高考物质跨膜运输的方式一、基础练1.诺贝尔化学奖曾经授予研究细胞膜通道蛋白的科学家。通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质,它包含离子通道蛋白和水通道蛋白。下列相关叙述错误的是( )A.肾小管上皮细胞膜上可能存在水通道蛋白,以利于对原尿中水的重吸收B.磷脂双分子层内部是疏水的,因此水分子的运输都需要水通道蛋白C.神经细胞在静息状态下钾离子外流的过程是通过钾离子通道来完成的被动运输D.离子通道一般具有特异性,在特定信息的作用下才会开放,能实现相应物质的快速运输2.(2020某某威海模拟)钙泵是一种存在于细胞膜及细胞器膜上的运输Ca2+的ATP水解酶,其能驱动细胞质中的Ca2+泵出细胞或泵入细胞内的钙库(内质网等储存Ca2+的细胞器),以维持细胞质内低浓度的Ca2+。当细胞受到刺激时,Ca2+又会从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质。下列相关说法错误的是( )A.CO中毒时钙泵的活性会降低B.Ca2+泵出细胞或泵入内质网腔内的过程属于主动运输C.Ca2+从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质的过程属于协助扩散D.钙泵参与运输Ca2+的过程属于放能反应3.盐碱地中生活的某种盐生植物,其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白,能将细胞质中的Na+逆浓度梯度运入液泡,减轻Na+对细胞质中酶的伤害。下列叙述错误的是( )-11-/11
高考A.Na+进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透过性B.该载体蛋白作用的结果不利于增强细胞吸水能力C.盐生植物通过调节Na+在细胞中的区域化作用等生理途径,抵消或降低盐分胁迫的作用D.盐生植物的耐盐性是长期自然选择的结果4.(2020某某二模)低密度脂蛋白(LDL)是由胆固醇、磷脂和蛋白质结合形成的复合物。LDL通过血液运送至细胞,在细胞内发生如图所示的反应。已知溶酶体是由高尔基体产生的、内含多种酸性水解酶的细胞器。下列说法错误的是( )A.LDL和LDL受体之间的结合具有特异性B.加入ATP水解酶抑制剂会影响LDL与其受体的分离C.溶酶体中的酸性水解酶在游离的核糖体上完成合成D.溶酶体内pH过高会降低LDL的分解速率5.研究发现,与生活在适宜温度条件下相比,较长时间生活在低温条件下的某植物根系干重下降、对磷的吸收减慢。下列有关这一现象原因的说法,错误的是( )A.根系在低温条件下生长缓慢,根毛区的有效吸收面积较常温下生长的根系小B.运输PO43-等相关离子的载体在低温下空间结构被破坏-11-/11
高考C.组成根细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子在低温下流动性降低D.低温影响与细胞呼吸有关酶的活性,能量供应减少6.图示人体某细胞对葡萄糖的转运速率与细胞外葡萄糖浓度的关系。实线表示细胞外仅存在葡萄糖的情况,虚线表示细胞外同时存在一定浓度半乳糖的情况。以下说法正确的是( )A.葡萄糖的转运速率随细胞外葡萄糖浓度的升高会持续增大B.半乳糖可水解为2分子葡萄糖C.该细胞膜上一定存在转运半乳糖的载体D.半乳糖对葡萄糖的转运有抑制作用7.人体胃内的酸性环境主要通过细胞膜上的质子泵来维持,胃酸过多会导致患者出现烧心、反酸、胃部疼痛等症状。质子泵催化1分子的ATP水解所释放的能量,可驱动1个H+从胃壁细胞进入胃腔和1个K+从胃腔进入胃壁细胞,K+又可经过通道蛋白顺浓度进入胃腔。下列相关叙述错误的是( )A.该质子泵既能催化化学反应又能转运H+B.H+、K+等离子进出胃壁细胞都需要消耗ATPC.利用药物抑制该质子泵的活性可以改善胃反酸等症状-11-/11
