阶段排查3
1.植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。 ( )
2.红细胞吸水与失水的多少取决于红细胞内外浓度的差值。 ( )
3.植物细胞内的液体环境主要指的是细胞质基质中的细胞液。 ( )
4.甘油是极性分子,所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜。 ( )
5.自由扩散和协助扩散都不需要转运蛋白和能量。 ( )
6.细胞膜内外的物质浓度差会影响协助扩散的运输速率。 ( )
7.载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时,其作用机理是一样的。 ( )
8.氧气浓度的高低,对细胞逆浓度梯度吸收物质不造成影响。 ( )
9.主动运输过程中载体蛋白的空间结构不发生改变。 ( )
10.大分子物质出入细胞不需要膜上蛋白的参与。 ( )
11.需要消耗能量的运输方式都是主动运输。 ( )
12.轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境要多很多倍。 ( )
13.水分子更多的是以自由扩散进出细胞的。 ( )
14.新型冠状病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输。 ( )
15.新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量。 ( )
16.物质进出细胞与细胞膜上的载体蛋白有关,与磷脂分子无关。 ( )
17.果脯腌制时,蔗糖以主动运输的方式进入细胞。 ( )
18.动物一氧化碳中毒会降低转运蛋白跨膜运输离子的速率。 ( )
19.黑藻可替代紫色洋葱鳞片叶用于探究植物细胞的吸水和失水。 ( )
20.自由扩散的方式通过细胞膜的速率远大于协助扩散。 ( )
21.RNA是生物大分子,可通过胞吐从细胞核进入细胞质。 ( )
22.细胞通过主动运输吸收无机盐离子,将进一步减小膜两侧的浓度差。 ( )
23.在“观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原”的实验中存在自身对照。 ( )
24.缺氧不会影响人体成熟红细胞吸收葡萄糖的速率。 ( )
25.大分子物质进出细胞只能通过胞吞、胞吐的形式,胞吞、胞吐也只运输大分子。 ( )
26.进食后小肠中葡萄糖浓度很高,因此小肠绒毛上皮细胞可通过协助扩散吸收葡萄糖。 ( )
27.紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离,原因之一是细胞壁的伸缩性小于原生质层。 ( )
28.物质自由扩散进出细胞的速度,既与浓度梯度有关,也与分子大小有关。 ( )
29.采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验,用镊子撕取的外表皮,若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验。 ( )
30.主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定。 ( )
31.人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层。 ( )
32.原核细胞对物质的吸收具有选择性。 ( )
33.细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的。 ( )
34.无机盐离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞。 ( )
1.发生渗透现象需要满足两个条件,分别是______________________________
____________________________________________________________________。
2.蔗糖分子不能被洋葱表皮细胞吸收,从细胞膜的结构成分分析,其原因是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
3.若以白色的洋葱内表皮细胞为材料观察质壁分离,需要在蔗糖溶液中加入红墨水使现象更明显,观察到的现象是_____________________________________
____________________________________________________________________。
4.大豆根部细胞受到盐胁迫后,可能发生质壁分离,从细胞结构上分析,其原因是_________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
5.在适宜的KNO3溶液中,叶片表皮细胞发生的质壁分离会自动复原的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
6.主动运输对于生命获得的意义是______________________________________
____________________________________________________________________。
7.小肠绒毛上皮细胞能够从消化了的食物中吸收葡萄糖,却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖,这个事实说明细胞膜具有什么特性?这与细胞的生活有什么关系?
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
8.葡萄糖进行红细胞的转运速率存在饱和值,该值的大小取决于_____________________________________________________________________。
9.影响主动运输的因素有______________________________________________
____________________________________________________________________。
10.细胞膜上的离子通道能选择性地运输相应离子原因是___________________
____________________________________________________________________。
11.胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的关系是_________________________
____________________________________________________________________。
12.细胞膜具有选择透过性的结构基础是_________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
13.施肥过多会造成植物萎蔫甚至死亡,俗称“烧苗”,其原因是____________
____________________________________________________________________。
14.蒸馏水中,猪血红细胞吸水涨破所需时间远短于肝细胞,原因可能是_____
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
15.O2、苯等物质通过脂质体(由无蛋白质的磷脂双分子层构成)与生物膜的通透性相同,说明这些分子的跨膜运输特点有_________________________________
_____________________________________________________________________(答出2点),
其运输的动力来自_____________________________________________________________________。
16.淡水中生活的原生动物,如草履虫,能通过伸缩泡排出细胞内过多的水,以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中,推测其伸缩泡的伸缩情况,分别会发生什么变化?_________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)阶段排查3
1.植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。 (×)
提示:植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜以及两层之间的细胞质组成。
2.红细胞吸水与失水的多少取决于红细胞内外浓度的差值。 (√)
3.植物细胞内的液体环境主要指的是细胞质基质中的细胞液。 (×)
提示:植物细胞内的液体环境主要指的是液泡中的细胞液。
4.甘油是极性分子,所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜。 (×)
提示:甘油是脂溶性物质,以自由扩散方式通过细胞膜。
5.自由扩散和协助扩散都不需要转运蛋白和能量。 (×)
提示:二者均不需要能量,协助扩散需要转运蛋白。
6.细胞膜内外的物质浓度差会影响协助扩散的运输速率。 (√)
7.载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时,其作用机理是一样的。 (×)
提示:通道蛋白转运物质时,一般其构象不发生改变。
8.氧气浓度的高低,对细胞逆浓度梯度吸收物质不造成影响。 (×)
提示:氧气浓度通过影响细胞呼吸产生的能量的多少,影响主动运输。
9.主动运输过程中载体蛋白的空间结构不发生改变。 (×)
提示:离子或分子与载体蛋白结合后,在细胞内化学反应释放的能量的推动下,载体蛋白的空间结构发生变化。
10.大分子物质出入细胞不需要膜上蛋白的参与。 (×)
提示:大分子物质出入细胞需要膜上蛋白的参与,此时膜蛋白起着信息交流的功能。
11.需要消耗能量的运输方式都是主动运输。 (×)
提示:通过胞吞和胞吐运输物质时也需要消耗能量。
12.轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境要多很多倍。 (√)
13.水分子更多的是以自由扩散进出细胞的。 (×)
提示:水分子更多的是以协助扩散的方式进出细胞的。
14.新型冠状病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输。 (×)
提示:新型冠状病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于胞吞。
15.新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量。 (√)
16.物质进出细胞与细胞膜上的载体蛋白有关,与磷脂分子无关。 (×)
提示:物质进出细胞与细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子均有关。
17.果脯腌制时,蔗糖以主动运输的方式进入细胞。 (×)
提示:果脯腌制时,细胞死亡,细胞膜失去了选择透过性,蔗糖以扩散的方式进入细胞。
18.动物一氧化碳中毒会降低转运蛋白跨膜运输离子的速率。 (√)
19.黑藻可替代紫色洋葱鳞片叶用于探究植物细胞的吸水和失水。 (√)
20.自由扩散的方式通过细胞膜的速率远大于协助扩散。 (×)
提示:协助扩散有载体蛋白的协助,其运输速率可能会大于自由扩散。
21.RNA是生物大分子,可通过胞吐从细胞核进入细胞质。 (×)
提示:RNA是通过核孔从细胞核进入细胞质的,而不是胞吐。
22.细胞通过主动运输吸收无机盐离子,将进一步减小膜两侧的浓度差。 (×)
提示:细胞通过主动运输吸收无机盐离子是逆浓度梯度进行的,会增大膜两侧的浓度差。
23.在“观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原”的实验中存在自身对照。 (√)
24.缺氧不会影响人体成熟红细胞吸收葡萄糖的速率。 (√)
25.大分子物质进出细胞只能通过胞吞、胞吐的形式,胞吞、胞吐也只运输大分子。 (×)
提示:胞吞与胞吐也能运输小分子物质。
26.进食后小肠中葡萄糖浓度很高,因此小肠绒毛上皮细胞可通过协助扩散吸收葡萄糖。 (×)
提示:进食后小肠中葡萄糖的浓度很高,但小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的主要方式为主动运输。
