高考生物考前3個月專題復習 專題1 細胞的分子組成和基本結構 考點4 辨析物質出入細胞的方式及相關圖像

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考點4　辨析物質出入細胞的方式及相關圖像 題組一　跨膜運輸 1．(2016全國乙，2)離子泵是一種具有ATP水解酶活性的載體蛋白，能利用水解ATP釋放的能量跨膜運輸離子。下列敘述正確的是(　　) A．離子通過離子泵的跨膜運輸屬于協(xié)助擴散 B．離子通過離子泵的跨膜運輸是順著濃度梯度進行的 C．動物一氧化碳中毒會降低離子泵跨膜運輸離子的速率 D．加入蛋白質變性劑會提高離子泵跨膜運輸離子的速率 答案　C 解析　離子泵通過消耗ATP進行離子的跨膜運輸，屬于主動運輸，A錯誤；主動運輸一般為逆濃度梯度的運輸，B錯誤；主動運輸的速率受ATP供應和具有活性的載體數量的限制，一氧化碳中毒會導致氧供應不足，進而導致細胞呼吸速率下降，ATP供應減少，離子泵跨膜運輸離子的速率降低，C正確；蛋白質變性劑會降低具有活性的載體的數量，使離子泵跨膜運輸離子的速率降低，D錯誤。 2．(地方卷重組)判斷下列有關跨膜運輸的敘述： (1)如圖所示物質P和Q跨膜出細胞，則物質P和Q出細胞未必都消耗能量(2015上海，6D)(　√　) (2)在膜電位由內負外正轉變?yōu)閮日庳撨^程中有Na＋流入細胞，膜電位恢復過程中有Na＋排出細胞，其方式分別為被動運輸和主動運輸(2012安徽，2A)(　√　) (3)在如下氨基酸和Na＋進出腎小管上皮細胞的示意圖中管腔中氨基酸→上皮細胞、管腔中Na＋→上皮細胞和上皮細胞中氨基酸→組織液的方式分別為主動運輸、被動運輸和被動運輸(2014安徽，2D)(　√　) (4)比較生物膜和人工膜(雙層磷脂)對多種物質的通透性，結果如圖，則由圖可推出“分子的大小影響其通過人工膜的擴散速率”，但不能推出“離子以協(xié)助擴散方式通過人工膜”(2014北京，3CD)(　√　) 題組二　膜泡運輸 3．(2015全國Ⅱ，3)下列過程中，不屬于胞吐作用的是(　　) A．漿細胞分泌抗體到細胞外的過程 B．mRNA從細胞核到細胞質的過程 C．分泌蛋白從胰腺的腺泡細胞到胞外的過程 D．突觸小泡中的神經遞質釋放到突觸間隙的過程 答案　B 解析　胞吐是指大分子物質形成囊泡轉移到細胞膜與細胞膜融合，將大分子物質排出細胞的現象。A、C、D項皆屬于胞吐作用；B項mRNA從細胞核到細胞質是通過核孔，不形成囊泡，不屬于胞吐作用。 4．(地方卷重組)判斷下列相關敘述： (1)胞吐過程一定會產生分泌泡與細胞膜的融合(2014浙江，1D)(　√　) (2)蛋白質類激素經囊泡運輸分泌到細胞外，該過程依賴膜的流動性且不消耗能量(2014山東，1BD)(　　) 題組三　質壁分離與復原的相關拓展 5．(2014新課標全國Ⅱ，4)將某植物花冠切成大小和形狀相同的細條，分為a、b、c、d、e和f組(每組的細條數相等)，取上述6組細條分別置于不同濃度的蔗糖溶液中，浸泡相同時間后測量各組花冠細條的長度，結果如圖所示。假如蔗糖溶液與花冠細胞之間只有水分交換，則(　　) A．實驗后，a組液泡中的溶質濃度比b組的高 B．浸泡導致f組細胞中液泡的失水量小于b組 C．a組細胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b組 D．