2020年高考生物一轮复习 核心素养提升练 八 2.4 物质跨膜运输的实例和方式（含解析）.doc

物质跨膜运输的实例和方式(30分钟100分)一、选择题(共10小题，每小题5分，共50分)1.(2018全国卷)下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是()A.在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2和NB.农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收C.土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收D.给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象【解析】选A。本题考查植物对矿质元素的吸收。在酸性土壤中小麦可吸收利用土壤中的N，但不能吸收N2，A项错误；农田适时松土可促进根部的有氧呼吸，有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收(主动运输)，B项正确；土壤微生物降解植物秸秆会产生无机离子，无机离子可通过主动运输的方式被根系吸收，C项正确；给玉米施肥过多时，土壤溶液浓度会大于细胞液浓度，导致根系细胞失水，水分外流引起“烧苗”现象，D项正确。2.(2017海南高考)为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是()A.该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞B.细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度C.细胞液中的H2O可以经扩散进入甲物质溶液中D.甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁【解析】选B。由叶表皮细胞发生了质壁分离现象，推知叶表皮细胞发生了失水，细胞液中的H2O经扩散进入甲物质溶液中，因此细胞内甲物质的浓度低于细胞外甲物质的浓度，该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞；由于细胞壁具有全透性，甲物质和H2O都能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁。3.如图所示为物质出入细胞的方式(其中a表示生物膜上的糖蛋白，表示物质运输的三种方式)，下列有关叙述正确的是()A.方式可表示肌细胞从组织液中吸收H+B.运输方式均能体现细胞膜的选择透过性C.此图若表示神经元的细胞膜，则神经递质通过方式排出细胞D.糖醋蒜腌制过程中，蔗糖和醋进入细胞的过程与和有关【解析】选B。分析题图，根据物质跨膜运输过程中细胞膜内外的浓度差、是否需要载体蛋白、是否消耗能量，可判断为自由扩散、为协助扩散、为主动运输。肌细胞从组织液中吸收H+是主动运输，A错误；主动运输和被动运输均能体现细胞膜的选择透过性，B正确；神经递质通过胞吐方式排出细胞，C错误；糖醋蒜腌制过程中，细胞膜失去了选择透过性，蔗糖和醋是通过扩散的方式进入细胞的，D错误。4.(2019长春模拟)下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是()A.线粒体DNA上的基因所表达的酶与线粒体的功能有关，若线粒体DNA受损伤，对神经细胞吸收K+没有影响B.相对分子质量比较小的物质都可以通过自由扩散进入细胞C.胰岛B细胞分泌胰岛素时消耗能量，因此胰岛素出入细胞属于主动运输D.对离体培养的小肠上皮细胞进行紫外线处理，结果吸收甘氨酸的功能丧失，可能的原因是细胞膜上的载体蛋白缺失或结构发生变化【解析】选D。线粒体是有氧呼吸的主要场所，神经细胞吸收K+的方式是主动运输，需要能量，线粒体DNA受损伤使其不能正常为生命活动提供能量，就会影响神经细胞吸收K+，A错误；相对分子质量比较小的物质或离子进入细胞的方式有自由扩散、协助扩散和主动运输，B错误；胰岛素属于大分子物质，出入细胞的方式是胞吐或胞吞，C错误；小肠上皮细胞吸收甘氨酸的方式是主动运输，需要载体蛋白和能量，对离体培养的小肠上皮细胞进行紫外线处理，结果吸收甘氨酸的功能丧失，最可能的原因是细胞膜上的载体蛋白缺失或结构发生变化，D正确。5.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，h1h2，在达到平衡后，A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为()A.A=B=CB.ABCC.ACBD.无法确定【解析】选C。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，即溶液的浓度差和水柱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。因此三种蔗糖溶液的浓度大小是ACB。6.(2019大连模拟)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是()A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度进行的C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率【解析】选C。