【知识点详解】
1. 渗透作用:渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液扩散的过程。题目中提到的渗透作用涉及到细胞膜的选择透过性,水分子可以通过,而大分子或某些离子则不能。
2. 生物膜的选择透过性:生物膜是由磷脂双分子层和蛋白质构成的,允许特定物质通过,对其他物质则具有屏障作用。这一特性在题目中的第3题和第11题中有所体现,是细胞维持正常生理功能的关键。
3. 质壁分离与复原:质壁分离是植物细胞在高渗溶液中失去水分,原生质层与细胞壁分离的现象。复原则是细胞在低渗溶液中吸水,原生质层恢复到原来状态的过程。这些现象可用于检验细胞活力,如第5题所示。
4. 细胞的死亡与生活状态:死细胞无法进行质壁分离,而活细胞在不同浓度的溶液中会有相应的生理反应。第5题讨论了在高渗硝酸钾溶液中细胞未发生质壁分离的原因,可能是因为细胞是死的,或者是根尖分生区细胞(没有成熟细胞壁)。
5. 植物细胞的渗透调节:细胞在不同浓度的溶液中会通过渗透作用调整水分平衡,如第6题所示,淀粉酶水解淀粉产生的麦芽糖可以透过半透膜,但淀粉和淀粉酶不能。
6. 细胞膜识别功能:细胞间的排斥反应与细胞膜上的糖被有关,这是细胞识别和免疫反应的基础,如第8题所述。
7. 脂溶性物质优先通过细胞膜:细胞膜主要由磷脂组成,脂溶性物质可以更容易穿过脂质双分子层,如维生素D,这是膜结构决定其通透性的体现。
8. 磷脂膜的结构:磷脂分子头部亲水,尾部疏水,因此在油滴周围形成单层磷脂膜,磷脂尾部朝向油滴,头部朝向水环境,如第9题所示。
9. 细胞膜运输方式:物质X的运输与曲线②和④相符,说明既不是简单的扩散也不是主动运输,因此可能是协助扩散,依赖于膜蛋白载体,但不消耗能量。
10. 膜蛋白在物质运输中的作用:膜蛋白参与主动运输和被动运输,如第11题所示,载体蛋白对于特定离子的运输至关重要。
11. 物质跨膜运输的影响因素:K+吸收减少可能是因为抑制了K+载体的活性,其他离子不受影响,说明不是影响整体膜的通透性或能量供应。
12. 离子吸收与载体蛋白:对K+的吸收减少,但对其他离子不受影响,通常意味着特定载体蛋白的活性被影响。
13. 细胞内外浓度差维持:图乙所示过程可能指的是主动运输,用于维持细胞内外离子浓度差,如Na+和K+的泵机制。
14. 酶与ATP:酶的化学本质中可能含有C、H、O、N、P等元素,ATP的生成与分解涉及酶的催化,但ATP合成不是酶水解。
15. ATP的产生与利用:a过程可能指细胞呼吸,b过程可能指光合作用,但这两个过程不可逆,且①②代表的酶催化的方向是相反的,ATP的合成与水解是两个不同的生化反应。
这些题目涵盖了生物学中细胞膜的结构与功能、渗透作用、物质跨膜运输、细胞活力检测、酶的性质、ATP的作用等多个重要知识点。