第4章 细胞的物质输入和输出(单元测试)-2025-2026学年人教版(2019)高一生物必修1(含解析)

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名称 第4章 细胞的物质输入和输出(单元测试)-2025-2026学年人教版(2019)高一生物必修1(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2025-09-18 22:03:24

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第4章 细胞的物质输入和输出
一.选择题(共20小题)
1.为研究植物A能不能移植到B地生长,某生物学研究性学习小组设计了一个测定植物A细胞液浓度的实验方案,实验结果如表
深度(mol/L) 0.15 0.2 0.25 0.3
质壁分离 不分 刚分 显著 显著
为保证植物A移植后能正常生存,小组成员又测定了B地土壤溶液浓度.该地土壤溶液的浓度应为(  )
A.≥0.2 B.≤0.15 C.≥0.3 D.≤0.2
2.科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时,做了下述实验:先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na+,注入的总量为2.2个单位,不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na+.如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP,测得周围溶液中24Na+的量如图实线所示.据图作出下列推断,错误的是(  )
A.加入某药物后,溶液中24Na+的量不再增加,加入ATP后,细胞中24Na+的量增加
B.若将纵坐标改为“细胞内24Na+的量”,则对应的曲线为图中虚线所示
C.神经纤维排出24Na+需要消耗ATP,说明其方式是主动运输
D.“某药物”的作用机理是抑制细胞呼吸
3.如图甲、乙所示是渗透作用装置,其中半透膜为膀胱膜(蔗糖分子不能通过,水分子可以自由通过).图中溶液A、B、a、b均为蔗糖溶液,实验开始前其浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示.一段时间达到平衡后,甲、乙装置中漏斗的液面上升高度分别为h1、h2,a、b的浓度分别为M1、M2,则下列判断错误的是(  )
A.若h1>h2,MA=MB,则Ma>Mb
B.若h1>h2,MA=MB,则Ma<Mb
C.若Ma=Mb>MA>MB,则h1<h2,M1>M2
D.一段时间后,A→a与a→A、B→b与b→B的水分子扩散速率均相等
4.如图表示渗透作用装置图,其中半透膜为膀胱膜(允许单糖透过不允许二糖及多糖透过),装置溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示,图2、图4分别表示达到平衡后,图1、图3液面上升的高度h1、h2.如果A、B、a、b均为蔗糖溶液,且MA>MB,Ma=Mb>MA,下列分析正确的是(  )
A.平衡后,漏斗内溶液浓度Ma大于Mb
B.平衡后,漏斗内液面上升高度h1>h2
C.平衡后,膜两侧水分子进出速度相等,膜两侧溶液浓度相等
D.若再向a、b中加入等量的蔗糖酶,漏斗内外液面最终会齐平
5.如图表示洋葱表皮细胞在不同溶液中,细胞吸水力和细胞壁内部结构相对体积(正常状态为1.0)的相互关系图解.以下说法错误的是(  )
A.若将该细胞置于0.3g/mL(浓度高于细胞液)的蔗糖溶液中,则该细胞会发生B→A过程,在滴入清水后,又会发生A→B过程
B.若将该细胞置于0.1g/mL(浓度稍高于细胞液)的KNO3溶液中,则该细胞只能发生B→A过程,而不能发生A→B过程
C.若将该细胞置于0.5g/mL(浓度大大高于细胞液)的蔗糖溶液中,则该细胞会发生B→A过程,在滴入清水后,不会发生A→B过程
D.当细胞处于A状态时,细胞壁与质膜之间充满的是外界溶液
6.物质跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础。下列关于物质运输及应用的叙述,错误的是(  )
A.新生儿吸收母乳中的抗体,可以通过胞吞方式
B.主动运输使细胞膜内外物质浓度趋于一致,维持细胞的正常代谢
C.植物细胞在低渗溶液中吸水达到平衡状态时,细胞液浓度大于外界溶液浓度
D.在蔗糖溶液中加入适量红墨水,可用于观察洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离
7.离子的跨膜运输需转运蛋白的协助,图为钾离子通道模式图,相关叙述正确的是(  )
A.通道蛋白对转运的离子具有选择性
B.K+通过钾离子通道运输消耗ATP
C.K+只能借助钾离子通道进出细胞
D.通道蛋白协助离子运输属于自由扩散
8.在“观察植物细胞的质壁分离和复原实验”中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如图所示)。下列有关叙述正确的是(  )
A.本实验中不选用洋葱鳞片叶内表皮细胞是因为该细胞不能发生质壁分离现象
B.在实验操作中,共涉及三次显微镜观察,第一次用低倍镜观察,第二、三次用高倍镜观察
C.如果将蔗糖溶液换成适宜浓度的KNO3溶液,可以省略E过程
D.当质壁分离复原后,细胞液浓度等于外界溶液浓度
9.小肠绒毛上皮细胞上存在与葡萄糖运输密切相关的载体蛋白,其中SGLTI利用Na+的浓度差将肠腔中的Na+和葡萄糖吸收入细胞;GLUT2既可以从肠腔中以协助扩散的方式吸收葡萄糖,又可以将小肠绒毛上皮细胞中的葡萄糖运入组织液;Na+﹣K+泵消耗ATP维持细胞内低Na+浓度的状态。下列说法错误的是(  )
A.ATP间接驱动SGLT1发挥作用
B.葡萄糖从在肠腔中被吸收到被组织细胞利用共穿过7层生物膜
C.与SGLT1不同,GLUT2转运葡萄糖时不需与葡萄糖分子结合
D.上述三种转运蛋白质运输过程中构象均发生改变
10.噬盐菌适宜在高Na+环境下生存,其胞内Na+并不高,需要积累K+对抗外部环境的高渗透压。在光照、无氧条件下培养的噬盐菌,其细胞膜上存在的视紫红质参与光能转化为细菌生长所需能量的过程,如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.Na+和K+进入噬盐菌细胞的方式不同,K+跨膜运输需要消耗能量
B.H+进出噬盐菌细胞方式均为主动运输,但两者供能方式不同
C.每次转运H+时视紫红质需与H+结合,ATP合成酶发挥作用时需与ADP、Pi结合
D.ATP合成酶不容许Na+等其他离子通过,与其自身通道的直径、电荷分布等有关
11.研究人员利用人工脂双层囊泡进行物质运输实验。囊泡内含有高浓度的葡萄糖溶液,将其置于不同外部溶液中并添加相应物质,检测葡萄糖的运输速率如下表:
实验组 外部溶液浓度 添加物质 葡萄糖运输速率
甲 低浓度葡萄糖 无 低
乙 低浓度葡萄糖 ATP 低
丙 低浓度葡萄糖 载体蛋白X 高
丁 高浓度葡萄糖 载体蛋白X+ATP 高
根据实验结果,下列叙述正确的是(  )
A.甲组运输速率低是因缺乏载体蛋白,说明葡萄糖通过主动运输进入囊泡
B.丙组运输速率高表明载体蛋白X介导了协助扩散,且运输依赖浓度梯度
C.丁组运输速率高说明葡萄糖逆浓度梯度运输,需载体蛋白X和ATP供能
D.乙组添加ATP后运输速率未提升,证明葡萄糖运输不消耗能量
12.沙门氏菌细胞膜上有柠檬酸﹣铁协同转运蛋白(CitS),该蛋白顺浓度转运H+进入细胞的同时逆浓度吸收Fe3+。下列分析正确的是(  )
A.CitS转运Fe3+的方式为协助扩散
B.抑制ATP合成不影响Fe3+的吸收
C.运输过程CitS的空间结构不改变
D.Fe3+、H+要与CitS特定位点结合
13.黑藻是研究水生植物生理学和细胞学的模式生物。某同学以黑藻叶片为实验对象,观察植物细胞的质壁分离及复原现象。下列叙述正确的是(  )
A.需将黑藻叶片切成薄片以便观察
B.需将黑藻染色后再置于显微镜下观察
C.质壁分离过程中,细胞吸水能力逐渐增强
D.处于渗透平衡时,细胞液浓度与外界溶液浓度一定相等
14.物质跨膜运输的方式与物质的特点和生物膜的结构有关。下列有关物质运输的说法正确的是(  )
A.去除生物膜上的蛋白质,对水分子进出细胞的运输速率没有影响
B.载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时,其作用机制是一样的
C.主动运输都是逆浓度进行的,既要消耗细胞的能量,又需要借助膜上的受体蛋白
D.洋葱细胞发生的质壁分离和复原过程,体现了原生质层的流动性和选择透过性
15.ABC转运蛋白是一类广泛存在于生物界的跨膜转运蛋白,与细胞吸收多种营养物质相关,每一种ABC转运蛋白对物质运输都具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示,下列叙述错误的是(  )
A.小分子进入细胞的过程体现了细胞膜的选择透过性
B.Na+和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输
C.ABC转运蛋白结合2个ATP后引起空间结构改变
D.ABC转运蛋白参与运输小分子的过程属于吸能反应
16.下列关于物质跨膜运输的说法正确的是(  )
A.肾小管和集合管各区段对Na+具有主动重吸收作用
B.分布于线粒体和叶绿体内膜上的质子泵只作为H+运输通道
C.相对分子质量小的物质或离子都以自由扩散的方式进出细胞
D.低密度脂蛋白通过转运蛋白介导的胞吞作用进入细胞且消耗能量
17.囊性纤维化是一种严重的遗传性疾病,患者支气管中的黏液增多,造成细菌感染。如图表示CFTR蛋白在Cl﹣跨膜运输过程中的作用,下列叙述错误的是(  )
A.Cl﹣在CFTR蛋白的协助下通过主动运输的方式转运至细胞外
B.在转运Cl﹣的过程中CFTR蛋白发生磷酸化,自身构象发生改变
C.CFTR蛋白异常使得水分子通过渗透作用向膜外扩散的速度加快
D.水分子除图示的运输方式外,还可以通过水通道蛋白进行运输
18.中药作为我国传统医学的独特药物,正随着科技进步而揭示其药理奥秘。一种含丁香酚的中药脐贴,采用透皮给药方式,专为辅助治疗小儿腹泻与腹痛设计。丁香酚可通过扩散作用,逐步渗透至胃壁细胞,有效刺激胃蛋白酶的分泌及胃酸的产生,从而加速食物的消化进程,其部分原理如图所示,其中“+”表示促进作用。下列相关叙述错误的是(  )
A.丁香酚进入细胞不消耗细胞内化学反应释放的能量
B.H+﹣K+﹣ATP酶既具有转运H+和K+的功能又能提供能量
C.K+从胃腔进入胃壁细胞中与H+从胞内排出的方式相同
D.此方法具有减少给药频率、避免儿童服药困难等优点
19.跨膜蛋白可通过疏水相互作用与磷脂分子连接。ABC转运蛋白不仅可转运单糖、氨基酸、脂质等小分子物质,而且可将药物转运出细胞。ABC转运蛋白含2个T区域和2个A区域,结构如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.ABC转运蛋白参与的运输方式是主动运输或协助扩散
B.ABC转运蛋白中T区域的亲水性氨基酸数目多于A区域的
C.ABC转运蛋白只容许与自身通道直径和形状适配的分子或离子通过
D.推测与耐药性低的肿瘤细胞相比,耐药性高的细胞膜上有更多的ABC转运蛋白
20.将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于0.3g mL﹣1的蔗糖溶液中,如图是观察到发生质壁分离现象的一个视野。下列说法错误的是(  )
A.实验说明原生质层比细胞壁伸缩性大
B.实验过程中细胞的体积变化不大
C.水分子可以从①流向②,也能从②流向①
D.实验中的细胞能进行核DNA复制
二.填空题(共6小题)
21.如图为物质出入细胞的3种方式示意图,请据图回答([]内填序号):
(1)图中①②③所代表的物质进出细胞的方式分别是:①    ②    ③   
   
(2)物质利用载体蛋白出入细胞的运输方式是图[    ]和[    ].加入呼吸抑制剂,[    ]方式将会受到影响.
