第4章 细胞的物质输入和输出（预习衔接.含解析）2025-2026学年高一上学期生物必修1人教版（2019）

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新课预习衔接 细胞的物质输入和输出
一．选择题（共12小题）
1．如图1是显微镜下观察到的某一时刻的细胞图像。图2表示一种渗透作用装置。图3是另一种渗透装置，一段时间后液面上升的高度为h。这两个装置所用的半透膜都不能让蔗糖分子通过，但可以让葡萄糖分子和水分子通过。下列叙述错误的是（　　）
A．若图1是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，则此时细胞液浓度大于或等于外界溶液浓度
B．图2中，若A为0.3g/mL葡萄糖溶液，B为清水，则平衡后A侧液面与B侧液面一样高
C．图3中，若每次平衡后都将产生的水柱h移走，那么随着时间的推移，h将会越来越小
D．图3中，如果A、a均为蔗糖溶液，则开始时浓度大小关系为Ma＞MA，达到平衡后Ma＞MA
2．人体成熟红细胞部分结构和功能如图，①～⑤表示相关物质跨膜运输过程。下列叙述错误的是（　　）
A．①和②所代表的是自由扩散，④和⑤所代表的是协助扩散
B．在进行③和④的过程中，相应的转运蛋白都会发生构象的改变
C．参与③过程的载体蛋白还可以催化ATP水解，③过程为主动运输
D．降低温度，③④⑤的物质运输速率都可能会降低，①②不受影响
3．用细胞液浓度相同的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别制成5个临时装片，同时滴加甲、乙、丙、丁、戊5种不同浓度的蔗糖溶液，处理相同时间后，观察记录原生质体的体积变化，绘制结果如图所示。下列有关叙述正确的是（　　）
A．质壁分离程度最大的是丙溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
B．实验后，上述五种溶液中的细胞，细胞液浓度最低的是乙溶液中的细胞
C．5种蔗糖溶液的起始浓度大小关系是：丙＞戊＞甲＞丁＞乙
D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度处于戊和甲之间
4．如图表示常见的两套渗透装置，其中S1为1mol L﹣1的蔗糖溶液，S2为蒸馏水，S3为1mol L﹣1的葡萄糖溶液，一段时间后，向装置A漏斗中加入适量的蔗糖酶。两个装置的半透膜（假设只允许水和葡萄糖通过）面积相同，初始时半透膜两侧液面高度一致。下列有关叙述正确的是（　　）
A．装置B中葡萄糖分子从浓度高的一侧向浓度低的一侧通过半透膜的扩散，称为渗透作用
B．若不加入酶，则装置A达到渗透平衡时，半透膜两侧溶液浓度相等
C．装置B中的现象是S3溶液液面先上升后下降，最终S3溶液比S2溶液的液面高
D．装置A漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后会下降至稳定
5．盐碱地中含大量的NaCl、Na2CO3等钠盐，会威胁海水稻的生存。同时一些病原菌也会感染水稻植株，影响正常生长。如图为海水稻抵抗逆境的生理过程示意图，相关叙述不正确的是（　　）
A．H2O可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入海水稻细胞
B．海水稻细胞通过胞吐方式分泌抗菌蛋白抵御病原菌的侵染
C．液泡逆浓度梯度吸收Na+增大细胞液的浓度以适应高浓度环境
D．H+以协助扩散的方式从细胞质基质运入液泡或运出细胞
6．在低渗溶液中，细胞吸水膨胀，吸水过多可能导致细胞破裂。不同的细胞通过不同的机制避免细胞过度膨胀。下列相关叙述错误的是（　　）
A．动物细胞避免吸水涨破需要转运蛋白的协助，转运蛋白运出离子从而降低细胞吸水量
B．植物细胞的水分进出达到平衡时，细胞内外溶液浓度不一定相等
C．外界溶液浓度升高，原生生物收缩泡的伸缩频率会降低
D．发生渗透吸水时，水分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散
7．Ca2+﹣Mg2+﹣ATP酶是存在于组织细胞及细胞器膜上的一种蛋白酶，由于其离子运转是借助类似泵的机制来完成的，医学上将离子的这种运转方式称为“泵”，也称“钙泵”。如图为Ca2+转运示意图，相关叙述错误的是（　　）
A．钙泵转运Ca2+时会发生磷酸化，同时消耗能量
B．ATP的特殊化学键都可以断裂，为转运Ca2+提供能量
C．Ca2+逆浓度转运时需要与钙泵结合
D．钙泵既有催化功能，也有运输功能
8．研究发现在水分供应适宜的条件下，蓝光会引起紫背菜叶的气孔打开，机理如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A．H+﹣ATP酶既具有运输作用，又能催化ATP的水解
B．蓝光的刺激下促进H+以主动运输的方式运出保卫细胞
C．保卫细胞膜外阳离子浓度升高促进K+协助扩散进入细胞内
D．H2O只能以自由扩散的方式进入保卫细胞，使叶片气孔打开
9．食物是人体获取铁的主要来源，铁离子被小肠黏膜细胞吸收后通过血液循环运至靶细胞，主要过程如图所示。已知当血液中铁含量偏高时，机体通过分泌铁调素来调控血铁含量。下列说法错误的是（　　）
A．DMT1和Tf在运输铁离子时，均需与铁离子结合
B．Fe3+进入靶细胞后需转化为Fc2+来发挥作用
C．铁离子从小肠黏膜细胞运出和运入靶细胞，均需消耗能量
D．铁调素可能通过抑制FP1或促进TfR的作用来降低血铁含量
