（3）物质出入细胞的方式(有解析)——高考生物学一轮复习大题过关练

（3）物质出入细胞的方式——高考生物学一轮复习大题过关练
1.长期以来，科学界普遍认为细胞内外的水分子以自由扩散的方式透过细胞膜。1988年，美国科学家阿格雷通过实验发现并分离出水通道蛋白CHIP28，且获得CHIP28的基因和mRNA。回答下列问题：
（1）O2、甘油等物质通过脂质体（由无蛋白质的脂双层膜构成）与生物膜的通透性相同，说明这些分子的跨膜运输特点有________（答出2点），其运输的动力来自_________。
（2）阿格雷选用几乎对水不通透的非洲爪蟾卵母细胞为研究材料，将CHIP28的mRNA注入细胞，一段时间后CHIP28蛋白大量表达，此时把卵母细胞放于_______（（填“低渗”或“等渗”）溶液中，显微观察可见________，从而证明CHIP28是水通道蛋白。
（3）有人对以上实验提出质疑：CHIP28蛋白并非水通道蛋白本身，而是调节水通道开闭的蛋白。请你使用以下材料和试剂，简要写出实验思路及预期结果排除这种可能性。材料：仅含CHIP28蛋白的脂质体（自由扩散造成的吸水较为微小，可忽略不计，脂质体吸水会涨破）
试剂：水、HgCl2（能抑制CHIP28蛋白的功能）、HgCl2解除剂
实验思路及预期结果：____________
2.下图是细胞结构模式图。请据图回答下列问题（乙图是甲图的局部放大）：
（1）图甲、乙可能是下列哪种细胞（ ）
A．玉米的叶肉细胞 B．酵母菌
C．蓝藻 D．人的口腔上皮细胞
（2）动物细胞吸水膨胀时，A的厚度变小，说明A具有_______________。
（3）细胞能将代谢废物及多余的物质从细胞内排出到细胞外，并从周围吸收所需营养物质，体现了图丙具有的功能特性是_______________。
（4）下列曲线能正确表示K+出入细胞的速率和相关条件的关系的是（ ）
A.B.C.
3.图甲为某生物膜结构，A、B、C表示某些物质，a~e表示物质跨膜运输方式。图乙为水稻和番茄分别放在Ca2+、Mg2+和的培养液中培养，一段时间后，培养液中的离子浓度变化情况。
（1）若图甲为红细胞膜结构，葡萄糖进入细胞的方式是_____（填字母），木糖和葡萄糖均为单糖，但细胞膜能转运葡萄糖，却不能转运木糖，这表明细胞膜具有
_________（填特性）。
（2）人红细胞中K+的浓度比血浆的高30倍，Na+的浓度却只有血浆的1/6。据此可知e可以表示下列四个选项中的______。
A.红细胞吸收K+
B.红细胞排出K+
C.红细胞吸收Na+
D.红细胞排出Na+
（3）图乙中，一段时间后番茄组织培养液中的浓度升高的原因是_________。若对番茄根细胞使用某种毒素，结果Mg2+的吸收显著减少，而Ca2+的吸收没有受到影响，则该毒素的作用原理是_______。
（4）胰岛素的分泌方式是_________，该过程依赖于细胞膜的_____（填特性）。
4.下图是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，①②③④代表物质运输方式，a、b、c、d代表被转运的物质。请回答有关问题：
（1）1959年罗伯特森提出了蛋白质一脂质一蛋白质的生物膜模型，他将生物膜描述为静态的统一结构，但这一观点无法解释_____等现象（举一例），因此遭到了质疑。很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实，这证明组成细胞质膜的主要成分中有图中所示的_____（填“甲”或“乙”）。
（2）图中可以表示被动运输的类型为_________（填图中数字标号），图中物质跨膜运输方式会受到低温影响的是_________ （填图中数字标号）。
（3）蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+、C6H12O6的方式相同，若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞，则Ca2+、K+、C6H12O6等物质的吸收均会受到显著的影响，推测这三种物质进入细胞的方式是_____（填图中数字标号儿鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外，经研究鲨鱼体内多余盐分是经②途径排出的，那么其跨膜运输的方式是_________。
5.下图为Na+和葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图，图中的主动运输过程既可消耗来自ATP直接提供的能量，也可利用Na+电化学梯度的势能。请据图回答问题：
