1、第3讲 物质跨膜运输的实例、物质跨膜运输的方式A组基础巩固练1细胞中的酶与代谢密切相关。某同学进行了如下操作：在U形管底部中央放置了不允许二糖通过的半透膜(对单糖的通透性未知)；将U形管左侧和右侧分别加入等量的物质的量浓度相等的蔗糖溶液和麦芽糖溶液；在U形管的两侧同时滴入等量的麦芽糖酶溶液；观察右侧液面的变化情况。下列叙述错误的是()A液面的变化情况与半透膜的通透性密切相关B液面可能会一直升高至一定高度后停止C液面可能先下降，然后上升至一定高度后停止D该实验可用来验证酶的专一性【答案】C【解析】解答本题时， 可将题干文字信息转变为如下信息：蔗糖和麦芽糖均为二糖，半透膜不允许二糖通过，故起始时U
2、形管两侧液面高度相等。麦芽糖酶可使1分子麦芽糖分解为2分子单糖，导致右侧溶液浓度高于左侧的。若半透膜不允许单糖通过，则只发生水分子通过半透膜的扩散，即水分子整体上由左侧进入右侧，导致右侧液面升高，且达到一定高度后停止，B正确；若半透膜允许单糖通过，则发生水分子和单糖分子通过半透膜的扩散，开始时水分子整体上表现为向右侧扩散导致右侧液面上升，单糖通过半透膜进入左侧可导致左侧溶液浓度升高，则右侧液面可能先上升再下降至一定高度后停止，C错误；由以上分析可知，右侧液面变化与半透膜的通透性有关，同时该实验也可证明酶的专一性，A、D正确。2将甲、乙两种植物的块茎切成形状、大小相同的细条，分别置于质量浓度为0
3、.3 g/mL蔗糖溶液中，绘制的失水量曲线如图。下列叙述错误的是()A与图相关细胞的原生质层会有一定程度的收缩B由图推知甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度C4 min时细胞液的渗透压大于外界溶液的渗透压D8 min时水分子跨膜运输进出细胞达到平衡【答案】C【解析】甲、乙两种植物的块茎切成形状、大小相同的细条，分别置于质量浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液中，细胞发生失水，因此细胞的原生质层会有一定程度的收缩；由图看出甲细胞失水较多，因此推知甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度；4 min时，细胞仍在失水，因此4 min时细胞液的渗透压小于外界溶液的渗透压；8 min时失水量不再变化，水分子跨膜运
4、输进出细胞达到平衡。3(2021年湖南长郡中学月考)下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氧气B运输方式均能体现细胞膜的选择透过性C若此图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【答案】D【解析】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
5、输和被动运输均能体现细胞膜的选择透过性。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，蔗糖和醋是通过扩散的方式进入细胞的。4盐碱地中生活的某种植物，其液泡膜上有一种载体蛋白，能使Na逆浓度进入液泡，从而降低Na对细胞质基质中酶的伤害。下列叙述正确的是()ANa进入液泡的方式是协助扩散B该载体蛋白数量增多有助于提高植物的耐盐性C液泡膜上水分子的扩散只能单向进行D液泡膜与细胞膜构成了原生质层【答案】B【解析】钠离子逆浓度梯度进入液泡，因此属于主动运输，A错误；该载体蛋白数量增多，会使更多的钠离子进入液泡，降低钠离子
6、对细胞质基质中酶的伤害，有利于提高植物的耐盐性，B正确；液泡膜上水分子的扩散是双向进行的，C错误；液泡膜、细胞膜和这两层膜之间的细胞质构成了原生质层，D错误。5将新鲜苔藓植物的叶片放入有少量红墨水、浓度为30%的蔗糖溶液中，过一段时间后在显微镜下观察到苔藓细胞如图所示。下列叙述错误的是()A苔藓细胞的细胞液渗透压低于30%的蔗糖溶液，故发生了质壁分离B处为红色，处为绿色，处为无色C将高温加热后的苔藓细胞重复该实验，观察到的结果不同D用一定浓度的KNO3溶液代替蔗糖溶液后，观察到的结果相同【答案】D【解析】据图示可知，细胞发生了质壁分离，说明苔藓细胞的细胞液渗透压低于30%的蔗糖溶液，A正确；处
