高中生物课时规范练6　物质跨膜运输的方式(学生版含答案详解)

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高中生物课时规范练6　
物质跨膜运输的方式
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022天津)孟德尔说:“任何实验的价值和效用,取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是(　　)
A.用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象
B.用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂
C.用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素
D.用洋葱鳞片叶粗提取DNA
2.(2022湖南)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是(　　)
A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B.质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C.质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低
D.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
3.(2022山东临沂一模)变形虫内伸缩泡、小泡、线粒体的分布情况如右图。据研究,伸缩泡内液体浓度是细胞质浓度的1/2,但Na+是细胞质的33倍,K+是细胞质的0.85倍。伸缩泡周围的小泡要不断地吸收Na+、排出K+,才能形成比细胞质浓度低的液体,再经融合把液体排入伸缩泡,由伸缩泡排出体外。下列叙述正确的是(　　)
A.伸缩泡类似于植物大液泡,能将胞内多余水分直接排到细胞外
B.伸缩泡通过主动运输吸收Na+、排出K+,需要消耗大量能量
C.小泡内外溶液中Na+的差异,体现了细胞膜的选择透过性
D.小泡周围分布着一层线粒体,体现了细胞结构与功能相适应的观点
4.(2022山东济南十一校联考)下图是高等动、植物与原生生物细胞避免渗透膨胀的三种机制。下列叙述正确的是(　　)
A.动、植物细胞吸水达到渗透平衡时,细胞内外溶液浓度相等
B.植物细胞发生渗透吸水,以细胞膜充当发生渗透所需的半透膜
C.动物细胞避免渗透膨胀需要蛋白质协助
D.若将原生生物置于低渗溶液中,其收缩泡的伸缩频率减慢
5.(2022山东淄博一模)植物细胞膜上存在“H+-ATP酶”(质子泵),其水解ATP的活性位点在细胞内。下图为质子泵运输和由质子泵运输偶联引起的相关运输过程示意图。当细胞外侧H+浓度增加时,可使细胞膜两侧产生电化学势梯度。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞外的H+顺浓度梯度运输到细胞内
B.细胞外的K+利用电化学势梯度跨膜运输的方式属于协助扩散
C.细胞外的I-可与H+一起经膜上的载体蛋白同向运输到细胞内
D.ATP驱动细胞膜上的质子泵将细胞内的H+运向细胞外
6.(2022山东烟台一模)ABC转运体是一类消耗ATP的运输蛋白,广泛分布在从细菌到人类各种生物体中。第一种被鉴定的真核细胞ABC转运体是癌细胞中表达量高的一种多药物抗性运输蛋白(MDR)。下列叙述正确的是(　　)
A.ABC转运体是一种膜蛋白,镶嵌于磷脂双分子层表面
B.ABC转运体同时具有ATP水解酶活性和运输物质的活性
C.MDR能将外界的药物分子主动吸收到细胞内部,从而使细胞产生抗药性
D.在各种细胞中,ABC转运体都需要经内质网、高尔基体加工后运输至细胞膜
7.(2022山东济南针对性训练)Na+-K+泵是位于动物细胞膜上ATP驱动的转运蛋白,每消耗1个ATP分子能将3个Na+泵出细胞,同时将2个K+泵入细胞。如果利用Na+-K+泵抑制剂处理血液中的红细胞,红细胞将迅速吸水膨胀。下列叙述正确的是(　　)
