第三節(jié) 物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸1用磷脂雙分子層將某種不容易進(jìn)入細(xì)胞的藥物包裹成小球，通過(guò)小球膜與細(xì)胞膜的融合將藥物送入細(xì)胞，從而達(dá)到治療疾病的目的。該藥物的化學(xué)成分和進(jìn)入細(xì)胞的方式最可能是()A固醇，自由擴(kuò)散 B性激素，協(xié)助擴(kuò)散C蛋白質(zhì)，主動(dòng)運(yùn)輸 D蛋白質(zhì)，胞吞解析：選D。性激素和固醇都是脂質(zhì)物質(zhì)，經(jīng)自由擴(kuò)散通過(guò)細(xì)胞膜；蛋白質(zhì)是大分子物質(zhì)，通過(guò)胞吞進(jìn)入細(xì)胞。2日本發(fā)生強(qiáng)烈地震引發(fā)核泄漏，導(dǎo)致環(huán)境中131I嚴(yán)重超標(biāo)。若放射性物質(zhì)131I進(jìn)入人體，會(huì)在甲狀腺細(xì)胞中積累。131I進(jìn)入甲狀腺細(xì)胞的方式為()A自由擴(kuò)散 B協(xié)助擴(kuò)散C主動(dòng)運(yùn)輸 D胞吞作用解析：選C。I在甲狀腺細(xì)胞中積累后仍能吸收I，這種逆濃度梯度吸收方式屬于主動(dòng)運(yùn)輸。3甲、乙兩種物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)外的濃度情況如圖所示。在進(jìn)行跨膜運(yùn)輸時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A甲運(yùn)出細(xì)胞一定有載體蛋白的參與B甲進(jìn)入細(xì)胞一定需要能量C乙運(yùn)出細(xì)胞一定有載體蛋白的參與D乙進(jìn)入細(xì)胞一定不需要能量解析：選A。甲物質(zhì)在細(xì)胞外濃度高，細(xì)胞內(nèi)濃度低，所以甲物質(zhì)運(yùn)出細(xì)胞是從低濃度到高濃度，只有主動(dòng)運(yùn)輸才能實(shí)現(xiàn)，既需要載體蛋白也需要能量；甲物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞是從高濃度到低濃度，不一定需要能量。乙物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)濃度高，細(xì)胞外濃度低，所以乙物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞時(shí)要通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞?，一定需要能量；而乙物質(zhì)運(yùn)出細(xì)胞時(shí)，是從高濃度到低濃度，所以不一定需要載體蛋白和能量。4科學(xué)家在研究細(xì)胞膜運(yùn)輸物質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)有下列四種關(guān)系，分別用四種曲線表示：在研究具體的物質(zhì)X時(shí)，發(fā)現(xiàn)與曲線和相符，試問(wèn)：細(xì)胞膜運(yùn)輸物質(zhì)X的方式是()A主動(dòng)運(yùn)輸 B自由擴(kuò)散C胞吞和胞吐 D無(wú)法判斷解析：選A。解答本題時(shí)應(yīng)先分析每一條曲線可表示哪種運(yùn)輸方式，再判斷物質(zhì)X的運(yùn)輸方式。曲線物質(zhì)運(yùn)輸速率與物質(zhì)濃度成正相關(guān)，不受其他因素的影響，應(yīng)為自由擴(kuò)散。曲線在一定濃度范圍內(nèi)，隨物質(zhì)濃度升高運(yùn)輸速率加快，當(dāng)達(dá)到一定濃度后，運(yùn)輸速率不再增加，說(shuō)明這種運(yùn)輸需要載體，由于受載體數(shù)量的影響，運(yùn)輸速率存在最大值，故應(yīng)為主動(dòng)運(yùn)輸或協(xié)助擴(kuò)散。曲線，該運(yùn)輸速率與O2濃度無(wú)關(guān)，說(shuō)明這種運(yùn)輸方式不需要能量，應(yīng)為被動(dòng)運(yùn)輸。曲線運(yùn)輸速率與O2濃度有關(guān)，說(shuō)明這種運(yùn)輸方式需要能量，應(yīng)為主動(dòng)運(yùn)輸。結(jié)合對(duì)上述曲線的分析，我們可以看出運(yùn)輸物質(zhì)X的方式是主動(dòng)運(yùn)輸。5將人體口腔上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)移至不同濃度(、)的三種蔗糖溶液中，結(jié)果如圖所示。這三種蔗糖溶液的濃度關(guān)系為()A>> B>>C<< D<<解析：選B。