2019届高考生物一轮复习 第二单元 细胞的结构和物质运输 第7讲 物质跨膜运输的实例、方式学案.doc

第7讲物质跨膜运输的实例、方式1物质出入细胞的方式()2.实验：(1)通过模拟实验探究膜的透性(2)观察植物细胞的质壁分离和复原细胞的吸水和失水1渗透作用(1)概念：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。(2)发生的条件(3)验证渗透作用发生的条件常见渗透装置图分析(1)图1中，若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2S1的水分子数_S1S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。(2)在达到渗透平衡后，若存在如图2所示的液面差h，则S1溶液浓度仍_S2。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。答案：(1)多于(2)大于 2动物细胞的渗透吸水和失水(1)条件细胞膜：相当于半透膜。细胞质：有一定浓度，和细胞外液发生渗透作用。(2)原理当外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离的复原现象。4物质跨膜运输的其他实例科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2、Mg2和SiO的培养液中培养，结果及分析如下：(1)实验结果不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。(2)实验结论：植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性。1(2018江苏扬州中学月考)如图所示，在漏斗中加入的蔗糖溶液与蒸馏水液面齐平，一段时间后，待漏斗内液面不再变化时，再向漏斗中加入一定量的蔗糖酶。下列坐标曲线中能正确反映整个实验过程中漏斗内外溶液的液面高度差变化的是()解析：选C。实验开始时，漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中的蒸馏水，烧杯中的水分子向漏斗中渗透，漏斗液面升高。一段时间后，加入的蔗糖酶，使蔗糖水解成葡萄糖和果糖，引起漏斗中溶液浓度进一步升高，漏斗液面继续升高。由于半透膜允许单糖分子透过，漏斗中的葡萄糖和果糖进入烧杯中，漏斗中的溶液浓度下降，漏斗液面随之下降，最终由于漏斗中加入的蔗糖酶，维持着一定的液面高度差。2(2018泰安模拟)如图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液，且a溶液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：选D。根据题干信息可推断一定时间后“甲的浓度变小”是因为叶片失水，“乙的浓度不变”说明乙的浓度与叶片细胞的细胞液浓度相等，“丙的浓度变大”是因为细胞吸水，由此推断，实验前，丙的浓度乙的浓度甲的浓度，A、B错误，D正确；实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散，C错误。 (高考新课标全国卷)下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是() A与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察B用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察 C用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察解析：选B。植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，植物细胞的质壁分离指的是原生质层与细胞壁的分离。红色花瓣是由细胞液泡内花青素的颜色呈红色导致的，所以用红色花瓣作为实验材料有利于实验现象的观察，A项正确；黑藻叶片中的叶绿体显绿色，液泡中细胞液的颜色接近无色，两者之间有颜色差异，因此叶绿体的存在不会干扰实验现象的观察，B项错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位的细胞细胞液浓度可能不同，观察到的质壁分离程度可能不同，C项正确；通常做植物细胞质壁分离实验时用紫色洋葱的鳞片叶外表皮，因外表皮细胞的液泡中有色素，发生质壁分离时容易观察，D项正确。课时作业1已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是()解析：选B。