2020版高考生物一轮复习课下达标检测(七)物质跨膜运输的实例和方式
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第7讲物质跨膜运输实例【名师预测】物质跨膜运输实例部分的渗透作用、动植物细胞的失水和吸水以及观察植物细胞质壁分离和复原实验都曾出现在高考中,而且多是以选择题的形式但度考查,题目难度中等;在以后高考中这部分知识还会以一定的频率的出现,考查形式和难度与以前保持稳定。
【知识精讲】一、基础梳理1.渗透作用(1)概念:指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。
(2)渗透系统的组成及条件①具有半透膜。
半透膜可以是生物性的选择透过性膜,如细胞膜,也可以是物理性的过滤膜,如玻璃纸。
②半透膜两侧的溶液具有浓度差。
浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差,即物质的量浓度之差,而不是质量分数浓度差。
(3)常见渗透装置图分析①水分的流动判断:当溶液浓度S1>S2时,水分就通过半透膜由S2流向S1;当溶液浓度S1<S2时,水分就通过半透膜由S1流向S2。
②在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差Δh,则S1溶液浓度仍大于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。
2.动物细胞的吸水和失水(2)原理和现象①外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀。
②外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩。
③外界溶液浓度=细胞质浓度⇒水分进出平衡。
3.植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构(2)原理和现象①外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞失水,发生质壁分离现象。
②外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原现象。
4.观察植物细胞的质壁分离和复原(实验)(1)实验原理①成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
②细胞液具有一定的浓度,能渗透吸水和失水。
③原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。
(2)实验步骤操作一:观察新制取的洋葱表皮①制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片②低倍显微镜观察⎩⎪⎨⎪⎧有一个紫色的中央大液泡原生质层紧贴细胞壁 操作二:将洋葱表皮置于较大浓度的溶液中观察②低倍显微镜观察⎩⎪⎨⎪⎧中央液泡逐渐变小(紫色加深)原生质层与细胞壁逐渐分离操作三:将操作二中的洋葱表皮置于清水中观察②低倍显微镜观察⎩⎪⎨⎪⎧中央液泡逐渐变大原生质层逐渐贴近细胞壁 (3)实验结论二、规律总结考向1 考查渗透作用的原理及条件例题1.(2019·河南高二期末)下图为研究渗透作用的实验装置,漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,水分子可以透过半透膜,蔗糖分子则不能。
课时跟踪检测(七)物质跨膜运输的实例和方式一、选择题1.下列关于细胞的物质输入与输出的叙述,正确的是( )A.小分子物质均是通过自由扩散或渗透方式出入细胞的B.细胞中的大分子物质通过主动运输的方式分泌到细胞外C.协助扩散、胞吐均是顺浓度梯度转运,不消耗ATPD.抑制细胞的呼吸对植物细胞发生质壁分离无明显影响解析:选D 小分子物质出入细胞的方式有自由扩散、协助扩散和主动运输;细胞中的大分子物质通常通过胞吐的方式分泌到细胞外;协助扩散不需要消耗ATP,胞吐需要消耗ATP;植物细胞发生质壁分离是细胞失水引起的,水分子进出细胞的方式是自由扩散,不需要消耗能量,因此抑制细胞呼吸对植物细胞发生质壁分离无明显影响。
2.在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察。
