第2章第3讲.doc

第3讲　物质的输入和输出

[真题演练]
1．在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下，其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是

A．甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象
B．甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大
C．乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度
D．细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂
解析　甲图中细胞维持正常形态，则进入细胞的水分子和从细胞出去的水分子一样多，处于动态平衡状态，A错误；甲→乙发生了渗透失水，细胞发生质壁分离，原因之一是结构①(细胞壁)的伸缩性比结构②(细胞膜)的伸缩性要小，B错误；丙细胞可能发生渗透吸水，但由于细胞壁的存在，植物细胞渗透吸水后只会膨胀不会涨破，D错误。
答案　C
2．(2016·课标全国Ⅰ)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阶梯进行的
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
解析　离子泵通过消耗ATP进行离子的跨膜运输，是主动运输过程，一般为逆浓度进行，故A、B选项错误；主动运输速率受ATP供应和具有活性的载体数量的限制，C选项中，CO中毒会导致供氧不足，进而导致细胞呼吸作用速率下降，ATP供应减少，离子泵跨膜运输离子的速率降低，故C选项正确；D选项中，蛋白质变性剂会降低具有活性的载体数量，使离子泵跨膜运输离子的速率降低，故D选项错误。
答案　C
3．(2015·课标Ⅱ)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
B．mRNA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　胞吐是指细胞需要外排的分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处与细胞膜融合，将分子排出细胞的现象。细胞通过胞吐作用向外分泌物质是需要消耗能量的。A项浆细胞分泌抗体、C项胰腺的腺泡细胞向外分泌蛋白、D项突触小泡向突触间隙释放神经递质都属于胞吐。B项mRNA是通过核孔从细胞核到细胞质的，不属于胞吐。
答案　B
4．(2014·课标Ⅰ)下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是
A．与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察
B．用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
C．用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同
D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察
解析　红色花瓣细胞的液泡呈红色，比白色花瓣更便于观察质壁分离现象，A项正确；黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察，B项错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定都相同，用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同，C项正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡含有色素，有利于实验现象的观察，D项正确。
答案　B
5．(2014·课标Ⅱ)将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则

A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高
B．浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的
C．a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组
D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5mol·L－1之间
解析　题图横轴为蔗糖浓度，纵轴为实验前后长度比。若该比值小于1，则对应蔗糖浓度下花冠切条实验后吸水变长，且越接近1，吸水越少；若该比值大于1，则对应蔗糖浓度下花冠切条实验后失水变短，且越接近1，失水越少。水分进出细胞的方式是自由扩散，不消耗能量。实验前后长度比为1的蔗糖浓度应介于c和d组之间，故D项正确。
答案　D
[限时检测]
[限时45分钟；满分100分]
一、选择题(共12小题，每小题5分，共60分)
1．(2019·湘潭调研)下列关于物质运输的叙述，正确的是
A．水盐调节过程中，肾小管上皮细胞对水的重吸收属于主动运输
B．胰岛素的分泌过程需要消耗能量，因此该物质运输的方式为主动运输
C．人的红细胞处于高浓度的氯化钠溶液中产生质壁分离现象
D．物质进出细胞，依赖于细胞膜中某些组成成分的不断移动
解析　肾小管上皮细胞对水分的重吸收属于被动运输，不需要消耗能量，A错误；胰岛素的化学本质为蛋白质，其分泌方式属于胞吐，B错误；人的红细胞无细胞壁，不会发生质壁分离，C错误；物质进出细胞，主要依赖于构成细胞膜的大多数蛋白质的运动和磷脂双分子层的流动，D正确。
答案　D

