组卷网 > 高中生物综合库 > 分子与细胞 > 细胞的代谢 > 物质跨膜运输的实例 > 细胞的吸水和失水
题型:非选择题-解答题 难度:0.4 引用次数:220 题号:22771299
细胞体积的调节
有些细胞的体积可自身进行调节。这些细胞的吸水和失水不仅仅只涉及水分的流入和流出,还主要涉及到细胞内外的Na+、K+、H+、Cl-、HCO3-五种无机盐离子流入流出的调节过程(溶液中HCO3-增加会升高溶液pH,而H+反之)。
细胞急性膨胀后,通过调节使细胞体积收缩称为调节性体积减小(RVD)。将细胞置于低渗溶液中,加入酪氨酸激酶抑制剂后细胞体积的变化如图1。研究发现酪氨酸激酶活性提高后可激活Cl-、K+通道,RVD过程中Cl-K+流出均增加,Cl-流出量是K+的两倍多,但此时细胞膜电位没有发生改变。
细胞急性收缩后,通过调节使细胞体积膨胀称为调节性体积增加(RVI),RVI期间细胞有离子出入,细胞膜电位没有发生变化。NKCC是将Na+、K+、Cl-以1:1:2的比例共转运进细胞的转运蛋白。将细胞置于高渗溶液中,并用NKCC抑制剂处理,细胞体积的变化如图2。RVI期间激活Cl-/HCO3-交换转运蛋白(两种离子1:1反向运输,HCO3-运出细胞),测定在不同蛋处理条件下,胞外pH的变化(图3),DIDS是Cl-/HCO3-交换转运蛋白的抑制剂。RVI期间引发离子出入的原因涉及细胞中多种酶活性的改变及细胞骨架的更新。
细胞通过调节,维持体积的相对稳定。细胞增殖、细胞凋亡、细胞运动等也与细胞调节性的体积改变有关,如分裂间期细胞体积的增加。

   

(1)图1实验开始时细胞吸水体积增加的原因是___
(2)图1结果说明RVD过程中有___的参与。依据材料中划线部分推测:在此过程中有其他___(填“阳”或“阴”)离子的流出,导致膜电位不发生变化。
(3)RVI期间,存在运出细胞的阳离子、此阳离子与Na+利用其他膜蛋白反向共转运。根据图3结果可推知此离子是___,理由是___
(4)综合以上信息,请在答题卡的图中标出参与RVI过程的转运蛋白(用僵表示)及其运输的物质,并用箭头标明运输方向___
(5)请概括当外界溶液浓度改变后,细胞体积维持基本稳定的机制___

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【推荐1】细胞与外界交换的物质中,有许多是水溶性的,但是磷脂双分子层几乎阻碍所有水溶性分子的通过。所以,人们猜测在细胞膜上存在特殊的运送水分子的通道,1988年美国科学家阿格雷成功地将构成水通道的蛋白质分离出来,证实了人们的猜测。请设计实验,验证细胞对水的吸收是否需要通道蛋白。实验原理和用具、实验假设和预期(略)
(1)实验步骤:
①选取人体成熟红细胞,用生理盐水稀释,分别置于A、B两试管中;
②A试管加入一定量有活性蛋白酶(该酶可专一性催化蛋白质水解),B试管加入等量的高温下失活的蛋白酶;
③一定时间后,分别取A、B两试管中的红细胞样液制成1、2号临时装片。制作临时装片过程中,应将盖玻片先接触液滴,然后轻轻放平,以避免产生;
④用显微镜观察正常细胞的形态。分别在1、2号临时装片的盖玻片一侧加等量清水,另一侧用吸水纸吸引,一段时间后观察、记录。
在步骤①中,用生理盐水稀释的原因是____________;在步骤②中,设置B组的目的是____________;在步骤③中,两个?依次填写________________________;在步骤④中,实验的具体观察指标是____________
(2)预测实验现象和结论:若____________,说明红细胞对水的吸收需要通道蛋白。
(3)细胞膜的功能特性是____________;水通道蛋白的存在,体现了细胞膜的这个功能主要是由____________分子完成的。
2020-12-12更新 | 351次组卷
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【推荐2】图1为某种拟南芥的气孔保卫细胞细胞膜中存在的一种特殊的K+通道蛋白(BLINK1),它可调控气孔快速开启与关闭。保卫细胞的内外壁厚度不一样,当植物体内水分较多,保卫细胞吸水膨胀时,较薄的外壁就会伸长,细胞向外弯曲,于是气孔就张开;当植物体内水分较少,保卫细胞失水时,较厚的内壁被拉直,气孔就关闭了。图2为某同学绘制的物质跨膜运输相关的一个不完整的模型,请回答:

(1)图1中保卫细胞吸收钾离子的方式为__________,其气孔可快速开启的可能原因是________________
(2)若图2中X轴表示该种拟南芥气孔保卫细胞吸水过程中液泡体积的变化,那么Y轴不能表示细胞吸水的能力,原因是_______________________________________________________
(3)若图2中 X轴表示该种拟南芥根毛细胞外某物质的浓度,Y轴表示根毛细胞对该物质的吸收速率,则该图表示的运输方式可能为___________________,限制B点以后增加的原因是_____________________
(4)据图2请设计实验方案确定拟南芥幼苗根细胞对该物质的吸收方式。(写出实验思路)______________________________________________________________________________
2021-10-13更新 | 608次组卷
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【推荐3】血浆中无机盐含量的相对稳定对于维持红细胞正常的形态与功能至关重要,为患者输液治疗时为什么要用质量分数为0.9%的NaCl溶液?请设计实验进行探究。
(1)实验材料:略。
(2)方法步骤:
①取5支洁净试管,编号为1~5号,分别加入2 mL质量分数为0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%的NaCl溶液,并各加入2滴抗凝剂(或柠檬酸钠)。
②将左手无名指消毒,用消毒的采血针刺破皮肤,用小滴管吸血。
③向1~5号试管中分别滴入1滴血,摇匀,放置5 min。
④分别取5支试管中的混合液各一滴,置于5张洁净的已编号的载玻片上制成临时装片,在显微镜下镜检,观察________________
(3)请完善下列预期结果及分析:
试管NaCl溶液/%红细胞形态
10.5①体积变大,或涨破
20.7②体积变大
30.9__________
41.1④体积缩小
51.3⑤体积缩小,皱缩
相应的结论: ______________________
(4)讨论
①某学生配制生理盐水时,由于操作不规范致使溶液浓度偏低,他的探究结果会__________。(填“偏高”或“偏低”或“不变”)
②为了使实验结果更接近于血浆无机盐的含量,在实验设计上,可采取什么样的措施?___________
③生理盐水与体液为等渗溶液,过多注射是否会影响细胞的正常功能?为什么? ________
2018-10-07更新 | 82次组卷
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