10．向鱼鳔内注入30%的蔗糖溶液，扎紧口并称重。然后将其浸入5%的蔗糖溶液中，每隔半小时称一次重量。结果发现，在进行实验的1h之内，鱼鳔重量渐渐增加；在进行实验的1h后，鱼鳔重量不再增加。下列关于其重量变化的解释，正确的是（　　）
①在进行实验的1h之内，鱼鳔重量增加是因为外界水分进入鱼鳔内
②在进行实验的1h之内，鱼鳔重量增加是因为外界蔗糖分子进入鱼鳔内
③在进行实验的1h后，鱼鳔重量不再增加是因为进出鱼鳔的水分子处于相对平衡的状态
④在进行实验的1h后，鱼鳔重量不再增加是因为进出鱼鳔的蔗糖分子处于相对平衡的状态
A．①④ B．②④ C．②③ D．①③
11．口服药物进入小肠后常见的转运方式主要包括细胞间途径（图中A）和跨膜转运途径（图中B、C、D）。相关说法错误的是（　　）
A．OATP和P﹣gp的合成需要细胞中游离型核糖体参与
B．亲水性小分子药物更易通过被动转运跨膜途径被吸收
C．通过C途径逆浓度梯度转运药物时OATP的构象会改变
D．小肠上皮细胞间的紧密连接可阻止肠液进入内环境
12．叶绿体膜上的转运蛋白对于维持叶绿体的离子平衡和pH稳定发挥了重要作用。如图表示叶绿体中几种物质跨膜运输的方式，下列说法不合理的是（　　）
A．K+通过TPK3运出类囊体腔的方式属于被动运输
B．H+通过KEA1和KEA2运输的动力来自于K+的浓度差
C．据图推测细胞质基质中的K+浓度高于叶绿体基质
D．类囊体薄膜对于维持类囊体腔中的pH起关键作用
二．解答题（共3小题）
13．请据图回答下列问题：
Ⅰ、如图为物质跨膜运输示意图（A、B、C代表物质，a、b、c、d、e代表运输方式）。
（1）图中所示的细胞膜模型称为 　 　，B是构成细胞膜的基本支架，其名称是 　 　。
（2）某类转运蛋白质只容许一定形状、大小和带电性质的分子或离子通过，且被转运物质不需与该转运蛋白相结合，也不需每次转运都发生构象变化，这类转运蛋白叫 　 　（填“载体蛋白”、“通道蛋白”）。
（3）在a～e五种方式中，代表被动运输的是 　 　（填字母），细胞吸收水的方式是 　 　（填字母），人体成熟红细胞吸收葡萄糖的运输方式是 　 　（填名称）。
Ⅱ、取某植物细胞分别浸入蒸馏水、一定浓度的蔗糖溶液和一定浓度的KNO3溶液中，图1是在蔗糖溶液中的观察结果，图2是原生质体（植物细胞除去细胞壁后的部分）的体积随时间的变化。
（4）图1发生质壁分离现象中的原生质层是指细胞膜和液泡膜及两者之间的 　 　，从细胞角度分析出现该现象的原因是原生质层的伸缩性 　 　细胞壁的伸缩性（填“大于”、“等于”、“小于”）。
（5）图2的A、B、C三条曲线中，B曲线反映的是某植物细胞浸入在 　 　溶液中形成的，请解释出现B曲线所示现象的原因 　 　。
14．某中学生物兴趣小组选择紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料，通过观察质壁分离与复原实验，探究植物耐寒机理。如图为实验过程中某同学绘制的细胞图像，如表为该小组在不同温度下，将洋葱细胞浸润在0.3g/mL蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离时的数据记录。回答下列问题：
洋葱鳞片叶外表皮
常温 4℃
1组 2组 3组 1组 2组 3组
初始细胞质壁分离所需时间/分、秒 结果 1′20″ 1′26″ 1′14″ 2′40″ 2′35″ 3′02″
均值 1′20″ 2′46″
相同时间细胞质壁分离占比/% 结果 100 100 100 39 31 34
均值 100 35
相同时间原生质体长度与细胞长度比值/% 结果 45 42 39 80 82 79
均值 42 80
（1）图中 　 　（用图中数字表示）处液体为紫色，　 　（用图中数字表示）共同构成了原生质层，相当于一层半透膜。
（2）若细胞正处于质壁分离复原中，此时①和⑥处液体浓度的大小关系是 　 　。
A.①＞⑥
B.①＜⑥
C.①＝⑥
D.无法判断
（3）如表中数据表明，与常温状态相比，4℃处理的植物细胞的失水速率和质壁分离程度都 　 　，因此得出推论：植物细胞可能通过增加 　 　的浓度抵抗寒冷环境。
15．如图甲表示人体细胞的细胞膜结构及对不同物质的转运过程示意图（箭头表示物质转运的方向，A～C表示组成细胞膜的物质，a～e表示物质跨膜运输的方式）。图乙曲线表示物质运输速率与O2浓度的关系，请据图回答问题：
（1）细胞膜的基本骨架是[　 　]　 　（[]内填字母，横线上写文字）。
（2）人的小肠上皮细胞可以吸收葡萄糖，而不吸收比葡萄糖相对分子质量小的木糖，这说明细胞膜具有 　 　的功能特点，此特性与图甲中组成细胞膜的 　 　（填字母）有关。
（3）科学家研究发现肾吸水时，水可以通过水通道蛋白被肾小管和集合管重吸收，此过程中水的流动可用图甲中 　 　（填字母）表示。葡萄糖进入红细胞时，如果用药物限制膜蛋白的活动，则葡萄糖的运输速率迅速下降，如果减少能量的供应，却对运输没有影响。由此判断葡萄糖进入红细胞的方式是 　 　。
（4）图乙所示的运输方式对应于图甲中的 　 　（填字母），限制BC段运输速率的因素是 　 　。
新课预习衔接 细胞的物质输入和输出
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．如图1是显微镜下观察到的某一时刻的细胞图像。图2表示一种渗透作用装置。图3是另一种渗透装置，一段时间后液面上升的高度为h。这两个装置所用的半透膜都不能让蔗糖分子通过，但可以让葡萄糖分子和水分子通过。下列叙述错误的是（　　）
