名师一号2015高考生物一轮课后限时练：第08讲 生物膜的流动镶嵌模型与物质跨膜运输方式

课后限时练(八)　生物膜的流动镶嵌模型与物质跨膜运输方式(计时：45分钟　满分：100分)一、选择题(本大题共13小题，每小题5分，共65分)1．下列有关实验变量的叙述，正确的是(　　)A．在探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，通常温度不属于变量B．在探究氯化钠浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，氯化钠浓度是因变量C．探究光照强度对植物光合速率影响的实验中，CO2浓度、温度、植物种类是无关变量D．在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量解析　本题综合考查细胞呼吸和酶的作用，意在考查考生对代谢过程中物质和能量变化的理解和分析能力。探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响实验中，温度属于无关变量，故A项错误。探究氯化钠浓度对红细胞形态变化影响的实验中，氯化钠浓度是自变量，故B项错误。在探究温度对酶活性影响的实验中温度属于自变量，pH是无关变量，故D项错误。答案　C2．(2014·郑州质量预测)在顺浓度梯度的情况下，葡萄糖、氨基酸等分子可以进入细胞。当细胞外葡萄糖或氨基酸的浓度低于细胞内时，如果细胞需要，它们仍能进入细胞。下列关于此现象的叙述正确的是(　　)A．这说明葡萄糖、氨基酸等分子是通过主动运输进入细胞的B．这说明主动运输既能将物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧。也可从低浓度一侧运输到高浓度一侧C．葡萄糖、氨基酸等分子顺浓度梯度进入细胞时不需要细胞化学反应所产生的能量，逆浓度进入细胞时需要D．此现象表明葡萄糖、氨基酸等分子进出细胞与浓度无关，所以它们的运输方式应为被动运输解析　·11· 本题考查物质出入细胞的方式，意在考查考生的理解、辨别能力。氨基酸、葡萄糖等分子出入细胞时，若从高浓度一侧运输到低浓度一侧，只需载体，不消耗能量，此运输方式为协助扩散；若从低浓度一侧运输到高浓度一侧，既需要载体又需要消耗能量，此运输方式为主动运输。答案　C3．(2014·南京模拟)盐碱地中生活的某种植物，其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白，能将细胞质基质中的Na＋逆浓度梯度运入液泡，降低Na＋对细胞质基质中酶的伤害。下列有关叙述不正确的是(　　)A．Na＋进入液泡的方式属于主动运输B．Na＋进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透过性C．该载体蛋白作用的结果降低了细胞的吸水能力D．该载体蛋白作用的结果提高了植物的耐盐性解析　本题考查物质的跨膜运输，意在考查考生的分析判断能力。Na＋逆浓度梯度进入液泡的方式属于主动运输，该过程体现了液泡膜的选择透过性，Na＋通过主动运输进入液泡可以提高植物的耐盐性。Na＋进入液泡后细胞液的浓度增大，细胞的吸水能力增强。答案　C4．(2014·皖北十二校联考)如图表示葡萄糖跨膜运输的过程，据图分析正确的是(　　)A．该膜中的载体也能运输氨基酸B．该膜可能是红细胞膜C．该方式发生在被转运物质从低浓度向高浓度运输时D．与该过程有关的细胞器是线粒体和核糖体解析　·11· 本题考查葡萄糖跨膜运输的方式，意在考查考生的理解能力和识图析图能力。从图中信息可知，葡萄糖跨膜运输需要载体蛋白的协助，但不消耗能量，说明此种运输方式为协助扩散，即葡萄糖从高浓度一侧向低浓度一侧运输，C项错误；载体蛋白具有特异性，A项错误；红细胞运输葡萄糖的方式为协助扩散，B项正确；协助扩散不消耗能量，故该过程与线粒体无关，D项错误。答案　B5．如图是某物质跨膜运输的过程示意图，■、●分别代表两种不同的物质①②。下列说法正确的是(　　)A．细胞膜中运输①的载体蛋白不能运输②B．氧气浓度越高，物质①的运输速度越快C．温度越高，物质①的运输速度越快D．