人體口腔上皮細(xì)胞放入不同濃度的蔗糖溶液中，其中放入時(shí)形態(tài)變化不大，說(shuō)明中蔗糖溶液與上皮細(xì)胞細(xì)胞液等滲；放入時(shí)細(xì)胞皺縮，說(shuō)明中蔗糖溶液濃度大于上皮細(xì)胞細(xì)胞液濃度；放入時(shí)細(xì)胞漲破，說(shuō)明中蔗糖溶液濃度小于上皮細(xì)胞細(xì)胞液濃度。6一個(gè)學(xué)生做質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)時(shí)，顯微鏡下只有一個(gè)細(xì)胞沒(méi)有發(fā)生質(zhì)壁分離，其他細(xì)胞都出現(xiàn)了明顯的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，這可能是因?yàn)?)A該細(xì)胞是正在發(fā)育過(guò)程中的細(xì)胞B該細(xì)胞是死細(xì)胞C蔗糖溶液濃度太小D實(shí)驗(yàn)操作不正確解析：選B。因?yàn)槭峭粋€(gè)學(xué)生同一次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，所以C、D選項(xiàng)可以排除。而正發(fā)育中的細(xì)胞也可能與其他細(xì)胞一樣發(fā)生質(zhì)壁分離。只有原生質(zhì)層已破壞的死細(xì)胞，不具有選擇透過(guò)性，不發(fā)生滲透失水，因此觀察不到質(zhì)壁分離的現(xiàn)象。7如圖為洋蔥根尖細(xì)胞在不同含氧情況下從硝酸鉀溶液中吸收K和NO的曲線。影響A、B兩點(diǎn)和B、C兩點(diǎn)吸收量不同的因素分別是()A載體數(shù)量、能量 B能量、載體數(shù)量C載體數(shù)量、離子濃度 D能量、離子濃度解析：選B。植物細(xì)胞通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸吸收離子，而主動(dòng)運(yùn)輸需要載體和能量。A、B兩點(diǎn)與O2濃度不同有關(guān)，O2濃度不同，則細(xì)胞中可提供的能量多少不同。硝酸鉀溶液中K、NO濃度相等，B、C兩點(diǎn)吸收量不同顯然不是由于離子濃度不同，而是由于根細(xì)胞膜上運(yùn)載K、NO的載體數(shù)量不同。8圖甲表示四種不同的物質(zhì)在一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)外的相對(duì)濃度差異。其中通過(guò)圖乙所示的過(guò)程來(lái)維持細(xì)胞內(nèi)外濃度差異的物質(zhì)是()ANa BCO2C胰島素 DK解析：選D。首先根據(jù)圖乙判定該物質(zhì)的運(yùn)輸方式及濃度特點(diǎn)，然后觀察圖甲中各種物質(zhì)細(xì)胞內(nèi)外的濃度，最終確定對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖乙表示物質(zhì)由細(xì)胞膜外通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸由低濃度進(jìn)入高濃度的細(xì)胞膜內(nèi)，Na細(xì)胞外濃度高，細(xì)胞內(nèi)濃度低，濃度方向不符合乙圖；CO2為自由擴(kuò)散，胰島素為胞吞，運(yùn)輸方式不符合乙圖；只有K的運(yùn)輸方式和濃度方向都符合乙圖。9假定將甲乙兩個(gè)同種植物的成熟細(xì)胞分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，兩種溶液濃度均比細(xì)胞液的濃度高，蔗糖分子不能透過(guò)細(xì)胞膜，甘油分子可以較快地透過(guò)細(xì)胞膜。在顯微鏡下連續(xù)觀察，甲乙兩細(xì)胞的變化是()A甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，不再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原B甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但乙細(xì)胞隨后又發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原C甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但甲細(xì)胞隨后又發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原D甲乙兩細(xì)胞在發(fā)生質(zhì)壁分離后，又發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原解析：選B。