7、为外界溶液，故为红色，处为细胞质，含有叶绿体，故为绿色，处为细胞液，为无色，B正确；高温加热后的苔藓细胞已死亡，故重复该实验，细胞不再发生质壁分离，观察到的结果不同，C正确；一定浓度的KNO3溶液代替蔗糖溶液，观察到的结果不相同，因为细胞可以吸收KNO3，所以能自动发生质壁分离的复原，D错误。6下图是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度示意图，下列说法正确的是()A从图中可以看出Cl比Mg2运输速率快BK只能利用主动运输方式进行跨膜运输C所有离子的跨膜运输都需要载体和能量DNa和Cl在肺泡细胞中运输受阻，易引起囊性纤维病【答案】D【解析】图示只能反映细胞对不同离子吸收的量，而不能反映离子运输速率
8、，A错误；神经细胞由动作电位恢复为静息电位时，K以协助扩散方式排出细胞，B错误；神经细胞产生动作电位时的钠离子内流是不需要消耗能量的，而是一种顺浓度梯度的协助扩散，C错误；囊性纤维病是因为基因发生缺陷，导致肺泡细胞膜Na和Cl运输受阻而引起的，D正确。7研究发现，在小肠绒毛的微绒毛表面存在着两种运输葡萄糖的载体SGLT1和GLUT2，前者是主动运输的载体，后者是协助扩散的载体。科学家通过体外实验，将不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制成如下图所示的曲线，下列说法中错误的是()A在较高葡萄糖浓度下，细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率B在较低葡萄糖浓度下，主动运输的载体先达到饱和状态C主动运输需要消耗细
9、胞化学反应所释放的能量D小肠绒毛细胞对葡萄糖运输的两种方式可同时进行【答案】A【解析】在较高葡萄糖浓度下，GLUT2的运输速率较大，即细胞通过协助扩散吸收葡萄糖的速率明显高于主动运输吸收葡萄糖的速率，所以细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率，A错误；由图示可知，在较低葡萄糖浓度下，主动运输就可达到最大运输速率，即主动运输的载体先达到饱和状态，B正确；主动运输需要消耗细胞化学反应所释放的能量和细胞膜上的载体蛋白的协助，C正确；由图示信息可知，总葡萄糖的运输速率为两种运输速率之和，所以可确定小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式可同时存在，D正确。8下图为物质进出细胞示意图，下列相关说法错误的是()A载
10、体具有运输和催化的作用B载体参与的运输方式属于协助扩散C载体的作用使细胞内的Na浓度高于细胞外D溶质分子甲进入细胞与细胞内外Na的浓度有关【答案】C【解析】从图中信息得知，载体可以控制K、Na的运输，同时可以催化ATP水解为ADP和Pi，A正确；通过载体溶质分子甲顺浓度梯度出细胞，属于协助扩散，B正确；载体让Na进入细胞是顺浓度梯度运输，细胞内的Na浓度低于细胞外，C错误；载体可以同时让Na和溶质分子甲进入细胞，且甲是逆浓度梯度进入细胞，属于主动运输，需要的能量由Na膜两侧的浓度差形成的势能提供，D正确。B组能力提升练9物质的跨膜运输分为甲、乙两大类，四小类，如下图所示。下列相关叙述，错误的是
11、()A图中甲和乙分别指的是被动运输和主动运输B图中物质a、b、c均顺浓度梯度进行跨膜运输C图中跨膜运输类型可表示红细胞吸收葡萄糖D图中跨膜运输类型可表示钠离子进入神经细胞【答案】D【解析】从图中信息可知，类型为自由扩散，而甲又包括类型，可见甲为被动运输，乙为主动运输，A正确；被动运输中，物质的跨膜运输方向为顺浓度梯度的，B正确；红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，需要载体蛋白的协助(介导)，C正确；神经细胞内钠离子浓度低于细胞外钠离子浓度，可见钠离子运入神经细胞是顺浓度梯度，即协助扩散，而类型为主动运输，D错误。10(2021年山东济南模拟)如图所示，某些植物细胞利用把细胞内的H运出，导致细胞外H浓度