由题意“离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。”可知，通过离子泵的跨膜运输为主动运输，逆浓度梯度运输，A、B错误；动物一氧化碳中毒会降低呼吸作用，降低离子泵跨膜运输离子的速率，C正确；蛋白质变性剂会破坏载体蛋白，降低运输速率，D错误。7.(2016天津高考)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()A.由观察甲到观察乙需要将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【解题指南】解答本题的关键有两点：(1)明确高倍显微镜的使用方法。(2)理解渗透作用及植物细胞的质壁分离和复原的原理。【解析】选B。本题主要考查观察植物细胞的质壁分离和复原的实验、显微镜的使用方法。A项，根据题图由甲到乙细胞体积没有变化，可判断显微镜放大倍数不变，没有更换目镜，故错误。B项，图示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞由甲乙为失水过程，发生了质壁分离现象；乙丙为吸水过程，发生了质壁分离后的复原现象，甲、乙、丙可以在同一个细胞内依次发生，故正确。C项，图中乙所示细胞质壁分离程度大于甲，说明乙所示细胞的细胞液失水较多，其细胞液浓度较高，故错误。D项，由乙转变为丙的过程中，细胞吸水，单位时间内水分子从胞内扩散到胞外的数目少于从胞外扩散到胞内的数目，故错误。【易错提醒】(1)用高倍镜观察时，一般不换目镜，而是转动转换器直接换用高倍物镜。(2)在发生渗透作用时，水分子可以通过半透膜进行双向扩散。8.(2019成都模拟)下列关于物质进出细胞的叙述中正确的是()A.哺乳动物的成熟红细胞可通过无氧呼吸为主动运输提供能量B.细胞膜的选择透过性是指小分子物质全都能通过而大分子物质都不能通过C.红细胞中能贮存大量氧气分子，故氧气分子进入红细胞的方式为主动运输D.哺乳动物神经细胞通过协助扩散的方式吸收钾离子【解析】选A。哺乳动物的成熟红细胞没有线粒体，只能通过无氧呼吸为细胞所需的各种生命活动提供能量，A正确；细胞膜的选择透过性是指水分子可以自由通过，一些离子、小分子物质也可以通过，而其他离子、小分子物质不能通过的特性，B错误；氧气分子进入红细胞的方式为自由扩散，红细胞中能贮存大量氧气分子不是游离的分子，而是与血红蛋白结合的化合物，C错误；由于哺乳动物内环境中的钾离子浓度常常低于神经细胞内液的钾离子浓度，所以它是通过主动运输的方式吸收钾离子，D错误。9.实验小组利用某绿色叶片的叶肉细胞在不同浓度的蔗糖溶液中进行了一系列的实验，得到如下结果。下列叙述正确的是()蔗糖溶液浓度(g/mL)0.300.350.400.450.50是否发生质壁分离现象-+滴入清水后是否复原-是是-(注：“-”表示不发生，“+”表示发生，且“+”越多表示发生程度越大)A.该叶肉细胞的细胞液渗透压与质量浓度为0.35 g/mL的蔗糖溶液的渗透压相等B.质量浓度为0. 50 g/mL的蔗糖溶液较适合用于观察质壁分离和复原现象C.当蔗糖溶液质量浓度低于0.35 g/mL时，细胞内仍有水分子的进出D.用0.45 g/mL的蔗糖溶液处理，会看到叶肉细胞中绿色的液泡颜色逐渐加深【解析】选C。从实验结果看，叶肉细胞细胞液的渗透压与质量浓度为0.350.40 g/mL的蔗糖溶液的渗透压相当，A错误；质量浓度为0.50 g/mL的蔗糖溶液会使细胞失水过多而死亡，看不到质壁分离复原现象，B错误；当蔗糖溶液质量浓度低于0.35 g/mL时，水分子仍进出细胞，此时水分子进出细胞的速度相同，C正确；绿色叶肉细胞的液泡中无叶绿素，故看不到液泡的颜色加深，D错误。10.(2019保定模拟)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.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是不需要耗能的主动运输B.Na+从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗ATP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】选A。由图可知，葡萄糖从肠腔逆浓度梯度进入小肠上皮细胞，属于主动运输，但不消耗ATP，则消耗的能量应来自离子电化学梯度，A错误；Na+从小肠上皮细胞进入组织液是逆浓度梯度进行的，且需要载体蛋白协助和消耗ATP，属于主动运输，B正确；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共用一个载体，C正确；Na+从肠腔进入小肠上皮细胞的方式是协助扩散，葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液的方式也是协助扩散，均为被动运输，D正确。二、非选择题(共20分)11.(2019成都模拟)科学家研究发现，细胞膜的跨膜蛋白中，有一种与水的跨膜运输有关的水通道蛋白。