下列有关叙述错误的是( )A.第一次观察时会看到紫色大液泡几乎充满整个细胞B.该实验为自身对照实验,不能省略第一次显微观察步骤C.必须要用高倍物镜才能观察到质壁分离的现象D.第二次观察时可以发现液泡的紫色逐渐加深解析:选C 第一次观察时洋葱鳞片叶细胞还没有发生质壁分离,所以会看到紫色大液泡几乎充满整个细胞;不可以省略第一次显微观察步骤,这一步的观察现象要作为对照;用低倍物镜就能观察到质壁分离的现象;第二次观察时植物细胞已发生质壁分离,随着质壁分离程度加大,可以观察到液泡的紫色逐渐加深。
3.如图为渗透平衡时的装置(糖类不能通过半透膜),烧杯的液面高度为a,漏斗的液面高度为b,液面差m=b-a。
在此基础上继续实验,以渗透平衡时的液面差为观测指标,正确的是( )A.若向漏斗中滴入清水,平衡时m将增大B.若向漏斗中加入蔗糖分子,则平衡时m不变C.若向漏斗中加入蔗糖酶,则平衡时m不变D.达到新的平衡时,水分子进出半透膜的速率相等解析:选D 若向漏斗中滴入清水,渗透压降低,吸水能力也减弱,则平衡时m将减小;若向漏斗中加入蔗糖分子和蔗糖酶,渗透压增大,则平衡时m值将增大;达到新的平衡时,水分子进出半透膜的速率相等,液面不再升高。
第7讲 物质跨膜运输的实例、方式1.物质出入细胞的方式(Ⅱ) 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⎩⎪⎨⎪⎧具有半透膜半透膜两侧具有浓度差 2.动植物细胞发生渗透作用的条件分析(1)动物细胞⎩⎪⎨⎪⎧细胞膜:相当于半透膜细胞质:有一定浓度和外界溶液发生渗透作用(2)植物细胞的吸水和失水①成熟植物细胞的结构②原理和现象a .外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞失水,发生质壁分离现象;b .外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原现象。
③质壁分离的原因a .外因:细胞液浓度<外界溶液浓度,细胞通过渗透作用失水;b .内因:细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。
1.(必修1 P60图4—1改编)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( )A .红细胞膜具有水溶性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:选C 。
将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中,红细胞会因大量蒸馏水进入而破裂;红细胞膜是脂溶性的;人的红细胞没有液泡;因低温时分子运动减慢而导致细胞膜的流动性降低。
2.(深入追问)(1)渗透作用中,膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度吗?提示:不是,溶液浓度指物质的量的浓度。
(2)对于动植物细胞来说,单位时间内,水分子进出细胞的数量相等时,细胞内外液体的浓度一定相等吗?提示:不一定。
对动物细胞来说,水分子进出细胞的数量相等时,细胞内外溶液的浓度相等。
但植物细胞有细胞壁的支持、保护作用,当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时,有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。
1.渗透作用模型和植物细胞与外界溶液形成渗透系统的比较分析渗透作用模型植物细胞与外界溶液形成渗透系统图解基本组成或条件半透膜、浓度差原生质层——选择透过性膜;浓度差——细胞液与外界溶液之间原理水分子通过半透膜的扩散作用细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透水扩散的方向低浓度溶液→高浓度溶液2.验证渗透作用发生的条件(1)需要半透膜(2)半透膜两侧溶液需要有浓度差【感知考题】成熟植物细胞的主要吸水方式是渗透吸水。
课下达标检测(七)物质跨膜运输的实例和方式一、选择题1.红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是( )A.都可以从低浓度一侧到高浓度一侧B.都需要供给ATPC.都需要载体蛋白协助D.既需要载体蛋白协助又需要消耗能量解析:选C 红细胞吸收无机盐和葡萄糖的方式分别是主动运输和协助扩散,主动运输和协助扩散都需要细胞膜上载体蛋白的参与。