A．若图1是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，则此时细胞液浓度大于或等于外界溶液浓度
B．图2中，若A为0.3g/mL葡萄糖溶液，B为清水，则平衡后A侧液面与B侧液面一样高
C．图3中，若每次平衡后都将产生的水柱h移走，那么随着时间的推移，h将会越来越小
D．图3中，如果A、a均为蔗糖溶液，则开始时浓度大小关系为Ma＞MA，达到平衡后Ma＞MA
【考点】探究膜的透性；细胞的吸水和失水．
【专题】模式图；物质跨膜运输．
【答案】A
【分析】题图分析：图1中为细胞处于质壁分离状态；图2和3中半透膜可以让水分子自由通过，而蔗糖分子不能透过。
【解答】解：A、若图1是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，由于不知道该细胞是正在继续发生质壁分离还是复原，还是达到了动态平衡，因此不能确定此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系，细胞液浓度大于、小于或等于外界溶液浓度都有可能，A错误；
B、图2中，若A为0.3g/mL葡萄糖溶液，B为清水，由于葡萄糖分子能透过半透膜，则液面会出现左侧先升高，然后右侧液面升高，最后两侧液面相平，B正确；
C、图3中，若每次平衡后都将产生的水柱h移走，则半透膜两侧的浓度差会逐渐减少，随着时间的推移，h将会越来越小，C正确；
D、图3中开始时漏斗内液面上升，可推测Ma＞MA，但由于漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，由于浓度差和液柱压力的作用相等，水分进出平衡，因此MA小于Ma，D正确。
故选：A。
【点评】本题综合考查渗透作用发生的条件，属于对理解和应用层次的考查。熟悉渗透作用发生的条件是正确解答该题的关键。
2．人体成熟红细胞部分结构和功能如图，①～⑤表示相关物质跨膜运输过程。下列叙述错误的是（　　）
A．①和②所代表的是自由扩散，④和⑤所代表的是协助扩散
B．在进行③和④的过程中，相应的转运蛋白都会发生构象的改变
C．参与③过程的载体蛋白还可以催化ATP水解，③过程为主动运输
D．降低温度，③④⑤的物质运输速率都可能会降低，①②不受影响
【考点】物质跨膜运输的方式及其异同．
【专题】模式图；物质跨膜运输．
【答案】D
【分析】题图分析：图示为人体成熟红细胞部分结构和功能如图，其中①表示气体O2通过自由扩散进入红细胞，②表示气体CO2通过自由扩散运出红细胞，③表示钠离子和钾离子通过钠钾泵进出红细胞，④表示葡萄糖通过协助扩散进入红细胞，⑤表示水通过通道协助扩散进入红细胞。
【解答】解：A、根据题意可知，①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散，A正确；
B、③和④的物质跨膜运输时，都需要载体蛋白协助，相应的载体蛋白都会发生自身构象的改变，B正确；
C、如图所示，参与运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解，③过程为主动运输，C正确；
D、温度影响酶的活性和细胞膜上蛋白质和磷脂分子的运动，影响物质跨膜运输，因此降低温度，①②③④⑤的物质运输速率都可能会降低，D错误。
故选：D。
【点评】本题考查红细胞结构和功能，重点考查跨膜运输和细胞呼吸的相关知识，要求考生识记跨膜运输的种类和特点，掌握细胞呼吸过程，能结合所学的知识准确判断各选项。
3．用细胞液浓度相同的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别制成5个临时装片，同时滴加甲、乙、丙、丁、戊5种不同浓度的蔗糖溶液，处理相同时间后，观察记录原生质体的体积变化，绘制结果如图所示。下列有关叙述正确的是（　　）
A．质壁分离程度最大的是丙溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
B．实验后，上述五种溶液中的细胞，细胞液浓度最低的是乙溶液中的细胞
C．5种蔗糖溶液的起始浓度大小关系是：丙＞戊＞甲＞丁＞乙
D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度处于戊和甲之间
【考点】细胞的吸水和失水．
【专题】模式图；细胞质壁分离与复原．
【答案】D
【分析】据图分析，当原生质层的体积相对变化大于0，说明细胞吸水；当原生质层的体积相对变化小于0，说明细胞失水。图示丙溶液中细胞吸水，而甲、乙、丁中细胞失水。
【解答】解：A、据图可知，甲、乙和丁的原生质层的体积相对变化小于0，说明细胞失水，且乙中原生质体体积变化最大，即失水最多，故质壁分离程度最大的是乙溶液中紫色洋葱叶外表皮细胞，A错误；
B、分析题意可知，本实验所用洋葱鳞片叶外表皮细胞浓度相同，实验后，甲、乙和丁的原生质层的体积相对变化小于0，说明细胞失水，细胞液浓度增加；丙的原生质层的体积相对变化大于0，说明细胞吸水，细胞液浓度下降，因此实验后，甲一戊溶液中外表皮细胞的细胞液浓度最低的是丙溶液中的细胞，B错误；
C、甲、乙和丁中细胞均失水，细胞液浓度小于外界溶液浓度，乙失水最多，其次是丁、甲，因此乙的蔗糖溶液浓度＞丁的蔗糖溶液浓度＞甲的蔗糖溶液浓度，戊蔗糖溶液浓度中细胞原生质体体积不变，说明细胞不吸水也不失水，推测紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度与戊蔗糖溶液浓度相当，丙中细胞吸水，细胞液浓度大于外界溶液浓度，即丙的外界溶液浓度最小，因此5种蔗糖溶液的起始浓度大小关系是：乙＞丁＞甲＞戊＞丙，C错误；