（1）Na+从肠腔进入小肠上皮细胞和葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液的跨膜运输方式______（填“相同”或“不同”），原因是______。
（2）葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的跨膜运输方式是主动运输，原因是______（答出两条）。
（3）温度影响Na+从小肠上皮细胞到组织液的运输，一方面是因为温度影响细胞膜的______（结构特点）；另一方面温度影响合成ATP的重要途径——______中酶的活性。
（4）一个人的小肠上皮细胞膜上的载体蛋白种类和数量和其它细胞不同的根本原因是______。
6.如图表示某细胞质膜结构，图中A、B、C表示某些结构，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式。请据图回答下列问题：
（1）若该图是小肠上皮细胞的细胞质膜，该细胞吸收葡萄糖的跨膜运输方式可用图甲中______（填字母）表示。
（2）某学校生物兴趣小组为了验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输。现提供如下材料：牛的成熟红细胞若干、培养瓶、葡萄糖浓度测试仪、生理盐水、5%的葡萄糖溶液、5mL葡萄糖载体抑制剂和5mL呼吸酶抑制剂（此抑制剂可以抑制细胞的无氧呼吸）等，请完善如下实验过程：
实验原理：主动运输需要转运蛋白参与和消耗能量，协助扩散需要转运蛋白参与和被转运物质在膜内外的浓度差。
实验步骤：
①取三个培养瓶，编号A、B、C，向三个培养瓶中分别加入等量的牛的成熟红细胞和______。
②向A瓶中加入5mL生理盐水，向B瓶中加入______，向C瓶中加入______。
③在相同且适宜的培养条件下培养一定时间后，利用______测定各培养瓶中葡萄糖的含量。
预期结果：A瓶和C瓶中葡萄糖含量大致相等且______（填“大于”“小于”或“等于”）B瓶中葡萄糖含量。
7.某校生物兴趣小组利用“小液流法”估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度，实验步骤和结果如下：
实验步骤：①配制具有一定浓度梯度的蔗糖溶液。
②取12支干燥洁净的带塞试管，分成甲、乙两组，每组试管依次编为1~6号。向甲、乙两组相同编号的试管中加入相同浓度的蔗糖溶液4mL，迅速塞紧试管，备用。
③取大小相似的黑藻叶片60片，随机均分为6组，分别加入甲组的6支试管中，并塞紧试管。放置20min，期间多次摇动试管。再向甲组每支试管中均加入微量甲晞蓝粉末（忽略对蔗糖浓度的影响），充分摇匀。
④将乙组蔗糖溶液摇匀，用弯头毛细吸管从甲组试管中吸取少量蓝色溶液，插入乙组相同编号试管内的溶液中部，从毛细吸管一端轻轻挤出1小滴蓝色溶液（如下图）。察蓝色小滴的升降情况，并做好记录。
乙组试管编号 1 2 3 4 5 6
加入的蔗糖溶液浓度/mol·L-1 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
蓝色小滴升降情况 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
请回答下列问题：
（1）步骤②中，装有不同浓度蔗糖溶液的试管要及时塞紧的目的是____。步骤③不同试管中加入的黑藻叶片的大小和数量要相同，这属于对实验_____变量的控制。
（2）乙组试管1、2、3中蓝色小滴均下降，原因是_____，其中下降最慢的是
试管_____中的蓝色小滴。
（3）取出甲组6支试管中的黑藻叶片进行显微观察，可发现试管_____中的黑藻叶片细胞内叶绿体分布最密集。
（4）根据实验结果可估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于_____之间。若要使估测结果更准确，则实验思路是_____。
8.图甲表示的是一个哺乳动物细胞内外不同物质的相对浓度，图乙表示物质出入该细胞的四种方式示意图。回答下列问题：
（1）如果该细胞是胰岛素的靶细胞，则该细胞的______上含有胰岛素的受体，胰岛素可以促进该细胞合成糖原，则该细胞可能是___________。
（2）图甲所示的四种物质中，能以图乙中D方式排出细胞的是________，该过程可以体现出细胞膜_________。该细胞产生CO2需要_________（填“有氧”“无氧”或“有氧和无氧”）条件，场所是____________。CO2运出细胞的方式是图乙中的_______。