27.紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离,原因之一是细胞壁的伸缩性小于原生质层。 (√)
28.物质自由扩散进出细胞的速度,既与浓度梯度有关,也与分子大小有关。 (√)
29.采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验,用镊子撕取的外表皮,若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验。 (√)
30.主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定。 (√)
31.人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层。 (×)
提示:人体内Ca2+不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层,需载体蛋白的协助。
32.原核细胞对物质的吸收具有选择性。 (√)
33.细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的。 (×)
提示:细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的。
34.无机盐离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞。 (√)
1.发生渗透现象需要满足两个条件,分别是______________________________
____________________________________________________________________。
提示:具有半透膜,半透膜两侧溶液具有浓度差
2.蔗糖分子不能被洋葱表皮细胞吸收,从细胞膜的结构成分分析,其原因是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示:细胞膜上无相应的载体蛋白
3.若以白色的洋葱内表皮细胞为材料观察质壁分离,需要在蔗糖溶液中加入红墨水使现象更明显,观察到的现象是_____________________________________
____________________________________________________________________。
提示:原生质层与细胞壁之间形成红色空隙(或发生质壁分离)
4.大豆根部细胞受到盐胁迫后,可能发生质壁分离,从细胞结构上分析,其原因是_________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示:原生质层比细胞壁的伸缩性大
5.在适宜的KNO3溶液中,叶片表皮细胞发生的质壁分离会自动复原的原因是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示:原生质层具有选择透过性,K+和逐步运输到细胞内部,使细胞液的浓度升高,细胞吸水,发生质壁分离复原
6.主动运输对于生命获得的意义是______________________________________
____________________________________________________________________。
提示:保证细胞按照生命活动的需要,主动选择吸收所需的营养物质,排出代谢废物或对细胞有害的物质
7.小肠绒毛上皮细胞能够从消化了的食物中吸收葡萄糖,却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖,这个事实说明细胞膜具有什么特性?这与细胞的生活有什么关系?_________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示:这一事实说明细胞膜对物质进入细胞具有选择透过性。这与细胞的生活关系密切,细胞膜的这一特性使细胞尽可能地只吸收自身需要的物质,细胞不需要或对细胞有害的物质常被阻挡在细胞外
8.葡萄糖进行红细胞的转运速率存在饱和值,该值的大小取决于____________________________________________________________________。
提示:细胞膜上相应载体蛋白的数量
9.影响主动运输的因素有______________________________________________
____________________________________________________________________。
提示:温度、氧气的浓度、载体蛋白的数量等
10.细胞膜上的离子通道能选择性地运输相应离子原因是___________________
____________________________________________________________________。
提示:离子通道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
11.胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的关系是_________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示:细胞膜结构的流动性是胞吞、胞吐的基础;胞吞、胞吐过程中的变形本身也体现了膜的流动性
12.细胞膜具有选择透过性的结构基础是_________________________________
____________________________________________________________________。
提示:细胞膜上转运蛋白的种类或数量,或转运蛋白空间结构的变化
13.施肥过多会造成植物萎蔫甚至死亡,俗称“烧苗”,其原因是____________
____________________________________________________________________。
提示:施肥过多,土壤溶液渗透压过高,植物根部细胞失水严重
14.蒸馏水中,猪血红细胞吸水涨破所需时间远短于肝细胞,原因可能是_____
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示:红细胞细胞膜上存在高密度的水通道蛋白,而肝细胞细胞膜上的水通道蛋白分布相对较少,水通道蛋白能够促进水分子的快速跨膜运输,从而使得红细胞在蒸馏水中吸水涨破所需的时间较短
15.O2、苯等物质通过脂质体(由无蛋白质的磷脂双分子层构成)与生物膜的通透性相同,说明这些分子的跨膜运输特点有_________________________________
_____________________________________________________________________(答出2点),
其运输的动力来自______________________。
提示:顺浓度梯度,不需要转运蛋白协助,不消耗能量 自身物质分子的浓度差
16.淡水中生活的原生动物,如草履虫,能通过伸缩泡排出细胞内过多的水,以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中,推测其伸缩泡的伸缩情况,分别会发生什么变化?_________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示:蒸馏水中的草履虫伸缩泡的伸缩频率多于在原液中的次数;海水中的草履虫伸缩泡的伸缩频率将减小,甚至死亡
阶段综合测评(二) (第3~4章)
一、选择题
1.研究发现,某病毒的包膜上存在很多糖蛋白,其中糖蛋白S可与人体细胞表面的受体蛋白ACE2结合,从而使病毒识别并侵入该细胞,下图为某同学绘制的细胞膜的流动镶嵌模型,下列说法正确的是( )
A.图中的流动镶嵌模型是一种概念模型
B.结构中的①表示糖被,与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等有关
C.细胞膜具有流动性,是因为②③④都可以侧向自由移动
D.糖蛋白S与受体蛋白ACE2结合的过程,体现了细胞膜可以进行细胞间的信息交流
B [图中的流动镶嵌模型是一种物理模型,A错误;①表示糖类分子,叫作糖被,与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等有关,B正确;细胞膜具有流动性,表现为③磷脂可以侧向移动,而大多数②④蛋白质可以移动,C错误;病毒没有细胞结构,所以病毒包膜上的糖蛋白S可与人体细胞表面的受体蛋白ACE2结合,无法体现细胞间的信息交流,D错误。]
2.胆固醇以低密度脂蛋白(LDL)的形式在血液中运输,LDL是由胆固醇、蛋白质和磷脂结合形成的复合物,被细胞膜上的LDL受体识别后才能进入细胞。当血液中LDL过量时,胆固醇会在血液中积累并黏附在血管壁上,容易引发动脉粥样硬化。下列相关叙述正确的是( )
A.胆固醇是水溶性的,人体中胆固醇是构成细胞膜的重要成分
B.LDL受体协助LDL进入细胞,体现了蛋白质的运输功能
C.LDL中磷脂分子的排布与磷脂分子尾部疏水特性有关
D.若LDL受体无法合成,血浆中的胆固醇含量会下降
C [胆固醇属于脂质,不溶于水,A错误;LDL受体能识别LDL,LDL受体不能运输LDL进入细胞,不能体现蛋白质的运输功能,LDL是由胆固醇、蛋白质和磷脂结合形成的复合物,通过胞吞的形式进入细胞,B错误;由于磷脂分子头部亲水、尾部疏水,LDL中磷脂分子成单层,且尾部朝内,内部包裹脂溶性的胆固醇,C正确;结合题干信息可知,若人体细胞不能合成LDL受体,血浆中胆固醇无法正常进入组织细胞,会导致血浆中胆固醇含量升高,D错误。]
3.如图表示几种细胞器的模式图,下列有关说法错误的是( )
a b c
d e f
A.细胞器c、f都与蛋白质的合成有关
B.细胞器b、f不含磷脂
C.绿色植物的细胞中都含有c、e、f
D.a、d及植物细胞的液泡都具有单层膜结构
C [分析模式图可知,c表示线粒体,f表示核糖体,二者都与蛋白质的合成有关,A正确;中心体(b)与核糖体(f)都无膜结构,故不含磷脂,B正确;绿色植物并不是所有的细胞都含有叶绿体(e),如植物根尖细胞不含叶绿体,C错误;高尔基体(a)、内质网(d)和植物细胞的液泡都具有单层膜结构,D正确。]
4.过氧化物酶体是一种含多种酶的细胞器,过氧化氢酶是其中的标志酶,可分解细胞代谢中产生的过氧化氢。下图表示过氧化物酶体产生的一种途径。下列叙述错误的是( )
A.过氧化物酶体的形成与内质网有关
B.过氧化氢酶在过氧化物酶体中合成
C.基质蛋白和膜蛋白最初在游离的核糖体上合成
D.过氧化物酶体的功能可能与溶酶体相似
B [由图可知,过氧化物酶体可由内质网出芽生成,A正确;过氧化物酶体可由内质网出芽生成,过氧化氢酶是蛋白质,其合成场所是核糖体,B错误;任何蛋白质最初都在游离的核糖体上合成,C正确;过氧化物酶体是一种含多种酶的细胞器,溶酶体中也含有多种水解酶,过氧化物酶体的功能可能与溶酶体相似,D正确。]
5.如图是某同学画的细胞中某种膜的简单示意图,下列分析错误的是( )
A.若1、2各代表一层生物膜,则图示可表示线粒体膜,且1的面积大于2
B.若1、2共同构成一层生物膜,则图示可表示细胞中溶酶体的膜
C.若1、2共同构成一层生物膜,则图示可表示细胞中的内质网膜
D.若1、2各代表一层生物膜,则图示可表示叶绿体膜
A [若1、2各代表一层生物膜,则题图可表示线粒体膜,线粒体具有双层膜,线粒体内膜向内折叠形成嵴,1的面积小于2,A错误;若1、2共同构成一层生物膜,则1和2是磷脂双分子层,题图可表示细胞中的内质网膜,也可表示细胞中溶酶体的膜,内质网和溶酶体都具有单层膜结构,B、C正确;若1、2各代表一层生物膜,则题图可表示叶绿体膜,叶绿体具有双层膜,D正确。]
6.“结构和功能相适应”是生物学的基本观点之一。下列有关叙述正确的有几项( )
①磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架,有利于将细胞内外的水环境分隔开 ②真核细胞的细胞骨架具有维持细胞形态,锚定、支撑细胞器的作用 ③原核细胞中没有叶绿体和线粒体,因此无法进行光合作用和有氧呼吸 ④胃腺细胞中的高尔基体比较发达,有利于胃蛋白酶的合成、加工和运输 ⑤细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,有利于细胞生命活动的高效进行
A.一项 B.二项 C.三项 D.四项