D、戊中细胞少量吸水，细胞液浓度稍大于外界溶液浓度，甲中细胞失水最少，细胞液浓度小于外界溶液浓度，因此紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度处于戊和甲之间，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查细胞的失水和吸水等相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
4．如图表示常见的两套渗透装置，其中S1为1mol L﹣1的蔗糖溶液，S2为蒸馏水，S3为1mol L﹣1的葡萄糖溶液，一段时间后，向装置A漏斗中加入适量的蔗糖酶。两个装置的半透膜（假设只允许水和葡萄糖通过）面积相同，初始时半透膜两侧液面高度一致。下列有关叙述正确的是（　　）
A．装置B中葡萄糖分子从浓度高的一侧向浓度低的一侧通过半透膜的扩散，称为渗透作用
B．若不加入酶，则装置A达到渗透平衡时，半透膜两侧溶液浓度相等
C．装置B中的现象是S3溶液液面先上升后下降，最终S3溶液比S2溶液的液面高
D．装置A漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后会下降至稳定
【考点】探究膜的透性．
【专题】模式图；物质跨膜运输．
【答案】D
【分析】渗透作用的原理是水分子等溶剂分子由单位体积中分子数多的一侧透过半透膜向单位体积内分子数少的一侧扩散，如图装置A中烧杯中S2为蒸馏水，而漏斗中S1为1mol/L的蔗糖溶液，所以烧杯中单位体积内水分子数多于漏斗中单位体积内的水分子数，所以水分子会透过半透膜由烧杯向漏斗内渗透，使漏斗内液面上升；同理，B装置中起始半透膜两侧溶液浓度不等，水分子仍然会发生渗透作用。
【解答】解：A、渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜的扩散的现象，而葡萄糖分子通过半透膜的现象不属于渗透作用，A错误；
B、若不加入酶，则装置A达到渗透平衡时，由于存在液面差，漏斗内的溶液浓度大于烧杯内的溶液浓度，B错误；
C、刚开始，由于装置B中S3溶液浓度大于S2，故S3侧液面先上升，由于S3中的葡萄糖能够通过半透膜进入S2中，故S3液面会下降，最终S3和S2液面持平，C错误；
D、实验起始时，由于装置A中的S1溶液浓度大于S2，故漏斗中的液面会上升，加酶后，酶能催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖，使S1溶液浓度增大，漏斗中液面继续上升，由于葡萄糖能够通过半透膜进入S2，使S1与S2溶液浓度差减小，漏斗中的液面会下降至稳定，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了物质跨膜运输的相关知识，意在考查考生理解所学知识要点、把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。
5．盐碱地中含大量的NaCl、Na2CO3等钠盐，会威胁海水稻的生存。同时一些病原菌也会感染水稻植株，影响正常生长。如图为海水稻抵抗逆境的生理过程示意图，相关叙述不正确的是（　　）
A．H2O可以通过自由扩散和协助扩散两种方式进入海水稻细胞
B．海水稻细胞通过胞吐方式分泌抗菌蛋白抵御病原菌的侵染
C．液泡逆浓度梯度吸收Na+增大细胞液的浓度以适应高浓度环境
D．H+以协助扩散的方式从细胞质基质运入液泡或运出细胞
【考点】物质跨膜运输的方式及其异同；胞吞、胞吐的过程和意义．
【专题】模式图；物质跨膜运输．
【答案】D
【分析】不同物质跨膜运输的方式不同，包括主动运输、被动运输和胞吞、胞吐，其中被动运输包括协助扩散和自由扩散。
（1）主动运输的特点：①消耗能量（来自于ATP水解或离子电化学势能），②需要转运蛋白协助，③逆浓度梯度进行。
（2）协助扩散的特点：①不消耗能量，②需要转运蛋白协助，③顺浓度梯度进行。
（3）自由扩散的特点：①不消耗能量，②不需要转运蛋白协助，③顺浓度梯度进行。
【解答】解：A、如图，水进入海水稻的运输方式有自由扩散和协助扩散两种，均不消耗能量，A正确；
B、海水稻细胞通过胞吐方方式将抗菌蛋白分泌到细胞外，以抵御病原菌的侵染，B正确；
C、海水稻通过液泡吸收Na+是从低浓度到高浓度，为主动运输，导致细胞液浓度增大，有利于根细胞吸水，以适应高浓度环境，C正确；
D、H+从细胞质基质运入液泡或排出细胞外，是逆浓度梯度运输，均需要消耗ATP，为主动运输，D错误。
故选：D。
【点评】本题考查物质跨膜运输的使用等相关知识，意在考查学生的识记相关知识点，并熟练应用的能力。
6．在低渗溶液中，细胞吸水膨胀，吸水过多可能导致细胞破裂。不同的细胞通过不同的机制避免细胞过度膨胀。下列相关叙述错误的是（　　）
A．动物细胞避免吸水涨破需要转运蛋白的协助，转运蛋白运出离子从而降低细胞吸水量
B．植物细胞的水分进出达到平衡时，细胞内外溶液浓度不一定相等
C．外界溶液浓度升高，原生生物收缩泡的伸缩频率会降低
D．发生渗透吸水时，水分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散
【考点】物质跨膜运输的方式及其异同．
【专题】模式图；物质跨膜运输．
【答案】D
【分析】分析图示可知，动物细胞通过将细胞内的离子运输到细胞外而抵抗过度吸水而涨破。植物细胞的细胞壁伸缩性较小，因为细胞壁的作用植物细胞不能过度吸水而涨破。原生生物通过形成收缩泡将细胞内的水分向外释放，从而抵抗过度吸水而涨破。
