2021-2022学年高一上学期生物人教版（2019）必修一第4章 细胞的物质输入和输出 单元质量评估（含答案）

细胞的物质输入和输出
(时间:75分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共16小题,共40分。第1～12小题,每小题2分;第13～16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列关于生物膜和半透膜的叙述,正确的是(　　)
A.半透膜是生物膜的一种
B.植物细胞发生质壁分离时,细胞膜相当于半透膜
C.生物膜和半透膜的主要成分都是脂质和蛋白质
D.半透膜可以让小分子通过,生物膜可以让部分离子和部分小分子通过
2.将人的口腔上皮细胞置于质量分数为5%的葡萄糖溶液中,细胞的形态不发生变化。其原因解释正确的是(　　)
A.细胞处于死亡状态
B.细胞膜具有选择透过性
C.水分子不再出入细胞
D.水分子进出细胞达到平衡
3.下图为某渗透装置示意图,蔗糖分子不能通过半透膜,水分子可自由通过。图中A、B为体积相等的蔗糖溶液,其浓度分别为MA,MB,且MAS2。一段时间后达到渗透平衡,若记甲、乙装置中液面上升高度依次为H1、H2,实验开始到液面不再上升所消耗的时间依次为t1、t2,则(　　)
A.H1>H2,t1=t2
B.H1=H2,t1>t2
C.H1=H2,t1D.H14.下列各项中,不是发生质壁分离的必备条件的是(　　)
A.细胞壁与原生质层的伸缩性不同
B.有成熟的液泡
C.原生质层两侧的溶液具有浓度差
D.细胞核的多少
5.下列关于植物细胞的吸水和失水的实验材料及外界溶液叙述正确的是(　　)
①实验材料必须是成熟的植物组织活细胞　②细胞液最好有颜色,便于观察和判断细胞质壁分离和复原的程度　③细胞液必须有颜色,否则不能发生质壁分离和复原
④外界溶液的浓度应适中,不能过低或过高　⑤外界溶液必须对细胞无毒害　⑥外界溶液的浓度无特殊要求,任何浓度均可以
A.①②⑤⑥
B.①③④⑤
C.①②④⑤
D.①③⑤⑥
6.下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述,错误的是(　　)
A.该实验采用紫色洋葱鳞片叶外表皮比内表皮有利于实验现象的观察
B.用菠菜叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
C.同一株植物的不同部位观察到的细胞质壁分离程度可能不同
D.滴加蔗糖溶液应重复几次,否则短时间内观察不到实验现象
7.下列关于观察细胞质壁分离实验的叙述,正确的是(　　)
A.在发生质壁分离的过程中,水分子单向运动从细胞内排出
B.在盖玻片一侧滴加清水,细胞吸水膨胀但不会破裂
C.用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞,均能观察到质壁分离现象
D.当质壁分离不能复原时,细胞仍具有正常生理功能
8.“朝生暮死”的蜉蝣,其成虫不进食,寿命短,一般只活几小时至数天。下列能够表示蜉蝣在繁殖季节的年龄结构示意图(甲、乙、丙分别代表生殖前期、生殖期和生殖后期)的是(　　)
A
B
C
D
9.假设将标号为甲、乙、丙的同一种植物细胞(假设植物细胞的细胞液浓度相同,实验前后细胞均保持活性)分别放在a、b、c三种不同浓度的蔗糖溶液中,一段时间后得到下图所示的状态(原生质层不再变化)。下列叙述正确的是(　　)
①实验前蔗糖溶液浓度为a>b>c　②实验后蔗糖溶液浓度为a>b>c　③实验后丙细胞的吸水能力最强
④实验后细胞液浓度丙>乙>甲
A.①②
B.③④
C.①③
D.②④
10.质壁分离与复原实验具有广泛的应用,下列不能通过该实验实现的是
(　　)
A.比较不同植物细胞的细胞液浓度的大小
B.粗略估计人成熟红细胞的细胞液浓度
C.鉴别、区分清水和质量浓度为0.3
g/mL的蔗糖溶液
D.鉴别根尖成熟区细胞是否具有活性
11.自由扩散的特点是(　　)
A.物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧
B.需要转运蛋白的协助
C.需要消耗细胞代谢释放的能量
D.物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧
12.下表为某哺乳动物神经细胞内外的K+和Na+浓度。下列一定属于主动运输的是(　　)
离子种类
细胞内浓度/
(mmol·L-1)
细胞外浓度/
(mmol·L-1)
K+
140.0
3.0
Na+
18.0
145.0
①K+进入细胞　
②K+排出细胞　
