高考生物热点题型和提分秘籍专题物质跨膜运输的实例含解析

高考生物热点题型和提分秘籍专题物质跨膜运输的实例含解析

专题06 物质跨膜运输的实例 ‎【高频考点解读】‎ ‎1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)。‎ ‎2.实验：观察植物细胞的质壁分离和复原。‎ ‎【热点题型】‎ 题型一 渗透作用原理及相关实验 例1、成熟植物细胞的主要吸水方式是渗透吸水。某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验，该实验的简易渗透吸水装置如图甲所示，图甲 中液面上升的高度与时间的关系如图乙所示，一成熟植物细胞被放在某外界溶液中处于的一种状态(此时细胞有活性)如图丙所示。请判断下列相关叙述中错误的是(　　)‎ A．由图甲中漏斗液面上升可知，实验开始b侧液体的浓度大于a侧的 B．由图乙可知图甲中漏斗里溶液的吸水速率在下降 C．图丙中相当于图甲中c结构的是③④⑤‎ D．把图丙所示状态的细胞放在清水中，会发生质壁分离 答案　D ‎ ‎【提分秘籍】‎ ‎ 1．植物细胞质壁分离及复原的拓展 ‎(1)判断成熟植物细胞是否是活细胞 ＋ ‎(2)测定细胞液浓度范围 ＋ 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间 ‎(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 ＋发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之细胞液浓度越大 ‎(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)‎ ＋ ‎2．巧判细胞能否发生质壁分离与复原 ‎(1)从细胞角度分析 ‎①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。‎ ‎②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。‎ ‎(2)从溶液角度分析 ‎①在一定浓度(溶质不能透膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能自动复原(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)‎ ‎②在一定浓度(溶质可透膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。‎ ‎③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。　　　‎ ‎【举一反三】 ‎ 将一新鲜马铃薯块茎切成4根粗细相同且长为‎5.0 cm的小条，再将这4根马铃薯小条分别放在不同浓度的KNO3溶液中，分两次(浸入30 min和4 h)测量每－根的长度，结果如图所示。下列结论错误的是(　　)‎ A．a中马铃薯细胞通过渗透作用吸水 B．b中马铃薯细胞质壁分离后逐渐复原 C．c中马铃薯细胞质壁分离 D．d中马铃薯细胞外KNO3溶液的浓度增加 解析　由图示可以看出，马铃薯小条a的长度增加，说明细胞通过渗透作用吸水，A项正确；马铃薯小条b的长度先缩短后复原，说明细胞失水后又吸水，即发生质壁分离后逐渐复原，B项正确；马铃薯小条c的长度变短，说明细胞失水，细胞发生质壁分离，C项正确；马铃薯小条d的长度变短，说明细胞失水，细胞外KNO3溶液的浓度降低，D项错误。‎ 答案　D 题型二 物质出入细胞的方式 例2．下图为物质出入细胞的四种方式的示意图，请判断下列相关说法中正确的是(　　)‎ A．影响A、B方式的因素分别是浓度差和载体蛋白数量 B．向细胞中注入某种呼吸抑制剂，则C、D方式受影响最大 C．氨基酸和葡萄糖进入红细胞的方式相同，都是C方式 D．上述4种运输方式的实现均能体现细胞膜的流动性 答案　B ‎ ‎【提分秘籍】 ‎ ‎1．不同因素对物质跨膜运输的影响的曲线模型 影响物质跨膜运输的因素有多种，最常见的有：‎ 内部因素——载体的种类、数量；‎ 外部因素——物质的浓度、影响呼吸作用强度的因素 ‎(如氧气浓度、温度等)‎ ‎(1)物质浓度(在一定的范围内)‎ ‎ A自由扩散　　　　　B协助扩散或主动运输 ‎(2)氧气浓度 ‎ A自由扩散或协助扩散　B主动运输 ‎(3)温度 ‎2．实验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 ‎　　　‎ ‎【举一反三】 ‎ 如图为小肠上皮细胞吸收葡萄糖示意图，其吸收肠腔中低浓度的葡萄糖，有关图示信息的分析错误的是(　　)‎ A．小肠上皮细胞吸收肠腔中的葡萄糖和Na＋时使用的是同一载体 B．葡萄糖以主动运输方式进入小肠上皮细胞 C．K＋以主动运输方式从组织液进入小肠上皮细胞 D．