(3)可能代表氧气转运方式的是图中[    ];K+进入细胞的过程是图中[    ];葡萄糖进入红细胞的过程是图中[    ].
(4)甲、乙两种运输方式合称为    .
(5)细胞膜上决定其功能复杂程度的物质是    .
(6)从细胞膜的功能特性看,它是    膜.
22.如图1为物质出入细胞膜的示意图,请据图回答:
(1)细胞膜主要由    组成,其基本支架是[]    .
(2)人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的细胞,该过程称为    ,体现了细胞膜    的特点.
(3)可能代表氧气转运过程的是图1中编号    ;葡萄糖进入红细胞转运过程的是图中编号    ;碘进入人体甲状腺滤泡上皮细胞的过程是图1中编号    .
(4)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂,    (填序号)运输方式将会受到较大影响.
(5)请在图2的坐标画出与图中b、c这种跨膜运输方式对应的曲线图:
23.如图图甲表示某物质跨膜运输速率变化的曲线图,图乙表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化,请据图回答:
(1)在研究具体的物质X时,发现其跨膜运输与图甲曲线①和②相符,那么物质X的跨膜运输方式是    ;当O2浓度和物质X浓度超过一定值时,运输速度不再增加,此时影响其运输速度的因素是    .
(2)当O2浓度为零时物质X的运输是否会立即停止?为什么?   
(3)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是    .
24.如图表示某生物膜结构,图中A、B、C、D、E、F表示某些物质,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式.请据图回答:
(1)癌细胞的细胞膜,与上图相比,含量较少的是[    ]    .
(2)若是红细胞膜,则图中箭头[    ]表示钾离子的吸收过程.
(3)若是线粒体膜,b和c过程运输的气体分别是    .
(4)透析型人工肾中的血液透析膜模拟了生物膜的    性.
(5)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小,这说明B具有    .
25.如图甲表示某生物膜结构,其中A~D表示某些物质或结构,a~e表示物质跨膜运输方式.图乙表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异.请据图回答:
(1)观察图甲可知,该生物膜是    ,它的选择透过性主要取决于图中    (填甲图中的字母)的种类.
(2)图甲中a~e,能代表被动运输的是    (填甲图中的字母).
(3)若图乙细胞吸K+排Na+,则Na+和K+的运输方式分别可用图甲中    (a~e)表示.
(4)提取动物的图甲结构,最好选用    做材料,原因是    .
(5)通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质,细胞膜中水通道蛋白是普遍存在的.如肾集合管管壁细胞膜受刺激后,水通道开放,大量水被肾集合管管壁细胞重吸收,此过程中水的流动可用图甲中    (a~e)表示.
(6)图乙中CO2膜外比膜内低的原因是    .
26.为了探究“植物细胞在什么情况下会失水和吸水?”某同学针对这一问题作出的假设是:当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水:当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水.为了检验这一假设,该同学设计并进行了如下实验.
材料用具:紫色的洋葱鳞片叶,质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液,清水,刀片,镊子,滴管,载玻片,盖玻片,吸水纸,显微镜.
实施实验:
(1)制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片.
(2)用低倍显微镜观察洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色的中央液泡的大小,以及原生质层的位置.
显微镜下观察到置于质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中的紫色洋葱表皮细胞呈图所示状态,该细胞状态称为    .根据这一实验结果可以推测水分子和蔗糖分子通过细胞膜的难易程度是    .
(3)要使该细胞恢复到正常状态,通常应在盖玻片的一侧滴加    ,在另一侧用吸水纸引流,实验操作发现图示细胞不能复原,其最可能的原因是    .
(4)细胞发生质壁分离的原因,除存在中央液泡外,其结构上的原因还有原生质层伸缩性比细胞壁的伸缩性    .
(5)用低倍显微镜观察细胞,发现原生质层逐渐恢复到原来状态.在此过程中,中央液泡的大小和颜色变化是    .
三.实验题(共4小题)
27.如图为研究渗透作用的实验装置,请回答下列问题:
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致.渗透平衡时液面差为△h,此时S1和S2浓度的大小关系为    .
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的    .
(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验.
实验材料:紫色洋葱.
实验器具:如图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等.
实验试剂:蒸馏水,0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液,部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y.在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致.渗透平衡时出现液面差的装置有    (填代号).
②选两片洁净的载玻片,    ,在载玻片中央分别滴加    ,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态.
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,两者都能出现的现象是    .
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是    .
28.某兴趣小组为了探究酒精对细胞的毒害作用,先用不同浓度酒精处理洋葱内表皮,然后将表皮细胞浸润于0.06g/ml胭脂红溶液,一段时间后,观察细胞发生质壁分离的情况,结果如下表。请回答:注:细胞的成活率=质壁分离细胞数/细胞总数
酒精浓度 (体积分数) 发生质壁分离的细胞数 细胞总数 平均成活率
装片1 装片2 装片3 装片1 装片2 装片3
0 67 69 68 67 70 68 0.995
10% 70 72 68 71 74 69 0.981
20% 66 65 72 68 68 75 0.962
30% 0 0 0 67 70 72 0
(1)本实验的自变量是    。
(2)活的洋葱内表皮细胞在0.06g/ml胭脂红溶液中,细胞会    ,而发生质壁分离;已经死亡的细胞由于原生质层失去了    ,则无法发生质壁分离。
(3)胭脂红是一种红色的水溶性色素,通过实验结果推测,用10%的酒精处理过的装片中应该看到的现象是绝大多数细胞的液泡呈    ,细胞壁与原生质层之间呈    颜色;用30%酒精处理过的装片中应该看到的现象是    。
(4)根据本实验的结果推测,长期水淹浸泡会导致农作物烂根的原因是根细胞进行    产生的    。
29.某同学在探究植物细胞吸水与失水过程中,设计了如下实验方案:
材料用具:显微镜、载玻片、盖玻片、刀片、镊子、吸水纸、紫色洋葱、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.03g/mL的KNO3溶液、体积分数为50%的酒精溶液、蒸馏水。
方法步骤:
第一步 取紫色洋葱鳞片叶外表皮,制成多个临时装片,随机均分为A、B、C三组。用显微镜观察。
第二步 利用恰当的方法,使洋葱表皮分别浸浴在上述三种溶液中。
第三步 观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态。
请回答:
(1)第二步具体的操作方法是    。
(2)根据实验现象,将表格补充完整。
组别 第二步使用的试剂 第三步观察到的实验现象
A     溶液 未观察到质壁分离
B     溶液 出现质壁分离
C     溶液 出现质壁分离,一段时间后自动复原
(3)C组细胞出现自动复原现象的原因是   
30.科学家在研究Na+、K+、Ca2+等无机盐通过细胞膜的运输方式时,做了如下实验:
(1)向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na+,不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na+.如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP,测得周围溶液中24Na+的量如上图所示.则可据图判断,神经纤维排出24Na+需要消耗    .
(2)如果在青蛙的离体心脏施加某种毒素后,Ca2+的吸收明显减少,但K+的吸收不受影响,最可能的原因是该毒素抑制了心肌细胞膜上转运Ca2+的    的活性.
(3)红树林分布于热带亚热带海岸潮间带,通常受到盐胁迫.红树林植物为抵抗盐胁迫,通过叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出,它是强耐盐植物.那么红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输,设计以下实验进行探究.
①实验步骤:
a.取生长发育相同的红树林植物分成A、B两组,放入适宜浓度的含有K+、Ca2+的溶液中;
b.A组给予正常的呼吸条件,B组完全抑制呼吸作用.
c.    .
②实验结论:
a.若两组植株对K+、Ca2+的吸收速率相同,说明    ;
b.    ,说明红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动运输.
四.解答题(共4小题)
31.探究课题:洋葱鳞片叶外表皮细胞液的浓度范围
实验假设:细胞液的浓度范围可以通过质壁分离现象(引起50%左右细胞发生质壁分离的浓度为待测细胞液的等渗浓度)大致测定。
探究准备:洋葱、蔗糖、蒸馏水、    、载玻片、盖玻片等。
探究过程:
(1)配制    的蔗糖溶液。
(2)按不同浓度梯度制作一系列洋葱表皮细胞装片。
(3)用显微镜按顺序逐个观察装片,并记录结果如下:
培 养 皿 1 2 3 4 5 6 7
蔗糖溶液(mol/L) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
发生质壁分离的细胞数目占观察细胞数目的百分比 无 无 15% 40% 80% 99% 100%
探究结论:该洋葱鳞片叶外表皮细胞液的浓度介于    两种相邻浓度之间。
如果再给你4组实验材料,请设计可以更精确地测定细胞液浓度的方法:   
32.离子泵是一种具有 ATP 水解酶活性的载体蛋白,能利用 ATP 水解释放的能量跨膜运输离子。 请回答下列问题。
(1)离子通过离子泵的跨膜运输方式属于    。在该过程中离子通常是    (顺/逆)浓度梯度运行的。这种跨膜运输方式对细胞的主要意义是    。
(2)氧气进入红细胞的方式是    ,葡萄糖进入红细胞的方式是    。
(3)自由扩散和协助扩散被称为被动运输的原因是    。
(4)2003 年的若贝尔化学奖授予了研究细胞膜通道蛋白的科学家,上述的离子泵就是细胞膜上的一种离子 通道蛋白。这些通道蛋白的存在对于细胞膜实现    的功能有密切关系。
33.如图为物质出入细胞膜的示意图。请据图回答:
(1)A代表    _分子;B代表    ;C代表    。
(2)细胞膜从功能上来说,它是一层    膜。
(3)在a~e的五种过程中,代表被动运输的是    (填编号)。葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中    (填编号)。
(4)用磷脂双分子层将某种不容易进入细胞的药物包裹成小球,通过小球膜与细胞膜的融合将药物送入细胞,从而达到治疗疾病的目的。该药物进入细胞的方式最可能是    。
(5)如图A、B、C表示的是物质跨膜运输的三种方式,以下说法中错误的是    。
A.图A是自由扩散
B.图B运输速度的限制因素是能量
C.图C是主动运输
D.图C细胞内物质浓度不断升高,说明该物质存在逆浓度运输
34.图1为植物从土壤中吸收某种矿质离子的示意图,图2为某生物膜的部分结构,图中A、B、C、D表示某些物质,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式.请据图回答下列问题:
(1)图1表示的物质运输方式是    ,请你说出判断的理由    (至少两种).
