考点4 辨析物质出入细胞的方式及相关图像.docx

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考点4辨析物质出入细胞的方式及相关图像

考点4　辨析物质出入细胞的方式及相关图像

题组一　跨膜运输

1．（2016·全国乙，2）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梯度进行的

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

答案　C

解析　离子泵通过消耗ATP进行离子的跨膜运输，属于主动运输，A错误；主动运输一般为逆浓度梯度的运输，B错误；主动运输的速率受ATP供应和具有活性的载体数量的限制，一氧化碳中毒会导致氧供应不足，进而导致细胞呼吸速率下降，ATP供应减少，离子泵跨膜运输离子的速率降低，C正确；蛋白质变性剂会降低具有活性的载体的数量，使离子泵跨膜运输离子的速率降低，D错误。

2．（地方卷重组）判断下列有关跨膜运输的叙述：

（1）如图所示物质P和Q跨膜出细胞，则物质P和Q出细胞未必都消耗能量（2015·上海，6D）（　√　）

（2）在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na＋流入细胞，膜电位恢复过程中有Na＋排出细胞，其方式分别为被动运输和主动运输（2012·安徽，2A）（　√　）

（3）在如下氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图中管腔中氨基酸→上皮细胞、管腔中Na＋→上皮细胞和上皮细胞中氨基酸→组织液的方式分别为主动运输、被动运输和被动运输（2014·安徽，2D）（　√　）

（4）比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性，结果如图，则由图可推出“分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率”，但不能推出“离子以协助扩散方式通过人工膜”（2014·北京，3CD）（　√　）

题组二　膜泡运输

3．（2015·全国Ⅱ，3）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

答案　B

解析　胞吐是指大分子物质形成囊泡转移到细胞膜与细胞膜融合，将大分子物质排出细胞的现象。

A、C、D项皆属于胞吐作用；B项mRNA从细胞核到细胞质是通过核孔，不形成囊泡，不属于胞吐作用。

4．（地方卷重组）判断下列相关叙述：

（1）胞吐过程一定会产生分泌泡与细胞膜的融合（2014·浙江，1D）（　√　）

（2）蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外，该过程依赖膜的流动性且不消耗能量（2014·山东，1BD）（　×　）

题组三　质壁分离与复原的相关拓展

5．（2014·新课标全国Ⅱ，4）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

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

答案　D

解析　A项，通过图示可以看出，a组和b组实验前长度/实验后长度的值都小于1，表明细胞吸水导致细条变长；由于a组实验前长度/实验后长度的值小于b组的值，说明a组吸水较多，b组吸水较少，所以实验后a组液泡中的溶质浓度比b组的低。

B项，分析柱状图可知，f组细胞失水，而b组细胞吸水，因此浸泡导致f组细胞中液泡的失水量大于b组。

C项，水分进出细胞的方式是自由扩散，不消耗ATP。

D项，根据柱状图可知，在浓度为0.4mol·L－1的蔗糖溶液中的c组细胞吸水，而在浓度为0.5mol·L－1的蔗糖溶液中的d组细胞失水，所以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。

6．（2011·重庆，5）如图为某种植物幼苗（大小、长势相同）均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况（其他条件相同且不变）。

下列有关叙述中，错误的是（　　）

A．3h时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用和根细胞失水

B．6h后，甲组幼苗因根系开始吸收K＋、NO

，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高

C．12h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗将死亡

D．实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程

答案　B

解析　本题突破点就在于对一个词“开始”的理解。

6h后，甲组幼苗鲜重增加，说明此时植株根系进行渗透吸水，所以植株根系细胞液浓度大于外界KNO3溶液浓度。

幼苗鲜重从减少到增加的过程中，植株根系从渗透失水转变为渗透吸水，根系细胞液浓度从小于外界KNO3溶液浓度转变为大于外界KNO3溶液浓度，这一转变是根系细胞通过对K＋和NO

