加深,细胞核应位于液泡外、质膜以内,ABD错误,C正确。
故选C。
7.(25-26高一上·北大附中·期中)“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,在清水和0.3g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是( )
A.图1,水分子通过渗透作用进出细胞
B.图1,细胞壁限制过多的水进入细胞
C.图2,细胞失去的水分子是自由水
D.与图1相比,图2中细胞液浓度小
【答案】D
【解析】质壁分离的原理: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。
A、图1中,水分子通过渗透作用进出细胞,A正确;
B、细胞壁有保护和支撑的作用,所以限制过多的水进入细胞,维持细胞形态,B正确;
C、图2,细胞发生质壁分离,此时失去的水分子是自由水,C正确;
D、与图1相比,图2中细胞发生质壁分离,此时细胞失去了水,所以图2细胞液浓度更大,D错误。
故选D。
8.(25-26高一上·北京理工大学附属中学·期中)撕取紫色洋葱鳞片叶表皮制作临时装片,显微镜下观察到甲图,将其置于0.3g/L蔗糖溶液中,一段时间后观察到乙图。下列相关叙述不正确的是( )
A.该实验过程不需要染色 B.图乙细胞出现了质壁分离
C.c处细胞液浓度高于a处 D.b处的液体是清水
【答案】D
【解析】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,既发生了质壁分离。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,既发生了质壁分离复原。
从甲图到乙图的过程中,发生了质壁分离。
A、紫色洋葱鳞片叶表皮呈紫色,在观察质壁分离的实验过程中,不需要染色,A正确;
B、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,图乙细胞出现了质壁分离,B正确;
C、图乙细胞出现了质壁分离,c处细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中,故c处细胞液浓度高于a处,C正确;
D、b处为细胞壁和细胞膜之间的液体,b处为蔗糖溶液,D错误。
故选D。
9.(25-26高一上·北京延庆·期中)观察植物细胞的质壁分离及复原实验,用紫色洋葱做实验材料效果好,这是因为( )
A.只有紫色洋葱细胞才能发生质壁分离
B.细胞内的液泡大,便于观察
C.细胞液呈紫色,便于观察
D.细胞膜呈紫色,便于观察
【答案】C
【解析】A、质壁分离的条件是具有细胞壁和成熟大液泡的活细胞,其他植物细胞(如叶肉细胞)也能发生,A错误;
B、虽然液泡大有助于观察体积变化,但其他植物细胞也有大液泡,并非紫色洋葱的独特优势,B错误;
C、紫色细胞液使液泡颜色变化显著,现象更直观,C正确;
D、紫色来自液泡中的细胞液,细胞膜本身无色,D错误。
故选C。
10.(25-26高一上·北京第九中学·期中)紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在0.3g/mL的蔗糖溶液中发生质壁分离。下图为光学显微镜下观察到的局部图像,其中①~④标注错误的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【解析】紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞属于成熟的植物细胞,具有中央液泡,其细胞液的浓度小于1.3g/mL的蔗糖溶液的浓度时,细胞失水,发生质壁分离。
A、①是细胞壁,A正确;
B、②是位于原生质层和细胞壁间隙中的蔗糖溶液,B正确;
C、③是细胞膜,C错误;
D、④是液泡中的细胞液,D正确。
故选C。
11.(25-26高一上·北京第九中学·期中)某同学用紫色洋葱的外表皮作为实验材料进行质壁分离及复原实验。下列叙述正确的是( )
A.质壁分离复原过程中液泡颜色逐渐加深
B.在质壁分离过程中细胞的失水速度逐渐增大
C.不需要染色就可观察细胞质壁分离及复原现象
D.处于渗透平衡状态时水分不再进出细胞
【答案】C
【解析】A、质壁分离复原过程中,细胞通过渗透作用吸水,液泡体积逐渐增大,液泡颜色应逐渐变浅而非加深,A错误;
B、质壁分离过程中,细胞液浓度逐渐升高,与外界溶液的浓度差减小,导致失水速度逐渐减慢,而非增大,B错误;
C、紫色洋葱外表皮细胞的液泡呈紫色,可直接观察质壁分离及复原现象,无需额外染色,C正确;
D、渗透平衡时,水分子进出细胞的速率相等,处于动态平衡状态,而非完全停止,D错误。
故选C。
12.(25-26高一上·北京第九中学·期中)将人体红细胞分别放在蒸馏水、生理盐水、浓盐水、10%医用葡萄糖溶液中,一段时间后,红细胞的形态变化是( )
A.蒸馏水中的红细胞无变化 B.生理盐水中的红细胞无变化
C.浓盐水中的红细胞涨破 D.10%医用葡萄糖溶液中的红细胞无变化
【答案】B
【解析】A、蒸馏水为低渗溶液,红细胞会吸水涨破,而非无变化,A错误;
B、生理盐水(0.9% NaCl)与红细胞细胞质渗透压相等,红细胞形态维持不变,B正确;
C、浓盐水为高渗溶液,红细胞会失水皱缩,而非涨破,C错误;
D、10%葡萄糖溶液渗透压高于红细胞细胞质(等渗为5%葡萄糖),红细胞失水皱缩,而非无变化,D错误。
故选B。
13.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)撕取新鲜的紫色洋葱鳞片叶外表皮,置于质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中,显微镜下观察结果如下图。下列相关叙述,不正确的是( )
A.图②中细胞发生了质壁分离现象
B.将溶液换为清水后,可发生②到①的变化
C.图②中细胞壁与原生质层之间的液体是蔗糖溶液
D.图中从①到②的变化是水分单向流出细胞造成的
【答案】D
【解析】当外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞失水,发生质壁分离现象;当外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞吸水,失水的细胞发生质壁分离复原现象。
A、质量浓度为1.3g/mL的蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度,将细胞置于质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中,紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞会发生质壁分离,因此②中细胞发生了质壁分离现象,A正确;
B、将溶液换为清水后,细胞会吸水变大,可发生②到①的变化,B正确;
C、因为细胞壁是全透性的,因此将细胞置于质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中,图②中细胞壁与原生质层之间的液体是蔗糖溶液,C正确;
D、水分子进出细胞是双向的,不是单向的,D错误。
故选D。
14.(25-26高一上·北京汇文中学教育集团·期中)某同学利用黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后,继续进行“质壁分离”实验(如下图)。下列叙述正确的是( )
A.观察叶绿体和细胞质流动时,需对细胞进行染色
B.与图甲细胞相比,图乙细胞失水使整个细胞体积显著变小
C.将图乙细胞置于清水中,能复原则表明细胞未失活
D.图乙细胞中③与④的分离,与③控制物质进出的能力无关
【答案】C
【解析】A、黑藻叶片中叶绿体本身具有颜色,且细胞质流动也可直接观察,一般无需对材料进行染色,A错误;
B、处于质壁分离状态时,真正缩小的是原生质体,细胞壁并未收缩,故不能说细胞整体体积明显变小,B错误;
C、若将发生质壁分离的细胞重新置于清水中,可因渗透作用重新吸水而发生质壁分离复原,说明细胞仍具活性,C正确;
D、质壁分离的实质是原生质体与细胞壁分离,实质是由于细胞膜对溶质具有选择透过性,外界溶液浓度大于细胞内,水分外流导致原生质体收缩与细胞壁分离,因此与细胞膜控制物质进出的能力相关,D错误。
故选C。
15.(25-26高一上·北京十五中·期中)撕取新鲜的紫色洋葱鳞片叶外表皮,置于浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中,显微镜下观察到从图甲到乙的过程。下列叙述不正确的是( )
A.乙中细胞发生了质壁分离现象
B.将溶液换为清水后,可发生乙到甲的变化
C.乙中细胞壁与原生质层之间充满蔗糖溶液
D.甲到乙的过程中水分子只能单向流出细胞
【答案】D
【解析】A、图乙中细胞的原生质层与细胞壁分离,发生了质壁分离现象,A正确;
B、将蔗糖溶液换为清水后,细胞会吸水,发生质壁分离的复原,即从乙回到甲的变化,B正确;
C、由于细胞壁是全透性的,乙中细胞壁与原生质层之间充满的是蔗糖溶液,C正确;
D、甲到乙的过程中,水分子是双向运输的,只是出细胞的水分子多于进细胞的,D错误。
故选D。
16.(25-26高一上·北京八十中学·期中)某校生物兴趣小组将A植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中,培养相同时间后检测其实验前重量与实验后重量之比,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.在乙浓度的条件下,A植物成熟叶片细胞的液泡体积变大
B.丁浓度条件下,A植物成熟叶片细胞处于质壁分离状态
C.A植物成熟叶片的细胞液的浓度与甲溶液的浓度相当
D.五种蔗糖溶液浓度最大的是丙,最小的是乙
【答案】D
【解析】植物成熟细胞具有原生质层,原生质层具有选择透过性和较大的伸缩性。当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水发生质壁分离,使细胞重量变小;当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水膨胀,使细胞重量变大。
A、在乙浓度条件下,A植物实验前重量/试验后重量<1,,说明A植物细胞重量增大,细胞吸水,液泡体积变大,A正确;
B、丁浓度条件下,A植物实验前重量/试验后重量大于1,说明A植物细胞在乙溶液中失水,处于质壁分离状态,B正确;
C、甲浓度条件下,A植物实验前重量/试验后重量≈1,说明A植物细胞的细胞液浓度≈甲溶液浓度,C正确;
D、由C选项已知可认为A植物细胞细胞液浓度≈甲蔗糖浓度;在乙、丙中,A植物实验前重量/试验后重量<1,,且在丙中该值更小,说明A植物细胞吸水且在丙中吸水更多、所以乙、丙蔗糖浓度小于A植物细胞液浓度且丙浓度小于乙的;|在丁和戊溶液中,A植物实验前重量/实验后重量>1,且在丁溶液中该值较大,说明A植物细胞在丁和戊中均失水,且在丁中失水较多、所以丁、戊蔗糖浓度大于植物细胞液浓度且丁的浓度大于戊的浓度。因此五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙<乙<甲<戊<丁,即五种蔗糖溶液浓度最大的是丁,最小的是丙,D错误。
故选D。
17.(25-26高一上·北京延庆·期中)某同学用紫色洋葱的外表皮作为实验材料进行质壁分离及复原实验。下列叙述正确的是( )
A.质壁分离复原过程中液泡颜色逐渐加深
B.在质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减小
C.不需要染色就可观察细胞质壁分离及复原现象
D.处于渗透平衡状态时水分不再进出细胞
【答案】C
【解析】紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的大液泡中含有色素,带有颜色,因而可以直接用来观察细胞质壁分离及复原现象;细胞在质壁分离过程中随着失水量的增加,细胞的吸水能力逐渐增大;渗透平衡状态时由于细胞壁的保护作用,细胞液浓度大于或等于外界溶液浓度。
A、质壁分离复原过程中,由于细胞不断吸收水分,液泡体积变大,因而液泡的颜色逐渐变浅,A错误;
B、紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在发生质壁分离的过程中,由于细胞不断失水,因而细胞液浓度逐渐增大,因而吸水能力逐渐增大,B错误;
C、紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的大液泡中含有色素,带有颜色,因此,不需要染色就可观察细胞质壁分离及复原现象,C正确;
