第4章 检测试题
(时间:60分钟 满分:100分)
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知识点
题号
1.渗透作用的原理及应用
1,25
2.细胞的吸水和失水
3,4,5,6,7,8,9,10,19,27
3.生物膜的流动镶嵌模型
12,13,14
4.物质跨膜运输的方式及影响因素
15,16,17,18,20,21,23,28
5.综合考查
2,11,22,24,26,29,30
一、选择题(本题共25小题,每小题2分,共50分)
1.在如图所示的装置中,A、B、C中均为一定浓度的蔗糖溶液,溶液之间均用半透膜隔开,一段时间后达到渗透平衡形成一定的高度差,如图所示,h1>h2,在达到平衡后,A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为( C )
A.A=B=C B.A>B>C
C.A>C>B D.无法确定
解析:在达到渗透平衡后,在单位时间内,水分子通过半透膜从A到B及从B到A扩散的速率相等,由于影响水分子扩散速率的因素有两个,即溶液的浓度和水柱h1形成的静水压,故A中溶液浓度大于B中溶液浓度;同理可知,C中溶液浓度大于B中溶液浓度,但由于水柱h2形成的静水压比水柱h1形成的静水压小,故可推知A中溶液浓度大于C中溶液浓度。因此,在达到平衡后,A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为A>C>B。
2.取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干,去除主脉后剪成大小相同的小块,随机分成三等份,之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中,一定时间后甲的浓度变小,乙的浓度不变,丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞,则关于这一实验结果,下列说法正确的是( D )
A.实验前,丙的浓度>乙的浓度>甲的浓度
B.乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等
C.实验中,细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散
D.甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的
解析:成熟的植物细胞是一个渗透系统,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现象,反之细胞吸水,两者浓度相等时,水分进出达到平衡状态。分析实验结果可知,实验过程中,甲中细胞失水、乙中细胞水分进出平衡、丙中细胞吸水,所以实验前甲的浓度>乙的浓度>丙的浓度;实验中细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散。
3.取同一植物组织制成临时装片,然后滴加不同浓度的蔗糖溶液,在显微镜下观察。下列图示中,细胞所处蔗糖溶液浓度最低的是( B )
解析:B图细胞的原生质层和细胞壁没有发生分离,说明细胞没有失水,细胞周围的溶液浓度最可能小于细胞液浓度。
4.将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在一定浓度的蔗糖溶液中,1分钟后进行显微观察,结果如右图,下列叙述肯定正确的是( C )
A.图中L是细胞壁,M是细胞质,N是细胞液
B.M中溶液的渗透压与蔗糖溶液渗透压相同
C.M的颜色变深与细胞膜的选择透过性有关
D.N空间的大小与L的选择透过性有关
解析:M是细胞液,N是外界溶液,此时细胞因失水正处于质壁分离状态,M中渗透压小于蔗糖溶液,细胞失水越多,N空间越大,L具有全透性,没有选择透过性;M中色素是大分子化合物,不能透过原生质层。原生质层包括细胞膜、细胞质和液泡膜,生物膜具有选择透过性。
5.将六个大小相同的马铃薯去皮之后,分别置入不同浓度的蔗糖溶液中,数小时后取出称其质量,增减的质量与蔗糖溶液的浓度关系如图所示。据图判断,马铃薯细胞液浓度与下列哪项最为接近( C )
A.0.4 B.0.8
C.1.0 D.1.6
解析:当细胞内外溶液浓度相等时,水分的进出达到平衡,此时马铃薯的质量变化为0,由图中数据推测马铃薯细胞液浓度处于0.8～1.2
之间。
6.在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中,显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述正确的是( B )
A.由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜
B.甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生
C.与甲相比,乙所示细胞的细胞液浓度较低
D.由乙转变为丙的过程中,没有水分子从胞内扩散到胞外
解析:由观察甲到观察乙需用高倍镜观察,除了将5倍目镜更换为10倍目镜外,还必须换用高倍物镜观察;由甲到乙可以表示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞失水时发生质壁分离的过程,由乙到丙可以表示已发生质壁分离的细胞在吸水时发生质壁分离复原的过程;据图可知,乙所示细胞质壁分离程度比甲大,说明乙细胞失水较多,细胞液浓度高,只是相同时间内由胞外扩散到胞内的水分子数多于由胞内扩散到胞外的水分子数。
7.在保持细胞存活的条件下,蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图所示,若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中,则该萝卜条的质量将( B )
A.不变 B.增大
C.减小 D.先增后减
解析:分析图可知,b浓度大于a浓度,将萝卜条从高浓度溶液移入低浓度溶液时,细胞会从外界溶液中吸水,使萝卜条的质量增加。
8.如图为两个大小相同的萝卜,分别在上面挖一个大小相同的洞,并在洞内各插入一支口径与洞口相同的玻璃管,甲玻璃管内注入3 mL清水。乙玻璃管内注入3 mL一定浓度的盐水,一段时间后,两玻璃管中液面变动情况是( B )
A.甲中升高,乙中降低
B.甲中降低,乙中先升高后降低
C.甲、乙中均降低
D.甲、乙中均升高
解析:甲玻璃管内注入3 mL清水,由于萝卜细胞的吸水,所以甲玻璃管的水分减少液面下降;乙玻璃管内注入的是3 mL一定浓度的盐水,所以在开始的一段时间内,细胞失水,导致乙试管液面上升;由于萝卜细胞可以通过主动运输将氯化钠吸收到细胞内,当细胞液的浓度高于盐水的浓度时细胞开始吸水,又会导致乙试管的液面下降。
9.将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一浓度蔗糖溶液中,形态不再变化后的细胞图如下。则有关各细胞液的浓度判断正确的是( B )
①实验前B
A>C ③实验后B≥A=C ④实验后BA. ①② B. ②③
C. ②④ D. ③④
解析:三个未发生质壁分离的细胞置于同一浓度蔗糖溶液中,A发生质壁分离,但失水较少,B几乎不发生变化,C发生质壁分离,失水较多。实验前细胞液浓度越低,失水越多,所以实验前细胞液浓度B>A>C,②正确。A、C都有失水,B不发生任何变化,则实验后B≥A=C,③正确。
10.以下所叙述的现象中,哪项是由于细胞内液浓度高于外界溶液浓度而发生的现象( C )
A.盐碱地栽种植物,其出苗率和成活率均较低
B.对农作物施肥过多,会造成“烧苗”现象
C.萎蔫的蔬菜浸泡在清水中,过一段时间后会恢复到原来的状态
D.连续嗑带盐的瓜子,口腔和唇黏膜有干燥的感觉
解析:盐碱地栽种植物,其出苗率和成活率均较低是细胞内液浓度低于外界溶液浓度细胞失水;对农作物施肥过多,会造成“烧苗”现象,细胞内液浓度低于外界溶液浓度细胞失水;连续嗑带盐的瓜子,口腔和唇黏膜有干燥的感觉,是细胞内液浓度低于外界溶液浓度细胞
失水。
11.下图中图乙是图甲发生渗透作用之后的示意图,图丙是根毛细胞示意图,图丁表示细胞体积随时间变化的曲线。下列叙述错误的是( C )
A.图甲中①处溶液浓度小于②处溶液浓度
B.图甲和图丙中都有半透膜,两者的本质区别是图丙细胞膜上有载体蛋白,使其具有选择透过性
C.若把图丙所示细胞放在质量分数为5%的NaCl溶液中,在显微镜下连续观察一段时间发现其发生质壁分离后不再变化
D.若把图丙所示细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,则图丁可表示细胞体积随时间推移的变化的曲线
解析:植物细胞可以吸收Na+、Cl-,使细胞液浓度升高,所以根毛细胞处于质量分数为5%的NaCl溶液中时会先发生质壁分离,后发生质壁分离复原。
