人教生物必修1章末知识点总结集训：第4章 细胞的物质输入和输出（含解析）

人教生物必修1章末知识点总结集训
第4章 细胞的物质输入和输出
知识导图
复习指南
高考题
1.（2022·湖北，4）哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银（AgNO3）可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是（　　）
A.经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀
B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小
C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀
D.未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小
题点　（1）水进出动物细胞的原理（必修1 P63）：当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，细胞吸水膨胀；当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，细胞失水皱缩；当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，细胞形态不变。（2）水进出细胞的方式（必修1 P67）：水可以通过自由扩散进出细胞，但更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以扩散方式进出细胞。
答案　B
解析　硝酸银（AgNO3）可使水通道蛋白失去活性，从而使水分子不能以协助扩散的方式进出细胞，但可以以自由扩散的方式进出细胞，因此经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会通过自由扩散缓慢吸水而膨胀，而未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会通过协助扩散和自由扩散迅速吸水膨胀，A、C正确；经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会通过自由扩散缓慢失水而变小，而未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会通过协助扩散和自由扩散迅速失水变小，B错误，D正确。
2.（2022·全国甲卷，2）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（　　）
A.水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B.水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D.水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
题点　水进出植物细胞的原理（必修1 P65）：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞失水，植物细胞发生质壁分离，当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞吸水，植物细胞发生质壁分离的复原；当细胞液的浓度等于外界溶液的浓度时，植物细胞既不吸水也不失水。
答案　C
解析　由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大，说明细胞吸水，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A正确；由题意可知，三种细胞放入相同浓度的蔗糖溶液中时，细胞a表现为既不吸水也不失水，细胞b吸水，细胞c失水，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B正确；由题意可知，水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液初始浓度相等，水分交换达到平衡时，细胞c的细胞液浓度等于此时的外界蔗糖溶液的浓度，但由于细胞c失水，此时的蔗糖溶液浓度小于初始蔗糖溶液浓度，因此，水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误；在一定的蔗糖溶液中，细胞c发生了质壁分离，水分交换达到平衡时，其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，D正确。
3.（2021·湖南选择性考试）质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（　　）
A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B.质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
C.质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低
D.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
题点　（1）水进出植物细胞的原理（必修1 P65）：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水就透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生质壁分离的复原。（2）原生质层的概念（必修1 P63）：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。
答案　D
解析　施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A正确；发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B正确；植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确；溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1 mol/L的NaCl溶液和1 mol/L的蔗糖溶液的渗透压不相同，因NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，故其渗透压高于蔗糖溶液，D错误。
4.（2021·广东选择性考试）保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（　　）
A.比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后
B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
题点　水进出植物细胞的原理（必修1 P65）：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞失水，植物细胞发生质壁分离，当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞吸水，植物细胞发生质壁分离的复原；当细胞液的浓度等于外界溶液的浓度时，植物细胞既不吸水也不失水。
答案　A
解析　从图中可以看出，①处理后气孔开度小于③处理后，说明③处理后保卫细胞吸水较多，则保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A错误；②处理后细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确；滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确；通过上述分析可知，推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D正确。
5.（2021·河北选择性考试）人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图，①～⑤表示相关过程。下列叙述错误的是（　　）
A.血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2和O2
B.①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散
C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量
D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中
题点　（1）自由扩散和协助扩散的特点 （必修1 P67）：自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度进行跨膜运输的，不需要消耗细胞内化学反应产生的能量；（2）细胞膜具有流动性（必修1 P45）。
答案　D
解析　根据题意可知，红细胞能运输O2和CO2，肌肉细胞进行有氧呼吸时，消耗O2，产生CO2，可以判断气体A和B分别是CO2和O2，A正确；①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，④是载体蛋白运输葡萄糖进入红细胞，顺浓度梯度，不需要消耗能量，为协助扩散，⑤是H2O通过水通道蛋白进入红细胞，属于协助扩散，B正确；③为红细胞通过消耗能量主动吸收K＋排出Na＋，成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧呼吸，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量，C正确；成熟红细胞没有核糖体，不能再合成新的蛋白质，细胞膜上的糖蛋白不能更新，糖蛋白存在于细胞膜的外表面，由于细胞膜具有流动性，其表面的糖蛋白处于不断流动中，D错误。
6.（2020·江苏高考）如图①～⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是（　　）
A.葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同
B.Na＋主要以方式③运出小肠上皮细胞
C.多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞
D.口服维生素D通过方式⑤被吸收
题点　（1）物质跨膜运输方式的判断（必修1 P67、P69、P71）：自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度进行跨膜运输的，不需要消耗细胞内化学反应产生的能量；物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量；细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出。（2）甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物容易通过自由扩散进出细胞（必修1 P66）。
答案　A
解析　分析题图，葡萄糖逆浓度梯度进入小肠上皮细胞，属于主动运输（能量由Na＋的电化学势能提供），而葡萄糖出小肠上皮细胞时是通过载体蛋白顺浓度梯度运输的，属于协助扩散，A正确；Na＋出小肠上皮细胞时是逆浓度且消耗ATP的，属于主动运输（方式②），B错误；多肽通过胞吐的方式离开细胞，C错误；维生素D是脂质，以④自由扩散的方式进入小肠上皮细胞，D错误。
7.（2022·全国乙卷，29）农业生产中，农作物生长所需的氮素可以NO的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收NO的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题。
（1）由图可判断NO进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）O2浓度大于a时作物乙吸收NO速率不再增加，推测其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）作物甲和作物乙各自在NO最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）据图可知，在农业生产中，为促进农作物对NO的吸收利用，可以采取的措施是　　　　。
答案　（1）主动运输需要呼吸作用提供能量，在一定O2浓度范围内，根细胞对NO的吸收速率与O2浓度呈正相关，说明NO进入根细胞需要能量
（2）主动运输需要载体蛋白，此时载体蛋白达到饱和
（3）甲的NO最大吸收速率大于乙，甲吸收NO时消耗O2多，需要能量多，故甲的呼吸速率大
（4）定期松土
解析　第（3）题为分析原因类试题，为高考常考类型，这类题的解题方法是：首先理清题干、题图中已知条件与结果之间的逻辑关系，同时将所学的生物学的基本概念和原理与之联系，找到解决这类问题的知识载体。
8.（2022·海南，16）细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。
（1）细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是　　　　　　。
（2）细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于　　　　。
（3）细胞膜上的H＋－ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH　　　　；此过程中，H＋－ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是　　　　　　　　　　。
（4）细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的生理变化，这一过程体现的细胞膜的功能是　　　　　　　　　　　　　。
（5）植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　（1）选择透过性　（2）协助扩散
（3）下降　自身构象发生改变（或空间结构发生改变）
（4）进行细胞间的信息交流
（5）呼吸酶的活性降低，主动运输能利用的能量减少
解析　（2）水分子借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞，这种借助膜上转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式称为协助扩散。
（3）细胞膜上的H＋－ATP酶能利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的H＋增多，pH下降；载体蛋白在每次转运物质时都会发生自身构象的改变。
（4）胰岛B细胞分泌的胰岛素，随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞，引起靶细胞产生相应的生理变化，该过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。
（5）根细胞吸收磷酸盐的方式为主动运输，影响其运输速率的因素有载体蛋白的数量及能量的供应等，4 ℃条件下，呼吸酶的活性降低，细胞呼吸供能减少，是使磷酸盐吸收速率下降的主要原因。
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