（3）Na+运出该动物细胞的方式是图乙中________。K+在细胞内的浓度大于细胞外但仍然可以被细胞吸收，并且细胞内Na+、K+的浓度不同，这体现了细胞膜________。
答案以及解析
1.答案：（1）顺浓度梯度，不需要转运蛋白协助，不消耗能量；自身物质分子的浓度差
（2）低渗；细胞迅速吸水膨胀，甚至涨破
（3）先用HgCl2处理仅含CHIP28蛋白的脂质体，脂质体不会吸水涨破；再用HgCl2解除剂处理，脂质体迅速吸水涨破
解析：（1）脂质体上无蛋白质，O2、甘油等物质通过脂质体与生物膜的通透性相同，说明O2、甘油等物质通过生物膜时不需要转运蛋白的协助，属于自由扩散方式，自由扩散的特点是顺浓度梯度，不需要转运蛋白协助，不消耗能量，运输动力是自身物质分子的浓度差。
（2）将CHIP28的mRNA注入细胞，一段时间后CHIP28蛋白大量表达，此时把卵母细胞放于低渗溶液中，显微观察可见细胞迅速吸水膨胀，甚至涨破，可证明CHIP28是水通道蛋白。
（3）实验的自变量是有无CHIP28蛋白，根据实验材料和试剂可知，通过使用HgCl2，和HgCl2解除剂来控制自变量，因此实验思路及预期结果见答案。
2.答案：（1）A
（2）（一定的）流动性
（3）选择透过性
（4）AB
解析：（1）分析题图可知，图甲和图乙分别含有大液泡和叶绿体，是成熟的植物细胞，A、B、C、D中只有A是成熟的植物细胞。
（2）由于动物细胞吸水膨胀时，A磷脂双分子层的厚度变小，说明A具有一定的流动性。
（3）分析题图可知，图丙是细胞膜的结构模式图，细胞膜的功能是：①将细胞内物质与外界环境分开；②控制物质进出功能；③进行细胞间的信息交流。细胞能将分泌物从细胞内排出到细胞外，并从周围吸收营养物质，体现了图丙具有的功能是控制物质进出细胞，功能特性是具有选择透过性。
（4）A、钾离子的运输方式是主动运输，影响主动运输的因素有能量和载体。A曲线中温度能够影响酶的活性，酶都有一个最适的温度，所以在最适温度下，细胞获得的能量最多，运输速率就大，A正确；
B.B曲线表示与氧浓度的关系，在氧浓度为0时，无氧呼吸提供能量，随氧浓度的增加能量越来越多，运输速率越来越大，但是受载体数量的限制，运输速率有一个最大值，B正确；
C.主动运输与细胞外的溶液浓度没有直接关系，C错误。
故选AB。
3.答案：（1）d；选择透过性
（2）D
（3）番茄吸收水分子的相对速度大于吸收的相对速度；抑制了Mg2+载体蛋白的活性
（4）胞吐；流动性
解析：（1）若题图甲为红细胞膜结构，葡萄糖进入红细胞需要转运蛋白的协助，不消耗能量，属于易化扩散，应为方式d；木糖和葡萄糖均为单糖，但细胞膜能转运葡萄糖，却不能转运木糖，这表明细胞膜具有选择透过性。
（2）人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍，Na+的浓度却只有血浆的1/6，e运输方向是由低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体，消耗能量，表示通过主动转运将物质运出细胞，Na+的浓度细胞外高，故e表示红细胞排出Na+故选D。
（3）题图乙中，一段时间后番茄组织培养液中的浓度升高的原因是番茄吸水的相对速率大于吸收的相对速率。若对番茄根细胞使用某种毒素，结果Mg2+的吸收显著减少，而Ca2+的吸收没有受到影响，则该毒素的作用原理是该毒素抑制了Mg2+载体蛋白的活性。
（4）胰岛B细胞分泌的胰岛素属于生物大分子，不能通过题图甲a~d中的方式运输，其运输方式是胞吐；该过程依赖于细胞膜的流动性。
4.答案：（1）变形虫的变形运动（或胞吞、胞吐、细胞的生长等，答案合理即可）；甲
（2）①②③;①②③④
（3）④；协助扩散
解析：（1）生物膜的静态模型不能解释变形虫的变形运动、胞吞、胞吐等生命现象。根据“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实，可证明组成细胞质膜的主要成分是脂质，如图中所示的甲。
（2）根据上述分析可知，①②③运输方式不需要消耗能量，属于被动运输。低温会影响蛋白质的活性和磷脂分子的运动，故图中物质跨膜运输方式会受到低温影响的是①②③④。
（3）细胞呼吸能为生命活动提供能量，用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞，则Ca2+、K+、C6H12O6。等物质吸收均受到显著的影响，说明这三种物质的运输均需要消耗能量，均属于主动运输，如图中④运输方式。②途径需要载体蛋白，不消耗能量，为协助扩散。
