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课时跟踪检测(七) 物质跨膜运输的实例与方式
基础对点练——考纲对点·夯基础
考点一 渗透作用的原理及质壁分离与复原实验(Ⅱ)
1．把哺乳动物成熟的红细胞置于清水中是获取细胞膜的最佳方法，根据渗透作用的原理，请分析在此过程中，细胞的吸水能力的变化情况是( )
A．逐渐增强 B．逐渐降低
C．保持不变 D．先升高后降低
解析：将成熟的红细胞置于清水中，会发生渗透吸水，细胞质浓度下降，吸水能力逐渐降低，B正确。
答案：B
2．如图甲烧杯中是质量分数为5%的淀粉液，乙烧杯中是质量分数为5%的葡萄糖液，将装有蒸馏水的透析袋分别放入甲、乙烧杯中(水和葡萄糖分子能通过透析袋的膜)。放置1 h后，相关分析正确的是( )
A．甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度不变
B．甲烧杯中透析袋内的液体加入碘液后呈蓝色
C．乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低
D．乙烧杯中透析袋内的液体加入斐林试剂后即呈砖红色
解析：甲烧杯中透析袋内的水分子会向淀粉液扩散，导致淀粉液的浓度逐渐减小；淀粉分子不能通过透析袋的膜，因此，甲烧杯中透析袋内没有淀粉分子，加碘液后不会变蓝；乙烧杯中由于水分子通过透析袋的膜向葡萄糖液扩散，同时葡萄糖分子也向透析袋内扩散，这样使透析袋外葡萄糖液的溶剂增加、溶质减少，从而使其浓度降低；乙烧杯中透析袋内的液体中也含有葡萄糖，葡萄糖需要在水浴加热条件下才能与斐林试剂反应产生砖红色沉淀。
答案：C
3．下列关于质壁分离和复原实验的叙述，正确的是( )
A．水以主动运输的方式渗出细胞使细胞发生质壁分离
B．细胞质壁分离复原时原生质层变薄
C．用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞均能观察到质壁分离和复原现象
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D．质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减弱
解析：水分的运输方式是自由扩散，A错误；细胞质壁分离复原时，液泡不断吸水，液泡体积逐渐变大，原生质层变薄，B正确；高浓度的蔗糖溶液处理会使植物细胞过度失水而死亡，不会观察到质壁分离复原现象，C错误；质壁分离过程中，细胞液浓度逐渐增大，导致细胞的吸水能力逐渐增强，D错误。
答案：B
考点二 物质进出细胞的方式(Ⅱ)
4．(2018·宁夏育才中学高三试题)如图为物质进出细胞的分类示意图。已知物质进出细胞的方式有胞吞、胞吐、自由扩散、协助扩散和主动运输，下列叙述中，不正确的是( )
A．若A与B的分类依据为是否消耗能量，则F可表示主动运输
B．若A与B的分类依据为是否需要载体蛋白，则G可表示自由扩散
C．若A与B的分类依据为是否需要载体蛋白，则C可表示主动运输
D．若A与B的分类依据为是否消耗能量，则C、D可表示被动运输
解析：物质进出细胞的五种方式中，胞吞、胞吐和主动运输消费能量，协助扩散和主动运输需要载体蛋白。如A与B的分类标准为是否消耗能量，C、D表示自由扩散和协助扩散，而G、H表示胞吞和胞吐，F表示主动运输，A、D正确；如A与B的分类标准为是否需要载体蛋白，则C、D表示协助扩散和主动运输，而G、H表示胞吞和胞吐，F表示自由扩散，C正确、B错误。
答案：B
5．下图所示为细胞对物质吸收的两种方式，据图分析下列说法，不正确的是( )
A．图甲方式一定伴随着蛋白质空间结构的改变
B．图乙所示方式保证了细胞正常生命活动的需要
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C．抑制线粒体的功能对图乙方式有所影响
D．同一物质进入不同细胞的方式一定相同
解析：图甲方式为协助扩散，需要载体蛋白的协助，一定伴随着蛋白质空间结构的改变，A项正确；图乙所示方式为主动运输，主动运输保证了细胞正常生命活动的需要，B项正确；主动运输需要消耗线粒体提供的能量，抑制线粒体的功能对图乙方式有所影响，C项正确；同一物质进入不同细胞的方式不一定相同，如葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，而葡萄糖由肠道进入小肠绒毛上皮细胞的方式却是主动运输，D项错误。
答案：D
6．(2018·石家庄一模)下关有关输入和输出的叙述，正确的是( )