物质①的运输需要载体蛋白的协助，属于协助扩散解析　由图可知，物质①的运输需要载体蛋白的协助和ATP供能，属于主动运输。由于载体蛋白具有特异性，所以运输物质①的载体蛋白不能运输物质②。在一定浓度范围内，氧气浓度越高，产生的ATP越多，但由于载体蛋白数量的限制，物质①的运输速度并不会一直加快。温度过高，酶变性失活，ATP的产生会减少，物质①的运输速度减慢。答案　A6．(2014·合肥质量检测)把一个细胞中的磷脂分子全部提取出来，在空气和水界面上将它们铺成单分子层(假定单分子间距离适当且相等)。推测在下列生物中，空气和水界面上磷脂单分子层的表面积与原细胞的表面积之比最大和最小的细胞分别是(　　)①洋葱根尖成熟区表皮细胞　②蛙的红细胞③人体浆细胞　④乳酸菌细胞　⑤酵母菌细胞A．①②B．③④·11· C．③②D．⑤④解析　磷脂单分子层的表面积与原细胞的表面积之比最大和最小即为细胞中含膜的细胞器的最多与最少，二者表面积之比越大，则所含膜的细胞器越多，人体内浆细胞属于分泌细胞，内质网、高尔基体多，则磷脂单分子层多，二者表面积之比最大，而乳酸菌属原核生物，无含膜细胞器，则磷脂单分子层少，二者之比最小。答案　B7．HgCl2是一种可以影响ATP水解的抑制剂，为探究主动运输的特点，科研人员进行了如下实验，下列相关说法正确的是(　　)组名实验材料实验处理实验前后溶液中磷酸盐的浓度差(mg/L)甲成熟胡萝卜片一定浓度的KH2PO4溶液＋蒸馏水9乙幼嫩胡萝卜片一定浓度的KH2PO4溶液＋蒸馏水4丙成熟胡萝卜片一定浓度的KH2PO4溶液＋HgCl25丁幼嫩胡萝卜片一定浓度的KH2PO4溶液＋HgCl22　A．本实验的目的仅是探究HgCl2对细胞主动运输的影响B．幼嫩组织呼吸旺盛，物质运输能力强C．实验前后需测定溶液中磷酸盐的浓度D．甲、丁对照说明主动运输过程需要消耗能量解析　本题考查主动运输的特点及实验分析，意在考查考生的实验分析能力。选项A，本实验的实验目的是探究HgCl2和细胞成熟度对细胞主动运输的影响；选项B，甲、乙对照可知，乙实验前后的浓度差小于甲，说明幼嫩组织较成熟组织的物质运输能力弱；选项C，实验的观察指标是溶液中磷酸盐的浓度差，因此实验前后需测定溶液中磷酸盐的浓度；选项D，甲、丁的实验变量有胡萝卜片的成熟度和HgCl2·11· 的有无，不符合单一变量原则，甲、丙对照或乙、丁对照可说明主动运输过程需要消耗能量。答案　C8．如图表示某生物膜结构，图中A、B、C、D、E、F分别表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。下列几种相关叙述中错误的是(　　)A．该生物膜是细胞膜，因为有糖蛋白DB．a～d中，属于被动运输的是b和cC．若该生物膜是肝细胞膜，进食后6小时，C代表的激素胰岛素分泌会增加D．因为组成生物膜的分子是运动的，所以生物膜具有流动性的结构特点解析　物质A、B、C、D分别是蛋白质、磷脂、信息分子和糖蛋白，其中蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分。因为具有糖蛋白，所以题图中的生物膜是细胞膜。a和d需要载体和ATP，所以这两种运输属于主动运输，b和c属于被动运输。进食6个小时后，血糖浓度会相对降低，此时胰高血糖素分泌会增加，而不是胰岛素分泌增加。生物膜的组成分子是运动的，所以生物膜具有流动性的结构特点。答案　C9．用呼吸抑制酶处理红细胞，下列物质吸收量与图相符的一组是(　　)解析　O2、H2O、甘油等通过自由扩散方式进入红细胞，葡萄糖通过协助扩散方式进入红细胞，这些过程都不需要消耗能量。氨基酸、K＋·11· 通过主动运输方式进入红细胞，需要消耗能量。呼吸抑制酶处理红细胞后，红细胞产生ATP量减少，所以氨基酸、K＋的吸收量也显著减少。答案　B10．下列有关物质跨膜运输的叙述中，正确的是(　　)A．神经递质由突触前膜释放到突触间隙中的方式是主动运输B．mRNA在细胞核中合成后进入细胞质中要穿过2层生物膜C．水稻叶肉细胞无氧呼吸产生的CO2被同一个细胞利用要穿过2层磷脂双分子层D．