【解答】解：A、动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外，以减小细胞内液的渗透压，防止细胞渗透吸水涨破，A正确；
B、植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水，但是由于细胞壁的支撑作用，吸水到一定程度后达到平衡，但此时细胞外溶液浓度仍可能小于或等于细胞液浓度，B正确；
C、原生动物生活在低渗溶液中，会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，若将原生动物置于高于细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会降低，C正确；
D、发生渗透吸水时，水分子从低浓度溶液向高浓度溶液扩散，D错误。
故选：D。
【点评】本题结合图形，主要考查渗透作用的相关知识，要求考生识记动植物细胞发生渗透作用的条件及过程的区别，能结合所学知识准确判断各选项。
7．Ca2+﹣Mg2+﹣ATP酶是存在于组织细胞及细胞器膜上的一种蛋白酶，由于其离子运转是借助类似泵的机制来完成的，医学上将离子的这种运转方式称为“泵”，也称“钙泵”。如图为Ca2+转运示意图，相关叙述错误的是（　　）
A．钙泵转运Ca2+时会发生磷酸化，同时消耗能量
B．ATP的特殊化学键都可以断裂，为转运Ca2+提供能量
C．Ca2+逆浓度转运时需要与钙泵结合
D．钙泵既有催化功能，也有运输功能
【考点】物质跨膜运输的方式及其异同．
【专题】模式图；物质跨膜运输．
【答案】B
【分析】根据题干信息，钙泵是一种存在于细胞膜及细胞器膜上的运输Ca2+的ATP水解酶，是细胞膜或细胞器膜上的跨膜蛋白，能利用ATP水解释放的能量转运Ca2+，以维持细胞质中的低浓度状态。
【解答】解：A、从图中来看，钙泵转运钙离子时，ATP会水解变成ADP，同时脱下磷酸基团与钙泵结合，造成钙泵的磷酸化，这一过程也伴随着能量的转移，消耗的是ATP中的能量，A正确；
B、ATP中有两个特殊化学键，但只有远离腺苷的那个才能断裂提供能量供物质转运，B错误；
C、图中可以看出，钙离子需要与钙泵结合才能被转运，C正确；
D、钙泵是一种蛋白酶，同时也可以转运钙离子，因此具有催化、运输功能，D正确。
故选：B。
【点评】本题考查物质的跨膜运输，要求考生识记物质跨膜运输的方式及发生的条件，从而对该题能作出准确判断。
8．研究发现在水分供应适宜的条件下，蓝光会引起紫背菜叶的气孔打开，机理如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A．H+﹣ATP酶既具有运输作用，又能催化ATP的水解
B．蓝光的刺激下促进H+以主动运输的方式运出保卫细胞
C．保卫细胞膜外阳离子浓度升高促进K+协助扩散进入细胞内
D．H2O只能以自由扩散的方式进入保卫细胞，使叶片气孔打开
【考点】物质跨膜运输的方式及其异同．
【专题】模式图；物质跨膜运输．
【答案】D
【分析】据图可知：H+﹣ATP酶是一种位于保卫细胞膜上的载体蛋白，其可以将氢离子运出保卫细胞，且消耗能量，为主动运输；该载体蛋白还具有酶的催化作用，可以催化ATP水解释放能量，供给氢离子的跨膜运输等生命活动。同时K+进入保卫细胞使保卫细胞渗透压升高，吸水能力增强，细胞膨胀，气孔张开。
【解答】解：A、据图可知，H+﹣ATP酶既具有运输作用（运出H+），又能催化ATP的水解，A正确；
B、蓝光的刺激下促进H+运出保卫细胞，该过程需要H+﹣ATP酶运输，且需要能量，运输方式为主动运输，B正确；
C、分析图可知，保卫细胞膜外阳离子浓度升高促进K+协助扩散进入细胞内，C正确；
D、H2O除了以自由扩散的方式进入保卫细胞外，还可以通过协助扩散进入细胞，D错误。
故选：D。
【点评】本题考查了物质跨膜运输的方式，意在考查考生理解所学知识点和分析题图的能力，难度中等。
9．食物是人体获取铁的主要来源，铁离子被小肠黏膜细胞吸收后通过血液循环运至靶细胞，主要过程如图所示。已知当血液中铁含量偏高时，机体通过分泌铁调素来调控血铁含量。下列说法错误的是（　　）
A．DMT1和Tf在运输铁离子时，均需与铁离子结合
B．Fe3+进入靶细胞后需转化为Fc2+来发挥作用
C．铁离子从小肠黏膜细胞运出和运入靶细胞，均需消耗能量
D．铁调素可能通过抑制FP1或促进TfR的作用来降低血铁含量
【考点】物质跨膜运输的方式及其异同．
【专题】模式图；物质跨膜运输．
【答案】C
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需转运蛋白和能量，常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要转运蛋白，不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体和能量，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖，K+等。
【解答】解：A、从图中可以看出DMT1和Tf在运输铁离子时，确实均需与铁离子结合，A正确；
B、图中明确显示Fe3 进入靶细胞后需经过铁还原酶转化为Fe2 来发挥作用，B正确；
C、图中铁离子从小肠黏膜细胞运出是顺浓度梯度，不需要消耗能量，C错误；
D、根据题意，当血液中铁含量偏高时，机体通过分泌铁调素来调控血铁含量，所以铁调素可能通过抑制FP1或促进TfR的作用来降低血铁含量，是合理的推测，D正确。
