例1 將洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞放在一定濃度的尿素溶液中,表皮細(xì)胞開始發(fā)生質(zhì)壁分離,然后發(fā)生自動復(fù)原的原因是( )。
A.原生質(zhì)層破壞 B.尿素分子進入細(xì)胞
C.細(xì)胞壁破壞 D.尿素溶液濃度低于細(xì)胞液濃度
解析 將洋蔥表皮細(xì)胞放在一定濃度的尿素溶液中,表皮細(xì)胞開始發(fā)生質(zhì)壁分離,這說明尿素溶液濃度大于細(xì)胞液濃度,尿素分子比水分子大,但仍屬于小分子物質(zhì),能夠通過植物細(xì)胞的原生質(zhì)層而被吸收。但尿素分子通過原生質(zhì)層的相對速率比水分子慢,故開始時先發(fā)生質(zhì)壁分離。當(dāng)尿素分子緩慢地進入表皮細(xì)胞的細(xì)胞液中,使洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度逐漸升高,細(xì)胞液中水分子向外擴散的速率逐漸減慢。當(dāng)細(xì)胞液的濃度與尿素溶液的濃度相等時,細(xì)胞液中的水分子通過原生質(zhì)層的擴散達到平衡。當(dāng)細(xì)胞液因尿素分子的增加而使其濃度大于外界的尿素溶液時,該細(xì)胞就吸水,原生質(zhì)層和液泡逐漸恢復(fù)成原狀而發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。能夠?qū)е录?xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原的物質(zhì)除了尿素外,還有乙二醇等物質(zhì),在解題時遇到此類題目,應(yīng)認(rèn)真分析。
答案 B。
例2 變形蟲的表面任何部分都能伸出偽足,人體內(nèi)的一些白細(xì)胞可以吞噬病菌。上述生理過程的完成都依賴于細(xì)胞膜的( )。
A.選擇透過性 B.一定的流動性 C.保護性 D.主動運輸
解析 解題時要著重分析變形蟲形態(tài)的改變,白細(xì)胞通過變形運動吞噬病菌都與細(xì)胞的哪一部分有關(guān)。變形蟲是單細(xì)胞的原生動物,它的形態(tài)改變很明顯與細(xì)胞膜有關(guān),同理白細(xì)胞能吞噬病菌也與細(xì)胞膜的改變有關(guān)。而細(xì)胞膜的改變是由于組成細(xì)胞膜的磷脂雙分子層與蛋白質(zhì)都能在一定程度上運動,使細(xì)胞膜具有一定的流動性,這也就是細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點。而選擇透過性則是細(xì)胞膜的功能特性。
例3 下圖示物質(zhì)出入細(xì)胞的三種方式(黑點代表物質(zhì)分子),請根據(jù)圖回答下面的問題:
(1)與甲相比,丙方式的不同之處是 ;
(2)與丙相比,乙方式的不同之處是 ;
(3)對于活細(xì)胞完成各項生命活動都非常重要的物質(zhì)運輸方式是 。
解析 本題考查小分子物質(zhì)出入細(xì)胞膜的三種方式:自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸。在這三種運輸方式中,自由擴散是從高濃度向低濃度擴散的,它不需要載體也不需要能量,是單純的依靠濃度差進行擴散的;協(xié)助擴散也是從高濃度向低濃度擴散的,它不需要能量但需要載體,這也是自由擴散和協(xié)助擴散的不同之處。由于自由擴散和協(xié)助擴散都是從高濃度向低濃度擴散的,不需要能量,所以又稱之為被動運輸。主動運輸?shù)倪\輸方式一般是從低濃度向高濃度逆濃度梯度進行的,由于要克服濃度之間的勢能差,所以需要能量,也需要載體。據(jù)此我們可以判斷出圖中分別是哪種運輸方式。甲圖是從高濃度向低濃度進行運輸?shù),不需要載體,所以是自由擴散;乙圖是從低濃度向高濃度進行運輸?shù),需要載體和能量,所以是主動運輸;丙圖是從高濃度向低濃度進行運輸?shù)模枰d體,不需要能量,所以是協(xié)助擴散。
答案
(1)丙需要載體蛋白質(zhì)協(xié)助
(2)①物質(zhì)從低濃度向高濃度運輸,②需要消耗能量
(3)主動運輸
例4 物質(zhì)進入細(xì)胞都要穿過細(xì)胞膜,不同物質(zhì)穿過細(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)進入細(xì)胞膜的三種不同情況。請分析回答下面的問題。
(1)A、B、C表示的物質(zhì)運輸方式分別是 、 和 ;
(2)加入呼吸抑制劑后,曲線會發(fā)生變化的是 ,為什么?
(3)乙醇、CO2、氨基酸進入細(xì)胞的方式分別是 、 、 。
解析(1)比較A、B、C三圖知B、C兩圖隨時間推移,物質(zhì)的運輸趨于平衡,可見這兩種運輸方式都受細(xì)胞膜上的載體的制約,而A沒有這一制約,說明A沒有載體參與,必為自由擴散。再進一步比較B、C兩圖,可見C圖中當(dāng)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)濃度高于虛線部分濃度(即細(xì)胞外濃度)時,仍繼續(xù)吸收一段時間,這段時間為逆濃度梯度的運輸,是主動運輸?shù)奶卣。B圖無這一特征,所以B圖表示的是協(xié)助擴散。
(2)自由擴散、協(xié)助擴散是順濃度梯度運輸,依靠濃度梯度的“勢能”來進行的,不需要消耗代謝產(chǎn)生的能量。主動運輸是逆濃度梯度運輸?shù)模枰拇x產(chǎn)生的能量,由呼吸作用為其供能。因此,加入呼吸抑制劑后,曲線C會發(fā)生變化。
(3)載體物質(zhì)及脂溶性物質(zhì)(如甘油、乙醇、膽固醇、苯)進入細(xì)胞的方式都是自由擴散,氨基酸進入細(xì)胞的方式是主動運輸。
答案(1)自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸
(2)C主動運輸需要呼吸作用為其提供能量
(3)自由擴散、自由擴散、主動運輸
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