血液中的葡萄糖进入红细胞的方式是主动运输解析　神经递质的分泌方式为胞吐，故A项错误；mRNA在细胞核中合成后，从核孔进入细胞质，跨过0层生物膜，故B项错误；叶肉细胞进行无氧呼吸的场所是细胞质基质，CO2被同一个细胞利用，从细胞质基质到叶绿体，要跨过2层生物膜，即2层磷脂双分子层，故C项正确；血液中的葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，故D项错误。答案　C11．如图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是(　　)A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响解析　·11· 本题考查物质跨(穿)膜运输的方式，意在考查考生对物质跨(穿)膜运输方式的理解、运用和识图分析能力。由图可知，曲线a表示物质的转运速率与被转运分子的浓度成正比，因此曲线a表示的是自由扩散；曲线b表示在一定范围内物质的转运速率与被转运分子的浓度成正相关，而超过一定的范围，物质的转运速率不再增高，这时候转运速率主要受细胞膜上载体数量的限制，因此曲线b表示的是主动运输或协助扩散。脂溶性小分子物质以自由扩散的方式进出细胞，故A项错误；方式a表示的是自由扩散，如果需要载体蛋白的参与，那么与之有关的载体蛋白应贯穿于细胞膜中构成蛋白质通道，故B项错误；抑制细胞呼吸可能对方式b的转运速率有影响，而对方式a的转运速率无影响，故D项错误。答案　C12．如图表示动物肌肉细胞细胞膜转运部分物质的示意图，与图中信息不相符的是(　　)A．甲侧为细胞外，乙侧为细胞内B．Na＋既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输C．图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATPD．图示中葡萄糖跨膜运输方式与细胞吸收甘油相同解析　题图显示葡萄糖的跨膜运输需要载体，不消耗能量，属于协助扩散，而细胞吸收甘油是自由扩散。答案　D13．细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白，叫做糖被。它在细胞的生命活动中具有重要的功能。下列各种生理功能的完成，与其有密切关系的是(　　)①胃黏膜上皮细胞的保护作用　②呼吸道上皮细胞的润滑作用　③主动运输　④红细胞膜上的血型决定　⑤卵细胞膜表面对同物种精子的识别　⑥·11· 人体免疫细胞识别外来侵入物　⑦对O2的运输　⑧使细胞与周围环境分开A．③⑤⑥⑦⑧　　　　　B．①②④⑤⑥C．①③⑤⑦⑧D．①②⑤⑥⑧解析　本题考查糖蛋白的相关知识，意在考查考生的理解和识记能力。糖蛋白与细胞间识别、免疫调节与血型决定及保护润滑等有关，而主动运输是载体蛋白的作用，运输O2是血红蛋白的作用，将细胞与环境分开是磷脂的作用。故B项正确。答案　B二、非选择题(本大题共2小题，共35分)14．(17分)科学家经过研究提出了生物膜的“流动镶嵌模型”。请分析回答：(1)在“流动镶嵌模型”中，构成生物膜的基本骨架是____________，由于__________的分布使生物膜的结构表现出不对称性。(2)用荧光抗体标记的人—鼠细胞融合的实验过程及结果如图所示。此实验结果直接证明了细胞膜中的________，由此能较好地解释细胞膜结构的________性。(3)科学家在研究线粒体结构和功能时发现，其外膜包含很多称作“孔道蛋白”的整合蛋白，可允许某些离子和小分子顺浓度梯度通过。物质的这种跨膜方式为________，体现了生物膜功能上的________性。若将线粒体的蛋白质提取出来，脱离膜结构的大部分蛋白质无法完成其生理功能，说明________是完成生命活动的基础。(4)如图为胰岛B细胞结构模式图(局部)。胰岛B细胞通过基因控制合成并分泌胰岛素，参与此过程的所有具膜的细胞结构有__________(用图中序号表示)。胰岛素以胞吐方式分泌出胰岛B细胞后，作用于靶细胞，通过促进靶细胞________，发挥降低血糖的作用。·11· (5)以上事实主要体现了生物膜在________上的统一及联系。解析　本题考查生物膜的流动镶嵌模型及考生的图形转换、理解和应用能力，难度中等。(1)流动镶嵌模型的结构特点是：磷脂双分子层排列在外侧，构成基本骨架，具有流动性；蛋白质镶嵌、覆盖或贯穿在整个磷脂双分子层，也可以运动；由于蛋白质分子的不均匀分布造成细胞膜的不对称性。