主动运输将物质从低浓度一侧运往高浓度一侧,且需要载体蛋白协助和消耗ATP;协助扩散将物质从高浓度一侧运往低浓度一侧,需要载体蛋白协助,不消耗能量。
2.下列关于细胞质壁分离的叙述,正确的是( )A.植物细胞在一定条件下都能观察到明显的质壁分离现象B.动物细胞不能发生质壁分离的根本原因是不具有半透膜C.一定浓度的甘油溶液可以使洋葱表皮细胞发生质壁分离D.处于质壁分离状态时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度解析:选C 成熟的植物细胞在高浓度溶液中才能观察到明显的质壁分离现象;动物细胞不能发生质壁分离的根本原因是不具有细胞壁;一定浓度的甘油溶液可以使洋葱表皮细胞发生质壁分离;处于质壁分离状态的细胞,若处在质壁分离过程中,则细胞液浓度小于外界溶液的浓度,若处在质壁分离复原过程中,则细胞液浓度大于外界溶液的浓度。
3.(2017·浙江11月选考单科卷)下列物质出入细胞过程中,需消耗ATP的是( ) A.甘油进入人体皮肤细胞B.葡萄糖通过易化扩散进入红细胞C.矿质离子逆浓度梯度转运至根细胞内D.质壁分离过程中水分子进出洋葱表皮细胞解析:选C 甘油进入细胞、水分子进出细胞及易化扩散,都是被动转运,不需要消耗ATP。
4.将甲、乙、丙三个未发生质壁分离的成熟植物细胞置于同一蔗糖溶液中,在显微镜下持续观察它们的状态,直到细胞形态不再发生变化时,三个细胞的状态如表所示:A.细胞形态不再发生变化是因为细胞已经死亡B.实验前甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度关系是乙>甲>丙C.实验后甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度关系是乙<甲<丙D.细胞形态不再发生变化时三个细胞的细胞液浓度相等解析:选B 细胞形态不再发生变化并不代表细胞已经死亡,可能正处于水分子进出细胞的动态平衡状态;细胞内外浓度差越大,质壁分离现象越明显,而实验所用蔗糖溶液浓度相同,故实验前丙细胞的细胞液浓度最小,乙细胞的细胞液浓度最大;实验后乙没有发生质壁分离,甲刚发生分离,而丙质壁分离明显,说明此时细胞液浓度关系为乙>甲=丙。
2020高考生物复习课后作业本07物质跨膜运输的实例和方式一、选择题1.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梯度进行的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2.下列关于如图物质跨膜运输方式的叙述,正确的是( )A.甲、乙均为协助扩散B.甲为协助扩散,乙为主动运输C.甲、乙均为主动运输D.甲为主动运输,乙为协助扩散3.在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞临时装片进行了三次观察和两次处理。
下列有关叙述正确的是( )A.第一次观察为低倍镜观察,后两次为高倍镜观察B.第一次处理滴加的液体为清水,第二次滴加的液体为0.3 g/mL的蔗糖溶液C.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮,则不会发生质壁分离D.紫色洋葱鳞片叶外表皮中不属于原生质层的有细胞壁、细胞核和细胞液4.如图甲、乙分别表示a、b两种物质跨膜转运的方式。
据图分析下列说法中错误的是( )A.图甲可表示葡萄糖进入红细胞的方式B.图乙表示细胞通过主动运输吸收物质bC.去除细胞膜中的蛋白质对物质a、b的运输均有影响D.a、b两种物质均为细胞代谢所需的营养物质5.所谓膜流,是指由于膜泡运输,真核细胞生物膜在各个膜性细胞器及细胞膜之间的常态性转移。
下列有关叙述正确的是( )A.质壁分离和复原现象是“膜流”现象的例证B.蛋白质和RNA进出细胞核发生“膜流”现象C.浆细胞分泌抗体的过程发生“膜流”现象D.大肠杆菌和酵母菌都能发生“膜流”现象6.下列关于物质进出细胞的方式,判断正确的是( )A.依据穿膜的层数,穿膜层数为0的就是胞吞或胞吐B.依据是否消耗能量,运输过程中耗能的就是主动运输C.依据物质浓度梯度,顺浓度梯度运输的就是自由扩散D.依据是否需要载体蛋白,需要载体蛋白的就是协助扩散7.把蚕豆叶表皮浸在质量分数为7%的尿素溶液中,开始表皮细胞发生了质壁分离,然后又自动复原,发生自动复原的原因是( )A.原生质层受破坏B.尿素分子进入细胞C.细胞壁破坏D.尿素溶液浓度低于细胞液浓度8.在顺浓度梯度的情况下,葡萄糖分子可以进入细胞;如果细胞需要,它们也可以逆浓度梯度进入细胞。