故选：C。
【点评】本题考查了物质跨膜运输的相关知识，意在考查考生理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识，对生物学问题作出准确的判断，难度适中。
10．向鱼鳔内注入30%的蔗糖溶液，扎紧口并称重。然后将其浸入5%的蔗糖溶液中，每隔半小时称一次重量。结果发现，在进行实验的1h之内，鱼鳔重量渐渐增加；在进行实验的1h后，鱼鳔重量不再增加。下列关于其重量变化的解释，正确的是（　　）
①在进行实验的1h之内，鱼鳔重量增加是因为外界水分进入鱼鳔内
②在进行实验的1h之内，鱼鳔重量增加是因为外界蔗糖分子进入鱼鳔内
③在进行实验的1h后，鱼鳔重量不再增加是因为进出鱼鳔的水分子处于相对平衡的状态
④在进行实验的1h后，鱼鳔重量不再增加是因为进出鱼鳔的蔗糖分子处于相对平衡的状态
A．①④ B．②④ C．②③ D．①③
【考点】物质跨膜运输的方式及其异同．
【专题】正推法；物质跨膜运输．
【答案】D
【分析】根据题意分析可知：30%蔗糖溶液渗透压高于5%蔗糖溶液，故5%蔗糖溶液水分会流向30%蔗糖溶液多，导致鱼鳔内蔗糖溶液浓度越来越低，而鱼鳔外蔗糖溶液浓度越来越高，当二者浓度达到相等时，水分出入达到平衡，二者浓度不再变化。
【解答】解：1、鱼鳔内盛有30%的蔗糖溶液，而鱼鳔外是5%的蔗糖溶液，依据渗透作用原理，水分子总的渗透方向表现为低浓度运输到高浓度，则从鳔外向鳔内，从而导致鳔内浓度降低，重量增加，一段时间后，达到平衡。所以在进行实验的1小时之内，鱼鳔重量增加是因为外界水分进入鱼鳔内；
2、鱼鳔属于半透膜，能够允许水分子自由透过，而蔗糖分子不能通过。在进行实验的1小时后，鱼鳔重量不再增加是因为进出鱼鳔的水分子处于相对平衡状态。
故选：D。
【点评】本题考查渗透作用的知识，意在考查学生的识图和理解能力，要求考生能够掌握渗透作用的原理；明确实验装置中水分流动的方向；明确鱼鳔属于半透膜，能够允许水分子等溶剂分子自由通过，而大分子不能通过。
11．口服药物进入小肠后常见的转运方式主要包括细胞间途径（图中A）和跨膜转运途径（图中B、C、D）。相关说法错误的是（　　）
A．OATP和P﹣gp的合成需要细胞中游离型核糖体参与
B．亲水性小分子药物更易通过被动转运跨膜途径被吸收
C．通过C途径逆浓度梯度转运药物时OATP的构象会改变
D．小肠上皮细胞间的紧密连接可阻止肠液进入内环境
【考点】物质跨膜运输的方式及其异同．
【专题】模式图；物质跨膜运输．
【答案】B
【分析】1、物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，常见的有水、气体、甘油、苯、酒精等。
2、进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散，如红细胞吸收葡萄糖。
3、从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白质的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、钾离子等。
【解答】解：A、OATP 和P﹣gp转运方式属于跨膜转运途径，其合成需要细胞中游离型核糖体参与，A正确；
B、亲脂性小分子药物更易通过被动转运跨膜途径被吸收，即药物跨膜转运方式与药物的化学性质有关，B错误；
C、通过C途径属于跨膜转运途径，逆浓度梯度转运药物时OATP的构象会改变，C正确；
D、小肠上皮细胞间的紧密连接可阻止肠液进入内环境，保证内环境的相对稳定，D正确。
故选：B。
【点评】本题考查学生从题中获取相关信息，并结合所学物质跨膜运输的方式做出正确判断，属于理解层次的内容，难度适中。
12．叶绿体膜上的转运蛋白对于维持叶绿体的离子平衡和pH稳定发挥了重要作用。如图表示叶绿体中几种物质跨膜运输的方式，下列说法不合理的是（　　）
A．K+通过TPK3运出类囊体腔的方式属于被动运输
B．H+通过KEA1和KEA2运输的动力来自于K+的浓度差
C．据图推测细胞质基质中的K+浓度高于叶绿体基质
D．类囊体薄膜对于维持类囊体腔中的pH起关键作用
【考点】物质跨膜运输的方式及其异同．
【专题】模式图；物质跨膜运输．
【答案】B
【分析】1、主动运输：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。
2、像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。
【解答】解：A、据图可知，类囊体腔内的pH为6，叶绿体基质中pH为8，H+通过KEA3从类囊体腔进入叶绿体基质是顺浓度梯度，产生的化学势能将K+逆浓度运进类囊体腔，因此类囊体腔内H+浓度较高，K+通过TPK3运出类囊体腔是顺浓度梯度运输，是被动运输，A正确；
BC、据图可知，叶绿体外的pH为7，叶绿体基质中pH为8，H+通过KEA1和KEA2运输是顺浓度梯度运输，不需要能量，它们顺浓度梯度运输时产生的化学势能将K+逆浓度运出叶绿体，推测细胞质基质中的K+浓度高于叶绿体基质，B错误，C正确；
D、类囊体薄膜上在发挥作用的同时能将H+运输到类囊体腔中，从而维持类囊体腔中的低pH环境，D正确。
故选：B。
【点评】本题考查物质的跨膜运输，意在考查学生提取信息和分析问题的能力，属于中档题。
二．解答题（共3小题）
13．请据图回答下列问题：
Ⅰ、如图为物质跨膜运输示意图（A、B、C代表物质，a、b、c、d、e代表运输方式）。