A.Na+-K+泵可以同时结合Na+和K+,说明其转移物质不具有选择性
B.如果Na+-K+泵没有将Na+及时泵出细胞,水分子将顺相对含量梯度大量进入细胞
C.Na+-K+泵抑制剂使红细胞吸水膨胀,说明吸水和吸收无机盐是两个不相关的过程
D.随着氧气浓度增加,人成熟红细胞膜上的Na+-K+泵转运物质的速率加快
二、选择题:每小题有一个或多个选项符合题目要求。
8.与土壤栽培相比,无土栽培营养均衡、条件可控、易于吸收,但技术要求较严格、管理难度大。为探究无土栽培问题,有人用相同的完全培养液分别培养水稻幼苗和番茄幼苗,一段时间后,分别测定培养液中各种离子的浓度变化,结果如图1所示;图2表示植物根细胞对离子的吸收速率与氧气浓度之间的关系。据图分析,下列说法正确的是(　　)
A.据图1可知,植物根细胞吸收离子和吸收水分是两个相对独立过程
B.据图1可知,水稻根细胞膜上运输Si的载体平均数量比番茄少
C.图2中A点时,离子吸收由无氧呼吸供能
D.图1中水稻培养液里的Mg2+浓度高于Si浓度,说明细胞膜是选择透过性膜
9.(2022山东日照二模)铁是人体内必不可少的微量元素,下图表示铁被小肠吸收和转运至细胞内的过程。图中转铁蛋白(Tf)可运载Fe3+,以Tf-Fe3+结合形式进入血液。Tf-Fe3+与转铁蛋白受体(TfR)结合后进入细胞,并在囊泡的酸性环境中将Fe3+释放。下列叙述错误的是(　　)
A.Fe2+顺浓度梯度通过蛋白1通道的过程属于协助扩散
B.Tf与TfR结合后携带Fe3+进入细胞的过程属于胞吞
C.蛋白2和转铁蛋白(Tf)都是细胞膜上的载体蛋白
D.H+进入囊泡的过程属于主动运输,需要消耗能量
三、非选择题
10.(2022山东济南十一校联考)根据下列有关哺乳动物成熟红细胞的研究,回答相关问题。
(1)当人的红细胞缺乏ATP时,会导致Na+进入多于K+排出,Ca2+无法正常排出,红细胞会因　　　　　　　　　　　　　　而膨大成球状甚至破裂。
(2)人体细胞膜上分布有葡萄糖转运家族(简称G,包括G1、G2、G3等多种转运载体)。研究表明,G1分布于大部分成体组织细胞,其中红细胞含量较丰富;G2主要分布于肝脏和胰岛B细胞。图1所示为不同细胞摄入葡萄糖速率随细胞外葡萄糖浓度的变化情况。当葡萄糖浓度为10 mmol/L时,影响红细胞摄入速率增加的内在因素是　　　　　　　　　　　;影响肝脏细胞摄入速率增加的内在因素可能有　　　　　　　　　　　　　　(答出两点)。当细胞膜上缺少G蛋白时,可能会导致血糖浓度　　　　(填“升高”或“降低”)。
图1
(3)氟中毒会改变细胞膜的通透性和细胞代谢。科学家用含不同浓度NaF的饮水喂养小白鼠,培养一段时间后测量小白鼠红细胞代谢产热及细胞内的ATP浓度,分别获得产热曲线和细胞内的ATP浓度,数据如下:
图2　小白鼠红细胞代谢产热曲线
组别 NaF浓度/(×10-6 g·mL-1) ATP浓度/(×10-4 mol·L-1)
A组 0 2.97
B组 50 2.73
C组 150 1.40
①根据上述实验设计及结果判断,该实验的目的是研究　　　　　　　　的NaF对能量代谢的影响。
②分析细胞产热量及ATP浓度:C组产热量峰值高于A组而ATP浓度低于A组,原因可能是:高浓度的NaF　　　　(填“抑制”或“促进”)了细胞代谢中有关酶的活性,同时由于损伤了细胞膜结构,细胞为维持正常的功能,需要消耗更多的　　　　　。
11.(2022全国甲)植物的根细胞可以通过不同方式吸收外界溶液中的K+。回答下列问题。
(1)细胞外的K+可以跨膜进入植物的根细胞。细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统,生物膜的结构特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)细胞外的K+能够通过离子通道进入植物的根细胞。离子通道是由　　　　　　复合物构成的,其运输的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出1点即可)。
(3)细胞外的K+可以通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞。在有呼吸抑制剂的条件下,根细胞对K+的吸收速率降低,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：