(2016·高考天津卷)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:选B。
图甲、乙、丙分别表示细胞的正常形态、质壁分离状态、质壁分离复原状态,实验全过程都在低倍显微镜下观察,不需要更换目镜,这些状态可以在同一个细胞内依次发生,A项错误,B项正确;与甲相比,乙所示细胞由于失水发生了质壁分离,细胞液浓度较高,C项错误;在质壁分离复原的过程中,从细胞内扩散到细胞外的水分子少于从细胞外扩散到细胞内的水分子,D项错误。
(2016·高考江苏卷)如图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。
下列相关叙述错误的是()A.载体①逆浓度运输溶质分子B.载体②具有ATP酶活性C.载体①和②转运方式不同D.载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快解析:选B。
由题图可知,载体①将溶质分子从低浓度向高浓度、由胞外向胞内转运,故载体①逆浓度运输溶质分子,A项正确;图中载体②将溶质分子从高浓度到低浓度、由胞内向胞外转运,不消耗A TP,故不能判断载体②是否具有ATP酶活性,B项错误;载体①运输溶质分子的方式是主动运输,载体②运输溶质分子的方式是协助扩散,C项正确;依赖载体蛋白被动运输的速率要比自由扩散快,D项正确。
(2016·高考浙江卷)当人体血糖浓度偏高时,质膜中的某种葡萄糖载体可将葡萄糖转运至肝细胞内,血糖浓度偏低时则转运方向相反。
下列叙述正确的是()A.该载体在血糖浓度偏低时的转运需要消耗A TPB.转运速率随血糖浓度升高不断增大C.转运方向不是由该载体决定的D.胰岛素促进葡萄糖运出肝细胞解析:选C。
在血糖浓度偏低时,肝细胞可通过协助扩散的方式将葡萄糖运出细胞,A错;葡萄糖进入肝细胞需要载体协助,由于葡萄糖载体数量是一定的,所以转运速率不会随血糖浓度升高而一直增大,B错;由题可知血糖浓度高时葡萄糖进入肝细胞,血糖浓度低时葡萄糖运出细胞,血糖的转运方向是由血糖浓度决定的,不是由载体决定的,C正确;胰岛素是通过促进细胞对血糖的吸收、贮存和利用来降低血糖浓度的,胰岛素促进葡萄糖进入肝细胞,D错。
课时跟踪检测(七) 物质跨膜运输的实例和方式一、选择JS1. (2018 »州学测镇拟)某兴趣小组为探丸选取观察植物细胞质壁分离实验的材料,选 取了如下细胞,①蚕豆叶的表皮细胞、②植物的根毛细胞、③用盐酸解离的洋葱根尖细胞、 ④根尖分生区细胞。
其中能发生质壁分离的一组是()C. (D® 解析:选A 委豆叶的表皮拠胞、植物的根毛细胞,均有大液泡和饲胞璧,可用于观 察质壁分离.洋葱根尖细胞解离后细胞已死亡,根尖分生区的縮胞没有中央大液泡,在高 浓度溶液中均不能发生质璧分离.2. (2019 *PI 中"测根拟)把蚕豆叶表皮没在质量分数为7%的尿素洛液中,开始表 皮细胞发生了质壁分离,然后又自动复原,发生自动复原的原因是()A. 原生质层受破坏B. 尿素分子进入细胞C. 细胞壁破坏D ・尿素溶液浓度低于细胞液浓度解析:itB 把蚕豆叶表皮浸在质量分數为7%的屎素溶液中,由于原生虞层两侧存在 浓度差,开始表皮细胞发生了质壁分禺;随后由于廉素分子祉吸收进入鋼胞,改变了浓度 差的方向,故又自动复原.3. (2019•侏州学测棋埶)下列关于如图物质跨膜运输方式的叙述,正确的是()A. 甲、乙均为协助扩散B ・甲为协助扩散,乙为主动运输C. 甲、乙均为主动运输D. 甲为主动运输,乙为协助扩散解析:选A 图中甲、乙物质运输过程均需要我体豪白且順浓度梯度进行,为协助扩 散。
4. (20188审离・)将水稻幼苗培养在含MgSCU 的培养液中,一段时间后,发现营养 液中Mg 齢和SO 「的含量下降,下列叙述不合理的是() D.B.A.Mg2+通过自由扩散进入根细胞B・MgSOq必须溶解在水中才能被根吸收C・根吸收的Mg2+可以参与叶绿素的形成D.降低温度会影响水稻根系对Mg2*的吸收解析:遶A 无机盐离子通过主动运输进入根细胞;土壤中的无机盐必须溶解在水中才能被根吸收;Mg2+痹与叶绿素的形成;温度能彩响鈿胞膜的流动性,也会影响到细胞呼吸相关降的活性,进而彫响物质跨膜运输的速率,谢响水稻根系对Mg2+的吸收.5.(2016•夭"令)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。