D、因细胞壁伸缩性较小,且对细胞起着支持和保护作用,因此,处于渗透平衡状态时细胞液浓度不一定等于外界溶液浓度,也可能大于外界溶液浓度,但此时的细胞中水分进出是处于平衡状态的,D错误。
故选C。
18.(25-26高一上·北京丰台·期中)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( )
A.自由扩散和协助扩散 B.主动运输和胞吞
C.自由扩散和主动运输 D.协助扩散和主动运输
【答案】A
【解析】水分的运输方式是自由扩散和协助扩散。
萎蔫的菜叶由于细胞失水,导致细胞液浓度升高,放入清水中,由于细胞液浓度大于清水,因此细胞发生渗透作用重新吸水,恢复挺拔,而水分进入细胞的方式为自由扩散和协助扩散,A正确,BCD错误。
故选A。
19.(25-26高一上·北京第九中学·期中)用物质的量浓度为2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体(不包括细胞壁的植物细胞)体积变化情况如下图所示。正确的是( )
A.该细胞可能是某种植物根尖分生区细胞
B.曲线AB段表明细胞液浓度正在逐渐减小
C.曲线BD段细胞壁和原生质层之间充满了细胞液
D.实验结果表明细胞在两种溶液中均可发生质壁分离
【答案】D
【解析】题图分析,某种植物细胞处于乙二醇溶液中,外界溶液浓度高于细胞液浓度,发生质壁分离,原生质体体积变小,细胞液浓度增大;随着乙二醇溶液以自由扩散的方式进入细胞,细胞液浓度增加并高于乙二醇溶液浓度,细胞吸水,发生质壁分离复原。某种植物细胞处于蔗糖溶液中,外界溶液浓度高于细胞液浓度,发生质壁分离,质生质体体积变小。
A、根尖分生区细胞不是成熟植物细胞,不能发生质壁分离,A错误;
B、曲线AB段原生质体相对体积减小,说明细胞在失水,细胞液浓度正在逐渐增大,B错误;
C、曲线BD段细胞处于质壁分离状态,细胞壁和原生质层之间充满了蔗糖溶液,C错误;
D、细胞在两种溶液中原生质体相对体积大幅减小,均发生了质壁分离,D正确。
故选D。
20.(25-26高一上·北京第五十七中学·期中)将若干相同细胞液浓度的月季花瓣细胞放在不同浓度的蔗糖溶液中进行实验,在保持细胞存活的条下,相同时间后,测得不同浓度蔗糖溶液中各组细胞内含水量的情况如图,其中N点代表实验前细胞内含水量。下列有关叙述正确的是( )
A.在浓度为a的蔗糖溶液中细胞吸水能力逐渐减弱
B.在浓度为c的蔗糖溶液中没有水分子进出细胞
C.在浓度为d的蔗糖溶液中细胞发生渗透吸水
D.在浓度为f的蔗糖溶液中细胞液的渗透压升高
【答案】C
【解析】根据题意和图示分析可知:当蔗糖溶液浓度为d、e、f时,萝卜条细胞吸水,由于细胞壁的保护,细胞只会略微膨胀;蔗糖溶液浓度为c时,与细胞液渗透压相等,萝卜条细胞内外水分子进出速率相等;蔗糖溶液浓度为b、a时,萝卜细胞失水,质量减少。
A、在浓度为a的蔗糖溶液中细胞不断失水,细胞液浓度增大,所以细胞吸水能力增强,A错误;
B、在浓度为c的蔗糖溶液中,进出细胞的水分子达到平衡,所以有水分子进出细胞,B错误;
C、在浓度为d的蔗糖溶液中细胞内含水量增加,说明细胞发生了渗透吸水,C正确;
D、在浓度为f的蔗糖溶液中细胞吸水,所以细胞液渗透压减小,D错误。
故选C。
【点睛】本题结合柱形图,考查渗透失水和吸水的相关知识,需要考生理解细胞吸水和失水的条件,同时结合柱状图进行分析。
21.(25-26高一上·北京第五十七中学·期中)将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放入一定浓度的KNO3溶液中,发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是( )
A.在0.5h时,水分子在细胞原生质层两侧只发生单向运动
B.0〜4h内,KNO3没有通过细胞膜进入细胞
C.0〜1h内,细胞体积与原生质体体积的变化量相等
D.0时刻时,KNO3溶液的浓度大于洋葱细胞液的浓度
【答案】D
【解析】据图分析:0~2h内,原生质体的相对体积不断缩小,说明此时期细胞失水而发生质壁分离;2~4h内,原生质体的相对体积不断增大,说明此时期细胞吸水发生质壁分离的自动复原。
A、0~2h内,原生质体的体积不断缩小,说明原生质体失水量大于吸水量,水分子在细胞原生质层两侧发生双向运动,故在1.5h时,水分子在细胞原生质层两侧发生双向运动,A错误;
B、由图可知,0~4h内,该细胞中原生质体的相对体积先减小后增大,这说明该细胞先发生质壁分离后发生质壁分离的复原,由此可推知KNO3可通过细胞膜进入细胞,B错误;
C、0~1h内,原生质体的体积不断缩小,由于原生质体的伸缩性要远大于细胞壁,因此该时间段内细胞体积与原生质体体积的变化量不相等,C错误;
D、0~2h内发生质壁分离,细胞失水,所以0时刻时,KNO3溶液的浓度大于洋葱细胞液的浓度,D正确。
故选D。
【点睛】
22.(25-26高一上·北京多校联考·期中)将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中,不久菜叶会变得硬挺,将硬挺的萝卜条浸泡在盐水中,不久萝卜条会变得萎蔫,就此现象的成因兴趣小组的同学进行了探究,请回答下列问题。
(1)构成菜叶、萝卜条等植物器官的结构与功能的基本单位是________。
(2)兴趣小组将若干相同的萝卜条放在不同浓度的蔗糖溶液中,在保持细胞存活的条件下,处理相同实验时间后,测得各组萝卜条细胞内的含水量情况如图1。其中 N点代表实验前萝卜条细胞内含水量。
①该实验结果中萝卜条细胞内含水量未发生变化的组别是______。
②该实验中,蔗糖溶液浓度最高的组别是________,若沿横坐标方向持续改变蔗糖溶液浓度,细胞内含水量________(“会”或“不会’)持续上升。
(3)根据以上实验结果兴趣小组进一步提出问题:水分在什么情况下进入细胞?兴趣小组用紫色洋葱、蔗糖溶液、清水等实验材料进一步探究。
兴趣小组使用_______(观察工具)看到了图2的甲图。实验操作时,为了使细胞甲变为乙,需在盖玻片的一侧滴入______,在盖玻片的另一侧用吸水纸引流。
(4)兴趣小组的同学用一定浓度的乙二醇溶液和蔗糖溶液分别处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,观察细胞质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如图3所示。
与使用蔗糖溶液时不同,使用乙二醇时洋葱鳞片叶外表皮细胞先发生质壁分离,紧接着又发生了质壁复原。推测其原因是_______。
(5)综合分析以上兴趣小组的探究结果,请概括出实验探究的结论:_______。
【答案】(1)细胞
(2)c a 不会
(3)显微镜 清水
(4)乙二醇可以进入细胞,使细胞液浓度升高,细胞吸水发生质壁复原
(5)当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞吸水;当细胞液浓度小于外界溶液浓度时,细胞失水
【解析】植物细胞的吸水和失水原理和现象:外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞失水→质壁分离;外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞吸水→质壁分离的复原;外界溶液浓度=细胞液浓度→细胞形态不变(处于动态平衡)。
(1)除病毒外,生物都是由细胞构成的,细胞是构成生物体结构和功能的基本单位,所以构成菜叶、萝卜条等植物器官的结构与功能的基本单位是细胞。
(2)当细胞内外液体有浓度差时,植物细胞就会吸水或失水。细胞外部溶液的浓度大于细胞内部浓度时细胞失水,细胞外部溶液的浓度小于细胞内部浓度时细胞吸水。 结合图1,N点代表实验前萝卜条细胞内含水量,c点与N点重合,说明该浓度下细胞内外的液体浓度相等,萝卜条细胞内含水量未发生变化,所以该实验结果中萝卜条细胞内含水量未发生变化的组别是c。a组萝卜条细胞内的含水量最少,这表明a组中蔗糖溶液浓度最高,细胞失水最多。 若沿横坐标方向持续改变蔗糖溶液浓度,细胞内含水量不会持续上升,因为细胞内外浓度达到平衡后,水分进出达到动态平衡,含水量就不再变化。
(3)观察图2中的甲图,需要使用显微镜这一观察工具。 为了使细胞甲变为乙,即让细胞发生质壁分离复原,需在盖玻片的一侧滴入清水,在盖玻片的另一侧用吸水纸引流,使细胞浸润在清水中。
(4)乙二醇能通过自由扩散进入细胞,使细胞液浓度增大。在细胞发生质壁分离后,由于乙二醇进入细胞,细胞液浓度升高,当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞就会吸水,从而发生质壁复原现象。所以使用乙二醇时洋葱鳞片叶外表皮细胞先发生质壁分离,紧接着又发生质壁复原的原因是乙二醇可以进入细胞,使细胞液浓度升高,细胞吸水发生质壁复原。
(5)从图中可以看出,使用蔗糖溶液时,原生质体体积逐渐减小,说明细胞发生质壁分离后不能自动复原;而使用乙二醇溶液时,原生质体体积先减小后增大,说明细胞发生质壁分离后能自动复原。 由此可以概括出实验探究的结论:当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞吸水;当细胞液浓度小于外界溶液浓度时,细胞失水。
23.(25-26高一上·北京交大附中·期中)某同学向浓度为30%的蔗糖溶液中加入适量的红墨水(含红色染料),用洋葱鳞片内表皮作实验材料做质壁分离实验,在显微镜下观察到甲、乙两个图像。请回答:
(1)用含有红墨水的浓度为30%的蔗糖溶液处理该植物细胞,可观察到的现象称为______,导致该现象发生的内因是______。
(2)依据实验结果判断,红色染料分子______(填“能”或“不能”)通过原生质层,而使图乙中______(填写图乙中字母)区域为红色。在实验最后一步,在盖玻片的一侧滴加清水,用吸水纸从另一侧吸取,重复几次后,可观察到细胞内红色区域的面积______。
(3)研究人员用不同的试剂分别处理植物细胞,对植物细胞从初始状态到现象稳定时所消耗的时间。结果如下表:
实验处理
蛋白质种类
从初始状态到稳定时消耗的时长
A
B
C
D
E
F
试剂甲处理后
+
+
+
-
-
+
较长
试剂乙处理后
-
-
+
+
+
+
较短
由表中结果推测,蛋白质______可能是水通道蛋白。
(4)小液流法测定植物叶片细胞的细胞液浓度
实验原理:当把植物细胞放在溶液中时,两者便会发生水分交换。如果植物细胞的浓度高于溶液的浓度细胞吸水,使溶液浓度增大,比重也增大。若把此浸过细胞的溶液慢慢滴回同一浓度而未浸过细胞的溶液中。浸过细胞的溶液因比重大而往下沉。
实验结果:
乙组试管编号
1
2
3
4
5
6
加入的蔗糖溶液浓度/mol·L-1
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
蓝色小滴升降情况
↓
↓
↓
↑
↑
↑
乙组试管4、5、6中蓝色小滴均上升,原因是______。取出甲组6支试管中的黑藻叶片进行显微观察,可发现试管______中的黑藻叶片细胞内叶绿体分布最密集。根据实验结果可估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于______之间。
【答案】(1)质壁分离 原生质层相当于半透膜,且原生质层的伸缩性大于细胞壁
(2)不能 a 减小
(3)D和E
(4)甲组4、5、6试管中黑藻叶片的细胞液 浓度小于蔗糖溶液浓度,细胞失水,导致试管中蔗糖溶液浓度下降,蓝色小滴密度小于乙组相同编号试管内溶液的密度 6 0.15-0.20mol.L-l
【解析】成熟的植物细胞具有原生质层,相当于半透膜,因此当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,植物细胞就会失水,导致细胞液浓度变大,外界溶液浓度变小;反之,会导致细胞液浓度变小,外界溶液浓度变大;实验设计的基本原则有对照原则与单一变量原则,生物实验一般要设置对照组与实验组,其中对照组是指对实验假设而言,不接受实验变量处理的对象组,而实验组是接受实验变量处理的对象组。
(1)向浓度为30%的蔗糖溶液中加入适量的红墨水(含红色染料),用洋葱鳞片内表皮作实验材料,会发生质壁分离,在显微镜下观察的乙图像细胞处于质壁分离状态。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。
(2)细胞的原生质层相当于半透膜。依据实验结果可判断,红色染料分子不能通过原生质层,而使图乙中a区域为红色。实验最后一步,在盖玻片的一侧滴加清水,用吸水纸从另一侧吸取,重复几次后,细胞会发生质壁分离复原,即会观察到细胞内红色区域的面积减小。