成熟植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，可發(fā)生滲透作用。甲乙兩細(xì)胞均處在外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度的環(huán)境中，開(kāi)始時(shí)，甲乙兩細(xì)胞都要發(fā)生質(zhì)壁分離，但蔗糖分子不能透過(guò)原生質(zhì)層，所以甲細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原；而甘油分子可以較快地透過(guò)原生質(zhì)層，進(jìn)入細(xì)胞液，細(xì)胞液的濃度升高，細(xì)胞吸水，導(dǎo)致質(zhì)壁分離復(fù)原。10下列能表示洋蔥表皮細(xì)胞在質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)中液泡體積變化的圖形是()解析：選B。當(dāng)洋蔥表皮細(xì)胞失水后液泡體積開(kāi)始縮小，復(fù)原時(shí)細(xì)胞開(kāi)始吸水而體積變大。11如圖表示小腸絨毛上皮細(xì)胞對(duì)不同物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)(轉(zhuǎn)運(yùn)的方向由箭頭表明，符號(hào)的數(shù)量代表每種物質(zhì)的濃度)。下列敘述正確的是()Aa物質(zhì)可能是氧氣，b物質(zhì)可能是葡萄糖Ba物質(zhì)可能是水，b物質(zhì)可能是甘油Ca物質(zhì)可能是膽固醇，b物質(zhì)可能是氧氣Da物質(zhì)可能是葡萄糖，b物質(zhì)可能是氨基酸解析：選A。從圖中可知a從高濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)降蜐舛纫粋?cè)，屬于自由擴(kuò)散；b在載體的協(xié)助下從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)，且需要ATP，屬于主動(dòng)運(yùn)輸方式。而O2、甘油、水、膽固醇出入膜的方式是自由擴(kuò)散。氨基酸、葡萄糖進(jìn)入小腸絨毛上皮細(xì)胞則是主動(dòng)運(yùn)輸方式。12某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中做“植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室老師的幫助下，進(jìn)行了一系列的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象如下表：實(shí)驗(yàn)組5分鐘的現(xiàn)象再過(guò)5分鐘滴加清水5分鐘0.3 gmL1蔗糖溶液x無(wú)變化質(zhì)壁分離復(fù)原0.5 gmL1蔗糖溶液質(zhì)壁分離y無(wú)變化1 molL1KNO3溶液質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原z1 molL1醋酸溶液無(wú)變化細(xì)胞大小無(wú)變化細(xì)胞大小無(wú)變化對(duì)上表的推斷或解釋不正確的是()Ax為質(zhì)壁分離，因?yàn)榧?xì)胞壁伸縮性小于原生質(zhì)層By為質(zhì)壁分離，可能導(dǎo)致細(xì)胞失水過(guò)多而死亡Cz為細(xì)胞稍增大，細(xì)胞液顏色變淺D組無(wú)變化是因?yàn)榧?xì)胞吸水量等于失水量解析：選D。洋蔥表皮細(xì)胞在0.3 g/mL的蔗糖溶液中會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，而在0.5 g/mL的蔗糖溶液中會(huì)因質(zhì)壁分離失水過(guò)多而死亡。在1 mol/L的KNO3溶液中，由于K和NO能被細(xì)胞吸收，故發(fā)生先質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象，由于K和NO進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞液濃度增大，因此滴加清水后，體積稍增大。放入1 mol/L醋酸中會(huì)殺死細(xì)胞。13物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞都要穿過(guò)細(xì)胞膜，不同物質(zhì)穿過(guò)細(xì)胞膜的方式不同，下圖表示在一定范圍內(nèi)細(xì)胞膜外物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞膜內(nèi)的三種不同情況。