C [磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架,形成屏障,有利于将细胞内外的水环境分隔开,①正确;真核细胞的细胞骨架的主要成分为蛋白质纤维,具有维持细胞形态,锚定、支撑细胞器的作用,②正确;原核细胞中没有叶绿体和线粒体,但有进行有氧呼吸的酶和进行光合作用的色素和酶,因此可以进行光合作用和有氧呼吸,③错误;胃蛋白酶属于分泌蛋白,合成场所位于核糖体,分泌蛋白需要高尔基体的加工,胃腺细胞中的高尔基体比较发达,有利于胃蛋白酶的加工和运输,④错误;细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,形成小区室,有利于细胞生命活动的高效进行,⑤正确。综上所述,C符合题意。]
7.在植物细胞中,细胞质流动是围绕中央液泡进行的,称为胞质环流。研究发现,在丽藻液泡膜和细胞膜之间有成束的细胞骨架结构,且与胞质环流方向平行。用细胞骨架合成抑制剂处理丽藻细胞后,胞质环流现象消失。下列说法不正确的是( )
A.中央液泡和细胞骨架都参与了丽藻细胞形态的维持
B.用细胞骨架合成抑制剂处理后,叶绿体的运动变得无序
C.在低倍镜下找到原生质层后,换高倍镜可观察到细胞骨架
D.胞质环流有利于营养物质和代谢产物在细胞内均匀分布
C [由题意“丽藻液泡膜和细胞膜之间有成束的细胞骨架结构”和中央液泡的功能可知,中央液泡和细胞骨架都参与了丽藻细胞形态的维持,A正确;由题意“用细胞骨架合成抑制剂处理丽藻细胞后,胞质环流现象消失”可知,用细胞骨架合成抑制剂处理后,叶绿体的运动变得无序,B正确;细胞骨架无色,不能用高倍镜观察到,C错误;细胞质的流动是一种生命活动的现象,细胞质的流动能够促进细胞内营养物的运输和细胞器的移动,即有利于营养物质和代谢产物在细胞内均匀分布,D正确。]
8.某细胞的局部结构如图所示,①~⑥表示不同的结构。下列说法正确的是( )
A.①~⑤不会存在于发菜细胞内
B.物质通过②需要穿过2层生物膜
C.容易被碱性染料染成深色的结构为④
D.细胞分裂时,③会解螺旋为细丝状的染色质
A [发菜细胞是原核细胞,没有细胞核,没有核膜,核仁,染色质等结构,①~⑤不会存在于发菜细胞内,A正确;物质通过②核孔穿过0层生物膜,B错误;容易被碱性染料染成深色的结构为③染色质,C错误;③染色质在细胞分裂时高度螺旋形成染色体,D错误。]
9.核小体是染色质的基本结构单位,由一段长度为180~200个碱基对的DNA缠绕在组蛋白八聚体上构成。在这些碱基对中,146个碱基对直接盘绕在组蛋白八聚体的核心外侧,其余的用于连接下一个核小体。脱氧核糖核酸酶Ⅰ(DNaseⅠ)只能作用于核小体之间的DNA片段。下列有关核小体的叙述,正确的是( )
A.普通光学显微镜下可观察到核小体
B.核小体的基本单位是核糖核苷酸和氨基酸
C.组蛋白不仅对染色体的结构有支持作用,还可能防止DNA被DNaseⅠ水解
D.大肠杆菌细胞中存在核小体
C [光学显微镜下观察不到染色质,因此普通光学显微镜下也观察不到核小体,A错误;染色质的主要成分是DNA和蛋白质,核小体是染色质的基本结构单位,因此核小体的基本单位是脱氧核苷酸和氨基酸,B错误;根据题干信息,DNA缠绕在组蛋白八聚体上,脱氧核糖核酸酶Ⅰ(DNaseⅠ)只能作用于核小体之间的DNA片段,推断组蛋白不仅对染色体的结构有支持作用,还可能防止DNA被DNaseⅠ水解,C正确;大肠杆菌是原核细胞,细胞中不存在染色质,故也不存在核小体,D错误。]
10.目前在哺乳动物细胞中已鉴定出13种水通道蛋白(AQPs),其中AQP3、AQP7、AQP9、AQP10属于水—甘油通道蛋白,它们既能运输水分子,又能顺浓度梯度转运甘油、尿素等中性小分子。以下说法正确的是( )
A.水分子通过AQPs运输时需要先与其结合
B.水分子通过AQPs的转运速率比直接通过磷脂双分子层快
C.线粒体损伤的细胞摄入甘油的速率会明显降低
D.多种中性小分子通过AQP10进入细胞需要消耗 ATP
B [通道蛋白贯穿于细胞膜,分子或离子通过通道蛋白时不需要与其结合,A错误;水分子通过AQPs的运输属于协助扩散,运输速率大于直接通过磷脂双分子层的自由扩散速率,B正确;甘油通过被动运输的方式进入细胞,不消耗能量,所以线粒体损伤的细胞摄入甘油的速率不受影响,C错误;AQP10 能顺浓度梯度转运甘油、尿素等中性小分子,属于协助扩散,不消耗ATP,D错误。]
11.如图是某些物质进出小肠绒毛上皮细胞的示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.小分子物质可能以胞吞或胞吐的方式通过细胞膜
B.氧气和Na+进入小肠绒毛上皮细胞的方式相同
C.水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞,与葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的方式不同
D.葡萄糖排出小肠绒毛上皮细胞的方式需要转运蛋白的协助
B [小分子物质可能以胞吞或胞吐的方式通过细胞膜,如神经递质,A正确;氧气通过自由扩散进入细胞,而Na+通过主动运输进入小肠绒毛上皮细胞,可见氧气和Na+进入小肠绒毛上皮细胞的方式不相同,B错误;水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞,葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的方式为主动运输,C正确;葡萄糖通过协助扩散排出小肠绒毛上皮细胞,该过程需要转运蛋白的协助,D正确。]
12.黑藻是多年生沉水草本植物,叶片小而薄,叶绿体大,是理想的生物实验材料。下图为利用黑藻进行“探究植物细胞的吸水和失水”的部分实验步骤和结果。下列分析错误的是( )
A.可直接利用黑藻叶片制作临时装片进行实验
B.该实验需在显微镜下至少观察3次
C.图中黑藻细胞A处颜色为绿色,B处液体是清水
D.该实验过程中,需始终保持黑藻细胞的活性
C [黑藻叶片小而薄,为单层细胞,可直接利用黑藻叶片制作临时装片进行实验,A正确;该实验中需要在显微镜下观察3次,第一次是细胞正常状态,第二次观察细胞质壁分离状态,第三次观察细胞质壁分离复原状态,B正确;观察到A处是原生质层,颜色是绿色,B处溶液为细胞外界溶液,即蔗糖溶液,C错误;只有活细胞才能够发生质壁分离和复原现象,所以该实验过程中需始终保持黑藻细胞的活性,D正确。]
13.如图为两种小分子物质(甲、乙)跨膜运输方式的运输速率与浓度差的关系,两种物质分子的运输都与能量供应无关。下列叙述错误的是( )
A.两种物质分子的运输动力都来自细胞膜内外侧物质的浓度差
B.脂溶性小分子以物质甲的方式运输,其运输速率与分子大小无关
C.物质乙运输过程可能是通过载体蛋白发生可逆的构象变化实现的
D.使用蛋白变构剂处理,对物质甲的运输速率无影响,而物质乙运输速率会降低
B [据柱形图分析可知,物质甲的运输方式为自由扩散,而物质乙的运输方式为协助扩散,两者的运输动力都来自细胞膜内外侧物质的浓度差,A正确;脂溶性小分子的运输方式为自由扩散,其运输速率取决于分子的大小和其脂溶性,B错误;物质乙的运输方式为协助扩散,运输过程可能是通过载体蛋白发生可逆的构象变化实现的,C正确;自由扩散不需要转运蛋白的协助,而协助扩散需要转运蛋白的协助,使用蛋白变构剂处理,对物质甲的运输速率无影响,而物质乙运输速率会降低,D正确。]
14.人体的CFTR蛋白是细胞膜上主动转运氯离子的蛋白质,若CFTR蛋白异常,则会导致氯离子在细胞中累积,细胞内的氯离子浓度升高,进而导致水分子运出细胞发生障碍,使人体易出现呼吸道感染。如图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用机理。据图分析,下列有关叙述错误的是( )
A.CFTR蛋白属于转运蛋白中的载体蛋白
B.氯离子通过CFTR蛋白时不需要与其结合
C.每次转运氯离子时,CFTR蛋白都会发生自身空间结构的改变
D.CFTR蛋白在内质网和高尔基体内加工,通过囊泡运输到细胞膜上
B [CFTR蛋白属于转运蛋白中的载体蛋白,运输时需要消耗能量,A正确;氯离子通过CFTR蛋白时需要与其结合,B错误;每次转运氯离子时,CFTR蛋白都会发生自身空间结构的改变,C正确;CFTR蛋白在核糖体合成,在内质网和高尔基体内加工,通过囊泡运输到细胞膜上,D正确。]
15.通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道,允许适当大小的离子顺浓度梯度通过,包括离子通道、孔蛋白、水孔蛋白。有些通道蛋白形成的通道通常处于开放状态,如钾泄漏通道,允许钾离子不断外流;有些通道蛋白平时处于关闭状态,仅在特定刺激下才打开,而且是瞬时开放瞬时关闭,在几毫秒的时间里,一些离子、代谢物或其他溶质顺浓度梯度扩散通过细胞膜,这类通道蛋白又称为门通道。下列叙述正确的是( )
A.通道蛋白属于部分嵌入磷脂双分子层中的蛋白质
B.处于开放状态的通道蛋白在运输物质上不具有选择性
C.一些离子通过门通道时需要与门通道识别结合
D.门通道和载体蛋白在每次转运时都会发生自身构象的改变
D [通道蛋白属于贯穿磷脂双分子层的蛋白质,A错误;有些通道蛋白形成的通道通常处于开放状态,如钾泄漏通道,允许钾离子不断外流,说明处于开放状态的通道蛋白在运输物质上也具有选择性,B错误;门通道属于通道蛋白,分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,可见,离子通过门通道时不需要与门通道结合,C错误;门通道蛋白有张开和关闭两种状态,门通道蛋白和载体蛋白在每次转运时都会发生自身构象的改变,D正确。]
16.(不定项)中国科学院长春应用化学研究所王宏达研究员课题组提出了哺乳动物组织细胞膜的结构模型,该模型指出在磷脂层的外侧存在一层致密平滑的蛋白质层;细胞膜内侧相对粗糙(如图)。下列相关叙述正确的是( )
A.该模型的基本支架是磷脂双分子层,其外部是亲水端
B.由图可知,细胞膜两侧蛋白质的分布是不均匀的
C.图中B侧为细胞膜的外侧;该侧还应含有糖被,可以与物质①结合
D.线粒体膜和内质网膜均有图示的类似结构,其功能取决于物质①的种类和数量
ABD [细胞膜的基本支架为磷脂双分子层,其外部是亲水端,A正确。蛋白质分子在细胞膜上的位置为:镶嵌、贯穿、嵌入,所以①为膜上的蛋白质,由图可知,细胞膜两侧蛋白质的分布是不均匀的,B正确。根据题意,该模型指出在磷脂层的外侧存在一层致密平滑的蛋白质层;细胞膜内侧相对粗糙,故 A侧为细胞膜的外侧,该侧还应含有糖被,可以与物质①结合,C错误。蛋白质是生命活动的主要承担者,不同生物膜的生理功能不同,取决于膜上蛋白质的种类和数量,D正确。]
17.(不定项)线粒体相关内质网膜(MAMs)是指内质网和线粒体之间高度动态、紧密连接的复合结构,但没有膜的融合(如图所示),含有多种与物质运输、能量代谢等相关的蛋白质。下列推测错误的是( )
A.线粒体和内质网在结构和功能上是完全独立的
B.MAMs可能对内质网和线粒体的功能产生影响
C.线粒体外膜与内质网膜之间通过囊泡相互转换
D.线粒体和内质网可以通过 MAMs进行信息交流
AC [根据题意,MAMs是指内质网和线粒体之间高度动态、紧密连接的复合结构,因此线粒体和内质网在结构上不是完全独立的,结构影响功能,因此推测MAMs可能对内质网和线粒体的功能产生影响,A错误,B正确;线粒体相关内质网膜(MAMs)是指内质网和线粒体之间高度动态、紧密连接的复合结构,但没有膜的融合,故线粒体外膜与内质网膜之间不是通过囊泡相互转换的,C错误;MAMs作为内质网和线粒体间的“连接”,可进行信息的交流,D正确。]
18.(不定项)实验发现,在一定的浓度范围内,KNO3溶液中发生质壁分离的细胞都能发生自动复原,KCl溶液中发生质壁分离的细胞都不能发生自动复原。已知这些植物细胞细胞膜上既有钾离子载体也有多种阴离子通道(SLAC1、SLAH3、SLAH2等)。下列可作为支持上述实验结果的证据的是( )
A.发生质壁分离的植物细胞代谢弱,为主动吸收K+提供的能量不足
B.SLAH2是选择性的阴离子通道,对Cl-的通透能力微弱
C.SLAC1和SLAH3均能运输和Cl-,但对的通透能力明显大于Cl-
D.在KNO3溶液和KCl溶液中发生质壁分离的细胞,对水分子的运输方式相同
ABC [在KNO3溶液和KCl溶液中质壁分离的细胞表现不一样,可知植物细胞吸收了较多,而没有吸收Cl-或吸收较少,且没有吸收K+,可能是发生质壁分离的植物细胞代谢弱,为主动吸收K+提供的能量不足,A、B正确;植物细胞吸收了较多而没有吸收Cl-或吸收较少,可能是SLAC1和SLAH3均能运输和Cl-,但对的通透能力明显大于Cl-造成的,C正确;细胞运输水分子的方式是自由扩散和协助扩散,在不同细胞中相同,并不会影响质壁分离后是否复原,D错误。]
19.(不定项)下图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后,在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且不变)。下列有关叙述正确的是( )
A.3 h时,两组幼苗均已出现萎蔫现象,直接原因是蒸腾作用和根细胞失水
