1、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2动植物细胞发生渗透作用的条件分析(1)动物细胞(2)植物细胞的吸水和失水成熟植物细胞的结构原理和现象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。质壁分离的原因a外因：细胞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
2、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，丙的浓度乙的浓度细胞液浓度，细胞壁与原生质层分离；外界溶液浓度h2，在达到平衡后，A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为()AABCBABCCACB D无法确定解析：选C。在达到渗透平衡后，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
3、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，关系为ACB。5(2017广西柳州月考)将若干细胞液浓度相同的萝卜条放在不同浓度的蔗糖溶液中进行实验，在保持细胞存活的条件下，在相同实验时间后，测得在不同浓度蔗糖溶液中各组萝卜条细胞内含水量的情况如图。其中N点代表实验前萝卜条细胞内含水量。下列有关叙述正确的是()A实验中水分子进出细胞需要消耗ATPB在浓度为c的蔗糖溶液中渗透现象不发生C在浓度为d的蔗糖溶液中细胞发生渗透吸水D在浓度为g、h的蔗糖溶液中细胞失去活性解析：选C。水分子进出细胞是自由扩散，不需要消耗ATP，A错误；蔗糖溶
4、液浓度为c时，与细胞液渗透压相等，萝卜条细胞内外水分子进出速率相等，渗透现象仍然发生，B错误；在浓度为d的蔗糖溶液中细胞含水量增高，细胞发生渗透吸水，C正确；在浓度为g、h的蔗糖溶液中细胞内的含水量增大，细胞吸水，保持活性，D错误。6下列关于哺乳动物红细胞的说法中，正确的是()A成熟的红细胞吸收K的速率与O2含量无关B甘油、乙醇等能快速进入红细胞，是因为膜上有相应的载体C红细胞衰老后，酶活性降低，代谢减慢，细胞体积减小，核体积变大D成熟的红细胞癌变后，细胞膜上糖蛋白减少，使癌细胞彼此间黏着性显著增加解析：选A。成熟的红细胞吸收K的方式为主动运输，但成熟的红细胞内没有线粒体，只能进行无氧呼吸，所
5、以成熟的红细胞吸收K的速率与O2含量无关，A正确；甘油、乙醇等进入红细胞的方式为自由扩散，B错误；哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和各种细胞器，C错误；细胞癌变后，细胞膜上糖蛋白减少，使癌细胞彼此间黏着性降低，易扩散和转移，D错误。7(2016高考海南卷，5)下列属于主动运输的是()A动物肺泡细胞释放CO2B蔗糖通过植物细胞的细胞壁C苯分子进入人的皮肤细胞D丽藻细胞吸收SO的过程答案：D8(2015高考上海卷，6)如图显示物质P和Q跨膜出细胞，下列叙述正确的是()A物质P可能是氧气B物质Q一定是水分子C物质P和Q出细胞都需要载体D物质P和Q出细胞未必都消耗能量解析：选D。物质P出细胞逆浓度梯度，
6、为主动运输，物质Q出细胞顺浓度梯度，为被动运输。氧气通过细胞膜的方式为自由扩散，A错误。水分子通过细胞膜的方式为自由扩散，但物质Q出细胞可能是协助扩散，也可能是自由扩散，自由扩散不需要载体，B、C错误。主动运输需要消耗能量，但被动运输不消耗能量，D正确。9(2017武汉模拟)将洋葱表皮细胞放置在不同浓度的物质M溶液中，并测定洋葱表皮细胞吸收M的速率，结果如表所示，对表中现象最合理的解释是()物质M溶液浓度通入空气前吸收速率通入空气后吸收速率30 mmol/L3 mmol/min3 mmol/min50 mmol/L3 mmol/min3 mmol/minA细胞吸收M的方式为自由扩散B细胞吸收M
7、的方式为主动运输C细胞吸收M需载体蛋白的参与D细胞吸收M所需能量供应不足解析：选C。分析表中数据可知，通入空气前后吸收速率不变，说明该物质的吸收方式与细胞供能无关，可排除M的吸收方式为主动运输，故选项B、D错误；物质M的溶液浓度不同，但吸收速率相同，可排除吸收M物质的方式为自由扩散，A选项错误；物质M的吸收方式可以是协助扩散，需要载体蛋白的参与，当载体蛋白出现饱和现象时，虽然增大物质M的溶液浓度，但是吸收速率不再变化，C选项正确。10(2017银川联考)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)，下列有关叙述不合理的是()A方式可表示肌细胞从组织液中吸收