(3)分析表格可知,试剂甲处理后,不含D和E蛋白,植物细胞从初始状态到现象稳定时所消耗的时间较长,说明水分子进入细胞的速率较慢,而试剂乙处理后,D和E蛋白仍存在,植物细胞从初始状态到现象稳定时所消耗的时间较短,说明水分子进入细胞的速率较快,因此可推测D和E可能是水通道蛋白。
(4)蓝色小滴下降或上升与液滴浓度与蔗糖溶液浓度的大小有关,当蓝色小滴的浓度大于蔗糖溶液的溶度时,蓝色小滴下降,反之蓝色小滴就上升。由于乙组4、5、6号试管中的蓝色小滴上升,说明其密度小于乙试管内的蔗糖溶液溶度,进一步可知甲组的4、5、6号试管的黑藻叶片细胞发生了渗透失水,导致蔗糖溶液浓度降低,进而蓝色小滴的密度也降低。由于乙组6号的蔗糖溶液浓度最大,因此对应的甲组刚开始的蔗糖溶液浓度最大,导致其中的黑藻叶片细胞失水最多,其中的叶绿体分布最密集。分析表格可知,在0.15mol.L-1时,蓝色小滴下降,说明黑藻叶片吸水,此时黑藻叶片细胞液浓度大于外界蔗糖溶液浓度;而在0.20mol.L-1时,蓝色小滴上升,说明黑藻叶片失水,此时黑藻叶片的细胞液浓度小于外界的蔗糖溶液浓度,因此可估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于0.15-0.20mol.L-1之间。
24.(25-26高一上·北京第五十七中学·期中)某同学向浓度为30%的蔗糖溶液中加入适量的红墨水(含红色染料),用洋葱鳞片内表皮作实验材料做质壁分离实验,在显微镜下观察到甲、乙两个图像。请回答:
(1)用含有红墨水的浓度为30%的蔗糖溶液处理该植物细胞,可观察到的现象称为______,导致该现象发生的内因是______。
(2)依据实验结果判断,红色染料分子______(填“能”或“不能”)通过原生质层,而使图乙中______(填写图乙中字母)区域为红色。在实验最后一步,在盖玻片的一侧滴加清水,用吸水纸从另一侧吸取,重复几次后,可观察到细胞内红色区域的面积______。
(3)小液流法测定植物叶片细胞的细胞液浓度
实验原理:当把植物细胞放在溶液中时,两者便会发生水分交换。如果植物细胞的浓度高于溶液的浓度细胞吸水,使溶液浓度增大,比重也增大。若把此浸过细胞的溶液慢慢滴回同一浓度而未浸过细胞的溶液中。浸过细胞的溶液因比重大而往下沉。
实验结果:
乙组试管编号
1
2
3
4
5
6
加入的蔗糖溶液浓度/mol·L-1
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
蓝色小滴升降情况
↓
↓
↓
↑
↑
↑
乙组试管4、5、6中蓝色小滴均上升,原因是______。取出甲组6支试管中的黑藻叶片进行显微观察,可发现试管______中的黑藻叶片细胞内叶绿体分布最密集。根据实验结果可估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于______之间。
【答案】(1)质壁分离 原生质层相当于半透膜,且原生质层的伸缩性大于细胞壁
(2)不能 a 减小
(3)甲组4、5、6试管中黑藻叶片的细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度,细胞失水,导致试管中蔗糖溶液浓度下降,蓝色小滴密度小于乙组相同编号试管内溶液的密度 6 0.15-0.20mol.L-1
【解析】成熟的植物细胞具有原生质层,相当于半透膜,因此当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,植物细胞就会失水,导致细胞液浓度变大,外界溶液浓度变小;反之,会导致细胞液浓度变小,外界溶液浓度变大;实验设计的基本原则有对照原则与单一变量原则,生物实验一般要设置对照组与实验组,其中对照组是指对实验假设而言,不接受实验变量处理的对象组,而实验组是接受实验变量处理的对象组。
(1)向浓度为30%的蔗糖溶液中加入适量的红墨水(含红色染料),用洋葱鳞片内表皮作实验材料,会发生质壁分离,在显微镜下观察的乙图像细胞处于质壁分离状态。质壁分离的原因分析,外因是外界溶液浓度>细胞液浓度,内因是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。
(2)细胞的原生质层相当于半透膜。依据实验结果可判断,红色染料分子不能通过原生质层,而使图乙中a区域为红色。实验最后一步,在盖玻片的一侧滴加清水,用吸水纸从另一侧吸取,重复几次后,细胞会发生质壁分离复原,即会观察到细胞内红色区域的面积减小。
(3)蓝色小滴下降或上升与液滴浓度与蔗糖溶液浓度的大小有关,当蓝色小滴的浓度大于蔗糖溶液的溶度时,蓝色小滴下降,反之蓝色小滴就上升。由于乙组4、5、6号试管中的蓝色小滴上升,说明其密度小于乙试管内的蔗糖溶液溶度,进一步可知甲组的4、5、6号试管的黑藻叶片细胞发生了渗透失水,导致蔗糖溶液浓度降低,进而蓝色小滴的密度也降低。由于乙组6号的蔗糖溶液浓度最大,因此对应的甲组刚开始的蔗糖溶液浓度最大,导致其中的黑藻叶片细胞失水最多,其中的叶绿体分布最密集。分析表格可知,在0.15mol.L-1时,蓝色小滴下降,说明黑藻叶片吸水,此时黑藻叶片细胞液浓度大于外界蔗糖溶液浓度;而在0.20mol.L-1时,蓝色小滴上升,说明黑藻叶片失水,此时黑藻叶片的细胞液浓度小于外界的蔗糖溶液浓度,因此可估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于0.15-0.20mol.L-1之间。
25.(25-26高一上·北京八十中学·期中)下图1为研究渗透作用的实验装置示意图,其中a为清水、b为蔗糖溶液、c为半透膜(蔗糖分子不能通过)。图2表示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞处在某浓度的外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性),图3是选用蔗糖作为实验材料,用U形管所做的渗透实验。请分析并回答下列问题。
(1)图1中的渗透作用发生需要两个条件:①具有半透膜,②_____。当液面上升到最大高度时,漏斗内液体浓度_____(填“大于”“等于”或“小于”)烧杯内液体浓度。
(2)在做观察植物细胞的质壁分离和复原的实验过程中,常选用图2所示的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料,原因是_____。如果选用洋葱鳞片叶内表皮细胞做此实验,_____(填“能”或“不能”)发生质壁分离。如果图2中植物细胞正处于质壁分离的复原过程中,则此时B处溶液浓度应该_____A处溶液浓度(填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)图3实验结果说明蔗糖分子不能通过半透膜。某同学想继续探究蔗糖水解产物能否通过半透膜,他向b管中滴加了两滴一定浓度的蔗糖酶(蔗糖酶能将蔗糖水解成两分子单糖,蔗糖酶通不过半透膜),并在适宜温度下水浴保温一段时间,观察实验现象并预测实验结果:
①若一段时间后,发现a、b两管的液面高度差继续增大,直至最后稳定不变。请分析造成此现象的原因有:_____。
②若一段时间后,发现b管液面先上升后下降,直至b管液面仅略高于a管后不再变化。此现象说明蔗糖被蔗糖酶水解,其产物能通过半透膜,为使两侧液面等高,应进行的操作是_____。
【答案】(1)a和b之间存在浓度差 大于
(2)具有紫色大液泡,便于观察 能 小于
(3)蔗糖被水解,其产物不能通过半透膜 在a管中滴加等量的、与b管等浓度的蔗糖酶溶液
【解析】①渗透作用的发生必须具备两个条件:一是具有半透膜;二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。②具有中央液泡(大液泡)的成熟的植物细胞,当其所处的外界溶液浓度大于细胞液浓度时,水从渗出细胞,导致细胞失水,由于原生质层的伸缩性大于细胞壁伸缩性,进而引起细胞壁与原生质层逐渐分离,即发生质壁分离。发生质壁分离的细胞,当其所处的外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原。
(1)图1中的渗透作用发生需要两个条件:①具有半透膜,②半透膜两侧的溶液a和b之间存在浓度差。当液面上升到最大高度时,由于漏斗中有水压存在,所以漏斗内液体浓度大于烧杯内液体浓度。
(2)在做观察植物细胞的质壁分离和复原的实验过程中,常选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料,原因是该细胞具有紫色大液泡,便于实验观察。如果选用洋葱鳞片叶内表皮细胞做此实验,因洋葱鳞片叶内表皮细胞也具有大液泡,所以能发生质壁分离,但因洋葱鳞片叶内表皮细胞无色,不便观察。图2中A为细胞液,B为外界溶液。复原过程中水分子从外界溶液进入细胞液,说明外界溶液浓度(B)小于细胞液浓度(A)。
(3)①一段时间后,若发现a、b两管的液面高度差(浓度指的是物质的量的浓度)继续增大,直至最后稳定不变,说明滴加蔗糖酶后b侧溶液浓度继续升高,进而推知:蔗糖被水解,其产物不能通过半透膜。②一段时间后,若发现b管液面先上升后下降,直至b侧液面仅略高于a侧后不再变化,这说明蔗糖水解产物能通过半透膜,但“b侧液面仅略高于a侧后不再变化”是因为“b管中滴加了两滴一定浓度的蔗糖酶”导致的。可见,为使两侧液面等高,应进行的操作是:在a管中滴加等的、与b管等浓度的蔗糖酶溶液。
考点3 被动运输
1.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)下列物质中,出入细胞既不需要转运蛋白也不消耗能量的是( )
A.O2 B.Na+ C.葡萄糖 D.氨基酸
【答案】A
【解析】物质出入细胞的方式主要有自由扩散、协助扩散、主动运输以及胞吞胞吐。
A、O2出入细胞方式是自由扩散,不需要转运蛋白,也不需要消耗能量,A正确;
BC、Na+和葡萄糖出入细胞方式有主动运输或协助扩散,若是主动运输需要载体蛋白并消耗能量,若是协助扩散,需要转运蛋白,不消耗能量,BC错误;
D、氨基酸出入细胞方式是主动运输,需要载体蛋白,需要消耗能量,D错误。
故选A。
2.(25-26高一上·北京八十中学·期中)下列关于物质运输的分析不正确的是( )
A.脂溶性的有机小分子可以以自由扩散方式通过细胞膜
B.转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白
C.细胞膜和玻璃纸都有半透性,其机理相同
D.细胞膜的选择透过性,说明生命活动有自主性
【答案】C
【解析】A、脂溶性有机小分子(如甘油、脂肪酸)因与磷脂双层结构相似,可通过自由扩散穿过细胞膜,A正确;
B、转运蛋白分为载体蛋白(介导主动运输和协助扩散)和通道蛋白(介导协助扩散,如水通道蛋白),B正确;
C、细胞膜的半透性由磷脂双层和转运蛋白共同决定,具有选择透过性;而玻璃纸(半透膜)仅通过物理孔隙大小限制物质通过,机理不同,C错误;
D、细胞膜的选择透过性体现细胞主动调控物质运输的能力,说明生命活动具有自主性,D正确。
故选C。
3.(25-26高一上·北京八十中学·期中)水分子以简单渗透方式通过细胞膜,但扩散速度非常缓慢。科学研究证明,水分子跨越细胞膜的快速运输是通过细胞膜上的一种水通道蛋白实现的。下列说法错误的是( )
A.水分子可以以协助扩散的方式进入细胞
B.水通道蛋白与水结合后,其空间结构发生改变
C.肾小管的重吸收作用与水通道蛋白的结构和功能直接相关
D.水通道蛋白允许水分子通过,但其他分子或离子不能通过
【答案】B
【解析】A、水分子通过水通道蛋白的运输属于协助扩散,因此可以以协助扩散方式进入细胞,A正确;
B、水通道蛋白形成亲水通道,允许水分子快速通过,但不需要与水分子结合,B错误;
C、肾小管重吸收水依赖水通道蛋白的协助扩散,其功能与蛋白结构直接相关,C正确;
D、水通道蛋白具有专一性,通常只允许水分子通过,其他分子或离子不能通过,D正确。
故选B。
4.(25-26高一上·北京八十中学·期中)某同学复习了“细胞的物质输入和输出”后,他在整理知识时做出了如下归纳总结,其中错误的是( )
A.同一物质出入同一细胞的方式可能不同
B.同一物质出入不同细胞的方式可能不同
C.离子都是通过主动运输进出细胞的
D.大分子物质一般以胞吞、胞吐方式出入细胞
【答案】C
【解析】A、同一物质出入同一细胞的方式可能不同,例如,神经细胞静息时K⁺外流为协助扩散,而主动运输吸收K⁺,方式不同,A正确;
B、同一物质出入不同细胞的方式可能不同,如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正确;