B.6 h后,甲组幼苗因根细胞开始吸收K+、,吸水能力增强,使鲜重逐渐提高
C.12 h后,若继续培养,甲组幼苗的鲜重可能超过处理前,乙组幼苗将死亡
D.实验表明,该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程
ACD [3 h时,两组幼苗鲜重均已低于初始萎蔫鲜重水平,即发生了萎蔫,发生萎蔫的原因主要是根细胞通过渗透作用失水,另外还有蒸腾作用失水,A正确。甲组幼苗在6 h后鲜重开始增加,是由于幼苗根细胞吸收K+、后,细胞液浓度增大,细胞吸水大于细胞失水,但细胞吸收K+、并不是在6 h后,而是在根放入溶液中时就已经开始了,B错误。植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程;由于细胞吸收了K+、,所以细胞液浓度大于处理前的浓度,细胞不断吸水,所以12 h后甲组幼苗的鲜重可能超过处理前,而乙组由于外界溶液浓度过大,导致乙组幼苗严重萎蔫最后死亡,C、D正确。]
20.(不定项)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如图所示,①~⑤表示相关过程。下列叙述不正确的是( )
A.图中③表示的物质跨膜运输方式是主动运输
B.图中④表示的物质跨膜运输方式需消耗能量
C.水分子通过⑤进入细胞的速率比通过磷脂双分子层慢
D.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是O2和CO2
BCD [图中③表示的物质跨膜运输方式需要消耗ATP水解所释放的能量,为主动运输,A正确;图中④表示的物质跨膜运输时,顺浓度梯度,需要载体蛋白,属于协助扩散,不消耗能量,B错误;水分子借助于水通道蛋白通过⑤协助扩散进入细胞的速率比通过磷脂双分子层的自由扩散要快得多,C错误;肌细胞需要O2,产生CO2,因此图中的红细胞中的气体A为CO2,气体B为O2,O2流出,进入肌细胞,D错误。]
二、非选择题
21.(10分)细胞膜受到病原体、化学物质、机械应力等影响时会发生损伤。根据“伤害”的性质和“伤口”的大小,细胞会启动不同的修复机制以恢复细胞膜的正常结构和功能。
(1)当细胞膜伤口较小时,损伤边缘紊乱的磷脂分子可以自发排列成双层结构,这是由于磷脂分子的特点是________________。通过细胞膜流动,伤口“消失”。细胞膜能够流动主要表现为_____________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)稍大的损伤发生时,细胞外大量Ca2+由“伤口”处内流,形成激活膜修复程序的信号。Ca2+异常内流是由于细胞膜________________的功能受损。在与修复相关的蛋白质协助下,细胞膜向外“出芽”或向里“内陷”形成囊泡,这些囊泡膜的主要成分是______________。“出芽”囊泡会离开细胞,丢弃损伤成分,“内陷”囊泡会移动到______________被水解,细胞膜得以融合修复。
(3)当细胞膜损伤较大时,会引起细胞内大量囊泡移向伤口处,推测大量囊泡以“补丁”的方式修复细胞膜的机制是_____________________________________
____________________________________________________________________。
[解析] (1)磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部,所以磷脂分子可以自发排列成双层结构。构成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动,因此细胞膜具有流动性。异常内流即物质进出,这体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能受损。囊泡膜属于生物膜,生物膜的主要成分是蛋白质和脂质。溶酶体内含有多种水解酶,是细胞内的“消化车间”,因此“内陷”的囊泡会移动到溶酶体被水解,细胞膜得以修复。(3)细胞内大量囊泡移向伤口处,囊泡膜与受损细胞膜相互融合,形成“补丁”修复细胞膜。
[答案] (除标注外,每空2分,共10分)(1)头部亲水,尾部疏水 构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动 (2)控制物质进出细胞 脂质和蛋白质(1分) 溶酶体(1分) (3)囊泡膜与受损细胞膜相互融合,形成“补丁”修复细胞膜
22.(11分)生物膜系统在结构和功能上紧密联系,实现了细胞内各种结构之间的协调与配合,对细胞生命活动的正常进行具有极为重要的作用。请回答下列问题:
(1)探究胰蛋白酶的合成和分泌路径,可采用____________法。用3H标记的亮氨酸培养豚鼠胰腺腺泡细胞,可检测到先后出现放射性的细胞结构有________________________________。如果将3H替换成18O可行吗?________(填“可行”或“不可行”),理由是______________________________
____________________________________________________________________。
(2)蛋白质在内质网加工过程中若发生肽链错误折叠,将无法从内质网运出,进而导致异常蛋白在细胞内堆积。细胞内错误折叠的蛋白质及损伤的线粒体等细胞器均会影响细胞的正常生命活动,细胞可通过下图所示机制进行自我清除。
依据上图信息可知:错误折叠的蛋白质或损伤的线粒体会被________标记,被标记的蛋白质或线粒体可以与自噬受体结合,被包裹形成吞噬泡,吞噬泡与________(填细胞器名称)融合,其中的________可将吞噬泡中的物质降解。
(3)各种生物膜功能各不相同,从膜的组成成分分析,其主要原因是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[解析] (1)胰蛋白酶的化学本质是蛋白质,属于分泌蛋白,探究分泌蛋白的合成和分泌路径,可采用放射性同位素标记法。分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行初加工→内质网鼓出形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,故用3H标记的亮氨酸培养豚鼠胰腺腺泡细胞,可检测到先后出现放射性的细胞结构有核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜。18O是稳定同位素,不具有放射性,而3H具有放射性,因此不能将3H替换成18O。(2)由图分析可知,错误折叠的蛋白质或损伤的线粒体会被泛素标记,形成吞噬泡。然后吞噬泡与溶酶体融合,其中的水解酶便将吞噬泡中的物质降解。某些降解产物可以被细胞重新利用,所以当细胞养分不足时,细胞会通过增强溶酶体的自噬作用,来获取所需的养料。(3)生物膜的组成成分为脂质、蛋白质和糖类,生物膜的功能与组成生物膜的蛋白质的种类和数量有关,因此各种生物膜功能各不相同,从膜的组成成分分析,其主要原因是组成生物膜的蛋白质种类和数量不同。
[答案] (除标注外,每空1分,共11分)(1)同位素标记 核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜(2分) 不可行 18O是稳定同位素,不具有放射性(2分) (2)泛素 溶酶体 水解酶 (3)组成生物膜的蛋白质种类和数量不同(2分)
23.(13分)下图A、B分别表示动植物细胞的亚显微结构模式图,①~⑩表示细胞的各结构。图C表示动物细胞中分泌蛋白的加工与运输过程,COPⅠ、COPⅡ是在甲与乙之间运输蛋白质的囊泡。请据图回答下列问题:
A B
C
(1)若A为人的成熟红细胞,则其不含有的细胞结构有____________(填编号)。 B细胞最可能是植物的叶肉细胞,判断依据是_____________________________
____________________________________________________________________。
(2)图C中属于生物膜系统的结构有核膜、细胞膜和____________________________。由图可知,溶酶体具有的功能是___________________________________
____________________________________________________________________。
(3)图C中的囊泡能精确地将细胞“货物”(如胰岛素)运送到细胞膜特定位置,据图推测其原因是_______________________________________________________
____________________________________________________________________,
此过程体现了细胞膜具有______________________________的功能。COPⅡ负责将经内质网初步加工并需要到高尔基体进行再加工的蛋白质运送到高尔基体,推测COPⅠ的作用可能是__________________________________________
_____________________________________________________________________(答出两点)。
与分泌蛋白合成及运输有关且具有两层磷脂分子的细胞器是_________________________。
[解析] (1)图A中①是细胞膜,②是高尔基体,③是核仁,④是线粒体,⑤是内质网,⑦是核糖体,⑩是中心体,若A 为人的成熟红细胞,则其不含有细胞核和所有的细胞器,即其不含有的细胞结构有②③④⑤⑦⑩。B细胞最可能是植物的叶肉细胞,判断依据是B细胞中含有⑨(叶绿体)、细胞壁和⑧(大液泡)。(2)生物膜系统由细胞膜、核膜和细胞器膜组成,图C中甲是内质网,乙是高尔基体,均为具膜细胞器,图 C 中属于生物膜系统的结构有核膜、细胞膜和甲(内质网)膜、乙(高尔基体)膜、溶酶体膜(囊泡膜或COPⅠ、COPⅡ膜)。由图可知,溶酶体具有吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌的功能。(3)分析图C可知,图C中的囊泡能精确地将细胞“货物”(如胰岛素)运送到细胞膜特定位置,据图推测其原因是囊泡膜上的蛋白质A可以和细胞膜上的相应的受体特异性识别并结合,此过程体现了细胞膜具有控制物质进出细胞和进行信息交流的功能。 据题图可知,COPⅡ负责将经内质网初步加工并需要到高尔基体进行再加工的蛋白质运送到高尔基体,因此没有经过内质网加工的蛋白质或不需要到高尔基体加工的内质网蛋白质可通过COPⅠ运回内质网。与分泌蛋白合成及运输有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,其中具有两层磷脂分子(单层膜)的细胞器是内质网和高尔基体。
[答案] (除标注外,每空2分,共13分)(1)②③④⑤⑦⑩(1分) B细胞中含有叶绿体、细胞壁和大液泡 (2)甲(内质网)膜、乙(高尔基体)膜、溶酶体膜(囊泡膜或COPⅠ、COPⅡ膜) 吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌(1分) (3)囊泡膜上的蛋白质A可以和细胞膜上的相应的受体特异性识别并结合 控制物质进出细胞和进行信息交流 将未经内质网加工的蛋白质运回内质网、将被运送到高尔基体的内质网蛋白质运回内质网 内质网、高尔基体(1分)
24.(9分)将同一片紫色洋葱鳞片叶外表皮制成两组相同的临时装片,分别放入溶液浓度均高于细胞液浓度的甘油、蔗糖两种溶液中,测得细胞失水量变化曲线如图所示。
(1)洋葱外表皮细胞的______________相当于一层半透膜,Oa段变化的原因是细胞液的浓度______________外界溶液的浓度,a点时可观察到______________的现象,a点后水分子______________(填“会”或“不会”)流出细胞。
(2)曲线Ⅱ的bc段变化的原因是______________逐渐进入细胞内,引起细胞液的浓度________________________________________________________________。
在低倍显微镜下观察,发现c点以后液泡的变化是______________。