Na＋进入和转出小肠上皮细胞的运输方式都是协助扩散 答案　D ‎【方法技巧】“三步法”判断物质出入细胞的方式 ‎　　　‎ ‎【高考风向标】‎ ‎( 2015年课标II卷.1)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：‎ 培养瓶中气体 温度（℃）‎ 离子相对吸收量（%）‎ 空气 ‎17‎ ‎100‎ 氮气 ‎17‎ ‎10‎ 空气 ‎3‎ ‎28‎ 下列分析正确的是( )‎ A. 有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收 B. 该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关 C. 氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP D. 与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收 ‎【答案】A ‎【解析】由表格信息可知同样温度条件下，空气瓶中离子相对吸收量大，说明有氧条件有利于根对离子的吸收；A正确。同样的空气，不同温度条件下离子的相对吸收量不同，说明温度变化影响根对离子的吸收；B 错误。同样的温度条件下，氮气环境中根对离子的相对吸收量少，说明根对离子的吸收需要消耗能量（ATP），且氮气环境中不利于根对该离子的吸收；C、D错误。‎ ‎( 2015年课标II卷.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. 突触小泡中神经递质释放到突触间隙的过程 ‎【答案】B ‎【解析】抗体、分泌蛋白均为大分子物质，出细胞方式为胞吐；mRNA通过核孔从细胞核到细胞质中，不是胞吐作用；突触前膜通过胞吐将神经递质释放到突触间隙；综上分析符合题意的为B选项。‎ ‎（2015年海南卷.10）取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液（甲、乙、丙）中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗搪分子不进出细胞，则关于这一实验结果。下列说法正确的是（ ）‎ A．实验前，丙的浓度＞乙的浓度＞甲的浓度 B．乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等 C．实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散 D．甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的 ‎【答案】D ‎（2015年上海卷.6）图2显示物质P和Q跨膜出细胞，下列叙述正确的是（ ）‎ A．物质P可能是氧气 B．物质Q一定是水分子 C．物质P和Q出细胞都需要载体 D．物质P和Q出细胞未必都捎耗能量 ‎【答案】D ‎（2015年山东卷.26）（11分）油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。‎ ‎（1）油菜果皮细胞内通过光合作用固定CO2的细胞器是__________。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（穿）膜运输方式是_________。‎ ‎（2）图甲表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。分析可知，第24天的果实总光合速率_____（填“大于”或“小于”）第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐渐为黄，原因是叶绿素含量减少而_________（填色素名称）的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢，导致光反应供给暗反应的______和______减少，光合速率降低。‎ ‎（3）图乙表示油菜种子中储存有机物含量的变化。第36天，种子内含量最高的有机物可用_______染液检测；据图分析，在种子发育过程中该有机物由_________转化而来。‎ ‎【答案】（1）叶绿体 主动运输 （2）小于 类胡萝卜素（或叶黄素和胡萝卜素） [H]（或NADPH） ATP（注：两空可颠倒） （3）苏丹Ⅲ（或：苏丹Ⅳ） 可溶性糖或淀粉 ‎【解析】（1）光合作用的场所是叶绿体。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高，种子细胞吸收蔗糖是从低浓度的一侧运往高浓度的一侧，其跨（穿）膜运输方式是主动运输。 ‎ ‎ （2）净光合速率＝总光合速率－呼吸速率。图甲显示，第24天的果实呼吸速率等于2，净光合速率等于6.5，因此总光合速率为8.5；第12天的果实呼吸速率等于3.5，净光合速率等于6，总光合速率为9.5；所以第24天的果实总光合速率小于第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐渐为黄，原因是叶绿素含量减少而类胡萝卜素（或叶黄素和胡萝卜素）的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢，导致光反应供给暗反应的[H]（或NADPH）和ATP减少，光合速率降低。 （3）分析图乙可知，第36天，油菜种子内含量最高的有机物是脂肪，脂肪可用苏丹Ⅲ（或：苏丹Ⅳ）染液检测；随着油菜开花天数的增加，可溶性糖和淀粉的含量都逐渐减少，前者在第36天已经降至很低水平，后者在第36天几乎为零，而脂肪的含量却一直在增加，据此可判断，在种子发育过程中脂肪由可溶性糖或淀粉转化而来。‎ ‎【2014·大纲全国卷】小肠的吸收是指食物消化后的产物水和无机盐等通过小肠上皮细胞进入血液和淋巴的过程。0.9%的NaCl溶液是与兔的体液渗透压相等的生理盐水。某同学将处于麻醉状态下的兔的一段排空小肠结扎成甲、乙、丙、丁4个互不相通、长度相等的肠袋(血液循环正常)，并进行实验，实验步骤和实验结果如表。‎ 请根据实验结果回答问题：‎ ‎(1)实验开始时，水在肠腔和血液之间的移动方向是：甲组从________；丙组从________。在这一过程中水分子的运动方向是从溶液浓度________处流向溶液浓度________处。本实验中水分子的这种移动过程称为________。‎ ‎(2)比较乙和丁的实验结果，可推测小肠在吸收Na＋时，需要________的参与。‎ ‎【答案】(1)肠腔进入血液 血液进入肠腔 低 高 渗透作用(其他合理答案也可) (2)Na＋载体蛋白 ‎【2014·江苏高考】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 ‎【答案】B ‎【2014·上海高考】以紫色洋葱鳞叶为材料进行细胞质壁分离和复原的实验，原生质层长度和细胞长度分别用X和Y表示(如图)，在处理时间相同的前提下(　　)‎ A. 同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则紫色越浅 B. 同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则所用蔗糖溶液浓度越高 C. 不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则越易复原 D. 不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则细胞的正常细胞液浓度越高 ‎【解析】将同一细胞置于不同浓度的溶液中，X/Y值越小，则说明该细胞中的液泡失水越多，液泡的紫色越深，其蔗糖溶液的浓度越高，A、B错误；将不同细胞置于相同浓度的蔗糖溶液中，X/Y值越小，则说明细胞失水越多，越不易复原；X/Y值越大，则说明该细胞的细胞液浓度越高、失水越少。故C项错误，D项正确。‎ ‎【答案】D ‎ ‎【高考押题】‎ ‎ 1．U型管中装有两种不同的溶液R及S，并为一半透性膜(X)隔开(如下图所示)。与S相比，R为低渗溶液(即浓度较低)。当图a中的U形管内已达到平衡时(参看图b)，U形管两侧溶液的高度及浓度分别是怎样的(　　)‎ A．右侧较高，两溶液等渗，即浓度相等 B．右侧较高，且右侧为高渗，即浓度较高 C．左侧较高，且右侧为低渗，即浓度较低 D．两侧高度相等，且为等渗 解析　由于溶液S浓度高于溶液R，所以U形管内达到平衡时，右侧较高。此时两侧液面造成的压强差与两侧中溶液的渗透压差对水分通过半透膜的作用相等，水分进出平衡。‎ 答案　B ‎2．半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同(如图1)，预测图2的实验结果(开始时漏斗内外液面相平)最可能的是(　　)‎ A．图甲中水柱a将持续上升 B．图甲中水柱a将保持不变 C．图乙中水柱b将保持不变 D．图乙中水柱b将先上升后下降 答案　D ‎3．下列情况下不会出现饱和现象的是(　　)‎ A．氧气被细胞膜运输时，氧气浓度与运输速率的关系 B．红细胞吸收葡萄糖时，葡萄糖浓度与运输速率的关系 C．肌肉细胞吸收氨基酸时，氧气浓度与运输速率的关系 D．叶肉细胞吸收镁离子时，载体数量与运输速率的关系 解析　A中的运输方式是自由扩散，由于不受载体数量和ATP的限制，所以氧气浓度和运输速率成正比关系，无饱和现象，A正确。B中的运输方式是协助扩散，受载体数量的限制；C、D中的运输方式是主动运输，分别受载体数量和ATP的限制，所以都会出现饱和现象。‎ 答案　A ‎4．下列关于不同运输机制间的比较错误的是(　　)‎ 选项 性质 自由扩散 协助扩散 主动运输 A 参与运输的膜成分 蛋白质 蛋白质 蛋白质 B 动力来源 浓度梯度 浓度梯度 ATP C 特异性 无 有 有 D 运输的分子高浓度时的饱和性 无 有 有 答案　A ‎5．如图甲、乙分别表示甲、乙两种物质跨膜转运的方式。据图分析下列说法中错误的是(　　)‎ A．图甲可表示葡萄糖进入红细胞的方式 B．图乙表示细胞通过主动运输吸收物质乙 C．去除细胞膜中的蛋白质对物质甲、乙的运输均有影响 D．甲、乙两种物质均为细胞代谢所需的营养物质 解析　细胞代谢所需的营养物质或代谢废物等均可进行跨膜运输，但就图甲无法判断细胞膜内外侧，若物质甲的运输方向是由细胞内到细胞外，就可能是细胞代谢产生的代谢废物，故选项D推断不正确。‎ 答案　D ‎6．