物質出入細胞的方式練習一、選擇題1．水是一種極性小分子，研究發現水分子通過細胞膜的方式有兩種（如圖所示），下列相關敘述錯誤的是()A．結構a分子的尾部有屏障細胞內外環境作用B．通道蛋白跨膜部分含有較多的疏水性氨基酸C．方式2屬于主動運輸，該過程中通道蛋白會與水分子結合D．水通道蛋白失活的植物細胞在高滲溶液中仍能發生質壁分離2．研究發現物質出入細胞有多種方式，有些物質的出入需要轉運蛋白的協助。協助物質進出細胞的轉運蛋白包括載體蛋白和通道蛋白，且載體蛋白協助物質進出細胞時可能消耗能量，也可能不消耗能量，而通道蛋白協助物質進出細胞時不消耗能量。下列敘述正確的是()A．無轉運蛋白參與的物質進出細胞的方式只有胞吞、胞吐B．Na＋能通過通道蛋白的協助逆濃度梯度運出細胞C．在主動運輸中協助物質進出細胞的蛋白質是載體蛋白D．物質依靠通道蛋白進出細胞的方式屬于主動運輸3．圖1為氨基酸和Na＋進出腎小管上皮細胞的示意圖，圖2表示甲、乙兩種小分子物質在細胞內外的濃度情況。下列相關敘述錯誤的是()A．圖1中氨基酸運出腎小管上皮細胞的方式屬于被動運輸B．使用呼吸抑制劑不會影響腎小管上皮細胞將氨基酸運進細胞C．圖2中的甲可代表圖1中的Na＋，進出均需要轉運蛋白D．圖2中的乙可代表圖1中的氨基酸，進出均需要轉運蛋白4．在適宜條件下用含有不同濃度物質X的營養液培養龍眼幼苗，并測定龍眼幼苗對物質X的吸收速率，結果如圖所示。據圖推測下列相關敘述錯誤的是()A．細胞吸收物質X可能需要載體蛋白B．細胞吸收物質X一定需要能量的供給C．在物質X跨膜運輸過程中，龍眼細胞膜上轉運蛋白的構象可能不與X結合D．當濃度大于0.50mmol·L-1后，細胞吸收物質X的速率可能會下降5.為探究某植物對鎘(Cd2+)的跨膜運輸方式，在一定Cd2+濃度的培養液中水培，設置4組實驗：對照組(Ⅰ)、加入Ca2+通道抑制劑(Ⅱ)、加入ATP水解酶抑制劑(Ⅲ)、加入K＋通道抑制劑(Ⅳ)，培養一段時間后，測定葉組織中的Cd2+含量，結果如圖所示。下列敘述錯誤的是()A.由圖中Ⅰ、Ⅲ組可知，細胞吸收Cd2+存在主動運輸B．由圖中Ⅰ、Ⅳ組可知，K＋通道蛋白不參與吸收Cd2+C．細胞吸收Cd2+過程中，Cd2+要與Ca2+通道蛋白結合D．增加Ⅰ組培養液的Ca2+含量，可能降低Cd2+吸收量6.哺乳動物成熟紅細胞的細胞膜含有豐富的水通道蛋白，硝酸銀(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。下列敘述錯誤的是()A．經AgNO3處理的紅細胞在低滲蔗糖溶液中會膨脹B．經AgNO3處理的紅細胞在高滲蔗糖溶液中不會變小C．未經AgNO3處理的紅細胞在低滲蔗糖溶液中會迅速膨脹D．未經AgNO3處理的紅細胞在高滲蔗糖溶液中會迅速變小7.物質輸入和輸出細胞都需要經過細胞膜。下列有關人體內物質跨膜運輸的敘述，正確的是()A．乙醇是有機物，不能通過自由擴散方式跨膜進入細胞B．血漿中的K＋進入紅細胞時需要載體蛋白并消耗ATPC．抗體在漿細胞內合成時消耗能量，其分泌過程不耗能D．葡萄糖可通過主動運輸但不能通過協助擴散進入細胞8.鹽堿脅迫下植物應激反應產生的H2O2對細胞有毒害作用。禾本科農作物AT1蛋白通過調節細胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影響H2O2的跨膜轉運，如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．細胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的B．PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促進H2O2外排，從而減輕其對細胞的毒害C．敲除AT1基因或降低其表達可提高禾本科農作物的耐鹽堿能力D．從特殊物種中發掘逆境脅迫相關基因是改良農作物抗逆性的有效途徑二、非選擇題9.細胞膜上存在的多種蛋白質參與細胞的生命活動。回答下列問題。(1)細胞膜上不同的通道蛋白、載體蛋白等膜蛋白，對不同物質的跨膜運輸起著決定性作用，這些膜蛋白能夠體現出細胞膜具有的功能特性是_______________________________。(2)細胞膜上的水通道蛋白是水分子進出細胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白進出細胞的方式屬于。(3)細胞膜上的H＋－ATP酶是一種轉運H＋的載體蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解釋放的能量將H＋泵出細胞，導致細胞外的pH；此過程中，H＋－ATP酶作為載體蛋白在轉運H＋時發生的變化是。(4)細胞膜上的受體通常是蛋白質。人體胰島B細胞分泌的胰島素與靶細胞膜上的受體結合時，會引起靶細胞產生相應的生理變化，這一過程體現的細胞膜的功能是。(5)植物根細胞借助細胞膜上的轉運蛋白逆濃度梯度吸收磷酸鹽，不同溫度下吸收速率的變化趨勢如圖。與25℃相比，4℃條件下磷酸鹽吸收速率低的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。10.水通道蛋白(AQP)是一類細胞膜通道蛋白。檢測人唾液腺正常組織和水腫組織中3種AQP基因mRNA含量，發現AQP1和AQP3基因mRNA含量無變化，而水腫組織AQP5基因mRNA含量是正常組織的2.5倍。(1)AQP蛋白轉運水進出細胞需要消耗ATP嗎？請說明理由。(2)檢測結果表明，是否只有AQP5蛋白參與人唾液腺水腫的形成？請說明理由。11.圖1為某種擬南芥的氣孔保衛細胞細胞膜中存在的一種特殊的K＋通道蛋白(BLINK1)，它可調控氣孔快速開啟與關閉。保衛細胞的內外壁厚度不一樣，當植物體內水分較多，保衛細胞吸水膨脹時，較薄的外壁就會伸長，細胞向外彎曲，于是氣孔就張開；當植物體內水分較少，保衛細胞失水時，較厚的內壁被拉直，氣孔就關閉了。圖2為某同學繪制的物質跨膜運輸相關的一個不完整的模型，請回答下列問題。(1)圖1中保衛細胞吸收K＋的方式為，其氣孔可快速開啟的可能原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若圖2中X軸表示該種擬南芥氣孔保衛細胞吸水過程中液泡體積的變化，那么Y軸不能表示細胞吸水的能力，原因是__________________________________________________________________________________________________________________。(3)據圖2請設計實驗方案確定擬南芥幼苗根細胞對該物質的吸收方式。