(2)如果图1中的矿质离子在土壤中含量过高,会导致植物死亡,请分析植物死亡的原因:    .
(3)如果某种药物只抑制图2中a种运输方式而对d种运输方式无影响,请说明该种药物作用的原理是:    .若图2是癌细胞的细胞膜,则    (填写字母)物质比正常细胞的少;可以表示癌细胞吸收O2和排出CO2的分别是    (填写字母).
(4)某哺乳动物的一种成熟细胞除细胞膜外,不具其他膜结构.图中能正确表示在一定O2浓度范围内,K+进入该细胞的速率与O2浓度关系的是   
第4章 细胞的物质输入和输出
参考答案与试题解析
一.选择题(共20小题)
1.为研究植物A能不能移植到B地生长,某生物学研究性学习小组设计了一个测定植物A细胞液浓度的实验方案,实验结果如表
深度(mol/L) 0.15 0.2 0.25 0.3
质壁分离 不分 刚分 显著 显著
为保证植物A移植后能正常生存,小组成员又测定了B地土壤溶液浓度.该地土壤溶液的浓度应为(  )
A.≥0.2 B.≤0.15 C.≥0.3 D.≤0.2
【答案】B
【分析】渗透作用指的是水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散.发生渗透作用的条件:具半透膜,两侧溶液具有浓度差.当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩.由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离.
【解答】解:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩,从而发生了质壁分离,即发生质壁分离时细胞外液的浓度是大于细胞液浓度的,且发生质壁分离时植物是不能正常生长的。表格中0.15的浓度细胞不发生质壁分离,说明细胞外液浓度低于细胞液浓度,细胞可以吸水,能正常生长;0.2的浓度时,细胞刚好质壁分离,此时植物尽管不失水,但是也无法吸水,所以不能生长,因此要植物正常生长,细胞外液的浓度应该小于0.2。
故选:B。
【点评】本题考查细胞质壁分离与质壁分离复原现象及其原因的相关知识,意在考查考生理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系、分析题意以及解决问题的能力.
2.科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时,做了下述实验:先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na+,注入的总量为2.2个单位,不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na+.如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP,测得周围溶液中24Na+的量如图实线所示.据图作出下列推断,错误的是(  )
A.加入某药物后,溶液中24Na+的量不再增加,加入ATP后,细胞中24Na+的量增加
B.若将纵坐标改为“细胞内24Na+的量”,则对应的曲线为图中虚线所示
C.神经纤维排出24Na+需要消耗ATP,说明其方式是主动运输
D.“某药物”的作用机理是抑制细胞呼吸
【答案】A
【分析】据图分析:在神经纤维膜外溶液中先加入某药物后,测得周围溶液中24Na的量停止增加;加入ATP后,周围溶液中24Na的量迅速增加,说明钠离子从神经细胞排出需要消耗能量,属于主动运输,而该药物的作用是抑制呼吸作用的进行.
【解答】解:A、据图分析,加入“某药物”后,溶液中24Na的量不再增加,加入ATP后,溶液中24Na的量增加,则细胞中24Na的量应减少,A错误;
B、若将纵坐标改为“细胞内24Na的量”,则随着细胞对钠离子的主动运输,细胞内钠离子浓度下降,在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP,可以对应图中虚线所示曲线(注入神经纤维中24Na的总量为2.2),B正确;
C、据图分析,神经纤维排出24Na需要消耗ATP,24Na通过细胞膜的方式是主动转运,C正确;
D、据图分析,加入某药物后,测得周围溶液中24Na的量停止增加;加入ATP后,周围溶液中24Na的量迅速增加,说明该药物的作用是抑制呼吸作用的进行,24Na通过细胞膜的方式是主动运输,D正确。
故选:A。
【点评】本题主要考查物质的跨膜运输,意在强化学生的识图能力和对实验的分析能力.
3.如图甲、乙所示是渗透作用装置,其中半透膜为膀胱膜(蔗糖分子不能通过,水分子可以自由通过).图中溶液A、B、a、b均为蔗糖溶液,实验开始前其浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示.一段时间达到平衡后,甲、乙装置中漏斗的液面上升高度分别为h1、h2,a、b的浓度分别为M1、M2,则下列判断错误的是(  )
A.若h1>h2,MA=MB,则Ma>Mb
B.若h1>h2,MA=MB,则Ma<Mb
C.若Ma=Mb>MA>MB,则h1<h2,M1>M2
D.一段时间后,A→a与a→A、B→b与b→B的水分子扩散速率均相等
【答案】B
【分析】水分子运输方式是自由扩散,其动力是浓度差,且总是由从低浓度溶液向高浓度溶液运输.渗透发生的原理是:(1)具有半透膜;(2)半透膜两侧的溶液具有浓度差.
【解答】解:AB、若h1>h2,说明甲吸收水分多于乙,而MA=MB,则说明Ma>Mb,A正确、B错误;
C、若Ma=Mb>MA>MB,则甲吸收的水分少于乙,所以h1<h2,M1>M2,C正确;
D、一段时间后,当液面不在升高时,水分的进出达到动态平衡,则A→a与a→A、B→b与b→B的水分子扩散速率均相等,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查渗透原理和物质跨膜运输的相关知识,要求学生理解渗透作用的原理,了解细胞失水和吸水的过程,难度较大.要求考生明确水分子总是从低浓度溶液向高浓度溶液运输,再结合题干信息答题.
4.如图表示渗透作用装置图,其中半透膜为膀胱膜(允许单糖透过不允许二糖及多糖透过),装置溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示,图2、图4分别表示达到平衡后,图1、图3液面上升的高度h1、h2.如果A、B、a、b均为蔗糖溶液,且MA>MB,Ma=Mb>MA,下列分析正确的是(  )
A.平衡后,漏斗内溶液浓度Ma大于Mb
B.平衡后,漏斗内液面上升高度h1>h2
C.平衡后,膜两侧水分子进出速度相等,膜两侧溶液浓度相等
D.若再向a、b中加入等量的蔗糖酶,漏斗内外液面最终会齐平
【答案】A
【分析】图示渗透装置中,漏斗内的溶液浓度与漏斗外的溶液浓度之间的差值决定了水分的运动方向,如果前者大于后者,漏斗液面上升,差值越大,上升的越多。
【解答】解:A、根据题意已知MA>MB,Ma=Mb>MA,即图1中溶液差值要比图3小一些,则图1漏斗内进入的水分也要少一些,所以平衡后,漏斗内溶液浓度Ma大于Mb,A正确;
B、根据以上分析可知两个实验漏斗内的液面起始高度是一致的,而图1漏斗内进入的水分也要少一些,所以平衡后,漏斗内液面上升高度h1<h2,B错误;
C、平衡后,膜两侧水分子进出速度相等,但是由于漏斗与装置的液面不一样高,所以膜两侧溶液浓度不可能相等,C错误;
D、若再向a、b中加入等量的蔗糖酶,则漏斗内的蔗糖被水解成单糖,可以移动到漏斗外,而漏斗外的蔗糖不能被水解,所以漏斗内外溶液浓度难以相等,所以漏斗内外液面不会齐平,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查细胞质壁分离与质壁分离复原现象及其原因的相关知识,意在考查考生理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系、分析图形以及解决问题的能力。
5.如图表示洋葱表皮细胞在不同溶液中,细胞吸水力和细胞壁内部结构相对体积(正常状态为1.0)的相互关系图解.以下说法错误的是(  )
A.若将该细胞置于0.3g/mL(浓度高于细胞液)的蔗糖溶液中,则该细胞会发生B→A过程,在滴入清水后,又会发生A→B过程
B.若将该细胞置于0.1g/mL(浓度稍高于细胞液)的KNO3溶液中,则该细胞只能发生B→A过程,而不能发生A→B过程
C.若将该细胞置于0.5g/mL(浓度大大高于细胞液)的蔗糖溶液中,则该细胞会发生B→A过程,在滴入清水后,不会发生A→B过程
D.当细胞处于A状态时,细胞壁与质膜之间充满的是外界溶液
【答案】B
【分析】根据图文分析,当细胞相对体积高于1.0时,细胞内的水较多,相对于正常情况下为吸水;当细胞相对体积低于1.0时,细胞内的水较少,相对于正常情况下为失水.置于质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液时,细胞可质壁分离,再换低于质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液时,细胞可复原;置于质量浓度为0.1g/mL的KNO3溶液时,细胞可先质壁分离再自动复原;置于质量浓度为50%的葡萄糖溶液时,细胞先质壁分离后不能复原.
【解答】解:A、若将该细胞置于0.3g/mL(浓度高于细胞液)的蔗糖溶液中,细胞失水,吸水能力增强,则该细胞会发生B→A过程,而在滴入清水后,细胞吸水,又会发生A→B过程,A正确;
B、若将该细胞置于0.1g/mL(浓度稍高于细胞液)的KNO3溶液中,细胞可先质壁分离再自动复原,则该细胞既能发生B→A过程,又能发生A→B过程,B错误;
C、若将该细胞置于0.5g/mL(浓度大大高于细胞液)的蔗糖溶液中,细胞先质壁分离后,由于过度失水所以不能复原,因此该细胞会发生B→A过程,在滴入清水后,不会发生A→B过程,C正确;
D、当细胞处于A状态时,细胞的吸水能力很强,说明细胞此时处于质壁分离状态,细胞壁与质膜之间充满的是外界溶液,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查细胞质壁分离与质壁分离复原现象及其原因的相关知识点,意在考查学生对所学知识的理解与掌握程度,培养了学生分析图形、获取信息、绘制图解和解决问题的能力.
