1、1第 7 讲 物质跨膜运输的实例 物质跨膜运输的方式1如图为渗透平衡时的装置(糖类不能通过半透膜)，烧杯的液面高度为 a，漏斗的液面高度为 b，液面差 m b a。在此基础上继续实验，以渗透平衡时的液面差为观测指标，正确的是( )A若向漏斗中滴入清水，平衡时 m 将增大B若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时 m 不变C若向漏斗中加入蔗糖酶，则平衡时 m 不变D达到新的平衡时，水分子进出半透膜的速率相等解析：选 D。若向漏斗中滴入清水，渗透压降低，吸水能力也减弱，则平衡时 m 将减小；若向漏斗中加入蔗糖分子和蔗糖酶，渗透压增大，则平衡时 m 将增大；达到新的平衡时，水分子进出半透膜的速率相等，液面不
2、再升高。2关于“探究植物细胞质壁分离和复原实验”的叙述，正确的是( )A. 在发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力逐渐增强B该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有设计对照实验C该实验常选择洋葱鳞片叶的内表皮细胞，是因为有紫色中央大液泡D在不同浓度蔗糖溶液中发生质壁分离的细胞，滴加清水后均能复原解析：选 A。在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞液的浓度增加，细胞液的渗透压升高，细胞的吸水能力逐渐增强，A 正确；在“探究植物细胞质壁分离和复原实验”中，质壁分离的前后可以对照，质壁分离过程和质壁分离的复原过程也可以对照，所以本实验有对照，B 错误；该实验常选择洋葱鳞片叶的外表皮细胞，该细胞内有紫色的中
3、央大液泡，C 错误；使用高浓度的蔗糖溶液进行质壁分离实验时，会使细胞由于大量失水而死亡，不会再出现质壁分离复原现象，D 错误。3(2018广西柳州模拟)如图表示物质进出小肠上皮细胞的过程示意图。其中、的个数代表分子(离子)的浓度。下列叙述不正确的是( )2A葡萄糖通过主动运输的形式进入此细胞，需要消耗 ATPB葡萄糖被运出此细胞的速率受 O2浓度的影响CNa 通过协助扩散的方式进入此细胞，不需要消耗 ATPD人体的体温发生变化时会影响 Na 进入细胞的速率解析：选 B。由图可知，葡萄糖逆浓度梯度进入小肠上皮细胞，运输方式是主动运输，需消耗 ATP；葡萄糖运出细胞是顺浓度梯度，需要载体蛋白协助，
4、运输方式为协助扩散，不受 O2浓度影响；Na 顺浓度梯度进入此细胞，需要载体蛋白协助，运输方式为协助扩散，不消耗 ATP，载体蛋白的活性受温度影响。4在用紫色洋葱 A 及 B 的外表皮细胞分别制成的 5 个装片上依次滴加 5 种不同浓度的蔗糖溶液，相同时间后原生质体的体积变化如图所示。下列叙述不正确是( )A. 紫色洋葱 A 比 B 的外表皮细胞的细胞液浓度高B两种紫色洋葱外表皮细胞都发生质壁分离的蔗糖溶液浓度是乙和丁C将处于乙浓度蔗糖溶液中的紫色洋葱 B 外表皮细胞的装片置于清水中，一定会发生质壁分离复原D实验后丙溶液中紫色洋葱 B 外表皮细胞的吸水能力小于戊溶液中的洋葱 B 外表皮细胞解析
5、：选 C。由图形可知，紫色洋葱 A 比 B 的外表皮细胞的细胞液浓度高，A 项正确；两种紫色洋葱外表皮细胞都发生质壁分离的蔗糖溶液浓度是乙和丁，B 项正确；处于乙浓度蔗糖溶液中的紫色洋葱 B 外表皮细胞可能已经死亡，放入清水中不一定会发生质壁分离复原，C 项错误；实验后丙溶液中紫色洋葱 B 外表皮细胞的吸水能力小于戊溶液中的洋葱 B 外表皮细胞，D 项正确。5(2018临川段考)如图所示，图甲为由磷脂分子合成的人工膜的结构示意图，图乙为人的成熟红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况，图丙中 A 为 1 mol/L 的葡萄糖溶液，B 为 1 mol/L 的乳酸溶液，请据图回答以下问题：
