1、课时分层作业 八 物质跨膜运输的实例和方式(30分钟100分)一、选择题(共8小题，每小题5分，共40分)1.(2018曲靖模拟)如图为一个渗透装置，假设溶质分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和b平齐。下列判断不正确的是()A.如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则液面a会下降，液面b会上升B.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，则液面a会上升，液面b会下降C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度不一定相等D.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压一定相等【解析】选D。如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则水主要向乙一侧扩散，
2、导致液面a会下降，液面b会上升；如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此甲的物质的量浓度大于乙，甲渗透压大于乙，因此液面a会上升，液面b会下降；当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，由于两侧的溶质分子不同，因此甲、乙溶液的浓度不一定相等；由于两侧溶质分子可能不同，当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压不一定相等。【加固训练】(2018河北三市联考)在如图所示的装置中，A、B、C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，h1h2，在达到平衡后，A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系
3、为()A.A=B=CB.ABCC.ACBD.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，即溶液的浓度差和水柱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。因此三种蔗糖溶液的浓度大小是ACB。【知识总结】两个液面形成高度差时影响水分子扩散的两个因素(1)静水压：有静水压的一侧水分子通过半透膜进入另一侧的速率快于另一侧的水分子进入有静水压的一侧。(2)溶液的浓度：浓度小的一
4、侧水分子通过半透膜进入另一侧的速率快于浓度大的一侧的水分子进入浓度小的一侧。2.下列有关细胞吸水和失水的叙述，正确的是()A.水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差B.当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，哺乳动物红细胞失水皱缩C.当外界溶液的浓度比细胞液的浓度低时，洋葱鳞片叶的表皮细胞吸水涨破D.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相同【解析】选A。水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差，当外界溶液浓度高于细胞液(质)浓度，细胞失水，当外界溶液浓度低于细胞液(质)浓度，细胞吸水；当外界溶液的浓度低时，哺乳动物红细胞一般会因持续吸水而涨破；植物细胞有细胞壁，不会吸水涨破；紫色洋
5、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。3.(2018深圳模拟)丽藻细胞液中K+浓度高于生活池水1 000倍，基于此事实的推理不合理的是()A.丽藻细胞膜上K+载体数量较多B.K+是丽藻生命活动必需的离子C.K+的吸收方式可能为被动运输D.K+的选择性吸收是由遗传物质决定的【解析】选C。丽藻细胞液中K+浓度高于生活池水1 000倍，说明细胞膜上K+载体数量较多，A正确；丽藻细胞液中K+浓度高于生活池水1 000倍，说明K+是丽藻生命活动必需的离子，B正确；K+的吸收是从低浓度到高浓度，因此K+的吸收方式可能为主动运
6、输，C错误；K+的选择性吸收是由遗传物质决定，D正确。【加固训练】某哺乳动物神经细胞内外的K+和Na+浓度见下表。下列属于主动运输的是()A.K+经钾离子通道排出细胞B.K+与有关载体蛋白结合排出细胞C.Na+经钠离子通道进入细胞D.Na+与有关载体蛋白结合排出细胞【解题指南】解答本题的突破口：(1)离子经离子通道进出细胞属于协助扩散。(2)主动运输的特点是逆浓度梯度运输，需要消耗能量。【解析】选D。K+ 和Na+分别经离子通道排出和进入细胞属于协助扩散；K+与有关载体蛋白结合排出细胞是顺浓度梯度进行的，属于协助扩散；Na+与有关载体蛋白结合排出细胞是逆浓度梯度进行的，属于主动运输。【易错提醒
