《被动运输》 省赛获奖

1.试比较葡萄糖进入红细胞的过程与O2、CO2进出红细胞的过程有什么异同？提示：（1）葡萄糖进入红细胞是易化扩散的方式，O2和CO2进出红细胞的方式是简单扩散。(2)相同点：物质从高浓度区域向低浓度区域的扩散，都不消耗能量，运输的动力是物质的浓度差，二者被称为被动运输。不同点：简单扩散不需要载体蛋白的协助，而易化扩散需要载体蛋白的协助。2.如图是影响物质运输速率的两条曲线，试判断两条曲线分别代表哪种运输方式，并说出你的判断依据。3.为什么说一个成熟的植物细胞是一个渗透系统？提示：植物细胞的细胞壁具有全透性，原生质层（细胞膜、细胞质、液泡膜）具有选择透过性，具有半透膜的特点；液泡膜内的细胞液有一定浓度，外界溶液也有一定浓度，即细胞与外界溶液接触存在浓度差，就构成了一个渗透装置。植物细胞的质壁分离和复原的原因和原理（1）原因①内因：成熟植物细胞的原生质层是一种半透膜，原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。②外因：细胞液和外界溶液之间存在浓度差。（2）原理：细胞的吸水和失水①当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离。②当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。质壁分离与复原实验的应用（1）证明成熟植物细胞发生渗透作用；（2）证明细胞是死的还是活的；（3）作为光学显微镜下观察细胞膜的方法；（4）初步测定细胞液浓度的大小。典例将高浓度的蔗糖溶液装入一个人工半透膜制成的小袋中，就制成一个“人造细胞”。如图所示，把它沉在装有低浓度的蔗糖溶液底部，其上放一个重量为W的砝码，细胞高度为H。如果容器中蔗糖溶液的浓度呈梯度变化时，砝码重量W不变，则H与容器中蔗糖溶液之间的关系为(注：横坐标为容器中蔗糖溶液浓度)（1）明确此装置具有半透膜和半透膜两侧的溶液具有浓度差，是渗透装置。（2）理解水分子从低浓度溶液向高浓度溶液顺浓度梯度渗透，液面升高，体积变化取决于浓度差，并用坐标曲线表示出来。【规范解答】选A。刚放入时，由于袋中溶液浓度大于袋外溶液浓度，水由于渗透作用进入袋中，H体积增大，随着袋外溶液浓度不断增大，透析小袋吸水能力逐渐减弱，到袋内外浓度相同时，水分进出达到动态平衡，H不再增大；以后随袋外溶液浓度的增大，袋外溶液浓度大于袋内溶液浓度，袋内水分外流增多，H减小。【拓展延伸】（1）试用曲线表示出随时间的变化“人造细胞”中的溶液浓度的变化趋势？提示：（2）若将题干中小袋中和容器中的蔗糖溶液互换后选项应该为哪一个？提示：选D。1.(2011·襄樊高一检测)如图为某分子跨膜运输的示意图，由图可知，该分子的转运方式是（）A．简单扩散B．易化扩散C．被动运输D．主动运输【解析】选D。由图示可知该分子从低浓度向高浓度跨膜运输，需要载体蛋白的协助和消耗能量，所以为主动运输过程。2.下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是（）A．植物细胞积累K+需消耗能量B．细胞对离子的吸收具有选择性C．海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离D．液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性【解析】选D。植物细胞吸收矿质离子为主动运输过程，需消耗能量，体现细胞对离子的吸收具有选择性；当细胞液浓度低于外界溶液浓度时细胞失水，发生质壁分离，所以海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离是正确的；液泡膜也是一种选择透过性膜。3.（2011·邵阳高一检测）人体正常红细胞是两面凹陷的圆饼状，现将人体哺乳动物的红细胞分别浸入下列a、b、c三个不同浓度溶液的烧杯内，一段时间后，实验结果如图所示，则a、b、c三烧杯中溶液浓度大小的比较正确的是（）A.a>b>cB.a>c>bC.a<b<cD.a<c<b【解析】选D。由实验结果可知a烧杯内红细胞吸水膨胀、b烧杯内红细胞失水皱缩、c烧杯内红细胞保持原状，所以三烧杯内溶液浓度关系为a<c<b。4.如图表示细胞膜的亚显微结构示意图，其中a和b为物质的两种运输方式，下列叙述不正确的是（）A.细胞的识别与①有密切的关系B.适当提高温度将加快②和③的运动速度C.a过程体现了膜的选择透过性这一生理特性D.