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）高中生物必修1（含解析）

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第4章 细胞的物质输入和输出
一．选择题（共17小题）
1．大肠杆菌可通过基团移位的方式吸收葡萄糖（如图），细胞内的高能磷酸化合物——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基团可在酶Ⅰ、HPr、酶Ⅱa和酶Ⅱb的作用下进行传递；膜外的葡萄糖分子与跨膜蛋白（酶Ⅱc）结合并被运输至膜的内表面，再被磷酸化激活，最后进入细胞质。下列相关叙述正确的是（　　）
A．酶Ⅱc的跨膜部分，疏水性氨基酸占比较低
B．酶Ⅱc在转运葡萄糖的过程中可能发生自身构象的变化
C．细胞中PEP越多，该过程转运葡萄糖的速率越快
D．图中葡萄糖的跨膜方式与其进入人红细胞方式相同
2．某些植物筛管细胞膜上的“蔗糖﹣H+共运输载体”（SU载体）与H+泵相伴存在，H+泵将胞内的H+泵出胞外，蔗糖在H+的协助下利用SU载体转入胞内，如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．蔗糖的运输过程主要体现了细胞膜的功能特性
B．H+泵在转运H+的过程中自身构象的改变是可逆的
C．蔗糖通过SU载体的跨膜运输方式属于协助扩散
D．胞内外的H+浓度差，有助于蔗糖从胞外转入胞内
3．2025年，中国研究团队解析了叶绿体和衣原体（原核生物）ATP/ADP转运蛋白的结构，发现两种蛋白质的三维结构非常相似。该转运蛋白位于叶绿体内膜与衣原体的细胞膜上，通过对ATP、ADP的结合与释放，将ATP运至膜内，将ADP运至膜外。下列叙述错误的是（　　）
A．该转运蛋白存在于叶绿体内膜上，为叶绿体起源的内共生学说提供有力支持
B．该转运蛋白的存在说明细胞呼吸产生的ATP能够用于叶绿体中的生命活动
C．该转运蛋白通过空间结构发生可逆性的改变实现ATP、ADP的跨膜运输
D．该转运蛋白既能转运ATP，又能转运ADP，说明其转运不具有特异性
4．在肌细胞中，当Ca2+从肌质网（一种特殊形式的内质网）腔流入细胞质基质时，会刺激肌细胞收缩。为了让肌细胞恢复初始状态，肌质网膜上的“钙泵”（一种蛋白质）与Ca2+结合后利用ATP使其自身发生磷酸化，当“钙泵”向肌质网的内腔开放时，Ca2+的结合位点消失，钙泵将Ca2+释放到肌质网中。下列说法错误的是（　　）
A．Ca2+从肌质网腔进入细胞质基质的方式为协助扩散
B．推测“钙泵”既是运输Ca2+的载体蛋白也是催化ATP水解的酶
C．磷酸化后的“钙泵”其自身构象发生改变，但仍具有活性
D．Ca2+从肌质网腔中释放出来引起肌肉收缩，说明Ca2+是一种神经递质
5．胆固醇是人体中的一种重要化合物，血浆中胆固醇的含量受低密度脂蛋白（LDL）的影响。如图表示正常人和高胆固醇血症患者通过LDL运输胆固醇的示意图，相关判断错误的是（　　）
A．胆固醇也可以通过自由扩散的方式进入细胞内
B．细胞在对LDL胞吞之前，首先需要对LDL进行识别
C．某人患高胆固醇血症可能与其细胞膜上LDL受体不足有关
D．载脂蛋白与胆固醇结合可促进脂类运输取决于磷脂分子的亲脂性
6．Zn是生物所必需的微量元素，Zn2+稳态的失衡通常伴随着疾病的发生。细胞内Zn2+稳态的维持，需要ZIP蛋白和ZnT蛋白的协同配合，ZnT蛋白将Zn2+逆浓度梯度转运到细胞器内或排出细胞外，ZIP蛋白通常将Zn2+从细胞外或细胞器中顺浓度梯度转运到细胞质中。下列叙述正确的是（　　）
A．Zn因含量极少而不如大量元素重要
B．ZIP蛋白和ZnT蛋白转运Zn2+时均不发生自身构象的改变
C．ZIP蛋白和ZnT蛋白转运Zn2+时均需要消耗能量
D．随待转运Zn2+浓度增加，ZIP蛋白的运输速率先增加后稳定
7．小液流法是测定植物组织细胞液浓度的一种实验方法，把浸过植物材料一段时间的甲组蔗糖溶液（加入了甲烯蓝染色，忽略甲烯蓝对蔗糖浓度的影响）慢慢滴回同一浓度而未浸过植物材料的乙组溶液中，若植物细胞吸水，使甲溶液浓度增大，导致其比重增大，小液滴下沉，反之则上升，结果如表所示。下列相关叙述错误的是（　　）
乙组试管编号 1 2 3 4 5 6
1mol/L的蔗糖溶液（mL） 0.5 1 1.5 2 2.5 3
蒸馏水（mL） 加蒸馏水定容至10mL
蓝色小滴升降情况 降 降 降 升 升 升