6、(1)图丙中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的_。(2)图乙中，葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要_，如果将图乙所示细胞放在3无氧环境中，图中_(填“葡萄糖” “乳酸”或“葡萄糖和乳酸”)的跨膜运输不会受到影响。将图乙所示细胞置于蒸馏水中，该细胞会涨破，溢出细胞外的主要物质应该是_。(3)如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面_(填“高于” “低于”或“等于”)右侧液面；如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质，再用作图丙的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面_(填“高于”“低于”或“等于”)右侧液面。(4)某些药物大分子不容易被细胞吸收，但如果用图甲所示人工膜包裹后再
7、注射则更容易进入细胞，此实例可说明细胞膜具有_性。(5)图甲所示人工膜两侧的离子存在浓度差，离子不能通过该膜。在人工膜中加入少量缬氨霉素，K 即可从高浓度一侧通过该膜到达低浓度一侧，其他离子不能通过，则 K 通过该膜的方式是_，缬氨霉素的化学本质是_。解析：(1)成熟植物细胞中的原生质层相当于一层半透膜，与图丙中半透膜类似。(2)图乙中，葡萄糖的运输是由高浓度一侧转运到低浓度一侧，为协助扩散，而乳酸的运输是由低浓度向高浓度，并需要消耗能量，为主动运输，两者跨膜运输时都需要载体蛋白的协助。人的成熟红细胞不含线粒体，在无氧环境中能量供应不受影响，故乳酸和葡萄糖的跨膜运输将不受影响。图乙所示细胞为成
8、熟红细胞，细胞破裂后溢出细胞外的主要物质是血红蛋白。(3)图甲所示人工膜不含有载体蛋白，若作为图丙中的半透膜，葡萄糖和乳酸都不能通过膜，且膜两侧浓度相等，故液面不再变化时，左侧液面等于右侧液面；如果在图甲所示人工膜上贯穿上葡萄糖载体蛋白，再用作图丙的半透膜，葡萄糖可以通过，而乳酸不能通过，左侧葡萄糖的浓度逐渐减小，右侧溶液浓度逐渐增大，则液面不再变化时，左侧液面低于右侧液面。(4)如果用图甲所示人工膜包裹某些药物大分子后，再注射，可以使药物更容易进入细胞，是因为细胞膜具有一定的流动性。(5)K 在缬氨霉素作用下，即可通过该膜从高浓度一侧到达低浓度一侧，其他离子不能通过，则 K 通过该膜的方式为
9、协助扩散，缬氨霉素的化学本质是蛋白质，在该过程中起到 K 载体的作用。答案：(1)原生质层 (2)载体蛋白 葡萄糖和乳酸 血红蛋白 (3)等于 低于 (4)一定的流动 (5)协助扩散 蛋白质【课下作业】 学生用书 P271(单独成册)基础达标1下列关于细胞的物质输入与输出的叙述，正确的是( )A小分子物质均是通过自由扩散或渗透方式出入细胞的B细胞中的大分子物质通过主动运输的方式分泌到细胞外C协助扩散、胞吐均是顺浓度梯度转运，不消耗 ATPD抑制细胞的呼吸对植物细胞发生质壁分离无明显影响4解析：选 D。小分子物质出入细胞的方式有自由扩散、协助扩散和主动运输；细胞中的大分子物质通常通过胞吐的方式分
10、泌到细胞外；协助扩散不需要消耗 ATP，胞吐需要消耗ATP；植物细胞发生质壁分离是细胞失水引起的，水分子进出细胞的方式是自由扩散，不需要消耗能量，因此抑制细胞呼吸对植物细胞发生质壁分离无明显影响。2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。下列有关叙述错误的是( )A第一次观察时会看到紫色大液泡几乎充满整个细胞B该实验为自身对照实验，不能省略第一次显微观察步骤C必须要用高倍物镜才能观察到质壁分离的现象D第二次观察时可以发现液泡的紫色逐渐加深解析：选 C。第一次观察时洋葱鳞片叶表皮细胞还没有发生质壁分离，所以会看到紫色大液泡几乎充满整个细胞；不可以省
11、略第一次显微观察步骤，这一步的观察现象要作为对照；用低倍物镜就能观察到质壁分离的现象；第二次观察时植物细胞已发生质壁分离，随着质壁分离程度加大，可以观察到液泡的紫色逐渐加深。3(2018江西赣州一模)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物质通过磷脂双分子层的扩散速率与脂溶性有关解析：选 B。膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的，A 正确；被动运输包括自由扩散和协助扩散，其中协助扩散需要载体(膜蛋白)，B 错误；主动运输可以逆浓度梯度进行，使被运输离子在细胞内外浓度不