6.物质跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础。下列关于物质运输及应用的叙述,错误的是(  )
A.新生儿吸收母乳中的抗体,可以通过胞吞方式
B.主动运输使细胞膜内外物质浓度趋于一致,维持细胞的正常代谢
C.植物细胞在低渗溶液中吸水达到平衡状态时,细胞液浓度大于外界溶液浓度
D.在蔗糖溶液中加入适量红墨水,可用于观察洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离
【答案】B
【分析】1.植物细胞质壁分离的原因:
(1)外因:外界溶液浓度>细胞液浓度;
(2)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。
2.胞吞具有以下特点:a.运输大分子或颗粒物质:主要针对蛋白质、多糖、细菌等无法通过常规跨膜方式运输的大分子或颗粒性物质,如白细胞吞噬入侵的细菌。
b.依赖膜的流动性:细胞膜先凹陷包裹待运输物质,形成囊泡后脱离细胞膜进入细胞内部,此过程依赖细胞膜的流动性,像变形虫摄取食物时,细胞膜可灵活变形包裹食物。
c.消耗能量:无论是囊泡形成,还是其在细胞内的移动等环节,都需要消耗细胞呼吸产生的ATP,以保证胞吞过程顺利进行。
【解答】解:A、抗体属于大分子物质,新生儿吸收母乳中的抗体,通过胞吞方式进入细胞,该方式可以运输大分子物质,A正确;
B、主动运输是从低浓度一侧运输到高浓度一侧,使细胞内外保持一定的浓度差,并非使细胞膜内外物质浓度趋于一致,主动运输能保证细胞按照生命活动的需要,主动地选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,维持细胞的正常代谢,B错误;
C、植物细胞在低渗溶液中吸水,由于细胞壁的限制,吸水达到平衡状态时,细胞液浓度依然大于外界溶液浓度,C正确;
D、洋葱鳞片叶内表皮细胞无色,在蔗糖溶液中加入适量红墨水,便于观察质壁分离现象,因为可以通过观察红色区域的变化来判断质壁分离情况,D正确。
故选:B。
【点评】本题围绕物质跨膜运输这一核心知识,综合考查了多种运输方式及相关生理现象,学生要熟练掌握植物细胞渗透吸水原理及质壁分离实验,及胞吞和主动运输的特点和适用范围。
7.离子的跨膜运输需转运蛋白的协助,图为钾离子通道模式图,相关叙述正确的是(  )
A.通道蛋白对转运的离子具有选择性
B.K+通过钾离子通道运输消耗ATP
C.K+只能借助钾离子通道进出细胞
D.通道蛋白协助离子运输属于自由扩散
【答案】A
【分析】自由扩散的特点:顺浓度梯度运输、不需要转运蛋白、不消耗能量;协助扩散的特点:顺浓度梯度运输、需要转运蛋白、不消耗能量。
【解答】解:A、通道蛋白对离子的转运具有选择性,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,A正确;
B、K+通过钾离子通道运输,方式为协助扩散,不消耗ATP,B错误;
C、K+也可以通过其他转运蛋白的协助进行跨膜运输,如钠钾泵,C错误;
D、通道蛋白协助离子运输属于协助扩散,D错误。
故选:A。
【点评】本题考查物质跨膜运输的相关知识,意在考查考生理解所学知识点和分析题图的能力,难度适中。
8.在“观察植物细胞的质壁分离和复原实验”中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如图所示)。下列有关叙述正确的是(  )
A.本实验中不选用洋葱鳞片叶内表皮细胞是因为该细胞不能发生质壁分离现象
B.在实验操作中,共涉及三次显微镜观察,第一次用低倍镜观察,第二、三次用高倍镜观察
C.如果将蔗糖溶液换成适宜浓度的KNO3溶液,可以省略E过程
D.当质壁分离复原后,细胞液浓度等于外界溶液浓度
【答案】C
【分析】1、成熟的植物细胞构成渗透系统,可发生渗透作用;
2、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;
3、据图可知,第一次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在清水中的正常状态,第二次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蔗糖溶液中的质壁分离状态,第三次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蒸馏水中的质壁分离复原状态。
【解答】解:A、洋葱鳞片叶内表皮细胞是成熟的植物细胞,在高浓度的外界溶液中也能发生质壁分离,而不选用洋葱鳞片叶内表皮细胞是因为其液泡中不含色素,不易观察到质壁分离和复原现象,A错误;
B、本实验三次显微镜观察都是采用低倍镜观察,B错误;
C、由于钾离子和硝酸根离子都能被植物细胞吸收,因此如果将蔗糖溶液换成适宜浓度的KNO3溶液,细胞会先发生质壁分离,随后自动复原,故可以省略E过程,C正确;
D、由于细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性,因此当质壁分离复原后,细胞液的浓度不一定等于外界溶液浓度,可能高于外界溶液浓度,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查质壁分离和复原的相关知识,要求学生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验,包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤,意在考查学生识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力。
9.小肠绒毛上皮细胞上存在与葡萄糖运输密切相关的载体蛋白,其中SGLTI利用Na+的浓度差将肠腔中的Na+和葡萄糖吸收入细胞;GLUT2既可以从肠腔中以协助扩散的方式吸收葡萄糖,又可以将小肠绒毛上皮细胞中的葡萄糖运入组织液;Na+﹣K+泵消耗ATP维持细胞内低Na+浓度的状态。下列说法错误的是(  )
A.ATP间接驱动SGLT1发挥作用
B.葡萄糖从在肠腔中被吸收到被组织细胞利用共穿过7层生物膜
C.与SGLT1不同,GLUT2转运葡萄糖时不需与葡萄糖分子结合
D.上述三种转运蛋白质运输过程中构象均发生改变
【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、由题干信息可知,“SGLTI利用Na+的浓度差将肠腔中的Na+和葡萄糖吸收入细胞”,而Na+的浓度差由Na+﹣K+泵消耗ATP维持,说明ATP间接驱动SGLT1发挥作用,A正确;
B、葡萄糖从肠腔进入上皮细胞(1层膜),运出到组织液(1层膜),进入毛细血管需穿过毛细血管壁细胞(2层膜),运输到组织细胞时再穿过毛细血管壁细胞(2层膜),最后进入组织细胞(1层膜),共7层生物膜,B正确;
C、GLUT2作为载体蛋白,无论协助扩散还是主动运输,均需与葡萄糖结合并改变构象,C错误;
D、SGLT1、GLUT2和Na+﹣K+泵均为载体蛋白,运输物质时其构象发生改变,D正确。
故选:C。
【点评】本题结合物质跨膜运输的方式,意在考查学生的识记和判断能力,属于基础题。
10.噬盐菌适宜在高Na+环境下生存,其胞内Na+并不高,需要积累K+对抗外部环境的高渗透压。在光照、无氧条件下培养的噬盐菌,其细胞膜上存在的视紫红质参与光能转化为细菌生长所需能量的过程,如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.Na+和K+进入噬盐菌细胞的方式不同,K+跨膜运输需要消耗能量
B.H+进出噬盐菌细胞方式均为主动运输,但两者供能方式不同
C.每次转运H+时视紫红质需与H+结合,ATP合成酶发挥作用时需与ADP、Pi结合
D.ATP合成酶不容许Na+等其他离子通过,与其自身通道的直径、电荷分布等有关
【答案】B
【分析】结合题意并分析题图可知,噬盐菌细胞内胞内Na+浓度较低、K+浓度较高。噬盐菌细胞膜上存在的视紫红质吸收光能后将H+逆浓度梯度运出细胞,使细胞外H+浓度升高,而后H+顺浓度梯度进入细胞,并催化ATP的合成。
【解答】解:A、Na+顺浓度梯度进入噬盐菌细胞,为协助扩散,而K+逆浓度梯度进入噬盐菌细胞的方式为主动运输,需要消耗能量,A正确;
B、分析题图可知,H+逆浓度梯度出噬盐菌细胞,运输方式为主动运输,消耗光能;H+顺浓度梯度进噬盐菌细胞,运输方式为协助扩散,不需要消耗能量,B错误;
C、视紫红质吸收光能后将H+逆浓度梯度运出细胞,说明视紫红质为一种载体蛋白,载体蛋白在转运物质时,会与转运物质结合,并发生自身构象的改变;ATP合成酶以ADP、Pi为底物催化合成ATP,因此ATP合成酶发挥作用时需与ADP、Pi结合,C正确;
D、据图可知,ATP合成酶既能催化合成ATP,又是转运H+的通道蛋白,通道蛋白只容许与自身通道的直径和性状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,ATP合成酶不容许Na+等其他离子通过,与其自身通道的直径、电荷分布等有关,D正确。
故选:B。
【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,难度适中.考生在判断运输方式时首先运输的方向,顺浓度梯度的是被动运输,逆浓度梯度的是主动运输。
11.研究人员利用人工脂双层囊泡进行物质运输实验。囊泡内含有高浓度的葡萄糖溶液,将其置于不同外部溶液中并添加相应物质,检测葡萄糖的运输速率如下表:
实验组 外部溶液浓度 添加物质 葡萄糖运输速率
甲 低浓度葡萄糖 无 低
乙 低浓度葡萄糖 ATP 低
丙 低浓度葡萄糖 载体蛋白X 高
丁 高浓度葡萄糖 载体蛋白X+ATP 高
根据实验结果,下列叙述正确的是(  )
A.甲组运输速率低是因缺乏载体蛋白,说明葡萄糖通过主动运输进入囊泡
B.丙组运输速率高表明载体蛋白X介导了协助扩散,且运输依赖浓度梯度
C.丁组运输速率高说明葡萄糖逆浓度梯度运输,需载体蛋白X和ATP供能
D.乙组添加ATP后运输速率未提升,证明葡萄糖运输不消耗能量
【答案】B
【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式被动运输和主动运输,被动运输又包括自由扩散和协助扩散,被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散,而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要载体蛋白的协助,但不需要消耗能量,而主动运输既需要消耗能量,也需要载体蛋白的协助。
【解答】解:A、甲组缺乏载体蛋白,运输速率低,说明葡萄糖需要载体,可能是协助扩散或主动运输,无法确定其具体运输方式,A错误;
B、丙组在低浓度下因载体蛋白X作用运输速率高,符合协助扩散特点(顺浓度梯度+载体),B正确;
C、丁组运输速率高,但题干未明确内外浓度关系,运输方向未知,无法确定其运输方式,C错误;
D、乙组添加ATP后速率未提升,运输方式可能是协助扩散,也可能是其他需能量但能量来源不是ATP的主动运输,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查物质跨膜运输的相关知识,意在考查考生理解所学知识点和分析表格信息的能力,难度适中。