使細條在浸泡前后長度不變的蔗糖濃度介于0.4～0.5 molL－1之間 答案　D 解析　A項，通過圖示可以看出，a組和b組實驗前長度/實驗后長度的值都小于1，表明細胞吸水導致細條變長；由于a組實驗前長度/實驗后長度的值小于b組的值，說明a組吸水較多，b組吸水較少，所以實驗后a組液泡中的溶質濃度比b組的低。B項，分析柱狀圖可知，f組細胞失水，而b組細胞吸水，因此浸泡導致f組細胞中液泡的失水量大于b組。C項，水分進出細胞的方式是自由擴散，不消耗ATP。D項，根據柱狀圖可知，在濃度為0.4 molL－1的蔗糖溶液中的c組細胞吸水，而在濃度為0.5 molL－1的蔗糖溶液中的d組細胞失水，所以使細條在浸泡前后長度不變的蔗糖濃度介于0.4～0.5 molL－1之間。 6．(2011重慶，5)如圖為某種植物幼苗(大小、長勢相同)均分為甲、乙兩組后，在兩種不同濃度的KNO3溶液中培養(yǎng)時鮮重的變化情況(其他條件相同且不變)。下列有關敘述中，錯誤的是(　　) A．3 h時，兩組幼苗均已出現萎蔫現象，直接原因是蒸騰作用和根細胞失水 B．6 h后，甲組幼苗因根系開始吸收K＋、NO，吸水能力增強，使鮮重逐漸提高 C．12 h后，若繼續(xù)培養(yǎng)，甲組幼苗的鮮重可能超過處理前，乙組幼苗將死亡 D．實驗表明，該植物幼苗對水分和礦質元素的吸收是兩個相對獨立的過程 答案　B 解析　本題突破點就在于對一個詞“開始”的理解。6 h后，甲組幼苗鮮重增加，說明此時植株根系進行滲透吸水，所以植株根系細胞液濃度大于外界KNO3溶液濃度。幼苗鮮重從減少到增加的過程中，植株根系從滲透失水轉變?yōu)闈B透吸水，根系細胞液濃度從小于外界KNO3溶液濃度轉變?yōu)榇笥谕饨鏚NO3溶液濃度，這一轉變是根系細胞通過對K＋和NO的吸收來實現的，這個吸收過程從實驗一開始就在進行，而不是實驗進行6 h后才“開始”。 題組四　物質出入細胞有關簡答題重組 7．(2011海南，27)原尿中葡萄糖、氨基酸等物質的濃度與血漿中的基本相同。原尿經腎小管上皮細胞的選擇性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情況下尿液中不含葡萄糖。腎小管上皮細胞中的葡萄糖通過被動運輸的方式進入組織液。下圖為腎小管壁及相關結構示意圖。 回答問題： (1)腎小管上皮細胞中的葡萄糖濃度________(高于、低于、等于)組織液中的。 (2)原尿中的葡萄糖進入腎小管上皮細胞的運輸方式是____________，需要________________的參與。 (3)腎小管上皮細胞重吸收水分的原理是____________，原尿中葡萄糖未能被完全重吸收從而導致尿量增加的原因是____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)高于　(2)主動運輸　載體和能量(ATP)　(3)滲透作用　原尿中葡萄糖未能被完全重吸收導致尿液的濃度增加，從而導致尿量增多 8．(2015山東，26節(jié)選)光合作用產生的有機物主要以蔗糖的形式運輸至種子。種子細胞內的蔗糖濃度比細胞外高，說明種子細胞吸收蔗糖的跨膜運輸方式是______________。 答案　主動運輸 依綱聯想 1．有關物質運輸的7點核心提醒 (1)質壁分離與復原過程中水分子的移動是雙向的，總結果是單向的。