12、同，C 正确；磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，根据相似相溶原理，脂溶性物质优先通过细胞膜，D 正确。4(2018湖北重点中学联考)科研人员将豚鼠的胰腺腺泡细胞培养在适宜条件下，检测到物质 X 被不断地运输到细胞外，且该过程是一个耗能的过程。下列有关说法错误的是( )A低温和缺氧必定会影响物质 X 的运输速率B物质 X 的运输必定需要相应载体的协助C细胞外物质 X 的浓度不一定大于细胞内D细胞膜上磷脂分子和蛋白质分子的相对运动为 X 的顺利运输提供了保障解析：选 B。根据题意，胰腺腺泡细胞运输物质 X 的过程是一个耗能的过程，故低温和缺氧都会影响物质 X 的运输速率；由于该过程是一个耗能过程，
13、可能是主动运输或胞吐，若为胞吐则不需要载体的协助；物质 X 在细胞内合成，运送到细胞外，细胞外物质 X 的浓度不一定大于细胞内；主动运输和胞吐都需要细胞膜上磷脂分子和蛋白质分子的参与，故它们的相对运动为 X 的顺利运输提供了保障。55(2018黑龙江大庆质检)肾上腺皮质产生的醛甾酮是一种小分子、脂溶性激素，它进入肾小管上皮细胞后与细胞内受体结合，结合物进入细胞核，启动相关核基因的表达生成醛甾酮诱导蛋白(AIP)，AIP 可通过促进细胞呼吸，促进细胞 ATP 的产生，以促进肾小管上皮细胞对肾小管腔中 Na 的重吸收。据此分析正确的是( )A. 醛甾酮在肾上腺皮质细胞中的核糖体合成B醛甾酮的作用过
14、程体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能C醛甾酮受体结合物进入细胞核需要载体蛋白协助D肾小管上皮细胞通过主动运输重吸收 Na解析：选 D。醛甾酮的化学本质不是蛋白质，不是在肾上腺皮质细胞中的核糖体合成，A 项错误；醛甾酮是一种小分子、脂溶性激素，以自由扩散方式进入细胞并与细胞内受体结合，体现了细胞膜的选择透过性和激素的调节作用，B 项错误；醛甾酮受体结合物通过核孔进入细胞核，不需要载体蛋白协助，C 项错误；由题意可知：肾小管上皮细胞对肾小管腔中 Na 的重吸收需要 ATP 供能，为主动运输，D 项正确。6胃内的酸性环境是通过质子泵维持的，质子泵催化 1 分子的 ATP 水解所释放的能量，可驱动
15、1 个 H 从胃壁细胞进入胃腔和 1 个 K 从胃腔进入胃壁细胞，K 又可经通道蛋白顺浓度进入胃腔，下列叙述错误的是( )A质子泵的化学本质可能是蛋白质BH 从胃壁细胞进入胃腔的方式是主动运输C胃壁细胞内 K 含量影响细胞内液渗透压的大小DK 进出胃壁细胞的跨膜运输方式是相同的解析：选 D。由题意可知质子泵属于载体，所以其化学本质很可能是蛋白质，A 正确。H 从胃壁细胞进入胃腔的方式需要 ATP，所以是需要能量的主动运输，B 正确。渗透压是单位体积内溶质微粒对水的吸引力，所以胃壁细胞内 K 含量影响细胞内液渗透压的大小，C 正确。分析题意可知 K 进胃壁细胞是需要 ATP 的主动运输，而出胃壁
16、细胞是经通道蛋白的顺浓度梯度的协助扩散，D 错误。7生物膜和人工制备的磷脂双层膜在通透性上存在一定差异，下表所示为实验测得的相关数据(单位：cms 1 )。据此可以推断( )膜种类 K Na 甘油 H2O O2生物膜 106 107 106 102 10人工磷脂双层膜 1010 1010 106 103 10A.生物膜上存在着协助 O2通过的物质B人工磷脂双层膜对 K 、Na 的通透具有选择性CH 2O 和甘油在跨膜运输方式上有所不同D分子的大小对其通过人工膜的扩散速率无影响6解析：选 C。据表可知：生物膜对 O2的通透性等于人工膜对 O2的通透性，人工膜由双层磷脂组成，无蛋白质，由此可知生物