12.下列对细胞内各种生物膜的结构和组成的叙述中错误的是( D )
A.主要由蛋白质、脂质和少量糖类组成
B.磷脂双分子层是各种生物膜的基本支架
C.不同生物膜上的蛋白质种类和数量不同
D.内质网膜能生成高尔基体膜,说明两者化学组成完全相同
解析:不同生物膜上的蛋白质的种类和数量是不同的,因此内质网膜和高尔基体膜的化学组成不完全相同。
13.将酶、抗体、核酸等生物大分子或小分子药物用磷脂制成的微球体包裹后,更容易运输到患病部位的细胞中,这是因为( A )
A.磷脂双分子层是生物膜的基本骨架,且具有一定的流动性
B.生物膜具有选择透过性,能够允许对细胞有益的物质进入
C.微球体能将生物大分子药物水解成小分子药物
D.生物膜具有半透性,优先让生物大分子物质通过
解析:药物用磷脂制成的微球体包裹后,更容易运输到患病部位的细胞中,因为磷脂分子具有一定的流动性。
14.如图是细胞膜的亚显微结构模式图,①～③表示构成细胞膜的物质,下列有关说法错误的是( B )
A.③既有亲水性也有疏水性
B.细胞膜的结构特性是选择透过性
C.细胞的识别功能与物质①有关
D.有②参加的物质运输不一定为主动运输
解析:细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
15.若对离体的小肠上皮细胞施用某种毒素,可使该细胞对Ca2+吸收量明显减少,但其对K+、C6H12O6 等的吸收则不受影响。则这种毒素的作用对象最可能是( C )
A.呼吸酶 B. 细胞膜中的磷脂分子
C. Ca2+载体 D. ATP水解酶
解析:小肠上皮细胞吸收钙离子、钾离子和葡萄糖是主动运输,既需要能量又需要载体蛋白,施用某种毒素后,钙离子吸收减少,而对钾离子和葡萄糖的吸收不受影响,说明能量不受影响,能量主要是细胞呼吸提供的。能量不受影响,应是吸收钙离子的载体受到影响。细胞中的磷脂分子如果受到影响细胞就被破坏了。
16.葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值,该值的大小取决于( C )
A.细胞内的氧浓度
B.细胞膜外的糖蛋白数量
C.细胞膜上相应载体的数量
D.细胞内外葡萄糖浓度差值
解析:葡萄糖进入红细胞是一个协助扩散的过程,其特点是需要载体蛋白协助、不消耗能量、从高浓度往低浓度运输。所以载体的数量就决定了葡萄糖运输的多少。
17.下列物质进出细胞的实例中,不需要载体蛋白协助,但需要消耗能量的是( A )
A.唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶
B.植物根细胞从土壤溶液中吸收N和K+
C.小肠上皮细胞吸收维生素D
D.哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖
解析:不需要载体蛋白协助,但需要消耗能量的为胞吞、胞吐。唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶为胞吐。吸收N和K+为主动运输,需要能量和载体。维生素D为脂质类,小肠上皮细胞吸收维生素D为自由扩散,不需要能量和载体。葡萄糖进入红细胞为协助扩散,需要载体,不需要
能量。
18.关于图中序号的描述,正确的是( D )
A.①和②所示的过程都需要消耗ATP
B.大分子物质只有通过①过程才能进入细胞
C.①所示的过程只能逆浓度梯度运输物质
D.葡萄糖进入红细胞与过程②有关
解析:分析题图:①是主动运输,需要能量、载体;②是协助扩散,需要载体,但不需要能量;葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散,与过程②有关;大分子物质进出细胞的方式为胞吞或胞吐,主动运输可以逆浓度梯度运输物质,也可以顺浓度梯度运输物质。
19.如图是某同学用洋葱紫色鳞片叶的外表皮做“植物细胞的吸水与失水”实验中所观察到的细胞图,下列叙述正确的是( C )
A.图中①、②、⑥组成了细胞的原生质层
B.图中细胞一定处于质壁分离过程中,此时⑥处的浓度一定大于⑦处的浓度
C.图中①是细胞壁,⑥中充满了蔗糖溶液
D.图中⑦是细胞液,在细胞发生质壁分离过程中,其颜色逐渐变浅
解析:图中①为细胞壁,②为细胞膜,③为细胞核,④为液泡膜,⑤为细胞质,⑥为蔗糖溶液,⑦为细胞液。原生质层由②、⑤、④构成;图中细胞可能处于质壁分离过程,也可能处于质壁分离复原过程,若处于质壁分离过程中,则⑥处的浓度一定大于⑦处的浓度;由于细胞壁具有全透性,因此⑥中充满的是蔗糖溶液;细胞液中的色素在细胞发生质壁分离过程中,其浓度会由于失水而逐渐增大,因此细胞液的颜色会逐渐变深。
20.下列关于物质跨膜运输的叙述,错误的是( D )
A.植物细胞积累K+需消耗能量
B.细胞对离子的吸收具有选择性
C.海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离
D.液泡中积累大量离子,故液泡膜不具有选择透过性
解析:海水中的海藻细胞可通过积累溶质使其细胞液的浓度增大,进而防止质壁分离,液泡膜属于生物膜,生物膜具有选择透过性。
21.蛙的神经元内、外Na+浓度分别是15 mmol/L和120 mmol/L。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na+流入细胞,膜电位恢复过程中有Na+排出细胞。下列判断正确的是( A )
A.Na+流入是被动运输,排出是主动运输
B.Na+流入是主动运输,排出是被动运输
C.Na+流入和排出都是被动运输
D.Na+流入和排出都是主动运输
解析:根据题意可知,Na+流入是由高浓度一侧向低浓度一侧,属于被动运输;Na+排出是由低浓度一侧向高浓度一侧,属于主动运输。
22.浸泡在一定浓度的KNO3溶液中的洋葱表皮细胞,发生了质壁分离后又出现质壁分离复原,与质壁分离复原过程相关的细胞器有( B )
A.液泡 B.线粒体、液泡
C.线粒体 D.细胞膜、液泡膜
解析:由于一定浓度的KNO3溶液浓度比细胞液的浓度高,所以洋葱表皮细胞能发生质壁分离。由于钾离子和硝酸根离子以主动运输方式进入液泡中的细胞液,需要载体和能量,而细胞内的“动力工厂”是线粒体,所以与质壁分离复原过程相关的细胞器有线粒体、液泡。
23.如图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是( D )
选项
管腔中氨基酸→
上皮细胞
管腔中Na+→
上皮细胞
上皮细胞中氨基酸
→组织液
A
主动运输
被动运输
主动运输
B
被动运输
被动运输
被动运输
C
被动运输
主动运输
被动运输
D
主动运输
被动运输
被动运输
解析:依图示,管腔中的氨基酸逆浓度梯度进入上皮细胞,属于主动运输;管腔中的Na+顺浓度梯度进入上皮细胞,属于被动运输;上皮细胞中的氨基酸顺浓度梯度进入组织液,属于协助扩散(被动运输),D
正确。
24.下图表示细胞膜的亚显微结构,其中a和b为物质的两种运输方式。下列叙述不正确的是( D )
A.细胞的识别与①有密切的关系
B.适当提高温度将加快②和③的流动速度
C.a过程体现了膜的选择透过性这一生理特性
D.如果图示为肾小管上皮细胞膜,则原尿中的葡萄糖进入细胞的方向是Ⅱ→Ⅰ
解析:分析图形可知,图中①是糖蛋白,②是膜蛋白,③是双层磷脂分子,a过程为协助扩散,体现了膜的选择透过性这一生理特性;①是糖蛋白,位于细胞膜外侧,如果图示为肾小管上皮细胞膜,则原尿中的葡萄糖进入细胞的方式为主动运输,其方向是Ⅰ→Ⅱ。
25.图1表示物质扩散的图解,图2是设计证明图1物质扩散成立的实验装置。下列有关叙述正确的是( D )
A.图甲中水柱a将持续上升
B.图甲中水柱a将先上升后下降
C.图乙中水柱b将持续上升
D.图乙中水柱b将先上升后下降
解析:图1说明淀粉不能通过半透膜,葡萄糖能通过半透膜,甲装置中,淀粉溶液浓度大会吸水,故a液面上升后停止上升;乙装置中,葡萄糖溶液浓度大会吸水,b液面上升,但由于葡萄糖会通过半透膜进入清水中而增大其浓度,故b液面随后会下降。
二、非选择题(本题共5小题,共50分)
26.(11分)如图是研究渗透作用的装置图,请根据探究的主题和要求完善相关的内容。
材料:清水、不同浓度的蔗糖溶液、纱布等。
(1)在装置A的基础上,完善渗透装置。
(2)若要验证渗透作用的发生条件之一是必须具有半透膜,那么该实验的单一变量是 ,实验结果的不同在于 。?
(3)撕取紫色万年青的叶表皮,剪成大小相等的小块,分别浸入不同浓度的KNO3溶液中,经过一段时间后,用显微镜观察到的实验结果如表所示:
KNO3溶
液(mol/L)
A
B
C
D
E
F
0.11
0.12
0.125
0.13
0.14
0.50
质壁分
离程度
无现象
无现象
初始
分离
分离
显著
分离
显著
分离
质壁分离
复原状况
无现象
无现象
自动
复原
自动
复原
诱发
复原
不能
复原
请回答下列问题:
①万年青叶表皮细胞的细胞液浓度约为 。?