(3)图中______________点时细胞吸水能力最强,判断依据是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[解析] (1)洋葱外表皮细胞的原生质层相当于一层半透膜。Oa段变化的原因是细胞液的浓度小于外界溶液的浓度,细胞失水,由于细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性,因此a点时可观察到质壁分离的现象。a点后失水量不再增加,原因是此时细胞失水量等于吸水量,水分子会流出细胞。(2)曲线Ⅱ的bc段变化的原因是甘油通过自由扩散的方式逐渐进入细胞内,引起细胞液的浓度增大,细胞液浓度大于外界溶液浓度,细胞开始吸水,所以细胞失水量在减小,因此在低倍显微镜下观察,发现c点以后液泡的变化是体积变大,颜色变浅。(3)细胞内外浓度差越大,细胞吸水能力越强,图中a时细胞吸水能力最强,判断依据是与b、c点相比,a点时细胞失水量最大,细胞液浓度最大,吸水能力最强。
[答案] (每空1分,共9分)(1)原生质层 小于 质壁分离 会 (2)甘油 增大 体积变大,颜色变浅 (3)a 与b、c点相比,a点时细胞失水量最大,细胞液浓度最大,吸水能力最强
25.(12分)科学研究发现,细胞进行主动运输主要以几种方式进行:①偶联转运蛋白:把一种物质穿过膜的上坡转运与另一种物质的下坡转运相偶联。②ATP驱动泵:把上坡转运与ATP的水解相偶联。③光驱动泵:主要在细菌中发现,能把上坡转运与光能的输入相偶联(如图1所示,图中a、b、c代表主动运输的三种类型,■、▲、○代表主动运输的离子或小分子)。葡萄糖是细胞的主要能源物质,其进出小肠上皮细胞的运输方式如图2所示。请回答下列问题:
(1)分析图1所示的细胞膜结构,________(填“P”或“Q”)侧为细胞外。
(2)在小肠肠腔,细胞膜上的蛋白S有两种结合位点:一种与Na+结合,一种与葡萄糖结合。当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入上皮细胞时,葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞。小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是图1中________(填“a”“b”或“c”)类型的主动运输,葡萄糖进入小肠上皮细胞的能量来源是____________________________________________________________________。
(3)小肠基膜上Na+-K+泵由α、β两个亚基组成,α亚基上既有Na+、K+的结合位点,又具有ATP酶的活性,据此分析图中Na+-K+泵的功能是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)最新研究表明,若肠腔葡萄糖浓度较高,葡萄糖主要通过载体蛋白(GLUT2)的协助通过协助扩散的方式进入小肠上皮细胞。在协助扩散的同时,通过载体蛋白(SGLT1)的主动运输过程也在发生。但主动运输的载体(SGLT1)容易饱和,协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运输快数倍。请设计实验加以验证。
实验步骤:
第一步:取甲(敲除了SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、乙(敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、丙(正常的小肠上皮细胞),三组其他生理状况均相同。
第二步:将甲、乙、丙三组细胞分别置于____________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
第三步:___________________________________________________________。
实验结果:________________________________________________,则验证了上面的最新研究结果。
[解析] (1)根据P侧含有糖蛋白可知,P侧为细胞外。(2)当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输(下坡)进入上皮细胞时,葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞,葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为偶联转运蛋白参与的主动运输,类似于图1中的a过程。该过程中,葡萄糖主动运输所需的能量来自细胞膜内外两侧的Na+浓度差形成的势能。(3)根据Na+-K+泵上既有Na+、K+的结合位点,又具有ATP酶的活性可知,Na+-K+泵可以参与Na+、K+的运输,也可以催化ATP的水解。(4)要验证当肠腔葡萄糖浓度较高时,葡萄糖既可以通过主动运输又可以通过协助扩散进入小肠上皮细胞,且协助扩散的速度更快,则实验的自变量应该是设置不同的运输方式,各组均创造相同的较高浓度葡萄糖环境,比较各组葡萄糖的吸收速率。如甲组敲除了SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞只能进行协助扩散,乙组敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞只能进行主动运输,丙组正常的小肠上皮细胞可以同时进行主动运输和协助扩散,将甲、乙、丙三组细胞分别置于一定较高浓度的葡萄糖溶液中,培养一段时间,其他条件相同且适宜,并检测培养液中葡萄糖的浓度。实验结果:丙组同时进行主动运输和协助扩散,葡萄糖的吸收速率最快,故培养液中葡萄糖的浓度最小;由于协助扩散的速率大于主动运输,故乙组吸收葡萄糖的速率慢,培养液中葡萄糖的剩余量最多,浓度最大,即若丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组,甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组,则验证了题述的最新研究结果。
[答案] (除标注外,每空2分,共12分)(1)P(1分) (2)a(1分) 细胞膜内外两侧的Na+浓度差形成的势能 (3)运输Na+、K+和催化ATP水解 (4)一定较高浓度的葡萄糖溶液中(三组浓度相同),培养一段时间,其他条件相同且适宜 检测培养液中葡萄糖的浓度 若丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组,甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共99张PPT)
第4章 细胞的物质输入和输出
阶段排查3
1.植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。 ( )
提示:植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜以及两层之间的细胞质组成。
2.红细胞吸水与失水的多少取决于红细胞内外浓度的差值。 ( )
3.植物细胞内的液体环境主要指的是细胞质基质中的细胞液。 ( )
提示:植物细胞内的液体环境主要指的是液泡中的细胞液。
×
√
×
4.甘油是极性分子,所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜。 ( )
提示:甘油是脂溶性物质,以自由扩散方式通过细胞膜。
5.自由扩散和协助扩散都不需要转运蛋白和能量。 ( )
提示:二者均不需要能量,协助扩散需要转运蛋白。
6.细胞膜内外的物质浓度差会影响协助扩散的运输速率。 ( )
×
√
×
7.载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时,其作用机理是一样的。 ( )
提示:通道蛋白转运物质时,一般其构象不发生改变。
8.氧气浓度的高低,对细胞逆浓度梯度吸收物质不造成影响。 ( )
提示:氧气浓度通过影响细胞呼吸产生的能量的多少,影响主动运输。
×
×
9.主动运输过程中载体蛋白的空间结构不发生改变。 ( )
提示:离子或分子与载体蛋白结合后,在细胞内化学反应释放的能量的推动下,载体蛋白的空间结构发生变化。
10.大分子物质出入细胞不需要膜上蛋白的参与。 ( )
提示:大分子物质出入细胞需要膜上蛋白的参与,此时膜蛋白起着信息交流的功能。
11.需要消耗能量的运输方式都是主动运输。 ( )
提示:通过胞吞和胞吐运输物质时也需要消耗能量。
×
×
×
12.轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境要多很多倍。 ( )
13.水分子更多的是以自由扩散进出细胞的。 ( )
提示:水分子更多的是以协助扩散的方式进出细胞的。
14.新型冠状病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输。 ( )
提示:新型冠状病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于胞吞。
15.新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量。 ( )
×
√
×
√
16.物质进出细胞与细胞膜上的载体蛋白有关,与磷脂分子无关。 ( )
提示:物质进出细胞与细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子均有关。
17.果脯腌制时,蔗糖以主动运输的方式进入细胞。 ( )
提示:果脯腌制时,细胞死亡,细胞膜失去了选择透过性,蔗糖以扩散的方式进入细胞。
18.动物一氧化碳中毒会降低转运蛋白跨膜运输离子的速率。 ( )
×
√
×
19.黑藻可替代紫色洋葱鳞片叶用于探究植物细胞的吸水和失水。 ( )
20.自由扩散的方式通过细胞膜的速率远大于协助扩散。 ( )
提示:协助扩散有载体蛋白的协助,其运输速率可能会大于自由扩散。
21.RNA是生物大分子,可通过胞吐从细胞核进入细胞质。 ( )
提示:RNA是通过核孔从细胞核进入细胞质的,而不是胞吐。
×
√
×
22.细胞通过主动运输吸收无机盐离子,将进一步减小膜两侧的浓度差。 ( )
提示:细胞通过主动运输吸收无机盐离子是逆浓度梯度进行的,会增大膜两侧的浓度差。
23.在“观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原”的实验中存在自身对照。 ( )
24.缺氧不会影响人体成熟红细胞吸收葡萄糖的速率。 ( )
×
√
√
25.大分子物质进出细胞只能通过胞吞、胞吐的形式,胞吞、胞吐也只运输大分子。 ( )
提示:胞吞与胞吐也能运输小分子物质。
26.进食后小肠中葡萄糖浓度很高,因此小肠绒毛上皮细胞可通过协助扩散吸收葡萄糖。 ( )
提示:进食后小肠中葡萄糖的浓度很高,但小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的主要方式为主动运输。
×
×
27.紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离,原因之一是细胞壁的伸缩性小于原生质层。 ( )
28.物质自由扩散进出细胞的速度,既与浓度梯度有关,也与分子大小有关。 ( )
29.采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验,用镊子撕取的外表皮,若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验。 ( )
30.主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定。 ( )
√
√
√
√
31.人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层。 ( )
提示:人体内Ca2+不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层,需载体蛋白的协助。
32.原核细胞对物质的吸收具有选择性。 ( )
33.细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的。 ( )
提示:细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的。
34.无机盐离子在细胞内积累可引起外界溶液中的水进入细胞。 ( )
×
√
×
√
1.发生渗透现象需要满足两个条件,分别是___________________________________________________________________________。
提示:具有半透膜,半透膜两侧溶液具有浓度差
2.蔗糖分子不能被洋葱表皮细胞吸收,从细胞膜的结构成分分析,其原因是_______________________________________________________________________________________________________。