(2)荧光标记的是细胞膜上的蛋白质，因此该实验直接证明的是细胞膜上的蛋白质能够运动，由此也很好地解释了细胞膜的结构特点：细胞膜具有一定的流动性。(4)分析该图可知①②③④⑤⑥分别是细胞核、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体和细胞膜，在分泌蛋白的合成和分泌过程中细胞核完成转录过程、核糖体是蛋白质合成场所、内质网是初级加工场所、高尔基体是再次加工场所、线粒体提供能量、通过细胞膜的胞吐作用分泌到细胞外，在这些结构中只有核糖体无膜结构。答案　(1)脂双层(磷脂双分子层)　蛋白质(2)蛋白质分子可以运动　流动(3)易化扩散(协助扩散)　选择透过　膜结构的完整性(分子在生物膜上的有序排列)(4)①③④⑤⑥(不考虑顺序)　吸收、利用和转化葡萄糖(对葡萄糖的吸收、利用和转化)(5)结构和功能15．(18分)如图①表示某生物膜结构，图中A、B、C、D、E、F表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。图②和图③表示物质运输曲线，请据图回答：·11· (1)若图①是癌细胞的细胞膜，则膜上含量较正常细胞减少的物质是[　]________________________________________________________________________。(2)若图①是线粒体膜，b和c过程运输的气体分别是________。b、c运输方式符合图________所表示的物质运输曲线。(3)若图①表示人体红细胞膜，则表示Na＋、K＋运输的分别是图中________。Na＋、K＋的运输方式符合图________所示曲线。(4)已知红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，而有人认为小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖，请设计实验加以确定。①实验步骤：第一步：取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞，放入适宜浓度的含有葡萄糖的培养液中。第二步：甲组细胞给予正常的呼吸条件，_________________________________________________________________________________________________________________________________________。第三步：______________________________________________________________________。②预测实验结果并分析：·11· a．若甲、乙两组细胞对葡萄糖的吸收速率基本相同，则________________________________________________________________________。b．________________________________________________________________________。解析　图①中A是蛋白质，B是磷脂双分子层，D是糖蛋白，a、b、c、d分别表示主动运输、自由扩散、自由扩散和主动运输，其中a、b由膜外运向膜内，c、d则由膜内运向膜外。图②表示自由扩散，图③表示主动运输。癌细胞膜上糖蛋白减少。线粒体吸收O2，放出CO2。红细胞吸收K＋，排出Na＋。要确定小肠吸收葡萄糖是协助扩散还是主动运输，可设置能量(ATP)为自变量，葡萄糖的吸收速率为因变量。答案　(1)[D]糖蛋白(2)O2、CO2　②(3)d、a　③(4)①第二步：乙组细胞抑制细胞呼吸，其他条件都相同第三步：一段时间后测定两组细胞对葡萄糖的吸收速率②a.说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式不是主动运输b．若乙组细胞的吸收速率明显小于甲组吸收速率，或者完全不吸收，说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输·11·