高考D.该质子泵的合成与加工依赖于核糖体、内质网、高尔基体等细胞器8.细胞中的少部分ATP会在酶的催化下形成cAMP,cAMP在调节细胞代谢方面发挥重要作用。下图甲是肾小管上皮细胞部分生理过程图解,图乙是该细胞膜局部亚显微结构图解,请回答相关问题。(1)ATP合成酶主要存在于各种细胞的膜结构上。具体而言,ATP合成酶在植物细胞中主要存在于膜上,在原核细胞中主要存在于膜上。 (2)图甲中cAMP的增多改变了细胞中某些酶的活性,这些酶活性改变后,通过促进,促进细胞对水的重吸收。请写出该过程的遗传信息传递途径:。 (3)图甲中cAMP在细胞中被称为“第二信使”,则该过程中的“第一信使”指的是激素。图甲所示生理过程体现了细胞膜的功能。 (4)图乙a~e过程中,需要消耗ATP的有,判断的依据是。 二、提升练1.盐分对植物的伤害主要是Na+引起的,高等植物细胞可以通过Na+的外排和区隔化来保持细胞质内低Na+水平,从而消除Na+的伤害。Na+的外排和区隔化分别由位于细胞膜和液泡膜上的Na+/H+逆向转运蛋白调节。Na+/H+逆向转运蛋白靠膜两侧的H+电化学梯度提供能量实现Na+的跨膜运输。下列叙述错误的是( )-11-/11
高考A.Na+进入液泡区隔化和排出细胞的过程均属于主动运输B.Na+/H+逆向转运蛋白具有调节细胞内pH和渗透压的作用C.细胞呼吸抑制剂对Na+的外排和区隔化过程没有影响D.提高该转运蛋白基因的表达能提高植物的耐盐性2.将同一紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞制成两组相同的临时装片,分别用甲、乙两种溶液处理,测得细胞失水量变化如下图所示,下列叙述正确的是( )A.A点时水分不再进出细胞,质壁分离达最大程度B.BC段细胞失水量逐渐降低,但细胞吸水能力逐渐增强C.发生质壁分离复原的细胞对应的曲线是Ⅱ,C点后会逐渐复原D.甲、乙两种溶液的初始渗透压大致相等3.细菌感染为人类的常见疾病,科学家对新出现的不明细菌Z进行了实验研究,将细菌Z与类似细菌T分别进行培养,得到Z、T两种细菌的数量和培养液pH的变化规律如图所示,已知细菌、真菌等细胞的细胞膜上普遍存在质子泵,能伴随ATP水解将H+泵出细胞外,使周围环境呈酸性。下列相关分析正确的是( )-11-/11
高考A.细胞膜上的质子泵能使膜内外H+浓度趋于一致B.细菌Z生长的培养液最适pH在5.8左右C.细菌Z可能是细菌T的突变体,排出H+的能力变强D.细菌排出H+消耗的ATP来自细胞质基质和线粒体4.哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和具膜的细胞器,是研究膜结构功能的常用材料。成熟红细胞破裂时,仍然保持原本的基本形状和大小,这种结构称为红细胞影,其部分结构如图所示。研究人员用不同的试剂分别处理红细胞影,结果如下表(“+”表示有,“-”表示无)。实验处理蛋白质种类处理后红细-11-/11
高考胞影的形状ABCDEF试剂甲处理后++++--变得不规则试剂乙处理后--++++还能保持(1)在制备细胞膜时,将红细胞置于中,使细胞膜破裂释放出内容物。由表中结果推测,对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质是(填表中字母)。 (2)构成红细胞膜的基本支架是。膜上有多种蛋白质,其中B蛋白与多糖结合,主要与细胞膜的功能有关。A蛋白和G蛋白均与跨膜运输有关,G蛋白主要功能是利用成熟红细胞呼吸产生的ATP供能,通过方式排出Na+吸收K+,从而维持红细胞内高K+低Na+的离子浓度梯度。 (3)研究发现,红细胞膜上胆固醇含量与动脉粥样硬化(As)斑块的形成密切相关。成熟红细胞不具有合成脂质的(填细胞器),其细胞膜上的脂类物质可来自血浆。当血浆中胆固醇浓度升高时,会导致更多的胆固醇插入到红细胞膜上,细胞膜的性降低,变得刚硬易破,红细胞破裂导致胆固醇沉积,加速了As斑块的生长。 课时规X练6 物质跨膜运输的方式一、基础练-11-/11