A．据表格分析待测植物材料的细胞液浓度介于0.15～0.2mol/L之间
B．上述实验还可以用等浓度硝酸钾溶液来代替蔗糖溶液，效果更明显
C．假设上述实验中蓝色液滴均上升，则需适当降低外界溶液浓度
D．蓝色小液滴在1～3号试管中均下降，下降速度最快的是在1号试管中
8．嗜热蓝细菌具备独特的CO2富集机制，该机制的作用模式及部分代谢路径如图所示，羧酶体是由蛋白质外壳包裹的微区室。下列叙述错误的是（　　）
A．推测CO2通过嗜热蓝细菌细胞膜的方式只有主动运输
B．嗜热蓝细菌内碳酸酐酶在高温环境下活性会较高，但并不参与卡尔文循环
C．羧酶体的生理作用是有利于高效固定CO2
D．过程②需要消耗ATP和NADPH，而过程①不需要
9．某学习小组将生理状态相同的萝卜条，分别置于不同浓度的蔗糖溶液（0.2mol/L﹣0.7mol/L）中，一段时间后，测量细胞的实验前长度和实验后长度并计算其比值。实验结果如图所示。下列有关分析正确的是（　　）
A．若将处于0.5mol/L蔗糖溶液中的萝卜条转移至清水中，细胞会吸水涨破
B．当蔗糖溶液浓度为0.3mol/L时，细胞液渗透压大于外界溶液渗透压
C．0.2mol/L﹣0.4mol/L范围内，随着蔗糖溶液浓度升高，细胞失水增多
D．实验结果表明，萝卜条细胞液浓度介于0.3mol/L﹣0.4mol/L之间
10．藜麦是一种耐盐植物，具有非常强的抗逆性和较高的营养品质。参与藜麦Na+和K+平衡的关键转运载体和通道如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．SOS1和NSCC的结构不同，转运Na+的方式也不同
B．KOR与K+结合运出表皮细胞，不需要能量
C．H+通过主动运输运出细胞，维持了细胞膜两侧H+的浓度差
D．Na+以主动运输的方式进入液泡，使根细胞的吸水能力加强
11．细胞的生命活动离不开物质运输，很多物质和结构都有助于运输功能，关于这些物质和结构下列说法错误的是（　　）
A．细胞摄取大分子，大分子首先与细胞膜上的磷脂分子结合，形成囊泡，进行胞吞
B．转运蛋白可运输物质进出细胞，且有些转运蛋白需与ATP末端脱离的磷酸结合
C．水分子在生物体内参与物质运输，这与它们是极性分子且互相能形成氢键有关
D．蛋白质纤维构成的细胞骨架，在细胞物质运输等生命活动中发挥了重要作用
12．某同学利用黑藻叶片进行“质壁分离”实验，示意图如下。下列叙述正确的是（　　）
A．质壁分离发生的原因之一是②没有伸缩性
B．发生质壁分离过程中，③处颜色变浅
C．与图甲相比，图乙细胞吸水能力更强
D．若向蔗糖溶液中滴加红墨水，③处会变红
13．海水稻的诞生为解决全球粮食问题带来了新的希望，海水稻细胞中部分物质运输的生理过程如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．H2O通过自由扩散和协助扩散进入海水稻细胞
B．SOS1排出Na+和NHX运进Na+均需消耗能量
C．甲、乙蛋白具有催化ATP水解和运输H+的功能
D．图中pH大小为细胞膜外＞细胞质基质＞细胞液
14．图a为不同浓度蔗糖溶液中西葫芦条的质量变化百分比，分别对应实验第1～7组，整个过程中细胞始终有活性。另选取其他西葫芦细胞置于一定浓度的KNO3溶液中，测得P值随时间的变化曲线如图b所示。下列叙述错误的是（　　）
注：西葫芦条的质量变化百分比（%）＝×100% P值＝
A．图a实验结束后，第7组西葫芦细胞的吸水能力最强
B．由图a可知，本实验所用西葫芦的细胞液浓度在0.4～0.5mol/L之间
C．据图b实验结果判断，细胞从t1时期开始吸收K+和NO3
D．图b中t1﹣t2期间，更多水分沿“外界溶液→细胞质基质→细胞液”流动
15．耐盐碱水稻是指能在盐浓度为0.3%以上的盐碱地正常生长的水稻品种。现取普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认，某生物兴趣小组使用0.3g mL﹣1的理两组水稻根毛区细胞，结果如图。下列叙述正确的是（　　）
A．0～1h内，Ⅰ组水稻细胞的吸水能力逐渐减弱
B．1h后，Ⅰ组水稻细胞开始吸收K+和
C．Ⅰ组水稻原生质体体积随细胞壁伸缩性的改变而改变
D．据图推测，Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻
16．茶树根细胞膜上的硫酸盐转运蛋白负责将从外界环境中转运到根细胞内。当土壤中存在硒酸根（时，硫酸盐转运蛋白会将两者一同转运到根细胞内。吸收的大部分硒会与细胞内的蛋白质结合，形成硒蛋白。一部分硒蛋白会被转移到细胞壁中进行储存。下列说法错误的是（　　）
A．和被吸收时均需要和硫酸盐转运蛋白结合
B．和的转运速度与二者在膜外的浓度呈正相关
C．硫酸盐转运蛋白对和的转运具有特异性
D．硒蛋白转移至细胞壁中可避免硒的过量积累对细胞造成毒害
17．质子泵是细胞膜上转运H+的载体，可通过催化ATP水解将H+从膜内运到膜外，使细胞壁pH下降，进而变得松弛。生长素可以与受体结合，通过信号转导促进质子泵基因的表达。下列叙述错误的是（　　）
A．质子泵能降低ATP水解反应所需的活化能
B．H+通过质子泵转运到膜外的方式属于协助扩散
C．生长素可通过促进细胞壁酸化来促进细胞的生长
D．生长素是信号分子，不直接催化细胞代谢反应
二．填空题（共9小题）
18．如图为某学生进行某实验的基本操作步骤，请回答下列有关问题：
（1）你认为他做该实验的目的是　 　 ．
（2）B步骤主要观察洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色　 　 的大小以及　 　 的位置．
（3）请描述C步骤的操作方法：　 　 ．
（4）某学生在F步骤观察时，发现质壁分离不能复原，最可能的原因是　 　 ．
（5）通过实验发现，蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败．请据此拟定一个相关的探究课题：　 　 ．
19．某小组对“低温是否会影响物质的跨膜运输”进行了实验探究，实验步骤如下：
①组装渗透装置两套，分别编号为1、2；
②在两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓度的蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等；
③对两组装置进行不同处理：1组用水浴维持在37℃左右，2组的烧杯外加冰块降温；
④两组装置同时开始实验，几分钟观察记录漏斗内的液面高度变化．
请分析回答下列问题：
（1）本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即　 　 作用速率来进行探究的．
（2）为了直观地表示相对速率，用　 　 表示实验结果．
（3）该实验可能的结果与结论：
①若1组漏斗内液面高度比2组高，则说明　 　 ；
②若　 　 ，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率加快．
③若1、2组漏斗内液面高度相同，则说明　 　 ．
（4）如果上述实验结果证明了“低温能影响物质跨膜运输的速率”，那么对于生物活细胞来讲产生这种情况的可能原因是　 　 ．
20．下面是用新鲜的洋葱表皮进行的一些实验结果，请据表分析回答下面的问题．
组 别 处 理 结 果
A ①材料置到质量分数为30%蔗糖溶液中 ①发生质壁分离
②然后将材料移到蒸馏水中 ②质壁分离复原
B ③材料置于质量分数为60%蔗糖溶液中 ③迅速发生质壁分离
④然后移到蒸馏水中 ④质壁分离不能复原
C ⑤材料置于质量分数为7%的尿素溶液中 ⑤开始发生质壁分离，然后渐渐复原
D ⑥材料放入100℃开水中3min取出，重复A组实验 ⑥未发生质壁分离
（1）洋葱表皮细胞在A、B、C三组实验中均发生质壁分离现象，其结构基础是　 　 ．
（2）A组实验可以说明　 　 ．
（3）C组实验结果产生的原因是　 　 ．
（4）D组实验结果的原因是　 　 ．
21．如图中甲、乙两图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图。请根据甲、乙、丙三图回答下列问题（甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是甲图发生了较长时间的渗透作用之后达到的平衡状态）。
（1）典型的渗透装置必须具备两个条件：　 　 、　 　 。
（2）比较甲图中①和②处溶液浓度的大小：①　 　 （填“大于”“小于”或“等于”）②。
（3）丙图中⑦为 　 　 ，其在渗透系统中的作用类似于甲图中的 　 　 。
（4）甲图和丙图中都有渗透膜，两者相比其本质的区别是细胞膜作为生物膜具有 　 　 性，细胞膜的这一特性与其膜上 　 　 的作用有关。
（5）若把根毛细胞放在30%的蔗糖溶液中，它会出现的变化 　 　 。
