1、物质跨膜运输的实例和方式一、选择题1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成熟植物细胞在一定条件下才能观察到明显的质壁分离现象，A错误；动物细胞不能发生质壁分离的根本原因是不具有细胞壁，B错误；一定浓度的甘油溶液可以使洋葱表皮细胞发生质壁分离，C正确；处于质壁分离状态的细胞，在质壁分离过程中细胞液浓度小于外界溶液的浓度，而在质壁分离复原过程中细胞液浓度大于外界溶液的浓度，D错误。2水分
2、子之所以能从低浓度的溶液中进入高浓度的溶液中，是因为存在渗透压。为了证明这一渗透压的存在，并且也能测定渗透压的大小，有人设计了以下三个实验，假设三个实验中水分子进入半透膜的速度是V1，出来的速度是V2。下列对ab的过程中V1的变化情况和bc的过程中V2的变化情况描述正确的是()AV2由快变慢，V1由慢变快BV1和V2都是由慢变快CV1和V2都是由快变慢 DV1 由快变慢，V2由慢变快解析：选D由于蔗糖溶液的浓度大于蒸馏水的浓度，由ab的过程中，a中水分子进入半透膜的速度很快；b中由于水柱的压强作用，水分子进入半透膜的速度变慢，由bc的过程中，由于c中施加了压力，水从半透膜出来的速度比较快。3(
3、2021年1月新高考8省联考河北卷)植物细胞膜磷脂双分子层对水有一定的通透性，但研究发现大量的水通过细胞膜上的水通道蛋白进出细胞。下列关于水通道蛋白与植物体内水分代谢关系的叙述，错误的是()A水通道蛋白活性增强的植物叶片气孔更易开放B水通道蛋白活性减弱的植物细胞在高渗溶液中不发生质壁分离C水通道蛋白活性增强的植物在缺水条件下更易发生萎蔫D水通道蛋白活性减弱的植物细胞伸长生长速度降低解析：选B保卫细胞吸水膨胀会使气孔开放，水通道蛋白活性增强的植物，水更容易进出细胞，所以气孔更容易开放，A正确；水通道蛋白活性减弱的植物，水进出细胞受阻，所以在高渗溶液中质壁分离的过程会减慢，但依旧会发生质壁分离，B
4、错误；水通道蛋白活性增强的植物，水更容易进出细胞，在缺水条件下，水容易离开细胞，不利于植物生存，容易发生萎蔫，C正确；水通道蛋白活性减弱的植物，水进出细胞受阻，细胞代谢受到影响，所以生长速率减慢，D正确。4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的过程解析：选DCO2属于小分子，苯分子属于脂溶性物质，二者均以自由扩散的方式进出细胞；蔗糖以扩散的方式通过细胞壁；离子的吸收属于主动运输。5(2021天津模拟)图1表示某溶液中甲、乙、丙、丁四种物质通过细胞膜的过程，图中为细胞膜相关组成成分，图2表示O2含量变化对小肠上皮细
5、胞吸收K速率的影响。下列有关叙述错误的是()A图1中细胞膜的上侧是细胞膜的外侧B图2说明K的吸收方式是主动运输C若图1中甲表示葡萄糖，则该细胞不可能是哺乳动物红细胞D图2中K吸收速率不再增加时，限制因素是载体数量和O2含量解析：选D图1中细胞膜的上侧有多糖，多糖位于细胞膜的外侧，说明上侧是细胞膜的外侧，A正确；据图2曲线可知，开始时随O2含量增多，细胞呼吸速率加快，提供能量增多，K吸收速率增大，随后O2含量继续增多，K吸收速率受载体数量限制，不再增大，说明K的吸收方式是主动运输，B正确；若图1中甲表示葡萄糖，则甲通过细胞膜的方式为主动运输，而哺乳动物红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，故该细胞不可能是
6、哺乳动物红细胞，C正确；图2中K吸收速率不再增加时，O2含量还在继续增加，故限制因素是载体数量，不是O2含量，D错误。6下列过程中，不属于胞吐作用的是()A浆细胞分泌抗体到细胞外的过程BmRNA从细胞核到细胞质的过程C分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程D突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程解析：选B胞吐是指细胞需要外排的大分子等物质，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处与细胞膜融合，将大分子等排出细胞的现象。细胞胞吐的是大分子等物质，此过程需要消耗能量。浆细胞分泌抗体、胰腺的腺泡细胞向胞外分泌蛋白、突触小泡向突触间隙释放神经递质都属于胞吐。mRNA是通过核孔从细胞核到细胞质的，不属于胞
7、吐。7(2021年1月新高考8省联考广东卷)如图示质子泵跨膜运输H的过程。质子泵抑制剂可与胃壁细胞膜上的质子泵共价结合，使其不可逆地失活，从而抑制胃酸的分泌。下列叙述错误的是()A质子泵以主动运输的方式将H运出细胞B质子泵参与细胞及其微环境的pH调控C质子泵本质上是一种生物膜上的载体蛋白D呼吸抑制剂使质子泵失活而抑制胃酸分泌解析：选D分析题图可知，H运出细胞需要消耗能量、载体且逆浓度梯度运输，所以质子泵以主动运输的方式将H运出细胞，A正确；质子泵可以运输H，进而可以参与细胞及其微环境的pH调控，B正确；质子泵本质上是一种生物膜上的载体蛋白，起到运输作用，C正确；由题意可知，质子泵抑制剂可与胃壁
8、细胞膜上的质子泵共价结合，使其不可逆地失活，从而抑制胃酸的分泌，而非呼吸抑制剂，D错误。8下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是()A在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2和NOB农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收C土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收D给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象解析：选A小麦不能直接吸收土壤中的N2，N2必须被固定后才能被植物吸收利用；农田松土可增强农作物根的有氧呼吸，为矿质元素的吸收供能，有利于对矿质元素的吸收；土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可溶解在土壤溶液中，从而被根系吸收利用；施肥过多会使土壤溶液浓度大于
9、根细胞液浓度，从而导致根细胞因失水过多而死亡，造成“烧苗”现象。9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BNaCl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，因此当植物吸水时，原生质层不会大于细胞长度，而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，A正确；从1至5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