②用KNO3溶液诱发细胞质壁分离的基本条件是
。?
③C和D均发生质壁分离自动复原,该现象的合理解释是
。?
④用高浓度的KNO3溶液诱发细胞质壁分离,不能再诱发其复原,其主要的原因是 。?
解析:(2)若研究渗透作用的发生条件之一是必须具有半透膜,实验组和对照组的差异就是是否使用半透膜。(3)在0.125 mol/L 的 KNO3溶液中,叶表皮细胞出现质壁初始分离,而在0.12 mol/L的 KNO3溶液中无现象,说明叶表皮细胞的细胞液浓度在 0.12～0.125 mol/L。在KNO3溶液中,由于K+和N也可以进入细胞,细胞吸收了无机盐离子,改变了细胞液浓度,使细胞又吸水,质壁分离又复原。在浓度过高的溶液中,细胞会因过度失水而死亡。
答案:(除标注外,每空2分)
(1)将蔗糖溶液放入半透膜(卵壳膜)内,清水放入烧杯中(或在图中
标出)
(2)半透膜的有无(1分) 漏斗内液面高低
(3)①0.12～0.125 mol/L ②KNO3溶液浓度大于细胞液浓度(1分) ③K+与N进入细胞液而导致细胞吸水
④细胞过度失水而死亡(1分)
27.(10分)成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中,会发生质壁分离现象,下图a是发生质壁分离的植物细胞,图b是显微镜下观察到的某一时刻的图像。请据图回答下列问题:
(1)图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和 的分离,后者的结构包括[ ]和[ ](填编号)以及二者之间的细胞质。?
(2)若将图a细胞置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中,一段时间后发生的现象是 ,若将其置于1 mol/L的KNO3溶液中,一段时间后,发生的现象是 。?
(3)图b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,此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是?
。?
(4)将形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜B幼根各5段,分别放在不同浓度的蔗糖溶液(甲～戊)中,一段时间后,取出红心萝卜的幼根称重,结果如图c所示,据图分析:
①红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度 。?
②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水,一段时间后红心萝卜A的细胞液浓度会 。?
③甲～戊蔗糖溶液浓度最大的是 。?
解析:(1)质壁分离是指细胞壁与原生质层发生分离。
(2)将图a细胞置于一定浓度的KNO3溶液中,在细胞失水的同时,K+、N通过主动运输进入细胞,使细胞液的浓度逐渐增大,细胞由失水转变为吸水,质壁分离自动复原。
(3)根据题意和图示分析可知:图b中的细胞可能处于质壁分离过程中或质壁分离状态、也可能处于质壁分离复原过程中,所以此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系有大于、等于或小于三种可能。
(4)①由于红心萝卜A的质量变化大于红心萝卜B,所以红心萝卜A细胞液浓度大于红心萝卜B细胞液浓度。②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水,一段时间后红心萝卜A吸水,其细胞液浓度降低。在乙浓度的蔗糖溶液中,红心萝卜A、B的失水量最大,说明乙溶液的浓度最大。
答案:(除标注外,每空1分)
(1)原生质层 2 4
(2)质壁分离 质壁分离后又自动复原
(3)细胞液的浓度大于、等于或小于外界溶液的浓度(2分)
(4)①高 ②降低 ③乙
28.(9分)下图甲的①②③为物质出入细胞的三种方式示意图,图乙为某种物质通过细胞膜的示意图,据图回答下列问题:
(1)图甲中属于被动运输的是 (填数字);①的运输方式为 。?
(2)氧气进入细胞的方式如图甲中的 所示;葡萄糖进入红细胞的方式如图甲中的 所示。(填数字)?
(3)图乙中的S可代表 (填“水”“甘油”或“离子”),M代表 。?
(4)图乙中的S进入细胞的方式 ,理由是 。?
(5)图乙中的M的这种移动方式说明了细胞膜
。?
解析:(1)图甲中①②的物质都是从高浓度向低浓度运输,都属于被动运输,其中①的物质还需要载体的协助,为协助扩散。
(2)氧气通过自由扩散的方式进入细胞,即图甲中的②;葡萄糖进入红细胞的方式协助扩散,即图甲中的①。
(3)物质S通过与M结合,进入细胞内,说明M是载体,则S表示需要载体运输才能进入细胞的离子。
(4)图乙中,物质S进入细胞需要载体M的协助,还需要消耗能量,为主动运输。
(5)图乙中载体通过往返细胞膜的内外运输S,说明细胞膜具有流
动性。
答案:(每空1分)
(1)①② 协助扩散 (2)② ① (3)离子 载体蛋白 (4)主动运输 有M(载体蛋白)和能量的参与 (5)具有一定的流动性
29.(10分)用红豆杉根做实验材料,研究水分代谢、矿物质代谢;A图为红豆杉根尖临时装片,B图是装片中的一个细胞,研究过程中细胞保持生活状态;D图中a、b表示物质跨膜运输方式。回答下列问题:
(1)向盖玻片一侧滴加一定浓度的X溶液,在另一侧用吸水纸吸水,使根尖组织周围充满X溶液,用一定的方法检测细胞内X的浓度随时间的变化情况如图C,据图判断物质X进入细胞的方式应该为 ,对应D图中的 (字母)所代表的过程。细胞吸收X的速率
由 决定。?
(2)实验中使用的X溶液最可能是 。?
①适宜浓度淀粉溶液 ②适宜浓度蛋白溶液
③适宜浓度蔗糖溶液 ④适宜浓度硝酸钾溶液
(3)在显微镜下同时观察到图B所示细胞,整个实验过程中,该细胞发生的形态变化是 ,发生此变化的内因是植物细胞
的 相当于一层半透膜,具有选择透过性,其外因
是 之间存在浓度差。?
解析:(1)C图当细胞内浓度大于细胞外浓度时,细胞还能吸收该物质,可见该物质进细胞的方式是主动运输,对应D图中的a过程,则细胞吸收X的速率由载体的数量和能量供给的多少决定。
(2)淀粉、蛋白质都是大分子有机物,不能通过主动运输进入细胞,只能通过胞吞作用进细胞,①②错误;蔗糖是细胞不吸收的物质,不能进入细胞,③错误;硝酸钾溶液可以电离出钾离子和硝酸根离子,而钾离子和硝酸根离子可以通过主动运输进入细胞,④正确。
(3)植物细胞浸入KNO3溶液中,起初外界溶液浓度大于细胞液浓度,细胞会发生质壁分离,细胞体积缩小,但由于K+和N不断被吸收进入细胞,使细胞液浓度增大而吸水,细胞发生自动复原。能发生此过程,内因是原生质层相当于一层半透膜,其外因是细胞液与细胞外界溶液之间存在浓度差。
答案:(除注明外,每空1分)
(1)主动运输 a 载体蛋白和能量(2分)
(2)④
(3)先质壁分离后自动复原(2分) 原生质层 细胞液与外界溶液
(2分)
30.(10分)下图一表示人体吸收葡萄糖的过程示意图,图二表示人体内离子通道的三种类型。请据图回答:
(1)图一中①和②处Na+的跨膜运输方式分别是 、 。?
(2)葡萄糖从小肠上皮细胞的细胞质进入A侧的跨膜运输方式是 ,A、B两侧液体可属于小肠肠液的是 侧液体。?
(3)若图一中B侧的载体蛋白也可认为是离子通道,应属于图二中
的 通道。图二中应力激活通道,是指细胞膜表面应力发生改变,以应对机械信号带来的离子通道打开或者关闭,则下列细胞中最可能存在应力激活通道的有 (多选)。?
A.触觉神经末梢 B.听觉毛细胞 C.甲状腺细胞
(4)除以上所涉及的方式外,物质进出细胞的方式还有 、
。?