提示:细胞膜上无相应的载体蛋白
3.若以白色的洋葱内表皮细胞为材料观察质壁分离,需要在蔗糖溶液中加入红墨水使现象更明显,观察到的现象是______________________________________________________________________。
提示:原生质层与细胞壁之间形成红色空隙(或发生质壁分离)
4.大豆根部细胞受到盐胁迫后,可能发生质壁分离,从细胞结构上分析,其原因是____________________________________________________________________________________________________。
提示:原生质层比细胞壁的伸缩性大
5.在适宜的KNO3溶液中,叶片表皮细胞发生的质壁分离会自动复原的原因是_________________________________________________________________________________________________________。
6.主动运输对于生命获得的意义是___________________________________________________________________________________。
提示:保证细胞按照生命活动的需要,主动选择吸收所需的营养物质,排出代谢废物或对细胞有害的物质
7.小肠绒毛上皮细胞能够从消化了的食物中吸收葡萄糖,却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖,这个事实说明细胞膜具有什么特性?这与细胞的生活有什么关系?___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________
________________________________________________________。
提示:这一事实说明细胞膜对物质进入细胞具有选择透过性。这与细胞的生活关系密切,细胞膜的这一特性使细胞尽可能地只吸收自身需要的物质,细胞不需要或对细胞有害的物质常被阻挡在细胞外
8.葡萄糖进行红细胞的转运速率存在饱和值,该值的大小取决于
________________________________________________________。
提示:细胞膜上相应载体蛋白的数量
9.影响主动运输的因素有____________________________________________________________________________________________。
提示:温度、氧气的浓度、载体蛋白的数量等
10.细胞膜上的离子通道能选择性地运输相应离子原因是________________________________________________________________。
提示:离子通道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
11.胞吞、胞吐过程的实现与生物膜结构的关系是____________________________________________________________________________。
提示:细胞膜结构的流动性是胞吞、胞吐的基础;胞吞、胞吐过程中的变形本身也体现了膜的流动性
12.细胞膜具有选择透过性的结构基础是____________________________________________________________________________________。
提示:细胞膜上转运蛋白的种类或数量,或转运蛋白空间结构的变化
13.施肥过多会造成植物萎蔫甚至死亡,俗称“烧苗”,其原因是________________________________________________________。
提示:施肥过多,土壤溶液渗透压过高,植物根部细胞失水严重
14.蒸馏水中,猪血红细胞吸水涨破所需时间远短于肝细胞,原因可能是_____________________________________________________
___________________________________________________________
________________________________________________________。
提示:红细胞细胞膜上存在高密度的水通道蛋白,而肝细胞细胞膜上的水通道蛋白分布相对较少,水通道蛋白能够促进水分子的快速跨膜运输,从而使得红细胞在蒸馏水中吸水涨破所需的时间较短
15.O2、苯等物质通过脂质体(由无蛋白质的磷脂双分子层构成)与生物膜的通透性相同,说明这些分子的跨膜运输特点有_____________________________________________________________________(答出2点),其运输的动力来自______________________。
提示:顺浓度梯度,不需要转运蛋白协助,不消耗能量 自身物质分子的浓度差
16.淡水中生活的原生动物,如草履虫,能通过伸缩泡排出细胞内过多的水,以防止细胞涨破。如果将草履虫放入蒸馏水或海水中,推测其伸缩泡的伸缩情况,分别会发生什么变化?_________________________________________________________________________
________________________________________________________。
提示:蒸馏水中的草履虫伸缩泡的伸缩频率多于在原液中的次数;海水中的草履虫伸缩泡的伸缩频率将减小,甚至死亡
阶段综合测评(二) (第3~4章)
一、选择题
1.研究发现,某病毒的包膜上存在很多糖蛋白,其中糖蛋白S可与人体细胞表面的受体蛋白ACE2结合,从而使病毒识别并侵入该细胞,下图为某同学绘制的细胞膜的流动镶嵌模型,下列说法正确的是( )
A.图中的流动镶嵌模型是一种概念模型
B.结构中的①表示糖被,与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等有关
C.细胞膜具有流动性,是因为②③④都可以侧向自由移动
D.糖蛋白S与受体蛋白ACE2结合的过程,体现了细胞膜可以进行细胞间的信息交流
√
B [图中的流动镶嵌模型是一种物理模型,A错误;①表示糖类分子,叫作糖被,与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等有关,B正确;细胞膜具有流动性,表现为③磷脂可以侧向移动,而大多数②④蛋白质可以移动,C错误;病毒没有细胞结构,所以病毒包膜上的糖蛋白S可与人体细胞表面的受体蛋白ACE2结合,无法体现细胞间的信息交流,D错误。]
2.胆固醇以低密度脂蛋白(LDL)的形式在血液中运输,LDL是由胆固醇、蛋白质和磷脂结合形成的复合物,被细胞膜上的LDL受体识别后才能进入细胞。当血液中LDL过量时,胆固醇会在血液中积累并黏附在血管壁上,容易引发动脉粥样硬化。下列相关叙述正确的是( )
A.胆固醇是水溶性的,人体中胆固醇是构成细胞膜的重要成分
B.LDL受体协助LDL进入细胞,体现了蛋白质的运输功能
C.LDL中磷脂分子的排布与磷脂分子尾部疏水特性有关
D.若LDL受体无法合成,血浆中的胆固醇含量会下降
√
C [胆固醇属于脂质,不溶于水,A错误;LDL受体能识别LDL,LDL受体不能运输LDL进入细胞,不能体现蛋白质的运输功能,LDL是由胆固醇、蛋白质和磷脂结合形成的复合物,通过胞吞的形式进入细胞,B错误;由于磷脂分子头部亲水、尾部疏水,LDL中磷脂分子成单层,且尾部朝内,内部包裹脂溶性的胆固醇,C正确;结合题干信息可知,若人体细胞不能合成LDL受体,血浆中胆固醇无法正常进入组织细胞,会导致血浆中胆固醇含量升高,D错误。]
3.如图表示几种细胞器的模式图,下列有关说法错误的是( )
a b c
d e f
A.细胞器c、f都与蛋白质的合成有关
B.细胞器b、f不含磷脂
C.绿色植物的细胞中都含有c、e、f
D.a、d及植物细胞的液泡都具有单层膜结构
√
C [分析模式图可知,c表示线粒体,f表示核糖体,二者都与蛋白质的合成有关,A正确;中心体(b)与核糖体(f)都无膜结构,故不含磷脂,B正确;绿色植物并不是所有的细胞都含有叶绿体(e),如植物根尖细胞不含叶绿体,C错误;高尔基体(a)、内质网(d)和植物细胞的液泡都具有单层膜结构,D正确。]
4.过氧化物酶体是一种含多种酶的细胞器,过氧化氢酶是其中的标志酶,可分解细胞代谢中产生的过氧化氢。下图表示过氧化物酶体产生的一种途径。下列叙述错误的是( )
A.过氧化物酶体的形成与内质网有关
B.过氧化氢酶在过氧化物酶体中合成
C.基质蛋白和膜蛋白最初在游离的核糖体上合成
D.过氧化物酶体的功能可能与溶酶体相似
√
B [由图可知,过氧化物酶体可由内质网出芽生成,A正确;过氧化物酶体可由内质网出芽生成,过氧化氢酶是蛋白质,其合成场所是核糖体,B错误;任何蛋白质最初都在游离的核糖体上合成,C正确;过氧化物酶体是一种含多种酶的细胞器,溶酶体中也含有多种水解酶,过氧化物酶体的功能可能与溶酶体相似,D正确。]
5.如图是某同学画的细胞中某种膜的简单示意图,下列分析错误的是( )
A.若1、2各代表一层生物膜,则图示可表示线粒体膜,且1的面积大于2
B.若1、2共同构成一层生物膜,则图示可表示细胞中溶酶体的膜
C.若1、2共同构成一层生物膜,则图示可表示细胞中的内质网膜
D.若1、2各代表一层生物膜,则图示可表示叶绿体膜
√
A [若1、2各代表一层生物膜,则题图可表示线粒体膜,线粒体具有双层膜,线粒体内膜向内折叠形成嵴,1的面积小于2,A错误;若1、2共同构成一层生物膜,则1和2是磷脂双分子层,题图可表示细胞中的内质网膜,也可表示细胞中溶酶体的膜,内质网和溶酶体都具有单层膜结构,B、C正确;若1、2各代表一层生物膜,则题图可表示叶绿体膜,叶绿体具有双层膜,D正确。]
6.“结构和功能相适应”是生物学的基本观点之一。下列有关叙述正确的有几项( )
①磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架,有利于将细胞内外的水环境分隔开 ②真核细胞的细胞骨架具有维持细胞形态,锚定、支撑细胞器的作用 ③原核细胞中没有叶绿体和线粒体,因此无法进行光合作用和有氧呼吸 ④胃腺细胞中的高尔基体比较发达,有利于胃蛋白酶的合成、加工和运输 ⑤细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,有利于细胞生命活动的高效进行
A.一项 B.二项 C.三项 D.四项
√
C [磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架,形成屏障,有利于将细胞内外的水环境分隔开,①正确;真核细胞的细胞骨架的主要成分为蛋白质纤维,具有维持细胞形态,锚定、支撑细胞器的作用,②正确;原核细胞中没有叶绿体和线粒体,但有进行有氧呼吸的酶和进行光合作用的色素和酶,因此可以进行光合作用和有氧呼吸,③错误;胃蛋白酶属于分泌蛋白,合成场所位于核糖体,分泌蛋白需要高尔基体的加工,胃腺细胞中的高尔基体比较发达,有利于胃蛋白酶的加工和运输,④错误;细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,形成小区室,有利于细胞生命活动的高效进行,⑤正确。综上所述,C符合题意。]
7.在植物细胞中,细胞质流动是围绕中央液泡进行的,称为胞质环流。研究发现,在丽藻液泡膜和细胞膜之间有成束的细胞骨架结构,且与胞质环流方向平行。用细胞骨架合成抑制剂处理丽藻细胞后,胞质环流现象消失。下列说法不正确的是( )
A.中央液泡和细胞骨架都参与了丽藻细胞形态的维持
B.用细胞骨架合成抑制剂处理后,叶绿体的运动变得无序
C.在低倍镜下找到原生质层后,换高倍镜可观察到细胞骨架
D.胞质环流有利于营养物质和代谢产物在细胞内均匀分布
√
C [由题意“丽藻液泡膜和细胞膜之间有成束的细胞骨架结构”和中央液泡的功能可知,中央液泡和细胞骨架都参与了丽藻细胞形态的维持,A正确;由题意“用细胞骨架合成抑制剂处理丽藻细胞后,胞质环流现象消失”可知,用细胞骨架合成抑制剂处理后,叶绿体的运动变得无序,B正确;细胞骨架无色,不能用高倍镜观察到,C错误;细胞质的流动是一种生命活动的现象,细胞质的流动能够促进细胞内营养物的运输和细胞器的移动,即有利于营养物质和代谢产物在细胞内均匀分布,D正确。]
8.某细胞的局部结构如图所示,①~⑥表示不同的结构。下列说法正确的是( )
A.①~⑤不会存在于发菜细胞内
B.物质通过②需要穿过2层生物膜
C.容易被碱性染料染成深色的结构为④
D.细胞分裂时,③会解螺旋为细丝状的染色质
√