课时规范练
1.C　解析 洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡为紫色,便于观察细胞的质壁分离和复原现象,A项不符合题意;洋葱根尖分生区细胞分裂旺盛,可以用来观察细胞有丝分裂,B项不符合题意;洋葱鳞片叶不含叶绿体,不能用来提取和分离叶绿体中的色素,C项符合题意;洋葱鳞片叶细胞有细胞核且颜色浅,可以用来粗提取DNA,D项不符合题意。
2.D　解析 施肥过多使外界溶液浓度过高,大于细胞液的浓度,细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡,引起“烧苗”现象,A项正确;发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性,而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质,质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部与细胞壁分开,B项正确;植物细胞在发生质壁分离复原的过程中,因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低,与外界溶液浓度差减小,细胞的吸水能力逐渐降低,C项正确;溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,1 mol/L的NaCl溶液和1 mol/L的葡萄糖溶液的渗透压不相同,因NaCl溶液中含有Na+和Cl-,故其渗透压高于葡萄糖溶液,D项错误。
3.D　解析 伸缩泡类似于植物大液泡,但是并非将水分直接排出细胞外,A项错误;小泡吸收Na+、排出K+的方式是主动运输,而伸缩泡是与小泡融合,才把相关物质吸收,B项错误;小泡内外溶液中Na+的差异,体现了生物膜的选择透过性,并非细胞膜,C项错误;小泡要不断地吸收Na+、排出K+,才能形成比细胞质浓度低的液体,以主动运输的形式,需要消耗能量,小泡周围分布着一层线粒体,可以很好地为该过程提供能量,体现了细胞结构与功能相适应的观点,D项正确。
4.C　解析 动、植物细胞在低浓度溶液中都会发生渗透吸水,吸水到一定程度后达均会到渗透平衡,动物细胞吸水达到渗透平衡时的细胞内外溶液浓度相等,植物细胞吸水达到渗透平衡时,由于细胞壁的支撑作用,细胞外溶液浓度可能仍小于细胞液浓度,A项错误;植物细胞发生渗透吸水,以原生质层充当发生渗透所需的半透膜,B项错误;动物细胞需要载体蛋白协助将离子转运到细胞外,以减小细胞内的溶液的渗透压,避免渗透膨胀,C项正确;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,其收缩泡的伸缩频率会加快,D项错误。
5.B　解析 据图分析,细胞外的H+顺浓度梯度运输到细胞内,属于协助扩散,A项正确;细胞外的K+运输到细胞内是逆浓度运输,属于主动运输,B项错误;细胞外的I-可与H+一起经膜上的载体蛋白同向运输到细胞内,其中H+运输到细胞内是协助扩散,而I-运输到细胞内是主动运输,C项正确;细胞膜上的质子泵将细胞内的H+运向细胞外的能量来源于ATP水解,D项正确。
6.B　解析 ABC转运体是一类消耗ATP的运输蛋白,是一种膜蛋白,镶嵌于磷脂双分子层表面,也可能贯穿于磷脂双分子层中,A项错误;ABC转运体是一类消耗ATP的运输蛋白,ABC转运体同时具有ATP水解酶活性和运输物质的活性,B项正确;将药物从细胞质转运到细胞外才具有抗药性,C项错误;原核细胞没有内质网和高尔基体,原核细胞中的ABC转运体不需要经内质网、高尔基体加工,D项错误。
7.B　解析 Na+-K+泵只能在相应的部位结合Na+和K+,每消耗一个ATP分子能将3个Na+泵出细胞,同时将2个K+泵入细胞,说明其转移物质具有选择性,A项错误;如果Na+-K+泵没有将Na+及时泵出细胞,而K+能泵入细胞,这样会导致细胞内浓度增大,细胞吸水能力增强,水分子将顺相对含量梯度大量进入细胞,B项正确;无机盐必须溶解于水,才能被细胞吸收,利用Na+-K+泵抑制剂处理血液中的红细胞,会影响红细胞内的浓度,从而影响吸水过程,C项错误;Na+-K+泵转运物质的运输方式为主动运输,需要消耗能量,人成熟红细胞进行的是无氧呼吸,氧气浓度增加,不影响红细胞产生能量,因此随着氧气浓度增加,人成熟红细胞膜上的Na+-K+泵转运物质的速率不会影响,D项错误。