A．胃腺细胞分泌消化酶需要能量，不需要载体
B．乙醇通过细胞膜需要消耗能量
C．低温会影响物质的主动运输，对被动运输无影响
D．解旋酶由细胞质进入细胞核需穿过2层生物膜
解析：消化酶属于分泌蛋白，是通过胞吐的方式从细胞中分泌出去的，不需要载体，A正确；乙醇是小分子有机物，通过自由扩散方式进出细胞，不消耗能量，B错误；低温会影响酶的活性，影响磷脂分子和蛋白质分子的流动速度，所以低温对主动运输、自由扩散和协助扩散均有影响，C错误；解旋酶通过核孔由细胞质进入细胞核，穿过了0层生物膜，D错误。
答案：A
7．(2018·宁夏银川一中高三综合)如下图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图，下列相关叙述中，不正确的是( )
A．由图可知，Na＋进出肾小管上皮细胞的方式相同
B．图中氨基酸运入肾小管上皮细胞的方式为主动运输
C．图中涉及到的运输方式都需要载体
D．限制协助扩散运输速率的原因有载体蛋白的数目
解析：管腔中Na＋进入上皮细胞是高浓度→低浓度，需要载体、但不消耗能量，属于协助扩散；上皮细胞中Na＋进入组织液是低浓度→高浓度，需要载体、消耗能量，属于主动运输，A错误；管腔中氨基酸进入上皮细胞是低浓度→
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高浓度，需要载体、动力是钠离子的浓度差，属于主动运输，B正确；由图示可看出其涉及到的运输方式都需要载体协助，C正确；协助扩散有饱和效应，其饱和效应受载体蛋白的数量限制，D正确。
答案：A
提能强化练——考点强化·重能力
8．(2018·云南省曲靖一中高三试题)如图显示物质P和Q跨膜出细胞，下列叙述正确的是( )
A．物质P可能是氧气
B．物质Q一定是水分子
C．物质P和Q出细胞都需要载体
D．物质P和Q出细胞未必都消耗能量
解析：氧气的运输方式是自由扩散，即图中物质Q，A错误；水分子的运输方式是自由扩散，可用物质Q表示，但物质Q不一定是水，B错误；物质P出细胞需要载体，物质Q出细胞是被动运输，包括自由扩散和协助扩散，而自由扩散不需要载体，C错误；物质P的运输方向是低浓度到高浓度，表示主动运输，需要消耗能量，物质Q的运输方向是高浓度到低浓度，可表示被动运输，不需要消耗能量，D正确。
答案：D
9．(2018·渭南名校联考)下图表示植物叶表皮上气孔的开放原理。取同一叶片的两块表皮A和B，A放在清水中，B放在0.3 g/mLKNO3溶液中，K＋、NO离子可通过主动运输进入细胞。将A和B制成临时装片在显微镜下持续观察一段时间，观察到的表皮气孔情况是( )
A．A开启、B关闭
B．A关闭、B开启
C．A关闭、B先开启后关闭
D．A开启、B先关闭后开启
解析：放在清水中，保卫细胞吸水，则气孔逐渐开放。放在0.3g/mLKNO3
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溶液中，保卫细胞首先失水，气孔关闭，随着细胞通过主动运输吸收硝酸根离子和钾离子，当细胞液浓度大于细胞外液浓度时，细胞又能渗透吸水，所以保卫细胞质壁分离后会自动复原，气孔开放。
答案：D
10．(2018·宁夏石嘴山三中高三试题)如图所示为番茄根细胞对K＋的吸收速率和氧分压的关系图，分析此图并选出下列不正确的说法( )
A．图中A、B两处用于根代谢活动的酶有很大的不同
B．在B点以后，通过中耕松土可以进一步促进根对K＋的吸收，而表现为M1曲线
C．A～B段，ATP是限制根细胞对K＋吸收速率的主要因素
D．氧分压为8时，AB曲线将演变为M2形态
解析：A处氧分压为0，进行无氧呼吸，参与的酶是与无氧呼吸有关的酶，氧分压为6时进行有氧呼吸，参与的酶是与有氧呼吸有关的酶，A正确；B点以后，有氧呼吸速率已经达到最大值，就算增加氧的分压(如中耕松土)，也不会使呼吸加快，因而K＋的吸收速率也不会再增加，这里限制K＋吸收速率的主要原因是载体的数目有限，B错误；细胞对K＋吸收是主动运输，需要消耗能量，A→B段，氧分压的增加，细胞的有氧呼吸速率加快，ATP产生增多，从而增加根细胞对K＋吸收速率，因此ATP是限制根细胞对K＋吸收速率的主要因素，C正确；氧分压为8时，AB曲线将演变为M2曲线，原因是载体的数目是有限的，D正确。
答案：B
11．(2018·渭南名校联考)协助扩散需要细胞膜上转运蛋白的协助。图甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种协助扩散方式，其中通道介导的扩散比载体介导快1 000倍。下列有关叙述，正确的是( )