（1）图中所示的细胞膜模型称为 　流动镶嵌模型　，B是构成细胞膜的基本支架，其名称是 　磷脂双分子层　。
（2）某类转运蛋白质只容许一定形状、大小和带电性质的分子或离子通过，且被转运物质不需与该转运蛋白相结合，也不需每次转运都发生构象变化，这类转运蛋白叫 　通道蛋白　（填“载体蛋白”、“通道蛋白”）。
（3）在a～e五种方式中，代表被动运输的是 　b、c、d　（填字母），细胞吸收水的方式是 　b、c　（填字母），人体成熟红细胞吸收葡萄糖的运输方式是 　协助扩散　（填名称）。
Ⅱ、取某植物细胞分别浸入蒸馏水、一定浓度的蔗糖溶液和一定浓度的KNO3溶液中，图1是在蔗糖溶液中的观察结果，图2是原生质体（植物细胞除去细胞壁后的部分）的体积随时间的变化。
（4）图1发生质壁分离现象中的原生质层是指细胞膜和液泡膜及两者之间的 　细胞质　，从细胞角度分析出现该现象的原因是原生质层的伸缩性 　大于　细胞壁的伸缩性（填“大于”、“等于”、“小于”）。
（5）图2的A、B、C三条曲线中，B曲线反映的是某植物细胞浸入在 　KNO3　溶液中形成的，请解释出现B曲线所示现象的原因 　KNO3溶液中外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，后来因溶质被细胞吸收，细胞液浓度增大，细胞再次吸水　。
【考点】物质跨膜运输的方式及其异同；细胞的吸水和失水．
【专题】图文信息类简答题；生物膜系统；物质跨膜运输；细胞质壁分离与复原．
【答案】（1）流动镶嵌模型 磷脂双分子层
（2）通道蛋白
（3）b、c、d b、c 协助扩散
（4）细胞质 大于
（5）KNO3 KNO3溶液中外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，后来因溶质被细胞吸收，细胞液浓度增大，细胞再次吸水
【分析】题图分析：A表示蛋白质，B表示磷脂双分子层，C表示糖蛋白（膜的上方为外侧，下方为膜的内侧）。a、e的运顺方向是从低浓度一侧运输到高浓度一侧，且需要载体和能量，表示主动运输；c、d运输方向是高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要载体，不需要能量，表示协助扩散；b的运输方向是高浓度一侧运输到低浓度一侧，不需要载体，不需要能量，表示自由扩散。
据曲线图分析：原生质体（植物细胞除去细胞壁后的部分）浸入蒸馏水中，细胞吸水，原生质层的体积变大，如曲线A。蔗糖分子不能进入细胞中，细胞在一定浓度的蔗糖溶液中，会发生渗透失水，如曲线C。细胞在一定浓度的KNO3溶液中，钾离子和硝酸根离子可以进入到细胞中，因此刚开始细胞会发生质壁分离后发生质壁分离的复原，如曲线B。
【解答】解：（1）图中所示的细胞膜模型为流动镶嵌模型。B表示磷脂双分子层，是构成细胞膜的基本支架。
（2）生物膜上的转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两类。通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，且被转运物质不需与该转运蛋白相结合，也不需每次转运都发生构象变化。
（3）a、e的运顺方向是从低浓度一侧运输到高浓度一侧，且需要载体和能量，表示主动运输；c、d运输方向是高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要载体，不需要能量，表示协助扩散；b的运输方向是高浓度一侧运输到低浓度一侧，不需要载体，不需要能量，表示自由扩散，故b、c、d为被动运输。细胞吸收水的方式是b自由扩散、c协助扩散（通道蛋白介导的）。人体成熟红细胞吸收葡萄糖的运输方式是协助扩散。
（4）原生质层是指细胞膜和液泡膜及两者之间的细胞质，发生质壁分离的外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度；内因：原生质层相当于一层半透膜，原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。
（5）因KNO3溶液可进入细胞，开始一段时间外界KNO3溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水原生质体体积变小；由于K+和NO3 可通过主动运输进入细胞，使细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞又吸水导致原生质体的体积变大，导致发生质壁分离自动复原，即图中的B曲线。
故答案为：
（1）流动镶嵌模型 磷脂双分子层
（2）通道蛋白
（3）b、c、d b、c 协助扩散
（4）细胞质 大于
（5）KNO3 KNO3溶液中外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，后来因溶质被细胞吸收，细胞液浓度增大，细胞再次吸水
【点评】本题考查细胞膜的结构、物质跨膜运输、植物细胞的质壁分离和复原现象的相关知识，意在考查考生识记细胞膜的结构模型，识记物质跨膜运输的知识，理解质壁分离和复原现象，难度不大。
14．某中学生物兴趣小组选择紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料，通过观察质壁分离与复原实验，探究植物耐寒机理。如图为实验过程中某同学绘制的细胞图像，如表为该小组在不同温度下，将洋葱细胞浸润在0.3g/mL蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离时的数据记录。回答下列问题：
