4.1.2自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散一、選擇題1.下列物質(zhì)通過細(xì)胞膜時(shí),必須依賴于細(xì)胞膜上載體蛋白的是 ()A.二氧化碳進(jìn)入肺泡細(xì)胞B.氧氣進(jìn)入骨骼肌細(xì)胞C.葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞D.甘油進(jìn)入小腸絨毛上皮細(xì)胞2.圖L4-1-12表示水分子跨膜運(yùn)輸方式,下列相關(guān)敘述,錯(cuò)誤的是()圖L4-1-12A.水分子可通過自由擴(kuò)散的方式通過磷脂雙分子層B.水分子可借助水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞C.水分子通過被動(dòng)運(yùn)輸從溶質(zhì)濃度高的一側(cè)向溶質(zhì)濃度低的一側(cè)擴(kuò)散D.水分子經(jīng)過細(xì)胞膜由相對(duì)含量高的一側(cè)向相對(duì)含量低的一側(cè)滲透3.在物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞街?關(guān)于自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的說法正確的是 ()A.自由擴(kuò)散是順濃度梯度進(jìn)行,協(xié)助擴(kuò)散是逆濃度梯度進(jìn)行,被稱為被動(dòng)運(yùn)輸B.都不需要消耗能量,所以膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小不會(huì)影響運(yùn)輸?shù)乃俾蔆.協(xié)助擴(kuò)散過程需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與,因此運(yùn)輸速率還與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量有關(guān)D.載體蛋白和通道蛋白在轉(zhuǎn)運(yùn)分子和離子時(shí),作用機(jī)制相同知識(shí)點(diǎn)二轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和作用4.離子通道是由蛋白質(zhì)復(fù)合物構(gòu)成的,一種離子通道只允許一種離子順濃度梯度通過。下列關(guān)于離子通道的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.組成離子通道的化學(xué)元素至少有C、H、O、NB.加入蛋白質(zhì)變性劑能提高離子跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾蔆.離子通道可提高離子跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾蔇.離子通道結(jié)構(gòu)異?？赡軙?huì)使人體罹患疾病5.圖L4-1-13表示物質(zhì)出入細(xì)胞的一種方式,下列分析不正確的是 ()圖L4-1-13A.該圖所示為物質(zhì)的協(xié)助擴(kuò)散過程B.圖中膜蛋白可控制各種物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞C.載體蛋白每次轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)都會(huì)發(fā)生自身構(gòu)象的改變D.該過程可體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過性6.臨床上常使用二氫吡啶類鈣通道阻滯劑來治療高血壓,這類藥物能抑制血管平滑肌和心肌細(xì)胞的鈣離子內(nèi)流,從而引起冠狀動(dòng)脈等全身血管的擴(kuò)張、心肌的舒張,產(chǎn)生降壓作用。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A.二氫吡啶類降壓藥能特異性作用于鈣通道蛋白B.細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流的跨膜運(yùn)輸屬于協(xié)助擴(kuò)散C.鈣通道蛋白屬于載體蛋白,轉(zhuǎn)運(yùn)Ca2+時(shí)會(huì)發(fā)生自身構(gòu)象改變D.過量使用二氫吡啶類鈣通道阻滯劑可能導(dǎo)致心力衰竭7.纈氨霉素是一種脂溶性抗生素,可結(jié)合在微生物的細(xì)胞膜上,將K+運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外(如圖L4-1-14所示),降低細(xì)胞內(nèi)外的K+濃度差,使微生物無法維持細(xì)胞內(nèi)離子的正常濃度而死亡。下列敘述正確的是()圖L4-1-14A.纈氨霉素順濃度梯度運(yùn)輸K+到膜外B.纈氨霉素為運(yùn)輸K+提供ATPC.纈氨霉素運(yùn)輸K+與質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)無關(guān)D.纈氨霉素可致噬菌體失去侵染能力8.脂質(zhì)體是根據(jù)磷脂分子可在水中形成穩(wěn)定的脂雙層膜的原理而制備的人工膜(含雙層脂分子的球形結(jié)構(gòu)),用脂質(zhì)體包裹一定濃度的溶液后將其轉(zhuǎn)移至蒸餾水中,脂質(zhì)體膨脹破裂需要較長時(shí)間;科學(xué)家把從紅細(xì)胞膜上提取并純化的CHIP28(一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)嵌入脂質(zhì)體后,重復(fù)上述操作發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)體快速膨脹破裂。下列敘述不合理的是()A.脂質(zhì)體與細(xì)胞膜的組成成分完全相同B.水分子進(jìn)入脂質(zhì)體(無CHIP28)的方式屬于自由擴(kuò)散C.CHIP28能協(xié)助水分子進(jìn)入脂質(zhì)體D.水分子進(jìn)入紅細(xì)胞可能存在兩種方式9.研究者為探究哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的吸水方式,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn),將甲組紅細(xì)胞用蛋白酶溶液(用生理鹽水配制的)處理(蛋白質(zhì)分子被水解破壞),乙組紅細(xì)胞用等量的生理鹽水處理。將甲、乙兩組的紅細(xì)胞制成裝片,在蓋玻片一側(cè)滴加清水,另一側(cè)用吸水紙吸引,在顯微鏡下觀察在相同時(shí)間內(nèi)兩組細(xì)胞發(fā)生破裂的情況。下列分析不合理的是()A.水分子的兩種跨膜運(yùn)輸方式都是順濃度梯度進(jìn)行的B.水分子以自由擴(kuò)散方式通過細(xì)胞膜時(shí)會(huì)受到阻礙C.若甲、乙兩組紅細(xì)胞破裂數(shù)目差異不大,則說明水分子主要以自由擴(kuò)散方式進(jìn)入紅細(xì)胞D.若甲組紅細(xì)胞破裂的數(shù)量比乙組少,說明水分子僅通過通道蛋白進(jìn)入紅細(xì)胞二、非選擇題10.通道蛋白位于部分細(xì)胞的細(xì)胞膜中,參與水分子和離子的運(yùn)輸?；卮鹣铝袉栴}:(1)紅細(xì)胞膜上有水通道蛋白。通常豬成熟的紅細(xì)胞是提取細(xì)胞膜的良好材料,原因是。豬成熟的紅細(xì)胞能通過水通道蛋白吸收水分子,這與水通道蛋白的有直接關(guān)系。