12.沙门氏菌细胞膜上有柠檬酸﹣铁协同转运蛋白(CitS),该蛋白顺浓度转运H+进入细胞的同时逆浓度吸收Fe3+。下列分析正确的是(  )
A.CitS转运Fe3+的方式为协助扩散
B.抑制ATP合成不影响Fe3+的吸收
C.运输过程CitS的空间结构不改变
D.Fe3+、H+要与CitS特定位点结合
【答案】D
【分析】1、转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变;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。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合;
2、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。
【解答】解:A、CitS转运Fe3+是逆浓度进行的,而协助扩散是顺浓度梯度运输,所以CitS转运Fe3+的方式不是协助扩散,而是主动运输,A错误;
B、虽然Fe3+的吸收是逆浓度梯度的主动运输,但它是与H+顺浓度转运相偶联的,利用H+的电化学势能,不一定直接消耗ATP,不过细胞内H+浓度梯度的维持一般是需要ATP的(如通过质子泵等方式),抑制ATP合成可能会间接影响H+浓度梯度,从而影响Fe3+吸收,B错误;
C、载体蛋白在运输物质过程中,其空间结构会发生改变,以实现对物质的转运,CitS作为载体蛋白,运输过程中空间结构会改变,C错误;
D、CitS作为柠檬酸﹣铁协同转运蛋白,要实现对Fe3+、H+的转运,Fe3+、H+要与CitS特定位点结合,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查物质跨膜运输的相关内容,要求学生能结合所学知识正确作答。
13.黑藻是研究水生植物生理学和细胞学的模式生物。某同学以黑藻叶片为实验对象,观察植物细胞的质壁分离及复原现象。下列叙述正确的是(  )
A.需将黑藻叶片切成薄片以便观察
B.需将黑藻染色后再置于显微镜下观察
C.质壁分离过程中,细胞吸水能力逐渐增强
D.处于渗透平衡时,细胞液浓度与外界溶液浓度一定相等
【答案】C
【分析】紫色洋葱鳞片叶的大液泡中含有色素、黑藻叶中含有叶绿体(属于原生质层)都带有颜色,都可以直接用来观察细胞质壁分离及复原现象;细胞在质壁分离过程中随着失水量的增加,细胞的吸水能力逐渐增大;渗透平衡状态时由于细胞壁的保护作用,细胞液浓度大于或等于外界溶液浓度。
【解答】解:A、黑藻叶片薄,细胞排列疏松,可直接用于观察,无需切片,A错误;
B、黑藻细胞含叶绿体,液泡颜色较深,无需染色即可观察质壁分离,B错误;
C、质壁分离时,细胞失水导致细胞液浓度升高,渗透压增大,吸水能力逐渐增强,C正确;
D、渗透平衡时,水分子进出动态平衡,但细胞液浓度可能高于外界溶液(因细胞壁限制),D错误。
故选:C。
【点评】本题考查植物细胞的质壁分离及复原现象的相关内容,要求学生能运用所学的知识正确作答。
14.物质跨膜运输的方式与物质的特点和生物膜的结构有关。下列有关物质运输的说法正确的是(  )
A.去除生物膜上的蛋白质,对水分子进出细胞的运输速率没有影响
B.载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时,其作用机制是一样的
C.主动运输都是逆浓度进行的,既要消耗细胞的能量,又需要借助膜上的受体蛋白
D.洋葱细胞发生的质壁分离和复原过程,体现了原生质层的流动性和选择透过性
【答案】D
【分析】细胞膜以磷脂双分子层作为基本支架,所以脂溶性物质容易通过细胞膜;蛋白质分子镶嵌、贯穿磷脂双分子层,转运蛋白参与物质的跨膜运输。
【解答】解:A、水分子进出细胞的方式有自由扩散和协助扩散,其中协助扩散需要借助膜上的通道蛋白,故除去膜蛋白,会影响水分子进出细胞的速度,A错误;
B、载体蛋白需要与被转运的物质结合,构象改变,而通道蛋白不需要,构象也不改变,载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时,其作用机制不一样,B错误;
C、主动运输都是逆浓度进行的,既要消耗细胞的能量,又需要借助膜上的载体蛋白,C错误;
D、质壁分离和复原过程,原生质层有扩大和缩小,体现了流动性,原生质层阻止了细胞内外的大分子进出,体现了选择透过性,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查物质跨膜运输的相关内容,要求学生能运用所学的知识正确作答。
15.ABC转运蛋白是一类广泛存在于生物界的跨膜转运蛋白,与细胞吸收多种营养物质相关,每一种ABC转运蛋白对物质运输都具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示,下列叙述错误的是(  )
A.小分子进入细胞的过程体现了细胞膜的选择透过性
B.Na+和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输
C.ABC转运蛋白结合2个ATP后引起空间结构改变
D.ABC转运蛋白参与运输小分子的过程属于吸能反应
【答案】B
【分析】1、自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,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,需要载体,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。
2、由图可知,图中小分子跨过细胞膜进入细胞需要ABC转运蛋白(载体),同时还需要ATP供能,是主动运输过程。
【解答】解:A、选择透过性是指膜只能让一些物质(如葡萄糖,二氧化碳等)通过,不能让其他物质(如蛋白质)通过的性质,选择透过性是半透性的一种,只有生物活性膜才具有选择透过性,小分子进入细胞的过程体现了细胞膜的选择透过性,A正确;
B、由于每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性,所以Na+和氨基酸依赖不同种ABC转运蛋白跨膜运输,B错误;
C、从图中看出,ABC转运蛋白结合2个ATP后引起空间结构改变,C正确;
D、ABC转运蛋白参与运输小分子的过程消耗ATP,属于吸能反应,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查物质跨膜运输的相关知识,能够通过载体蛋白、能量等条件判断物质的跨膜运输方式,旨在考查学生的识记和理解能力。
16.下列关于物质跨膜运输的说法正确的是(  )
A.肾小管和集合管各区段对Na+具有主动重吸收作用
B.分布于线粒体和叶绿体内膜上的质子泵只作为H+运输通道
C.相对分子质量小的物质或离子都以自由扩散的方式进出细胞
D.低密度脂蛋白通过转运蛋白介导的胞吞作用进入细胞且消耗能量
【答案】A
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量,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,需要载体,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、肾小管和集合管对Na+的重吸收主要通过钠泵进行,属于主动运输。虽然不同区段的重吸收量可能不同,但各段均存在主动重吸收过程,A正确;
B、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上的质子泵通过主动运输将H+逆浓度梯度运输,属于载体蛋白而通道蛋白,B错误;
C、小分子或离子也可能通过协助扩散的方式进出细胞,C错误;
D.低密度脂蛋白通过受体介导的胞吞作用进入细胞,依赖细胞膜上的蛋白质,但不是转运蛋白,且胞吞需消耗能量,D错误。
故选:A。
【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意的能力,难度适中。
17.囊性纤维化是一种严重的遗传性疾病,患者支气管中的黏液增多,造成细菌感染。如图表示CFTR蛋白在Cl﹣跨膜运输过程中的作用,下列叙述错误的是(  )
A.Cl﹣在CFTR蛋白的协助下通过主动运输的方式转运至细胞外
B.在转运Cl﹣的过程中CFTR蛋白发生磷酸化,自身构象发生改变
C.CFTR蛋白异常使得水分子通过渗透作用向膜外扩散的速度加快
D.水分子除图示的运输方式外,还可以通过水通道蛋白进行运输
【答案】C
【分析】分析题图:图示表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。功能正常的CFTR蛋白能协助氯离子转运至细胞外,使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释;功能异常的CFTR蛋白不能协助氯离子转运至细胞外,导致肺部细胞表面的黏液不断积累。
【解答】解:A、从图中可以看出,Cl﹣的运输需要CFTR蛋白的协助,并且需要消耗ATP,即Cl﹣在CFTR蛋白的协助下通过主动运输的方式转运至细胞外,A正确;
B、在主动运输过程中,一般会有载体蛋白的磷酸化以及构象改变来协助物质运输,从图中及主动运输的原理可知,在转运Cl﹣的过程中CFTR蛋白发生磷酸化,自身构象发生改变,B正确;
C、CFTR蛋白异常时,Cl﹣不能正常转运到细胞外,会导致细胞外溶液浓度降低,根据渗透作用原理,水分子通过渗透作用向膜外扩散的速度减慢,C错误;
D、水分子的运输方式除了图示的自由扩散外,还可以通过水通道蛋白进行协助扩散,D正确。
故选:C。
【点评】本题考查物质跨膜运输的相关知识,意在考查考生理解所学知识点和分析题图的能力,难度适中。
18.中药作为我国传统医学的独特药物,正随着科技进步而揭示其药理奥秘。一种含丁香酚的中药脐贴,采用透皮给药方式,专为辅助治疗小儿腹泻与腹痛设计。丁香酚可通过扩散作用,逐步渗透至胃壁细胞,有效刺激胃蛋白酶的分泌及胃酸的产生,从而加速食物的消化进程,其部分原理如图所示,其中“+”表示促进作用。下列相关叙述错误的是(  )
A.丁香酚进入细胞不消耗细胞内化学反应释放的能量
B.H+﹣K+﹣ATP酶既具有转运H+和K+的功能又能提供能量
C.K+从胃腔进入胃壁细胞中与H+从胞内排出的方式相同
D.此方法具有减少给药频率、避免儿童服药困难等优点
【答案】B
【分析】1、题图分析:据图可知,丁香酚顺浓度梯度进入胃壁细胞,促进胃蛋白酶的分泌,并且通过H+﹣K+﹣ATP酶把K+转运进胃壁细胞,同时把H+转运出胃壁细胞,促进胃酸的分泌,具有促进消化的作用。
2、H+﹣K+﹣ATP酶即是催化剂,又是转运蛋白。转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白两类。借助载体蛋白或通道蛋白顺浓度梯度运输的,不需要细胞提供能量,叫作协助扩散。水分子的跨膜运输既可以通过自由扩散,也可以借助通道蛋白进行协助扩散。
【解答】解:A、如图所示,丁香酚进入细胞是顺浓度梯度,不消耗能量,A正确;
B、分析题图,H+﹣K+﹣ATP酶起运输作用和催化作用,但是不能提供能量,B错误;