8.ACD　解析 根据图1可知,实验后培养液的某些离子浓度变大,说明植物对该种离子的吸收量少,反之,则吸收量大,图示中同种植物对不同离子的吸收量不同,说明植物对无机盐离子的吸收具有选择性,而根细胞对水分的吸收不具有选择性,所以植物根细胞吸收离子和吸收水分是两个相对独立过程,A项正确;根据图1可知,水稻对Si吸收量大,导致实验后其离子浓度小于初始浓度,而番茄对Si吸收量小,导致实验后其离子浓度高于初始浓度,不同细胞吸收同一离子的速率与细胞膜上运输该离子的载体蛋白的数量有关,所以水稻根细胞膜上运输Si的载体平均数量可能比番茄多,B项错误;图2中A点时,氧气浓度为0,细胞只能进行无氧呼吸提供能量,故离子吸收由无氧呼吸供能,C项正确;图1中水稻培养液里的Mg2+浓度高于Si浓度,说明同一植物对不同离子的吸收量不同,体现了细胞膜是选择透过性膜,D项正确。
9.C　解析 通过题图可知,Fe2+从小肠上皮细胞进入组织液时,顺浓度梯度且需要载体,但不需要能量,属于协助扩散,A项正确;由题图知细胞膜上的转铁蛋白受体(TfR)具有识别作用,与Tf-Fe3+识别并结合后通过胞吞进入细胞,B项正确;转铁蛋白(TF)是血液中运载Fe3+的蛋白,不在细胞膜上,C项错误;由图可知H+进入囊泡是通过质子泵逆浓度梯度进行的,属于主动运输,需要消耗能量,D项正确。
10.答案 (1)渗透压升高吸水过多　(2)G1载体的数量　G2载体的数量和能量　升高　(3)①不同浓度　②促进　ATP
解析 (1)当红细胞缺乏ATP时,会导致Na+进入多于K+排出,Ca2+无法正常排出,红细胞内溶质增多,细胞内渗透压升高,会导致红细胞吸水过多而膨大成球状甚至破裂。(2)红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,由图可知,当葡萄糖浓度为10 mmol/L时,红细胞摄入速率不再随葡萄糖浓度的增大而增大,说明G1载体的数量限制了葡萄糖的运输速率;肝脏细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输,由图可知,当葡萄糖浓度为10 mmol/L时,肝脏细胞摄入速率没有达到最大,所以影响肝脏细胞摄入速率增加的内在因素可能有G2载体的数量和能量。当细胞膜上缺少G蛋白时,血液中的葡萄糖不能及时转运进入细胞,可能会导致血糖浓度升高。(3)①实验中科学家用含不同浓度NaF的饮水喂养小白鼠,培养一段时间后测量小白鼠红细胞代谢产热及细胞内的ATP浓度,所以实验的目的是研究不同浓度的NaF对能量代谢的影响。②B组产热峰值和ATP浓度均低于A组,原因可能是低浓度的NaF抑制了细胞代谢中相关酶的活性,C组产热量峰值高于A组而ATP浓度低于A组,原因可能是高浓度的NaF促进了细胞代谢中有关酶的活性,同时由于损伤了细胞膜结构,细胞为维持正常的功能,需要消耗更多的ATP。
11.答案 (1)磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性;蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中　(2)蛋白质　一种离子通道只允许一种离子通过　(3)K+通过载体蛋白逆浓度梯度运输需要消耗能量,呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少
解析 (1)生物膜的结构特点是磷脂双分子层构成膜的基本支架,具有流动性;蛋白质分子以不同方式镶嵌于磷脂双分子层中。(2)离子通道是由蛋白质复合物构成的,一种离子通道只允许一种离子通过,具有特异性。(3)细胞外的K+通过载体蛋白逆浓度梯度进入植物的根细胞,属于主动运输,主动运输需要的能量由呼吸作用提供,呼吸抑制剂使细胞呼吸作用产生的能量减少,导致主动运输受到抑制。
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