7、】无机盐离子的运输方式并非都是主动运输，在顺浓度梯度情况下，也可通过被动运输方式进出细胞，如静息电位产生时K+的外流和动作电位产生时Na+的内流都是协助扩散。4.(2018衡水模拟)如图表示物质进入细胞的四种方式，有关说法错误的是()A.温度只影响图中和过程的速率B.吞噬细胞通过过程吞噬病原体C.小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是D.生长素极性运输进入细胞的方式是【解析】选A。据图分析，图中过程属于自由扩散，特点是从高浓度到低浓度，不需要载体蛋白和能量；属于协助扩散，特点是从高浓度到低浓度，需要载体蛋白，不需要能量；属于主动运输，特点是从低浓度到高浓度，需要载体蛋白和能量；过程属于胞吞作用，依赖于细
8、胞膜的流动性。温度影响分子的运动速率，影响膜的流动性，图中四种运输方式都会受到影响，A错误；过程属于胞吞作用，吞噬细胞通过过程吞噬病原体，B正确；乙醇进入细胞的方式是自由扩散，小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是，C正确；生长素极性运输进入细胞的方式是主动运输，运输方式是，D正确。【易错提醒】有关物质出入细胞的5个“不要漏掉”(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外不要漏掉协助扩散。(2)消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。(3)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外不要漏掉浓度差。(4)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外不要漏掉载体蛋白的合成场所核糖体。(5)运输速率与O2
9、浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。5.(2015全国卷)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【解题指南】(1)关键知识：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，与细胞膜结合，将分子排出细胞，这种现象叫胞吐。(2)隐含信息：抗体是分泌蛋白，是经囊泡运输到细胞膜的。【解析】选B。本题考查物质出入细胞的方式。浆细胞产生的抗体是分泌蛋白，在核糖体上合成后，经内质网和高尔基体加工，经囊泡运输与细胞膜融合，分泌到细胞外，故A
10、项属于胞吐作用。mRNA通过细胞核的核孔运输到细胞质，故B项不属于胞吐作用。胰腺的腺泡细胞的分泌蛋白分泌过程与抗体分泌过程相似，故C项属于胞吐作用。突触小泡与细胞膜(突触前膜)融合，将神经递质释放到突触间隙，故D项属于胞吐作用。6.(2016天津高考)在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中，显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述正确的是 ()A.由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜B.甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生C.与甲相比，乙所示细胞的细胞液浓度较低D.由乙转变为丙的过程中，没有水分子从胞内扩散到胞外【解题指南】解答本题的关键有两点：(1)明确高倍显微镜的使
11、用方法。(2)理解渗透作用及植物细胞的质壁分离和复原的原理。【解析】选B。本题主要考查观察植物细胞的质壁分离和复原的实验、显微镜的使用方法。A项，根据题图由甲到乙细胞体积没有变化，可判断显微镜放大倍数不变，没有更换目镜，故错误。B项，图示紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞由甲乙为失水过程，发生了质壁分离现象；乙丙为吸水过程，发生了质壁分离后的复原现象，甲、乙、丙可以在同一个细胞内依次发生，故正确。C项，图中乙所示细胞质壁分离程度大于甲，说明乙所示细胞的细胞液失水较多，其细胞液浓度较高，故错误。D项，由乙转变为丙的过程中，细胞吸水，单位时间内水分子从胞内扩散到胞外的数目少于从胞外扩散到胞内的数目，故错误。
12、【易错提醒】(1)用高倍镜观察时，一般不换目镜，而是转动转换器直接换用高倍物镜。(2)在发生渗透作用时，水分子可以通过半透膜进行双向扩散。7.(2016海南高考)下列关于膜蛋白和物质跨膜运输的叙述，错误的是()A.膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的B.膜蛋白不参与物质跨膜运输的被动运输过程C.主动运输可以使被运输离子在细胞内外浓度不同D.物质通过脂质双分子层的扩散速率与其脂溶性有关【解题指南】解答本题需要明确两点：(1)细胞膜的亚显微结构及功能。(2)主动运输和自由扩散两种跨膜运输方式的区别。【解析】选B。本题主要考查膜蛋白的分布特点及功能、自由扩散的原理和主动运输的特点。A项，膜蛋白在细胞膜上
