高考生物一轮复习(七)物质跨膜运输的实例和方式

开躲市安祥阳光实验学校课时跟踪检测（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ATP

D．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。

4．(2017·湖北重点中学联考)科研人员将豚鼠的胰腺腺泡细胞培养在适宜条件下，检测到物质X被不断地运输到细胞外，且该过程是一个耗能的过程。下列有关说法错误的是( ) A．低温和缺氧必定会影响物质X的运输速率

B．物质X的运输必定需要相应载体的协助

C．细胞外物质X的浓度不一定大于细胞内

D．细胞膜上磷脂分子和蛋白质分子的相对运动为X的顺利运输提供了保障

解析：选B 根据题意，胰腺腺泡细胞运输物质X的过程是一个耗能的过程，故低温和缺氧都会影响物质X的运输速率；由于该过程是一个耗能过程，可能是主动运输或胞吐，若为胞吐则不需要载体的协助；物质X在细胞内合成，运送到细胞外，细胞外物质X的浓度不一定大于细胞内；主动运输和胞吐都需要细胞膜上磷脂分子和蛋白质分子的参与，故它们的相对运动为X的顺利运输提供了保障。

5．在盐碱地中生活的某种植物，其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白，能将细胞质基质中的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( )

A．Na＋进入液泡的过程属于主动运输

B．Na＋进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透过性

C．该载体蛋白作用的结果不利于增强细胞吸水能力

D．该载体蛋白作用的结果有助于提高植物的耐盐性

解析：选C 题中指出“细胞的液泡膜上有一种载体蛋白，能将细胞质基质中的Na＋逆浓度梯度运入液泡”，这完全符合主动运输的特点，从而增大了细胞液的浓度，使植物细胞的吸水能力增强而适应盐碱环境。

6．在如图所示的装置中，甲、乙、丙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，h1>h2，在达到平衡后，甲、乙、丙中蔗糖溶液的浓度大小关系为( )

A．甲＝乙＝丙 B．甲>乙>丙

C．甲>丙>乙 D．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甲到乙及从乙到甲扩散的速率相等，由于影响水分子扩散速率的因素有两个，即溶液的浓度和水柱h1形成的静水压，故甲中溶液浓度大于乙中溶液浓度。同理可知，丙中溶液浓度大于乙中溶液浓度，但由于水柱h2形成的静水压比水柱h1形成的静水压小，故可推知甲中溶液浓度大于丙中溶液浓度。因此，在达到平衡后，甲、乙、丙中蔗糖溶液浓度大小关系为甲>丙>乙。

7．生物膜和人工制备的磷脂双层膜在通透性上存在一定差异，下表所示为实验测得的相关数据(单位：cm·s－1)。据此可以推断( )

膜种类 K＋ Na＋ 甘油 H2O O2

生物膜 10－6 10－7 10－6 10－2 10

人工磷脂双层膜 10－10 10－10 10－6 10－3 10

A.生物膜上存在着协助O2通过的物质

B．人工磷脂双层膜对K＋、Na＋的通透具有选择性

C．H2O和甘油在跨膜运输方式上有所不同 D．分子的大小对其通过人工膜的扩散速率无影响

解析：选C 据表可知：生物膜对O2的通透性等于人工膜对O2的通透性，人工膜由双层磷脂组成，无蛋白质，由此可知生物膜上并不存在协助O2通过的物质；人工磷脂双层膜对K＋、Na＋的通透性相同，因此不能说明其对不同离子的通透具有选择性；两种膜对甘油的通透性相同，而对H2O的通透性不同，从而表明H2O和甘油在跨膜运输方式上有所不同；甘油、O2分子大小不同，导致人工膜对两者的通透性不同，可见分子的大小可以影响其通过人工膜的扩散速率。

8．如图表示一个神经细胞内外不同离子的相对浓度，离子的浓度差能保持相对稳定，下列叙述正确的是( )

A．K＋通过主动运输从细胞外进入细胞内维持浓度差

B．Na＋通过主动运输从细胞外进入细胞内维持浓度差

C．Mg2＋维持细胞内外浓度差的过程中不需要消耗ATP

D．Cl－维持细胞内外浓度差的过程中相应载体蛋白不发生形状改变

解析：选A 由题图可知，细胞内的K＋浓度远高于细胞外，因此K＋通过主动运输的方式运输到细胞内；细胞内的Na＋浓度远低于细胞外，因此Na＋通过主动运输方式运输到细胞外；Mg2＋通过主动运输的方式运输到细胞内，需要消耗ATP；Cl－通过主动运输的方式运输到细胞外，需要载体蛋白的协助，运输过程中载体蛋白形状改变。 9.如图是小肠上皮细胞吸收葡萄糖(或Na＋)的过程和将葡萄糖运出细胞的过程示意图，其中●、▲的个数代表分子(或离子)的浓度。下列相关叙述正确的是( )

A．Na＋通过主动运输的方式进入该细胞，需要消耗ATP

B．葡萄糖与有关载体结合后被运出该细胞，需要消耗ATP

C．肠上皮细胞吸收肠腔中的葡萄糖和Na＋时使用的载体一定不同

D．葡萄糖被运进该细胞的速率受氧气浓度的影响

解析：选D Na＋进入小肠上皮细胞是顺浓度梯度，需要载体协助，不需要消耗ATP，运输方式为协助扩散；葡萄糖从此细胞中运出是顺浓度梯度，并且需要载体协助，因此属于协助扩散，不需要消耗ATP；从题图可知，肠上皮细胞吸收肠腔中葡萄糖和Na＋的载体为同一载体；葡萄糖进入小肠上皮细胞时，是逆浓度梯度运输的，因此属于主动运输，因此葡萄糖被运进该细胞的速率受氧气浓度的影响。