C、离子并非只能通过主动运输,例如,神经细胞动作电位中Na⁺内流为协助扩散(被动运输),C错误;
D、大分子如蛋白质、多糖等通常通过胞吞、胞吐出入细胞,D正确。
故选C。
5.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)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( )
A.自由扩散和协助扩散
B.主动运输和胞吞
C.自由扩散和主动运输
D.协助扩散和主动运输
【答案】A
【解析】A、自由扩散是水分子通过细胞膜磷脂双分子层的主要方式,协助扩散可通过水通道蛋白加速吸水,二者共同促进含水量恢复,A正确;
B、水分子进出细胞不需要消耗能量,运输方式不是主动运输,更不是胞吞过程,B错误;
C、水分子进出细胞不需要消耗能量,不需要主动运输方式转运,C错误;
D、水分子运输的方式有自由扩散和协助扩散,主动运输与水分子吸收无关,D错误。
故选A。
6.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)下图表示借助转运蛋白进行的两种跨膜运输方式,其中通道蛋白介导的物质运输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在物质转运时作用机制相同
C.甲、乙两种方式中只有甲属于被动运输
D.载体蛋白转运时会发生构象改变导致运输速率较慢
【答案】D
【解析】分析题图: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。
A、载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上不是静止不动的,而具有流动性,A错误;
B、载体蛋白转运物质时要与物质结合发生构象变化,通道蛋白在转运物质时,不与其结合不发生构象变化,二者作用机制不同,B错误;
C、甲乙两种方式都是从高浓度一侧运输到低浓度一侧,需要转运蛋白的协助,都属于被动运输,C错误;
D、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,导致运输速率较慢,D正确。
故选D。
7.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)细胞在吸收某种物质时,遵循下图两种曲线,分析正确的是( )
A.这种物质的运输方式为主动运输
B.该运输方式的最大运输速度受载体数量限制
C.增加氧气含量,能使A点右移
D.该物质可能是甘油分子
【答案】B
【解析】A、该物质的运输需要载体,同时不需要能量,故为协助扩散,A错误;
B、该物质的运输方式为协助扩散,图中A点吸收该物质的速度不再随物质浓度增加而增加,主要原因是受载体数量限制,B正确;
C、该物质为协助扩散,不需要消耗能量,故增加氧气含量,不能改变A点,C错误;
D、甘油的运输方式为自由扩散,该物质为协助扩散,D错误。
故选B。
8.(25-26高一上·北京十五中·期中)胰岛素与细胞膜上的受体结合后,通过一系列信号转导,使血糖降低(如图)。下列相关叙述不正确的是( )
A.胰岛素通过与受体结合将信息传递给靶细胞
B.囊泡与细胞膜融合依赖于生物膜的流动性
C.葡萄糖通过GLUT4进入细胞属于主动运输
D.胰岛素促进糖原合成和葡萄糖氧化分解
【答案】C
【解析】A、胰岛素是激素,作为信息分子,从图上可以看出,胰岛素与胰岛素受体结合后将信息传导给靶细胞进行信息传导,A正确;
B、囊泡与细胞膜的融合依赖于细胞膜的流动性,B正确;
C、葡萄糖通过 GLUT4进入细胞,是从高浓度到低浓度,需要转运蛋白,不需要能量,属于协助扩散,C错误;
D、胰岛素与胰岛素受体结合后,通过信号传导促进葡萄糖通过葡萄糖转运蛋白GLUT4进入细胞,并促进葡萄糖的氧化分解和合成糖原,D正确。
故选C。
9.(25-26高一上·北大附中·期中)比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性,结果如下图。据此不能得出的结论是
A.生物膜上存在协助H2O通过的物质
B.生物膜对K+、Na+、Cl-的通透性具有选择性
C.离子以易化(协助)扩散方式通过人工膜
D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率
【答案】C
【解析】生物膜和人工膜的差异是生物膜有蛋白质,人工膜无。生物膜对水分子通透性大于人工膜,说明生物膜上存在协助H2O通过的物质 ,故A正确。生物膜对于K+、Na+、Cl-的通透性各不相同,与生物膜这三种离子载体的数量本题有关,体现生物膜对本题物质的选择透过性,故B正确。图解只显示人工膜对K+、Na+、Cl-的通透性一样,都很低,说明人工膜缺乏蛋白质载体协助运输离子,而协助扩散需要载体,故C错。甘油分子体积比气体分子体积大,较不容易通过人工膜,故D正确。故选C。
10.(25-26高一上·北京理工大学附属中学·期中)下列关于膜蛋白和物质跨膜运输的叙述,错误的是( )
A.膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的
B.膜蛋白不参与物质跨膜运输的被动运输过程
C.主动运输可以使被运输离子在细胞内外浓度差增大
D.物质通过脂质双分子层的扩散速率与其脂溶性有关
【答案】B
【解析】A、膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的,例如有的膜蛋白镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿整个磷脂双分子层,A正确;
B、被动运输包括自由扩散和协助扩散,其中协助扩散需要载体蛋白(膜蛋白的一种)的协助,所以膜蛋白参与物质跨膜运输的被动运输过程,B错误;
C、主动运输是逆浓度梯度运输物质,能够使被运输离子在细胞内外的浓度差增大,C正确;
D、根据“相似相溶”原理,物质通过脂质双分子层的扩散速率与其脂溶性有关,脂溶性物质更容易通过脂质双分子层,D正确。
故选B。
11.(25-26高一上·北京第九中学·期中)科学家从蚕豆保卫细胞中发现了K+通道蛋白。1998年,美国科学家麦金农解析了K+通道蛋白的结构及开关过程(示意图如下)。下列叙述错误的是( )
A.K+通道蛋白的功能与组成其的氨基酸序列有关
B.K+借助通道蛋白进行跨膜运输的方式是主动运输
C.K+通道开启或关闭过程会发生自身构象的改变
D.K+通道蛋白只能运输K+,体现了通道蛋白具有特异性
【答案】B
【解析】自由扩散的特点是高浓度运输到低浓度,不需要载体和能量;协助扩散的特点是高浓度运输到低浓度,需要载体,不需要能量;主动运输的特点是需要载体和能量。
A、K+通道蛋白的化学本质是蛋白质,蛋白质的功能与其结构有关,故氨基酸种类、数目、排序及多肽链的空间结构等都可决定蛋白质的功能,A正确;
B、据图可知,K+借助通道蛋白进行跨膜运输不消耗能量,属于协助扩散,B错误;
C、从题图上可以看出,K+通道开启或关闭过程会发生自身构象的改变,从而完成对钾离子的运输,C正确;
D、通道蛋白只能运输特定的物质,如K+通道蛋白只能运输K+,体现了通道蛋白具有特异性,D正确。
故选B。
12.(25-26高一上·北京第九中学·期中)硒是人和动物必需的微量元素,在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐(SeO)等形式存在,某些微生物能将 SeO还原为低毒性的单质硒。
(1)由于细胞膜具有___________的功能,SeO无法自由通过,需要借助膜上的___________进出细胞。
(2)科研人员选用细菌 H 作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究,实验设计及结果见下表。比较Ⅲ组和Ⅰ组,推测 SeO主要以___________方式进入细菌 H 。Ⅰ和Ⅳ组结果表明___________。
组号
处理条件
SeO的吸收速率(mmol/10°个细胞)
I
将细菌H放入液体培养基(对照)
5
Ⅱ
将部分Ⅰ组细菌H放入含 AgNO3(水通道蛋白抑制剂)的液体培养基中
1
Ⅲ
将部分Ⅰ组细菌H放入含2,4-DNP(细胞呼吸抑制剂)的液体培养基中
4
Ⅳ
将部分Ⅰ组细菌H放入含亚硫酸盐(SO)的液体培养基中
<0.5
(3)为验证水通道蛋白·A在细菌 H 吸收 SeO过程中的功能,科学家对 A 基因进行改造,得到如图所示结果,推测 A 蛋白在细菌 H 吸收 SeO中起着关键作用。作出此推测的依据是:___________。
【答案】(1)控制物质进出细胞 转运蛋白
(2)协助扩散 SO32-对SeO32-的跨膜运输具有抑制作用。
(3)菌株2(A基因突变的细菌H)吸收SeO32-的速率远低于菌株1(正常细菌H),而菌株3(转入正常A基因的细菌H突变体)吸收SeO32-的速率恢复,说明A蛋白在细菌H吸收SeO32-中起关键作用
【解析】细胞膜主要由蛋白质和磷脂双分子层构成,磷脂双分子层外部(头部)是亲水的,内部(尾部)是疏水的。细胞膜的结构特点:具有一定的流动性;细胞膜的功能特点:具有选择透过性。
(1)细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,SeO32-无法自由通过,需要借助膜上的转运蛋白进出细胞。
(2)细胞呼吸抑制剂会抑制细胞的呼吸作用,减少能量的供应,比较Ⅲ组和Ⅰ组,加入细胞呼吸抑制剂的实验组的SeO32-的吸收速率与对照组的吸收速率差别不大,基本相等,说明SeO32-吸收不消耗能量。由于其运输需要膜上转运蛋白的协助,为协助扩散。Ⅳ组的处理是将部分I组细菌放入含亚硫酸盐(SO32-)的液体培养基中,结果SeO32-的吸收速率大大降低,Ⅰ和Ⅳ组结果表明SO32-对SeO32-的跨膜运输具有抑制作用。
(3)根据实验结果,菌株2(A基因突变的细菌H)吸收SeO32-的速率远低于菌株1(正常细菌H),而菌株3(转入正常A基因的细菌H突变体)吸收SeO32-的速率恢复,说明A蛋白在细菌H吸收SeO32-中起关键作用。
13.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)图1为物质通过细胞膜的转运方式示意图。在不提供能量的实验条件下,科学家比较了生物膜和人工膜(仅由磷脂构成)对多种物质的通透性,结果如图2所示。请回答问题:
(1)图1中结构甲是______。除载体蛋白外,转运方式③的另一条件是需要【丙】______。
(2)据图2可知生物膜和人工膜对______(填图2中物质名称)的通透性相同,这些物质跨膜转运方式为______。
(3)图2中,K+、Na+、Cl-通过生物膜需要______协助,说明生物膜具有______的功能特点。
(4)据图2分析,H2O通过生物膜的转运方式包括图1中的______(填序号)。
【答案】(1)磷脂双分子层 ATP/能量
(2)甘油、CO2、O2 自由扩散
(3)转运蛋白 选择透过性
(4)①②
【解析】据图分析,图1中甲为磷脂双分子层,乙是蛋白质,丙为ATP;①②为被动运输,其中不需要蛋白质的协助,为自由扩散,后者需要通道蛋白或载体蛋白的协助,为协助扩散;③需要载体蛋白的协助,且需要消耗能量,为主动运输。
图2中两种膜对甘油、二氧化碳、氧气三种物质的通透性相同;人工膜对三种离子的通透性相同,并且均处于较低值,而生物膜对三种离子的通透性不同;生物膜对水分子的通透性大于人工膜。
(1)据图可知,结构甲是磷脂双分子层。转运方式③逆浓度梯度运输,除载体蛋白外,还需要【丙】ATP提供能量,属于主动运输。
(2)根据图2分析可知,生物膜和人工膜对甘油、CO2、O2的通透性相同,这些物质的跨膜运输的方式为自由扩散。
(3)根据图2分析可知,生物膜对K+、Na+、Cl-的通透性不同,这与生物膜运输K+、Na+、Cl-所需要的不同的转运蛋白有关,说明生物膜具有选择透过性的功能特点。
(4)根据图2分析可知,生物膜对水分子的通透性大于人工膜,说明H2O通过生物膜的转运方式包括图1中的①自由扩散和②协助扩散。
14.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)白头翁是临床常用中药,具有抗菌、抗炎等药理作用。白头翁皂苷(B4)是从其根茎中分离出来的活性物质。探究B4的跨膜转运机制有助于理解B4的作用机理。
(1)细胞膜是控制物质进出细胞的门户,这体现了细胞膜的功能特点是具有______性。研究者以人胚肾细胞为研究对象,用不同浓度B4处理细胞1小时,测定胞内B4含量(以每mg胞内蛋白中B4的量为标定)的变化,结果如图1.