13、的分布不对称，细胞膜内侧和外侧分布着不同的蛋白质，执行不同的功能，故正确。B项，部分膜蛋白(载体蛋白)参与物质跨膜运输的被动运输过程，故错误。C项，主动运输的特点之一是逆浓度梯度运输，使被运输离子在细胞内外浓度不同，故正确。D项，物质脂溶性越强，通过脂质双分子层的扩散速率越快，故正确。8.五个大小相同的马铃薯幼根与物种A的幼根分别放入甲戊五种不同浓度的蔗糖溶液中，数小时后，取出称重，重量变化如图所示。以下关于该实验结果的说法不正确的是()A.与马铃薯幼根细胞液等渗的溶液是甲溶液B.马铃薯比物种A更耐旱C.物种A幼根的细胞在甲浓度溶液中一定会发生明显的质壁分离D.在这五种蔗糖溶液中，浓度最大的是
14、乙溶液【解析】选C。在甲溶液中，马铃薯幼根细胞的重量不变，说明马铃薯吸水和失水处于动态平衡，甲溶液是马铃薯幼根细胞液的等渗溶液，A正确；由图可知，马铃薯吸水能力要比物种A强，所以马铃薯更耐干旱，B正确；幼根细胞的发育程度不同，因此其不一定会发生明显的质壁分离，C错误；在这五种蔗糖溶液中，乙溶液中的马铃薯幼根细胞的重量减少最大，说明乙溶液的浓度最大，D正确。二、非选择题(共2小题，共30分)9.(15分)(2018新乡模拟)水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上，能介导水分子跨膜运输，提高水分子的运输效率。如图是猪的红细胞在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞体积和初始体积之比的变化曲线(O点对应的浓度为
15、红细胞吸水涨破时的NaCl浓度)。请回答下列问题：(1)哺乳动物成熟的红细胞是提取细胞膜的良好材料，原因是_。在低渗溶液中，红细胞吸水涨破释放内容物后，剩余的部分称为“血影”，则“血影”的主要成分是_。根据图示可知，猪的红细胞在浓度为_mmolL-1的NaCl溶液中能保持正常形态。(2)分析上图，将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应浓度的NaCl溶液中，一段时间后，红细胞乙的吸水能力_(填“大于”“小于”或“等于”)红细胞甲，原因是_。(3)将猪的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中，发现红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞，结合以上信息分析，其原因可能是_。【解析】以题意和图示中的信息为解题
16、的切入点，据此围绕体验制备细胞膜的方法、细胞膜的结构和功能、细胞的吸水和失水等相关知识，对各问题进行分析解答。(1)哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和众多的细胞器，也就没有核膜和细胞器膜，因此是提取细胞膜的良好材料。“血影”是细胞膜结构，其主要成分是蛋白质和磷脂。曲线图显示：当NaCl溶液的浓度为150 mmolL-1时，红细胞体积和初始体积之比为1.0，说明水分子进出细胞处于动态平衡，此时红细胞能保持正常形态。(2)将相同的猪的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应浓度的NaCl溶液中，一段时间后，二者的红细胞体积和初始体积之比均小于1，且乙的比值更小，说明红细胞乙的失水量多于红细胞甲的失水量，
17、红细胞乙的细胞液渗透压高于红细胞甲的细胞液渗透压，所以红细胞乙的吸水能力大于红细胞甲的吸水能力。(3)将猪的红细胞和肝细胞置于蒸馏水中，发现红细胞吸水涨破所需的时间少于肝细胞，究其原因可能是红细胞细胞膜上存在水通道蛋白，肝细胞细胞膜上无水通道蛋白。答案：(1)哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和众多的细胞器蛋白质和磷脂150(2)大于红细胞乙失水量多，细胞液渗透压较高，细胞吸水能力较强(3)红细胞细胞膜上存在水通道蛋白，肝细胞细胞膜上无水通道蛋白【易错提醒】本题易错点在于对(2)题的解答：没有真正理解红细胞体积和初始体积之比的含义。一段时间后，红细胞体积和初始体积之比的值越大，说明细胞吸水越多；该
18、值越小，说明细胞失水越多。正确理解后，红细胞甲、乙的失水量的大小就显而易见，二者的渗透压的高低以及吸水能力的大小也就了解了。10.(15分)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连续观察(如图所示)。请回答：(1)图中三次观察的目的依次是_(用数字序号表示)。观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞起始的状态；观察质壁分离现象；观察质壁分离复原现象(2)视野中能被观察到的细胞器是_，能否观察到染色体？_。(3)以下A、B、C、D四图所示实验中，其实验原理与“观察植物细胞的质壁分离和复原实验”的原理差异最大的是_。【解析】(1)据图可知，第一次观察为紫色洋葱鳞片叶