10．(2016·浙江选考)将质壁分离的洋葱紫色外表皮细胞放入清水中，液泡体积的变化如图所示。下列叙述正确的是( )

A．与a点相比，b点时细胞的液泡颜色变深

B．与b点相比，c点时细胞的吸水速率大

C．c点时细胞膨胀，液泡内没有水分子进出 D．b点到c点过程中，细胞的吸水速率受细胞壁的影响

解析：选D 与a点相比，b点时细胞已吸入的水量较多，液泡的颜色变浅；与b点相比，c点时细胞的体积不再增加，说明水分进出细胞达到动态平衡，细胞吸水速率小于b点时的吸水速率；细胞壁具有支持和保护作用，b点到c点过程中，液泡的体积变化不明显，细胞的吸水速率受细胞壁的影响。

11.(2017·揭阳一模)现有2个取自同一个紫色洋葱鳞片叶外表皮的大小相同、生理状态相似的成熟细胞，将它们分别浸没在甲、乙两种溶液中，测得液泡直径的变化情况如图所示。下列有关叙述正确的是( )

A．乙溶液的浓度比甲溶液的大

B．2 min时，甲、乙溶液中细胞的细胞液浓度均高于初始值

C．10 min时，取出两个细胞并置于清水中，都能观察到质壁分离复原的现象

D．本实验若选用紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞为材料，则现象更明显

解析：选B 分析题图，实验开始一段时间内，甲溶液中细胞液泡直径减小的速度更快，故甲溶液浓度比乙溶液的大；0～2 min时甲、乙溶液中细胞的液泡直径都减小，细胞液浓度均高于初始值；由图可知，甲溶液中细胞会发生质壁分离自动复原，10 min时，取出两个细胞并置于清水中，只有乙细胞发生质壁分离复原；紫色洋葱的鳞片叶内表皮细胞液泡中不含色素，实验现象不明显。

12．诺贝尔生理学或医学奖颁给了研究囊泡运输的调控机制的三位科学家，研究显示：囊泡是由单层膜所包裹的膜性结构，主要司职细胞内不同膜性细胞器之间的物质运输，称之为囊泡运输，一般包括出芽、锚定和融合等过程(如图所示)。下列有关说法正确的是( )

A．囊泡运输需要载体蛋白和ATP

B．囊泡中物质运输需要跨过多层生物膜，才能“锚定”

C．囊泡运输会导致某些生物膜成分更新

D．“出芽”和“融合”体现了细胞膜具有的功能特性流动性

解析：选C 囊泡运输不需要载体蛋白，但是需要消耗ATP；囊泡中物质运输不属于跨膜运输，依靠的是细胞膜的流动性；囊泡运输会导致某些生物膜成分更新，如内质网膜出芽与高尔基体膜融合使高尔基体膜成分得以更新；“出芽”和“融合”体现了细胞膜的结构特性即具有流动性。

二、非选择题

13．(2017·临川段考)如图所示，图甲为由磷脂分子合成的人工膜的结构示意图，图乙为人的成熟红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况，图丙中A为1 mol/L的葡萄糖溶液，B为1 mol/L的乳酸溶液，请据图回答以下问题：

(1)图丙中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的________。 (2)图乙中，葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要______________，如果将图乙所示细胞放在无氧环境中，图中____________(填“葡萄糖”“乳酸”或“葡萄糖和乳酸”)的跨膜运输不会受到影响。将图乙所示细胞置于蒸馏水中，该细胞会涨破，溢出细胞外的主要物质应该是________。

(3)如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面________(填“高于”“低于”或“等于”)右侧液面；如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①，再用作图丙的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面________右侧液面(填“高于”“低于”或“等于”)。

(4)某些药物大分子不容易被细胞吸收，但如果用图甲所示人工膜包裹后再注射则更容易进入细胞，此实例可说明细胞膜具有____________________性。

(5)图甲所示人工膜两侧的离子存在浓度差，离子不能通过该膜。在人工膜中加入少量缬氨霉素，K＋即可从高浓度一侧通过该膜到达低浓度一侧，其他离子不能通过，则K＋通过该膜的方式是________，缬氨霉素的化学本质是________。

解析：(1)成熟植物细胞中的原生质层相当于一层半透膜，与图丙中半透膜类似。(2)图乙中，葡萄糖的运输是由高浓度一侧转运到低浓度一侧，为协助扩散，而乳酸的运输是由低浓度向高浓度，并需要消耗能量，为主动运输，两者跨膜运输时都需要载体蛋白的协助。成熟红细胞不含线粒体，在无氧环境中能量供应不受影响，故乳酸和葡萄糖的跨膜运输将不受影响。图乙所示细胞为成熟红细胞，细胞破裂后溢出细胞外的主要物质是血红蛋白。(3)图甲所示人工膜不含有载体蛋白，若作为图丙中的半透膜，葡萄糖和乳酸都不能通过膜，且膜两侧浓度相等，故液面不再变化时，左侧液面等于右侧液面；如果在图甲所示人工膜上贯穿上葡萄糖载体蛋白，再用作图丙的半透膜，葡萄糖可以通过，而乳酸不能通过，左侧葡萄糖的浓度逐渐减小，右侧溶液浓度逐渐增大，则液面不再变化时，左侧液面低于右侧液面。(4)如果用图甲所示人工膜包裹某些药物大分子后，再注射，可以使药物更容易进入细胞，是因为细胞膜具有一定的流动性。(5)K＋在缬氨霉素作用下，即可通过该膜从高浓度一侧到达低浓度一侧，其他离子不能通过，则K＋通过该膜的方式为协助扩散，缬氨霉素的化学本质是蛋白质，在该过程中起到K＋载体的作用。