(2)某些細(xì)胞的細(xì)胞膜上存在著離子通道,在其受到特定刺激時(shí),離子通道會(huì)開放。這類細(xì)胞的細(xì)胞膜上存在離子通道的意義是。載體蛋白和通道蛋白統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,借助于膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式叫協(xié)助擴(kuò)散。在動(dòng)物體內(nèi),決定協(xié)助擴(kuò)散速率的因素有

。

(3)將除去膜上蛋白質(zhì)的豬成熟的紅細(xì)胞置于水溶性物質(zhì)中,發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞幾乎不吸收水溶性物質(zhì),原因是。

11.圖L4-1-15(1)為生物膜和人工膜(雙層磷脂構(gòu)成)對(duì)一些物質(zhì)的通透性的比較,圖(2)中甲和乙為兩種不同的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的跨膜運(yùn)輸,回答相關(guān)問題:圖L4-1-15(1)生物膜與人工膜在成分上的主要區(qū)別是生物膜除了含磷脂,還含有很多。

(2)圖(1)中完全靠自由擴(kuò)散跨膜運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)有,判斷依據(jù)是。

(3)從圖(1)可以看出,生物膜對(duì)水的通透性遠(yuǎn)(填“大于”或“小于”)人工膜,據(jù)此可以初步推測。因?yàn)樗肿涌缒み\(yùn)輸不需要消耗細(xì)胞代謝所釋放的能量,所以可以進(jìn)一步推測水分子的此種跨膜運(yùn)輸方式屬于。