17、膜上并不存在协助 O2通过的物质；人工磷脂双层膜对K 、Na 的通透性相同，因此不能说明其对不同离子的通透具有选择性；两种膜对甘油的通透性相同，而对 H2O 的通透性不同，从而表明 H2O 和甘油在跨膜运输方式上有所不同；甘油、O 2分子大小不同，导致人工膜对两者的通透性不同，可见分子的大小可以影响其通过人工膜的扩散速率。能力提升8(2018江西临安中学月考)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，正确的是( )A物种 A 比马铃薯更耐干旱B在甲溶液中加入适量的蔗糖酶，在最初一段时间，其中的
18、马铃薯幼根细胞液浓度将减小C物种 A 在与马铃薯根细胞液等渗的完全培养液中不能正常生长D当马铃薯根细胞在乙蔗糖溶液中重量不再发生变化时，水分子的跨膜运输也就停止了解析：选 C。由图可知，相同浓度蔗糖溶液时马铃薯吸水能力要比物种 A 强，所以马铃薯更耐干旱，A 错误；在甲溶液中，马铃薯吸水和失水处于动态平衡，因为蔗糖酶能将蔗糖分解成葡萄糖和果糖，使浓度增大，马铃薯将失水，浓度变大，B 错误；在甲溶液中，马铃薯吸水和失水处于动态平衡，重量变化为 0，则甲溶液属于马铃薯的等渗溶液，物种 A会失去水分，所以不能正常生长，C 正确；当马铃薯根细胞在乙蔗糖溶液中重量不再发生变化时，水分子的跨膜运输处于动态
19、平衡中，D 错误。9(2018辽宁庄河高级中学月考)用相同的完全培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下，72 h 后原培养液中部分离子浓度发生了如下表所示的变化(表中数据为 72 h 后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百分比)。分析下表不能得出的结论是( )K Mg2 Ca2 SiO44水稻 17.0 105 117 19.5番茄 19.1 85 59.6 118A. 不同植物对同一离子的需要量是不同的7B与番茄相比，水稻对 SiO 需要量大，对 Ca2 需要量小44C同种植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的D植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有
20、关解析：选 D。72 h 后溶液中同种离子浓度占实验开始时的百分比不同，说明不同植物对同一离子的需要量是不同的，A 项正确；72 h 后水稻培养液中 SiO 浓度占实验开始时的百44分比下降，Ca 2 浓度占实验开始时的百分比上升，说明水稻对 SiO 需要量大，对 Ca244需要量小，同种植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的，B、C 项正确；表中数据不能说明植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关，D 项错误。10(2018银川联考)如图所示为物质出入细胞的方式(其中 a 表示生物膜上的糖蛋白，表示物质运输的三种方式)，下列有关叙述不合理的是( )A方式可表示肌细胞从组织液中吸收氧气
21、B运输方式均能体现细胞膜的选择透过性C此图若表示神经元的细胞膜，则静息电位恢复过程中涉及方式D糖醋蒜腌制过程中，蔗糖和醋进入细胞的过程与和有关解析：选 D。分析题图，根据物质跨膜运输过程中细胞膜内外的浓度差，是否需要载体蛋白，是否消耗能量，可判断为自由扩散、为协助扩散、为主动运输。含有糖蛋白的一侧代表膜外，方式为物质从膜外运输到膜内，从高浓度运输到低浓度，所以可表示肌细胞从组织液中吸收氧气。主动运输和被动运输均能体现细胞膜的选择透过性。若此图表示神经元的细胞膜，则静息电位恢复过程中钠钾泵可逆浓度梯度运出钠离子，故涉及方式。糖醋蒜腌制过程中，细胞膜失去了选择透过性，蔗糖和醋是通过扩散的方式进入细
22、胞的。11(2018江西协作体联考)红细胞溶血是指红细胞破裂后，血红蛋白渗出的现象。某科研人员将人的红细胞分别置于几种等渗溶液(蒸馏水除外)中，测定红细胞溶血所需的时间，得到如图所示结果。下列有关分析不正确的是( )8A红细胞在蒸馏水中溶血时间最短是因为红细胞与蒸馏水的浓度差最大B不同溶液中红细胞溶血时间长短可能与物质通过红细胞膜的速度有关C乙醇、甘油、丙酮进入红细胞的速度大小关系为甘油乙醇丙酮D氯化铵、醋酸铵、草酸铵中阴离子的通透速率与其相对分子质量可能呈正相关解析：选 C。红细胞在蒸馏水中溶血时间最短是因为红细胞与蒸馏水的浓度差最大，水分子迅速进入红细胞，导致红细胞破裂，A 正确；根据不同
