生物必修1《分子与细胞》第四章 细胞的物质输入和输出第3节 物质跨膜运输的方式练习

第1~3节综合拔高练

五年选考练

考点1　细胞的吸水和失水

1.(2018浙江4月选考,17,2分,★★☆)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所致

D.细胞发生渗透作用至丙状态,一段时间后该细胞会破裂

2.(2017课标全国Ⅱ,4,6分,★★☆)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A.0~4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内

B.0~1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等

C.2~3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压

D.0~1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压

考点2　生物膜的流动镶嵌模型

3.(2016课标全国Ⅲ,1,6分,★★☆)下列有关细胞膜的叙述,正确的是(　　)

A.细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的

B.细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同

C.分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象

D.膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的

考点3　物质进出细胞的方式

4.(2018海南单科,6,2分,★★☆)将水稻幼苗培养在含MgSO4的培养液中,一段时间后,发现营养液中Mg2+和S的含量下降,下列叙述不合理的是(　　)

A.Mg2+通过自由扩散进入根细胞

B.MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收

C.根吸收的Mg2+可以参与叶绿素的形成

D.降低温度会影响水稻根系对Mg2+的吸收

5.(2016海南单科,1,2分,★★☆)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

6.(2016海南单科,5,2分,★★☆)下列属于主动运输的是　(　　)

A.动物肺泡细胞释放CO2

B.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S的过程

考点4　影响物质跨膜运输的因素

7.(2016课标全国Ⅰ,2,6分,★☆☆)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

8.(2019海南单科,27节选,★★☆)在适宜条件下,测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示(a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率)。回答下列问题。

(1)根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的含义是　　　　　　　　　　　　　。 

(2)实验结果表明:当外界溶液中b的浓度达到一定数值时,再增加b的浓度,根细胞对b的吸收速率不再增加。可能的原因是　　　　　　　　　　　。 

三年模拟练

一、选择题

1.(★★☆)如图为某学生在用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞做一定浓度的蔗糖溶液对细胞影响的实验中观察到的细胞示意图,请判断下列叙述中正确的是(　　)

A.图中1、2、6组成了细胞的原生质层

B.图中1是细胞壁,6中充满了蔗糖溶液

C.图中细胞处于质壁分离状态,此时6处的浓度一定大于7处的浓度

D.图中7是细胞液,在细胞发生质壁分离过程中,其颜色逐渐变浅

2.(2020广东汕头金山中学高一期末,★★☆)下图是生物膜的流动镶嵌模型,下列叙述正确的是(　　)

A.①在生物膜中是均匀对称分布的

B.②是生物膜的基本支架,“头”部疏水,“尾”部亲水

C.甘油、CO2、H2O通过该膜的跨膜运输方式相同

D.②是静止的,①是运动的,从而导致膜具有流动性

3.(2020河北邢台高三月考,★★★)某同学将洋葱鳞片叶外表皮细胞放置在清水中,一段时间后向清水中缓慢加入蔗糖,洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡体积变化如图所示,实验过程中细胞始终保持活性。下列叙述正确的是 (　　)

A.在a~b段,细胞液的渗透压变大,细胞吸水能力增强

B.在b~c段,水进出细胞达到平衡,细胞内外溶液的浓度相同

C.在c~d段,液泡膜和细胞膜都会出现膜脂的流动现象

D.在d~e段,若把细胞置于蒸馏水中,不会出现质壁分离复原现象

二、非选择题

4.(2020黑龙江哈尔滨六中高三期中,★★★)现有两瓶质量分数均为30%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液。已知葡萄糖分子可以透过半透膜,蔗糖分子不能透过。请回答以下问题:

(1)有同学把体积相同的葡萄糖溶液与蔗糖溶液用半透膜隔开(如图1所示),在一段时间内,乙液面的变化情况是　　　　　　　,最后乙液面　　　(填“高于”“低于”或“等于”)甲液面。 

