【同步单元测试】生物必修1单元综合训练4 ：细胞的物质输入和输出（word版含解析）

生物必修1单元综合训练
第4章 细胞的物质输入和输出
1．成熟植物细胞的主要吸水方式是渗透吸水。某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验，该实验的简易渗透吸水装置如图甲所示，图甲中液面上升的高度与时间的关系如图乙所示，一成熟植物细胞被放在某外界溶液中处于的一种状态(此时细胞有活性)如图丙所示。请判断下列相关叙述中错误的是(　　)
A．由图甲中漏斗液面上升可知，实验开始b侧液体的浓度大于a侧的
B．由图乙可知图甲中漏斗里溶液的吸水速率在下降
C．图丙中相当于图甲中c结构的是③④⑤
D．把图丙所示状态的细胞放在清水中，会发生质壁分离
【答案】D　【解析】图甲液面上升说明b侧液体浓度高于a侧的，A正确；随漏斗内液面上升，半透膜(c)两侧的浓度差越来越小，故漏斗内溶液的吸水速率在下降，B正确；图丙中细胞膜③、液泡膜⑤及两者之间的细胞质④相当于半透膜，C正确；把图丙细胞放在清水中，会发生质壁分离复原，D错误。
2．如图所示的U形管中间被半透膜(体积小于或等于单糖的物质才能通过)隔开，两侧分别加入等量的0.1 mol·L－1的蔗糖溶液和麦芽糖溶液。一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的？若向U形管两侧加入等量某种微量物质，最终右侧液面上升，那么加入的这种微量物质最可能是(　　)
A．右侧液面高度下降；葡萄糖
B．两侧液面高度不变；蔗糖酶
C．两侧液面高度不变；麦芽糖酶
D．右侧液面高度下降；蒸馏水
【答案】B　【解析】半透膜两侧的溶液物质的量浓度相等，因此两侧液面高度不变；若向U形管两侧加入的物质是等量的蔗糖酶，则左侧的每个蔗糖分子会被分解成1分子果糖和1分子葡萄糖，溶液浓度增加，左侧液面上升，但随着果糖、葡萄糖不断透过半透膜进入右侧，而麦芽糖不能透过半透膜，这样右侧溶液浓度不断增加，最终右侧液面上升。
3．如图中的渗透装置，漏斗内开始时的液面为a，停止上升时的液面为b，若每次停止上升后都将漏斗中高出烧杯液面的部分吸出，则吸出蔗糖溶液的次数与a、b液面间的高度差之间的关系是(　　)
【答案】A　【解析】随着漏斗内蔗糖溶液不断被吸出和漏斗内蔗糖溶液不断吸水，漏斗内蔗糖溶液的浓度越来越小，渗透吸水的量越来越少，因而a、b液面的高度差越来越小。
4．取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果，下列说法正确的是(　　)
A．实验前，丙的浓度>乙的浓度>甲的浓度
B．乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等
C．实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于主动运输
D．甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的
【答案】D　【解析】根据题干信息可推断一定时间后“甲的浓度变小”是因为叶片失水，“乙的浓度不变”说明乙的浓度与叶片细胞的细胞液浓度相等，“丙的浓度变大”是因为细胞吸水，由此推断，实验前，丙的浓度<乙的浓度<甲的浓度，A、B错误，D正确；实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于被动运输，C错误。
5．将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则(　　)
A．实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高
B．浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的
C．a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组
D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5 mol·L－1之间
【答案】D　【解析】通过图示可以看出，a组和b组实验前长度/实验后长度的值都小于1，表明细胞吸水导致细条变长；由于a组实验前长度/实验后长度的值小于b组实验前长度/实验后长度的值，说明a组细胞吸水较多，b组细胞吸水较少，所以实验后a组细胞液泡中的溶质浓度比b组的低，A错误；分析柱状图可知，f组细胞失水，而b组细胞吸水，因此浸泡导致f组细胞中液泡的失水量大于b组的，B错误；水分进出细胞的方式是被动运输，不消耗ATP，C错误；根据柱状图可知，在浓度为0.4 mol·L－1的蔗糖溶液中的c组细胞吸水，而在浓度为0.5 mol·L－1的蔗糖溶液中的d组细胞失水，所以使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5 mol·L－1之间，D正确。
6．离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是(　　)