（6）盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是 　 　 。
22．如图是以洋葱为实验材料的实验现象或结果，请据图回答下列问题：
（1）图1是利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行的质壁分离实验现象，实验时外界溶液是滴入少量红墨水的0.3g/ml的蔗糖溶液，那么图中A、C两处的颜色分别是　 　 （顺序错不得分）．
有同学用洋葱鳞片叶内表皮细胞进行图1所示实验，为清晰观察到实验现象，需对光学显微镜的光圈进行的操作是　 　 ．
（2）图2是利用洋葱根尖进行的有丝分裂实验现象，细胞D与E的染色体数之比为　 　 ，核DNA数之比为　 　 ；
（3）图3是分离洋葱绿叶中色素得到的滤纸条，由该结果可知洋葱绿叶中　 　 ．
A．色素的种类　　　　　　　B．不同色素在层析液中溶解度的相对大小
C．不同色素的相对含量　　　D．各种色素的颜色
（4）某同学在秋天做色素提取分离实验时，提取和分离过程操作正确，而实验结果只出现了图3中色素带1和2，最可能的原因是　 　 ．
23．囊性纤维化是一种严重的遗传性疾病，导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变．甲图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用，乙图表示四种不同的物质在细胞内外的相对浓度差异，请据图回答有关问题：
（1）甲图所示氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上　 　 决定的，若乙图所示物质跨膜运输的方向由膜内至膜外，则物质跨膜运输方式与甲图中氯离子相同的是　 　 ．
（2）在正常细胞内，氯离子在CFTR蛋白的协助下通过　 　 方式转运至细胞外，病变条件下，由于CFTR蛋白关闭，　 　 分子向膜外扩散的速度减慢，覆盖于肺部细胞表面的黏液不能被稀释．
（3）正常的CFTR蛋白约由1500个氨基酸组成，在脱去的水分子中氢来源于　 　 ，直接指导该蛋白质合成的模板的基本组成单位是　 　 ．
（4）参照乙图，绘制出正常情况下氯离子跨膜运输时细胞内外相对浓度的大小．　 　
24．如图中纵坐标表示物质通过膜运输的速率。请根据图回答。
（1）心肌细胞吸收O2、K+的运输方式依次是图　 　 、　 　 （填序号）。图b出现BC段的主要原因是　 　 ，这两种运输方式体现了生物膜是一种　 　 膜。
（2）与表皮细胞相比较，人心肌细胞中显著增多的细胞器结构是　 　 ，其依据是　 　 。
（3）若对离体的心肌细胞施用某种霉素，结果Ca2+吸收量显著减少，而K+、C6H12O6等物质的吸收不受影响，其可能的原因是　 　 。 若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，其原因是　 　 。
25．科学家先将准备好的含有Ca2+、Mg2+、SiO44﹣的一定量培养液两等分，再将水稻和番茄分别放在上述培养液中培养。一段时间后，两种培养液中离子浓度的变化如图所示。
请回答：
（1）根据已有知识并结合图示，请指出培养一段时间后，培养水稻的培养液中Ca2+、Mg2+、SiO44﹣三种离子的数量变化趋势是 　 　 。
（2）比较培养水稻的培养液，Ca2+、Mg2+、Si4+三种离子的变化程度并不相同，其主要原因是 　 　 ；比较培养水稻和番茄的培养液，同一种离子的变化程度也明显不同，其主要原因是 　 　 ；该实验较好地体现了离子跨膜运输具有 　 　 特点。
（3）实验一现适当提高番茄培养环境的湿度，可以使番茄培养液中Mg2+浓度在较短时间内达到图中效果，原因是 　 　 。
26．科学家对细胞膜研究发现，细胞膜上有水通道和离子通道，在水分的吸收和电信号传递中起着关键性作用，这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具有极其重要的意义．据此，请分析回答下列问题：
（1）用胰蛋白酶处理水通道和离子通道后的水解产物用双缩脲试剂检测，结果呈紫色，说明该水解产物是　 　 ．
（2）据下面提供的实验材料、方法和原理，完成探究细胞对水的吸收是否需要通道蛋白的实验．
实验材料：人体成熟红细胞、蛋白酶溶液、生理盐水、蒸馏水、显微镜等．
实验原理：正常的红细胞有较稳定的形态和体积，因此，红细胞的大小可反映细胞的生理状态．