8、氧气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，则静息电位恢复过程中涉及方式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D。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。含有糖蛋白的一侧代表膜外，方式为物质从膜外运输到膜内，从高浓度运输到低浓度，所以可表示肌细胞从组织液中吸收氧气。主动运输和被动运输均能体现细胞膜的选择透过性，而胞吞、胞吐不能体现。若此图表示神经元的细胞膜，则静息电位恢复过程中钠钾泵可逆浓度梯度运出钠离子，故涉及方式。糖醋蒜腌制过程中，细胞膜失去了选择透过性，蔗糖和
9、醋是通过扩散的方式进入细胞的。11某同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”实验时，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如表：实验组5分钟的现象再过5分钟滴加清水5分钟03 gmL1蔗糖溶液x无变化质壁分离复原05 gmL1蔗糖溶液质壁分离y无变化1 molL1 KNO3溶液质壁分离质壁分离复原z1 molL1醋酸溶液细胞大小无变化细胞大小无变化细胞大小无变化请回答下列问题：(1)x为_，因为细胞壁的伸缩性_原生质层，从而使原生质层与细胞壁分离。(2)y为_，可能导致细胞_，滴加清水后不再发生质壁分离复原。(3)组细胞会先发生质壁分离，后发生_。z为细胞_，细胞液
10、颜色逐渐变浅。(4)组细胞大小无变化是因为在1 molL1醋酸溶液中，植物细胞_，导致原生质层不再具有选择透过性。答案：(1)质壁分离弱于(2)质壁分离失水过多而死亡(3)质壁分离复原稍增大(4)死亡12(2017宿州模拟)原尿中氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情况下尿液中不含氨基酸。如图1为肾小管壁及相关结构示意图，图2表示部分物质进出肾小管上皮细胞的特点。请回答下列问题： (1)肾小管上皮细胞将从原尿(位于肾小管管腔内)中吸收的氨基酸运输到组织液时通过细胞膜的方式为_，肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是_，若肾小管管壁细胞表面
11、运输氨基酸的载体蛋白大量减少，尿量会_(填“增加”或“减少”)，请分析原因_。(2)科学家在肾小管上皮细胞膜上发现了水通道(一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质)，严谨地说，水分子通过肾小管上皮细胞的方式应为_(单项选择)。A自由扩散B被动运输C主动运输(3)由图可知原尿中的氨基酸被重吸收回血液需跨过_层磷脂分子，原尿中的氨基酸进入肾小管上皮细胞的运输方式是_，需要_的参与。(提示：氨基酸与Na协同运输)解析：(1)由图2可知，肾小管上皮细胞将从原尿(位于肾小管管腔内)中吸收的氨基酸运输到组织液时是从高浓度到低浓度，不需要能量只需要载体蛋白，所以是协助扩散。肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是渗透吸
12、水。若肾小管管壁细胞表面运输氨基酸的载体蛋白大量减少，则肾小管管腔中液体的浓度高于正常水平，渗透压高，水分重吸收减弱，造成尿量增加。(2)由题意可知，因为有水通道的协助所以属于协助扩散，协助扩散属于被动运输，故B正确。(3)由图1可知原尿中的氨基酸被重吸收回血液需跨过肾小管上皮细胞(2层膜)和毛细血管壁细胞(2层膜)，共4层细胞膜，即8层磷脂分子。由图2可知，原尿中的氨基酸进入肾小管上皮细胞的运输方式是由低浓度到高浓度的主动运输，该方式需要能量和载体蛋白。答案：(1)协助扩散渗透吸水增加肾小管管腔中液体的浓度高于正常水平，渗透压高，水分重吸收减弱，造成尿量增加(2)B(3)8主动运输载体蛋白和