解析:(1)图一中①和②处Na+的跨膜运输都需要载体协助,但②消耗能量而①不消耗能量,故①和②处Na+的跨膜运输方式分别是协助扩散、主动运输。
(2)葡萄糖从小肠上皮细胞的细胞质进入A侧的跨膜运输方式是协助扩散,依据葡萄糖的转运方向推测属于小肠肠液的是B侧液体。
(3)由图二中配体门通道的示意图可知,该通道在某物质的参与下,通道开放。若图一中B侧的载体蛋白也可认为是离子通道,应属于图二中的配体门通道。图二中应力激活通道是指细胞膜表面应力发生改变,以应对机械信号带来的离子通道打开,触觉神经末梢和听觉毛细胞均能应对机械信号的刺激,故触觉神经末梢和听觉毛细胞中最可能存在应力激活通道。
(4)除以上所涉及的方式外,物质进出细胞的方式还有自由扩散、胞吞和胞吐。
答案:(除标注外,每空1分)
(1)协助扩散 主动运输 (2)协助扩散 B (3)配体门 AB(2分)
(4)自由扩散 胞吞、胞吐(2分)
第1节 物质跨膜运输的实例
测控导航表
知识点
题号
1.渗透作用及渗透装置
2,10
2.细胞的吸水和失水
1,11,12
3.质壁分离及复原实验
3,4,5,9,13,14
4.物质跨膜运输的特点
8
5.综合考查
6,7,15
A级 合格性水平训练
1.(2017·福建福州期末)将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中,一段时间后红细胞破裂,主要原因是( C )
A.红细胞具有水溶性
B.红细胞的液泡体积增大
C.蒸馏水大量进入红细胞
D.低温时红细胞膜流动性增大
解析:由于细胞膜具有选择透过性,放在蒸馏水中,由于外界浓度低于细胞内浓度,导致细胞吸水涨破。
2.U形管中装有两种不同的溶液R及S,并被一半透膜(X)隔开(如图所示)。与S相比,R为低渗溶液(即浓度较低)。当图a中的U形管达到平衡时(参看图b),U形管两侧溶液的高度及浓度分别是怎样的(注:溶质不能透过半透性膜)( B )
A.右侧较高,两溶液等渗,即浓度相等
B.右侧较高,且右侧为高渗,即浓度较高
C.左侧较高,且右侧为低渗,即浓度较低
D.两侧高度相等,且为等渗
解析:由于R为低渗溶液,水分子从R侧向S侧扩散得多,导致U形管右侧液面高于左侧,达到平衡时右侧溶液的浓度仍高于左侧。
3.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是( C )
解析:紫色洋葱表皮细胞的大液泡是紫色的,质壁分离后由于失水而使紫色加深;由于细胞质中不含叶绿体,所以原生质层是无色的。解答此题首先要正确识图,最外一层是细胞壁,最内一层是液泡膜,与细胞壁发生分离的是原生质层,细胞核位于原生质层中而非液泡中。
4.(2017·湖南浏阳月考)下列能够表示洋葱表皮细胞在质壁分离及其复原过程中,液泡体积变化的是( B )
解析:细胞随着质壁分离程度加大,液泡体积缩小,细胞液浓度增加,细胞吸水力也增加,细胞随着质壁分离复原,液泡体积增大,细胞液浓度减小,所以图中B符合液泡体积的变化。
5.为探究植物A能否移植到甲地生长,某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液的浓度,实验结果如下表。为保证植物A移植后能正常生存,则甲地土壤溶液的浓度应( A )
浓度(mol/L)
0.15
0.2
0.25
0.3
质壁分离状态
不分离
刚分离
显著分离
显著分离
A.≤0.15 mol/L B.≤0.2 mol/L
C.≥0.2 mol/L D.≥0.3 mol/L
解析:当植物细胞液浓度小于周围土壤溶液浓度时,细胞会失水发生质壁分离,植物将不能正常生存。由表中信息可知,该植物细胞液的浓度介于0.15 mol/L和0.2 mol/L之间。因此,为保证植物移植后能正常生存,甲地土壤溶液的浓度应≤0.15 mol/L 。
6.(2017·河北武邑期末)欲通过质壁分离现象比较洋葱鳞片叶外表皮细胞和内表皮细胞细胞液浓度的相对大小,设置的自变量是( B )
A.不同浓度的外界溶液 B.不同类型的植物细胞
C.溶质不同的两种溶液 D.实验的温度条件
解析:欲通过质壁分离现象比较洋葱鳞片叶外表皮细胞和内表皮细胞细胞液浓度的相对大小,只需用适宜浓度的同一种溶液分别处理洋葱鳞片叶外表皮细胞和内表皮细胞,比较相同时间段两种细胞质壁分离的程度即可。可见实验的自变量应为不同类型的植物细胞,而外界溶液、植物的类型和温度都属于无关变量,应该保持相同且适宜。
7.(2017·辽宁庄河期末)如图曲线表示完全相同的两个植物细胞分别放置在A、B溶液中,细胞失水量的变化情况。相关叙述不正确的是( C )
A.该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行
B.若B溶液的浓度稍增大,则曲线中a点上移
C.两条曲线的差异是由于A、B溶液浓度不同导致
D.6 min时取出两个细胞用显微镜观察,均可看到质壁分离现象
解析:绿色植物成熟的叶肉细胞含有大液泡,具有一定浓度的细胞液,能够发生渗透作用;若B溶液的浓度稍增大,则细胞失水量加大,a点上移;植物细胞在B溶液中能够质壁分离复原,而在A溶液中不能,是由于B溶液溶质分子小,可以进入细胞液,改变细胞液浓度,细胞重新吸水;6 min时两个细胞失水量较大,细胞都发生质壁分离。
8.用相同的培养液分别培养植物甲和植物乙的幼苗,一段时间后分别测定培养液中各种成分的百分含量,并与原培养液(各成分相对含量为100%)中相应成分作比较,结果如图所示。下列有关叙述,错误的是( D )
A.不同种植物对同种离子的吸收量不同
B.同一种植物对不同离子的吸收量不同
C.植物甲对水分子和Mg2+的吸收量不成比例,吸收水的量大于吸收Mg2+的量
D.植物乙根细胞吸收Si的能力比植物甲根细胞吸收Mg2+的能力强
解析:由题图分析可知,植物甲和植物乙分别对Mg2+ 和Si的吸收量不同。由于此题比较的是一段时间后培养液中各种成分的百分含量与原培养液中相应成分百分含量之比,因此,若比值大于100%,说明培养液中此成分的百分含量较之前含量增大,这是由于植物对水的吸收量大于对该成分的吸收量。分析图可知,植物甲对水分子的吸收大于对Mg2+ 的吸收量。此题比较的是相对含量百分比,不是数量,因此无法判断对Si的吸收能力与对Mg2+的吸收能力为哪个更强。
9.(2017·山西大同月考)下面是“植物细胞的质壁分离与复原”实验的步骤和显微镜下见到的细胞模式图。请回答下列问题:
(1)当外界溶液浓度 (填“大于”“小于”或“等于”)洋葱内表皮细胞的细胞液溶液浓度时,植物细胞发生质壁分离。?
(2)图2为洋葱鳞片叶外表皮细胞在图1步骤f用显微镜观察到的现象,与出现该现象有关的细胞器主要是 ;图2中,B/A 值越小,质壁分离程度越 。?
(3)如果用洋葱鳞片叶内表皮(透明)实验,在蔗糖溶液中滴加2滴红墨水,引流后也如图2,则[ ](填图中数字)呈红色。当图2细胞核染上红色后,质壁分离现象消失,请用实验方法验证此现象是自动复原还是细胞膜失去选择透过性: ?
。?