实验步骤：
①选取人体成熟红细胞，用　 　 稀释，均分两组，分别置于A、B两试管中；
②A加入一定量的活性蛋白酶溶液，B试管加入等量的高温下失活的蛋白酶溶液；
③一定时间后，分别取A、B两试管中的红细胞样液制成1、2号临时装片；
④分别在1、2号临时装片的盖玻片一侧加　 　 ，另一侧用吸水纸吸引，一段时间后，显微镜观察、记录．实验的具体观察指标是　 　 ．
实验现象和结论：
若　 　 ，说明红细胞对水的吸收需要通道蛋白；
若　 　 ，说明红细胞对水的吸收不需要通道蛋白．
三．实验题（共4小题）
27．回答下列与高中生物实验有关的问题：
（1）在物质鉴定实验中，甘蔗含糖量高且颜色接近无色，但并不适宜做鉴定还原性糖的实验材料，原因是 　 　 ；花生子叶用苏丹Ⅲ染液染色后，需用酒精而不是蒸馏水洗去浮色，原因是 　 　 。
（2）在观察叶绿体实验中，用镊子撕取菠菜叶下表皮时没有带叶肉能否看到叶绿体？　 　 ，原因是 　 　 。
（3）在“观察植物细胞质壁分离及复原”实验中，常选用质量分数为30%的蔗糖溶液。若选用50%的蔗糖溶液，质壁分离一段时间后，再浸泡在清水中，往往不能发生质壁分离的复原，原因是细胞 　 　 ；若改为质量分数为30%的硝酸钾溶液，质壁分离一段时间后，往往会发生质壁分离自动复原现象，原因是 　 　 。
（4）在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，取材合适且其它操作均规范，若用体积分数为70%的乙醇提取色素，滤纸条上的色素带可能出现的现象是 　 　 。
（5）洋葱根尖是“观察植物细胞有丝分裂”实验的理想材料。实验过程中，若观察到视野中分裂期细胞数目过少，从取材方面分析，可能的原因是 　 　 ；若视野中细胞重叠，从解离时间方面分析，可能的原因是 　 　 。
28．柽柳主要分布在我国荒漠、半荒漠地带，是强耐盐植物，能在盐碱环境中正常生长，对于治理沙漠、改善盐碱地土壤结构具有重要意义。柽柳也是泌盐植物，它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出，以此来维持其渗透压。据此研究，回答下列问题：
（1）研究发现柽柳通过 　 　 （选填“升高”或“降低”）根细胞的细胞液浓度，使细胞吸水能力 　 　 （选填“增强”或“减弱”）以补充在干旱中强蒸腾所带走的水分。
（2）在研究柽柳泌盐方式时，欲探究柽柳泌盐的方式是主动运输还是被动运输，请你写出实验设计思路，并预期实验结果和结论。
实验材料与试剂：长期生活在盐碱地的生长状态相同的柽柳植株若干、高浓度盐溶液的培养液、呼吸抑制剂。
实验思路：　 　 。
预期实验结果及结论 　 　 。
29．如图是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道，允许相应的离子通过，a﹣d代表不同物质，①④代表不同的物质运输方式。请据图回答：
（1）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 　 　 。
（2）蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+方式相同，若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞，则Ca2+、K+的吸收均受到显著的影响，其原因是 　 　 。若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2+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图中所示的转运Ca2+的 　 　 的活动。
（3）盐角草是世界上最著名的耐盐植物，它能生长在含盐量高达0.5%﹣6.5%高浓度潮湿盐沼中。为探究盐角草从盐土（土壤）中吸收盐分的方式是主动运输还是被动运输，设计了如下实验：
①实验步骤：
a.取 　 　 的盐角草幼苗植株，随机均分为两组，编号为甲组、乙组。将两组幼苗分别放入适宜浓度的含有Ca2+、K+的溶液中进行培养。
b.　 　 。
c.一段时间后，测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率。
②实验结果及结论：
若两组植物对Ca2+、K+的吸收速率相同，则说明盐角草从土壤中吸收盐是 　 　 。
若两组植物对Ca2+、K+的吸收速率不相同，则说明盐角草从土壤中吸收盐是 　 　 。