③Na+进入细胞
④Na+排出细胞
A.①③
B.②③
C.②④
D.①④
13.下图为小分子物质跨膜运输的三种方式,下列叙述错误的是(　　)
A.图中①②的共同点是都是顺浓度梯度
B.图中②③的共同点是都需要转运蛋白协助
C.图中③发生所需要但是图中没有表示出来的条件是载体蛋白和能量
D.①只与浓度差有关,②③都与核糖体和线粒体的功能有关
14.已知离子泵是一种载体蛋白,跨膜运输离子时需要能量;离子通道是一种通道蛋白,受到适当的刺激,通道会打开,离子顺浓度梯度跨膜运输。下列叙述错误的是(　　)
A.加入呼吸抑制剂会影响离子通过离子泵的运输
B.离子通过离子泵进行的跨膜运输属于主动运输
C.温度能够影响离子泵和离子通道进行跨膜运输
D.通道打开和关闭与蛋白质空间结构的变化无关
15.下图为一个神经细胞内外不同离子的相对浓度,离子的浓度差能保持相对稳定,下列叙述正确的是(　　)
A.K+通过主动运输的方式从细胞外进入细胞内维持浓度差
B.Na+通过主动运输的方式从细胞外进入细胞内维持浓度差
C.Mg2+维持细胞内外浓度差的过程中不需要消耗能量
D.Cl-维持细胞内外浓度差的过程中相应载体蛋白不发生构象改变
16.下图表示培养液中K+浓度及溶氧量对小麦根细胞吸收K+速率的影响。下列关于两曲线形成机理的解释正确的是(　　)
A.曲线ab段形成是由于细胞膜上K+载体蛋白数量未达到饱和且能量充足
B.曲线cd段的形成是由于细胞内K+过多,细胞大量排出K+
C.e点表明植物根系可以通过自由扩散的方式吸收K+
D.曲线bc、fg段的形成是由于细胞膜上K+载体蛋白数量有限
二、非选择题(本题共5小题,共60分)
17.(8分)图甲为由磷脂分子合成的人工膜的结构示意图;图乙为人的成熟红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情况;图丙中A为1mol/L
的葡萄糖溶液,B
为蒸馏水,
据图回答下列问题。
(1)图丙中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的　　　　。?
(2)图乙中,葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要　
　　　,如果要利用图乙细胞制备细胞膜,则应将图乙细胞放入　　　　　　　　　　中,使其吸水涨破。该操作的原理是利用细胞的　　　　。?
(3)如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜,则液面不再变化时,左侧液面　　　　(填“高于”“低于”“等于”)右侧液面;如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①,再用作图丙的半透膜,则液面不再变化时,左侧液面　　
　　(填“高于”“低于”“等于”)右侧液面。?
(4)图甲所示人工膜两侧的离子存在浓度差,离子不能通过该膜。在人工膜中加入少量缬氨霉素,K+
即可从高浓度一侧通过该膜到达低浓度一侧,其他离子不能通过,则
K+
通过该膜的方式是　　
　　。?
18.(10分)下图甲为渗透作用的装置示意图,蔗糖溶液A、a起始浓度分别用cA、ca表示,一段时间后溶液a液面上升的高度为h,其中半透膜为膀胱膜;图乙为在探究“植物细胞的吸水和失水”实验中,将洋葱鳞片叶外表皮细胞放在质量浓度为
0.3
g/mL
蔗糖溶液中,然后观察到的一个细胞示意图。据此回答下列问题。
(1)典型的渗透装置必须具备两个条件:
①　　　
　　　;②　　　　　　
　　　。?
(2)图甲中A、a蔗糖溶液在实验初始时的浓度大小关系为cA小于ca,后来达到渗透平衡时cA　　　　ca(填“大于”“小于”或“等于”)。?
(3)图甲中的半透膜相当于图乙细胞中的　　　　(填编号)。?
(4)图乙中,如果B、b分别表示外界蔗糖溶液和细胞液,且浓度分别为cB、cb,则达到平衡时cB　　
　cb(填“大于”“小于”或“等于”)。?
(5)若图乙为实验加清水后观察到的现象,则我们将此现象称为　　
　　。伴随着该现象的发生,细胞的吸水能力逐渐　　
　(填“增强”或“减弱”)。?
19.(12分)下图是用黑藻细胞做质壁分离和复原实验时,细胞吸水能力随质壁分离程度变化的曲线,回答下列问题。
(1)植物细胞质壁分离是指　　
　　与细胞壁分离,当满足　　　　　　　　　条件时,会观察到黑藻细胞发生质壁分离现象。?
(2)用紫色洋葱做实验材料需选用　
　　　　部位的细胞,可通过观察　　
　　的大小来判断植物细胞的失水;黑藻的液泡是无色的,应以　　　　为标志,观察质壁分离现象。?