第讲物质跨膜运输的实例和方式[考纲明细] .物质出入细胞的方式(Ⅱ).实验:()通过模拟实验探究膜的透性()观察植物细胞的质壁分离和复原课前自主检测判断正误并找到课本原话.玻璃纸是一种选择透过性膜,水分子可以透过它,而蔗糖分子则不能。
(—问题探讨)(×).植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。
(—正文)(√).对农作物施肥过多,会造成“烧苗”现象。
(—探究实验)(√).红细胞吸水与失水的多少取决于红细胞内外浓度的差值。
(—思考与讨论)(√).吃比较咸的食物,口腔和唇的黏膜有渴的感觉。
(—与生活联系)(×).将成熟植物细胞浸润在质量浓度为的蔗糖溶液中,会发生质壁分离现象,再放入清水中可以复原。
(—探究实验)(×).植物细胞壁具有选择透过性,水分子和溶解在水里的物质能够自由通过。
(—相关信息)(×).生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。
(—正文)(√).不同的饮料浓度不同,浓度低的饮料可以用来补充体内水分。
(—与社会联系)(√).轮作是农业生产中经常使用的方法,农民在同一块田地里长期种植同种作物,对土壤肥力有利。
(—拓展题)(×).除了水、氧、二氧化碳外,甘油、乙醇、苯等物质也可以通过自由扩散进出细胞。
(—相关信息)(√).人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的红细胞。
这是细胞的主动运输作用,有利于细胞新陈代谢的正常进行。
(—思考)(×).囊性纤维病是细胞中某些蛋白质结构异常导致的。
(—与社会联系)(√).温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性,进而影响物质运输速率,如低温会使物质跨膜运输速率下降。
(—拓展题)(√)(·全国卷Ⅰ)下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述,错误的是( ).在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中的和.农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收.土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收.给玉米施肥过多时,会因根系水分外流引起“烧苗”现象答案解析植物根细胞从土壤中能吸收无机盐,但无机盐需以离子形式存在,所以不能被直接吸收利用,错误;根细胞吸收矿质元素的方式是主动运输,主动运输需要消耗能量,农田适时松土能促进根系的有氧呼吸,为根细胞吸收矿质元素提供更多的能量,因此农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收,正确;土壤中微生物可以分解植物秸秆中的有机物,产生无机盐离子,从而可以被根系吸收,正确;给玉米施肥过多时,会使土壤溶液浓度过高,大于根系细胞的细胞液的浓度,植物细胞失水,导致植物因失水而萎蔫,引起“烧苗”现象,正确。
第7讲物质跨膜运输的实例和方式[考纲明细] 1.物质出入细胞的方式(Ⅱ) 2.实验:通过模拟实验探究膜的透性 3.实验:观察植物细胞的质壁分离与复原考点1物质跨膜运输实例1.渗透系统(1)渗透作用:水(或其他溶剂)分子通过半透膜的扩散。
(2)渗透作用产生的条件2.动、植物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的吸水和失水②现象a.外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀。
b.外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩。
c.外界溶液浓度=细胞质浓度⇒水分进出平衡。