的吸收来实现的，这个吸收过程从实验一开始就在进行，而不是实验进行6h后才“开始”。

题组四　物质出入细胞有关简答题重组

7．（2011·海南，27）原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。

原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。

正常情况下尿液中不含葡萄糖。

肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。

下图为肾小管壁及相关结构示意图。

回答问题：

（1）肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度________（高于、低于、等于）组织液中的。

（2）原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是____________，需要________________的参与。

（3）肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是____________，原尿中葡萄糖未能被完全重吸收从而导致尿量增加的原因是____________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）高于　

（2）主动运输　载体和能量（ATP）　（3）渗透作用　原尿中葡萄糖未能被完全重吸收导致尿液的浓度增加，从而导致尿量增多

8．（2015·山东，26节选）光合作用产生的有机物主要以蔗糖的形式运输至种子。

种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高，说明种子细胞吸收蔗糖的跨膜运输方式是______________。

答案　主动运输

依纲联想

1．有关物质运输的7点核心提醒

（1）质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，总结果是单向的。

在植物细胞失水达到平衡状态时，细胞液浓度和外界溶液浓度相等；而吸水达到平衡状态时，细胞液浓度大于外界溶液浓度。

（2）植物细胞质壁分离与复原的条件：

①原生质层相当于半透膜；②细胞液与外界溶液存在浓度差。

（3）质壁分离的外因是细胞液浓度小于外界溶液浓度，内因是由于原生质层和细胞壁的伸缩性不同。

（4）由物质移动方向确定运输方式：

若物质由低浓度一侧到高浓度一侧，则一定是主动运输；若由高浓度一侧到低浓度一侧，则一般为被动运输，但也可能是主动运输。

（5）抓住关键点，区分“跨膜运输”与“胞吞和胞吐”

①跨膜运输是由物质直接穿过细胞膜完成，动力来自物质浓度差或ATP供能，其与膜的选择透过性有关，其不但说明细胞膜具有控制物质出入细胞的功能，也体现了细胞膜具有选择透过性。

②胞吞和胞吐是借助膜的融合完成，其动力来自ATP供能，与膜的流动性有关，其能说明细胞膜具有控制物质出入细胞的功能，体现了细胞膜具有一定的流动性。

（6）理解原理，掌握影响因素：

氧气浓度是通过影响细胞有氧呼吸速率来影响物质运输中的能量供应，但氧气浓度为零时，无氧呼吸也能为其提供能量；温度可影响膜的流动性和有关酶的活性来影响物质的运输速率。

（7）物质进出细胞核并非都通过核孔，核孔是RNA和蛋白质等大分子进出细胞核的通道；小分子进出细胞核也是通过跨膜运输，都具有选择性。

2．探究物质跨膜运输的方式

（1）探究是主动运输还是被动运输

（2）探究是自由扩散还是协助扩散

3．质壁分离实验的拓展

（1）判断成熟植物细胞是否有生物活性

（2）测定细胞液浓度范围

（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度

考向一　借助生物膜的亚显微结构考查物质出入细胞方式的判断

1．根据能量来源的不同，主动运输分为下图所示的a、b、c三种类型（图中▲、■、○代表跨膜运输的离子或小分子）。

下列叙述错误的是（　　）

A．图中的Q侧是细胞质基质

B．转运Y的能量可能是来自转运X时释放的能量

C．进行b类型主动运输所需要的能量都来自线粒体

D．进行c类型主动运输的生物有可能是某些细菌

答案　C

解析　糖蛋白只分布在细胞膜的外表面，即P表示外表面，Q表示内表面，所以细胞质基质存在于Q侧，A正确；Y离子与X离子通过同一个载体运输，可知Y离子转运所需的能量来源于X离子转运时释放的能量，B正确；进行b类型主动运输所需要的能量来自细胞质基质和线粒体，C错误；由图可知，c类型运输消耗的能量来自光能，可能是某些细菌，D正确。