解析:(1)当外界溶液浓度大于洋葱内表皮细胞的细胞液浓度时,植物细胞失水,发生质壁分离。
(2)图2中的细胞处于质壁分离状态,与出现质壁分离现象有关的细胞器主要是(大)液泡。A、B分别表示细胞和原生质层的长度,B/A值越小,表示细胞失水越多,质壁分离程度越大。
(3)图2中的2处为细胞壁与原生质层的间隙,充满的是滴加红墨水的蔗糖溶液,因此显示红色。当图2细胞核染上红色后,质壁分离现象消失,若通过实验验证此现象出现的原因,可再滴加0.3 g/mL蔗糖溶液,如果重新发生质壁分离,说明是自动复原引起,如果不出现质壁分离,说明细胞膜已经失去选择透过性。
答案:(1)大于
(2)(大)液泡 大
(3)2 再滴加0.3 g/mL蔗糖溶液,如果重新发生质壁分离,说明是自动复原,如果不出现质壁分离,说明细胞膜已经失去选择透过性
B级 等级性水平训练
10.(2017·广东汕头月考)如下图实验装置,水槽中是蒸馏水,半透膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液,一定时间后再加入一定量的蔗糖酶。最可能的实验结果是( A )
A.漏斗中液面开始时先上升,加酶后,再上升后又下降
B.漏斗中液面开始时先上升,加酶后,再下降后又上升
C.最终平衡时,水槽里的蒸馏水中只有葡萄糖一种溶质
D.与最初相比,平衡时长颈漏斗内蔗糖酶的含量减少了
解析:加入蔗糖溶液后因为漏斗内的溶液浓度高,所以液面会上升,最初加酶后因为长颈漏斗内溶液浓度增加,所以会先上升。但随后因为蔗糖被酶分解为单糖,而单糖可以透过半透膜,所以漏斗内的单糖会通过半透膜到水槽中,液面又下降。最终平衡时,水槽里的蒸馏水有蔗糖后的水解产物葡萄糖和果糖两种。蔗糖酶不能通过半透膜,所以平衡时长颈漏斗内蔗糖酶的含量不会减少。
11.(2017·北京实验中学月考)下图是植物细胞渗透作用图解,下列说法错误的是( B )
A.成熟植物细胞发生渗透作用的主要原因是原生质层相当于一层半透膜
B.不成熟的植物细胞,如根尖分生区细胞,不能发生渗透吸水或失水
C.当溶液浓度甲>乙时,成熟植物细胞会因渗透失水而发生质壁分离现象
D.当溶液浓度甲=乙时,细胞处于渗透平衡状态,但仍有水分子由
甲→乙
解析:植物细胞的细胞膜、液泡膜和两者之间的细胞质构成原生质层,具有选择透过性,相当于一层半透膜;不成熟的植物细胞,细胞膜相当于半透膜,与外界溶液存在浓度差时,也能发生渗透吸水或失水;渗透作用水分的运输方向是低浓度运输到高浓度,当外界溶液浓度甲>乙时,成熟植物细胞发生渗透失水,而原生质层的伸缩性大于细胞壁,发生质壁分离,当溶液浓度乙>甲时,细胞发生渗透吸水;当溶液浓度甲=乙时,水分子在两种溶液间扩散的速率相等,即处于渗透平衡状态只是不能通过现象表现出来。
12.(2017·安徽铜陵月考)将相同的植物细胞依次浸在甲、乙、丙三种溶液中,测得细胞体积随时间的变化如图所示。下列有关推导和叙述错误的是( C )
A.三种溶液中,甲溶液浓度最低
B.在M时刻,乙溶液中的植物细胞保持活性
C.丙溶液中的植物细胞肯定会因失水过多而死亡
D.三种溶液中细胞的形态均会发生改变
解析:细胞在甲溶液中吸收而在乙溶液中先失水后又吸收;在丙溶液中始终处于失水状态,可判断甲溶液浓度最低;乙溶液中细胞的体积先减小后增加,说明在该过程中植物细胞保持活性;因丙溶液浓度大于细胞液的浓度,使细胞失水,导致体积减小,但不能判断其是否已导致植物细胞发生渗透失水而死亡;三种溶液中细胞的体积都发生了变化,所以形态均会发生改变。
13.(2017·山西大同月考)某生物兴趣小组在做“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,为了探究实验材料的可行性,组长培养了一株洋葱,待长出较长的根和管状叶后,对其绿色管状叶(与小葱的绿色管状结构相同)的叶肉细胞和鳞片叶的内表皮细胞进行实验,绘制部分图形如图,假如整个实验操作过程标准无误,以下有关说法正确的一组是( D )
①用管状叶做实验材料,不用染色也能观察到质壁分离现象 ②用管状叶做实验材料时,不用染色可以观察到A区域为绿色 ③若图中B区域是紫色,则使用的材料是鳞片叶的内表皮细胞 ④用鳞片叶的内表皮细胞做该实验,可将伊红染料加到0.3 g/mL的蔗糖溶液中,质壁分离时A区域为红色
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析:用管状叶做实验材料,原生质层呈现叶绿体的绿色,若绿色区域与细胞壁分离开,则说明发生了质壁分离现象,①正确;A区域是原生质层与细胞壁的间隙,充满的是外界溶液,显示的是外界溶液的颜色,B区域显示的是叶绿体的绿色,②错误;若图中B区域是紫色,则使用的材料是鳞片叶的外表皮细胞,鳞片叶的内表皮细胞是无色的,③错误;用鳞片叶的内表皮细胞做该实验,可将伊红染料加到0.3 g/mL的蔗糖溶液中,由于细胞壁具有全透性,所以伊红染料可以进入A区,不能进入B区,质壁分离时A区域为红色,④正确。
14.(2017·湖南长沙段考)如图所示为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在不同溶液中细胞吸水力和原生质(细胞中的生命物质)相对体积(正常状态为1.0)的相互关系图,据图回答问题。(注:试题中要用的试剂应从所给的试剂中选择)
材料用具:紫色洋葱、显微镜、载玻片、盖玻片、吸水纸、滴管等。
供选择的试剂:清水、质量浓度为0.1 g/mL的KNO3溶液、质量浓度为 0.3 g/mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.5 g/mL 的蔗糖溶液。
(1)B→C过程中,细胞应处于哪种试剂中? 。细胞液的浓度变化是 。?
(2)某同学在实验中观察到,紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞先出现了B→A 过程,随后又自动发生了A→B过程,请将该同学的实验操作步骤补充完整:
①将一小块紫色洋葱鳞片叶外表皮平展在载玻片中央的清水中,盖上盖玻片,在显微镜下观察,可看到原生质层紧紧地贴着细胞壁;
②?
;?
③?
。?
产生上述现象的原因是?
。?
(3)若选择一种试剂在完成B→A过程后,无论再用哪种试剂,A→B过程都不能发生,则所选择的试剂是?
。?
解析:(1)B→C过程中,原生质的相对体积增大,细胞的吸水力减小,说明细胞处于吸水过程中,外界溶液浓度较小,细胞应处于清水中。由于细胞吸水细胞液的浓度逐渐减小。
(2)在实验中观察到,紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞先出现了B→A 过程,随后又自动发生了A→B过程,细胞应处于0.1g/mL的KNO3溶液中,因为细胞能吸收钾离子和硝酸根,使发生质壁分离的细胞细胞液浓度大于外界溶液浓度,进而发生自动复原过程。通过引流法可以使细胞由处于清水中变为处于0.1 g/mL的KNO3溶液中。
(3)选择质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液可以使细胞发生质壁分离,但细胞会由于失水过度而死亡,不能发生复原过程。
答案:(1)清水 逐渐变小
(2)②从盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.1 g/mL的KNO3溶液,在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引,这样重复几次,使紫色洋葱鳞片叶外表皮浸到KNO3溶液中
③在显微镜下观察装片(先发生质壁分离,一段时间后会自动复原)
K+和N能进入细胞内,使细胞液浓度逐渐升高,从而使外界的水自动进入细胞,质壁分离自动复原
(3)质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液
15.某实验小组要对“低温是否会影响渗透作用”进行探究,假如你是实验小组的成员,请分析回答下列问题:
(1)材料用具:1 000 mL烧杯,带刻度的长颈漏斗、新鲜的猪膀胱膜、蒸馏水、蔗糖溶液、水浴锅、冰块等。请在下面的方框中画出一组装置示意图:
(2)实验步骤:
①组装渗透装置两套,分别编号为1、2。
②在两组烧杯中分别加入 ,在长颈漏斗中分别加入 ,保持管内外液面高度相等。?
③对两组装置进行不同处理:1组用 加热至37 ℃,2组的烧杯外加 降温。?
④两组装置同时开始实验,几分钟后观察记录漏斗的液面刻度变化。
(3)分析回答
①本实验是通过测定水分子通过膜的扩散,即 作用速率来进行探究。?
②此实验的自变量是 ;为了直观地表示相对速率,用 作为因变量。?
(4)预测实验结果及结论
实验结果
实验结论
若1组漏斗液面比2组高
① ?
② ?
低温会影响渗透作用且使渗
透速率加快
③ ?
④ ?