C、分析题图,根据胃腔和胃壁细胞的pH,可知胃腔中H+浓度大于胃壁细胞中H+浓度,则H+的运输为逆浓度运输的主动运输。图中K+和H+运输都依赖H+﹣K+﹣ATP酶的作用,可知K+从胃腔进入胃壁细胞中与H+从胞内排出的方式相同,都是主动运输,C正确;
D、根据题意,该方法是利用透皮给药法辅助治疗小儿腹泻腹痛,所以具有减少给药频率、避免儿童服药困难等优点,D正确。
故选:B。
【点评】本题考查物质的跨膜运输的相关知识,学生需正确分析题图信息,结合所学知识进行解答。
19.跨膜蛋白可通过疏水相互作用与磷脂分子连接。ABC转运蛋白不仅可转运单糖、氨基酸、脂质等小分子物质,而且可将药物转运出细胞。ABC转运蛋白含2个T区域和2个A区域,结构如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.ABC转运蛋白参与的运输方式是主动运输或协助扩散
B.ABC转运蛋白中T区域的亲水性氨基酸数目多于A区域的
C.ABC转运蛋白只容许与自身通道直径和形状适配的分子或离子通过
D.推测与耐药性低的肿瘤细胞相比,耐药性高的细胞膜上有更多的ABC转运蛋白
【答案】D
【分析】物质跨膜运输主要包括两种方式:被动运输和主动运输,被动运输又包括自由扩散和协助扩散。被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散,而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输。其中协助扩散需要转运蛋白的协助,但不需要消耗能量;而主动运输既需要消耗能量,也需要载体蛋白的协助。
【解答】解:A、据图可知,ABC转运蛋白可促进ATP水解,说明该运输方式需要消耗能量,因此其参与的运输方式是主动运输,A错误;
B、磷脂双分子层中磷脂的头部是亲水端,尾部是疏水端,图中ABC转运蛋白中T区域大部分埋在磷脂双分子层的内部,而A区域分布在磷脂分子头部的一侧,说明T区域疏水性氨基酸数目多于A区域,B错误;
C、只容许与自身通道直径和形状适配的分子或离子通过是通道蛋白的特点,ABC转运蛋白属于载体蛋白,需要与被运输的物质结合,C错误;
D、ABC转运蛋白可以将细胞内的药物转运至细胞外,从而提高细胞的耐药性,因此推测与耐药性低的肿瘤细胞相比,耐药性高的细胞膜上有更多的ABC转运蛋白,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查物质跨膜运输的相关知识,意在考查考生理解所学知识点和分析题图的能力,难度适中。
20.将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于0.3g mL﹣1的蔗糖溶液中,如图是观察到发生质壁分离现象的一个视野。下列说法错误的是(  )
A.实验说明原生质层比细胞壁伸缩性大
B.实验过程中细胞的体积变化不大
C.水分子可以从①流向②,也能从②流向①
D.实验中的细胞能进行核DNA复制
【答案】D
【分析】具有中央液泡(大液泡)的成熟的植物细胞,当其所处的外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,由于原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,进而引起细胞壁与原生质层逐渐分离,即发生质壁分离。
【解答】解:AB、细胞壁的伸缩性较小,原生质层伸缩性大,会发生质壁分离,AB正确;
C、质壁分离过程中,水分子可以自由进出原生质层,即水分子可以从①流向②,也能从②流向①,C正确;
D、洋葱鳞片叶外表皮细胞已发生高度分化,不能继续分裂,因此不能进行核DNA复制,D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了细胞的质壁分离与复原实验,需要学生掌握植物细胞吸水和失水的原理答题。
二.填空题(共6小题)
21.如图为物质出入细胞的3种方式示意图,请据图回答([]内填序号):
(1)图中①②③所代表的物质进出细胞的方式分别是:① 协助扩散  ② 自由扩散  ③ 主动运输 
 1 
(2)物质利用载体蛋白出入细胞的运输方式是图[ ①  ]和[ ③  ].加入呼吸抑制剂,[ ③  ]方式将会受到影响.
(3)可能代表氧气转运方式的是图中[ ②  ];K+进入细胞的过程是图中[ ③  ];葡萄糖进入红细胞的过程是图中[ ①  ].
(4)甲、乙两种运输方式合称为 被动运输  .
(5)细胞膜上决定其功能复杂程度的物质是 蛋白质  .
(6)从细胞膜的功能特性看,它是 选择透过性  膜.
【答案】见试题解答内容
【分析】根据题意和图示分析可知:①物质的运输方向是高浓度运输到低浓度,需要载体,不需要能量,属于协助扩散;②物质运输方向是高浓度运输到低浓度,不需要载体和能量,表示自由扩散;③物质运输方向是低浓度运输到高浓度,需要载体和能量,表示主动运输.
【解答】解:(1)图中①是协助扩散,运输方向由高浓度到低浓度,需要载体,不需要能量;②是自由扩散,物质运输方向是高浓度运输到低浓度,不需要载体和能量;③的运输方式为主动运输,运输方向由低浓度一侧到高浓度一侧,需要载体和能量;两者的共同点是出入细胞需要载体蛋白.
(2)物质利用载体蛋白出入细胞的运输方式有协助扩散和主动运输,即图中的①和③,其中③还需要消耗能量,所以加入呼吸抑制剂后会受到影响.
(3)氧气出入细胞的方式是自由扩散;K+进入人体甲状腺滤泡上皮细胞的方式是主动运输;葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散.
(4)①(协助扩散)和②(自由扩散)两种运输方式合称为被动运输,共同点:运输动力是浓度差,不需要能量.
(5)细胞膜的主要成分是磷脂、蛋白质,蛋白质是生命活动的承担者,蛋白质含量多少决定其功能的复杂程度.
(6)细胞膜的功能特性是选择透过性.
故答案为:
(1)协助扩散 自由扩散 主动运输
(2)①③③
(3)②③①
(4)被动运输
(5)蛋白质
(6)选择透过性
【点评】本题考查物质的跨膜运输的相关知识,提升了学生获取图示信息以及审题能力,注重学生的重点知识的过关.
22.如图1为物质出入细胞膜的示意图,请据图回答:
(1)细胞膜主要由 蛋白质、脂质  组成,其基本支架是[] B磷脂双分子层  .
(2)人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的细胞,该过程称为 胞吞  ,体现了细胞膜 具有一定的流动性  的特点.
(3)可能代表氧气转运过程的是图1中编号 b  ;葡萄糖进入红细胞转运过程的是图中编号 d  ;碘进入人体甲状腺滤泡上皮细胞的过程是图1中编号 a  .
(4)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂, ae  (填序号)运输方式将会受到较大影响.
(5)请在图2的坐标画出与图中b、c这种跨膜运输方式对应的曲线图:
【答案】见试题解答内容
【分析】分析图解,A表示蛋白质,B表示磷脂双分子层,D表示糖蛋白(膜外);a、e代表主动运输,其中a表示运进细胞,e表示运出细胞;b运输方向是高浓度一侧运输到低浓度一侧,不需要载体和能量,表示自由扩散;c运输方向是高浓度一侧运输到低浓度一侧,通过蛋白质通道,不需要能量,表示自由扩散;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.
【解答】解:(1)细胞膜主要由蛋白质、脂质组成,其基本支架是B磷脂双分子层.
(2)人体的白细胞能吞噬入侵的细菌、细胞碎片及衰老的细胞,该过程称为胞吞,体现了细胞膜具有一定的流动性.
(3)氧气通过自由扩散的方式从细胞外进入细胞,可以用图中的b过程表示;葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散,可以用图中的d过程表示;碘通过主动运输的方式从细胞外运向细胞内,即图中的a方式.
(4)呼吸作用分解有机物释放能量,a和e代表主动运输,需要消耗能量,而b、c、d为被动运输,不消耗能量.因此若在细胞中注入某种呼吸抑制剂,ae运输方式将会受到较大影响.
(5)分析题图可知,b、c物质运输方式属于自由扩散,与膜两侧浓度差有关.
故答案为:
(1)蛋白质、脂质 B磷脂双分子层
(2)胞吞 具有一定的流动性
(3)b d a
(4)ae
(5)
【点评】对于生物膜的流动镶嵌模型内容、物质跨膜运输方式、生物膜的结构特点和功能特点、生物膜系统的组成的综合理解应用,把握知识点间的内在联系是解题的关键.
23.如图图甲表示某物质跨膜运输速率变化的曲线图,图乙表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化,请据图回答:
(1)在研究具体的物质X时,发现其跨膜运输与图甲曲线①和②相符,那么物质X的跨膜运输方式是 主动运输  ;当O2浓度和物质X浓度超过一定值时,运输速度不再增加,此时影响其运输速度的因素是 载体的数量  .
(2)当O2浓度为零时物质X的运输是否会立即停止?为什么? 不会 因为还可能通过无氧呼吸产生的能量 
(3)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是 氧气浓度增加,无氧呼吸收抑制  .
【答案】见试题解答内容
【分析】1、小分子物质跨膜运输的方式和特点
名 称 运输方向 载体 能量 实  例
自由扩散 高浓度→低浓度 水,CO2,甘油
协助扩散 高浓度→低浓度 ü 红细胞吸收葡萄糖
主动运输 低浓度→高浓度 ü ü 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸,葡萄糖,K+,Na+
2、有氧呼吸的概念:植物细胞在氧气的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放出大量的能量的过程.无氧呼吸的概念:在指在无氧条件下通过酶的催化作用,植物细胞把糖类等有机物不彻底氧化分解,同时释放少量能量的过程.
【解答】解:(1)曲线①表示物质浓度与物质运输速度的关系,可以推知物质跨膜运输不完全与浓度有关,可能是协助扩散和主动运输;曲线②表示该物质跨膜运输与能量有关,可进一步推知是主动运输.当O2浓度和物质X浓度超过一定值时,运输速度不再增加,可知载体的种类和数量可影响其运输速度的因素.
(2)O2浓度可影响细胞的呼吸作用,当氧气浓度为零,细胞进行无氧呼吸,产生少量的能量,物质X的运输不会停止.
(3)随着根据乙图中曲线QP表示随着氧气浓度的增加时释放二氧化碳的量.QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是氧气浓度增加,无氧呼吸收抑制.
故答案为:
(1)主动运输 载体的数量
(2)不会 因为还可能通过无氧呼吸产生的能量
(3)氧气浓度增加,无氧呼吸收抑制
【点评】本题考查了细胞呼吸和物质跨膜运输的相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系;理论联系实际,综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题的能力和从题目所给的图形中获取有效信息的能力.