據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)據(jù)圖判斷A、B、C所表示的物質(zhì)運(yùn)輸方式，A是_，B是_，C是_。(2)上述三種運(yùn)輸方式中，哪一種加入呼吸抑制劑(抑制能量的產(chǎn)生)后曲線會(huì)發(fā)生變化？_。為什么？_。(3)乙醇、CO2、氨基酸進(jìn)入細(xì)胞的方式分別是_、_、_。(4)比較上述三種物質(zhì)運(yùn)輸方式，可證明細(xì)胞膜在運(yùn)輸功能上有什么特點(diǎn)？_。該特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是_。解析：(1)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞街饕凶杂蓴U(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸。比較A、B、C三圖，B、C兩圖隨著橫坐標(biāo)的推移，物質(zhì)的運(yùn)輸速率趨于平衡，可見(jiàn)這兩種運(yùn)輸方式都受細(xì)胞膜上載體數(shù)量的限制，而A圖沒(méi)有這一限制，說(shuō)明A圖沒(méi)有載體參與，為自由擴(kuò)散。再比較B、C兩圖，可見(jiàn)C圖中當(dāng)細(xì)胞內(nèi)液濃度高于虛線部分濃度(即細(xì)胞外液濃度)時(shí)，仍繼續(xù)吸收一段時(shí)間，這段時(shí)間為逆濃度梯度運(yùn)輸，是主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶卣?，因此C圖為主動(dòng)運(yùn)輸；B圖無(wú)此特征，為協(xié)助擴(kuò)散。(2)自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散都是順濃度梯度運(yùn)輸，不需要消耗能量；主動(dòng)運(yùn)輸是逆濃度梯度運(yùn)輸，需要消耗由細(xì)胞呼吸提供的能量。因此，當(dāng)加入呼吸抑制劑后，受影響的應(yīng)是主動(dòng)運(yùn)輸(圖C)。(3)氣體物質(zhì)及脂溶性物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式都是自由擴(kuò)散，氨基酸進(jìn)入細(xì)胞的方式是主動(dòng)運(yùn)輸。(4)細(xì)胞膜在運(yùn)輸功能上具有選擇透過(guò)性，其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是膜上載體的種類和數(shù)量。答案：(1)自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸(2)主動(dòng)運(yùn)輸(圖C)主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗細(xì)胞呼吸提供的能量(3)自由擴(kuò)散自由擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸(4)選擇透過(guò)性細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量14為了探究“植物細(xì)胞在什么情況下會(huì)失水和吸水”，某同學(xué)針對(duì)這一問(wèn)題作出的假設(shè)是：當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水；當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水。為了檢驗(yàn)這一假設(shè)，該同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。材料用具：紫色的洋蔥鱗片葉，質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液，清水，刀片，鑷子，滴管，載玻片，蓋玻片，吸水紙，顯微鏡。實(shí)施實(shí)驗(yàn)：(1)制作洋蔥鱗片葉外表皮的臨時(shí)裝片。(2)用低倍顯微鏡觀察洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞中紫色中央液泡的大小，以及原生質(zhì)層的位置。(3)在蓋玻片的一側(cè)滴入_，在另一側(cè)用吸水紙吸引。這樣重復(fù)幾次。(4)用低倍顯微鏡觀察細(xì)胞。右圖為該同學(xué)觀察到的一個(gè)正處于質(zhì)壁分離狀態(tài)的洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞示意圖，圖中_(填序號(hào))合起來(lái)稱為原生質(zhì)層。