甲、乙两种小分子物质在细胞内外的浓度情况如图所示，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A．甲进入细胞一定需要能量 B．甲运出细胞一定有载体蛋白的参与 C．乙进入细胞一定不需要能量 D．乙运出细胞一定有载体蛋白的参与 答案　B ‎7．如图表示与自由扩散、协助扩散和主动运输有关的图例或曲线。下列选项中对应正确的是(　　)‎ A．肺泡上皮细胞吸收氧气——①、⑤‎ B．红细胞吸收葡萄糖——③、⑥‎ C．根尖细胞吸收矿质离子——③、⑥‎ D．肌肉细胞吸收水——②、④‎ 答案　C ‎8．动物细胞内低Na＋高K＋的离子浓度对于神经冲动的产生、细胞渗透平衡等生命活动具有重要作用。这种浓度差与细胞膜上的Na＋、K＋泵有关，其作用原理如下图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．Na＋和K＋的运输方式为主动运输 B．Na＋－K＋泵每次运输的Na＋数量多于K＋‎ C．在细胞培养液中加入乌苯苷会影响K＋的运输 D．该运输过程的持续会导致大量ADP的积累 解析　该运输过程中大量消耗ATP的同时，细胞内ATP与ADP的转化非常迅速，使得ADP被利用，转化成ATP，因而不会导致ADP大量积累。‎ 答案　D ‎9．如图表示两种细胞输入和输出物质的方式。下列相关叙述中，错误的是(　　)‎ A．甲表示胞吞，乙表示胞吐 B．甲和乙两种物质运输方式说明生物膜具有一定的流动性 C．甲需要消耗ATP，而乙不需要 D．抗体和神经递质的释放方式均与乙图中的方式相同 解析　从甲图和乙图中小泡移动的方向可以判断，甲表示胞吞，乙表示胞吐，A正确。两种非跨膜运输方式实现的结构基础是生物膜具有一定的流动性，B正确。胞吐和胞吞都需要消耗ATP，C错误。抗体和神经递质的释放方式都是胞吐，D正确。‎ 答案　C ‎10．浸入物质的量浓度为1 mol/L的KNO3溶液中的洋葱表皮细胞，会发生质壁分离和自动复原的现象，该过程中没有发生(　　)‎ A．主动运输 B．协助扩散 C．自由扩散 D．ATP水解 解析　洋葱表皮细胞浸入物质的量浓度为1 mol/L的KNO3溶液中后，开始时KNO3溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水处于质壁分离状态，后来由于K＋、NO通过主动运输的方式进入细胞，此时消耗ATP，细胞液的浓度升高，溶液中的水通过自由扩散的方式进入细胞，质壁分离开始自动复原。‎ 答案　B ‎11．将甲、乙、丙三个未发生质壁分离的成熟植物细胞置于同一蔗糖溶液中，在显微镜下持续观察它们的状态，直到形态不再发生变化时，三个细胞的状态如下：‎ 细胞种类 细胞状态 甲细胞 刚发生质壁分离 乙细胞 没有发生质壁分离 丙细胞 质壁分离现象明显 下列判断正确的是(　　)‎ A．形态不再发生变化是因为细胞已经死亡 B．实验前甲、乙、丙三种细胞细胞液浓度关系是乙＞甲＞丙 C．实验后甲、乙、丙三种细胞细胞液浓度关系是乙＜甲＜丙 D．形态不再发生变化时三种细胞液的浓度相等 答案　B ‎12．下图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线；图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。下列分析正确的是(　　)‎ A．从图甲可见250 mmol·L－1NaCl溶液不影响人红细胞的代谢 B．图乙中植物细胞体积的变化是先减小后增大 C．图乙中A点细胞失水量最大，此时细胞吸水能力最小 D．人的红细胞长时间处在300 mmol·L－1NaCl溶液中可能死亡，乙图中的处理时间内细胞一直有生物活性 答案　D ‎13．研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，如图中a、b、c所示，代表跨膜的离子或小分子。‎ ‎(1)图中细胞质基质存在于________(填“P”或“Q”)侧，判断依据是______________________________。‎ ‎(2)主动运输的特点是___________________‎ ‎(3)b类型中，○所代表的离子或小分子转运所需的能量来源于(　　)‎ A．浓度差所造成的势能 B．ATP直接提供能量 C．光能驱动 D．细胞内物质合成时释放的能量 ‎(4)下列生物中，最有可能采用c类型进行主动运输的是(　　)‎ A．噬菌体 B．细菌 C．果蝇 D．小鼠 ‎(5)有人认为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是ATP驱动的主动运输或协助扩散。为了证实这一假设，进行以下实验探究：取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞，分别置于适宜浓度的葡萄糖培养液中，甲组进行正常呼吸，乙组用细胞呼吸抑制剂处理。若小肠上皮细胞是以ATP驱动的主动运输方式吸收葡萄糖，则一段时间后两组溶液中浓度降低的是________组。‎ 答案　(1)Q　糖蛋白位于细胞外侧　(2)需要载体蛋白、逆浓度梯度、需要能量　(3)B　(4)B　(5)甲