19、外表皮细胞在清水中的正常状态，第二次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蔗糖溶液中的质壁分离状态，第三次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在清水中的质壁分离复原状态。(2)视野中能被观察到的细胞器是液泡，成熟的植物细胞不能进行细胞分裂，故看不到染色体。(3)图中A、C、D都有细胞的失水与吸水的相关过程，B是根据是否产生气体，观察有色液体的移动，故B错误。答案：(1)(2)液泡不能(3)B1.(6分)主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。如图为Na+、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。下列关于图中物质跨膜运输过程的分析错误的是()A.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是不需要耗能的主动运输B.Na+
20、从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗ATP的主动运输C.葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na+从肠腔到小肠上皮细胞相伴随D.Na+从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为被动运输【解析】选A。由图可知，葡萄糖从肠腔逆浓度梯度进入小肠上皮细胞，属于主动运输，但不消耗ATP，则消耗的能量应来自离子电化学梯度，A错误；Na+从小肠上皮细胞进入组织液是逆浓度梯度进行的，且需要载体蛋白协助和消耗ATP，属于主动运输，B正确；从图示可看出，葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na+从肠腔到小肠上皮细胞共用一个载体，C正确；Na+从肠腔进入小肠上皮细胞的方式是协助扩散，葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液的
21、方式也是协助扩散，均为被动运输，D正确。2.(6分)如图是某些物质跨膜运输的图解，下列分析与实际不相符的是()A.图中跨膜运输情况反映了细胞膜的功能特性B.细胞之所以能吸收Cl-与它的遗传物质的表达有关C.水分子的移动趋势与细胞内外的浓度差有关D.若此细胞为动物细胞，则淀粉进入细胞的方式为胞吞【解析】选D。图中跨膜运输情况反映了细胞膜的功能特性，即选择透过性，A正确；细胞之所以能吸收Cl-与它的遗传物质的表达有关，B正确；水分子的移动趋势与细胞内外的浓度差有关，即由低浓度到高浓度，C正确；淀粉为多糖，不能直接进入细胞，需要先经过水解形成葡萄糖再被吸收，D错误。3.(18分)科学家为了研究蛋白A
22、的功能，选用细胞膜中缺乏此蛋白的非洲爪蟾卵母细胞进行实验，处理及结果见表。实验组号在等渗溶液中进行的处理在低渗溶液中测定卵母细胞的水通透速率(cms-110-4)向卵母细胞注入微量水(对照)27.9向卵母细胞注入蛋白A的mRNA210.0将部分细胞放入含HgCl2的等渗溶液中80.7将部分细胞放入含试剂M的等渗溶液中188.0(1)将组卵母细胞放入低渗溶液中后，水分子经自由扩散(渗透)穿过膜的_进入卵母细胞。(2)将蛋白A的mRNA注入卵母细胞一定时间后，该mRNA_的蛋白质进入细胞膜，使细胞在低渗溶液中体积_。(3)与组细胞相比，组细胞对水的通透性_，说明HgCl2对蛋白A的功能有_作用。比
23、较、组的结果，表明试剂M能够使蛋白A的功能_。推测HgCl2没有改变蛋白A的氨基酸序列，而是破坏了蛋白A的_。(4)已知抗利尿激素通过与细胞膜上的_结合，可促进蛋白A插入肾小管上皮细胞的细胞膜中，从而加快肾小管上皮细胞对原尿中水分子的_。(5)综合上述结果，可以得出_的推论。【解析】(1)水分子进出细胞的方式有自由扩散和水通道蛋白协助扩散2种，自由扩散直接穿过细胞膜的磷脂双分子层。(2)非洲爪蟾没有蛋白A基因，注入蛋白A的mRNA后，可以翻译出蛋白A，蛋白A进入细胞膜后，促进水分子进出细胞。当细胞处于低渗溶液中时，由于渗透作用和蛋白A协助扩散使水分子大量进入细胞，细胞体积迅速增大。(3)由题意
24、可知，实验为对照组，、为实验组，由实验和实验的比较可以得出，蛋白A可以提高细胞对水的通透性；实验与实验相比，细胞对水的通透性明显降低，这两组实验的唯一变量为HgCl2，汞为重金属，能使蛋白质变性，所以其对蛋白A的功能有抑制作用；实验中细胞对水的通透性部分恢复，说明试剂M能解除HgCl2对蛋白A的抑制作用，因此，HgCl2没有改变蛋白A的氨基酸序列，只是破坏了蛋白A的空间结构。(4)抗利尿激素能促进肾小管和集合管对原尿中水的重吸收，激素的作用原理是通过与靶细胞的相应受体结合，从而激活靶细胞，使其发挥相应的功能。(5)通过实验、相互比较可以得出，蛋白A对于水分子进出细胞起促进作用，可能为水通道蛋白。答案：(1)磷脂双分子层(2)翻译迅速增大(3)明显降低抑制部分恢复空间结构(4)受体重吸收(5)蛋白A是水通道蛋白- 11 -