2．下列关于人体细胞内外物质运输的叙述，错误的是
A．细胞中的细胞骨架与物质运输有关
B．通过核孔实现的物质交换具有选择性
C．某些小分子物质能通过胞吐的方式从细胞运出
D．呼吸抑制剂会影响成熟红细胞吸收葡萄糖的速率
解析　细胞中的细胞骨架与物质运输有关，A正确；核孔具有选择性，实现了细胞核和细胞质之间的物质交换，B正确；某些小分子物质能通过胞吐的方式从细胞运出，如神经递质，C正确；哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，不需要消耗能量，因此呼吸抑制剂不会影响成熟红细胞吸收葡萄糖的速率，D错误。
答案　D
3．下列关于质壁分离与复原实验的说法，正确的是
A．紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞不能发生质壁分离
B．需要把装片放在酒精灯上加热固定后再观察
C．该实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异
D．发生质壁分离后处于复原过程的细胞吸水能力逐渐增强
解析　紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞为成熟的植物细胞，可以发生质壁分离，A错误；观察质壁分离与复原实验中实验材料一直处于生活状态，不能加热固定，B错误；质壁分离实验可以说明细胞膜是选择透过性膜，而细胞壁是全透的，C正确；发生质壁分离后处于复原过程的细胞吸水能力逐渐减弱，D错误。
答案　C
4．如图表示的是一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化是

A．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度
B．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度
C．加酶前后A、B两侧液面不变
D．加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧上升并高于A侧高度
解析　A侧和B侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液，所以液面不变；麦芽糖酶将1分子的麦芽糖分解成2分子的葡萄糖，在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，麦芽糖水解，B侧的葡萄糖溶液浓度大于A侧，进入B侧水分子的数目大于出B侧的水分子数目，B侧液面上升且高于A侧。
答案　D
5．下图是物质进出细胞方式的概念图。

下列分析正确的是
A．①方式表示协助扩散
B．⑤⑥两种方式的共同特点是都需要载体
C．③④两种方式都与细胞膜的流动性有关
D．质壁分离实验中蔗糖进入细胞的方式为④
解析　根据题意和图示分析可知：物质跨膜运输包括被动运输和主动运输，被动运输又包括自由扩散和协助扩散，因此①表示主动运输，②表示被动运输，⑤⑥表示自由扩散、协助扩散；物质非跨膜运输包括胞吞或胞吐，因此③④表示胞吐、胞吞。A项，①方式表示主动运输，A错误；B项，⑤、⑥表示自由扩散、协助扩散，共同特点是顺浓度递度运输，前者不需要载体，B错误；C项，③、④表示胞吐和胞吞，物质不直接通过细胞膜，通过囊泡与细胞膜融合运输，与细胞膜流动性相关，C正确；D项，蔗糖为二糖，在质壁分离实验中蔗糖不能进入细胞，D错误。
答案　C
6．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，将两细胞分别浸没在甲、乙两种溶液中，测得液泡直径的变化情况如图所示。下列有关叙述中，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　分析题图，在2min之前，处于甲溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞液泡直径的减小速度更快，说明甲溶液的浓度更大，A错误；2 min时，与初始体积相比，处于甲、乙溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞中液泡的体积均由于失水而减小，因此与初始浓度相比，细胞液浓度均增大，B正确；10 min时，由于处于甲溶液中的细胞已经发生了质壁分离复原，因此再放入清水中基本不会发生变化，C错误；紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的液泡中没有紫色色素，质壁分离及复原现象在观察时不明显，D错误。
答案　B
7．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(如下图所示)。下列有关叙述正确的是

A．第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域
B．第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处
C．吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头
D．为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤
解析　“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，第一次是对正常细胞的液泡体积、颜色等进行观察，以此作为滴加蔗糖溶液后，判断细胞是否发生质壁分离的标准，因此不能省略，D错误；第一次观察时容易看到较大的紫色液泡和较小的无色细胞质基质区域，A错误；吸水纸的主要作用是引流，加速滴加的液体向对侧扩散，C错误；第二次观察的是植物细胞的质壁分离过程，在显微镜下可以看到质壁分离最先出现在细胞的角隅处，B正确。选B。
答案　B
8．如图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是

A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输
B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面
C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关
D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响
解析　据图分析，曲线a表示被转运分子的转运速率与浓度成正比，符合自由扩散的特点。曲线b表示在被转运分子的浓度较低时，随着浓度提高，转运速率增加，浓度较大时出现饱和现象，符合协助扩散和主动运输的特点(受载体蛋白数量限制)。A项中，脂溶性小分子的跨膜运输方式是自由扩散；B项中，自由扩散与载体蛋白无关；D项中，抑制细胞呼吸，停止能量供给，会影响主动运输，但对自由扩散和协助扩散无影响。选C。
答案　C
9．如图表示动物某组织细胞膜转运部分物质示意图，与图中信息不相符的是