思维延伸

如图表示人体细胞膜结构，判断下列相关叙述：

（1）b过程无法体现细胞膜的选择透过性，但能判断出b过程所运输的物质膜外浓度高于膜内（　×　）

（2）若此为神经元细胞膜，则在兴奋状态时，Na＋可通过c过程进入细胞内（　√　）

（3）若是突触前膜，则突触间隙位于图中Ⅰ侧，其中分布的液体为组织液（　√　）

（4）若该图表示人体红细胞膜，则葡萄糖进入该细胞的方式为a（　×　）

（5）若该图表示肌细胞膜，则b和d过程运输的气体可分别是O2和CO2（　√　）

（6）若该图表示下丘脑细胞膜，则抗利尿激素分泌时共穿过0层磷脂分子（　√　）

考向二　借助模式图解辨析物质出入细胞的方式

2．主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等，小肠上皮细胞跨膜运输葡萄糖的过程如图所示，判断下列说法正确的是（　　）

A．由图可知，葡萄糖进出小肠上皮细胞的方式是主动运输

B．图中同向转运蛋白可同时转运Na＋和葡萄糖，所以该载体蛋白不具有特异性

C．人体的体温发生变化时，不会影响Na＋进出小肠上皮细胞

D．小肠上皮细胞Na＋排出的方式和神经细胞K＋外流的方式不同

答案　D

解析　A项中，葡萄糖进入小肠上皮细胞，为低浓度至高浓度，是主动运输，但出小肠上皮细胞为协助扩散，A错误。

B项中，图中同向转运蛋白可同时转运Na＋和葡萄糖，Na＋的转运为葡萄糖进入小肠上皮细胞提供能量，B错误。

C项中，人体的体温发生变化时，影响细胞膜上的分子运动，影响钠离子进出细胞的速率，C错误。

D项中，小肠上皮细胞Na＋排出的方式为主动运输，神经细胞K＋外流的方式为被动运输，D正确。

思维延伸

（1）细胞膜上的Na＋－K＋泵通过消耗ATP来维持Na＋和K＋在细胞膜两侧的浓度差（　√　）

（2）葡萄糖进入小肠上皮细胞的动力来自Na＋的浓度差（　√　）

（3）小肠上皮细胞吸收葡萄糖所需能量直接来自于ATP（　×　）

（4）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（　√　）

考向三　以坐标图的形式考查物质出入细胞方式的辨析

3．科学家将番茄和水稻幼苗分别放在完全营养液中培养，在二者的吸水率几乎相同的情况下，实验前后的培养液中离子浓度之比如图，下列分析正确的是（　　）

A．两种植物对同一离子的吸收方式差异导致吸收速度的不同

B．番茄幼苗可吸收培养液中的Mg2＋，而水稻幼苗不吸收

C．实验结束时，培养水稻的培养液中Ca2＋的数量减少

D．两种植物吸收离子的选择性只由细胞膜上载体种类决定

答案　C

解析　两种植物对同一离子的吸收方式都是主动运输，A错误；番茄幼苗吸收培养液中的Mg2＋较多，而水稻幼苗吸收培养液中的Mg2＋较少，B错误；实验结束时，培养水稻的培养液中Ca2＋的数量减少，浓度增加，C正确；两种植物选择性吸收离子是由细胞膜上载体种类和数量决定的，D错误。

思维延伸

科学家将水稻和番茄分别放在含Ca2＋、Mg2＋和SiO

的培养液中培养，在二者的吸水率几乎相同的情况下，一段时间后，培养液中的离子浓度变化情况如图所示，请判断如下叙述：

（1）番茄从培养液中吸收Ca2＋，从体内排出SiO

（　×　）

（2）水稻吸收的SiO

多，对Ca2＋、Mg2＋吸收量少，而番茄吸收的Ca2＋和Mg2＋较多，对SiO

吸收量少（　√　）

（3）水稻培养液中Mg2＋浓度大于初始浓度，可能是水稻吸收水的速率大于吸收Mg2＋的速率（　√　）

（4）根据已有知识并结合图示可知，培养一段时间后，培养水稻的培养液中Ca2＋、Mg2＋、SiO

三种离子的数量变化趋势都是减少（　×　）

（5）现适当提高番茄培养环境的温度，可以使番茄培养液中Mg2＋浓度在较短时间内达到图中效果（　×　）

4．肝细胞和细菌都能以协助扩散的方式吸收葡萄糖，其中细菌协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT1，肝细胞协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT2，其运输的速率和葡萄糖浓度的关系如图所示，下列推测不正确的是（　　）