(2)某同学以紫色洋葱鳞片叶的外表皮为材料,利用植物细胞质壁分离与复原的原理进行了鉴定葡萄糖溶液和蔗糖溶液的实验。请在图2中补充可能的实验结果。

(3)如图3所示是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,其中①②③④代表物质运输方式。鲨鱼体内能积累大量的盐,盐分过高时就要及时将多余的盐分快速排出体外,且不消耗能量,其跨膜运输的方式是　　　　(填序号)。 

(4)蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+的方式是　　　(填序号)。若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞,则图3中不会受到显著影响的运输方式是　　　　(填序号)。若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+吸收明显减少,但K+的吸收不受影响,最可能的原因是该毒素抑制了转运Ca2+的　　　　　　的活性。 

第1~3节综合拔高练

五年选考练

1.C　甲处于动态平衡状态,此时水分子仍然可以通过跨膜运输进出细胞,A错误;甲→乙变化表明该细胞正在发生质壁分离,其原因之一是结构①细胞壁的伸缩性比结构②原生质层的伸缩性要小,B错误;乙→丙变化表明该细胞正在发生质壁分离的复原,其变化的原因是外界溶液浓度小于细胞液浓度,细胞吸水, C正确;细胞发生渗透作用至丙状态,因细胞壁的支持和保护作用,一段时间后该细胞不会破裂,D错误。

2.C　由题图可知,0~4 h内原生质体的相对体积先减小后增大,所以该植物细胞发生了质壁分离和复原,说明物质A能进入细胞,A错误; 0~1 h内细胞发生质壁分离,细胞失水,由于原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大,所以细胞体积与原生质体体积的变化量不等,B错误;2~3 h为质壁分离复原过程,细胞吸水,物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压,C正确;0~1 h内细胞发生质壁分离,细胞失水,液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压,D错误。

3.C　主动运输可以使离子从低浓度一侧运输到高浓度一侧,细胞膜两侧的离子浓度差主要是通过主动运输实现的, A错误;细胞膜与线粒体膜、 核膜中所含蛋白质的功能不完全相同,例如细胞膜上有糖蛋白起识别作用等, B错误;分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在着膜的融合现象,体现了膜的流动性, C正确;细胞膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的, D错误。

4.A　Mg2+通过主动运输进入根细胞, A符合题意; MgSO4必须溶解在水中呈离子形式,才能被根细胞吸收, B不符合题意; Mg2+可以参与叶绿素的形成,说明无机盐离子能和其他物质结合成复杂的化合物, C不符合题意;降低温度会影响膜的流动性等,从而影响水稻根系对Mg2+的吸收, D不符合题意。

5.B　膜蛋白有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,在细胞膜内外分布是不对称的, A项正确;有的膜蛋白参与协助扩散过程, B项错误;主动运输可逆浓度梯度运输离子,使细胞内外离子浓度不同,C项正确;脂溶性物质更易通过细胞膜,D项正确。

6.D　气体、脂溶性物质均以自由扩散的方式进出细胞, CO2属于气体,苯分子属于脂溶性物质, A、C不符合题意;细胞壁是全透性的,蔗糖以扩散的方式通过细胞壁,B不符合题意;丽藻细胞对S的吸收属于主动运输,D符合题意。

7.C　离子泵是一种载体蛋白,跨膜运输离子时需要ATP释放的能量,所以离子通过离子泵的跨膜运输属于主动运输,是逆浓度梯度跨膜运输的过程,A、B错误。动物一氧化碳中毒会造成缺氧,细胞呼吸受阻,能量供应不足,导致离子泵跨膜运输离子的速率降低,C正确。加入蛋白质变性剂会使离子泵变性失活,跨膜运输离子的速率降低,D错误。

8.答案　(1)物质通过简单的扩散方式进出细胞　(2)载体数量饱和

解析　(1)物质通过简单的扩散方式进出细胞即自由扩散,该过程不需要载体和能量,受细胞内外浓度差的影响。(2)由题图可知,根细胞对b的吸收方式可能是协助扩散或主动运输,均需要载体协助,当外界溶液中b的浓度达到一定数值时,载体数量饱和,再增加b的浓度,根细胞对b的吸收速率不再增加。