10、高，B正确；浓度2中b/a值小于1，表明原生质层长度比细胞壁短，植物发生质壁分离，C正确；外界溶液浓度越大，则质壁分离程度越大，D错误。10如图表示细胞膜结构及物质跨膜运输。下列有关叙述正确的是()A甘油和脂肪酸以图中的b途径通过细胞膜B图中表示细胞膜的基本支架C葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞可用图中的c表示D图中都能运动，体现了细胞膜的结构特点解析：选A甘油和脂肪酸都是亲脂性物质，以b自由扩散方式运输，A正确；是磷脂分子，细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，B错误；葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞是主动运输，而图中c也表示主动运输，但二者的方向不同，c表示物质从膜内运向膜外，C错误；构成细胞膜的大多数蛋白
11、质分子是可以运动的，D错误。11在植物体内叶肉细胞中合成的蔗糖不断运出，再由筛管转运到其他部位贮存、利用。如图表示蔗糖分子的跨膜运输及相关过程。有关叙述错误的是()A蔗糖载体和ATP酶之间功能的差异与它们分子结构的差异直接相关B图中蔗糖和K的运输都属于主动运输，但两者的运输动力不同C若将洋葱表皮细胞置于一定浓度的蔗糖溶液中，细胞可能会发生质壁分离和自动复原现象D叶肉细胞保持较高的pH有利于蔗糖分子运出解析：选D蛋白质的结构与功能相适应，蔗糖载体与ATP酶的功能不同，其直接原因是组成蛋白质的氨基酸种类、数量、排列顺序不同，以及多肽链的空间结构不同，A正确；图示蔗糖主动运输的动力是膜两侧H浓度差，
12、而K的运输动力是ATP，B正确；根据题干信息可知，蔗糖可以从叶肉细胞运出后运到一些部位贮存，则洋葱细胞可以吸收蔗糖，因此将洋葱表皮细胞放在一定浓度的蔗糖溶液中，细胞可能会发生质壁分离和自动复原，C正确；根据图示蔗糖运输时，蔗糖须与H同向运输，因此，叶肉细胞内H多(pH低)更有利于蔗糖运出叶肉细胞，D错误。12氰化物是一种剧毒物质，其通过抑制H与O2的结合，使得组织细胞不能利用O2而陷入内窒息。如图为研究植物根尖吸收K的相关实验。下列分析错误的是()A通过实验甲可以判断植物根尖细胞吸收K属于主动运输B实验甲中，4 h后O2消耗速率下降是因为细胞外K浓度降低C实验乙中，4 h后吸收K消耗的能量可能
13、来自无氧呼吸D实验乙加入氰化物后，细胞对O2的吸收速率不变解析：选D由实验甲可知，加入KCl后，O2的消耗速率增加，说明植物根尖细胞吸收K需要消耗能量，属于主动运输；实验甲中，4 h后O2消耗速率下降是因为细胞外K浓度降低，细胞吸收K的量减少；实验乙中，4 h后组织细胞吸收K的速率不再降低，说明此时细胞已经不能利用O2，其吸收K消耗的能量可能来自无氧呼吸；氰化物能抑制H与O2的结合，因此实验乙加入氰化物后，细胞对O2的吸收速率减慢。二、非选择题13如图甲、乙、丙分别是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图(箭头大小代表水分子数的多少)。请回答下列问题：(1)若将人的成熟红细胞放入清水中，会
14、出现如图_(填题图编号)所示现象，最终红细胞会_。(2)若将洋葱表皮细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会出现如图_(填题图编号)所示现象，达到平衡时，水分子进出细胞的状况如图_(填题图编号)所示。然后将其放在清水中，则达到平衡时细胞内液渗透压_(填“大于”“小于”或“等于”)清水的渗透压。(3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，一段时间内细胞体积增大且最终_(填“会涨破”或“不会涨破”)。解析：(1)将人的成熟红细胞放入清水中，细胞吸水，如图甲所示。动物细胞无细胞壁，红细胞会因吸水过多而涨破。(2)将洋葱表皮细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞外界溶液浓度较大，细胞失水，如图丙所示；达
15、到平衡状态时，水分子进出细胞的速率相等，如图乙所示；此时将其放入清水中，细胞吸水，达到平衡时，水分子进出细胞的速率相等，此时细胞内外仍存在浓度差，细胞内液渗透压较高。(3)若某叶肉细胞正处于图甲所示状态，细胞体积会增大但不会涨破，因为植物细胞有细胞壁的保护。答案：(1)甲涨破(2)丙乙大于(3)不会涨破14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/KA
16、TP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酶时，将ADP合成ATP；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，在运输Na和K的过程中，Na/KATP酶的空
17、间结构发生改变，这种改变有利于与离子的结合与分离。(3)分析图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；进行ATP合成或分解的反应条件取决于离子浓度差(或离子流动方向)。(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过程。答案：(1)选择透过主动运输(2)空间结构(3)顺离子浓度差(或离子流动方向)(4)分隔215图1表示小肠细胞吸收葡萄糖的情况，
18、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。溶液内含细胞生活必需的物质(浓度忽略不计)。实验初，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，小肠细胞吸收葡萄糖方式依次属于_。分析CD段变化原因可能是载体失活而不是载体饱和，理由：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
19、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_。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CO2，CO2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)甲组和乙组的变量是：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。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