在植物細胞失水達到平衡狀態(tài)時，細胞液濃度和外界溶液濃度相等；而吸水達到平衡狀態(tài)時，細胞液濃度大于外界溶液濃度。 (2)植物細胞質壁分離與復原的條件：①原生質層相當于半透膜；②細胞液與外界溶液存在濃度差。 (3)質壁分離的外因是細胞液濃度小于外界溶液濃度，內因是由于原生質層和細胞壁的伸縮性不同。 (4)由物質移動方向確定運輸方式：若物質由低濃度一側到高濃度一側，則一定是主動運輸；若由高濃度一側到低濃度一側，則一般為被動運輸，但也可能是主動運輸。 (5)抓住關鍵點，區(qū)分“跨膜運輸”與“胞吞和胞吐” ①跨膜運輸是由物質直接穿過細胞膜完成，動力來自物質濃度差或ATP供能，其與膜的選擇透過性有關，其不但說明細胞膜具有控制物質出入細胞的功能，也體現了細胞膜具有選擇透過性。 ②胞吞和胞吐是借助膜的融合完成，其動力來自ATP供能，與膜的流動性有關，其能說明細胞膜具有控制物質出入細胞的功能，體現了細胞膜具有一定的流動性。 (6)理解原理，掌握影響因素：氧氣濃度是通過影響細胞有氧呼吸速率來影響物質運輸中的能量供應，但氧氣濃度為零時，無氧呼吸也能為其提供能量；溫度可影響膜的流動性和有關酶的活性來影響物質的運輸速率。 (7)物質進出細胞核并非都通過核孔，核孔是RNA和蛋白質等大分子進出細胞核的通道；小分子進出細胞核也是通過跨膜運輸，都具有選擇性。 2．探究物質跨膜運輸的方式 (1)探究是主動運輸還是被動運輸 (2)探究是自由擴散還是協(xié)助擴散 3．質壁分離實驗的拓展 (1)判斷成熟植物細胞是否有生物活性 (2)測定細胞液濃度范圍 (3)比較不同植物細胞的細胞液濃度 考向一　借助生物膜的亞顯微結構考查物質出入細胞方式的判斷 1．根據能量來源的不同，主動運輸分為下圖所示的a、b、c三種類型(圖中▲、■、○代表跨膜運輸的離子或小分子)。下列敘述錯誤的是(　　) A．圖中的Q側是細胞質基質 B．轉運Y的能量可能是來自轉運X時釋放的能量 C．進行b類型主動運輸所需要的能量都來自線粒體 D．進行c類型主動運輸的生物有可能是某些細菌 答案　C 解析　糖蛋白只分布在細胞膜的外表面，即P表示外表面，Q表示內表面，所以細胞質基質存在于Q側，A正確；Y離子與X離子通過同一個載體運輸，可知Y離子轉運所需的能量來源于X離子轉運時釋放的能量，B正確；進行b類型主動運輸所需要的能量來自細胞質基質和線粒體，C錯誤；由圖可知，c類型運輸消耗的能量來自光能，可能是某些細菌，D正確。 思維延伸 如圖表示人體細胞膜結構，判斷下列相關敘述： (1)b過程無法體現細胞膜的選擇透過性，但能判斷出b過程所運輸的物質膜外濃度高于膜內(　　) (2)若此為神經元細胞膜，則在興奮狀態(tài)時，Na＋可通過c過程進入細胞內(　√　) (3)若是突觸前膜，則突觸間隙位于圖中Ⅰ側，其中分布的液體為組織液(　√　) (4)若該圖表示人體紅細胞膜，則葡萄糖進入該細胞的方式為a(　　) (5)若該圖表示肌細胞膜，則b和d過程運輸的氣體可分別是O2和CO2(　√　) (6)若該圖表示下丘腦細胞膜，則抗利尿激素分泌時共穿過0層磷脂分子(　√　) 考向二　借助模式圖解辨析物質出入細胞的方式 2．主動運輸消耗的能量可來自ATP或離子電化學梯度等，小腸上皮細胞跨膜運輸葡萄糖的過程如圖所示，判斷下列說法正確的是(　　) A．由圖可知，葡萄糖進出小腸上皮細胞的方式是主動運輸 B．圖中同向轉運蛋白可同時轉運Na＋和葡萄糖，所以該載體蛋白不具有特異性 C．