高考1.B 肾小管上皮细胞膜上可能存在水通道蛋白,以利于对原尿中水的重吸收,A项正确;磷脂双分子层内部是疏水的,但磷脂分子是可以运动的,水分子可以通过磷脂分子的间隙,以自由扩散的方式跨膜运输,磷脂双分子层中分布有蛋白质,其中有运输水分子的水通道蛋白,因此水分子还可以通过水通道蛋白以协助扩散的方式跨膜运输,B项错误;神经细胞在静息状态下钾离子外流的过程是通过钾离子通道来完成的被动运输,C项正确;离子通道一般具有特异性,在特定信息的作用下才会开放,能实现相应物质的快速运输,D项正确。2.D 由题意可知,钙泵运输Ca2+需要消耗ATP,为主动运输,CO中毒时,细胞有氧呼吸减弱,钙泵的活性减弱,A项正确;钙泵可驱动细胞质中的Ca2+泵入钙库或泵出细胞,这个过程消耗ATP,属于主动运输,B项正确;受刺激时,Ca2+顺浓度梯度从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质,属于协助扩散,C项正确;钙泵参与运输Ca2+的过程与ATP水解反应偶连,吸收ATP水解释放的能量,D项错误。3.B Na+逆浓度梯度运入液泡的过程为主动运输,体现了液泡膜的选择透过性,A项正确;该载体蛋白作用的结果增大了细胞液浓度,有利于增强细胞吸水能力,B项错误;盐生植物通过调节Na+在细胞中的区域化作用等生理途径,增大细胞液浓度,可以抵消或降低盐分胁迫的作用,C项正确;在盐碱地生存的盐生植物,其耐盐性是长期自然选择的结果,D项正确。4.C LDL和LDL受体的结合具有特异性,A项正确;由题图可知,LDL与其受体的分离需要ATP提供能量,加入ATP水解酶抑制剂,ATP水解受到影响,进而影响LDL与其受体的分离,B项正确;溶酶体中的酸性水解酶的合成在附着在内质网上的核糖体上完成合成,C项错误;溶酶体中的酶为酸性水解酶,pH过高,可导致酸性水解酶变性失活,降低LDL的分解速率,D项正确。5-11-/11
高考.B 由于低温使酶活性降低,因此根系在低温条件下生长缓慢且生根数目少,进而导致根毛区的有效吸收面积较常温下生长的根系小,A项正确;低温不会破坏蛋白质的空间结构,载体的化学本质是蛋白质,因此,低温不会导致运输PO43-等相关离子的载体的空间结构被破坏,B项错误;低温会导致分子运动的速率下降,因此组成根细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子在低温下流动性降低,C项正确;低温影响与细胞呼吸有关酶的活性,进而导致呼吸速率减慢,能量供应减少,D项正确。6.D 由曲线走势可知,随着葡萄糖浓度的升高,葡萄糖的转运速率逐渐升高,当到达一定浓度后,葡萄糖的转运速率增加减慢直至保持不变,这与载体的数量有关,A项错误;半乳糖属于单糖,单糖不能水解,B项错误;图示曲线只体现出葡萄糖的转运速率变化,未体现出半乳糖的转运速率变化,无法据此确定细胞膜能否转运半乳糖,C项错误;葡萄糖和一定浓度的半乳糖同时存在时,葡萄糖的转运速率低于同样浓度下只有葡萄糖时的,因此半乳糖对葡萄糖的转运有抑制作用,D项正确。7.B 由题意可知,该质子泵既可催化ATP的水解,又可驱动H+从胃壁细胞进入胃腔,A项正确;K+经过通道蛋白顺浓度由胃壁细胞进入胃腔,为协助扩散,不需要消耗ATP,B项错误;利用药物抑制该质子泵的活性,可以减少H+从胃壁细胞进入胃腔,避免胃酸过多,改善胃反酸等症状,C项正确;该质子泵的化学本质为蛋白质,其合成与加工依赖于核糖体、内质网、高尔基体等细胞器,D项正确。8.答案:(1)线粒体内膜和叶绿体类囊体 细胞 (2)水通道蛋白的合成 DNAmRNA水通道蛋白 (3)抗利尿 控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流(4)a和e 它们是逆浓度梯度运输-11-/11