A [发菜细胞是原核细胞,没有细胞核,没有核膜,核仁,染色质等结构,①~⑤不会存在于发菜细胞内,A正确;物质通过②核孔穿过0层生物膜,B错误;容易被碱性染料染成深色的结构为③染色质,C错误;③染色质在细胞分裂时高度螺旋形成染色体,D错误。]
9.核小体是染色质的基本结构单位,由一段长度为180~200个碱基对的DNA缠绕在组蛋白八聚体上构成。在这些碱基对中,146个碱基对直接盘绕在组蛋白八聚体的核心外侧,其余的用于连接下一个核小体。脱氧核糖核酸酶Ⅰ(DNaseⅠ)只能作用于核小体之间的DNA片段。下列有关核小体的叙述,正确的是( )
A.普通光学显微镜下可观察到核小体
B.核小体的基本单位是核糖核苷酸和氨基酸
C.组蛋白不仅对染色体的结构有支持作用,还可能防止DNA被DNaseⅠ水解
D.大肠杆菌细胞中存在核小体
√
C [光学显微镜下观察不到染色质,因此普通光学显微镜下也观察不到核小体,A错误;染色质的主要成分是DNA和蛋白质,核小体是染色质的基本结构单位,因此核小体的基本单位是脱氧核苷酸和氨基酸,B错误;根据题干信息,DNA缠绕在组蛋白八聚体上,脱氧核糖核酸酶Ⅰ(DNaseⅠ)只能作用于核小体之间的DNA片段,推断组蛋白不仅对染色体的结构有支持作用,还可能防止DNA被DNaseⅠ水解,C正确;大肠杆菌是原核细胞,细胞中不存在染色质,故也不存在核小体,D错误。]
10.目前在哺乳动物细胞中已鉴定出13种水通道蛋白(AQPs),其中AQP3、AQP7、AQP9、AQP10属于水—甘油通道蛋白,它们既能运输水分子,又能顺浓度梯度转运甘油、尿素等中性小分子。以下说法正确的是( )
A.水分子通过AQPs运输时需要先与其结合
B.水分子通过AQPs的转运速率比直接通过磷脂双分子层快
C.线粒体损伤的细胞摄入甘油的速率会明显降低
D.多种中性小分子通过AQP10进入细胞需要消耗 ATP
√
B [通道蛋白贯穿于细胞膜,分子或离子通过通道蛋白时不需要与其结合,A错误;水分子通过AQPs的运输属于协助扩散,运输速率大于直接通过磷脂双分子层的自由扩散速率,B正确;甘油通过被动运输的方式进入细胞,不消耗能量,所以线粒体损伤的细胞摄入甘油的速率不受影响,C错误;AQP10 能顺浓度梯度转运甘油、尿素等中性小分子,属于协助扩散,不消耗ATP,D错误。]
11.如图是某些物质进出小肠绒毛上皮细胞的示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.小分子物质可能以胞吞或胞吐的方式通过细胞膜
B.氧气和Na+进入小肠绒毛上皮细胞的方式相同
C.水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞,与葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的方式不同
D.葡萄糖排出小肠绒毛上皮细胞的方式需要转运蛋白的协助
√
B [小分子物质可能以胞吞或胞吐的方式通过细胞膜,如神经递质,A正确;氧气通过自由扩散进入细胞,而Na+通过主动运输进入小肠绒毛上皮细胞,可见氧气和Na+进入小肠绒毛上皮细胞的方式不相同,B错误;水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞,葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的方式为主动运输,C正确;葡萄糖通过协助扩散排出小肠绒毛上皮细胞,该过程需要转运蛋白的协助,D正确。]
12.黑藻是多年生沉水草本植物,叶片小而薄,叶绿体大,是理想的生物实验材料。下图为利用黑藻进行“探究植物细胞的吸水和失水”的部分实验步骤和结果。下列分析错误的是( )
A.可直接利用黑藻叶片制作临时装片进行实验
B.该实验需在显微镜下至少观察3次
C.图中黑藻细胞A处颜色为绿色,B处液体是清水
D.该实验过程中,需始终保持黑藻细胞的活性
√
C [黑藻叶片小而薄,为单层细胞,可直接利用黑藻叶片制作临时装片进行实验,A正确;该实验中需要在显微镜下观察3次,第一次是细胞正常状态,第二次观察细胞质壁分离状态,第三次观察细胞质壁分离复原状态,B正确;观察到A处是原生质层,颜色是绿色,B处溶液为细胞外界溶液,即蔗糖溶液,C错误;只有活细胞才能够发生质壁分离和复原现象,所以该实验过程中需始终保持黑藻细胞的活性,D正确。]
13.如图为两种小分子物质(甲、乙)跨膜运输方式的运输速率与浓度差的关系,两种物质分子的运输都与能量供应无关。下列叙述错误的是( )
A.两种物质分子的运输动力都来自细胞膜内外侧物质的浓度差
B.脂溶性小分子以物质甲的方式运输,其运输速率与分子大小无关
C.物质乙运输过程可能是通过载体蛋白发生可逆的构象变化实现的
D.使用蛋白变构剂处理,对物质甲的运输速率无影响,而物质乙运输速率会降低
√
B [据柱形图分析可知,物质甲的运输方式为自由扩散,而物质乙的运输方式为协助扩散,两者的运输动力都来自细胞膜内外侧物质的浓度差,A正确;脂溶性小分子的运输方式为自由扩散,其运输速率取决于分子的大小和其脂溶性,B错误;物质乙的运输方式为协助扩散,运输过程可能是通过载体蛋白发生可逆的构象变化实现的,C正确;自由扩散不需要转运蛋白的协助,而协助扩散需要转运蛋白的协助,使用蛋白变构剂处理,对物质甲的运输速率无影响,而物质乙运输速率会降低,D正确。]
14.人体的CFTR蛋白是细胞膜上主动转运氯离子的蛋白质,若CFTR蛋白异常,则会导致氯离子在细胞中累积,细胞内的氯离子浓度升高,进而导致水分子运出细胞发生障碍,使人体易出现呼吸道感染。如图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用机理。据图分析,下列有关叙述错误的是( )
A.CFTR蛋白属于转运蛋白中的载体蛋白
B.氯离子通过CFTR蛋白时不需要与其结合
C.每次转运氯离子时,CFTR蛋白都会发生自身空间结构的改变
D.CFTR蛋白在内质网和高尔基体内加工,通过囊泡运输到细胞膜上
√
B [CFTR蛋白属于转运蛋白中的载体蛋白,运输时需要消耗能量,A正确;氯离子通过CFTR蛋白时需要与其结合,B错误;每次转运氯离子时,CFTR蛋白都会发生自身空间结构的改变,C正确;CFTR蛋白在核糖体合成,在内质网和高尔基体内加工,通过囊泡运输到细胞膜上,D正确。]
15.通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道,允许适当大小的离子顺浓度梯度通过,包括离子通道、孔蛋白、水孔蛋白。有些通道蛋白形成的通道通常处于开放状态,如钾泄漏通道,允许钾离子不断外流;有些通道蛋白平时处于关闭状态,仅在特定刺激下才打开,而且是瞬时开放瞬时关闭,在几毫秒的时间里,一些离子、代谢物或其他溶质顺浓度梯度扩散通过细胞膜,这类通道蛋白又称为门通道。下列叙述正确的是( )
A.通道蛋白属于部分嵌入磷脂双分子层中的蛋白质
B.处于开放状态的通道蛋白在运输物质上不具有选择性
C.一些离子通过门通道时需要与门通道识别结合
D.门通道和载体蛋白在每次转运时都会发生自身构象的改变
√
D [通道蛋白属于贯穿磷脂双分子层的蛋白质,A错误;有些通道蛋白形成的通道通常处于开放状态,如钾泄漏通道,允许钾离子不断外流,说明处于开放状态的通道蛋白在运输物质上也具有选择性,B错误;门通道属于通道蛋白,分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,可见,离子通过门通道时不需要与门通道结合,C错误;门通道蛋白有张开和关闭两种状态,门通道蛋白和载体蛋白在每次转运时都会发生自身构象的改变,D正确。]
16.(不定项)中国科学院长春应用化学研究所王宏达研究员课题组提出了哺乳动物组织细胞膜的结构模型,该模型指出在磷脂层的外侧存在一层致密平滑的蛋白质层;细胞膜内侧相对粗糙(如图)。下列相关叙述正确的是( )
A.该模型的基本支架是磷脂双分子层,其外部是亲水端
B.由图可知,细胞膜两侧蛋白质的分布是不均匀的
C.图中B侧为细胞膜的外侧;该侧还应含有糖被,可以与物质①结合
D.线粒体膜和内质网膜均有图示的类似结构,其功能取决于物质①的种类和数量
√
√
√
ABD [细胞膜的基本支架为磷脂双分子层,其外部是亲水端,A正确。蛋白质分子在细胞膜上的位置为:镶嵌、贯穿、嵌入,所以①为膜上的蛋白质,由图可知,细胞膜两侧蛋白质的分布是不均匀的,B正确。根据题意,该模型指出在磷脂层的外侧存在一层致密平滑的蛋白质层;细胞膜内侧相对粗糙,故 A侧为细胞膜的外侧,该侧还应含有糖被,可以与物质①结合,C错误。蛋白质是生命活动的主要承担者,不同生物膜的生理功能不同,取决于膜上蛋白质的种类和数量,D正确。]
17.(不定项)线粒体相关内质网膜(MAMs)是指内质网和线粒体之间高度动态、紧密连接的复合结构,但没有膜的融合(如图所示),含有多种与物质运输、能量代谢等相关的蛋白质。下列推测错误的是( )
A.线粒体和内质网在结构和功能上是完全独立的
B.MAMs可能对内质网和线粒体的功能产生影响
C.线粒体外膜与内质网膜之间通过囊泡相互转换
D.线粒体和内质网可以通过 MAMs进行信息交流
√
√
AC [根据题意,MAMs是指内质网和线粒体之间高度动态、紧密连接的复合结构,因此线粒体和内质网在结构上不是完全独立的,结构影响功能,因此推测MAMs可能对内质网和线粒体的功能产生影响,A错误,B正确;线粒体相关内质网膜(MAMs)是指内质网和线粒体之间高度动态、紧密连接的复合结构,但没有膜的融合,故线粒体外膜与内质网膜之间不是通过囊泡相互转换的,C错误;MAMs作为内质网和线粒体间的“连接”,可进行信息的交流,D正确。]
√
√
√
19.(不定项)下图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后,在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且不变)。下列有关叙述正确的是( )
√
√
√
20.(不定项)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2,其部分结构和功能如图所示,①~⑤表示相关过程。下列叙述不正确的是( )
A.图中③表示的物质跨膜运输方式是主动运输
B.图中④表示的物质跨膜运输方式需消耗能量
C.水分子通过⑤进入细胞的速率比通过磷脂双分子层慢
D.血液流经肌肉组织时,气体A和B分别是O2和CO2
√
√
√
BCD [图中③表示的物质跨膜运输方式需要消耗ATP水解所释放的能量,为主动运输,A正确;图中④表示的物质跨膜运输时,顺浓度梯度,需要载体蛋白,属于协助扩散,不消耗能量,B错误;水分子借助于水通道蛋白通过⑤协助扩散进入细胞的速率比通过磷脂双分子层的自由扩散要快得多,C错误;肌细胞需要O2,产生CO2,因此图中的红细胞中的气体A为CO2,气体B为O2,O2流出,进入肌细胞,D错误。]
二、非选择题
21.(10分)细胞膜受到病原体、化学物质、机械应力等影响时会发生损伤。根据“伤害”的性质和“伤口”的大小,细胞会启动不同的修复机制以恢复细胞膜的正常结构和功能。
(1)当细胞膜伤口较小时,损伤边缘紊乱的磷脂分子可以自发排列成双层结构,这是由于磷脂分子的特点是___________________。通过细胞膜流动,伤口“消失”。细胞膜能够流动主要表现为______
________________________________________________________。
头部亲水,尾部疏水
的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动
构成膜
(2)稍大的损伤发生时,细胞外大量Ca2+由“伤口”处内流,形成激活膜修复程序的信号。Ca2+异常内流是由于细胞膜________________的功能受损。在与修复相关的蛋白质协助下,细胞膜向外“出芽”或向里“内陷”形成囊泡,这些囊泡膜的主要成分是_________________。“出芽”囊泡会离开细胞,丢弃损伤成分,“内陷”囊泡会移动到______________被水解,细胞膜得以融合修复。
控制物质进出细胞
脂质和蛋白质(1分)
溶酶体(1分)
(3)当细胞膜损伤较大时,会引起细胞内大量囊泡移向伤口处,推测大量囊泡以“补丁”的方式修复细胞膜的机制是________________
______________________________________。
囊泡膜与受损细
胞膜相互融合,形成“补丁”修复细胞膜
22.(11分)生物膜系统在结构和功能上紧密联系,实现了细胞内各种结构之间的协调与配合,对细胞生命活动的正常进行具有极为重要的作用。请回答下列问题:
(1)探究胰蛋白酶的合成和分泌路径,可采用____________法。用3H标记的亮氨酸培养豚鼠胰腺腺泡细胞,可检测到先后出现放射性的细胞结构有______________________________________。如果将3H替换成18O可行吗?________(填“可行”或“不可行”),理由是_____________________________________。