人體的體溫發(fā)生變化時，不會影響Na＋進出小腸上皮細胞 D．小腸上皮細胞Na＋排出的方式和神經細胞K＋外流的方式不同 答案　D 解析　A項中，葡萄糖進入小腸上皮細胞，為低濃度至高濃度，是主動運輸，但出小腸上皮細胞為協(xié)助擴散，A錯誤。B項中，圖中同向轉運蛋白可同時轉運Na＋和葡萄糖，Na＋的轉運為葡萄糖進入小腸上皮細胞提供能量，B錯誤。C項中，人體的體溫發(fā)生變化時，影響細胞膜上的分子運動，影響鈉離子進出細胞的速率，C錯誤。D項中，小腸上皮細胞Na＋排出的方式為主動運輸，神經細胞K＋外流的方式為被動運輸，D正確。 思維延伸 (1)細胞膜上的Na＋－K＋泵通過消耗ATP來維持Na＋和K＋在細胞膜兩側的濃度差(　√　) (2)葡萄糖進入小腸上皮細胞的動力來自Na＋的濃度差(　√　) (3)小腸上皮細胞吸收葡萄糖所需能量直接來自于ATP(　　) (4)葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞與Na＋從腸腔到小腸上皮細胞相伴隨(　√　) 考向三　以坐標圖的形式考查物質出入細胞方式的辨析 3．科學家將番茄和水稻幼苗分別放在完全營養(yǎng)液中培養(yǎng)，在二者的吸水率幾乎相同的情況下，實驗前后的培養(yǎng)液中離子濃度之比如圖，下列分析正確的是(　　) A．兩種植物對同一離子的吸收方式差異導致吸收速度的不同 B．番茄幼苗可吸收培養(yǎng)液中的Mg2＋，而水稻幼苗不吸收 C．實驗結束時，培養(yǎng)水稻的培養(yǎng)液中Ca2＋的數量減少 D．兩種植物吸收離子的選擇性只由細胞膜上載體種類決定 答案　C 解析　兩種植物對同一離子的吸收方式都是主動運輸，A錯誤；番茄幼苗吸收培養(yǎng)液中的Mg2＋較多，而水稻幼苗吸收培養(yǎng)液中的Mg2＋較少，B錯誤；實驗結束時，培養(yǎng)水稻的培養(yǎng)液中Ca2＋的數量減少，濃度增加，C正確；兩種植物選擇性吸收離子是由細胞膜上載體種類和數量決定的，D錯誤。 思維延伸 科學家將水稻和番茄分別放在含Ca2＋、Mg2＋和SiO的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在二者的吸水率幾乎相同的情況下，一段時間后，培養(yǎng)液中的離子濃度變化情況如圖所示，請判斷如下敘述： (1)番茄從培養(yǎng)液中吸收Ca2＋，從體內排出SiO(　　) (2)水稻吸收的SiO多，對Ca2＋、Mg2＋吸收量少，而番茄吸收的Ca2＋和Mg2＋較多，對SiO吸收量少(　√　) (3)水稻培養(yǎng)液中Mg2＋濃度大于初始濃度，可能是水稻吸收水的速率大于吸收Mg2＋的速率(　√　) (4)根據已有知識并結合圖示可知，培養(yǎng)一段時間后，培養(yǎng)水稻的培養(yǎng)液中Ca2＋、Mg2＋、SiO三種離子的數量變化趨勢都是減少(　　) (5)現適當提高番茄培養(yǎng)環(huán)境的溫度，可以使番茄培養(yǎng)液中Mg2＋濃度在較短時間內達到圖中效果(　　) 4．肝細胞和細菌都能以協(xié)助擴散的方式吸收葡萄糖，其中細菌協(xié)助葡萄糖運輸的載體蛋白為GLUT1，肝細胞協(xié)助葡萄糖運輸的載體蛋白為GLUT2，其運輸的速率和葡萄糖濃度的關系如圖所示，下列推測不正確的是(　　) A．