A．甲侧为细胞外，乙侧为细胞内
B．Na＋既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输
C．图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP
D．图示中葡萄糖跨膜运输的方式与细胞吸收甘油的方式相同
解析　根据图示分析，图中Na＋以主动运输方式被运出细胞，K＋以主动运输方式进入细胞。细胞膜受刺激后，通透性改变，通过Na＋通道使Na＋内流，由高浓度到低浓度，所以甲侧为细胞外，乙侧为细胞内，A正确；从图中可以看出，Na＋可以顺浓度梯度进行被动运输，也可以逆浓度梯度进行主动运输，B正确；图示中葡萄糖的运输没有ATP参与，而是以Na＋的顺浓度梯度运输为驱动力，C正确；细胞吸收甘油的方式是自由扩散，D错误。选D。
答案　D
10．如图表示物质进出小肠上皮细胞的过程示意图。其中●、▲的个数代表分子(离子)的浓度。下列叙述不正确的是

A．葡萄糖通过主动运输的形式进入此细胞，需要消耗ATP
B．葡萄糖被运出此细胞的速率受O2浓度的影响
C．钠离子通过协助扩散的方式进入此细胞，不需要消耗ATP
D．人体的体温发生变化时会影响钠离子进入细胞的速率
解析　由图可知，葡萄糖逆浓度梯度进入小肠上皮细胞，运输方式是主动运输，需消耗ATP，A正确；葡萄糖运出细胞是顺浓度梯度，需要载体蛋白协助，运输方式为协助扩散，不受O2浓度影响，B错误；钠离子顺浓度梯度进入此细胞，需要载体蛋白协助，运输方式为协助扩散，不消耗ATP，C正确；体温变化影响载体蛋白的活性，进而影响钠离子进入细胞的速率，D正确。
答案　B
11．图1中的a、b、c表示几种物质跨膜运输的方式，图2表示放置在某溶液中的植物细胞失水量的变化情况。下列叙述错误的是

A．某种药物只抑制图l中的c而对a无影响，说明该药物抑制了c运输过程中载体的作用

B．图2表示的植物细胞可能发生了质壁分离和复原的过程，此时植物细胞所处的溶液一定是KNO3溶液
C．图2中A点细胞失水量最大，此时细胞的吸水能力最强
D．若温度降低，对图1中的a、b、c都会造成影响
解析　由图分析a属于自由扩散，b是主动运输，c是协助扩散。药物抑制载体的活动，会影响b、c的运输，对a无影响，A正确；图2分析该细胞发生了质壁分离后自动复原的过程，因此该细胞所处的溶液中溶质分子可以被细胞吸收，但不一定是KNO3溶液，B错误；图2中A点细胞失水量最大，A点之后细胞开始吸水，因此此时细胞的吸水能力最强，C正确；温度降低会影响细胞膜的流动性，对a、b、c三种运输都有影响，D正确。
答案　B
12．(2019·武汉检测)研究表明，水分子可以较快地通过水通道蛋白出入细胞且不需要能量，而甘油分子难以通过水通道蛋白，下列叙述错误的是
A．水通道蛋白对物质具有选择性
B．一种物质可能有多种跨膜运输方式
C．水通道蛋白作用时所需能量主要来自线粒体
D．水通道蛋白结构改变后功能也可能改变
解析　本题考查物质跨膜运输。水分子可以较快地通过水通道蛋白而甘油分子难以通过，说明水通道蛋白对物质具有选择性，A正确；有些物质跨膜运输可能有几种方式，比如葡萄糖可以以协助扩散的方式进入红细胞，也可以以主动运输的方式进入其他细胞，B正确；根据题干信息可知，水通道蛋白作用时不需要能量，C错误；结构决定功能，水通道蛋白结构改变后功能也可能变化，D正确。
答案　C
二、非选择题(共3小题，共40分)
13．(12分)图甲是物质A通过细胞膜的示意图，请回答以下问题。