24.如图表示某生物膜结构,图中A、B、C、D、E、F表示某些物质,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式.请据图回答:
(1)癌细胞的细胞膜,与上图相比,含量较少的是[ D  ] 糖蛋白  .
(2)若是红细胞膜,则图中箭头[ a  ]表示钾离子的吸收过程.
(3)若是线粒体膜,b和c过程运输的气体分别是 O2、CO2  .
(4)透析型人工肾中的血液透析膜模拟了生物膜的 选择透过  性.
(5)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小,这说明B具有 一定的流动性  .
【答案】见试题解答内容
【分析】1、据图分析,A为载体蛋白,B为磷脂双分子层,C为信号分子,D为糖蛋白,只分布在细胞膜外侧(由此可以判断物质是进细胞还是出细胞).
2、a、d为主动运输,特点低浓度运输到高浓度,需要载体和能量;b、c为自由扩散,特点是高浓度运输到低浓度,不需要载体和能量;具有糖蛋白的一侧代表膜外,其中a、b由膜外运向膜内,c、d则由膜内运向膜外.
【解答】解:(1)生物膜中含有[D]糖蛋白,进行细胞识别、保护和润滑等功能.
(2)钾离子进入人体红细胞属于主动运输,即图中a.
(3)线粒体进行有氧呼吸,消耗氧气,产生二氧化碳,图中b、c方式是从高浓度到低浓度,不需要载体和能量,属于自由扩散细胞,b属于进入细胞,c属于运出细胞,则b和c分别表示O2、CO2.
(4)透析型人工肾中的血液透析膜模拟了生物膜的功能特点是选择透过性,可以让水分子自由通过,选择吸收的离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过.
(5)动物细胞吸水膨胀时磷脂双分子层的厚度变小,这说明细胞膜具有一定的流动性.
故答案为:
(1)[D]糖蛋白
(2)a
(3)O2、CO2
(4)选择透过
(5)一定的流动性
【点评】本题考查细胞膜的结构、物质跨膜运输、细胞膜的结构特点和功能特点相关知识,内容较多,意在考查学生的识图和理解能力,解题的关键是理解运输特点.
25.如图甲表示某生物膜结构,其中A~D表示某些物质或结构,a~e表示物质跨膜运输方式.图乙表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异.请据图回答:
(1)观察图甲可知,该生物膜是 细胞膜  ,它的选择透过性主要取决于图中 A  (填甲图中的字母)的种类.
(2)图甲中a~e,能代表被动运输的是 b、c、d  (填甲图中的字母).
(3)若图乙细胞吸K+排Na+,则Na+和K+的运输方式分别可用图甲中 e、a  (a~e)表示.
(4)提取动物的图甲结构,最好选用 哺乳动物成熟的红细胞  做材料,原因是 没有细胞核和众多的细胞器  .
(5)通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质,细胞膜中水通道蛋白是普遍存在的.如肾集合管管壁细胞膜受刺激后,水通道开放,大量水被肾集合管管壁细胞重吸收,此过程中水的流动可用图甲中 c  (a~e)表示.
(6)图乙中CO2膜外比膜内低的原因是 CO2是细胞内线粒体产生  .
【答案】见试题解答内容
【分析】分析题图甲可知,该图是细胞膜的结构模型,A是蛋白质分子,B是磷脂双分子层,D是糖蛋白;a是细胞通过主动元素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是细胞通过协助扩散方式吸收物质的过程,d是细胞通过协助扩散方式吸收物质的过程,e的通过主动运输方式排出物质是过程;图乙是不同物质细胞内外的浓度,由题图可知,钠离子细胞外高于细胞内,钾离子是细胞外低于细胞内,胰岛素只存在于细胞外,二氧化碳是细胞外低于细胞内.
【解答】解:(1)该图想细胞膜的流动镶嵌模型图,细胞膜具有选择通过性与细胞膜上载体蛋白的种类和数量有关.
(2)分析题图可知,b物质运输方式是自由扩散,c、d物质运输方式是协助扩散,自由扩散、协助扩散同属于被动运输.
(3)分析题图乙可知,细胞吸K+排Na+,都是由低浓度向高浓度运输,因此是主动运输,即图甲中的e、a.
(4)由于哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器,提取的膜成分单一,只有细胞膜,因此提取动物的图甲结构,最好选用哺乳动物成熟的红细胞.
(5)分析图甲可知,图甲中c是细胞通过通道蛋白吸收物质,因此肾集合管管壁细胞膜受刺激后,水通道开放,大量水被肾集合管管壁细胞重吸收的过程可以用c表示.
(6)由于CO2是细胞内线粒体产生,CO2是的运输方式是自由扩散,从高浓度到低浓度运输,因此图乙中CO2膜外比膜内低.
故答案为:
(1)细胞膜 A
(2)b、c、d
(3)e、a
(4)哺乳动物成熟的红细胞 没有细胞核和众多的细胞器
(5)c
(6)CO2是细胞内线粒体产生
【点评】本题的知识点是细胞膜流动镶嵌模型,细胞膜具有选择透过性的结构基础,物质跨膜运输的方式,分析题图获取信息是解题的突破口,对于相关知识点的综合理解与应用是解题的关键,本题重点考查学生的识图能力和图文转换能力.
26.为了探究“植物细胞在什么情况下会失水和吸水?”某同学针对这一问题作出的假设是:当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水:当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水.为了检验这一假设,该同学设计并进行了如下实验.
材料用具:紫色的洋葱鳞片叶,质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液,清水,刀片,镊子,滴管,载玻片,盖玻片,吸水纸,显微镜.
实施实验:
(1)制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片.
(2)用低倍显微镜观察洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色的中央液泡的大小,以及原生质层的位置.
显微镜下观察到置于质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中的紫色洋葱表皮细胞呈图所示状态,该细胞状态称为 质壁分离  .根据这一实验结果可以推测水分子和蔗糖分子通过细胞膜的难易程度是 水比较容易通过细胞膜而蔗糖分子不能通过  .
(3)要使该细胞恢复到正常状态,通常应在盖玻片的一侧滴加 蒸馏水  ,在另一侧用吸水纸引流,实验操作发现图示细胞不能复原,其最可能的原因是 细胞失水过多、过快而死亡  .
(4)细胞发生质壁分离的原因,除存在中央液泡外,其结构上的原因还有原生质层伸缩性比细胞壁的伸缩性 大  .
(5)用低倍显微镜观察细胞,发现原生质层逐渐恢复到原来状态.在此过程中,中央液泡的大小和颜色变化是 变大、变淡  .
【答案】见试题解答内容
【分析】据图分析,①表示细胞壁,②表示细胞膜,③表示细胞质,④表示细胞核,⑤表示液泡膜,⑥表示细胞壁和原生质层分离.
【解答】解:(2)在盖玻片的一侧滴入滴入0.3g/mL的蔗糖溶液,在另一侧用吸水纸吸引,这样重复几次,使得外界溶液的浓度高于细胞液浓度,细胞失水,发生质壁分离;也能说明水比较容易通过细胞膜而蔗糖分子不能通过.
(3)要使该细胞恢复到正常状态,通常应在盖玻片的一侧滴加蒸馏水,在另一侧用吸水纸引流,使得细胞吸水;实验操作发现图示细胞不能复原,其最可能的原因是细胞失水过多、过快而死亡.
(4)细胞发生质壁分离的内因是原生质层比细胞壁的伸缩性大.
(5)用低倍显微镜观察原生质层逐渐恢复到原来状态,即发生质壁分离的复原,中央液泡体积变大,颜色变淡.
故答案为:
(2)质壁分离 水比较容易通过细胞膜而蔗糖分子不能通过
(3)蒸馏水 细胞失水过多、过快而死亡
(4)大
(5)变大、变淡
【点评】本题考查植物细胞质壁分离的实验,意在考查学生分析实验和解决问题的能力.
三.实验题(共4小题)
27.如图为研究渗透作用的实验装置,请回答下列问题:
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致.渗透平衡时液面差为△h,此时S1和S2浓度的大小关系为 S1>S2  .
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的 原生质层  .
(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验.
实验材料:紫色洋葱.
实验器具:如图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等.
实验试剂:蒸馏水,0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液,部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y.在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致.渗透平衡时出现液面差的装置有 X  (填代号).
②选两片洁净的载玻片, 标号  ,在载玻片中央分别滴加 蒸馏水  ,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态.
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,两者都能出现的现象是 质壁分离  .
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是 KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原  .
【答案】见试题解答内容
【分析】据图分析,渗透装作用是指水分通过半透膜,从溶质浓度低的溶液向溶质浓度高的溶液的转移现象;漏斗内液面上升,则漏斗内溶液(S1)浓度大于漏斗外溶液(S2).
【解答】解:(1)渗透平衡时液面差△h与浓度差的大小有关,浓度差越大,△h越大;蔗糖是不能穿过半透膜是分子,图中由于漏斗内的蔗糖溶液浓度高,因此烧杯中的水分子或通过渗透作用进入漏斗,使漏斗内液面升高,渗透平衡时△h会产生压力与漏斗内因溶液浓度差产生的压力的大小相等,因此漏斗内的浓度仍然大于漏斗外;渗透平衡时的液面差为△h,此时S1和S2浓度大小关系为S1>S2
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的原生质层.
(3)①分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,蔗糖不能透过半透膜,渗透平衡时,漏斗内液面高,即X液面高;KNO3溶液在水中电离成硝酸根离子和钾离子,离子能透过半透膜,渗透平衡时,漏斗内外液面一样高
②观察洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离和复原现象,选洁净的载玻片分别编号,在载玻片中央分别滴加蒸馏水,制作临时装片后观察洋葱表皮细胞的初始状态.
③蔗糖分子不能透过原生质层,蔗糖溶液中的细胞质壁分离,且不会自动复原.
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原.
故答案为:
(1)S1>S2
(2)原生质层
(3)①X
②标号 蒸馏水
③质壁分离
(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原
【点评】本题考查质壁分离和复原实验设计和分析,意在考查考生具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,并能够根据实验的前后步骤以及实验所给材料对实验进行适当的补充,能够对实验结果进行科学的分析和预测,难度适中.