解析:实验中的自变量就是我们要研究的实验因子,该实验的目的是探究低温是否会影响渗透作用,因此渗透系统所处的不同温度环境就是该实验的自变量。随自变量而变化的变量为因变量,若低温会影响渗透作用,则漏斗液面高度会因渗透系统所处的不同温度环境的变化而变化。
答案:(1)
(2)②等量的蒸馏水 等量同一浓度的蔗糖溶液
③水浴锅 冰块
(3)①渗透 ②渗透系统所处的不同温度环境 漏斗液面高度的变化
(4)①低温会影响渗透作用,且使渗透速率减慢 ②若1组漏斗液面比2组低 ③若1、2两组漏斗的液面高度相同 ④低温不会影响渗透作用
第2节 生物膜的流动镶嵌模型
测控导航表
知识点
题号
1.对生物膜结构的探索
1,4,11
2.流动镶嵌模型的内容
2,3,5,8,9
3.细胞膜的特点
6,7,12
4.综合考查
10,13,14,15
A级 合格性水平训练
1.(2017·安徽六安月考)下列说法中,与生物膜发现史不一致的是( C )
A.欧文顿在实验基础上提出膜是由脂质组成的
B.荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单分子层面积为红细胞表面积的2倍,他们由此推出:细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
C.罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构,提出所有的生物膜都是由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成的
D.科学家用不同的荧光染料分别标记人细胞和鼠细胞,并将标记后的两种细胞进行融合,证明了细胞膜的流动性
解析:1959年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构,并大胆地提出生物膜的模型是所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成。
2.(2017·吉林延边月考)生物膜的流动镶嵌模型属于( A )
A.物理模型 B.概念模型
C.数学模型 D.计算机模型
解析:模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的。生物膜的流动镶嵌模型属于物理模型。
3.(2017·福建福州期末)如图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图,有关叙述错误的是( C )
A.a指磷脂分子的尾部,具有疏水性
B.c指磷脂分子的头部,具有亲水性
C.糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布
D.细胞膜的选择透过性与b、c有关
解析:糖蛋白分布在细胞膜的外侧。
4.(2017·江苏徐州期中)科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子,将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时,两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边),最后在融合细胞表面均匀分布。这一实验现象支持的结论是 ( B )
A.膜蛋白能自主翻转
B.细胞膜具有流动性
C.细胞膜具有选择透过性
D.膜蛋白具有信息识别的功能
解析:科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子,起初两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边),最后在融合细胞表面均匀分布,这是标记的蛋白质分子运动的结果,这一实验现象说明细胞膜具有流动性。
5.(2017·吉林松原油田期中)关于细胞膜结构的流动镶嵌模型的论点中,论述错误的是( C )
A.磷脂排列成双分子层
B.蛋白质分子覆盖或镶嵌在磷脂双分子层中
C.膜物质是固定不动的
D.膜物质的运动使其具有流动性
解析:细胞膜的流动镶嵌模型认为磷脂是呈双层排列的,是可以流动的,蛋白质分子镶嵌在表面,或部分或全部嵌入磷脂双分子层中,也有的贯穿其中。大多数蛋白质也是可以流动的。
6.(2017·天津静海月考)下列关于生物膜结构特点的描述,最恰当的是( D )
A.构成生物膜的蛋白质分子可以运动
B.构成生物膜的磷脂分子可以运动
C.构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子都是运动的
D.构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都可以运动
解析:构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的,从而使细胞膜具有一定的流动性。
7.下列关于细胞膜的组成、结构、功能之间的关系,逻辑顺序正确的是( C )
①膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成 ②具有流动性 ③具有选择透过性 ④膜内大多数蛋白质分子和磷脂分子是运动的 ⑤物质运输得以正常进行
A.①④②⑤③ B.①②④③⑤
C.①④②③⑤ D.①②④⑤③
解析:细胞膜组成分子的运动使细胞膜具有流动性特点,再由结构到控制细胞内外的物质交换功能,使其具有选择透过性,进而得出能进行正常物质运输。
8.(2017·山东济南期末)用一个乒乓球,下面扎两根铁丝,可制成简易的磷脂分子,下列说法错误的是( D )
A.乒乓球表示磷脂分子的头部
B.铁丝表示磷脂分子的尾部
C.类似的小球应该制成两层
D.两层小球可表示生物膜的流动镶嵌模型
解析:两层小球仅表示磷脂双分子层,不能表示生物膜的流动镶嵌模型,还需加入镶嵌的蛋白质分子。
9.(2017·福建福州期末)如图表示细胞膜的结构,据此回答下列问题(在[ ]中填数字):?
(1)细胞膜的这种结构模型被称为 。?
(2)胆固醇、维生素D等物质能优先通过细胞膜,这是由于细胞膜上具有 成分。?
(3)细胞膜的基本支架是 (填序号)。?
(4)由图可知,该结构的 (填“上方”或“下方”)是细胞膜的外侧。?
(5)精子和卵细胞能够通过该结构相互识别并结合,说明细胞膜具有
功能。与此相关的物质是[ ] 。?
解析:据图分析,①表示糖蛋白,②表示蛋白质,③表示磷脂双分子层。
(1)细胞膜的结构模型被称为流动镶嵌模型。
(2)胆固醇、维生素D等的化学本质是固醇类,属于脂质,膜的主要成分是磷脂,也属于脂质,由于两者性质相似,故胆固醇、维生素D可优先通过细胞膜。
(3)细胞膜的基本支架是③(磷脂双分子层)。
(4)糖蛋白位于细胞膜的外侧。由图可知,糖蛋白在图的上方,则上方是细胞膜的外侧。
(5)精子和卵细胞能够通过该结构相互识别并结合,说明细胞膜具有细胞间的信息交流功能。与此相关的物质是①糖蛋白。
答案:(1)流动镶嵌模型
(2)脂质(磷脂)
(3)③
(4)上方
(5)细胞间的信息交流(细胞识别) ① 糖蛋白
B级 等级性水平训练
10.人、鼠细胞融合实验,是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白,一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验记录,据此不能得到的结论是( D )
A.当温度升高到15 ℃以上,膜的流动性发生变化
B.该实验证明膜蛋白能够在膜上运动
C.温度对膜蛋白的扩散有影响
D.图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体的百分比越高
解析:由图示可知,在低温时形成嵌合体的比例较小,温度适宜时比例较高;15 ℃以上时膜的流动性明显发生变化。图中数据体现的是温度与嵌合体形成百分比之间的关系,不能说明时间与嵌合体形成百分比之间的关系。
11.磷脂是组成细胞膜的重要成分,这与磷脂分子的“头”部亲水、“尾”部疏水的性质有关。某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式存油,每个小油滴都由磷脂膜包被着,该膜最可能的结构是( A )
A.由单层磷脂分子构成,磷脂的尾部向着油滴内
B.由单层磷脂分子构成,磷脂的头部向着油滴内
C.由两层磷脂分子构成,结构与细胞膜完全相同
D.由两层磷脂分子构成,两层磷脂的头部相对
解析:磷脂分子“头”部亲水,“尾”部疏水,且油滴内部储油,所以磷脂的尾部向着油滴内,头部向着油滴外,由单层磷脂分子构成。
12.(2017·吉林松原期中)如图所示为细胞膜的亚显微结构模式图,下列有关叙述错误的是( C )
A.①表示细胞膜外表面有些糖分子与膜蛋白结合为糖蛋白
B.②大都是运动的,与膜的功能有密切关系
C.③构成细胞膜的基本支架,与物质进出无关
D.细胞膜为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境
解析:细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,由于相似相溶的原理,因此脂溶性的小分子物质容易进入细胞内,故与物质进出细胞有关。
13.对某动物细胞进行荧光标记实验,如图所示,其基本过程:①用某种荧光染料标记该动物细胞,细胞表面出现荧光斑点。②用激光束照射该细胞表面的某一区域,该区域荧光消失。③停止激光束照射一段时间后,该区域的荧光逐渐恢复,即又出现了斑点。上述实验不能说明的是( C )
A.细胞膜具有流动性
B.荧光染料能与细胞膜组成成分结合
C.根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率
D.根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率
解析:该过程说明细胞膜具有流动性,荧光染料能与细胞膜组成成分结合,根据荧光恢复的速率推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率,但不能根据荧光恢复的速率推算出物质跨膜运输的速率,因为该过程中没有发生物质跨膜运输。
14.请根据下列材料,回答问题:
科学家在进行细胞膜化学成分分析时,采用哺乳动物或人的成熟红细胞作为实验材料。将其特殊处理使细胞破裂发生溶血现象,一些物质溶出,再将溶出细胞外的物质洗掉,即可得到纯净的细胞膜(又称血影)。有的科学家将“血影”中的脂质提取出来,使其在空气和水界面上铺展成单分子层,所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面积的
2倍。
(1)选取鸡的红细胞验证细胞膜具有磷脂双分子层结构可以吗?若选用鸡的红细胞会得到什么结论?为什么??
?
。?