A．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B．离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的
C．动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D．加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
【答案】C　【解析】由题干“离子泵能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子”可知离子通过离子泵的跨膜运输属于主动运输，A项错误；由题干信息可知，离子通过离子泵的跨膜运输属于主动运输，主动运输可以逆着浓度梯度进行，B项错误；动物一氧化碳中毒会降低其体内血红蛋白运输氧气的能力，导致动物体内细胞有氧呼吸强度降低，供能减少，离子泵跨膜运输离子的速率下降，C项正确；由题干信息可知离子泵是一种载体蛋白，加入蛋白质变性剂会使载体蛋白变性，降低离子泵跨膜运输离子的速率，D项错误。
7．受体介导的胞吞是一种特殊类型的胞吞作用，主要用于摄取特殊的生物大分子，其过程如图所示，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．该过程以膜的流动性为基础
B．该过程不能体现细胞膜的选择透过性
C．Na＋、K＋等无机盐离子也可通过此方式运输
D．受体介导的胞吞过程存在细胞识别并需要内部供能
【答案】C　【解析】胞吞与胞吐均以膜的流动性为基础，A正确；胞吞与胞吐过程不能体现细胞膜的选择透过性，B正确；Na＋、K＋等无机盐离子进行跨膜运输，C错误；受体介导的胞吞过程消耗能量，且依赖细胞识别来实现，D正确。
8．用相同的培养液培养水稻和番茄幼苗，一段时间后，测定培养液中各种离子的浓度，结果如图1所示。图2表示植物根细胞对离子的吸收速率与氧气浓度之间的关系。据图不能体现的信息是(　　)
图1　　　　　　　　　　　图2
A．由图2可知，植物根细胞吸收离子的方式为主动运输
B．由图1可知，水稻对SiO需求量最大，番茄对SiO需求量最小
C．图2中B点，离子吸收速率受载体数量的限制
D．图1水稻培养液里的Ca2＋浓度高于初始浓度，说明水稻不吸收Ca2＋
【答案】D　【解析】从图2中可以看出，随着氧气浓度的增大，根细胞吸收离子的速率增大，说明吸收离子的过程消耗能量，因此植物根细胞吸收离子的方式为主动运输。从图1中可以看出，培养水稻的培养液中一段时间后SiO浓度比初始浓度低，而Mg2＋和Ca2＋浓度比初始浓度高，说明水稻吸收Mg2＋和Ca2＋的速率慢于吸收水的速率，而吸收SiO的速率快于吸收水的速率，因此D说法错误。
9．将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见表：
培养瓶中气体 温度/℃ 离子相对吸收量
空气 17 100%
氮气 17 10%
空气 3 28%
下列分析正确的是(　　)
A．有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收
B．该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关
C．氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP
D．与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收
【答案】A　【解析】温度为17 ℃时，在空气环境中，根对该离子的相对吸收量高于在氮气环境中的，说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明幼根对该离子的相对吸收量与氧气有关，为主动运输，A正确；在空气环境中，低温下幼根对该离子的相对吸收量较低，说明温度能够影响根对该离子的吸收，B错误；幼根对该离子的吸收方式为主动运输，需要消耗ATP，在氮气环境中，植物可通过无氧呼吸产生ATP，C错误；温度为17 ℃时，与空气环境中相比，氮气环境中该植物幼根对该离子的相对吸收量较低，说明氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收，D错误。
10．将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内
B．0～1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等
C．2～3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压
D．0～1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压
【答案】C　【解析】该植物细胞质壁分离后的复原是因为物质A进入了细胞，使细胞液渗透压升高导致细胞吸水，A项错误；植物细胞发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁，所以0～1 h内，细胞体积变化量小于原生质体体积变化量，B项错误；2～3 h内原生质体的相对体积增大，此时细胞液的渗透压大于细胞外溶液的渗透压，C项正确；0～1 h内原生质体的相对体积减小，液泡中的水分进入细胞质基质，此时细胞质基质的渗透压大于液泡中液体的渗透压，D项错误。