30．如图表示物质出入生物膜的示意图，A、B表示物质，a～e表示不同物质的运输方式。回答下列问题：
（1）辛格和尼科尔森提出生物膜的结构模型为 　 　 。由图可知，被动运输为 　 　 （写字母），与其主要区别为 　 　 ；婴幼儿肠道吸收乳汁中抗体的过程为 　 　 （写字母）。
（2）“吹着海风闻稻香”，海水稻是袁隆平团队研发新成果，是能在高含盐量、高碱性土地上生长的特殊水稻。为探究海水稻从土壤中吸收盐分的方式是主动运输还是被动运输，科研人员设计了如下实验。
实验材料：海水稻幼苗、呼吸抑制剂（抑制呼吸作用）、海水稻适宜且含有Ca2+、Na+的培养液、清水。
实验思路：甲、乙两组生长发育状况基基本
相同的海水稻幼苗，分别放入适宜浓度的同时含Ca2+、Na+的培养液中进行培养；甲组 　 　 处理，乙组等量清水处理；一段时间后测定两组植株根系对Ca2+、Na+的吸收速率。
预期实验结果与结论：
①若甲组Ca2+、Na+的吸收速率小于乙组，则海水稻从土壤中吸收Ca2+、Na+的方式为 　 　 。
②若 　 　 ，则海水稻从土壤中吸收Ca2+、Na+的方式为 　 　 。
四．解答题（共5小题）
31．图1所示为生物体内某些有机物及元素组成，已知多聚体A、B、C是由a、b、c组成的；图2所示为细胞膜结构和物质进出细胞方式。请据图分析回答
（1）图1中A，B分别是 　 　 ；动物细胞中，除了细胞核，D还存在于 　 　 （填细胞结构）。
（2）水分子可以通过图2中的 　 　 （填数字）方式进入细胞，Na+通过图2中的 　 　 （填数字）方式排出人体细胞。
（3）E在化学组成上与D的不同有 　 　 。
（4）B、C都是由许多单体组成的多聚体，试从单体种类的角度分析，B不是遗传信息的携带者的原因是 　 　 。
32．某学生取紫色洋葱鳞片叶，分别滴加清水、0.3g mL﹣1蔗糖溶液、0.5g mL﹣1蔗糖溶液制成多个临时装片，在显微镜下观察到甲、乙、丙三个图像，如下图所示。
（1）撕取洋葱 　 　 （填“内”或“外”）表皮，置于滴加清水的载玻片上制成临时装片，用显微镜观察到的细胞如图 　 　 。
（2）图甲中细胞发生了 　 　 现象，原因是细胞失水，　 　 与细胞壁分离。
（3）图中a、b、c表示细胞液的是 　 　 。
（4）若上述装片从制作到观察所用时间相同，那么用0.5g mL﹣1蔗糖溶液制作的装片镜检图像是 　 　 。
33．囊性纤维病是一种严重的遗传性疾病，患者汗液中氯离子的浓度升高，支气管被异常黏液堵塞。导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变，如图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。
（1）图中所示为细胞膜的 　 　 模型，其中构成细胞膜的基本支架是 　 　 ，据图可知氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上 　 　 决定的。
（2）在正常细胞内，氯离子在CFTR蛋白的协助下通过 　 　 方式转运至细胞外，随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高，水分子向膜外扩散的速度 　 　 ，使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。
（3）氯离子运输过程中消耗的能量由ATP直接提供，供能时ATP末端的磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的 　 　 ，脱下来的末端磷酸基团与载体蛋白结合，使载体蛋白 　 　 ，导致其空间结构发生变化，使氯离子释放到膜外。
（4）氯离子运输过程中参与的细胞器：　 　 。
34．如图为人体小肠上皮细胞吸收并转运某些物质的示意图，上侧为小肠肠腔、下侧为细胞间隙，请根据图示回答下列问题：
（1）葡萄糖进入小肠上皮细胞和葡萄糖进入细胞间隙的方式分别是 　 　 和 　 　 。以上两种方式的共同特点是 　 　 。
（2）Na+进入小肠上皮细胞和Na+进入细胞间腺的方式 　 　 （填“相同”或“不同”），从蛋白质的功能角度分析，载体M具有 　 　 和 　 　 的作用。
（3）由小肠黏膜腺分泌的消化液，含有多种酶，能进一步消化食物中的糖类、脂肪等。在消化酶合成和分泌的过程中，直接参与的细胞器有 　 　 。