(2)使用下列哪种物质处理会使细胞失去识别能力( )
A.核酸酶 B.龙胆紫
C.糖水解酶 D.双缩脲试剂
(3)人的红细胞与草履虫细胞相比,细胞膜的哪一种成分差别最大?为什么??
。?
(4)用口腔上皮细胞能否制备得到较纯净的细胞膜?请分析原因:?
。?
解析:(1)不同于哺乳动物的红细胞,鸡的红细胞内还存在各种细胞器膜,得到的磷脂形成的单分子层面积大大超过细胞表面积的2倍。(2)细胞膜上蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白与细胞表面的识别有密切关系,糖蛋白中的糖类成分被糖水解酶水解后,细胞的识别功能丧失。(3)细胞膜上蛋白质种类和数量越多,细胞膜的功能越复杂。(4)口腔上皮细胞含有核膜、多种细胞器膜,用口腔上皮细胞制备的细胞膜是不纯净的。
答案:(1)不可以。若选用鸡的红细胞,则磷脂形成的单分子层面积大大超过细胞表面积的2倍。因为鸡的红细胞内各种细胞器的膜与细胞膜在成分上基本一致
(2)C
(3)蛋白质的种类和数量差别最大。因为草履虫比红细胞的生命活动复杂
(4)不能。口腔上皮细胞中有细胞核和细胞器,制备的生物膜除细胞膜外还有细胞器膜和核膜等
15.(2017·重庆一中期中)1972年桑格和尼克森提出了生物膜的“流动镶嵌模型”。
(1)在“流动镶嵌模型”中构成生物膜的基本支架是磷脂双分子层,由于 的分布使生物膜的结构表现出不对称性。?
(2)1970年,科学家用荧光抗体标记的人—鼠细胞融合的实验,在
37 ℃下经过40 min,两种颜色的荧光均匀分布。此实验结果以及相关的其他实验证据表明了细胞膜在结构上具有 。?
(3)科学家在研究线粒体结构和功能时发现,若将线粒体的蛋白质提取出来,脱离膜结构的大部分蛋白质无法完成其生理功能,说明 是完成生命活动的基础。?
(4)上图为胰岛B细胞结构模式图(局部)。胰岛B细胞通过基因控制合成并分泌胰岛素,参与此过程的所有具膜的细胞结构有 (用图中序号表示)。?
解析:图中①是细胞核,②是核糖体,③是内质网,④是高尔基体,⑤是囊泡,⑥是细胞膜;胰岛B细胞通过基因控制合成并分泌胰岛素(一种分泌蛋白),参与此过程的所有具膜的细胞结构有①③④⑤⑥。
答案:(1)蛋白质 (2)流动性
(3)膜结构的完整性 (4)①③④⑤⑥
第3节 物质跨膜运输的方式
测控导航表
知识点
题号
1.被动运输
1,10
2.主动运输
3,5
3.胞吞和胞吐
4,7
4.影响物质运输速率的因素
6
5.综合考查
2,8,9,11,12,13,14,15
A级 合格性水平训练
1.(2017·河南新乡月考)下图表示人体内葡萄糖进入红细胞的跨膜运输方式,下列叙述错误的是( D )
A.该运输方式属于被动运输
B.该运输方式不消耗能量
C.图中载体不能运输淀粉
D.K+也可以通过该方式进入人体细胞
解析:据图分析,葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助,但是不需要消耗能量,所以运输方式是被动运输中的协助扩散;载体具有专一性,所以运输葡萄糖的载体不能运输淀粉;钾离子进入人体细胞的方式是主动运输。
2.(2017·吉林长春期中)小肠绒毛上皮细胞易吸收葡萄糖,却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖,原因可能是( A )
A.细胞膜上无木糖载体
B.细胞膜上的磷脂分子排列紧密
C.木糖的浓度太低
D.细胞膜无法识别木糖分子
解析:小肠绒毛上皮细胞易吸收葡萄糖,却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖,说明细胞膜具有选择透过性,而细胞膜的选择透过性与载体蛋白的种类和数量密切相关,所以原因可能是细胞膜上有葡萄糖载体,而没有木糖载体。
3.(2017·江西上高二中月考)下图表示某种离子跨膜运输的过程,下列叙述不确切的是( A )
A.图中膜结构是细胞膜
B.该离子跨膜运输方式为主动运输
C.该离子与膜上的载体蛋白结合具有专一性
D.膜上载体蛋白结合离子后其空间结构发生改变
解析:由图分析可知该离子过膜需要载体蛋白和能量,所以是主动运输,但没有糖被,不能确定一定是细胞膜。
4.(2017·四川南充期末)据报道,一种称作“瘦素穿肠蛋白”的药物治疗肥胖,可口服使用,以减轻肥胖症患者肌肉注射的痛苦。小肠上皮细胞吸收该药物最可能的方式为( B )
A.渗透作用 B.胞吞
C.协助扩散 D.主动运输
解析:蛋白质在空间结构完整时才能发挥正常功能,能口服使用并发挥作用的药物应该是以完整蛋白质的形式吸收,吸收方式是胞吞。
5.(2017·江苏如东期中)下图是人体小肠绒毛上皮细胞中进行的某种物质跨膜运输方式的示意图,下列哪组物质的运输方式与图示符合( C )
A.O2、CO2 B.H2O、K+
C.葡萄糖、氨基酸 D.甘油、脂肪酸
解析:O2、CO2、H2O跨膜运输方式都是自由扩散;K+跨膜运输方式是主动运输;人体小肠绒毛上皮细胞中,葡萄糖、氨基酸跨膜运输方式都是主动运输;甘油、脂肪酸跨膜运输方式都是自由扩散。
6.(2017·湖北华中师范大学附中期末)图示曲线代表某种矿质元素离子进入根细胞的一种方式,则在Q点限制物质进入细胞的因素是( B )
A.载体的数量
B.能量供应
C.载体的数量或能量供应
D.载体的数量或离子浓度
解析:根据细胞内浓度高于细胞外浓度仍然能够吸收离子,说明矿质元素离子进入细胞的方式是主动运输,Q点以后的细胞内浓度保持不变,说明植物不再吸收该离子,如果载体饱和的话,植物仍然能够吸收该离子,使得细胞内浓度增加,所以只能是能量供应不足引起的。
7.下图表示物质进出细胞的不同过程,相关叙述错误的是( C )
A.甲可以表示胞吞,乙可以表示胞吐
B.甲、乙两种物质运输过程都需要消耗能量
C.这两种物质运输过程都是从低浓度向高浓度输送的
D.甲和乙两种物质运输过程说明生物膜具有一定的流动性
解析:由图可知甲表示物质从外界经过细胞膜内陷形成囊泡而进入细胞内,即胞吞,乙表示胞吐,胞吞和胞吐不需要载体蛋白,但需要能量。这两种物质运输过程与所运输物质的浓度没有直接关系。
8.(2017·河南新乡段考)如图1、2分别表示甲、乙两种物质跨膜运输的方式,据图分析下列说法中错误的是( D )
A.图1可表示葡萄糖进入红细胞的方式
B.图2表示细胞通过主动运输吸收乙物质
C.除去细胞膜中的蛋白质对甲、乙的运输均有影响
D.甲、乙两种物质均为细胞代谢所需的物质
解析:分析图解可知,图甲物质的运输方式属于协助扩散,可以表示葡萄糖进入红细胞的方式,乙物质的运输由低浓度一侧向高浓度一侧,并且需要载体蛋白和能量,属于主动运输;除去细胞膜上的载体蛋白,对协助扩散和主动运输均有影响;图甲中不能判断细胞内外,因此不能确定甲物质是否是细胞代谢所需的物质。
9.(2017·湖北华中师大附中期末)下图为物质出入细胞膜的示意图,请据图回答:
(1)B结构代表 ;D代表 。D和A结合在一起,从化学本质上看,属于 ,它具有 等作用。?
(2)在a～e的五种过程中,代表被动运输的是 。?
(3)可能代表氧气运输过程的是图中编号 ;葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号 。?