GLUT1對葡萄糖的親和力比GLUT2對葡萄糖的親和力大 B．B點與A點相比，制約葡萄糖轉運速率的因素是GLUT1數量 C．兩種載體蛋白都需要內質網、高爾基體的加工 D．載體蛋白的存在能顯著提高細胞攝取葡萄糖的速率 答案　C 解析　GLUT1對葡萄糖的轉運速率比GLUT2對葡萄糖的轉運速率快，因此，GLUT1對葡萄糖的親和力比GLUT2對葡萄糖的親和力大，A正確；由題干信息可知，經載體GLUT1協(xié)助進入細菌的方式為協(xié)助擴散，因此B點與A點相比，制約葡萄糖轉運速率的因素是GLUT1數量，B正確；在細菌細胞內沒有內質網和高爾基體，C錯誤；比較三條曲線，磷脂雙分子層運輸葡萄糖的速率較其他兩個都慢，說明載體蛋白的存在能顯著提高細胞攝取葡萄糖的速率，D正確。 思維延伸 (1)下圖中的甲、乙、丙為物質出入細胞過程中的相關變化曲線，思考： ①圖乙中P點的限制因素為________________，而O點時，能量來自____________。 答案　載體蛋白數量　無氧呼吸 ②圖乙中，若將橫坐標改為細胞呼吸強度，曲線又該如何繪制呢？ 答案　如圖所示 ③若在圖丙坐標系中繪出葡萄糖進入哺乳動物紅細胞過程的變化曲線，該如何繪制呢？ 答案　如圖所示 (2)小腸絨毛上皮細胞膜上存在著兩種運輸葡萄糖的載體蛋白SGLT1(主動運輸的載體蛋白)和GLUT2(協(xié)助擴散的載體蛋白)，研究人員根據不同葡萄糖濃度下的運輸速率實驗繪制如圖所示曲線。請完成如下思考與填充： ①據圖可知，小腸絨毛細胞對葡萄糖的兩種運輸方式________(能或否)同時進行，葡萄糖濃度極低時只通過____________吸收，在較高濃度下，驅動該轉運過程的動力主要來自于________________(填葡萄糖濃度差或ATP的分解)。 ②依據圖中數據結果，寫出該研究課題名稱___________________________________ ________________________________________________________________________。 ③已知骨骼肌細胞含有GLUT4(另一種協(xié)助擴散的載體蛋白)，當受到__________(激素)刺激時，細胞膜上的GLUT4數量將________，從而調節(jié)骨骼肌攝取葡萄糖的速率。 答案?、倌堋≈鲃舆\輸　葡萄糖濃度差?、谔骄坎煌瑵舛绕咸烟菞l件下的主要吸收方式　③胰島素　增加 考向四　以文字表述的形式考查物質運輸的辨析 5．下列有關物質進出細胞的敘述，正確的是(　　) A．大分子有機物需要通過載體蛋白的轉運才能進入細胞內 B．水分子的跨膜運輸速率與細胞內外溶液濃度的差值無關 C．葡萄糖分子在順濃度梯度下可以通過協(xié)助擴散進入細胞 D．大多數離子在逆濃度梯度下進入細胞內不需要消耗能量 答案　C 解析　大分子有機物要通過胞吞才能進入細胞內，需要能量，但不需要載體，A錯誤；水分子進出細胞的方式為自由擴散，順濃度梯度運輸，B錯誤；協(xié)助擴散和自由擴散都是順濃度梯度進行的，不需要消耗能量，但協(xié)助擴散需要載體，C正確；大多數離子在逆濃度梯度下進入細胞內為主動運輸方式，需要載體和能量，D錯誤。 