A．载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的
B．载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性
C．甲乙两种方式均属于跨膜运输，故属于被动运输
D．物质主要以通道介导的方式进出细胞
解析：
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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；载体蛋白和通道蛋白均能运载特定的物质，具有一定的专一性，B正确；甲乙两种方式都是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要载体蛋白的协助，属于被动运输中的协助扩散，C错误；物质主要以主动运输的方式进入细胞，D错误。
答案：B
12．(2018·广东惠州模拟)科学家对哺乳动物红细胞膜上不同种类的磷脂(SM、PC、PS、PE、PI、CI)进行了研究，分析结果如图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A．组成细胞膜的磷脂分子在磷脂双分子层中分布是不对称的
B．糖被只分布于细胞膜的A侧，B侧没有
C．水分子的跨膜运输与磷脂双分子层相关，也与某些蛋白质相关
D．O2、CO2、甘油和葡萄糖可以自由通过多种磷脂组成的膜结构
解析：题图显示，各种磷脂分子在细胞膜两侧的含量不同，这说明组成细胞膜的磷脂分子在磷脂双分子层中是不对称分布的；A侧是血浆侧，即红细胞膜的外侧，糖被只分布于细胞膜的外侧；水分子的跨膜运输方式是自由扩散时，与磷脂双分子层有关，非自由扩散时，还与某些水通道蛋白有关；氧气、二氧化碳、甘油是通过自由扩散方式运输的，它们都能自由通过由多种磷脂组成的膜结构，葡萄糖分子通过细胞膜的方式为协助扩散或主动运输，需要载体蛋白的协助。
答案：D
13．(2018·吉林毓文中学高三试题)在一个新鲜萝卜中挖一凹槽，在凹槽中放入浓盐水。一段时间后，萝卜变软，凹槽中水分增多。下列图示的实验与此实验原理差异最大的是( )
解析：
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当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，植物细胞中细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，液泡由大变小，细胞液颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离，A错误；运输该物质方式为主动运输，实验原理为膜具有选择透过性和流动性，与题意原理差异比较大，B正确；该装置具有半透膜和浓度差，能发生渗透作用，C错误；动物细胞构成渗透系统可发生渗透作用：动物细胞膜相当于一层半透膜，外界溶液浓度＜细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；反之，则细胞失水皱缩，D错误。
答案：B
大题冲关练——综合创新·求突破
14．(2018·湖北襄阳四中高三理综试题)下图是用洋葱表皮细胞做质壁分离和复原实验时，细胞吸水力随质壁分离程度变化的曲线，请回答相关问题：
(1)植物细胞质壁分离是指____________，植物细胞质壁分离的实验原理是__________________________________。
(2)据图可知，实验中细胞质壁分离程度与细胞吸水力的关系是______________________。
(3)实验过程中，细胞处于A点时，细胞液浓度________(填“一定”或“不一定”)小于外界溶液浓度，原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)植物细胞质壁分离是指原生质层(细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质)与细胞壁分离；植物细胞的质壁分离原理，即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。(2)据图可知，细胞质壁分离程度越大，细胞吸水力越大，即细胞吸水力与质壁分离程度呈正相关。(3)实验过程中，细胞处于A点时，细胞可能正在发生质壁分离，也可能是正在质壁分离复原，或处于平衡状态，所以A点处细胞液浓度可能大于外界溶液浓度，也可能小于外界溶液浓度，或等于外界溶液浓度。