洋葱鳞片叶外表皮
常温 4℃
1组 2组 3组 1组 2组 3组
初始细胞质壁分离所需时间/分、秒 结果 1′20″ 1′26″ 1′14″ 2′40″ 2′35″ 3′02″
均值 1′20″ 2′46″
相同时间细胞质壁分离占比/% 结果 100 100 100 39 31 34
均值 100 35
相同时间原生质体长度与细胞长度比值/% 结果 45 42 39 80 82 79
均值 42 80
（1）图中 　①　（用图中数字表示）处液体为紫色，　②③④　（用图中数字表示）共同构成了原生质层，相当于一层半透膜。
（2）若细胞正处于质壁分离复原中，此时①和⑥处液体浓度的大小关系是 　A　。
A.①＞⑥
B.①＜⑥
C.①＝⑥
D.无法判断
（3）如表中数据表明，与常温状态相比，4℃处理的植物细胞的失水速率和质壁分离程度都 　降低　，因此得出推论：植物细胞可能通过增加 　细胞液　的浓度抵抗寒冷环境。
【考点】细胞的吸水和失水．
【专题】实验性简答题；细胞质壁分离与复原．
【答案】（1）①；②③④
（2）A
（3）降低；细胞液
【分析】渗透作用需具备两个条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。质壁分离和质壁分离复原中水分子移动速度主要受膜两侧溶液的浓度差影响。成熟的植物细胞构成渗透系统，可发生渗透作用。质壁分离的原因：外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度；内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层。最早出现质壁分离所需时间越长，说明细胞液浓度相对越大，与外界溶液的浓度差越小。由题干信息可知，低温处理使细胞质壁分离程度变小，质壁分离速度变慢。质壁分离的细胞其原生质体长度与细胞长度的比值表示质壁分离的程度，比值越大，质壁分离程度越小。
【解答】解：（1）图中①为液泡，内含花青素，所以①处液体为紫色；②细胞膜、③细胞质、④液泡膜共同构成了原生质层，相当于一层半透膜。
（2）若图中细胞正处于质壁分离复原中，说明⑥外界溶液浓度低于①细胞液的浓度，所以此时①和⑥处液体浓度的大小关系是①＞⑥。
故选：A。
（3）表中数据表明，与常温状态相比，4℃处理的植物细胞的失水速率和质壁分离程度都降低，因此得出推论：植物细胞可能通过增加细胞液的浓度（比如低温下淀粉分解成可溶性糖增多），使细胞失水减少，抵抗寒冷环境。
故答案为：
（1）①；②③④
（2）A
（3）降低；细胞液
【点评】本题考查质壁分离及复原实验的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
15．如图甲表示人体细胞的细胞膜结构及对不同物质的转运过程示意图（箭头表示物质转运的方向，A～C表示组成细胞膜的物质，a～e表示物质跨膜运输的方式）。图乙曲线表示物质运输速率与O2浓度的关系，请据图回答问题：
（1）细胞膜的基本骨架是[　B　]　磷脂双分子层　（[]内填字母，横线上写文字）。
（2）人的小肠上皮细胞可以吸收葡萄糖，而不吸收比葡萄糖相对分子质量小的木糖，这说明细胞膜具有 　选择透过性　的功能特点，此特性与图甲中组成细胞膜的 　A　（填字母）有关。
（3）科学家研究发现肾吸水时，水可以通过水通道蛋白被肾小管和集合管重吸收，此过程中水的流动可用图甲中 　c　（填字母）表示。葡萄糖进入红细胞时，如果用药物限制膜蛋白的活动，则葡萄糖的运输速率迅速下降，如果减少能量的供应，却对运输没有影响。由此判断葡萄糖进入红细胞的方式是 　协助扩散　。
（4）图乙所示的运输方式对应于图甲中的 　a、e　（填字母），限制BC段运输速率的因素是 　载体蛋白的数量　。
【考点】物质跨膜运输的方式及其异同．
【专题】模式图；物质跨膜运输．
【答案】（1）B磷脂双分子层
（2）选择透过性 A
（3）c 协助扩散
（4）a、e 载体蛋白的数量
【分析】题图分析，图甲是细胞膜的结构模型，A是蛋白质分子，B是磷脂双分子层，C是多糖；a是细胞通过主动运输方式吸收物质的过程，b是细胞通过自由扩散方式吸收物质的过程，c、d是通过协助扩散进入细胞的过程，e是通过主动运输方式排出物质过程；图乙曲线表示物质运输速率与O2浓度的关系，对应的运输方式是主动运输。
【解答】解：（1）细胞膜的基本骨架是[B]磷脂双分子层。
（2）人的小肠上皮细胞可以吸收葡萄糖，而不吸收比葡萄糖相对分子质量小的木糖，这说明细胞膜具有选择透过性的功能特点，此特性与图甲中组成细胞膜的A蛋白质有关。
（3）科学家研究发现肾吸水时，水可以通过水通道蛋白被肾小管和集合管重吸收，此过程中水的流动可用图甲中c表示。葡萄糖进入红细胞时，如果用药物限制膜蛋白的活动，则葡萄糖的运输速率迅速下降，如果减少能量的供应，却对运输没有影响。由此判断葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散。
（4）图乙所示的运输方式与氧气浓度有关，说明此运输方式是主动运输，对应于图甲中的a、e，限制BC段运输速率的因素是载体蛋白的数量。
故答案为：
（1）B磷脂双分子层
（2）选择透过性 A
（3）c 协助扩散
（4）a、e 载体蛋白的数量
【点评】本题考查物质跨膜运输的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力、运用所学知识综合分析问题的能力。
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