解析:分析题图可知,A是蛋白质分子,B是磷脂双分子层,D是多糖,D与A结合形成糖蛋白分布在细胞膜的外侧,另一侧为细胞膜内侧;a是通过主动运输由细胞膜外运向膜内,b是通过自由扩散的方式由膜外运向膜内,d是通过协助扩散的方式由膜外运向膜内,e是通过主动运输由细胞膜内运向膜外。
(1)由以上分析可知,B是磷脂双分子层,D是多糖,D和A蛋白质结合在一起形成糖蛋白,糖蛋白具有识别、保护和润滑等作用。
(2)图中a、e过程需要消耗能量,为主动运输,而b、c、d不需要消耗能量,为被动运输。
(3)氧气转运过程是自由扩散,由编号b代表;葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是主动运输进细胞,由编号a代表。
答案:(1)磷脂双分子层 多糖(糖类) 糖蛋白 识别、保护、润滑
(2)b、c、d
(3)b a
B级 等级性水平训练
10.(2016·湖南衡阳期中)下图表示物质出入细胞的一种方式,下列有关叙述正确的是( A )
A.图中的溶质不可能是氧气分子
B.该图可表示水解酶通过溶酶体膜进入溶酶体内
C.图中的转运蛋白的形状变化一定需要ATP提供能量
D.图示物质转运方式是细胞最重要的吸收和排出物质的方式
解析:根据题意和图示分析可知:图中表示的物质出入细胞的方式需要载体协助,但不消耗能量,所以为协助扩散。氧气分子的转运方式是自由扩散;水解酶是大分子,通过胞吞作用进入;该载体蛋白在物质转运过程中形状会发生改变,但此时载体蛋白性状的改变不消耗能量,细胞最重要的吸收和排出物质的方式为主动运输。
11.(2017·河南郑州月考)胃内的酸性环境是通过质子泵(细胞膜上的一种蛋白质)维持的,质子泵催化下能量释放出来可驱动H+从胃壁细胞进入胃腔和K+从胃腔进入胃壁细胞,K+又可经通道蛋白顺浓度进入胃腔。下列相关叙述错误的是( D )
A.质子泵的基本组成单位是氨基酸
B.H+从胃壁细胞进入胃腔需要载体蛋白
C.胃壁细胞内K+的含量影响细胞内液渗透压的大小
D.K+进出胃壁细胞的跨膜运输方式是相同的
解析:质子泵,其化学本质是蛋白质,其组成单位是氨基酸;H+从胃壁细胞进入胃腔需要消耗能量,所以其方式是主动运输;渗透压的大小取决于单位体积内溶质的数目,所以胃壁细胞内K+的含量影响细胞内液渗透压的大小;K+进入胃壁细胞的跨膜运输需要消耗能量,为主动运输,而K+可经通道蛋白顺浓度进入胃腔方式,不消耗能量,为协助
扩散。
12.(2017·江西名校联考)如图是物质P和Q运出细胞的示意图,相关叙述正确的是( D )
A.物质P可能是甘油分子
B.物质Q可能表示胰岛素
C.物质P和Q的转运都需要消耗能量
D.物质P和Q的转运都可能需要载体
解析:据图分析,物质P从低浓度向高浓度运输,为主动运输方式,而甘油的运输方式是自由扩散;物质Q从高浓度向低浓度运输,可能是自由扩散或协助扩散,而胰岛素分泌通过胞吐的方式排出细胞;物质Q的运输不需要消耗能量;物质P的运输需要载体,物质Q的运输可能需要载体。
13.(2017·河北衡水调研)主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。如图为Na+、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。下列关于图中物质跨膜运输过程的分析错误的是( A )
A.葡萄糖进出小肠上皮细胞都是主动运输
B.Na+从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗能量的主动运输
C.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na+从肠腔到小肠上皮细胞相
伴随
D.Na+从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为被动运输
解析:由图可知,葡萄糖进入小肠上皮细胞是主动运输,出小肠上皮细胞是协助扩散;Na+从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗能量的主动运输;葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na+从肠腔到小肠上皮细胞相伴随;Na+从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为被动运输。
14.(2017·黑龙江大庆期末)如图甲是物质A通过细胞膜的示意图,图乙是与物质跨膜运输相关的曲线图。请据图回答问题:
(1)物质A跨膜运输的方式是 ,判断理由是 。其运输方式也可用图乙中的曲线 (填序号)表示。如果物质A释放到细胞外,则转运方向是 (填“Ⅰ→Ⅱ”或“Ⅱ→Ⅰ”)。?
(2)图甲中细胞膜的模型被称为 。?
(3)图甲中物质B指的是 ,该物质彻底水解的产物是 。?
(4)图乙中曲线①反映出物质运输速率与 有关,曲线②Q点时影响物质运输速率的因素可能有 和 。?
(5)提取口腔上皮细胞的膜成分中磷脂,将其铺在空气—水界面上,测得磷脂占据面积为S,请预测:口腔上皮细胞膜表面积的值 (填“大于”“等于”或“小于”)S/2。?
(6)科学家于1970年,用红色荧光染料标记的抗体和小鼠细胞的细胞膜表面的抗原相结合,用绿色荧光染料标记的抗体和人的细胞膜表面的抗原相结合。当人鼠两种细胞融合形成一个杂交细胞时,初始时一半呈红色,一半呈绿色;但在37℃条件下保温40分钟后,两种颜色的荧光点就呈均匀分布;如果在37 ℃条件下保温20分钟后,将温度降到1℃,则两种荧光点的分布呈居中的半均匀状态。这种现象说明细胞膜 。?
解析:(1)由图可知,A物质跨膜运输从低浓度向高浓度运输,属于主动运输;乙图中曲线②也是主动运输;如果物质A释放到细胞外,则转运方向是Ⅱ膜内→Ⅰ膜外(Ⅰ侧为细胞外)。(3)B属于膜的结构,是载体蛋白,基本组成单位是氨基酸,因此彻底水解的产物是氨基酸。(4)图乙中曲线①反映出物质运输速率与膜两侧的浓度差有关;线②Q点时物质运输方式是主动运输,此时影响物质运输速率的因素可能有载体数量、能量。(5)细胞中的膜结构有细胞膜、细胞器膜和核膜,则细胞膜的磷脂的面积小于S,由于细胞膜有两层磷脂分子,口腔上皮细胞膜表面积的值小于S/2。(6)人鼠两种细胞融合形成一个杂交细胞说明细胞膜有流动性,温度低荧光点分布不均匀,说明温度影响流动性。
答案:(1)主动运输 逆浓度梯度 ② Ⅱ→Ⅰ
(2)流动镶嵌模型
(3)载体蛋白数量 氨基酸
(4)浓度差(细胞外浓度) 载体蛋白数量 能量
(5)小于
(6)具有流动性,流动性受温度影响
15.红细胞悬液为不透明的红色液体,而红细胞发生溶血(红细胞破裂)后,溶液会逐渐透明,所以可通过红细胞悬液澄清的速率判断红细胞溶血速率,进而根据红细胞溶血速率来判断物质进入红细胞的速率。
(1)实验目的:判断葡萄糖和甘油进入红细胞的速率。
(2)试剂与用具:稀释的羊的红细胞悬液、0.3 mol/L的葡萄糖溶液、0.3 mol/L的甘油溶液、试管、量筒、计时器、试管架、记号笔。
(3)实验步骤
第一步:取两支试管,分别标记A、B。
第二步:?
。?
第三步:?
。?
(4)结果、结论
①如果加入葡萄糖溶液的试管内溶液透明所用的时间短,说
明 。?
②如果 ,?
说明甘油比葡萄糖进入红细胞的速率快。
③如果 ,?
说明 。?
(5)实验思考
根据研究得知,0.3 mol/L的葡萄糖溶液和0.3 mol/L的甘油都和血浆浓度相等,为什么还会使红细胞发生溶血?
?
。?
解析:(3)由题干知,可根据红细胞悬液澄清的速率判断红细胞的溶血速率,进而判断物质进入红细胞的速率,所以根据对照原则和单一变量原则设计实验步骤。
(4)由于实验具有不确定性,即属于探究性实验,因此分析结果时要考虑全面,即要考虑到甘油与葡萄糖进入红细胞的速率的快慢,预测结果有三种可能:①甘油比葡萄糖快,②甘油比葡萄糖慢,③两者相同。
答案:(3)分别量取0.3 mol/L的葡萄糖溶液、0.3 mol/L的甘油溶液各1 mL,注入A、B两支试管 分别量取1 mL稀释的羊的红细胞悬液注入A、B两支试管中,同时开始计时,记录溶液由不透明到透明所用的时间
(4)①葡萄糖比甘油进入红细胞的速率快
②加入甘油溶液的试管内溶液透明所用的时间短
③两支试管内溶液透明所用的时间相同
葡萄糖和甘油进入红细胞的速率相同
(5)由于葡萄糖和甘油都是细胞选择吸收的物质,所以会逐渐进入细胞,使细胞内的溶液浓度增大,细胞大量吸水,最终导致细胞涨破