如果图示为肾小管上皮细胞膜，则原尿中的葡萄糖进入细胞的方向是Ⅱ→Ⅰ【解析】选D。细胞膜的外表面上的糖蛋白①有细胞识别的作用；②蛋白质分子、③磷脂分子是运动的，适当提高温度将加快②和③的运动速度；a过程为主动运输，体现了膜的选择透过性这一生理特性；如果图示为肾小管上皮细胞膜，则原尿中的葡萄糖进入细胞的方向是Ⅰ→Ⅱ。5.新生儿小肠绒毛上皮细胞通过消耗能量，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白（大分子）和半乳糖。这两种物质分别被吸收到血液中的方式是（）A．主动运输、主动运输B．内吞、主动运输C．主动运输、易化扩散D．被动运输、主动运输【解析】选B。母乳中的免疫球蛋白属于大分子物质，小肠绒毛上皮细胞通过消耗能量吸收属于细胞的内吞作用，非跨膜运输方式。而半乳糖是小分子，小肠绒毛上皮细胞通过主动运输的方式吸收。6.对法囊藻（一种海藻）的细胞液中各种离子浓度的分析表明，细胞液中的成分与海水的成分很不相同，图中阴影部分代表法囊藻细胞液中的离子浓度，空白部分代表海水中的离子浓度。（1）K+和Cl-在细胞内积累，而Na+、Ca2+等在细胞液中的含量低于海水中的含量。这表明细胞对离子的吸收具有______________的特点。（2）K+和Cl-进入细胞的方式是_____，判断的依据是____，这种吸收方式所需要的两个基本条件是_______和_______。（3）法囊藻的细胞液中各种离子的浓度与海水中各种离子的浓度不成比例，其结构基础是___________________。【解析】本题考查矿质离子的吸收过程、细胞选择性吸收的特性及原理。K+和Cl-进入细胞的运输方向是从低浓度到高浓度，是主动运输，主动运输需要的基本条件是载体蛋白和能量。所有离子的吸收都与细胞膜上载体蛋白的种类和数量有关，这是选择性吸收的结构基础。答案：(1)选择性（2）主动运输K+和Cl-可以从低浓度到高浓度进行运输载体蛋白能量（3）细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同一、选择题(本题包括6小题，每小题4分，共24分)1．如图表示某植物相邻的3个细胞，其细胞液浓度依次为甲>乙>丙，正确表示它们之间水分子渗透方向的是（）【解析】选D。根据渗透作用的原理，发生渗透作用时，水分子的流动方向是从低浓度的溶液流向高浓度的溶液，所以选D。2.（2011·烟台高一检测）将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液中，一小时后测定马铃薯条的质量变化并算出百分率，结果如表。下列叙述正确的是（）A.Ⅰ的浓度最高B.Ⅱ的浓度较Ⅲ高C.Ⅱ的浓度最低D.Ⅳ可能是蒸馏水【解析】选B。据表可知，在溶液Ⅰ中质量增加8%，说明马铃薯条细胞吸水，所以溶液Ⅰ的浓度最低；在溶液Ⅱ和Ⅲ中质量减轻，说明细胞失水并且溶液Ⅱ的浓度较溶液Ⅲ高；Ⅰ可能是蒸馏水，Ⅳ不可能是蒸馏水。3.下列相关说法中，正确的是（）A.分子质量相对较小的物质或离子都可以通过简单扩散进入细胞内B.大分子有机物要通过载体蛋白的转运才能进出细胞，并且要消耗能量C.易化扩散和简单扩散都是顺浓度梯度进行的，既不需消耗能量，也不需膜上的载体蛋白D.主动运输发生在细胞逆浓度梯度吸收物质时，既要消耗细胞代谢释放的能量，也需要依靠膜上的载体蛋白【解析】选D。一些分子质量相对较小或脂溶性强的物质才可以通过简单扩散进入细胞内；大分子有机物等物质通过内吞的作用才能进入细胞内，并且要消耗能量，属于非跨膜运输方式。易化扩散和简单扩散都是顺浓度梯度进行的，都不需消耗能量，但易化扩散还需膜上的载体蛋白协助；主动运输发生在细胞逆浓度梯度吸收物质时，既要消耗细胞代谢释放的能量，也需要依靠膜上的载体蛋白。4.下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是（）A.主动运输过程需要载体蛋白协助和消耗能量B.主动运输的速率的大小取决于载体蛋白数量的多少C.质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内溶液浓度升高D.分泌蛋白如抗体分泌过程，需消耗能量【解析】选B。物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式为主动运输。主动运输的速率不仅与载体蛋白有关，而且也受能量是否充足的影响。