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)①条件:成熟植物细胞具有中央大液泡。
②原理③现象a.当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,植物细胞就发生质壁分离现象。
b.将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度高于外界清水,植物细胞就吸水,发生质壁分离复原现象。
3.(1)植物对无机盐离子的吸收科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+和SiO4-4的培养液中培养,结果及分析如下:①实验结果a.不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。
b.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。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。
(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。
4.生物膜的功能特性(1)细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,水分子、一些离子和小分子可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
(2)生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。
[思维诊断]1.深挖教材(1)渗透与扩散有何区别?提示渗透作用必须有选择透过性膜(半透膜),扩散则不一定需要;扩散适用于各种物质,渗透仅指溶剂分子;因此,渗透是一种特殊的扩散。
(2)渗透作用中,膜两侧溶液的浓度指的是质量浓度吗?提示渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度,如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液的质量浓度相等,但质量分数为10%的蔗糖溶液的物质的量浓度小。
课下达标检测(七)物质跨膜运输的实例和方式一、选择题1.红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是( )A.都可以从低浓度一侧到高浓度一侧B.都需要供给ATPC.都需要载体蛋白协助D.既需要载体蛋白协助又需要消耗能量解析:选C 红细胞吸收无机盐和葡萄糖的方式分别是主动运输和协助扩散,主动运输和协助扩散都需要细胞膜上载体蛋白的参与。
主动运输将物质从低浓度一侧运往高浓度一侧,且需要载体蛋白协助和消耗ATP;协助扩散将物质从高浓度一侧运往低浓度一侧,需要载体蛋白协助,不消耗能量。
2.(2019·成都模拟)下列关于细胞质壁分离的叙述,正确的是( )A.植物细胞在一定条件下都能观察到明显的质壁分离现象B.动物细胞不能发生质壁分离的根本原因是不具有半透膜C.一定浓度的甘油溶液可以使洋葱表皮细胞发生质壁分离D.处于质壁分离状态时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度解析:选C 成熟的植物细胞在高浓度溶液中才能观察到明显的质壁分离现象;动物细胞不能发生质壁分离的根本原因是不具有细胞壁;一定浓度的甘油溶液可以使洋葱表皮细胞发生质壁分离;处于质壁分离状态的细胞,若处在质壁分离过程中,则细胞液浓度小于外界溶液的浓度,若处在质壁分离复原过程中,则细胞液浓度大于外界溶液的浓度。
3.(2019·北京朝阳区校级模拟)下列关于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或离子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,最可能的原因是细胞膜上的载体蛋白结构发生变化解析: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,需要消耗能量,线粒体DNA受损伤使其不能为生命活动提供能量,就会影响神经细胞吸收K+;相对分子质量比较小的物质或离子进入细胞的方式可能是自由扩散、协助扩散或主动运输;胰岛素属于大分子物质,运出细胞的方式是胞吐;小肠上皮细胞吸收甘氨酸的方式是主动运输,需要载体和能量,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结构发生变化。