高考解析:(1)ATP合成酶的作用是催化ATP的合成,主要存在于各种细胞的膜结构上。在植物细胞的线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上均能合成ATP,均分布有ATP合成酶。原核细胞没有具膜的细胞器,ATP合成酶主要存在于细胞膜上。(2)图甲中cAMP的增多改变了细胞中某些酶的活性,这些酶活性改变后,通过促进水通道蛋白的合成,进而促进细胞对水的重吸收。该过程的遗传信息传递途径:DNAmRNA水通道蛋白。(3)抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水分的重吸收,图甲中cAMP在细胞中被称为“第二信使”,则该过程中的“第一信使”指的是垂体释放的抗利尿激素。图甲所示生理过程包括信号分子与受体的识别和水分子进入细胞,故体现了细胞膜的控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流功能。(4)图乙a~e过程中,逆浓度梯度运输的为a和e,其为主动运输方式,需要载体和消耗ATP。二、提升练1.C 根据题意可知,Na+的跨膜运输需要Na+/H+逆向转运蛋白及膜两侧的H+电化学梯度提供能量,这说明Na+进入液泡区隔化和排出细胞的过程均属于主动运输,A项正确;分析题意可知,Na+/H+逆向转运蛋白可以转运Na+、H+,所以具有调节细胞内pH和渗透压的作用,B项正确;膜两侧的H+电化学梯度是H+逆浓度跨膜运输的结果,其跨膜运输需要细胞呼吸产生的ATP供能,所以细胞呼吸抑制剂对Na+的外排和区隔化过程有影响,C项错误;由于Na+/H+逆向转运蛋白的作用,植物细胞可以将Na+区隔化于液泡中,提高了细胞液的浓度,有利于吸水,从而提高植物的耐盐性,所以提高该转运蛋白基因的表达能提高植物的耐盐性,D项正确。2.D A点时水分进出细胞的量达到平衡,此时,质壁分离达最大程度,A项错误;BC段细胞失水量逐渐降低,同时随着细胞失水量的减少,细胞液浓度逐渐变小,因此细胞吸水能力逐渐减弱,B项错误;结合分析可知,发生质壁分离复原的细胞对应的曲线是Ⅱ,C点时细胞已经复原,C项错误;根据实验设计的单一变量分析,甲、乙两种溶液的初始渗透压应大致相等,自变量应该是溶质不同,D项正确。-11-/11
高考3.C 细胞膜上的质子泵能使膜内外H+存在浓度差,A项错误;由曲线可知,pH在4.5左右细菌Z增长速率较快,B项错误;细菌Z和细菌T培养液的pH相比,细菌Z培养液的pH下降较快,说明细菌Z从细胞内排出的H+较多,细菌Z可能是H+转运功能升高的细菌T的突变体,C项正确;细菌是原核生物,无线粒体,D项错误。4.答案:(1)蒸馏水(或低渗溶液) E、F (2)磷脂双分子层 信息交流 无氧 主动运输 (3)内质网 流动解析:(1)在制备细胞膜时,将红细胞置于蒸馏水中,使细胞膜破裂释放出内容物。由表中结果推测,对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质是E和F。(2)构成红细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。膜上有多种蛋白质,其中B蛋白与多糖结合,形成糖蛋白,其主要与细胞膜的信息交流功能有关。A蛋白和G蛋白均与跨膜运输有关,由于哺乳动物成熟的红细胞无线粒体及各种细胞器,故G蛋白主要功能是利用成熟红细胞无氧呼吸产生的ATP供能,细胞内是低Na+高K+,细胞外是高Na+低K+的环境,红细胞通过主动运输方式排出Na+吸收K+,从而维持红细胞内高K+低Na+的离子浓度梯度。(3)研究发现,红细胞膜上胆固醇含量与动脉粥样硬化(As)斑块的形成密切相关。成熟红细胞不具有合成脂质的内质网,其细胞膜上的脂类物质可来自血浆。当血浆中胆固醇浓度升高时,会导致更多的胆固醇插入到红细胞膜上,细胞膜流动性降低,变得刚硬易破,红细胞破裂导致胆固醇沉积,加速了As斑块的生长。-11-/11
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