质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内溶液浓度升高。抗体分泌过程属于外排，需消耗能量。5．(2011·海口高一检测)如图表示在一定范围内细胞膜外某物质浓度变化与该物质进入细胞膜内速度的关系，据图分析，下列说法正确的是（）A．该物质进入细胞的方式是简单扩散B．该物质通过膜时必须与载体蛋白结合C．该物质可能是水或甘油D．该物质只能从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动【解析】选B。由题图可知，该物质跨膜速度刚开始时与膜外该物质浓度成正比，最后跨膜速度不再增加，说明该物质运输还与膜上载体蛋白的数量有关，而水和甘油通过简单扩散进出细胞，不需要膜上载体蛋白的协助。6.如图为某同学进行的实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。在乙图实验的基础上继续实验，向a、b两试管分别加入等量的蔗糖酶溶液，来探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。以下判断正确的是（多选）（）A．若蔗糖的水解产物能通过半透膜，a、b两试管液面高度差变小，但不可能变为0B．若蔗糖的水解产物能通过半透膜，a、b两试管液面高度差变小，也可能变为0C．若蔗糖的水解产物不能通过半透膜，a、b两试管液面高度差变小D．若蔗糖的水解产物不能通过半透膜，a、b两试管液面高度差变大【解析】选B、D。由渗透作用原理可知，物质能否通过半透膜取决于物质分子的大小，现象是半透膜两侧液面有无高度差。从题设知应加入蔗糖酶使蔗糖水解成单糖（为排除蔗糖酶的影响，a、b两管中应加入等量的蔗糖酶），单糖能否通过半透膜可由a、b两管液面的变化情况作出判断。如果a、b两管液面高度差缩小则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大则蔗糖的水解产物不能通过半透膜。二、非选择题（共26分）7.Ⅰ.物质出入细胞膜的方式如图，请据图回答下面的问题：（1）A代表______分子；B代表______。（2）从功能上来说，细胞膜是一种_______膜。（3）在a～e的五种过程中，代表被动运输的有______。（4）可表示葡萄糖从小肠腔进入小肠绒毛上皮细胞的过程是_____________。Ⅱ.成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态（此时细胞有活性）。请回答下列问题：（1）由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a____b。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率逐渐_____，最终液面不再上升，当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a____b。（2）丙图中相当于甲图中c的结构是______（填序号），结构②中充满的液体是_____。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是______。A．细胞液>外界溶液B．细胞液<外界溶液C．细胞液=外界溶液D．都有可能（3）把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水中，发现液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？【解析】Ⅰ.本题考查物质出入细胞膜的方式及细胞膜的结构与功能相适应的关系。A为蛋白质分子，B为磷脂双分子层，C为糖蛋白。细胞膜的功能特性是具有选择透过性。被动运输是指物质顺浓度梯度进出细胞，不消耗细胞代谢释放能量的扩散过程。所以代表被动运输的有b、c、d，代表主动运输的有a和e，而葡萄糖从小肠腔进入小肠绒毛上皮细胞的过程为a。Ⅱ.图甲为渗透装置，具有半透膜c，c两侧溶液具有浓度差，当b>a时通过渗透作用吸水，漏斗液面上升；b溶液浓度逐渐变小。吸水能力逐渐减弱；当液面不再上升，由于液面存在高度差，这段高度差水柱会通过半透膜对a溶液产生压力，所以此时溶液浓度a仍然小于b。成熟的植物细胞是一个渗透系统，原生质层相当于半透膜，当细胞液浓度低于外界溶液浓度时发生质壁分离现象。答案：Ⅰ.（1）蛋白质磷脂双分子层（2）选择透过性（3）b、