11．如图1所示，在U形管中部c处装有半透膜(半透膜允许水分子通过，但不允许糖通过)，在a侧加质量分数为10%的葡萄糖水溶液，b侧加入质量分数为10%的蔗糖水溶液，并使a、b两侧液面高度一致。经一段时间后达到动态平衡。据此回答下列问题。
(1)a侧液面高度变化为________，达到动态平衡时，两侧液面不再变化，此时a侧溶液物质的量浓度________(填“大于”“等于”或“小于”)b侧溶液物质的量浓度。
(2)当a、b两侧液面高度不变时，在b侧加入一定量蔗糖酶，则a侧液面高度变化为________，达到两侧液面不再变化时，a侧溶液浓度________(填“大于”“等于”或“小于”)b侧溶液浓度。在此过程中a侧溶液吸水力________。
某同学在缺少实验仪器的情况下，做了这样一个实验：将生鸡蛋大头的蛋壳去掉，保留壳膜完好，将小头打破，让蛋清和蛋黄流出，如图2所示。然后，在蛋内灌上清水，把它放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，并且用铅笔在鸡蛋壳上标上最初的吃水线，半小时后，他发现鸡蛋上浮，原吃水线高出水面。请分析回答下列问题。
(3)鸡蛋壳上浮的原因是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)如果蛋壳里面是蔗糖溶液，外面是清水，蛋壳将会________。
(5)本实验中相当于渗透装置中的半透膜的是________，若将正常线粒体放在清水中，会发生________(填“外膜后破裂”“内膜后破裂”“内外膜同时破裂”或“内外膜随机破裂”)。
【答案】(1)升高　大于　(2)降低　小于　增强　(3)壳内清水通过壳膜渗透进入蔗糖溶液，壳内水减少，重量减轻
(4)下沉　(5)壳膜　内膜后破裂
【解析】(1)葡萄糖是单糖，蔗糖是二糖，因此b侧溶液物质的量浓度较低，b侧的水分子透过半透膜流向a侧，a侧液面升高，达到动态平衡时，由于a侧液柱压强的影响，此时a侧溶液物质的量浓度大于b侧溶液物质的量浓度。(2)在b侧加入一定量蔗糖酶，b侧蔗糖水解，浓度变大，a侧的水分子透过半透膜流向b侧，则a侧液面高度变化为降低，达到两侧液面不再变化时，a侧溶液浓度小于b侧溶液浓度，在此过程中a侧溶液浓度不断增大，吸水力增强。(3)在0.3 g/mL蔗糖溶液中，鸡蛋壳内发生了渗透失水，重量减轻，所以鸡蛋壳上浮。(4)如果蛋壳里面是蔗糖溶液，外面是清水，水分子透过壳膜(半透膜)流向蛋壳内，蛋壳将会下沉。(5)本实验中相当于渗透装置中的半透膜的是壳膜，若将正常线粒体放在清水中，由于内膜向内折叠形成嵴，增大了膜面积，故会发生内膜后破裂。
12．有人认为小肠上皮细胞是以主动运输而不是协助扩散的方式吸收葡萄糖，请设计实验加以研究确定。
(1)实验步骤：
第一步：取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞，放入适宜浓度的含有葡萄糖的培养液中。
第二步：甲组细胞给予正常的呼吸条件，_________________________________________
________________________________________________________________________。
第三步：_________________________________________________________________。
(2)预测实验结果并分析：
①若甲、乙两组细胞对葡萄糖的吸收速率基本相同，则________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)第二步：乙组细胞抑制细胞呼吸，其他条件都相同
第三步：一段时间后测定两组细胞对葡萄糖的吸收速率
(2)①说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式不是主动运输
②若甲组细胞对葡萄糖的吸收速率高于乙组，则说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输
【解析】(1)协助扩散和主动运输的差别在于是否需要消耗细胞呼吸所释放的能量，因此设置对照实验的自变量为有无正常呼吸条件，因变量为细胞对葡萄糖的吸收速率。第一步：取甲、乙两组生长状况相同的小肠上皮细胞，放入适宜浓度的含有葡萄糖的培养液中；第二步：甲组细胞给予正常的呼吸条件，乙组细胞抑制细胞呼吸，其他条件都相同；第三步：一段时间后测定两组细胞对葡萄糖的吸收速率。(2)若甲、乙两组细胞对葡萄糖的吸收速率基本相同，则说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式不需要能量，不是主动运输；若乙组细胞的吸收速率明显小于甲组细胞，或者完全不吸收，说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式需要能量，是主动运输。