13、能量(或ATP)13如图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是()A从图甲可见250 mmolL1 NaCl溶液不影响人红细胞的代谢B图乙中植物细胞体积的变化是先减小后增大C图乙中a点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小D人的红细胞长时间处在300 mmolL1 NaCl溶液可能死亡，图乙中的处理时间内细胞一直有生物活性解析：选D。图甲中，250 mmolL1 NaCl溶液中红细胞体积与初始体积之比小于1，说明红细胞失水皱缩，会影响红细胞的代谢。图乙中
14、植物细胞失水量先变大后变小，之后表现为吸水，故植物细胞原生质体体积先变小后变大，植物细胞由于有细胞壁保护，细胞体积几乎不变。图乙中，a点植物细胞失水量最多，此时细胞吸水能力最高。人红细胞长时间处于300 mmolL1 NaCl溶液中会因失水过多而死亡，而图乙细胞在处理时间内细胞先失水后吸水，说明细胞原生质层具有选择透过性，细胞一直具有活性。14科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na，不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得周围溶液中24Na的量如图所示。据图作出下列推断，错误的
15、是()A加入某药物后，溶液中24Na的量不再增加B加入ATP后，细胞中24Na的量减少C某药物的作用机理是抑制ATP水解D某药物的作用机理是抑制细胞呼吸解析：选C。据图分析，加入某药物后，溶液中24Na的量不再增加，A正确；加入ATP后，溶液中24Na的量增加，则细胞中24Na的量减少，B正确；加入某种药物后，周围溶液中24Na的量不再增加，但加入ATP后神经纤维周围溶液中24Na增加，说明“某药物”不可能抑制ATP水解，C错误；加入ATP后，溶液中24Na的量增加，说明24Na 通过细胞膜需要消耗ATP，属于主动运输，由实验可知，某种药物能抑制细胞呼吸，减少能量供应，使神经细胞不能排出24N
16、a，D正确。15(2017山东枣庄模拟)囊性纤维病是一种严重的遗传性疾病，患者汗液中氯离子的浓度升高，支气管被异常黏液堵塞。导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变，如图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用，据图回答下列问题：(1)图中所示为细胞膜的_模型，其中构成细胞膜的基本支架的是_，氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上_决定的。(2)在正常细胞内，氯离子在CFTR蛋白的协助下通过_方式转运至细胞外，随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高，水分子向膜外扩散的速度_，使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。(3)人工合成的仅由磷脂双分子层构成的封闭球状结构称为脂质体，所有带电荷的分子
17、不管它多小，都很难通过脂质体，即使脂质体外离子浓度很高，这是因为磷脂双分子层的内部是疏水的。缬氨霉素是一种十二肽的抗生素，若将它插入到脂质体的脂双层内，可使K的运输速度提高100 000倍，但却不能有效提高Na的运输速率，由此可以得出：_；_。(4)主动运输所需的载体蛋白实际上是一些酶蛋白复合体。与被动运输不同，该类膜蛋白都能水解_，但与普通的酶不同的是，它不对所转运的分子进行催化。解析：(1)图中所示为细胞膜的流动镶嵌模型，构成膜的基本支架的是磷脂双分子层。由图示知：氯离子跨膜运输的正常进行是由功能正常的CFTR蛋白决定的。(2)由图示知：氯离子通过细胞膜需要膜上蛋白质协助并消耗ATP，所以为主动运输。随着膜外氯离子浓度升高，水分子向膜外扩散的速度加快，原因是单位体积内膜外水分子数小于膜内。(3)由题干信息可知：载体蛋白能极大提高运输速率；运输钾离子的载体和运输钠离子的载体不一样即载体具有特异性。(4)结合“主动运输需要能量”和“主动运输所需的载体蛋白实际上是一些酶蛋白复合体”可推知该类膜蛋白都能水解ATP为主动运输提供能量。答案：(1)流动镶嵌磷脂双分子层功能正常的CFTR蛋白(2)主动运输加快(3)载体蛋白能极大提高运输速率载体具有特异性(4)ATP