12、较高；能够依靠H浓度差把H和蔗糖分子运入细胞。以下叙述正确的是()A和的化学本质不同B和的空间结构相同CH运出细胞的方式是主动运输D氧气浓度对细胞吸收蔗糖分子无影响【答案】C【解析】均为载体蛋白，化学本质均为蛋白质，A错误；蛋白质的结构决定功能，的功能不同，故可推测其结构也不相同，B错误；根据图示可知，H运出细胞需要载体和消耗能量，运输方式为主动运输，C正确；由图可知，H运出细胞需要消耗能量，而细胞外和细胞内的H浓度梯度产生的势能，又可推动H和蔗糖的吸收，氧气浓度可影响H外运，进而影响细胞外和细胞内H浓度差，从而影响蔗糖的吸收，故氧气浓度对细胞吸收蔗糖分子有影响，D错误。11将新鲜洋葱鳞片叶切
13、成大小和形状相同的若干细条，均分为5组，然后分别放在不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量每条洋葱鳞片叶细条的长度，结果如下表所示。以下有关分析正确的是()组别甲乙丙丁戊蔗糖溶液浓度/(gmL1)0.20.30.40.50.6实验前长度/实验后长度0.741.001.101.151.19A浸泡导致丁组细胞的失水量大于戊组细胞的失水量B0.3 gmL1的蔗糖溶液与洋葱鳞片叶细胞中细胞液的渗透压相等C在0.3 gmL1的蔗糖溶液中，水分子没有进出洋葱鳞片叶细胞D在0.2 gmL1的蔗糖溶液中鳞片叶细胞以主动运输的方式吸收水分子【答案】B【解析】丁组细胞质壁分离程度小于戊组细胞，丁组细胞的失水量小
14、于戊组细胞的失水量，A错误；由于在0.3 gmL1的蔗糖溶液中，细胞形态不变，因而说明0.3 gmL1的蔗糖溶液与洋葱鳞片叶细胞液的渗透压相等，且此时水分子进出洋葱鳞片叶细胞平衡，B正确、C错误；水分子进出细胞的方式是自由扩散，D错误。12(2021年山东淄博实验中学月考)协同运输是物质跨膜运输的一种方式，其过程如图所示。细胞膜上的载体蛋白同时与Na和葡萄糖结合后，在膜两侧Na浓度梯度驱动下吸收葡萄糖，跨膜的Na再由另一种载体蛋白运回膜外。下列对此过程分析正确的是 ()A运输Na的载体蛋白因不止一种而缺乏特异性BNa的协同运输所需能量直接来自ATP水解C图示细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散D细胞
15、内外Na浓度相等时，协同运输不能进行【答案】D【解析】细胞膜上的载体蛋白只能运输特定的物质，具有特异性，A错误；Na的协同运输所需动力是浓度差，B错误；在膜两侧Na浓度梯度驱动下吸收葡萄糖，说明细胞吸收葡萄糖是一种特殊的主动运输，C错误；细胞内外Na浓度相等时，不能形成浓度梯度，则协同运输不能进行，D正确。13如图1是人体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的碘浓度，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
16、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_。【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【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中乙对应。(3)使用某种毒素后，细胞对Mg2的吸收显著减
17、少，而对Ca2、K、C6H12O6等物质的吸收没有影响，说明毒素没有影响能量的供应，最可能的原因是该毒素抑制了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。C组压轴培优练14图1为研究渗透作用的实验装置示意图；图2所示为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞处在某浓度的外界溶液中的一种状态(此时细胞仍有活性)；图3所示为选用蔗糖作为实验材料，用U形管所做的渗透实验。请回答下列问题：(1)图1中渗透作用的发生需要两个条件：有半透膜；_。当液面上升到最大高度后处于静止状态时，_(填“有”或“无”)水分子通过半透膜进入漏斗中。(2)在做观察植物细胞的质壁