A．GLUT1对葡萄糖的亲和力比GLUT2对葡萄糖的亲和力大

B．B点与A点相比，制约葡萄糖转运速率的因素是GLUT1数量

C．两种载体蛋白都需要内质网、高尔基体的加工

D．载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率

答案　C

解析　GLUT1对葡萄糖的转运速率比GLUT2对葡萄糖的转运速率快，因此，GLUT1对葡萄糖的亲和力比GLUT2对葡萄糖的亲和力大，A正确；由题干信息可知，经载体GLUT1协助进入细菌的方式为协助扩散，因此B点与A点相比，制约葡萄糖转运速率的因素是GLUT1数量，B正确；在细菌细胞内没有内质网和高尔基体，C错误；比较三条曲线，磷脂双分子层运输葡萄糖的速率较其他两个都慢，说明载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率，D正确。

思维延伸

（1）下图中的甲、乙、丙为物质出入细胞过程中的相关变化曲线，思考：

①图乙中P点的限制因素为________________，而O点时，能量来自____________。

答案　载体蛋白数量　无氧呼吸

②图乙中，若将横坐标改为细胞呼吸强度，曲线又该如何绘制呢？

答案　如图所示

③若在图丙坐标系中绘出葡萄糖进入哺乳动物红细胞过程的变化曲线，该如何绘制呢？

答案　如图所示

（2）小肠绒毛上皮细胞膜上存在着两种运输葡萄糖的载体蛋白SGLT1（主动运输的载体蛋白）和GLUT2（协助扩散的载体蛋白），研究人员根据不同葡萄糖浓度下的运输速率实验绘制如图所示曲线。

请完成如下思考与填充：

①据图可知，小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式________（能或否）同时进行，葡萄糖浓度极低时只通过____________吸收，在较高浓度下，驱动该转运过程的动力主要来自于________________（填葡萄糖浓度差或ATP的分解）。

②依据图中数据结果，写出该研究课题名称___________________________________

________________________________________________________________________。

③已知骨骼肌细胞含有GLUT4（另一种协助扩散的载体蛋白），当受到__________（激素）刺激时，细胞膜上的GLUT4数量将________，从而调节骨骼肌摄取葡萄糖的速率。

答案　①能　主动运输　葡萄糖浓度差　②探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式　③胰岛素　增加

考向四　以文字表述的形式考查物质运输的辨析

5．下列有关物质进出细胞的叙述，正确的是（　　）

A．大分子有机物需要通过载体蛋白的转运才能进入细胞内

B．水分子的跨膜运输速率与细胞内外溶液浓度的差值无关

C．葡萄糖分子在顺浓度梯度下可以通过协助扩散进入细胞

D．大多数离子在逆浓度梯度下进入细胞内不需要消耗能量

答案　C

解析　大分子有机物要通过胞吞才能进入细胞内，需要能量，但不需要载体，A错误；水分子进出细胞的方式为自由扩散，顺浓度梯度运输，B错误；协助扩散和自由扩散都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，但协助扩散需要载体，C正确；大多数离子在逆浓度梯度下进入细胞内为主动运输方式，需要载体和能量，D错误。