23、物质的等渗溶液造成人的红细胞溶血所需的时间不同，可以估计细胞膜对各种物质通透性的大小，B 正确；从红细胞放入甘油、乙醇、丙酮溶液中溶血时间分别为 7.17、2.04、1.65 可知：甘油、乙醇、丙酮扩散进入红细胞的速度大小关系为丙酮乙醇甘油，C 错误；氯化铵、醋酸铵、草酸铵实验中阴离子的通透速率与阴离子相对分子质量大小呈正相关，D 正确。12下图 1 是人甲状腺细胞摄取原料合成甲状腺球蛋白的基本过程，图 2 表示两种跨膜运输方式，请据图回答问题：(1)研究表明细胞内的 I 浓度远远高于血浆中碘浓度，这表明图 1 中 a 过程跨膜运输的方式是_，判断理由是_。(2)图 2 中，与 I 跨膜运输方
24、式一致的是_，与另一种运输方式相比影响其运输速率的因素主要有_。(3)若对离体的心肌细胞使用某种毒素，结果对 Mg2 的吸收显著减少，而对Ca2 、K 、C 6H12O6等物质的吸收没有影响，其原因是_。(4)木糖为五碳糖，但是细胞膜能转运葡萄糖，却不能转运木糖，这表明细胞膜具有的特性是_。解析：(1)图 1 中 I 逆浓度梯度进入甲状腺细胞，说明 I 的跨膜运输方式为主动运输，该过程需要消耗能量。(2)I 跨膜运输方式是主动运输，其运输速率受载体蛋白的数量和能量供应多少的影响，与图 2 乙图对应。(3)使用某种毒素后，细胞对 Mg2 的吸收显著减少，而对 Ca2 、K 、C 6H12O6等物
25、质的吸收没有影响，说明毒素没有影响能量的供应，最可能的9原因是该毒素抑制了 Mg2 载体蛋白的活性。(4)木糖和葡萄糖都是小分子物质，但细胞不能转运木糖，这与细胞膜具有选择透过性有关。答案：(1)主动运输 I 的吸收是由低浓度到高浓度 (2)乙 载体蛋白数量和能量供应 (3)该毒素抑制了 Mg2 载体蛋白的活性 (4)选择透过性磨尖培优13以下是一个测定某植物细胞液浓度的实验：实验步骤：第一步：在每组试管中注入等量不同浓度的蔗糖溶液；第二步：在每组的 a 试管中加入等量叶圆片和少量亚甲基蓝晶粒(对溶液浓度影响可忽略不计)，并定时摇晃；第三步：从每组 a 中吸取 1 小滴蓝色液体，小心放入对应
26、b 试管的溶液中部，观察蓝色液滴沉浮情况并记录。实验示意图如下：说明：若 a 管溶液浓度上升，蓝色液滴将在 b 管的无色溶液中下沉；反之蓝色液滴将上浮；若 a 管溶液浓度不变，蓝色液滴将均匀扩散。实验结果如下表：组别 a1、b 1 a2、b 2 a3、b 3 a4、b 4 a5、b 5蔗糖溶液浓度 0.0125 M 0.025 M 0.05 M 0.1 M 0.2 M液滴沉浮情况 下沉 微下沉 均匀扩散 微上浮 上浮(1)本实验的原理是：植物细胞液与外界溶液存在_时会发生渗透吸水或失水现象，引起外界溶液浓度的改变，这种变化可通过蓝色液滴的浮沉反映出来。(2)本实验不同组别间的自变量是_。(3)
27、若在某组 a 试管中的植物细胞发生了质壁分离现象，则在第三步操作中，将发现蓝色液滴_。(4)在操作正确的情况下，若发现在所有的组别中蓝色液滴都上浮，则实验应该设置10_(填“高于”或“低于”)最低溶液浓度的系列蔗糖溶液组别重新进行实验。解析：(1)植物细胞细胞液与外界溶液存在浓度差时会发生渗透吸水或失水现象，引起外界溶液浓度的改变，可通过蓝色液滴的浮沉反映植物细胞的失水和吸水情况。(2)本实验不同组别间的自变量是蔗糖溶液浓度，因变量是 a 管中蔗糖溶液浓度改变，而观察因变量为蓝色液滴的沉浮情况。(3)若在某组 a 试管中的植物细胞发生了质壁分离现象，则试管中蔗糖溶液浓度降低，则在第三步操作中，将发现蓝色液滴上浮。(4)在操作正确的情况下，若发现在所有的组别中蓝色液滴都上浮，说明植物细胞在此浓度下均发生质壁分离，由此确定设置的溶液浓度偏高，因此要设置低于最低溶液浓度的系列蔗糖溶液组别重新进行实验。答案：(1)浓度差 (2)蔗糖溶液的浓度 (3)上浮(4)低于