28.某兴趣小组为了探究酒精对细胞的毒害作用,先用不同浓度酒精处理洋葱内表皮,然后将表皮细胞浸润于0.06g/ml胭脂红溶液,一段时间后,观察细胞发生质壁分离的情况,结果如下表。请回答:注:细胞的成活率=质壁分离细胞数/细胞总数
酒精浓度 (体积分数) 发生质壁分离的细胞数 细胞总数 平均成活率
装片1 装片2 装片3 装片1 装片2 装片3
0 67 69 68 67 70 68 0.995
10% 70 72 68 71 74 69 0.981
20% 66 65 72 68 68 75 0.962
30% 0 0 0 67 70 72 0
(1)本实验的自变量是 用以处理洋葱内表皮的酒精浓度不同  。
(2)活的洋葱内表皮细胞在0.06g/ml胭脂红溶液中,细胞会 失水  ,而发生质壁分离;已经死亡的细胞由于原生质层失去了 选择透过性(或控制物质进出的能力)  ,则无法发生质壁分离。
(3)胭脂红是一种红色的水溶性色素,通过实验结果推测,用10%的酒精处理过的装片中应该看到的现象是绝大多数细胞的液泡呈 无色  ,细胞壁与原生质层之间呈 红  颜色;用30%酒精处理过的装片中应该看到的现象是 细胞全为红色  。
(4)根据本实验的结果推测,长期水淹浸泡会导致农作物烂根的原因是根细胞进行 无氧呼吸  产生的 酒精对细胞有毒害作用  。
【答案】见试题解答内容
【分析】分析表格:本实验的自变量是用以处理洋葱内表皮的酒精浓度不同,随着酒精浓度的升高,细胞平均成活率降低。当酒精浓度达到30%时,细胞平均成活率为0,即此时细胞都已经死亡,原生质层丧失选择透过性,胭脂红可以进入细胞。
【解答】解:(1)根据表中信息可知,本实验的自变量是用以处理洋葱内表皮的酒精浓度不同。
(2)质壁分离是由于外界溶液浓度大于细胞液浓度,细胞渗透失水形成的。已经死亡的细胞由于原生质层失去了选择透过性(或控制物质进出的能力),则无法发生质壁分离。
(3)用10%的酒精处理过的装片中,细胞的成活率为0.981,此时绝大多数细胞的原生质层具有选择透过性,胭脂红不能进入细胞,因此应该看到的现象是绝大多数细胞的液泡呈无色,但由于细胞壁具有全透性,因此细胞壁与原生质层之间呈红颜色;用30%酒精处理过的装片中,细胞均已经死亡,此时原生质层丧失选择透过性,胭脂红能进入细胞,因此应该看到的现象是细胞全为红色。
(4)根据本实验的结果推测,长期水淹浸泡会导致农作物烂根的原因是根细胞进行无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。
故答案为:
(1)用以处理洋葱内表皮的酒精浓度不同
(2)失水 选择透过性(或控制物质进出的能力)
(3)无色 红 细胞全为红色
(4)无氧呼吸 酒精对细胞有毒害作用
【点评】本题结合表格数据,考查细胞质壁分离及复原,对于此类试题,需要考生掌握质壁分离的原理,能正确分析表中数据,并能从中提取有效信息答题,属于考纲理解和应用层次的考查。
29.某同学在探究植物细胞吸水与失水过程中,设计了如下实验方案:
材料用具:显微镜、载玻片、盖玻片、刀片、镊子、吸水纸、紫色洋葱、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.03g/mL的KNO3溶液、体积分数为50%的酒精溶液、蒸馏水。
方法步骤:
第一步 取紫色洋葱鳞片叶外表皮,制成多个临时装片,随机均分为A、B、C三组。用显微镜观察。
第二步 利用恰当的方法,使洋葱表皮分别浸浴在上述三种溶液中。
第三步 观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态。
请回答:
(1)第二步具体的操作方法是 在盖玻片一侧滴加溶液,另一侧用吸水纸吸引,反复几次  。
(2)根据实验现象,将表格补充完整。
组别 第二步使用的试剂 第三步观察到的实验现象
A  50%酒精  溶液 未观察到质壁分离
B  0.3g/mL蔗糖  溶液 出现质壁分离
C  0.03g/mL的KNO3  溶液 出现质壁分离,一段时间后自动复原
(3)C组细胞出现自动复原现象的原因是 K+、NO3﹣能被植物细胞吸收,细胞液浓度升高,当高于外界溶液浓度时,细胞渗透吸水 
【答案】见试题解答内容
【分析】在质壁分离和复原的实验中,让洋葱鳞片叶外表皮细胞处于某种溶液的方法是在盖玻片一侧滴加溶液,另一侧用吸水纸吸引,反复几次;0.3g/mL蔗糖能让细胞发生质壁分离;适宜浓度的KNO3溶液让细胞发生质壁分离后自动复原;酒精能杀死细胞,不能发生质壁分离;自动复原的原理是外界溶液的溶质分子进入细胞液,使细胞液浓度大于外界溶液,细胞吸水复原。
【解答】解:(1)在质壁分离和复原的实验中,让洋葱鳞片叶外表皮细胞处于某种溶液的方法是在盖玻片一侧滴加溶液,另一侧用吸水纸吸引,反复几次。
(2)根据实验所给的溶液分析可知,0.3g/mL蔗糖能让细胞发生质壁分离;适宜浓度的KNO3溶液让细胞发生质壁分离后自动复原;酒精能杀死细胞,不能发生质壁分离,因此A组加入的是酒精溶液,B组加入的是蔗糖溶液,C组加入的是硝酸钾溶液。
(3)自动复原的原理是K+、NO3﹣能被植物细胞吸收,细胞液浓度升高,当高于外界溶液浓度时,细胞渗透吸水。
故答案为:
(1)在盖玻片一侧滴加溶液,另一侧用吸水纸吸引,反复几次
(2)50%酒精 0.3g/mL蔗糖 0.03g/mL的KNO3
(3)K+、NO3﹣能被植物细胞吸收,细胞液浓度升高,当高于外界溶液浓度时,细胞渗透吸水
【点评】本题主要考查质壁分离和复原实验,意在考查学生对实验的原理、操作、结论等熟练记忆的能力。
30.科学家在研究Na+、K+、Ca2+等无机盐通过细胞膜的运输方式时,做了如下实验:
(1)向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na+,不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na+.如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP,测得周围溶液中24Na+的量如上图所示.则可据图判断,神经纤维排出24Na+需要消耗 能量(ATP)  .
(2)如果在青蛙的离体心脏施加某种毒素后,Ca2+的吸收明显减少,但K+的吸收不受影响,最可能的原因是该毒素抑制了心肌细胞膜上转运Ca2+的 载体蛋白  的活性.
(3)红树林分布于热带亚热带海岸潮间带,通常受到盐胁迫.红树林植物为抵抗盐胁迫,通过叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出,它是强耐盐植物.那么红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输,设计以下实验进行探究.
①实验步骤:
a.取生长发育相同的红树林植物分成A、B两组,放入适宜浓度的含有K+、Ca2+的溶液中;
b.A组给予正常的呼吸条件,B组完全抑制呼吸作用.
c. 一段时间后测定两组植株根系对K+、Ca2+等无机盐的吸收速率  .
②实验结论:
a.若两组植株对K+、Ca2+的吸收速率相同,说明 红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是被动运输  ;
b. 若B组吸收速率明显小于A组吸收速率  ,说明红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动运输.
【答案】见试题解答内容
【分析】1、根据曲线图分析,实验2加入ATP,神经细胞排出24Na增加,说明排出24Na需要消耗ATP,属于主动运输;实验1某种药物加入后,则抑制细胞呼吸.
2、实验目的是探究红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输,因此控制能量的有无是关键,生命活动所需能量来自细胞呼吸,可以通过控制细胞呼吸达到目的.所以B组实验抑制细胞呼吸,一段时间后检测两组植株对Ca2+、K+的吸收速率,若吸收速率相同,则为被动运输,若吸收速率表现为甲组快,则为主动运输.
【解答】解:(1)在神经纤维膜外溶液中加入某种药物之前,钠离子的运输方向是从内向外,加入药物后,钠离子向膜外的运输停止.由上图可见,钠离子通过神经纤维膜的方式是主动运输,原因是神经纤维排出钠离子时,需要消耗能量.
(2)细胞对Na+、K+、Ca2+等无机盐的吸收均为主动运输,均需要消耗能量,各自需要不同的载体协助,对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+的吸收明显减少,但K+的吸收不受影响,这表明最可能的原因是该毒素抑制了心肌细胞膜上转运Ca2+的载体蛋白(乙).
(3)①根据实验目的,主动运输和被动运输的区别是否需要ATP,故ATP(细胞呼吸条件)为自变量,吸收速率为因变量.故A组甲组给予正常的呼吸条件,B组抑制细胞呼吸.
c.一段时间后测定两组植株根系对K+、Ca2+等无机盐的吸收速率.
②a.若两组植株对K+的吸收速率相同,说明都不需要ATP,为被动运输.b.若两组植株对K+的吸收速率表现为A组明显大于B组,则说明需要ATP,为主动运输.
故答案为:
(1)能量(ATP) 
(2)载体蛋白
(3)①c.一段时间后测定两组植株根系对K+、Ca2+等无机盐的吸收速率
②a.红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是被动运输
b.若B组吸收速率明显小于A组吸收速率
【点评】本题主要考查物质跨膜运输的方式,考查学生识图和理解能力,考查考生对主动运输和被动运输的理解的能力.属于中档题.
四.解答题(共4小题)
31.探究课题:洋葱鳞片叶外表皮细胞液的浓度范围
实验假设:细胞液的浓度范围可以通过质壁分离现象(引起50%左右细胞发生质壁分离的浓度为待测细胞液的等渗浓度)大致测定。
探究准备:洋葱、蔗糖、蒸馏水、 显微镜  、载玻片、盖玻片等。
探究过程:
(1)配制 从0.2~0.8mol/L一系列等梯度浓度  的蔗糖溶液。
(2)按不同浓度梯度制作一系列洋葱表皮细胞装片。
(3)用显微镜按顺序逐个观察装片,并记录结果如下:
培 养 皿 1 2 3 4 5 6 7
蔗糖溶液(mol/L) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
发生质壁分离的细胞数目占观察细胞数目的百分比 无 无 15% 40% 80% 99% 100%
探究结论:该洋葱鳞片叶外表皮细胞液的浓度介于 0.5~0.6mol/L  两种相邻浓度之间。
如果再给你4组实验材料,请设计可以更精确地测定细胞液浓度的方法: 分别配制浓度梯度依次为0.52mol/L、0.54mol/L、0.56mol/L和0.58mol/L的4组蔗糖溶液进行实验,发生质壁分离的细胞比例最接近50%的那两组溶液的浓度可认为是待测细胞液的浓度范围 
【答案】见试题解答内容
【分析】质壁分离的原因分析: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;表现:液泡由大变小,细胞液颜色由浅变