结果表明,B4进入细胞的转运方式以被动运输为主,理由是______。
(2)用浓度为30μg·mL-1的B4处理细胞不同时间,记录胞内B4含量,结果如图2.而无细胞的含B4的培养液中B4含量不随时间增加而明显变化。对图2中B4含量在1小时达到峰值后下降的原因,提出三种假设,其中不合理的是______。
假设1:B4被细胞排出
假设2:B4不稳定,易发生自身降解
假设3:B4被细胞代谢为其他物质
(3)细胞膜上存在药物转运蛋白OC、OA和P,其中OC、OA为摄入型转运蛋白,P为外排型转运蛋白。为探究胞内B4含量下降的原因,研究者继续进行实验。
①分别用OC抑制剂、OA抑制剂和P抑制剂处理人胚肾细胞,检测B4处理后的人胚肾细胞内B4含量的变化,发现仅使用OC抑制剂处理组与对照组有显著差异,且胞内B4含量显著低于对照组。综合以上结果,请在下图中选择转运B4的蛋白,用箭头在其上标明转运方向____。
②为了进一步确定胞内B4含量下降并非由于细胞对其外排所引起,还应补充的实验是______(思路)。
【答案】(1)选择透过 胞内B4含量与B4浓度呈正相关
(2)假设2
(3)将含有B4的细胞放在不含B4的培养液中,一段时间后检测培养液中是否出现B4
【解析】自由扩散不需要转运蛋白参与,不消耗能量,协助扩散需要转运蛋白,不消耗能量,主动运输需要载体蛋白,需要消耗能量。
(1)细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,这体现了细胞膜具有选择透过性。由图1可知,胞内B4含量与B4质量浓度呈正相关(胞内B4含量随B4浓度增加而上升),所以B4进入细胞的转运方式以被动运输为主。
(2)用浓度为30μg·mL-1的B4处理细胞不同时间,记录胞内B4含量,图2中B4含量在1小时达到峰值后下降。假设1中B4被细胞排出,因为细胞具有一定的物质转运功能,有可能将进入细胞的B4排出,从而导致胞内B4含量下降,该假设合理;假设2中B4不稳定,易发生自身降解,这会导致有细胞和无细胞存在时,B4含量均会降低,而题干描述无细胞的含B4的培养液中B4含量不随时间增加而明显变化,该假设不合理;假设3中B4被细胞代谢为其他物质,细胞内存在各种代谢途径,可能将B4代谢为其他物质,导致胞内B4含量下降,该假设合理,所以不合理的是假设2。
(3)①分别用OC抑制剂、OA抑制剂和P抑制剂处理人胚肾细胞,检测B4处理后的人胚肾细胞内B4含量的变化,发现仅使用OC抑制剂处理组与对照组有显著差异,且胞内B4含量显著低于对照组,说明B4进入细胞主要依赖OC转运蛋白,即B4进入细胞的方式是协助扩散(依赖OC转运蛋白的协助扩散),对应的图形如图所示。
②为了进一步确定胞内B4含量下降并非由于细胞对其外排所引起,应补充的实验思路是:将含有B4的细胞放在不含B4的培养液中,一段时间后检测培养液中是否出现B4,如果培养液中没有出现B4,则说明胞内B4含量下降不是由于细胞外排引起的。
15.(25-26高一上·北京汇文中学教育集团·期中)细胞生命活动离不开水,科研人员针对水分子的跨膜运输进行系列研究。
(1)水分子可以通过______方式透过细胞膜的磷脂双分子层,也可以通过______方式进出细胞,前者运输速率慢,后者快。
(2)蛋白A是存在于多种动物细胞膜表面的蛋白质,对蛋白A的功能进行探究。
①研究者选取细胞膜上缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验,处理及结果如下。
组别
实验处理
处理后将细胞置于蒸馏水中观察
0.5 min
1.5 min
2.5 min
3.5 min
实验组
向蛙卵母细胞注入蛋白A的mRNA
对照组
向蛙卵母细胞注入微量水
注:卵母细胞接受蛋白A的mRNA后可以合成蛋白A,并将其整合到细胞膜上
由实验结果可以得出的结论是______。此实验结果不能确定蛋白A是水通道蛋白。
②研究者继而利用双层磷脂分子围成的球形脂质体(不含蛋白质)进行实验,为“蛋白A是水通道蛋白”的结论提供了更有力的证据,其中实验组的相应处理及结果应为______。(选填下列字母)
a.将蛋白A整合到脂质体上 b.普通的脂质体
c.将相应脂质体放入蒸馏水中 d.将相应脂质体放入高浓度NaCl溶液中
e.脂质体涨破时间比对照组短 f.脂质体涨破时间比对照组长
(3)花的开放对于成功授粉至关重要,部分植物的花能够反复开合,主要是相关细胞膨压变化引起,细胞膨压即植物细胞吸水膨胀后对细胞壁产生的压力。龙胆花低温下发生闭合,而在转移至正常生长温度且有光照的条件下会重新开放,水通道蛋白在该过程中发挥了重要作用,其相关机理如图所示。由图可知,蛋白激酶GsCPK16使细胞膜上的水通道蛋白磷酸化会引起水通道蛋白的______改变而增强其运输能力,囊泡去磷酸化后_____,从而利于水的跨膜运输。据图分析并概括,龙胆花冠近轴表皮细胞在环境变化时如何调整水通道蛋白实现调控花的重新开放的机制。
【答案】(1)自由扩散 协助扩散
(2)卵母细胞膜上整合蛋白A后,对水的通透性明显增加 ace
(3)空间结构 转移到细胞膜
【解析】水分子的运输方式有自由扩散和协助扩散方式,更多的是借助膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进入细胞。
(1)水分子可以通过自由扩散方式通过细胞膜的磷脂双分子层,也可以借助膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进入细胞。
(2)由图示结果可知,卵母细胞膜上整合蛋白A后,对水的通透性明显增加。此实验结果不能确定蛋白A是水通道蛋白。 研究者继而利用磷脂双分子层围成的球形脂质体(不含蛋白质)进行实验,为“蛋白A是水通道蛋白”的结论提供了更有力的证据,其中实验组的相应处理及结果应为:将蛋白A整合到脂质体上,将相应脂质体放入清水中,脂质体体积迅速增大。bd是对照组的操作和结果,故应选ace。
(3)由图可知,蛋白激酶GsCPK16使细胞膜上的水通道蛋白磷酸化会引起水通道蛋白的空间结构改变而增强其运输能力,囊泡去磷酸化后转移到细胞膜,从而利于水的跨膜运输。
16.(25-26高一上·北京交大附中·期中)下图为肝细胞膜运输葡萄糖分子的示意图。请回答问题:
(1)葡萄糖进入肝细胞的运输方式是____________,当血糖浓度升高时,葡萄糖进入肝细胞合成___________,以降低血糖浓度;葡萄糖进入小肠上皮细胞的运输方式是__________。
(2)载体的两种状态是蛋白质的_____________发生改变的结果。
(3)该载体不能运送氨基酸分子进入肝细胞,体现了载体具有__________性。
【答案】(1)易化扩散(协助扩散) 肝糖原 主动运输
(2)空间结构
(3)专一
【解析】据图分析,葡萄糖分子的运输方向是从高浓度一侧运输到低浓度一侧,需要载体蛋白的协助,但不需要能量,属于易化扩散(协助扩散)。
(1)图中可见葡萄糖进入肝细胞是顺浓度梯度且需要载体蛋白,所以运输方式是易化扩散(协助扩散)。血糖升高时,葡萄糖进入肝细胞合成肝糖原以降低血糖。葡萄糖进入小肠上皮细胞的运输方式是主动运输。
(2)载体的两种状态是蛋白质的空间结构发生改变的结果。
(3)该载体只能转运葡萄糖,不能运送氨基酸分子,体现了载体具有专一性。
【点睛】本题考查物质跨膜运输,意在考查考生能从课外材料中获取相关的生物学信息,并能运用这些信息,结合所学知识解决相关的生物学问题。
17.(25-26高一上·北京理工大学附属中学·期中)下图为肝细胞膜运输葡萄糖分子的示意图。请回答问题:
(1)葡萄糖进入肝细胞的运输方式是__________,当血糖浓度升高时,葡萄糖进入肝细胞合成__________储存从而降低血糖浓度。调控这一过程的激素是________。
(2)载体的两种状态是蛋白质的__________发生改变的结果。
(3)该载体不能运送氨基酸分子进入肝细胞,体现了载体具有__________性。
【答案】(1)协助扩散 肝糖原 胰岛素
(2)空间结构
(3)专一(或特异性)
【解析】物质运输方式:
(1)被动运输:分为自由扩散和协助扩散:①自由扩散:顺浓度梯度运输;不需要载体;不需要消耗能量。②协助扩散:顺浓度梯度运输;需要载体参与;不需要消耗能量。
(2)主动运输:能逆浓度梯度运输;需要载体;需要消耗能量。
(3)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。
(1)据题图可知,葡萄糖分子的运输方向是从高浓度一侧运输到低浓度一侧,需要载体蛋白的协助,但不需要能量,属于协助扩散。当血糖浓度升高时,葡萄糖进入肝细胞合成肝糖原储存从而降低血糖浓度,调控这一过程的激素是胰岛素。
(2)据题图可知,载体的两种状态是蛋白质的空间结构发生改变的结果。
(3)通常一种载体蛋白只能运输一种或一类物质,该载体能运输葡萄糖,不能运输氨基酸分子,体现了载体具有专一性(或特异性)。
18.(25-26高一上·北京延庆·期中)硒是人和动物必需的微量元素,在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐()等形式存在,某些微生物能将还原为低毒性的单质硒。请回答下列问题。
(1)由于细胞膜在功能上具有________性,无法自由通过,需要借助膜上的________进出细胞。
(2)科研人员选用细菌H作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究,实验设计及结果见下表。
组号
处理条件
的吸收速率
(nmol/109个细胞)
Ⅰ
将细菌H放入液体培养基(对照)
5
Ⅱ
将部分I组细菌放入含AgNO3(水通道蛋白抑制剂)的液体培养基中
1
Ⅲ
将部分I组细菌放入含2,4-DNP(细胞呼吸抑制剂)的液体培养基中
4
Ⅳ
将部分I组细菌放入含(亚硫酸盐)的液体培养基中
<0.5
比较Ⅲ组和Ⅰ组,推测主要以________方式进入细菌H。Ⅰ组和Ⅳ组实验结果表明________。
(3)为验证水通道蛋白A在细菌H吸收过程中的功能,科学家对A基因进行改造,得到下图所示结果,推测A蛋白在细菌H吸收中起着关键作用。作出此推测的依据是________。
(4)综合上述实验结果,你认为选用细菌H作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究可能有哪些应用价值。___________(答出一点即可)
【答案】(1)选择透过 转运蛋白
(2)协助扩散 对的跨膜运输具有抑制作用
(3)A基因突变的细菌H(菌株2)的SeO32-吸收速率显著低于正常的细菌H(菌株1);转入正常A基因的细菌H突变体(菌株3)完全恢复SeO32-吸收能力(高于菌株2,与菌株1接近)
(4)实现高硒环境的硒生物修复 (环境硒污染的处理)/实现硒元素回收利用/提高细菌对硒的吸收和生物转化能力
【解析】细胞膜主要由蛋白质和磷脂双分子层构成,磷脂双分子层外部(头部)是亲水的,内部(尾部)是疏水的。细胞膜的结构特点:具有一定的流动性;细胞膜的功能特点:具有选择透过性。
(1)细胞膜的功能特点为具有选择透过性,故由于细胞膜在功能上具有选择透过性,SeO32-无法自由通过,需要借助膜上的转运蛋白进出细胞。
(2)细胞呼吸抑制剂会抑制细胞的呼吸作用,减少能量的供应,比较Ⅲ组和Ⅰ组,加入细胞呼吸抑制剂的实验组的SeO32-的吸收速率与对照组的吸收速率差别不大,基本相等,说明SeO32-吸收不消耗能量,不过其带电荷,需要膜上转运蛋白的协助,为协助扩散。Ⅳ组的处理是将部分I组细菌放入含亚硫酸盐(SO32-)的液体培养基中,结果SeO32-的吸收速率大大降低,Ⅰ和Ⅳ组结果表明SO32-对SeO32-的跨膜运输具有抑制作用。
(3)分析题图:A基因突变的细菌H(菌株2)的SeO32-吸收速率显著低于正常的细菌H(菌株1);转入正常A基因的细菌H突变体(菌株3)完全恢复SeO32-吸收能力(高于菌株2,与菌株1接近),故推测A 蛋白在细菌H 吸收SeO32-中起着关键作用。
(4)由(3)可知,细菌H具有吸收SeO32-的作用,研究细菌的硒跨膜运输可能可以实现高硒环境的硒生物修复(环境硒污染的处理) ;实现硒元素回收利用;提高细菌对硒的吸收和生物转化能力。
考点4 主动运输
1.(25-26高一上·北京理工大学附属中学·期中)人体中, K+很容易穿过细胞膜,但许多细胞内部的 K+比这些细胞外部的 K+浓度要高,如人的红细胞中 K+的浓度比血浆中 K+的浓度高 30 倍。这种物质进入细胞的方式属于( )。
A.自由扩散 B.协助扩散 C.被动运输 D.主动运输
【答案】D
【解析】A、自由扩散的运输方向是从高浓度向低浓度一侧扩散,而题干中钾离子是从低浓度向高浓度一侧运输,A错误;
B、协助扩散的运输方向也是从高浓度向低浓度一侧扩散,B错误;
C、自由扩散和协助扩散统称为被动运输,C错误;
D、主动运输的特点是物质由低浓度向高浓度一侧运输,符合题意,D正确。
故选D。
2.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)需要转运蛋白协助通过膜的一组物质是( )
A.O2、CO2 B.CO2、K+ C.Na+、氨基酸 D.胆固醇、乙醇
【答案】C
【解析】水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等通过自由扩散进出细胞。葡萄糖进入红细胞属于协助扩散。离子进出细胞为协助扩散或主动运输。协助扩散和主动运输需要转运蛋白的参与。