三年模拟练

一、选择题

1.B　原生质层是指细胞膜、液泡膜和二者之间的细胞质,由题图中2、4、5组成,A错误。图中1是细胞壁,细胞壁有全透性,外界蔗糖溶液可以进入6中,B正确。图中细胞处于质壁分离状态,但无法确定该细胞处于质壁分离过程中还是处于质壁分离后的动态平衡过程中,若处于质壁分离过程中,则6处的浓度大于7处的浓度,若处于质壁分离后的动态平衡过程中,则6处的浓度等于7处的浓度,C错误。质壁分离过程中,细胞失水,液泡变小,细胞液浓度变大,颜色逐渐变深,D错误。

2.C　结合细胞膜的结构和图示分析可知,①为蛋白质,②为磷脂双分子层。蛋白质在生物膜中不是均匀对称分布的,A错误;磷脂双分子层是生物膜的基本支架,磷脂的“头”部亲水,“尾”部疏水,B错误;甘油、CO2、H2O通过该膜的跨膜运输方式相同,都是自由扩散,C正确;图中的②磷脂双分子层和大多数①蛋白质都是可以运动的,D错误。

3.C　分析题图可知,在a~b段,细胞吸水后细胞液的渗透压降低,细胞吸水能力减弱,A错误。在b~c段的前期,细胞液的浓度大于清水浓度,由于细胞壁的限制,液泡体积不再增大,水分子进出细胞达到平衡;在b~c段的后期,随着蔗糖的加入,外界蔗糖溶液的浓度逐渐升高,导致细胞液的浓度和蔗糖溶液的浓度逐渐接近,c点时细胞内外溶液的浓度相同,B错误。c点为临界点,此时继续增大蔗糖溶液浓度,细胞失水,在c~d段,液泡体积减小,液泡膜和细胞膜都会出现膜脂的流动现象,C正确。已知实验过程中细胞始终保持活性,在d~e段,若把细胞置于蒸馏水中,细胞会因渗透吸水而出现质壁分离复原现象,D错误。

二、非选择题

4.答案　(1)先下降后上升　高于

(2)

(3)②　(4)④　①②③　载体蛋白

解析　分析题图3可知,A是磷脂双分子层,B是蛋白质分子,①是细胞通过自由扩散的方式排出某物质,②③是细胞通过协助扩散的方式排出某物质,①②③不需要消耗能量,物质运输的动力来自细胞膜两侧的浓度差,属于被动运输;④是细胞通过主动运输的方式吸收某物质,需要载体蛋白协助并消耗能量。 (1)由题意可知,图1中甲乙两侧分别是葡萄糖溶液与蔗糖溶液,且质量分数相同,但蔗糖是二糖,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,因此甲液面先升高;又知葡萄糖可以穿过半透膜而蔗糖不能,因此乙渗透压逐渐升高,甲渗透压逐渐下降,当乙渗透压大于甲时,乙液面升高,故乙的液面变化是先下降后上升,最后乙液面将高于甲液面。(2)某同学以紫色洋葱鳞片叶的外表皮为材料,利用植物细胞质壁分离与复原的原理进行了鉴定葡萄糖溶液和蔗糖溶液的实验。紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞不能吸收蔗糖,可以吸收葡萄糖,因而在蔗糖溶液中逐渐发生质壁分离并保持分离状态,而在葡萄糖溶液中先发生质壁分离,后发生质壁分离复原,据此画图。(3)分析题图3可知,②途径所示物质是借助离子通道排出的,而离子通道允许适当大小的离子顺浓度梯度通过,因此②途径所示物质跨膜运输的方式是鲨鱼将体内多余的盐分排出体外的方式。(4)蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+的方式均为④主动运输,主动运输需要载体蛋白的协助,需要能量。若抑制心肌细胞的呼吸作用,则主动运输会因缺少能量而受到影响,不受能量影响的是自由扩散、协助扩散,为①②③;给蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后,Ca2+吸收明显减少,但K+的吸收不受影响,说明该毒素不影响物质运输时的能量供给,而是抑制了转运Ca2+的载体蛋白的活性。