答案：(1)原生质层与细胞壁分离 ①细胞壁比原生质层的伸缩性小 ②当外界溶液比细胞液浓度大时，细胞会渗透失水 (2)随着细胞质壁分离程度的增加，细胞吸水力逐渐增大 (3)不一定 此时的细胞可以是正在质壁分离，也可以是正在质壁分离复原
15．(2018·唐山一模)
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小肠绒毛上皮细胞膜上存在着两种运输葡萄糖的载体蛋白SGLT1(主动运输的载体蛋白)和GLUT2(协助扩散的载体蛋白)，研究人员根据不同葡萄糖浓度下的运输速率实验绘制如图所示曲线。根据下图回答问题：
(1)据图可知，小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式可同时进行，葡萄糖浓度极低时只通过__________吸收，在较高浓度下，驱动该转运过程的动力主要来自于__________(填“葡萄糖浓度差”或“ATP的分解”)。
(2)依据图中数据结果，写出该研究课题名称__________________________________。
(3)已知骨骼肌细胞含有GLUT－4(另一种协助扩散的载体蛋白)，当受到__________(激素)刺激时，细胞膜上的GLUT－4数量将__________，从而调节骨骼肌摄取葡萄糖的速率。
解析：(1)从图中可以看出，葡萄糖浓度极低时，总葡萄糖转运速率曲线与SGLT1转运速率曲线重叠，说明这时只有主动运输的载体蛋白起作用。浓度较高时，GLUT2转运速率明显加快，主要是协助扩散。(2)图中曲线可以描述成随葡萄糖浓度增大，葡萄糖的转运速率的变化。所以，课题名称只要围绕这方面均可。(3)能够促进组织细胞对葡萄糖的吸收利用的激素只有胰岛素。
答案：(1)主动运输 葡萄糖浓度差 (2)探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式(其它答案合理即可) (3)胰岛素 增加
16．图1表示小肠细胞吸收葡萄糖的情况，为进一步探究细胞吸收葡萄糖的方式与细胞内、外液葡萄糖浓度差的关系，有人设计了如图2实验(记作甲)：锥形瓶内盛有130mg/dL的葡萄糖溶液以及活的小肠上皮组织切片。溶液内含细胞生活必须的物质(浓度忽略不计)。实验开始时，毛细玻璃管内的红色液滴向左缓缓移动，5min起速率逐渐加快，此时，锥形瓶内葡萄糖溶液的浓度为amg/dL。
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(1)图1显示：曲线AB段、BC段，小肠细胞吸收葡萄糖方式依次属于__________。CD段变化的原因可能是载体失活而不是载体饱和，理由是：当载体饱和时，__________而使细胞内浓度升高，这与事实矛盾。
(2)图2锥形瓶红色液滴的移动直接显示瓶内__________含量的变化。
(3)为验证5min时造成红色液滴移动速率加快的直接因素，需要设计一个对比实验(记作乙)：乙实验装置的不同之处是5min 时用呼吸抑制处理小肠上皮组织。假定呼吸被彻底阻断，预期结果：①实验开始5min时，液滴移动情况是：实验甲突然加快，实验乙__________；②葡萄糖溶液浓度的变化情况是：实验甲__________，实验乙__________。
(4)若用相等质量的成熟红细胞替代小肠上皮细胞，红色液滴的移动情况是__________。
解析：(1)曲线AB段细胞外的葡萄糖浓度高于细胞内，细胞吸收葡萄糖方式属于协助扩散；BC段细胞内的葡萄糖浓度高于细胞外，细胞吸收葡萄糖方式属于主动运输，CD段变化原因可能是载体失活而不是载体饱和，理由是：当载体饱和时，细胞仍然吸收葡萄糖而使细胞内浓度升高，这与事实矛盾。(2)瓶中加入NaOH溶液，可吸收容器中的CO2，小肠上皮细胞在葡萄糖溶液中进行呼吸作用，吸收氧气并释放二氧化碳，二氧化碳被NaOH溶液吸收，锥形瓶红色液滴的移动直接显示瓶内氧气含量的变化。(3)甲组和乙组的变量是：是否存在呼吸作用，甲组有呼吸作用，乙组没有呼吸作用，故液滴移动情况是：实验甲组加快，乙组不移动；葡萄糖溶液浓度变化情况是：实验甲组下降，乙组不变。(4)人成熟红细胞不能进行有氧呼吸，故红色液滴不移动。
答案：(1)协助扩散、主动运输 细胞仍然吸收葡萄糖 (2)氧气 (3)①停止移动 ②下降 不变 (4)不移动
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