思维延伸

判断下列有关物质运输的叙述：

（1）吞噬细胞吞噬病原体的过程，既体现了细胞膜的选择透过性，又直接涉及细胞间信息交流（　×　）

（2）血浆中的氧进入红细胞与血红蛋白结合需穿过两层磷脂双分子层（　×　）

（3）在氧浓度为0时，轮藻细胞可逆浓度梯度吸收K＋（　√　）

（4）氧气只有进入细胞的线粒体才能被利用（　×　）

（5）抑制神经细胞膜上载体的活性，会影响兴奋的产生和传导（　√　）

（6）在各种物质出入细胞的方式中都涉及膜成分的更新（　×　）

考向五　引入新情景辨析物质出入细胞的方式

6．如图为部分物质出入液泡的示意图，Ca2＋通过载体Ⅱ进入液泡时不直接消耗ATP。

下列叙述错误的是（　　）

A．H＋进入液泡属于主动运输

B．Ca2＋进入液泡不需要能量推动

C．载体Ⅰ、Ⅲ与ATP的水解有关

D．细胞液维持较高浓度有利于水向液泡内渗透

答案　B

解析　分析题图可知，液泡内的pH值低，说明氢离子浓度高，因此氢离子从浓度低的一侧运到浓度高的一侧属于主动运输，A正确；从图中可看出，液泡内的钙离子浓度高，因此Ca2＋进入液泡需要能量推动，B错误；载体Ⅰ、Ⅲ都是将物质从低浓度一侧运到高浓度一侧，都需要消耗能量，都与ATP的水解有关，C正确；细胞液维持较高浓度有利于水向液泡内渗透，D正确。

思维延伸

盐碱地中生活的某种植物，其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白，能将细胞质基质中的Na＋逆浓度梯度运入液泡，降低Na＋对细胞质基质中酶的伤害。

请判断下列叙述：

（1）液泡膜上水分子的扩散只能单向进行（　×　）

（2）细胞质基质中的高浓度Na＋一定不会降低酶的活性（　×　）

（3）Na＋进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透过性（　√　）

（4）该载体蛋白作用导致细胞内物质浓度大于外界溶液（　×　）

（5）这种适应性特征的形成是长期自然选择的结果（　√　）

考向六　以坐标图形式考查质壁分离与复原相关拓展

7．将完全相同的两个植物细胞分别放置在A、B溶液中，对细胞失水量进行统计后绘制出如下曲线。

下列叙述正确的是（　　）

A．选取植物根尖分生区的细胞作为实验材料较为适宜

B．图中放入A、B溶液的细胞质壁分离后放入清水中有可能都复原

C．若B溶液的浓度稍增大，则曲线的变化可能为a点上升，b点左移

D．在0～4min内，两条曲线的差异不可能是细胞内外物质浓度差导致的

答案　B

解析　根尖分生区细胞中无大液泡，不能用来作为观察质壁分离的实验材料，A错误；若处于A、B溶液中发生质壁分离后的细胞是活细胞，则放到清水后，有可能复原，B正确；若B溶液的浓度增大，则浓度差增大，相同时间内失水的程度变大，复原时所需要的时间变长，即a点上移，b点右移，C错误；在0～4min内，两种曲线的失水程度不同，有可能是由于浓度差不同引起的，D错误。

思维延伸

（1）请在下面坐标系中绘出上述题干所示过程中液泡的体积大小随处理时间的变化关系曲线。

答案　如图所示

（2）判断下列相关叙述：

①植物细胞在B溶液中发生质壁分离和自动复原，并且是在10分钟后发生复原（　×　）

②图中B溶液中a点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小（　×　）

③图中B溶液中b点细胞体积大于实验之前，处理时间再延长细胞会吸水涨破（　×　）

④b点时B物质溶液中细胞的细胞液浓度等于外界溶液浓度（　×　）

⑤取形状、大小相同的新鲜萝卜条A和萝卜条B各5段，分别浸泡在不同浓度的蔗糖溶液（甲～戊）中，一段时间后，取出所有萝卜条并测量其长度，结果如图所示（注：

蔗糖溶液与萝卜细胞之间只有水分交换），则甲～戊五种蔗糖溶液浓度的大小关系是丙>戊>甲>丁>乙（　×　）