鱼鳔内蔗糖溶液浓度大于烧杯内蔗糖溶液浓度，故水分子由烧杯进入鱼鳔的速度大于由鱼鳔进入烧杯的速度，烧杯内蔗糖溶液浓度随时间延长逐渐增大，直到稳定在某一浓度上。2(2018河南六市联考)将洋葱鳞片叶内表皮制成临时装片，滴加某红色染料的水溶液(染料分子不能进入活细胞，渗透压相当于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液)，一段时间后用低倍显微镜能清晰地观察到()A细胞中红色区域减小B染色体散乱地分布于细胞核中C原生质层与细胞壁的分离D不同细胞质壁分离程度可能不同解析：选D。 红色染料分子不能进入活细胞，即不能进入原生质层，而在0.3 g/mL的蔗糖溶液中洋葱内表皮细胞的白色的原生质层是逐渐缩小的，所以外面的红色是越来越大的，A错误；洋葱鳞片叶内表皮是成熟的植物细胞，不分裂，没有染色体出现，B错误；由于洋葱鳞片叶内表皮几乎不含色素，所以不能清晰地观察到原生质层与细胞壁分离的现象，C错误；由于不同细胞的细胞液浓度有差异，所以不同细胞质壁分离程度可能不同，D正确。3(2018河南郑州模拟)某同学进行“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验时，将观察到的某个细胞大小变化情况绘制成了曲线(如图)。下列叙述正确的是(注：细胞的初始大小相对值记为1)()Abc段，由于失水过多，细胞可能已经死亡Bcd段，水分子的运动方向是从细胞外进入细胞内Cde段，细胞液浓度等于外界溶液浓度De时液泡的颜色比a时浅解析：选D。结合题意分析曲线可知，c点后细胞大小相对值变大，说明细胞吸水发生质壁分离复原现象，因此bc 段细胞是活细胞，A错误；图中cd段水分子的运动方向既有从细胞外进入细胞内，也有从细胞内进入细胞外，但进入细胞内的水分子数多于离开细胞的水分子数，B错误；de段，细胞大小相对值大于1，说明细胞吸水，故细胞液浓度大于外界溶液浓度，C错误；由于e时细胞大小相对值大于1，说明细胞吸水，故e时液泡内细胞液浓度降低，液泡的颜色比a时浅，D正确。4(2018湖北重点中学联考)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HB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。5(2018山东临沂模拟)用呼吸抑制酶处理红细胞，下列物质吸收量的变化曲线正确的是()解析：选B。O2、H2O、甘油等通过自由扩散进入红细胞，葡萄糖通过协助扩散进入红细胞，这些过程都不需要消耗能量。氨基酸、K通过主动运输进入红细胞，需要消耗能量，用呼吸抑制酶处理红细胞后，红细胞产生的ATP量减少，所以氨基酸、K的吸收量也显著减少。6(2018吉林长春模拟)已知离子泵是一种载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子；离子通道是一种通道蛋白，受到适当的刺激，通道会打开，离子顺浓度梯度跨膜运输。下列叙述错误的是()A使离子通道打开的适当刺激有可能是神经递质B离子通过离子泵进行的跨膜运输属于主动运输C温度能够影响离子泵和离子通道进行跨膜运输D通道打开和关闭与蛋白质空间结构的变化无关解析：选D。突触后膜所在的神经元接受神经递质信号后，神经递质会激活相应的离子通道，A正确；“离子泵是一种载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子”，这说明离子通过“离子泵”的跨膜运输属于主动运输，B正确；温度会影响载体蛋白、离子通道的结构，也会影响酶的活性，所以温度能够影响离子泵和离子通道进行跨膜运输，C正确；离子通道是一种蛋白质，通道打开和关闭涉及蛋白质空间结构的改变，D错误。7在用紫色洋葱A及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洋葱B外表皮细胞解析：选C。由图形可知，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洋葱B外表皮细胞，D项正确。8胃内的酸性环境是通过质子泵维持的，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从胃腔进人胃壁细胞，K又可经通道蛋白顺浓度进入胃腔，下列叙述错误的是()A质子泵的化学本质可能是蛋白质BH从胃壁细胞进人胃腔的方式是主动运输C胃壁细胞内K含量影响细胞内液渗透压的大小DK进出胃壁细胞的跨膜运输方式是相同的解析：选D。由题意可知质子泵属于载体，所以其化学本质很可能是蛋白质，A正确。H从胃壁细胞进入胃腔的方式需要ATP，所以是需要能量的主动运输，B正确。