同位素标记
核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜(2分)
不可行
18O是稳定同位素,不具有放射性(2分)
(2)蛋白质在内质网加工过程中若发生肽链错误折叠,将无法从内质网运出,进而导致异常蛋白在细胞内堆积。细胞内错误折叠的蛋白质及损伤的线粒体等细胞器均会影响细胞的正常生命活动,细胞可通过下图所示机制进行自我清除。
依据上图信息可知:错误折叠的蛋白质或损伤的线粒体会被________标记,被标记的蛋白质或线粒体可以与自噬受体结合,被包裹形成吞噬泡,吞噬泡与________(填细胞器名称)融合,其中的________可将吞噬泡中的物质降解。
(3)各种生物膜功能各不相同,从膜的组成成分分析,其主要原因是_______________________________________。
泛素
溶酶体
水解酶
组成生物膜的蛋白质种类和数量不同(2分)
[解析] (1)胰蛋白酶的化学本质是蛋白质,属于分泌蛋白,探究分泌蛋白的合成和分泌路径,可采用放射性同位素标记法。分泌蛋白的合成与分泌过程:附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行初加工→内质网鼓出形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,故用3H标记的亮氨酸培养豚鼠胰腺腺泡细胞,可检测到先后出现放射性的细胞结构有核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜。18O是稳定同位素,不具有放射性,而3H具有放射性,因此不能将3H替换成18O。(2)由图分
析可知,错误折叠的蛋白质或损伤的线粒体会被泛素标记,形成吞噬泡。然后吞噬泡与溶酶体融合,其中的水解酶便将吞噬泡中的物质降解。某些降解产物可以被细胞重新利用,所以当细胞养分不足时,细胞会通过增强溶酶体的自噬作用,来获取所需的养料。(3)生物膜的组成成分为脂质、蛋白质和糖类,生物膜的功能与组成生物膜的蛋白质的种类和数量有关,因此各种生物膜功能各不相同,从膜的组成成分分析,其主要原因是组成生物膜的蛋白质种类和数量不同。
23.(13分)下图A、B分别表示动植物细胞的亚显微结构模式图,①~⑩表示细胞的各结构。图C表示动物细胞中分泌蛋白的加工与运输过程,COPⅠ、COPⅡ是在甲与乙之间运输蛋白质的囊泡。请据图回答下列问题:
A B
C
(1)若A为人的成熟红细胞,则其不含有的细胞结构有_______________________(填编号)。B细胞最可能是植物的叶肉细胞,判断依据是___________________________________。
(2)图C中属于生物膜系统的结构有核膜、细胞膜和________________________________________________________________。由图可知,溶酶体具有的功能是__________________________________。
②③④⑤⑦⑩
B细胞中含有叶绿体、细胞壁和大液泡
甲(内质网)膜、
吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌(1分)
(1分)
乙(高尔基体)膜、溶酶体膜(囊泡膜或COPⅠ、COPⅡ膜)
(3)图C中的囊泡能精确地将细胞“货物”(如胰岛素)运送到细胞膜特定位置,据图推测其原因是__________________________________________________________________,此过程体现了细胞膜具有______________________________的功能。COPⅡ负责将经内质网
囊泡膜上的蛋白质A可以和细胞膜上
控制物质进出细胞和进行信息交流
的相应的受体特异性识别并结合
初步加工并需要到高尔基体进行再加工的蛋白质运送到高尔基体,推测COPⅠ的作用可能是________________________________________________________________________________(答出两点)。
与分泌蛋白合成及运输有关且具有两层磷脂分子的细胞器是_________________________。
将未经内质网加工的蛋白质运回内质网、将被运送到高尔基体的内质网蛋白质运回内质网
内质
网、高尔基体(1分)
[解析] (1)图A中①是细胞膜,②是高尔基体,③是核仁,④是线粒体,⑤是内质网,⑦是核糖体,⑩是中心体,若A 为人的成熟红细胞,则其不含有细胞核和所有的细胞器,即其不含有的细胞结构有②③④⑤⑦⑩。B细胞最可能是植物的叶肉细胞,判断依据是B细胞中含有⑨(叶绿体)、细胞壁和⑧(大液泡)。(2)生物膜系统由细胞膜、核膜和细胞器膜组成,图C中甲是内质网,乙是高尔基体,均为具膜细胞器,图 C 中属于生物膜系统的结构有核膜、细胞膜和甲(内质网)膜、乙(高尔基体)膜、溶酶体膜(囊泡膜或COPⅠ、COPⅡ膜)。由图可知,溶酶体具有吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌的功
能。(3)分析图C可知,图C中的囊泡能精确地将细胞“货物”(如胰岛素)运送到细胞膜特定位置,据图推测其原因是囊泡膜上的蛋白质A可以和细胞膜上的相应的受体特异性识别并结合,此过程体现了细胞膜具有控制物质进出细胞和进行信息交流的功能。据题图可知,COPⅡ负责将经内质网初步加工并需要到高尔基体进行再加工的蛋白质运送到高尔基体,因此没有经过内质网加工的蛋白质或不需要到高尔基体加工的内质网蛋白质可通过COPⅠ运回内质网。与分泌蛋白合成及运输有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,其中具有两层磷脂分子(单层膜)的细胞器是内质网和高尔基体。
24.(9分)将同一片紫色洋葱鳞片叶外表皮制成两组相同的临时装片,分别放入溶液浓度均高于细胞液浓度的甘油、蔗糖两种溶液中,测得细胞失水量变化曲线如图所示。
(1)洋葱外表皮细胞的______________相当于一层半透膜,Oa段变化的原因是细胞液的浓度_________外界溶液的浓度,a点时可观察到______________的现象,a点后水分子_______(填“会”或“不会”)流出细胞。
(2)曲线Ⅱ的bc段变化的原因是_____逐渐进入细胞内,引起细胞液的浓度______。
在低倍显微镜下观察,发现c点以后液泡的变化是_______________
__________。
原生质层
小于
质壁分离
会
甘油
增大
体积变大,颜
色变浅
(3)图中___点时细胞吸水能力最强,判断依据是_________________
________________________________________________________。
a
与b、c点相比,a点
时细胞失水量最大,细胞液浓度最大,吸水能力最强
[解析] (1)洋葱外表皮细胞的原生质层相当于一层半透膜。Oa段变化的原因是细胞液的浓度小于外界溶液的浓度,细胞失水,由于细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性,因此a点时可观察到质壁分离的现象。a点后失水量不再增加,原因是此时细胞失水量等于吸水量,水分子会流出细胞。(2)曲线Ⅱ的bc段变化的原因是甘油通过自由扩散的方式逐渐进入细胞内,引起细胞液的浓度增大,细胞液浓度大于外界溶液浓度,细胞开始吸水,所以细胞失水量在减小,因此在低倍显微镜下观察,发现c点以后液泡的变化是体积变大,颜色变浅。(3)细胞内外浓度差越大,细胞吸水能力越强,图中a时细胞吸水能力最强,判断依据是与b、c点相比,a点时细胞失水量最大,细胞液浓度最大,吸水能力最强。
25.(12分)科学研究发现,细胞进行主动运输主要以几种方式进行:①偶联转运蛋白:把一种物质穿过膜的上坡转运与另一种物质的下坡转运相偶联。②ATP驱动泵:把上坡转运与ATP的水解相偶联。③光驱动泵:主要在细菌中发现,能把上坡转运与光能的输入相偶联(如图1所示,图中a、b、c代表主动运输的三种类型,■、▲、○代表主动运输的离子或小分子)。葡萄糖是细胞的主要能源物质,其进出小肠上皮细胞的运输方式如图2所示。请回答下列问题:
(1)分析图1所示的细胞膜结构,________(填“P”或“Q”)侧为细胞外。
(2)在小肠肠腔,细胞膜上的蛋白S有两种结合位点:一种与Na+结合,一种与葡萄糖结合。当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输进入上皮细胞时,葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞。小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是图1中________(填“a”“b”或“c”)类型的主动运输,葡萄糖进入小肠上皮细胞的能量来源是____________________
_________________。
a(1分)
细胞膜内外两侧的Na+
P(1分)
浓度差形成的势能
(3)小肠基膜上Na+-K+泵由α、β两个亚基组成,α亚基上既有Na+、K+的结合位点,又具有ATP酶的活性,据此分析图中Na+-K+泵的功能是__________________________________。
运输Na+、K+和催化ATP水解
(4)最新研究表明,若肠腔葡萄糖浓度较高,葡萄糖主要通过载体蛋白(GLUT2)的协助通过协助扩散的方式进入小肠上皮细胞。在协助扩散的同时,通过载体蛋白(SGLT1)的主动运输过程也在发生。但主动运输的载体(SGLT1)容易饱和,协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运输快数倍。请设计实验加以验证。
实验步骤:
第一步:取甲(敲除了SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、乙(敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、丙(正常的小肠上皮细胞),三组其他生理状况均相同。
第二步:将甲、乙、丙三组细胞分别置于______________________
_______________________________________________________。
第三步:___________________________。
实验结果:________________________________________________
___________________,则验证了上面的最新研究结果。
一定较高浓度的葡萄糖溶液中(三组浓度相同),培养一段时间,其他条件相同且适宜
检测培养液中葡萄糖的浓度
若丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组,甲组培养液中
葡萄糖浓度小于乙组
[解析] (1)根据P侧含有糖蛋白可知,P侧为细胞外。(2)当蛋白S将Na+顺浓度梯度运输(下坡)进入上皮细胞时,葡萄糖与Na+相伴随也进入细胞,葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为偶联转运蛋白参与的主动运输,类似于图1中的a过程。该过程中,葡萄糖主动运输所需的能量来自细胞膜内外两侧的Na+浓度差形成的势能。(3)根据Na+-K+泵上既有Na+、K+的结合位点,又具有ATP酶的活性可知,Na+-K+泵可以参与Na+、K+的运输,也可以催化ATP的水解。(4)要验证当肠腔葡萄糖浓度较高时,葡萄糖既可以通过主动运输又可以通过协助扩散进入小肠上皮细胞,且协助扩散的速度更快,则实验的自变量应该是设置不同的运输方式,各组
均创造相同的较高浓度葡萄糖环境,比较各组葡萄糖的吸收速率。如甲组敲除了SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞只能进行协助扩散,乙组敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞只能进行主动运输,丙组正常的小肠上皮细胞可以同时进行主动运输和协助扩散,将甲、乙、丙三组细胞分别置于一定较高浓度的葡萄糖溶液中,培养一段时间,其他条件相同且适宜,并检测培养液中葡萄糖的浓度。实验结果:丙组同时进行主动运输和协助扩散,葡萄糖的吸收速率最快,故培养液中葡萄糖的浓度最小;由于协助扩散的速率大于主动运输,故乙组吸收葡萄糖的速率慢,培养液中葡萄糖的剩余量最多,浓度最大,即若丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组,甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组,则验证了题述的最新研究结果。