(1)物质A跨膜运输的方式是________，判断理由是________________。其运输方式也可用图乙中的曲线________表示。如果物质A释放到细胞外，则转运方向是________(填“Ⅰ→Ⅱ”或“Ⅱ→Ⅰ”)。
(2)图甲中细胞膜是在________(填“光学显微镜”或“电子显微镜”)下放大的结果。该膜的模型被称为________，科学家用该模型很好地解释了生物膜的结构及特点。
(3)图中物质B指的是________，该物质彻底水解的产物是________。
(4)图乙中曲线①反映出物质运输速率与________有关，曲线②Q点之前影响物质运输速率的因素可能有________。
解析　(1)(3)图甲中，物质A逆浓度梯度且在载体B的协助下通过细胞膜，故其跨膜方式是主动运输。B的本质是蛋白质，其彻底水解的产物是氨基酸。图乙中曲线①中物质的运输速率随细胞内外浓度差增大而逐渐增大，代表的运输方式是自由扩散，曲线②代表的运输方式是主动运输，故物质A的运输方式对应曲线②。图甲中I侧含有由蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，即糖被，故该侧为细胞膜外侧，Ⅱ侧为细胞膜内侧，物质A运出细胞外，转运方向是Ⅱ→Ⅰ。(2)细胞膜的结构需要在电子显微镜下观察，现在公认的是流动镶嵌模型。(4)曲线②代表主动运输方式，Q点前物质运输速率已达到最大，在细胞外物质浓度足够大时，其限制因素有载体数量和能量等。
答案　(1)主动运输　物质运输逆浓度梯度进行　②　Ⅱ→Ⅰ　(2)电子显微镜　流动镶嵌模型
(3)载体蛋白　氨基酸　(4)膜两侧物质的浓度差　载体数量和能量
14．(14分)某同学借助质壁分离与复原实验的思路，设计实验测定紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度范围。根据所学知识，完善下列实验步骤。
实验步骤：
(1)配制一系列____________的蔗糖溶液。根据质壁分离实验可知，蔗糖溶液的浓度不得大于__________g·mL－1。
(2)撕取多个紫色洋葱鳞片叶外表皮小块，制成多组临时装片。在每组显微镜下找到清晰图像后，在一侧滴加________________，在另一侧________________，使溶液浸润整个标本。
(3)5分钟后观察细胞形态。
实验结论：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞细胞液的浓度范围在_____________________对应的浓度之间。

解析　测定细胞液浓度的大致范围，常用浓度梯度法。设置一系列等浓度梯度的蔗糖溶液，将生理状况相同的细胞分别置于不同浓度的溶液中，当细胞外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞失水；当细胞外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，细胞吸水。因此，细胞液的浓度介于未发生质壁分离的一组和刚刚发生质壁分离的一组对应的浓度之间。教材实验中用质量浓度为0.3 g·mL－1的蔗糖溶液做质壁分离实验，因此蔗糖溶液的浓度不得大于0.3 g·mL－1。
答案　(1)等浓度梯度的不同浓度　0.3　(2)(某一浓度的)蔗糖溶液　用吸水纸吸引　(3)未发生质壁分离的一组和刚刚发生质壁分离的一组(表述的意思合理即可)
15．(14分)科学家在研究Na＋、K＋、Ca2＋等无机盐通过细胞膜的运输方式时，做了如下实验：

(1)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＋的量如上图所示。则可据图判断，神经纤维排出24Na＋需要消耗________。“某药物”的作用机理是________________________________。
(2)如果在青蛙的离体心脏施加某种毒素后，Ca2＋的吸收明显减少，但K＋的吸收不受影响，细胞对不同离子的吸收不同表明细胞膜是________膜。
(3)红树林分布于热带、亚热带海岸潮间带，通常受到盐胁迫。红树林植物为抵抗盐胁迫，通过叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出。那么红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输，设计以下实验进行探究。
①实验步骤：
a．取生长发育相同的红树林植物，等分成A、B两组，放入适宜浓度的含有K＋、Ca2＋的溶液中；
b．A组给予正常的呼吸条件，B组________________________________。
c．___________________________________。

②实验结论：
a．若两组植株对K＋、Ca2＋的吸收速率相同，说明___________________________；
b．_________________________________，说明红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。
答案　(1)ATP　抑制细胞呼吸
(2)选择透过性
(3)①b.完全抑制有氧呼吸
c．一段时间后测定两组植株根系对K＋、Ca2＋等无机盐的吸收速率
②a.红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是被动运输
b．若B组吸收速率明显小于A组吸收速率