渗透压是单位体积内溶质微粒对水的吸引力，所以胃壁细胞内K含量影响细胞内液渗透压的大小，C正确。分析题意可知K进胃壁细胞是需要ATP的主动运输，而出胃壁细胞是经通道蛋白的顺浓度梯度的协助扩散，D错误。9(2018山东泰安高三模拟)某同学进行“植物细胞的吸水和失水”探究活动。回答下列问题：(1)细胞的质壁分离指的是细胞壁和_的分离，后者的结构包括细胞膜和_以及二者之间的细胞质。(2)将发生质壁分离的植物细胞，置于小于其细胞液浓度的外界溶液中，会逐渐发生_。(3)如图1为探究活动过程中观察到某一时期的细胞状态，此时，细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是_。(4)将性状、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2所示。则红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度_；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_。解析：(1)细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离，后者的结构包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质。(2)将发生质壁分离的植物细胞，置于小于其细胞液浓度的外界溶液中，细胞吸水，会逐渐发生质壁分离的复原。(3)根据题意和图示分析可知：图1中的细胞可能处于质壁分离状态、也可能处于动态平衡、甚至处于质壁分离复原状态，所以此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系有小于、等于或大于三种可能。(4)由于在丙条件下萝卜条A的重量变化大于萝卜条B，说明细胞吸水能力强，所以萝卜条A细胞液浓度大于萝卜条B细胞液浓度。在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后萝卜条A吸水，其细胞液浓度变小。答案：(1)原生质层液泡膜(2)质壁分离的复原(3)细胞液的浓度大于、等于或小于外界溶液的浓度(4)高降低10(2018湖南长沙长郡中学月考)正常细胞内K浓度约为细胞外的30倍，细胞外Na浓度约为细胞内的12倍。当细胞内外的Na浓度差、K浓度差减小时，细胞膜上的Na/KATP酶发挥作用，这种酶可以通过水解ATP，将细胞内的Na移出膜外，将细胞外的K移入膜内。具体过程如图1所示：(1)膜内外Na具有浓度差，与膜的_性有关。Na/KATP酶将细胞内的Na移出膜外的跨膜运输方式是_。(2)在运输Na和K的过程中，Na/KATP酶的_发生改变，有利于与离子的结合与分离。(3)比较图2和图3，当Na和K_浓度差流过Na/KATP酶，将ADP合成ATP，说明ATP的合成与分解反应是_反应，进行ATP合成或分解的反应条件取决于_。(4)生物膜系统的_作用及能量是维系细胞有序性的基础，线粒体内膜上主要完成类似图_(填编号)的过程。解析：(1)由题意知，细胞外Na浓度约为细胞内的12倍，这与细胞膜的选择透过性有关；Na/KATP酶将细胞内的Na移出膜外是从低浓度向高浓度运输的，且需要ATP提供能量，是主动运输。(2)分析图1运输Na和K的过程图解可知，运输Na和K的过程中，Na/KATP酶的空间结构发生改变，有利于与离子的结合与分离。(3)分析题图2、3可知，当Na和K从高浓度向低浓度运输时，伴随ATP的合成过程，当Na和K从低浓度向高浓度运输时，伴随ATP的水解过程，说明ATP的合成与分解反应是可逆的；进行ATP合成或分解的反应条件取决于离子流动方向。(4)生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的许多化学反应可以同时高效、有序地进行，因此生物膜系统的分隔作用及能量是维系细胞有序性的基础，线粒体内膜上还原氢与氧气反应生成水，释放能量，该过程伴随ATP的合成，类似于图2的过程。答案：(1)选择透过主动运输(2)空间结构(3)顺可逆离子浓度差(或离子流动方向)(4)分隔211(2018山东临沂模拟)图甲表示在不同分类依据下，物质进出细胞的五种运输方式(DH)间的关系；图乙表示物质运输速率与被运输物质浓度的关系。下列叙述错误的是()选项图甲中A与B的分类依据推导的结论A是否需要载体蛋白F一定符合图乙曲线B是否需要载体蛋白D、E符合图乙曲线C是否消耗ATPF一定符合图乙曲线D是否穿过细胞膜G可能符合图乙曲线解析：选A。