(4)經(jīng)過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證明,該過程中水分子不與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)合,說明水分子該種跨膜運(yùn)輸為圖(2)中的(填“甲”或“乙”)方式。答案：1.C二氧化碳進(jìn)入肺泡細(xì)胞是自由擴(kuò)散過程,不需要載體蛋白參與,A錯(cuò)誤;氧氣進(jìn)入骨骼肌細(xì)胞是自由擴(kuò)散過程,不需要載體蛋白參與,B錯(cuò)誤;葡萄糖參與進(jìn)入紅細(xì)胞是協(xié)助擴(kuò)散過程,需要載體蛋白參與,C正確;甘油進(jìn)入小腸絨毛上皮細(xì)胞是自由擴(kuò)散過程,不需要載體蛋白參與,D錯(cuò)誤。2.C水分子可以通過自由擴(kuò)散方式跨過磷脂雙分子層進(jìn)出細(xì)胞,也可以借助水通道蛋白進(jìn)行協(xié)助擴(kuò)散,A、B正確;水分子通過被動(dòng)運(yùn)輸從水分子相對(duì)濃度高的一側(cè)向水分子相對(duì)濃度低的一側(cè)擴(kuò)散,C錯(cuò)誤,D正確。3.C協(xié)助擴(kuò)散過程也是順濃度梯度進(jìn)行的,A錯(cuò)誤;自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散都不需要消耗能量,運(yùn)輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小有關(guān),B錯(cuò)誤;協(xié)助擴(kuò)散過程需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與,因此運(yùn)輸速率還與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量有關(guān),C正確;載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)分子和離子時(shí)要與分子和離子結(jié)合且會(huì)發(fā)生構(gòu)象變化,通道蛋白在轉(zhuǎn)運(yùn)分子和離子時(shí),不與其結(jié)合,二者作用機(jī)制不同,D錯(cuò)誤。4.B加入蛋白質(zhì)變性劑能降低離子跨膜運(yùn)輸?shù)乃俾?B錯(cuò)誤。5.B該物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞是從高濃度向低濃度運(yùn)輸,且需要載體蛋白協(xié)助,屬于協(xié)助擴(kuò)散,A正確;載體蛋白具有專一性,一個(gè)載體蛋白只能運(yùn)輸一種或一類物質(zhì),B錯(cuò)誤;載體蛋白在運(yùn)輸物質(zhì)時(shí)會(huì)與被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)結(jié)合,其自身構(gòu)象會(huì)發(fā)生改變,C正確;細(xì)胞膜上的載體蛋白具有特異性,其參與的協(xié)助擴(kuò)散過程可體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過性,D正確。6.C二氫吡啶類降壓藥屬于鈣通道阻滯劑,抑制細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流,故能特異性作用于鈣通道蛋白,A正確;Ca2+內(nèi)流需借助Ca2+通道蛋白,不消耗能量,屬于協(xié)助擴(kuò)散,B正確;鈣通道蛋白不屬于載體蛋白,屬于通道蛋白,轉(zhuǎn)運(yùn)Ca2+時(shí)自身構(gòu)象不發(fā)生改變,C錯(cuò)誤;此藥物會(huì)引起平滑肌、心肌舒張,若過量使用可能導(dǎo)致心力衰竭,D正確。7.A由題干信息“將K+運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外,降低細(xì)胞內(nèi)外的K+濃度差”,可知纈氨霉素順濃度梯度運(yùn)輸K+到膜外,為被動(dòng)運(yùn)輸,不消耗ATP。纈氨霉素是一種脂溶性抗生素,其運(yùn)輸K+與質(zhì)膜的磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)有關(guān)。纈氨霉素是一種脂溶性抗生素,可結(jié)合到微生物的細(xì)胞膜上起作用,而噬菌體為沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒,故纈氨霉素對(duì)噬菌體侵染能力沒有破壞作用。故選A。8.A脂質(zhì)體由磷脂分子構(gòu)成,而細(xì)胞膜的組成成分主要是脂質(zhì)和蛋白質(zhì),故兩者的組成成分不完全相同,A錯(cuò)誤;水分子進(jìn)入無CHIP28(轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)的脂質(zhì)體的方式屬于自由擴(kuò)散,不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助,B正確;由于把從紅細(xì)胞膜上提取并純化的CHIP28嵌入脂質(zhì)體后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)體快速膨脹破裂(水進(jìn)入更快),說明CHIP28能協(xié)助水分子進(jìn)入脂質(zhì)體,C正確;通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析,可說明水分子進(jìn)入紅細(xì)胞可能存在自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散兩種方式,D正確。9.D水分子進(jìn)入細(xì)胞的方式可以是自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散,都是順濃度梯度進(jìn)行的,A正確;磷脂分子由親水的頭部和疏水的尾部組成,在形成生物膜時(shí),親水頭部在外,疏水尾部相對(duì),所以水分子經(jīng)過自由擴(kuò)散的方式通過磷脂雙分子層時(shí),會(huì)受到一定的阻礙,B正確;如果甲組和乙組破裂的細(xì)胞數(shù)目基本相同,說明大部分水分子的跨膜運(yùn)輸不需要借助通道蛋白,進(jìn)而可知水分子進(jìn)入紅細(xì)胞的方式主要是自由擴(kuò)散,C正確;若甲組極少的細(xì)胞發(fā)生破裂,說明大部分水分子的跨膜運(yùn)輸依賴通道蛋白,但不能說明水分子僅通過通道蛋白進(jìn)入紅細(xì)胞,D錯(cuò)誤。10.(1)哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中無細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器結(jié)構(gòu)和功能(2)有利于控制離子的進(jìn)出轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量和膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小(3)磷脂雙分子層幾乎阻礙所有水溶性分子的通過[解析](1)哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中無細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器,因此豬成熟的紅細(xì)胞是提取細(xì)胞膜的良好材料。豬成熟的紅細(xì)胞能通過水通道蛋白吸收水分子,這與水通道蛋白的結(jié)構(gòu)和功能有直接關(guān)系。(2)離子通道具有特異性,一種離子通道只允許一種離子通過,這有利于控制離子的進(jìn)出。在動(dòng)物體內(nèi),決定協(xié)助擴(kuò)散速率的因素有轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量和膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小。(3)將除去膜上蛋白質(zhì)的豬成熟的紅細(xì)胞置于水溶性物質(zhì)中,發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞幾乎不吸收水溶性物質(zhì),原因是磷脂雙分子層幾乎阻礙所有水溶性分子的通過。11.(1)蛋白質(zhì)(2)甘油、CO2、O2人工膜和生物膜對(duì)這幾種物質(zhì)的通透性相同(3)大于水分子更多地借助于膜蛋白進(jìn)行跨膜運(yùn)輸協(xié)助擴(kuò)散(4)乙解析(1)生物膜的組成主要是磷脂和蛋白質(zhì),而人工膜是由雙層磷脂構(gòu)成。(2)據(jù)圖可知,甘油、CO2、O2通過人工膜和通過生