4.将甲、乙、丙三个未发生质壁分离的成熟植物细胞置于同一蔗糖溶液中,在显微镜下持续观察它们的状态,直到细胞形态不再发生变化时,三个细胞的状态如表所示:A .细胞形态不再发生变化是因为细胞已经死亡B .实验前甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度关系是乙>甲>丙C .实验后甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度关系是乙<甲<丙D .细胞形态不再发生变化时三个细胞的细胞液浓度相等解析:选B 细胞形态不再发生变化并不代表细胞已经死亡,可能正处于水分子进出细胞的动态平衡状态;细胞内外浓度差越大,质壁分离现象越明显,而实验所用蔗糖溶液浓度相同,故实验前丙细胞的细胞液浓度最小,乙细胞的细胞液浓度最大;实验后乙没有发生质壁分离,甲刚发生分离,而丙质壁分离明显,说明此时细胞液浓度关系为乙>甲=丙。
5.将小鼠红细胞放入一定浓度的KNO 3溶液中,红细胞体积随时间变化如图,下列有关叙述正确的是( )A .KNO 3溶液的起始渗透压小于红细胞内液的起始渗透压B .与b 点相比,a 点对应时刻红细胞内液的渗透压较大C .ab 段失水使红细胞内液的渗透压大于KNO 3溶液,从而出现bc 段的变化D .b 点对应的时刻,KNO 3溶液与红细胞内液的渗透压相等解析:选D 小鼠红细胞放入一定浓度的KNO 3溶液中,KNO 3溶液的起始渗透压大于红细胞内液的起始渗透压,红细胞失水;由于a 点到b 点红细胞不断失水导致细胞内渗透压不断增加;出现bc 段的变化是由于红细胞对K +和NO -3的吸收,细胞内渗透压不断增加,细胞吸水体积变大;b 点对应的时刻红细胞失水与吸水达到平衡,说明细胞内外渗透压相等。
6.(2019·盐城模拟)研究发现:人体红细胞膜上的载体蛋白能协助葡萄糖顺浓度梯度跨膜转运;而小肠上皮细胞肠腔面上存在特定的载体蛋白,可以逆浓度梯度从肠腔吸收葡萄糖,当细胞内葡萄糖浓度高时,小肠上皮细胞基底面又可以顺浓度梯度将葡萄糖转运到血液中。
下列相关描述错误的是( )A .同一生物的不同细胞吸收葡萄糖的方式可能不同B .同一细胞在不同条件下运输葡萄糖的方式可能不同C .红细胞和小肠上皮细胞吸收葡萄糖都体现了选择性D .红细胞和小肠上皮细胞吸收葡萄糖都会伴随ATP 的水解解析:选D 同一生物的不同细胞吸收葡萄糖的方式可能不同,可能是协助扩散或主动运输;根据题意可知,同一细胞在不同条件下运输葡萄糖的方式可能不同;红细胞和小肠上皮细胞吸收葡萄糖都体现了细胞膜的功能特点,即选择透过性; “人体红细胞膜上的载体蛋白能协助葡萄糖顺浓度梯度跨膜转运”属于协助扩散,不需要ATP水解提供能量。
7.某班级为探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离程度的关系,用原生质层长度(b)与细胞长度(a)的比值(b/a)表示质壁分离程度,用不同浓度的NaCl溶液进行实验,结果如图所示。
下列有关叙述错误的是( )A.浓度1可能是清水对照B.NaCl溶液浓度从1至5逐渐升高C.浓度2已引起质壁分离D.外界溶液浓度越大,则质壁分离程度越小解析:选D 由于植物存在细胞壁,当植物吸水时,原生质层也不会大于细胞长度,而浓度1中b/a值为1,表明植物不发生失水,因此外界溶液可能是清水;NaCl溶液浓度从1~5时植物的b/a值逐渐变小,植物质壁分离程度越来越高,NaCl溶液浓度逐渐升高;浓度2中b/a值小于1,表明原生质层长度比细胞长度短,植物已发生质壁分离;一定范围内外界溶液浓度越大,质壁分离程度越大。
8.利用荧光素双醋酸酯(FDA)染色法测定动物细胞的活力,其基本原理是FDA本身无荧光,可自由通过细胞膜,经细胞内酯酶分解产生荧光素,积累在细胞内并能发出绿色荧光,下到相关叙述正确的是( )A.实验中配制的FDA溶液是一种低渗溶液B.FDA通过胞吞方式进入细胞,需要消耗能量C.荧光素分子能以自由扩散的方式通过细胞膜D.一定范围内,荧光强度与细胞活力呈正相关解析:选D 根据题干分析,FDA进入细胞的方式是自由扩散,而自由扩散是从高浓度向低浓度扩散,故实验中配制的FDA溶液是一种高渗溶液;FDA通过自由扩散方式进入细胞,不需要消耗能量;荧光素分子是在细胞内产生的,在细胞内积累,不能出细胞;一定范围内,细胞活力越大,FDA通过细胞膜就越多,经细胞内酯酶分解产生荧光素就越多。