回答下列问题：(1)细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白，核糖体上合成的肽链，需要在_中加工和修饰后，再运输到细胞膜上。(2)从细胞膜的结构分析，由于_的原因，水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。现在研究确认，细胞膜上的水通道蛋白能帮助水分子从低渗溶液向高渗溶液方向跨膜运输，这种水分子跨膜运输的方式是_。(3)哺乳动物红细胞在低渗溶液中能迅速吸水破裂，有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验，验证这个推测是正确的。(要求：写出实验思路、预期实验结果)【解析】(1)根据蛋白质的合成与分泌过程可知，核糖体合成的肽链需要先后经过内质网和高尔基体的加工才能成为成熟的蛋白质。(2)细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，其内部具有疏水性，所以水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。根据题意，水分子通过水通道蛋白的运输是从低渗溶液向高渗溶液方向运输的，因此该运输方式为协助扩散。(3)根据题意，要验证哺乳动物红细胞在低渗溶液中能迅速吸水破裂与水通道蛋白有关，则根据实验的单一变量原则和对照性原则，设计实验步骤为：将甲组红细胞膜中的蛋白质破坏，乙组红细胞不作处理，然后将两组细胞同时置于蒸馏水中，测定两组细胞吸水破裂所需的时间；若乙组吸水破裂所需时间短，说明推测正确。答案：(1)内质网和高尔基体(2)磷脂双分子层内部具有疏水性协助扩散(3)将甲组红细胞膜中的蛋白质破坏，乙组红细胞不作处理，然后将两组细胞同时置于蒸馏水中，测定两组细胞吸水破裂所需的时间。乙组吸水破裂所需时间短，说明推测正确。1.(5分)在用紫色洋葱A和B的外表皮细胞分别制成的5个装片上依次滴加5种不同浓度的蔗糖溶液，相同时间后原生质体的体积变化如图所示。下列叙述不正确的是()A.紫色洋葱A比B的外表皮细胞的细胞液浓度高B.两种紫色洋葱外表皮细胞都发生质壁分离的蔗糖溶液浓度是乙和丁C.将处于乙浓度蔗糖溶液中的紫色洋葱B外表皮细胞的装片置于清水中，一定会发生质壁分离复原D.实验后丙溶液中紫色洋葱B外表皮细胞的吸水能力小于戊溶液中的紫色洋葱B外表皮细胞【解析】选C。由题图可知，紫色洋葱A比B的外表皮细胞的细胞液浓度高，A项正确；两种紫色洋葱外表皮细胞都发生质壁分离的蔗糖溶液浓度是乙和丁，B项正确；处于乙浓度蔗糖溶液中的紫色洋葱B外表皮细胞可能已经死亡，放入清水中不一定会发生质壁分离复原，C项错误；实验后丙溶液中紫色洋葱B外表皮细胞的吸水能力小于戊溶液中的紫色洋葱B外表皮细胞，D项正确。2.(5分)(2019郑州模拟)将某活组织放入适宜的完全营养液中，置于适宜的条件下培养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定，定期测得细胞中两种离子的含量，得到如图所示曲线。据图分析下列叙述中正确的是()A.该组织细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是被动运输和主动运输B.该组织细胞运输离子甲的载体蛋白数量比运输离子乙的载体蛋白数量多C.两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧D.曲线mn段和ab段表明两种离子浓度的升高抑制了细胞的吸收【解析】选B。根据题图可知，当细胞内浓度高于细胞外浓度时，甲、乙两物质还在进入细胞，故甲、乙进入细胞的方式是主动运输，A错误；在相同时间内离子甲的数量多于乙，说明细胞膜上运输离子甲的载体蛋白数量多于乙，B正确；一开始细胞内浓度要低，甲、乙进入细胞是顺浓度梯度，C错误；抑制主动运输速率的原因应该是其他因素，不是由于浓度差，D错误。3.(20分)如图1是人甲状腺细胞摄取原料合成甲状腺球蛋白的基本过程，图2表示两种跨膜运输方式，请据图回答问题：(1)研究表明细胞内的碘浓度远远高于血浆中碘浓度，这表明图1中a过程跨膜运输的方式是_，判断理由是_。(2)图2中，与I-跨膜运输方式一致的是_，与另一种运输方式相比影响其运输速率的因素主要有_。(3)若对离体的心肌细胞使用某种毒素，结果对Mg2+的吸收显著减少，而对Ca2+、K+、C6H12O6等物质的吸收没有影响，其原因是_。(4)木糖为五碳糖，但是细胞膜能转运葡萄糖，却不能转运木糖，这表明细胞膜具有的特性是_。(5)碘是不是人体生命活动必需的矿质元素？_，理由是_。【解析】(1)图1中I-逆浓度梯度进入甲状腺细胞，说明I-的跨膜运输方式为主动运输，该过程需要消耗能量。(2)I-跨膜运输方式是主动运输，其运输速率受载体蛋白数量和能量供应多少的影响，与图2乙图对应。(3)使用某种毒素后，细胞对Mg2+的吸收显著减少，而对Ca2+、K+、C6H12O6等物质的吸收没有影响，说明该毒素没有影响能量的供应，最可能的是该毒素抑制了Mg2+载体蛋白的活性。(4)木糖和葡萄糖都是小分子物质，但细胞不能转运木糖，这与细胞膜具有选择透过性有关。(5)碘是人体所必需的矿质元素，一旦缺碘，甲状腺激素的合成减少，会造成甲状腺增生，导致大脖子病。答案：(1)主动运输I-的吸收是由低浓度到高浓度(2)乙载体蛋白数量和能量供应(3)该毒素抑制了Mg2+载体蛋白的活性(4)选择透过性(5)是缺碘会影响甲状腺激素的合成