据图分析，若图中A和B的分类依据是是否需要载体蛋白，则D、E表示主动运输和协助扩散，符合图乙曲线，F表示自由扩散，不符合图乙曲线，A错误、B正确；若图中A和B的分类依据是是否消耗ATP，则F表示主动运输，符合图乙曲线，C正确；若图中A和B的分类依据是是否穿过细胞膜，则G表示协助扩散或自由扩散，可能符合图乙曲线，D正确。12将新鲜萝卜切成大小和形状相同的长条，分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组萝卜条的重量，结果如表所示。下列叙述错误的是()组别abcde蔗糖浓度(mol/L)0.30.40.50.60.7实验后质量/实验前质量1.31.10.90.80.7A. 实验过程中，a组细胞的细胞液渗透压逐渐增大B实验结束后，c组、d组、e组细胞细胞液的渗透压依次增大C萝卜细胞细胞液的渗透压与0.40.5 mol/L蔗糖溶液的渗透压相当D实验结果表明细胞膜具有选择透过性，具有控制物质进出细胞的功能解析：选A。根据题表分析可知，a组萝卜条实验后质量/实验前质量1.3，说明萝卜条吸水，a组细胞的细胞液渗透压逐渐减小，A项错误；c组、d组和e组萝卜条实验后质量/实验前质量关系为e组d组c组1，说明三组萝卜条均失水，而且失水情况是c组d组1，说明萝卜条吸水，而c组萝卜条实验后质量/实验前质量1，说明萝卜条失水，由此可推知萝卜细胞细胞液的渗透压与0.40.5 mol/L蔗糖溶液的渗透压相当，C项正确；实验结果表明细胞膜具有选择透过性，具有控制物质进出细胞的功能，D项正确。13(2018山东青岛模拟)健康人原尿中葡萄糖的浓度与血浆中的基本相同，而终尿中几乎不含葡萄糖。原尿中的葡萄糖是借助于Na的转运被肾小管主动重吸收的，葡萄糖由肾小管上皮细胞进入血液不消耗ATP，下列有关叙述不正确是()A葡萄糖进入肾小管上皮细胞是逆浓度梯度进行的B细胞膜上相关载体蛋白的数量和Na的吸收量会限制肾小管上皮细胞对葡萄糖的重吸收C驱动葡萄糖由肾小管上皮细胞进入血液的动力来自葡萄糖的浓度差D胰岛B细胞受损的糖尿病患者肾小管上皮细胞对Na的转运少于正常人解析：选D。葡萄糖进入肾小管上皮细胞是主动运输，逆浓度梯度进行，A正确；肾小管上皮细胞对葡萄糖的重吸收是主动运输，限制因素是细胞膜上相关载体蛋白的数量和Na的吸收量，B正确；“葡萄糖由肾小管上皮细胞进入血液不消耗ATP”，说明葡萄糖由肾小管上皮细胞进入血液是协助扩散，动力来自葡萄糖的浓度差，C正确；胰岛B细胞受损，胰岛素分泌不足，则葡萄糖重吸收的量减少，与肾小管上皮细胞对Na的转运无关，D错误。14(2018山东菏泽模拟)多酶片是一种可以治疗消化不良的药片。它是含有胰蛋白酶、胃蛋白酶、胰淀粉酶和胰脂肪酶，用特殊工艺制成的双层结构的糖衣片。主动运输作为一种重要的跨膜运输方式，可以按照生命所需吸收营养物质，排除代谢废物，体现了生命活动的“主动性”。据此回答下列问题：(1)多酶片的外层含有_酶，其糖衣的作用是_。(2)大多数酶和生物膜上与跨膜运输有关的_(物质)化学本质相同。(3)高等植物与光合作用暗反应有关的酶分布在_中，其参与的反应是_，反应的产物是_，能量直接来源于_。(4)为探究主动运输的特点，科研人员利用下图装置进行实验，其中HgCl2是一种可以影响ATP水解的细胞代谢抑制剂。该实验目的是_，自变量是_。主动运输不同于协助扩散的特点是_。实验结果如图2所示，比较乙组与甲组，得出的结论是_。与甲组相比，丙组吸收磷酸盐较少的原因可能与_(细胞器)少有关。解析：(1)多酶片的糖衣的作用是保护内层的酶不被消化。胃蛋白酶在胃中发挥作用，应在多酶片的外层。(2)大多数酶和生物膜上与跨膜运输有关的载体蛋白均属于蛋白质。(3)高等植物与光合作用暗反应有关的酶分布在叶绿体的基质中，参与二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，反应的产物是糖类和C5，能量直接来源于光反应产生的ATP和H。(4)图中该实验的自变量是HgCl2的有无和细胞成熟程度，则目的是探究HgCl2和细胞成熟程度对细胞主动运输(吸收磷酸盐)的影响。主动运输和协助扩散均需要载体蛋白，但前者可从低浓度向高浓度运输，需要能量。实验目的是探究HgCl2和细胞成熟程度对主动运输的影响，甲组和乙组比较，乙组ATP水解被抑制，则磷酸盐吸收量减少，说明主动运输需要ATP水解提供的能量；丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是幼嫩胡萝卜细胞中线粒体数量较少。答案：(1)胃蛋白保护内层的酶(2)载体蛋白(3)叶绿体的基质二氧化碳的固定和三碳化合物的还原糖类(和C5)光反应产生的ATP(和H)(4)探究HgCl2和细胞成熟程度对细胞主动运输(吸收磷酸盐)的影响是否有HgCl2、细胞成熟程度可从低浓度向高浓度运输，需要能量细胞主动运输需要能量线粒体