細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因，除存在中央液泡外，其結(jié)構(gòu)上的原因還有原生質(zhì)層比_的伸縮性大。(5)在蓋玻片的一側(cè)滴入清水，在另一側(cè)用吸水紙吸引。這樣重復(fù)幾次。(6)用低倍顯微鏡觀察細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)原生質(zhì)層逐漸恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。在此過(guò)程中，中央液泡的大小和顏色變化是_。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_。解析：滴0.3 g/mL的蔗糖溶液，使洋蔥細(xì)胞浸潤(rùn)在該溶液中，觀察其原生質(zhì)層(它包括細(xì)胞膜，液泡膜和二者之間的細(xì)胞質(zhì))與細(xì)胞壁之間的分離現(xiàn)象，滴清水后會(huì)使其吸水復(fù)原。答案：(3)0.3 g/mL的蔗糖溶液(4)細(xì)胞壁(6)由小變大(變大)、顏色由深變淺(變淺)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水；當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水15(探究創(chuàng)新題)下圖表示物質(zhì)通過(guò)紅細(xì)胞膜的示意圖，請(qǐng)回答：(1)K、O2和葡萄糖三種物質(zhì)中，通過(guò)C方式進(jìn)入紅細(xì)胞的是_。(2)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞懸液為不透明的紅色液體，而紅細(xì)胞發(fā)生溶血后，光線比較容易通過(guò)溶液，溶液會(huì)逐漸澄清，所以可通過(guò)紅細(xì)胞懸液澄清的速度判斷紅細(xì)胞溶血速度，進(jìn)而根據(jù)紅細(xì)胞溶血速度來(lái)判斷物質(zhì)進(jìn)入紅細(xì)胞的速度。請(qǐng)你利用以下實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷葡萄糖和甘油進(jìn)入紅細(xì)胞的速度。材料用具：稀釋的羊紅細(xì)胞懸液、0.3 mol/L的葡萄糖溶液、0.3 mol/L的甘油溶液、試管、量筒、計(jì)時(shí)器、試管架、筆。實(shí)驗(yàn)步驟：取2支試管，分別標(biāo)記為A、B。分別量取_、_各10 mL，注入A、B兩支試管。分別量取1 mL_注入A、B兩支試管中，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄_。結(jié)果及結(jié)論：如果加入葡萄糖溶液的試管內(nèi)溶液澄清所用的時(shí)間短，說(shuō)明葡萄糖比甘油進(jìn)入細(xì)胞的速度快；如果_，說(shuō)明甘油比葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞的速度快；如果_，說(shuō)明葡萄糖和甘油進(jìn)入細(xì)胞的速度相同。解析：圖中A不消耗能量，不需要載體，物質(zhì)從高濃度運(yùn)輸?shù)降蜐舛龋碜杂蓴U(kuò)散；B消耗能量，需要載體，代表主動(dòng)運(yùn)輸；C不消耗能量，需要載體，代表協(xié)助擴(kuò)散。(1)紅細(xì)胞通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸吸收K，通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散吸收葡萄糖，通過(guò)自由擴(kuò)散吸收O2。(2)本小題是一道典型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖桥袛嗥咸烟呛透视瓦M(jìn)入紅細(xì)胞的速度。根據(jù)題意，實(shí)驗(yàn)的自變量是葡萄糖和甘油，因變量是其進(jìn)入紅細(xì)胞的速度，可通過(guò)紅細(xì)胞懸液澄清的速度判斷物質(zhì)進(jìn)入紅細(xì)胞的速度。答案：(1)葡萄糖(2)實(shí)驗(yàn)步驟：0.3 mol/L的葡萄糖溶液0.3 mol/L的甘油溶液稀釋的羊紅細(xì)胞懸液溶液由不透明到澄清的時(shí)間結(jié)果及結(jié)論：加入甘油溶液的試管內(nèi)溶液澄清所用的時(shí)間短兩支試管內(nèi)溶液澄清所用的時(shí)間相同