35．如图是洋葱鳞片叶外表皮细胞的示意图。请据图回答下列问题：
（1）图中①～⑥的名称分别是：①　 　 ，②　 　 ，③　 　 ，④　 　 ，⑤　 　 ，⑥　 　 。
（2）原生质层是由 　 　 （填序号）组成的。
（3）图中①主要由纤维素和果胶组成，它的透性为 　 　 ，而原生质层可看做是一层 　 　 膜。
（4）将紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片置于显微镜下观察，可看到表皮细胞中紫色的 　 　 ，原生质层紧紧地 　 　 细胞壁。如从盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，使盖玻片下面的洋葱鳞片叶外表皮细胞浸入蔗糖溶液中，则可看到液泡因 　 　 而逐渐变 　 　 ，使 　 　 和 　 　 分离，这种现象叫 　 　 。在两者的分离空间中充满了 　 　 。这时，如在盖玻片的一侧滴入清水，在另一侧用吸水纸吸引，使洋葱鳞片叶外表皮浸在清水中，则可看到液泡因 　 　 而逐渐变 　 　 ，　 　 逐渐恢复原状，这种现象叫 　 　 。
（5）上述实验可以证明，当外界溶液的浓度 　 　 （填“高于”低于”或“等于”）细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用失水；反之，当外界溶液的浓度 　 　 （填“高于”“低于”或“等于”）细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用 　 　 水。
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17小题）
1．大肠杆菌可通过基团移位的方式吸收葡萄糖（如图），细胞内的高能磷酸化合物——磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基团可在酶Ⅰ、HPr、酶Ⅱa和酶Ⅱb的作用下进行传递；膜外的葡萄糖分子与跨膜蛋白（酶Ⅱc）结合并被运输至膜的内表面，再被磷酸化激活，最后进入细胞质。下列相关叙述正确的是（　　）
A．酶Ⅱc的跨膜部分，疏水性氨基酸占比较低
B．酶Ⅱc在转运葡萄糖的过程中可能发生自身构象的变化
C．细胞中PEP越多，该过程转运葡萄糖的速率越快
D．图中葡萄糖的跨膜方式与其进入人红细胞方式相同
【答案】B
【分析】细胞内的高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基团通过酶Ⅰ的作用将HPr激活，并通过酶Ⅱa、酶Ⅱb，接着与结合葡萄糖的酶Ⅱc结合，使葡萄糖转变为磷酸糖，最后释放到细胞质中，此过程需要消耗能量，因此，基团移位是另一种类型的主动运输。
【解答】解：A、酶Ⅱc横跨细胞膜的部分主要是磷脂疏水的尾部，亲水性氨基酸占比较低，A错误；
B、葡萄糖分子与细胞膜中的底物特异蛋白酶Ⅱc结合，接着被传递来的磷酸基团激活，形成磷酸糖，最后释放到细胞质中，此过程需要消耗能量，属于主动运输，因此酶Ⅱc做为转运葡萄糖的载体，转运过程中其自身构象发生变化，B正确；
C、图中葡萄糖跨膜方式是主动运输，除了线粒体提供的能量影响运输速率外还受葡萄糖浓度和酶Ⅱc的数量影响，因此线粒体越多，该过程转运葡萄糖的速度不一定越快，C错误；
D、图示转运葡萄糖方式为主动运输，而葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，方式不同，D错误。
故选：B。
【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。
2．某些植物筛管细胞膜上的“蔗糖﹣H+共运输载体”（SU载体）与H+泵相伴存在，H+泵将胞内的H+泵出胞外，蔗糖在H+的协助下利用SU载体转入胞内，如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．蔗糖的运输过程主要体现了细胞膜的功能特性
B．H+泵在转运H+的过程中自身构象的改变是可逆的
C．蔗糖通过SU载体的跨膜运输方式属于协助扩散
D．胞内外的H+浓度差，有助于蔗糖从胞外转入胞内
【答案】C
【分析】由图可知，H+经H+泵运出细胞消耗了ATP，运输方式为主动运输，即H+是逆浓度运输；而H+经SU载体运输是顺浓度输运，为蔗糖经SU载体运输提供能量，即蔗糖的运输方式为主动运输。