思維延伸 判斷下列有關物質運輸的敘述： (1)吞噬細胞吞噬病原體的過程，既體現了細胞膜的選擇透過性，又直接涉及細胞間信息交流(　　) (2)血漿中的氧進入紅細胞與血紅蛋白結合需穿過兩層磷脂雙分子層(　　) (3)在氧濃度為0時，輪藻細胞可逆濃度梯度吸收K＋(　√　) (4)氧氣只有進入細胞的線粒體才能被利用(　　) (5)抑制神經細胞膜上載體的活性，會影響興奮的產生和傳導(　√　) (6)在各種物質出入細胞的方式中都涉及膜成分的更新(　　) 考向五　引入新情景辨析物質出入細胞的方式 6．如圖為部分物質出入液泡的示意圖，Ca2＋通過載體Ⅱ進入液泡時不直接消耗ATP。下列敘述錯誤的是(　　) A．H＋進入液泡屬于主動運輸 B．Ca2＋進入液泡不需要能量推動 C．載體Ⅰ、Ⅲ與ATP的水解有關 D．細胞液維持較高濃度有利于水向液泡內滲透 答案　B 解析　分析題圖可知，液泡內的pH值低，說明氫離子濃度高，因此氫離子從濃度低的一側運到濃度高的一側屬于主動運輸，A正確；從圖中可看出，液泡內的鈣離子濃度高，因此Ca2＋進入液泡需要能量推動，B錯誤；載體Ⅰ、Ⅲ都是將物質從低濃度一側運到高濃度一側，都需要消耗能量，都與ATP的水解有關，C正確；細胞液維持較高濃度有利于水向液泡內滲透，D正確。 思維延伸 鹽堿地中生活的某種植物，其細胞的液泡膜上有一種載體蛋白，能將細胞質基質中的Na＋逆濃度梯度運入液泡，降低Na＋對細胞質基質中酶的傷害。請判斷下列敘述： (1)液泡膜上水分子的擴散只能單向進行(　　) (2)細胞質基質中的高濃度Na＋一定不會降低酶的活性(　　) (3)Na＋進入液泡的過程體現了液泡膜的選擇透過性(　√　) (4)該載體蛋白作用導致細胞內物質濃度大于外界溶液(　　) (5)這種適應性特征的形成是長期自然選擇的結果(　√　) 考向六　以坐標圖形式考查質壁分離與復原相關拓展 7．將完全相同的兩個植物細胞分別放置在A、B溶液中，對細胞失水量進行統(tǒng)計后繪制出如下曲線。下列敘述正確的是(　　) A．選取植物根尖分生區(qū)的細胞作為實驗材料較為適宜 B．圖中放入A、B溶液的細胞質壁分離后放入清水中有可能都復原 C．若B溶液的濃度稍增大，則曲線的變化可能為a點上升，b點左移 D．在0～4 min內，兩條曲線的差異不可能是細胞內外物質濃度差導致的 答案　B 解析　根尖分生區(qū)細胞中無大液泡，不能用來作為觀察質壁分離的實驗材料，A錯誤；若處于A、B溶液中發(fā)生質壁分離后的細胞是活細胞，則放到清水后，有可能復原，B正確；若B溶液的濃度增大，則濃度差增大，相同時間內失水的程度變大，復原時所需要的時間變長，即a點上移，b點右移，C錯誤；在0～4 min內，兩種曲線的失水程度不同，有可能是由于濃度差不同引起的，D錯誤。 思維延伸 (1)請在下面坐標系中繪出上述題干所示過程中液泡的體積大小隨處理時間的變化關系曲線。 答案　如圖所示 (2)判斷下列相關敘述： ①植物細胞在B溶液中發(fā)生質壁分離和自動復原，并且是在10分鐘后發(fā)生復原(　　) ②圖中B溶液中a點細胞失水量最大，此時細胞吸水能力最小(　　) ③圖中B溶液中b點細胞體積大于實驗之前，處理時間再延長細胞會吸水漲破(　　) ④b點時B物質溶液中細胞的細胞液濃度等于外界溶液濃度(　　) ⑤取形狀、大小相同的新鮮蘿卜條A和蘿卜條B各5段，分別浸泡在不同濃度的蔗糖溶液(甲～戊)中，一段時間后，取出所有蘿卜條并測量其長度，結果如圖所示(注：蔗糖溶液與蘿卜細胞之間只有水分交換)，則甲～戊五種蔗糖溶液濃度的大小關系是丙>戊>甲>丁>乙(　　)