A、O2和CO2的运输均属于自由扩散,运输过程中均不需要转运蛋白的协助,A错误;
B、CO2的运输属于自由扩散,运输过程中均不需要转运蛋白的协助,K+属于主动运输,需要转运蛋白的协助,B错误;
C、Na+和氨基酸进入身体其他细胞均属于主动运输,主动运输均需要转运蛋白的协助,C正确;
D、胆固醇与磷脂具有相容性,因此可以通过自由扩散的方式进出细胞,乙醇进出细胞也属于自由扩散,不需要转运蛋白的协助,D错误。
故选C。
3.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)甲(○)、乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如下图(颗粒的多少表示浓度的高低),在进行跨膜运输时,下列说法正确的是( )
A.乙进入细胞一定有载体蛋白的参与
B.乙运出细胞一定有载体蛋白的参与
C.甲进入细胞一定需要能量
D.甲运出细胞一定不需要能量
【答案】A
【解析】据图可知胞外甲(○)多于胞内、乙(●)胞外低于胞内,因此甲进入细胞为顺浓度梯度运输,乙进入细胞为逆浓度梯度运输,为主动运输。
A、由图可知乙在细胞外浓度低于细胞内,进入细胞应该是主动运输,需要能量和载体蛋白参与,A正确;
B、乙出细胞是高浓度到低浓度,可能是自由扩散,不需要载体蛋白,B错误;
C、甲在细胞膜外浓度高于细胞内,进入细胞可能是自由扩散,不需要能量,C错误;
D、甲出细胞是从低浓度到高浓度,属于主动运输,需要能量,D错误。
故选A。
4.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)下图是一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述,错误的是( )
A.载体①能够逆浓度运输溶质分子
B.载体②具有ATP水解酶的活性
C.载体①和②转运溶质分子方式不同
D.载体②转动溶质分子不消耗ATP
【答案】B
【解析】分析题图可知,载体①运输钠离子是从低浓度向高浓度运输,属于主动运输,载体②运输的物质是从高浓度向低浓度运输,是协助扩散。
载体①运输钠离子是从低浓度向高浓度运输,即逆浓度运输溶质分子,A正确;
载体②是顺浓度梯度运输,不消耗能量,因此不具有ATP酶活性,B错误;
由分析可知,①是主动运输,②是协助扩散,C正确;
D、②是协助扩散,协助扩散需要载体蛋白协助,但不需要消耗能量,D正确。
答案选B。
【点睛】解答本题关键能理清物质运输方式的实例以及判断方法,总结如下:
(1)根据分子大小与对载体、能量的需要进行判断
(2)根据运输方向进行判断
逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。
5.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)如图为动物细胞内某些物质运输方式模式图,下列说法正确的是( )
A.方式1所示转运不具有特异性
B.溶酶体内pH高于细胞质基质
C.方式3转运溶质属于主动运输
D.三种运输方式体现膜的流动性
【答案】C
【解析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需转运蛋白协助,不消耗细胞产生的能量;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要转运蛋白协助,不需要消耗细胞产生的能量;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要转运蛋白协助,消耗细胞产生的能量。
A、方式1所示转运为需要载体蛋白的主动运输,具有特异性,A错误;
B、图中H+进入溶酶体需要消耗能量,属于主动运输,从低浓度到高浓度,因此推测溶酶体内H+浓度高,即溶酶体内pH低于细胞质基质,B错误;
C、Na+进入细胞是高浓度到低浓度,浓度差势能为溶质进入细胞提供能量,因此溶质进入细胞的方式是间接消耗ATP的主动运输,C正确;
D、三种运输方式体现膜的选择透过性,D错误。
故选C。
6.(25-26高一上·北京第九中学·期中)长期滥用抗生素会导致细菌产生耐药性,研究表明大肠杆菌通过外排系统不断地排出持续涌入的抗生素分子,如图所示。下列分析中不正确的是( )
A.大肠杆菌属于原核生物,无成形细胞核
B.大肠杆菌外排大环内酯属于主动运输
C.大肠杆菌外排四环素属于协助扩散
D.同时添加转运蛋白抑制剂有助于降低细菌的耐药性
【答案】C
【解析】原核细胞与真核细胞相比,最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核(没有核膜、核仁和染色体);原核细胞只有核糖体一种细胞器,但部分原核细胞也能进行有氧呼吸和光合作用,如蓝细菌。原核生物含有细胞膜、细胞质结构,含有核酸和蛋白质等物质。
A、大肠杆菌是细菌,无成形的细胞核,A正确;
B、大肠杆菌外排大环内酯需要消耗ATP水解释放的能量,属于主动运输,B正确;
C、图中显示大肠杆菌外排四环素是从低浓度到高浓度,属于主动运输,C错误;
D、大肠杆菌通过外排系统不断地排出持续涌入的抗生素分子时需要转运蛋白参与,添加转运蛋白抑制剂不利于抗生素分子的排出,从而降低细菌的耐药性,D正确。
故选C。
7.(25-26高一上·北京八十中学·期中)ABC转运蛋白是一种以ATP为驱动能源的跨膜运输蛋白。能将多种药物泵出细胞,成为癌细胞对药物产生耐药性的重要原因。下图为ABC转运蛋白的工作机制。下列叙述错误的是( )
A.ABC转运蛋白跨膜区富含亲水基团,利于其嵌入磷脂双分子层
B.ABC转运蛋白通过结合和水解ATP完成药物的主动运输
C.ATP的结合位点位于细胞质膜内侧,转运物质时ABC转运蛋白构象改变
D.抑制ABC转运蛋白的表达在一定程度上可提高癌细胞对药物的敏感性
【答案】A
【解析】A、磷脂双分子层的内部是疏水环境,而ABC转运蛋白跨膜区若富含亲水基团,不利于嵌入磷脂双分子层(因为亲水基团易与水结合,难以在疏水的磷脂双分子层内部稳定存在),A错误;
B、从图中及题干可知,ABC转运蛋白以ATP为驱动能源,通过结合和水解ATP,能完成药物等物质逆浓度梯度的运输,属于主动运输,B正确;
C、ATP的结合位点位于细胞质膜内侧,在转运物质时,ABC转运蛋白会发生构象改变,从而实现物质的转运,C正确;
D、因为ABC转运蛋白能将药物泵出细胞,使癌细胞产生耐药性,那么抑制ABC转运蛋白的表达,就能减少药物被泵出,在一定程度上提高癌细胞对药物的敏感性,D正确。
故选A。
8.(25-26高一上·北京西城三十五中·期中)海滨滩涂、内陆盐碱地等区域,高浓度的盐使土壤渗透压升高,植物难以吸收水分;高盐环境还使细胞质中Na+积累,影响植物的正常生长。海水稻是耐盐碱水稻的俗称,可以在盐碱地种植生产,且具有吸收盐分改良土壤的作用。下图是海水稻根细胞耐盐碱性的相关的生理过程示意图。
(1)据图分析,海水稻根细胞吸收水的方式是______。
(2)据图分析海水稻对土壤盐碱化有一定耐受性的原因是______。(选填下列字母)
A.海水稻可以将Na+排出细胞
B.细胞外的Na+进入细胞
C.海水稻可以将Na+运入液泡
D.细胞外的H2O可以进入细胞
(3)研究人员对海水稻的抗盐机理及其对植物生长的影响进行了进一步研究,分别测得不同浓度NaCl培养液条件下,水稻根尖细胞所含内容物的相关数据,结果如图所示。
若以NaCl溶液浓度150mmol/L为界分为低盐和高盐胁迫,据图可知,随着NaCl溶液浓度的升高,该海水稻根尖细胞适应低盐和高盐胁迫的调节机制不同:前者主要是________,后者主要是______。
(4)与普通水稻相比,海水稻能在盐碱地生长良好,原因可能是海水稻根细胞的细胞液浓度比普通水稻高。现有配制好的一定浓度的蔗糖溶液,若要验证该结论,可设计如下实验进行验证(简单写出实验思路即可)。实验思路:________;实验结果:_________。
【答案】(1)“被动运输”或“自由扩散和协助扩散”
(2)AC
(3)提高细胞内无机盐的相对浓度 提高细胞内可溶性糖浓度
(4)实验思路:将海水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞置于该浓度的蔗糖溶液;观察对比两种细胞发生质壁分离的时间及程度 实验结果:海水稻根成熟区细胞发生质壁分离的时间较长、程度较小
【解析】物质跨膜运输的方式有被动运输和主动运输,被动运输包括自由扩散和协助扩散,自由扩散的特点是顺浓度梯度运输,不需要载体蛋白和能量;协助扩散的特点是顺浓度梯度,需要载体蛋白的协助,不需要消耗能量;主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白的协助,也需要消耗能量。
(1)从图中看出,水可以通过细胞膜直接进入细胞,这是自由扩散,同时还可以通过细胞膜上的通道蛋白进入细胞,这是协助扩散,综上,海水稻根细胞吸收水的方式是自由扩散和协助扩散,二者均属于被动运输。
(2)A、海水稻将Na+排出细胞可以减少Na+对细胞的伤害,所以海水稻对土壤盐碱化有一定的耐受性,A符合题意;
B、细胞外的Na+进入细胞会对细胞造成伤害,不是海水稻对土壤盐碱化有一定耐受性的原因,B不符合题意;
C、海水稻可以将Na+运入液泡,可以降低细胞质基质中Na+浓度,是海水稻对土壤盐碱化有一定耐受性的原因,C符合题意;
D、细胞外的H₂O可以进入细胞不是海水稻对土壤盐碱化有一定耐受性的原因,D不符合题意。
故选AC。
(3)分析图可知,当NaCl溶液浓度低于150mmol/L时(低盐胁迫),随着NaCl溶液浓度的升高,根尖细胞内无机盐的浓度逐渐增加;当NaCl溶液浓度高于150mmol/L时(高盐胁迫),随着NaCl溶液浓度的升高,根尖细胞内可溶性糖浓度大幅度增加,可见该海水稻根尖细胞适应低盐和高盐胁迫的调节机制不同,前者主要是逐步提高细胞内无机盐的相对浓度,后者主要是大幅度提高细胞内可溶性糖浓度。
(4)根据实验目的,可知变量为水稻品种(海水稻、普通水稻),故可将海水稻根的成熟区细胞和普通水稻根的成熟区细胞置于该浓度的蔗糖溶液,进行质壁分离实验,观察对比两种细胞发生质壁分离的时间及程度,由于海水稻细胞液浓度较高,所以海水稻根成熟区细胞发生质壁分离的时间较长,同时程度较小。
9.(25-26高一上·北大附中·期中)胡杨是我国抗盐碱的重要林木树种。胡杨的根细胞通过调节相关物质的运输来抵抗盐胁迫,相关离子转运过程如图所示。回答下列问题:
(1)植物根毛细胞从土壤溶液中吸收水分依赖于根毛的细胞液浓度_______(选填“大于”或“等于”或“小于”)土壤溶液浓度。此外,根毛细胞还能根据自身生理需求从土壤溶液吸收特定的无机盐离子,这体现了细胞膜的_______性。
(2)由图可知,H+通过H+-ATP酶不仅能从细胞质基质运入液泡,还能从细胞质基质运出细胞外,由此推测,细胞膜外、细胞质基质以及液泡中,这三处溶液的H+浓度最小的是_______。
(3)盐胁迫下Na+快速进入根细胞,使细胞质基质内积累大量Na+,而Na+会抑制绝大多数酶的活性。由图可知,Na+会以_______的方式进入液泡或排出细胞,从而避免细胞质基质内Na+的大量积累,以维持细胞正常的生理功能。
(4)水分子进入胡杨根细胞存在两种跨膜运输机制:一种是通过磷脂双分子层的自由扩散,另一种是通过水通道蛋白的协助扩散。某同学设计以下实验进行验证。
实验步骤:
a.将生理状态相同的胡杨根细胞去除细胞壁获得原生质体,均分为甲、乙两组。
b.甲组不作处理,乙组用_______处理。
c.将甲、乙两组细胞制成装片,在盖玻片一侧滴清水,另一侧用吸水纸吸引,一段时间后,在显微镜下观察并记录破裂的原生质体数目。
若实验观察到_______,则说明水分子进入胡杨根细胞存在自由扩散和水通道蛋白介导的协助扩散两种跨膜运输方式。
【答案】(1)大于 选择透过
(2)细胞质基质
(3)主动运输
(4)水通道蛋白抑制剂 一定的时间内,两组原生质体均破裂;且甲组原生质体破裂数目(破裂比例)高于乙组
【解析】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。自由扩散是从高浓度到低浓度,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,需要转运蛋白;主动运输从低浓度到高浓度,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。
(1)植物根毛细胞吸水时,细胞液浓度大于土壤溶液浓度,水分子顺浓度梯度进入细胞。根毛细胞选择吸收无机盐离子,体现细胞膜的选择透过性。
(2) H+-ATP酶运输H+消耗ATP(主动运输),使细胞质基质中H+浓度降低,细胞膜外和液泡中H+浓度升高(pH低)。所以三处溶液中H+浓度最小的是细胞质基质。
(3) 由图可知,Na+进入液泡时,借助液泡膜上的转运蛋白,且伴随H+顺浓度梯度运输(利用H+电化学梯度),属于主动运输(需要转运蛋白,消耗能量)。Na+排出细胞时,通过细胞膜上的转运蛋白,利用H+顺浓度梯度运输的势能,也是主动运输,从而减少细胞质基质中Na+积累。
(4)实验中,甲组不作处理,乙组用水通道蛋白抑制剂处理,观察破裂的原生质体数目。因为若存在水通道蛋白介导的协助扩散,乙组抑制水通道蛋白后,吸水速率变慢,原生质体体积变化小;甲组可通过自由扩散和协助扩散吸水,体积增大,可能导致原生质体破裂。实验结论:若一定的时间内,两组原生质体均破裂,且甲组原生质体破裂数目(破裂比例)高于乙组,说明水分子进入细胞有自由扩散(乙组和甲组都可进行)和水通道蛋白介导的协助扩散(甲组可进行,乙组因抑制剂受抑制)两种方式。