（寫出實驗思路）。答案：1．C解析：結構a為磷脂雙分子層，磷脂分子具有疏水性尾端，可阻止水溶性分子或離子通過，具有屏障細胞內外環境的作用，A正確；通道蛋白跨膜部分與磷脂雙分子層疏水尾部接觸，因而這部分含有較多疏水性氨基酸，B正確；方式2是水分子依賴通道蛋白的運輸，屬于協助擴散，在轉運過程中通道蛋白不與水分子結合，C錯誤；由于水分子不僅通過方式2運輸，也通過方式1（自由擴散）運輸，因此即使水通道蛋白失活，植物細胞仍可在高滲溶液中滲透失水，發生質壁分離，D正確。2．C解析：無轉運蛋白參與的物質進出細胞的方式有自由擴散、胞吞和胞吐，A錯誤；Na＋通過載體蛋白的協助逆濃度梯度運出細胞，通道蛋白只能進行順濃度梯度運輸，B錯誤；在主動運輸中協助物質進出細胞的蛋白質是載體蛋白，C正確；物質依靠通道蛋白進出細胞的方式是協助擴散，屬于被動運輸，D錯誤。3．B解析：據題圖分析可知，腎小管上皮細胞將氨基酸順濃度梯度運出，需要轉運蛋白協助，是協助擴散，即屬于被動運輸，A正確；腎小管上皮細胞從腎小管管腔吸收氨基酸是從低濃度向高濃度運輸的逆濃度梯度運輸，需要消耗Na＋在細胞內、外濃度差而形成的勢能，不需要呼吸作用提供能量，但是Na＋在細胞內、外濃度差的維持依靠Na＋的主動運輸，其過程需要消耗呼吸作用合成的ATP，故使用呼吸抑制劑會影響腎小管上皮細胞將氨基酸運進細胞，B錯誤；圖2中的甲物質細胞內的濃度低于細胞外，圖1中Na＋在細胞內的濃度低于細胞外，故圖2中的甲可代表圖1中的Na＋，Na＋進入細胞的方式是協助擴散，Na＋運出細胞的方式是主動運輸，兩種運輸方式都需要轉運蛋白協助，C正確；圖2中的乙物質細胞內的濃度高于細胞外，圖1中氨基酸在細胞內的濃度高于細胞外，氨基酸進入細胞的方式是主動運輸，運出細胞的方式是協助擴散，兩種運輸方式都需要轉運蛋白協助，D正確。4．B解析：分析題圖可知，細胞吸收物質X的速率隨著濃度的增加而增加，但達到一定濃度后，吸收速率保持不變，可能與載體蛋白的數量有關，所以細胞吸收物質X可能需要載體蛋白，跨膜運輸方式可能是協助擴散也可能是主動運輸，不一定消耗能量，A正確，B錯誤；如果該轉運蛋白是通道蛋白，則可能不與X結合，C正確；物質X跨膜運輸方式可能是協助擴散，也可能是主動運輸，若為主動運輸，當濃度大于0.50mol·L-1后，由于濃度過高，可能會滲透失水，影響細胞的正常代謝活動，進而導致主動運輸提供的能量減少，細胞吸收X的速率可能會下降，D正確。5.C解析：由圖中Ⅰ、Ⅲ組可知，加入ATP水解酶抑制劑，葉組織中Cd2+相對含量下降，說明細胞吸收Cd2+存在主動運輸，A正確；由圖中Ⅰ、Ⅳ組可知，加入K＋通道抑制劑，葉組織中Cd2+相對含量基本未發生改變，說明K＋通道蛋白不參與吸收Cd2+，B正確；由圖中Ⅰ、Ⅱ組可知，加入Ca2+通道抑制劑，葉組織中Cd2+相對含量下降，說明Ca2+通道蛋白參與吸收Cd2+，通過通道蛋白進行跨膜轉運，無需與通道蛋白結合，C錯誤；Ca2+與Cd2+競爭Ca2+通道蛋白，增加Ⅰ組培養液的Ca2+含量，可能降低Cd2+吸收量，D正確。6.B解析：經AgNO3處理的紅細胞水通道蛋白失去活性，但水可以通過自由擴散的方式進出細胞，故其在低滲蔗糖溶液中會吸水膨脹，在高滲蔗糖溶液中會失水變小，A正確，B錯誤；未經AgNO3處理的紅細胞，水可通過水通道蛋白快速進出細胞，也可通過自由擴散進出細胞，故其在低滲蔗糖溶液中會迅速吸水膨脹，在高滲蔗糖溶液中會迅速失水變小，C、D正確。