5.答案：（1）相同；二者都是顺浓度梯度进行运输，需要载体协助，都属于协助扩散
（2）葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是从低浓度向高浓度（逆浓度）运输；利用了Na＋电化学梯度的势能，需要载体
（3）流动性；细胞呼吸
（4）基因的选择性表达
解析：（1）根据分析，Na+从肠腔进入小肠上皮细胞是顺浓度梯度进行的，需要载体蛋白协助，方式为协助扩散；葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液的跨膜运输方式也是顺浓度梯度进行的，需要载体蛋白协助，两者都是协助扩散，方式是相同的；二者的运输速率与相应载体蛋白的数量呈正相关。
（2）由于被选择吸收的物质葡萄糖从低浓度一边（肠腔）到高浓度一边（小肠上皮细胞），需要的能量来自于钠离子电化学梯度的势能，所以葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的跨膜运输方式是主动运输。
（3）温度影响钠离子从小肠上皮细胞到组织液的运输，一方面是因为温度影响细胞膜的流动性；另一方面在主动运输中需要消耗的能量主要由ATP提供，而温度影响与细胞呼吸有关酶的活性，影响酶促反应的进行，最终影响合成ATP。
（4）由于基因的选择性表达，因此不同种类细胞的细胞膜上，载体蛋白的种类和数量有所不同。
6.答案：（1）a
（2）①5%的葡萄糖溶液；②5mL葡萄糖载体抑制剂；5mL呼吸酶抑制剂；③葡萄糖浓度测试仪；小于
解析：（1）小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输，对应图中的a。
（2）验证牛的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，而非主动运输，该实验的自变量是抑制剂的种类（即葡萄糖载体抑制剂和呼吸酶抑制剂），因变量为培养瓶中葡萄糖的含量。
7.答案：（1）防止因水分蒸发而导致蔗糖溶液浓度发生改变；无关
（2）甲组1、2、3试管中黑藻叶片的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度，细胞吸水，导致试管中蔗糖溶液浓度上升，蓝色小滴密度大于乙组相同编号试管内溶液的密度；3
（3）6
（4）0.15~0.20mol·L-1；缩小浓度梯度，继续进行上述实验，蓝色小滴不移动时试管中的蔗糖溶液浓度与黑藻叶片细胞液浓度相当
解析：（1）步骤二中，装有不同浓度蔗糖溶液的试管要及时塞紧的目的是防止因水分蒸发而导致蔗糖溶液浓度发生改变，实验中不同试管中加入的黑藻叶片的大小和数量要相同，这属于无关变量的控制。
（2）乙组试管1、2、3中蓝色小滴均下降，原因是甲组1、2、3试管中黑藻叶片的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度，细胞吸水，导致试管中蔗糖溶液浓度上升，蓝色小滴密度大于乙组相同编号试管内溶液的密度，由于3号试管中蔗糖溶液浓度相差最小，故下沉最慢。
（3）乙组试管4、5、6中蓝色小滴均上升，原因是甲组4、5、6试管中黑藻叶片的细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度，细胞失水，导致试管中蔗糖溶液浓度下降，蓝色小滴密度小于乙组相同编号试管内溶液的密度，其中6试管中失水最多，故6试管中的黑藻叶片细胞内叶绿体分布最密集。
（4）由分析可知：黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于0.15~0.20mol·L-1之间。若要使估测结果更准确，则应在0.15~0.20mol·L-1之间缩小浓度梯度，继续进行上述实验，蓝色小滴不移动时试管中的蔗糖溶液浓度与黑藻叶片细胞液浓度相当。
8.答案：（1）细胞膜；肝细胞、肌细胞
（2）胰岛素；具有一定的流动性；有氧；线粒体基质；A
（3）C；选择透过性（控制物质进出细胞）
解析：（1）胰岛素是大分子信息分子，其受体位于靶细胞细胞膜上；胰岛素可以促进肝细胞合成肝糖原、肌细胞合成肌糖原，从而降低血糖浓度。
（2）分析题图乙可知D方式排出细胞的是胞吐，图甲中胰岛素的分泌为胞吐，可以体现细胞膜的流动性。动物细胞有氧呼吸第二阶段产生CO2，场所为线粒体基质，无氧呼吸产物为乳酸。CO2运出细胞的方式为自由扩散，为图乙中的A。
（3）分析题图甲可知Na+运出该动物细胞的方式是逆浓度梯度的主动运输，题图乙C表示主动运输，维持这种离子分布不均匀是由膜上的转运蛋白所控制的，体现了细胞膜的选择透过性。