9.(2019·沈阳一模)正常人体血浆中K+浓度低于红细胞内K+浓度,成熟红细胞(无线粒体)从O2浓度高的血浆流入O2浓度低的血浆,在其他化学成分和理化性质相对稳定的条件下,O2浓度变化对其吸收K+和葡萄糖速率变化的影响分别是( )A.吸收K+的速率不变,吸收葡萄糖的速率不变B.吸收K+的速率降低,吸收葡萄糖的速率降低C.吸收K+的速率升高,吸收葡萄糖的速率升高D.吸收K+的速率降低,吸收葡萄糖的速率升高解析:选A 红细胞吸收K+的方式是主动运输,需要的能量是由无氧呼吸提供的,吸收葡萄糖的方式是协助扩散,不需要能量,所以O2浓度变化对红细胞吸收K+和葡萄糖速率变化没有影响。
10.TMCO1是内质网上的跨膜蛋白,当内质网中钙离子浓度过高时,TMCO1形成具有活性的钙离子载体,并将内质网中过多的钙离子排出。
一旦内质网中的钙离子浓度恢复到正常水平,钙离子载体活性随之消失。
下列有关叙述正确的是( )A.高浓度的钙离子会导致钙离子载体失活B.内质网中钙离子浓度的失衡可能会导致细胞代谢紊乱C.TMCO1须经内质网加工后由高尔基体分泌出细胞D.若敲除TMCO1基因,则内质网中钙离子浓度会下降解析:选B 当内质网中钙离子浓度过高时,TMCO1形成具有活性的钙离子载体;无机盐离子具有维持细胞生命活动的功能,内质网中钙离子浓度的失衡可能会导致细胞代谢紊乱;TMCO1是内质网上的跨膜蛋白,属于结构蛋白,所以不需要分泌出细胞;若敲除TMCO1基因,则不能合成TMCO1跨膜蛋白,不能将内质网中过多的钙离子排出,导致内质网中钙离子浓度上升。
11.如图为渗透平衡时的装置(糖类不能通过半透膜),烧杯的液面高度为a,漏斗的液面高度为b,液面差m=b-a。
在此基础上继续实验,以渗透平衡时的液面差为观测指标,下列叙述正确的是( )A.若向漏斗中滴入清水,平衡时m将增大B.若向漏斗中加入蔗糖分子,则平衡时m不变C.若向漏斗中加入蔗糖酶,则平衡时m不变D.达到新的平衡时,水分子进出半透膜的速率相等解析:选D 若向漏斗中滴入清水,渗透压降低,吸水能力减弱,则平衡时m将减小;若向漏斗中加入蔗糖分子或蔗糖酶,渗透压增大,则平衡时m将增大;达到新的平衡时,水分子进出半透膜的速率相等,液面不再升高。
12.(2019·西安模拟)某实验小组在室温条件下,将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度的某溶液中,测得细胞液浓度与该溶液浓度的比值(P值)随时间的变化曲线如图所示。
下列相关叙述正确的是( )A.该溶液是一定浓度的蔗糖溶液B.细胞在t1时刻开始从外界溶液中吸收溶质C.若降低温度,则t1~t2时间段会变长D.t2时刻后P值不再增大主要是由于细胞壁的限制解析:选C 将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度的某溶液中,细胞先质壁分离后自动复原,说明该溶液是甘油等溶液,不是蔗糖溶液;在t0时刻,细胞从外界溶液中吸收溶质,使得细胞液浓度增加;若降低温度,分子运动的能力减弱,则t 1~t 2时间段会变长;t 2时刻后P 值不再增大主要是由于细胞液浓度与该溶液浓度的比值不变。
二、非选择题13.ATP 作为细胞中的直接能源物质为细胞生命活动提供能量。
科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白(Ⅰ)和牛细胞中的ATP 合成酶(Ⅱ)构建了ATP 体外合成体系,如图所示。
请回答问题:(1)物质a 为________,其在供能时,远离腺苷的______________断裂,将能量释放出来。
(2)科学家利用人工体系模拟了ATP 合成时的能量转换过程。
在叶绿体中此过程发生的场所为______________。
(3)科学家利用人工体系进行了相关实验,如表所示。
①比较第1组和第2组的结果可知,Ⅰ可以转运H +进入囊泡。
进一步研究发现,第1组囊泡内pH 比囊泡外低1.8,说明囊泡内的H +浓度________(填“高于”“低于”或“等于”)囊泡外的。
②比较第1组和第3组的结果可知,伴随图中的________________________的过程,ADP 和Pi 合成ATP 。