10.(25-26高一上·北京八十中学·期中)研究发现,当水稻处于高盐环境中时,Na+会通过Na+通道大量进入根部细胞,同时抑制K+进入细胞,导致细胞内的Na+和K+比例异常,从而影响细胞的代谢活动。我国科研团队培育出耐盐碱的新型海水稻品种,该品种海水稻可通过细胞膜和液泡膜上的Ca2+通道调节细胞质中的Ca2+浓度。已知Ca2+浓度改变可通过影响HKT1和AKT1的活性(HKT1和AKT1分别属于一种Na+通道蛋白与K+通道蛋白),进而使细胞内的Na+和K+比例恢复正常,以提高植物的耐盐碱能力。海水稻耐盐有关的部分生理过程如图所示,ATP属于细胞内的能量物质,它分解成ADP的过程中会释放能量,图中箭头表示物质运输方向,回答下列问题:
(1)图中细胞膜和液泡膜上的Ca2+通道运输Ca2+的方式属于_____,根据资料分析,细胞质基质中的Ca2+浓度升高会_____,(填写下列选项)使细胞内的蛋白质合成恢复正常。
A.激活HKT1的活性,激活AKT1的活性B.激活HKT1的活性,抑制AKT1的活性
C.抑制HKT1的活性,激活AKT1的活性D.抑制HKT1的活性,抑制AKT1的活性
(2)液泡膜上的NHX运输Na+的方式为主动运输的一种,液泡内H+浓度下降会_____(填“提高”或“降低”)NHX运输Na+的速度,理由是_____。盐碱环境中植物根毛细胞的液泡中会富集大量Na+,请你推测其意义是_____。
(3)根据以上分析,为提高新型海水稻耐盐能力,施肥时应注意搭配一定量的_____。
【答案】(1)协助扩散 C
(2)降低 液泡膜上的NHX运输Na+的方式为主动运输,该运输过程中运用了H+通过NHX顺浓度梯度运输产生的化学势能,而液泡内外H+浓度差减小,影响了H+通过NHX顺浓度梯度运输过程,产生的化学势能减少 盐碱环境中植物细胞液泡通过富集Na⁺使细胞液浓度升高,这避免了细胞质中Na⁺浓度过高对细胞代谢造成的不利影响,并且还通过调节渗透压促进根细胞吸水
(3)钙肥
【解析】1、被动运输:物质以扩散的方式进出细胞,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,包括自由扩散和协助扩散。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。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。转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。
2、主动运输: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释放的能量,这种方式叫做主动运输。
3、据题意可知,在高盐胁迫下,当盐浸入到根周围的环境时,Na+从高浓度的土壤溶液进入低浓度的细胞内,借助通道蛋白HKT1以协助扩散方式大量进入根部细胞,同时抑制K+进入细胞,导致细胞中Na+/K+的比例异常。耐盐碱的海水稻可通过细胞膜和液泡膜上的Ca2+通道调节细胞质中的Ca2+浓度,已知Ca2+浓度改变可通过影响HKT1和AKT1的活性,由于HKT1能协助Na+进入细胞,AKT1能协助K+进入细胞。要使细胞中Na+/K+的比例恢复正常,则细胞质基质中的Ca2+抑制HKT1运输Na+,激活AKT1运输K+。同时,一部分离子被运入液泡内,导致细胞液的渗透压升高,促进根细胞吸水,以提高植物的耐盐碱能力。
【解析】(1)Ca²⁺通过细胞膜和液泡膜上的通道蛋白运输,通道蛋白属于转运蛋白的一种,参与协助扩散,因此图中细胞膜和液泡膜上的Ca2+通道运输Ca2+的方式属于协助扩散。HKT1是Na⁺通道蛋白,AKT1是 K⁺通道蛋白。高盐环境中Na⁺过量进入、K⁺吸收受抑导致离子比例异常,要恢复正常比例,需减少 Na⁺进入、促进K⁺进入,因此Ca²⁺浓度升高应抑制HKT1活性(阻止 Na⁺过量进入),激活AKT1活性(促进 K⁺吸收),C正确,ABD错误。
故选C。
(2)根据题意,液泡膜上的NHX运输Na+的方式为主动运输,由图可知,该运输过程中运用了H+通过NHX顺浓度梯度运输产生的化学势能,液泡内H+浓度下降使液泡内外H+浓度差减小,使H+顺浓度梯度运输受到抑制,产生的化学势能减少,因此会使NHX运输Na+的速度降低。盐碱环境中植物细胞液泡通过富集Na⁺使细胞液浓度升高,这避免了细胞质中Na⁺浓度过高对细胞代谢造成的不利影响,并且还通过调节渗透压促进根细胞吸水,以提高植物的耐盐碱能力。
(3)根据题意,耐盐碱的海水稻可通过细胞膜和液泡膜上的Ca2+通道调节细胞质中的Ca2+浓度,已知Ca2+浓度改变可通过影响HKT1和AKT1的活性,进而使细胞内的Na+和K+比例恢复正常,以提高植物的耐盐碱能力,因此为提高新型海水稻耐盐能力,施肥时应注意搭配一定量的钙肥。
11.(25-26高一上·北京延庆·期中)高盐环境下粮食作物会大量减产。为研究植物的耐盐机理,科研人员将耐盐植物滨藜和不耐盐植物柑橘分别置于不同浓度NaCl溶液中培养,一段时间后测定并计算生长率,结果如图1.请回答问题:
(1)据图1分析,与植物A相比,植物B耐盐范围_____,可推知植物B是滨藜。
(2)植物处于高盐环境中,细胞外高浓度的Na+ 通过图 2 中的通道蛋白以_____的方式进入细胞,导致细胞质中Na+ 浓度升高。
(3)随着外界NaCl浓度的升高,植物A逐渐出现萎蔫现象,这是由于外界NaCl浓度_____细胞液浓度,细胞失水。细胞中Na+和Cl-的浓度进一步升高,蛋白质逐渐变性,酶活性降低,细胞代谢_____,因此在高盐环境中植物 A 生长率低。
(4)据图2分析,植物B处于高盐环境中,细胞内Ca2+ 浓度升高,促使Na+ 进入_____;同时激活_____,将Na+ 排出细胞,从而使细胞质中Na+ 的浓度恢复正常水平,缓解蛋白质变性。
【答案】(1)更广
(2)协助扩散
(3)大于 减弱
(4)液泡 (细胞膜上的)S蛋白
【解析】载体蛋白和通道蛋白都是细胞膜上的运输物质的载体,其区别主要是载体蛋白包括主动运输的蛋白质,也包括协助扩散的蛋白质,通道蛋白是协助扩散的蛋白质。1、载体蛋白:载体蛋白能够与特异性溶质结合,载体蛋白既参与被动的物质运输,也参与主动的物质运输,载体蛋白运输物质的动力学曲线具有膜结合酶的特征,运输速度在一定浓度时达到饱和,不仅可以加快运输速度,也增大物质透过质膜的量,载体蛋白的运输具有专业性和饱和性。2、通道蛋白:通道蛋白是衡化质膜的亲水性通道,能使适宜大小的分子及带电荷的分子通过简单的自由扩散运动,从质膜的一侧转运到另一侧,通道蛋白的运输作用具有选择性,属于被动运输,在运输过程中不会与被运输的分子结合,也不会移动。
(1)图1的横坐标是外界NaCl的浓度,结合图1结果可知,植物B的耐盐范围更广。
(2)通道蛋白介导的都不需要能量,为协助扩散。
(3)外界NaCl浓度大于细胞液浓度,细胞失水,植物A逐渐出现萎蔫现象;细胞代谢几乎都是酶催化的反应,若酶活性降低,细胞代谢减弱。
(4)细胞内Ca2+ 浓度升高,作用于液泡上的N蛋白,促进Na+进入液泡;Ca2+ 浓度升高,同时激活细胞膜上的S蛋白,将Na+ 排出细胞,从而使细胞质中Na+ 的浓度恢复正常水平。
【点睛】本题主要考查物质出入细胞方式,要求学生有一定的理解分析能力。
12.(25-26高一上·北京丰台·期中)盐碱地在我国的分布范围广、面积大,种植耐盐碱的“海水稻”不仅能够提高粮食产量,还能改善盐碱地的土壤肥力。
(1)一般而言,植物通过主动运输吸收土壤中的无机盐,需要消耗________,并依赖膜上的________蛋白。
(2)海水稻的部分耐盐机制如图所示,通过细胞膜与液泡膜上的Na+/H+泵,借助共转运H+形成的势能,将Na+逆浓度运往________,降低细胞质中Na+的浓度,减轻盐害。液泡也积累了Na+,提高了________的浓度,从而保证海水稻根细胞具有较强的吸水能力。
(3)推测液泡膜上应另有一种运输H+的转运蛋白,以维持液泡中的H+浓度,请在图中虚线框内标出H+的转运方向。
(4)为探究海水稻根细胞吸收Na+的方式是主动运输还是被动运输,研究者设计如下实验:将海水稻分为等量两组,甲组加入破坏细胞呼吸的试剂,乙组不加入,检测细胞对Na+的吸收速率。若________,则为主动运输。
【答案】(1)能量 载体
(2)细胞外和液泡 细胞液
(3)
(4)甲组对Na+的吸收速率明显低于乙组
【解析】小分子物质进出细胞的方式有自由扩散、协助扩散和主动运输。主动运输需要消耗能量,需要载体蛋白的协助。
(1)植物通过主动运输吸收土壤中的无机盐,主动运输需要消耗能量,并依赖膜上的载体蛋白。
(2)由图及题意可知,通过细胞膜与液泡膜上的Na+/H+泵,借助其共转运形成的势能,将Na+逆浓度运住液泡和细胞外,降低细胞质中Na+的浓度,减轻盐害;液泡也积累了Na+,提高细胞液的浓度,从而保证海水稻根细胞具有较强的吸水能力。
(3)为维持液泡中的H+浓度,H+的转运方向是从细胞质基质运往液泡(使液泡内H+浓度保持相对稳定)。
(4)主动运输需要消耗能量,被动运输不需要消耗能量。甲组加入破坏细胞呼吸的试剂,会抑制细胞呼吸,减少能量供应;乙组不加入,细胞呼吸正常,能量供应正常。若甲组对Na+的吸收速率明显低于乙组,则说明海水稻根细胞吸收Na+需要消耗能量,属于主动运输。
13.(25-26高一上·北京十五中·期中)为解决盐胁迫对农作物产量的影响,科学家利用模式植物拟南芥开展研究。
(1)根据图1,正常情况下,细胞膜上无活性的载体蛋白S1进入细胞后形成囊泡,最终进入液泡被降解,此过程依赖细胞膜具有的___________的结构特点。盐胁迫条件下,S1可被激活,将Na+转运到细胞外,Na+跨膜动力来自于细胞建立的H+浓度梯度,S1转运Na+的跨膜运输方式是___________。
(2)请根据图1完善盐胁迫条件下细胞的耐盐机制_________(选填字母)。
a.S1内吞后被分选至液泡膜,但不会进入液泡中降解
b.S1将细胞质基质中的Na+富集至液泡内
c.S1将细胞质基质中的Na+排到细胞外
(3)另有研究表明S2会抑制液泡与囊泡的融合,导致液泡碎片化。为探究液泡碎片化对植物耐盐性的影响,研究人员制备液泡碎片化的拟南芥植株进行实验。
①图2结果表明,盐胁迫下碎片化的液泡有助于增强植物的耐盐性,判断依据为___________。
②请从结构与功能的角度分析液泡碎片化的适应性意义:___________。
【答案】(1)流动性 主动运输
(2)
(3)高盐浓度下液泡碎片化的植株根长显著高于正常液泡植株,而正常浓度下二者无显著差异 液泡膜表面积增大,增加了S1在膜上的分布,有助于细胞质基质中Na*富集至液 泡(合理即可)
【解析】1、自由扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,不需要载体蛋白协助,不消耗能量。
2、协助扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,还需要膜上的转运蛋白的协助,不消耗能量。
3、主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白协助,需要消耗能量。
【解析】(1)根据图1,正常情况下,细胞膜上无活性的载体蛋白S1进入细胞后形成囊泡,最终进入液泡被降解,这体现了细胞膜具有流动性的结构特点。盐胁迫条件下,S1可被激活,将Na+转运到细胞外,Na+跨膜动力来自于细胞建立的H+浓度梯度,说明Na+的需要载体蛋白的协助,且消耗能量,则S1转运Na+的跨膜运输方式是主动运输。
(2)据图1可知,位于细胞膜上的S1将细胞质基质中的Na+排到细胞外,从而降低细胞质基质中的Na+,S1内吞后被分选至液泡膜,但不会进入液泡中降解,形成了碎片化的液泡,S1将细胞质基质中的Na+富集至液泡内,从而降低细胞质基质中的Na+。所以盐胁迫条件下细胞的耐盐机制如图:
(3)①如图2,在高盐浓度的溶液中液泡碎片化比液泡正常植株的根长更长,而正常浓度下二者无 显著差异,说明盐胁迫下碎片化的液泡有助于增强植物的耐盐性。
②液泡碎片化,增大的膜面积,有利于S1结合在液泡膜上,促进液泡吸收Na+,从而降低细胞质基质中的Na+浓度,体现了结构决定功能的特点。
14.(25-26高一上·北京延庆·期中)学习下列材料,回答(1)~(5)题。
ABC转运蛋白
ABC转运蛋白是分布极广的一类膜蛋白家族。典型的ABC转运蛋白是一种单向底物转运体,可结合ATP并使之水解产生能量以实现对各类底物分子的跨膜转运,包括某些离子、糖类、氨基酸及原核细胞分泌蛋白等。
根据底物分子运输方向,ABC转运蛋白可分为外向转运蛋白和内向转运蛋白,外向转运蛋白存在于所有生物体内,而内向转运蛋白仅存在于细菌和植物中。
如图所示,ABC转运蛋白通常由TMD和NBD组成。TMD作用是构成介导底物穿过细胞膜的机械性通道,NBD与ATP水解相关。在不同的转运阶段,两个NBD的结合状态与开口方向是动态变化的,NBD接收信息后,结合ATP并水解产生能量进而控制TMD空间结构的变化,以完成对底物分子的转运。其中外向转运蛋白的TMD可以直接与在胞内的底物分子结合,启动整个转运过程。而内向转运蛋白则是外周蛋白SBP捕获识别底物,形成底物-外周蛋白复合体后呈递给TMD,进而使处于外周蛋白中的底物分子脱落,并通过TMD结构进入胞内。基于对ABC转运蛋白的晶体结构的解析可知,SBP与TMD、TMD与TMD之间是通过改变构象来完成对底物的摄取、传输和释放。