7.B解析：甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子物質可以通過自由擴散的方式進入細胞，A錯誤；K＋在細胞內液中的濃度遠大于細胞外液，所以血漿中的K＋進入紅細胞為主動運輸，需要載體蛋白并消耗ATP，B正確；抗體為分泌蛋白，在漿細胞中合成時需要消耗能量，通過胞吐分泌出漿細胞，需要消耗能量，C錯誤；葡萄糖進入小腸上皮細胞的方式為主動運輸，進入哺乳動物成熟的紅細胞的方式為協助擴散，D錯誤。8.B解析：根據題圖分析可知，當禾本科農作物AT1蛋白與Gβ結合時，可抑制PIP2s蛋白磷酸化，從而降低H2O2的外排能力，使細胞死亡；當禾本科農作物AT1蛋白缺陷而無法與Gβ結合時，其對PIP2s蛋白磷酸化無抑制作用（細胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平提高），使H2O2的外排能力提高，從而減輕H2O2對禾本科農作物細胞的毒害作用，A正確，B錯誤。敲除AT1基因或降低其表達，可解除AT1蛋白對細胞膜上PIP2s蛋白磷酸化的抑制作用，H2O2外排增加，進而提高禾本科農作物的抗氧化脅迫能力和成活率，C正確。可以將特殊物種中逆境脅迫相關基因轉移至農作物細胞內，以改良其抗逆性，D正確。9.(1)選擇透過性(2)協助擴散(3)降低自身構象發生改變（或空間結構發生改變）(4)進行細胞間的信息交流(5)呼吸酶的活性降低，細胞呼吸供給主動運輸的能量減少解析：(1)細胞膜上存在對不同物質的跨膜運輸起決定性作用的膜蛋白，這些膜蛋白能夠體現出細胞膜具有選擇透過性這一功能特性。(2)水分子借助細胞膜上的水通道蛋白進出細胞，這種借助膜上通道蛋白順濃度梯度進出細胞的物質擴散方式稱為協助擴散。(3)細胞膜上的H＋－ATP酶能利用ATP水解釋放的能量將H＋泵出細胞，導致細胞外的H＋增多，pH降低；載體蛋白在每次轉運時都會發生自身構象的改變。(4)胰島B細胞分泌的胰島素，隨血液到達全身各處，與靶細胞的細胞膜表面的受體結合，將信息傳遞給靶細胞，引起靶細胞產生相應的生理變化，該過程體現了細胞膜具有進行細胞間信息交流的功能。(5)根細胞吸收磷酸鹽的方式為主動運輸，影響其運輸速率的因素有載體蛋白的數量及能量的供應等，4℃條件下，呼吸酶的活性降低，細胞呼吸供能減少，從而使磷酸鹽吸收速率下降。10.(1)不需要。通道蛋白參與的是被動運輸（協助擴散），不消耗能量。(2)不是。AQP1和AQP3基因mRNA含量無變化，而水腫組織AQP5基因mRNA含量是正常組織的2.5倍，說明AQP5基因mRNA含量在水腫組織和正常組織中有差異，但不能說明只有AQP5蛋白參與人唾液腺水腫的形成。11.(1)主動運輸K＋進入細胞后，細胞內細胞液濃度升高，細胞吸水(2)液泡體積越大，細胞液滲透壓越小，吸水能力越弱(3)將長勢相同的擬南芥幼苗根毛細胞平均分成2組，甲組無氧氣，乙組有氧氣，置于等量相同的培養液中，其他條件相同且適宜。一段時間后，根據溶液中剩余的該物質的濃度，比較兩組幼苗根細胞對該物質的吸收速率。解析：(1)分析圖1，在光照條件下，K＋通過K＋通道蛋白(BLINK1)進入氣孔細胞內，需要消耗能量，屬于主動運輸。由于K＋進入氣孔細胞內，提高了細胞內細胞液濃度，保衛細胞吸水膨脹，