(3)据图甲可知,实验中细胞质壁分离程度与细胞吸水能力的关系是　
。?
实验过程中,细胞处于A点时,细胞处于　　
　　状态。?
(4)将图乙细胞分别置于质量分数为10%、20%和30%的蔗糖溶液(均高于细胞液浓度)中,可观察到该细胞C值会　　
　　,B值会　　
　　。?
20.(14分)下图为细胞的物质运输速率与物质浓度的关系图,回答下列问题。
(1)细胞的物质输入和输出都必须经过细胞膜,细胞膜的基本骨架是　
。?
(2)列举两个以图中甲方式进出细胞的物质　
　　　;若图中曲线乙表示心肌细胞吸收K+的曲线,分析限制P点运输速率的原因是　
　。?
(3)若对离体的心肌细胞使用某种毒素,结果对K+运输速率显著减少,而对Ca2+、葡萄糖等物质的运输速率无影响,其可能的原因是?
。?
21.(16分)科学家研究细胞膜上的各种蛋白质时,通过测定氨基酸序列及其相应的DNA序列,发现了一种细胞水通道蛋白,并推测细胞渗透吸水或失水过程中,水分子进出需通过此通道。完成下面的实验探究。
探究课题:细胞对水的吸收是否需要细胞膜上的水通道蛋白。
探究准备:人体成熟的红细胞、生理盐水、活性蛋白酶、显微镜、载玻片、盖玻片等。
探究步骤:
(1)选取人体红细胞,用　　　　稀释,分别置于A、B两试管中。?
(2)A试管加入一定量的活性蛋白酶,B试管加入　　　　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。
(4)用显微镜观察正常红细胞的形态。
(5)分别在1、2号临时装片的盖玻片一侧滴加清水,在另一侧　　　　　　,一段时间后观察　　　　　　　。?
(6)在(2)中用蛋白酶处理细胞的目的是　　　　　　　　　　,设置B组的目的是　　　
　。?
探究结论:若1号装片　　　　　　　　　,2号装片　　　　　　　　,说明细胞对水的吸收需要细胞膜上的水通道蛋白。?
细胞的物质输入和输出
1.D
2.D
3.C
4.D
5.C
6.B
7.B
8.A
9.B
10.B
11.A
12.D
13.D
14.D
15.A
16.A
17.
解析:(1)成熟植物细胞中的原生质层相当于一层半透膜。(2)从图乙可知葡萄糖进入细胞的方式为协助扩散,乳酸进入细胞的方式为主动运输,二者都需要转运蛋白的协助;利用哺乳动物成熟的红细胞制备细胞膜的方法是用低浓度溶液或清水(蒸馏水)处理哺乳动物成熟的红细胞,使红细胞吸水涨破,然后通过过滤获得较纯净的细胞膜,该操作的原理是利用细胞的渗透作用。(3)如果用图甲所示人工膜(由磷脂双分子层构成)作为图丙中的半透膜,丙中A为1
mol/L的葡萄糖溶液,B为蒸馏水,A侧的葡萄糖不能穿过半透膜,水分子可以通过半透膜由B侧到A侧,所以液面不再变化时左侧液面高于右侧液面;如果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①,即载体蛋白,有助于葡萄糖跨膜,再用作图丙的半透膜,则葡萄糖和水分子都可以通过半透膜,所以液面不再变化时,左侧液面等于右侧液面。(4)在人工膜中加入少量缬氨霉素,K+即可由高浓度一侧通过该膜到达低浓度一侧,是顺浓度梯度运输,则K+通过该膜的方式是协助扩散,缬氨霉素的化学本质是蛋白质,由于载体蛋白具有专一性,故其他离子不能通过。
答案:(1)原生质层　(2)转运蛋白　清水或低浓度溶液
渗透作用　(3)高于　等于　(4)协助扩散
18.(1)①具有半透膜　②两侧溶液具有浓度差
(2)小于　(3)①②③　(4)等于　(5)质壁分离的复原　减弱
19.(1)原生质层　外界溶液浓度大于细胞液浓度　(2)鳞片叶外表皮　中央液泡　叶绿体　(3)随着细胞质壁分离程度的增加,细胞吸水能力逐渐增大　质壁分离
(4)基本不变　持续变小
20.(1)磷脂双分子层　(2)O2、CO2、甘油、乙醇、苯(任意写出两个即可)　K+载体蛋白数量的限制或能量供应不足　(3)该毒素抑制了K+载体蛋白的活性,而对其他载体蛋白无影响
21.探究步骤:(1)生理盐水　(2)等量　(5)用吸水纸引流　红细胞的形态变化　(6)破坏细胞膜上的水通道蛋白　形成对照　探究结论:红细胞保持原状　红细胞吸水破裂