ABC转运蛋白在细胞中普遍存在,研究其结构与作用机制对于人们进一步认识生命,治疗相关疾病具有重要意义。
(1)由ABC转运蛋白参与的跨膜运输方式属于________,相比于自由扩散,该种运输方式的不同之处________(至少写出两点)。
(2)如图所示,ABC内向转运蛋白运输底物的过程中,底物与外周蛋白SBP结合后,_____→_____→_____→_____,底物最终被送入胞内。
A.NBD与TMD构象发生改变 B.TMD将信号传递到NBD C.NBD激活,启动结合ATP水解 D.底物分子传递到TMD
(3)结合本文信息分析,以下叙述不合理的是________。
A.大肠杆菌通过ABC外向转运蛋白分泌蛋白质
B.植物细胞通过ABC内向转运蛋白吸收MoO42-
C.动物细胞通过ABC内向转运蛋白吸收氨基酸
D.动物细胞通过ABC外向转运蛋白排出Cl-
【答案】(1)主动运输 逆浓度梯度运输,需要载体蛋白,消耗能量
(2)D B C A
(3)C
【解析】物质出入细胞的方式主要包括自由扩散、协助扩散、主动运输以及胞吞胞吐。自由扩散:顺浓度运输,不需要载体蛋白,不需要消耗能量;协助扩散:顺浓度运输,需要载体蛋白,不需要消耗能量;主动运输:逆浓度运输,需要载体蛋白,需要消耗能量;胞吞胞吐:一般运输大分子物质,可以是固体也可以是液体,需要消耗能量。
(1)据题干信息可知,ABC转运蛋白在转运物质时需要ATP水解提供能量,因此由ABC转运蛋白参与的跨膜运输方式属于主动运输。主动运输需要载体蛋白,由低浓度到高浓度,需要消耗能量,而自由扩散不需要载体蛋白,由高浓度到低浓度,不需要消耗能量,因此相比于自由扩散,该种运输方式的不同之处逆浓度梯度运输,需要载体蛋白,消耗能量。
(2)据图ABC内向转运蛋白和题干信息可知,底物首先与外周蛋白SBP结合,结合后底物分子传递到TMD,TMD将信号传递到NBD,NBD激活,启动结合ATP水解,然后NBD与TMD构象发生改变,底物最终被送入胞内。
(3)A、题干信息“外向转运蛋白存在于所有生物体内,而内向转运蛋白仅存在于细菌和植物中”以及“某些离子、糖类、氨基酸及原核细胞分泌蛋白等”分析,大肠杆菌是原核生物,可以通过ABC外向转运蛋白分泌蛋白质,A正确;
B、内向转运蛋白仅存在于细菌和植物中,植物细胞也可以通过ABC内向转运蛋白吸收MoO42-,B正确;
C、内向转运蛋白仅存在于细菌和植物中,动物细胞没有内向转运蛋白,C错误;
D、外向转运蛋白存在于所有生物体内,动物细胞存在ABC外向转运蛋白,能通过ABC外向转运蛋白排出Cl-,D正确。
故选C。
考点5 胞吞和胞吐
1.(25-26高一上·北京交大附中·期中)新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP,可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖。这两种物质分别被吸收到血液中的方式是( )
A.主动运输、主动运输 B.胞吞、主动运输
C.主动运输、胞吞 D.被动运输、主动运输
【答案】B
【解析】1、协助扩散的特点:高浓度运输到低浓度运输,需要载体,不需要能量。
2、主动运输的特点:低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体和能量。
3、大分子物质进出细胞的方式为胞吞和胞吐。
【解析】免疫球蛋白的本质是蛋白质,属于大分子有机物,其进出细胞的方式分别为胞吞、胞吐;而半乳糖是小分子物质,根据题意“新生儿小肠上皮细胞通过消耗ATP,可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖”,可知半乳糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输。故这两种物质分别被吸收到血液中的方式是胞吞、主动运输,B正确,ACD错误。
故选B。
2.(25-26高一上·北京八十中学·期中)下列有关胞吞和胞吐说法错误的是( )
A.变形虫可通过胞吞摄取单细胞生物等食物
B.胞吞胞吐过程的进行需要消耗细胞呼吸所释放的能量
C.细胞无法通过胞吞作用摄入小分子物质
D.母乳中存在某种抑制抗体被水解的物质,说明抗体可被新生儿通过胞吞的方式吸收
【答案】C
【解析】A、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,A正确;
B、在物质的跨膜运输过程中,胞吞、胞吐是普遍存在的现象,它们也需要消耗细胞呼吸所释放的能量,B正确;
C、胞吞作用不仅用于大分子物质的摄入,也会转运小分子物质。 比如乙酰胆碱、去甲肾上腺素等神经递质的转运以胞吐的形式进行,C错误;
D、母乳中的抗体属于蛋白质,是生物大分子,新生儿小肠上皮细胞可以通过消耗ATP,直接通过胞吞的方式吸收母乳中抗体,D正确。
故选C。
3.(25-26高一上·北京四中·期中)胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物,通过血液运输到细胞并被摄入,形成的囊泡与溶酶体融合后,释放胆固醇。以下相关推测合理的是( )
A.磷脂尾部具有疏水性,因而尾部位于复合物外表面
B.球形复合物被摄入的过程,需要高尔基体直接参与
C.摄入形成的囊泡与溶酶体融合,依赖于膜的流动性
D.胆固醇是细胞膜结构的重要成分,属于生物大分子
【答案】C
【解析】A、磷脂尾部疏水,头部亲水。单层磷脂包裹胆固醇时,头部朝外接触水环境,尾部朝内包裹脂质,故尾部不在复合物外表面,A错误;
B、球形复合物通过胞吞进入细胞,胞吞依赖细胞膜流动性,需细胞膜和细胞骨架参与,B错误;
C、囊泡与溶酶体融合发生了膜的形变,依赖于生物膜的流动性,C正确;
D、胆固醇属于脂质中的固醇类,是小分子物质,并非生物大分子,D错误。
故选C。
4.(25-26高一上·北京理工大学附属中学·期中)用磷脂双分子层将某种不容易进入细胞的药物裹成小球,通过小球膜与细胞膜的融合将药物送入细胞,从而达到治疗疾病的目的。该药物的化学成分和进入细胞的方式最可能是( )
A.固醇,自由扩散
B.性激素,协助扩散
C.蛋白质,主动运输
D.蛋白质,胞吞
【答案】D
【解析】A、固醇类物质(如性激素)属于脂溶性小分子,可通过自由扩散直接穿过细胞膜,无需膜融合,A错误;
B、性激素属于固醇类,其运输方式为自由扩散,而非协助扩散,B错误;
C、蛋白质为大分子物质,主动运输适用于小分子或离子,且需载体蛋白协助,与膜融合无关,C错误;
D、蛋白质为大分子,通过胞吞方式进入细胞,此过程依赖细胞膜的流动性,磷脂小球的膜与细胞膜融合后释放药物,D正确。
故选D。
5.(25-26高一上·北京丰台·期中)下列物质在细胞内合成后,不会通过胞吐方式释放到细胞外的是( )
A.抗体 B.胰岛素 C.消化酶 D.血红蛋白
【答案】D
【解析】A、抗体由浆细胞合成,经内质网、高尔基体加工后通过胞吐释放,A正确;
B、胰岛素由胰岛B细胞合成,同样通过胞吐分泌到细胞外,B正确;
C、消化酶由消化腺细胞分泌,属于分泌蛋白,通过胞吐释放,C正确;
D、血红蛋白在红细胞内合成并发挥作用,红细胞成熟后无细胞器,无法进行胞吐,且血红蛋白不分泌到细胞外,D错误。
故选D。
6.(25-26高一上·北京丰台·期中)胞吞和胞吐是细胞重要的物质运输方式。关于二者的叙述错误的是( )
A.都需要消耗能量
B.都依赖于细胞膜的流动性
C.都不需要膜上蛋白质的参与
D.都伴随着膜成分的更新与交换
【答案】C
【解析】A、胞吞和胞吐过程需要细胞膜形态变化,均需消耗细胞呼吸提供的能量,A正确;
B、细胞膜的流动性是胞吞和胞吐的结构基础,两者均依赖膜的流动性实现物质运输,B正确;
C、胞吞时大分子需与膜表面受体蛋白结合,胞吐时囊泡与膜融合也需要蛋白质参与,因此两者均需膜蛋白的参与,C错误;
D、胞吞导致细胞膜内陷形成囊泡,胞吐使囊泡膜融入细胞膜,均会引起膜成分的更新与交换,D正确。
故选C。
7.(25-26高一上·北京第九中学·期中)下列有关胞吞、胞吐的叙述,错误的是( )
A.胞吞和胞吐过程要以膜的流动性为基础
B.胞吞和胞吐都要有细胞表面识别和供能才能完成
C.胞吞和胞吐过程中会导致膜成分的更新
D.胞吞和胞吐都是小分子物质跨膜运输的方式
【答案】D
【解析】A、胞吞和胞吐通过膜结构的变形、融合完成,依赖膜的流动性,A正确;
B、胞吞需要细胞膜表面的受体识别物质,且两种过程均需细胞呼吸供能,B正确;
C、胞吞时细胞膜内陷形成囊泡,胞吐时囊泡膜与细胞膜融合,此过程涉及膜成分的转移和更新,C正确;
D、胞吞和胞吐主要用于大分子(如蛋白质、多糖)或颗粒物质的运输,而小分子通常通过被动运输或主动运输,D错误。
故选D。
8.(25-26高一上·北大附中·期中)胆固醇等脂质被单层磷脂包裹形成球形复合物,通过血液运输到细胞并被胞吞,形成的囊泡与溶酶体融合后,释放胆固醇。以下相关推测合理的是( )
A.磷脂分子尾部疏水,因而尾部位于复合物表面
B.球形复合物被胞吞的过程,需要高尔基体直接参与
C.胞吞形成的囊泡与溶酶体融合,依赖于膜的流动性
D.胆固醇通过胞吞进入细胞,因而属于生物大分子
【答案】C
【解析】溶酶体中含有多种水解酶(水解酶的本质是蛋白质),能够分解很多物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌,被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化车间”。
A、磷脂分子头部亲水,尾部疏水,所以头部位于复合物表面,A错误;
B、球形复合物被胞吞的过程中不需要高尔基体直接参与,直接由细胞膜形成囊泡,然后与溶酶体融合后,释放胆固醇,B错误;
C、胞吞形成的囊泡(单层膜)能与溶酶体融合,依赖于膜具有一定的流动性,C正确;
D、胆固醇属于固醇类物质,是小分子物质,D错误。
故选C。
9.(25-26高一上·北京理工大学附属中学·期中)下图表示细胞对大分子物质 “胞吞”和“胞吐”的过程。下列叙述错误的是( )
A.a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生
B.a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
C.b中囊泡与细胞膜的融合可导致膜成分的更新
D.b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的唯一方式
【答案】D
【解析】A、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,以膜的流动性为基础才可能发生,A正确;
B、a是胞吞过程,需要细胞膜表面的糖蛋白的识别作用,胞吞是耗能过程,需要细胞内部提供能量,B正确;
C 、胞吐(b)中,囊泡来自细胞内的细胞器(如高尔基体),囊泡与细胞膜融合时,囊泡膜会成为细胞膜的一部分,从而更新细胞膜的成分,C正确;
D、细胞排泄废物(如二氧化碳、尿素)和摄取养分(如葡萄糖、氨基酸),还可以通过被动运输(如自由扩散、协助扩散)或主动运输等方式,并非只有胞吐(b)和胞吞(a),D错误。
故选D。
10.(25-26高一上·北京第一零九中学·期中)2021年5月,我国科学家在《细胞》期刊上发表论文,揭示了一种全新的线粒体质量控制机制,该机制与迁移体有关。请回答问题:
(1)如图1所示,迁移体是指由细胞形成的一些弹性纤维顶端生长出的小囊泡,这些囊泡膜的主要组成成分是_______和_______,某些细胞器或大分子物质可通过迁移体膜释放到细胞外,大分子物质排出的方式是_______。
(2)研究人员发现迁移体中存在线粒体利用CCCP(诱导线粒体损伤的物质)处理细胞,对正常和损伤线粒体进行观察(图2),发现损伤线粒体的结构出现了_______等变化。统计同一细胞的细胞主体部分和弹性纤维入口处损伤线粒体占全部线粒体的比率,结果如图3.比较_______两组的结果推测损伤的线粒体可以通过迁移体排出细胞外。研究人员认为由于迁移体的作用,维持了细胞内正常线粒体的比率,作出判断的依据是_______。
【答案】(1) 脂质 蛋白质 胞吐
(2) 嵴的数量减少甚至消失 ①和③/②和④ 组④损伤线粒体的比例大于组③,组①和组②损伤线粒体的比例无明显差异
【解析】1、线粒体具有内、外两层膜,内膜的某些部位向内腔折叠形成嵴,嵴使内膜的表面积大大增加。
2、细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,还有少量的糖类。
【解析】(1)囊泡膜属于生物膜,生物膜主要由脂质、蛋白质组成,胞吐是生物大分子物质排出细胞的方式。
(2)线粒体具有内、外两层膜,内膜的某些部位向内腔折叠形成嵴,嵴使内膜的表面积大大增加,由图2可知,对正常和损伤线粒体进行观察,发现损伤线粒体的结构出现了嵴缩短、减少,甚至消失等变化。CCCP可以诱导线粒体损伤,用CCCP处理细胞后,会出现线粒体损伤的比率增加,通过①和③(②和④)组对比,发现CCCP组在弹性纤维入口处受损线粒体的比率大于对照组,说明损伤的线粒体可以通过迁移体排出细胞外。组④损伤线粒体的比例大于组③,组①和组②损伤线粒体的比例无明显差异,推测由于迁移体的作用,可以将细胞内受损的线粒体通过迁移体排出细胞外,从而维持了细胞内正常线粒体的比率。
试卷第1页,共3页
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