18、分离和复原实验的过程中，常选用图2所示的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料，原因是该种细胞具有_。细胞处于图2所示状态时，A、B处的浓度关系为_(用字母和符号表示)。(3)图3实验结果说明蔗糖分子不能通过半透膜。某同学想继续探究蔗糖水解产物能否通过半透膜，于是向b管中滴加了两滴一定浓度的蔗糖酶溶液，并在适宜温度下水浴保温一段时间，然后观察实验现象并预测实验结果：一段时间后，若发现a、b两管的液面高度差继续增大，直至最后稳定不变。请分析造成此现象的原因：_；_。一段时间后，若发现b管液面先上升后下降，直至b管液面仅略高于a管液面后不再变化。为使两管的液面等高，应进行的操作是_。【答案】(1)a
19、和b之间存在浓度差(或半透膜两侧溶液存在浓度差)有(2)紫色大液泡AB或AB时，细胞吸水，处于质壁分离复原状态；当AB时，细胞失水，处于质壁分离状态；当AB时，细胞处于动态平衡状态。(3)图3实验结果说明蔗糖分子不能通过半透膜，某同学向b管中滴加了两滴一定浓度的蔗糖酶溶液，蔗糖在蔗糖酶的作用下水解，使b管中溶液浓度变大。如果水解产物不能通过半透膜，则b管中溶液渗透压进一步升高，a管中水分子又进入b管使b管液面升高，最后浓度差产生的渗透压力与液面高度差产生的压力相等时，液面处于平衡状态。若发现b管液面先上升后下降，直至b管液面仅略高于a管液面后不再变化，说明b管中溶液浓度高于a管中溶液浓度，原因
20、是蔗糖水解产物能通过半透膜，但b管中滴加了两滴一定浓度的蔗糖酶溶液，为使两管的液面等高，应进行的操作是在a管中滴加等量的蔗糖酶溶液。15图1表示小肠上皮细胞吸收葡萄糖的情况，为进一步探究细胞吸收葡萄糖的方式与细胞内、外葡萄糖浓度差的关系，有人设计了如图2实验(记作甲)：锥形瓶内盛有130 mg/dL的葡萄糖溶液以及活的小肠上皮组织切片。溶液内含细胞生活所必需的物质(浓度可忽略不计)。实验初始时，毛细玻璃管内的红色液滴向左缓缓移动，5 min起速率逐渐加快，此时，锥形瓶内葡萄糖溶液的浓度为a mg/dL。(1)图1显示：曲线AB段、BC段，小肠上皮细胞吸收葡萄糖方式依次属于_ _。CD段变化的原
21、因可能是载体失活而不是载体饱和，理由是当载体饱和时，_而使细胞内浓度升高，这与事实矛盾。(2)图2锥形瓶红色液滴的移动直接显示瓶内_含量的变化。(3)为验证5 min时造成红色液滴移动速率加快的直接因素，需要设计一个对照实验(记作乙)：乙实验装置的不同之处是5 min时用呼吸抑制剂处理小肠上皮组织。假定呼吸被彻底阻断，预期结果：实验开始5 min时，液滴移动情况是实验甲突然加快，实验乙_；葡萄糖溶液浓度变化情况是实验甲_，实验乙_。(4)若用相等质量的成熟红细胞替代小肠上皮细胞，红色液滴移动情况是_。【答案】(1)协助扩散、主动运输细胞仍然吸收葡萄糖(2)氧气(3)停止移动下降不变(4)不移动
22、【解析】(1)曲线AB段细胞外的葡萄糖浓度高于细胞内，细胞吸收葡萄糖的方式属于协助扩散；BC段细胞内的葡萄糖浓度高于细胞外，细胞吸收葡萄糖的方式属于主动运输，CD段变化的原因可能是载体失活，而不是载体饱和，理由是当载体饱和时，细胞仍然吸收葡萄糖而使细胞内浓度升高，这与事实矛盾。(2)瓶中加入KOH溶液，可吸收容器中的CO2，小肠上皮细胞在葡萄糖溶液中进行呼吸作用，吸收氧气，释放二氧化碳，二氧化碳被KOH溶液吸收，锥形瓶红色液滴的移动直接显示瓶内氧气含量的变化。(3)甲组和乙组的变量为是否存在呼吸作用，甲组有呼吸作用，乙组没有呼吸作用，故液滴移动情况是实验甲组加快，乙组不移动；葡萄糖溶液浓度变化情况是实验甲组下降，乙组不变。(4)人成熟红细胞不能进行有氧呼吸，故红色液滴不移动。