【解答】解：A、据图可知，蔗糖的运输方式为主动运输，需载体蛋白的协助，体现了细胞膜的选择透过性即细胞膜的功能特性，A正确；
B、图中H+泵是载体蛋白，载体蛋白需与H+特异性结合才能转运H+即载体蛋白的构象需发生改变，B正确；
C、由图可知，蔗糖的跨膜运输方式为主动运输，C错误；
D、由图知，蔗糖的运输需要能量，其来源于H+的浓度差，故细胞内外H+的浓度差有助于蔗糖从胞外转入胞内，D正确。
故选：C。
【点评】本题考查了主动运输的相关知识，重在强调对主动运输所需条件的理解和运用能力。
3．2025年，中国研究团队解析了叶绿体和衣原体（原核生物）ATP/ADP转运蛋白的结构，发现两种蛋白质的三维结构非常相似。该转运蛋白位于叶绿体内膜与衣原体的细胞膜上，通过对ATP、ADP的结合与释放，将ATP运至膜内，将ADP运至膜外。下列叙述错误的是（　　）
A．该转运蛋白存在于叶绿体内膜上，为叶绿体起源的内共生学说提供有力支持
B．该转运蛋白的存在说明细胞呼吸产生的ATP能够用于叶绿体中的生命活动
C．该转运蛋白通过空间结构发生可逆性的改变实现ATP、ADP的跨膜运输
D．该转运蛋白既能转运ATP，又能转运ADP，说明其转运不具有特异性
【答案】D
【分析】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。
【解答】解：A、叶绿体内膜与衣原体细胞膜上的转运蛋白结构相似，支持内共生学说（叶绿体起源于被吞噬的蓝细菌，内膜为原核生物膜演化而来），A正确；
B、该转运蛋白将ATP运入叶绿体内膜内（基质），说明细胞呼吸产生的ATP能够用于叶绿体中的生命活动，B正确；
C、该ATP/ADP转运蛋白通过对ATP、ADP的结合与释放来转运这两种物质，这个过程中其空间结构会发生可逆性改变，C正确；
D、虽然该转运蛋白既能转运ATP，又能转运ADP，但ATP和ADP结构相似，且转运蛋白是通过特定的结合位点等实现对它们的转运，仍然具有特异性，D错误。
故选：D。
【点评】本题考查物质运输和细胞结构的相关知识，意在考查学生综合分析和解决问题的能力。
4．在肌细胞中，当Ca2+从肌质网（一种特殊形式的内质网）腔流入细胞质基质时，会刺激肌细胞收缩。为了让肌细胞恢复初始状态，肌质网膜上的“钙泵”（一种蛋白质）与Ca2+结合后利用ATP使其自身发生磷酸化，当“钙泵”向肌质网的内腔开放时，Ca2+的结合位点消失，钙泵将Ca2+释放到肌质网中。下列说法错误的是（　　）
A．Ca2+从肌质网腔进入细胞质基质的方式为协助扩散
B．推测“钙泵”既是运输Ca2+的载体蛋白也是催化ATP水解的酶
C．磷酸化后的“钙泵”其自身构象发生改变，但仍具有活性
D．Ca2+从肌质网腔中释放出来引起肌肉收缩，说明Ca2+是一种神经递质
【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、Ca2+进入肌质网腔需要钙泵和ATP，其方式为主动运输，故Ca2+从肌质网腔进入细胞质基质的方式为顺浓度梯度的协助扩散，A正确；
B、根据题意，“钙泵”可以与Ca2+结合后且可利用ATP使其自身发生磷酸化，推测“钙泵”既是运输Ca2+的载体蛋白也是催化ATP水解的酶，B正确；
C、根据题意，“钙泵”可利用ATP使其自身发生磷酸化，该种磷酸化后的“钙泵”其自身构象发生改变，但仍具有活性，C正确；
D、Ca2+从肌质网腔中释放出来引起肌肉收缩，说明Ca2+能起到传递信息的作用，但不是神经递质，D错误。
故选：D。
【点评】本题主要考查物质的跨膜运输的相关知识，意在考查学生从题目中获取有效信息的能力。
5．胆固醇是人体中的一种重要化合物，血浆中胆固醇的含量受低密度脂蛋白（LDL）的影响。如图表示正常人和高胆固醇血症患者通过LDL运输胆固醇的示意图，相关判断错误的是（　　）
A．胆固醇也可以通过自由扩散的方式进入细胞内
B．细胞在对LDL胞吞之前，首先需要对LDL进行识别
C．某人患高胆固醇血症可能与其细胞膜上LDL受体不足有关
D．载脂蛋白与胆固醇结合可促进脂类运输取决于磷脂分子的亲脂性
【答案】D
【分析】常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇。①脂肪是最常见的脂质，是细胞内良好的储能物质，还是一种良好的绝热体，起保温作用，分布在内脏周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官；②磷脂是构成细胞膜的重要成分，也是构成多种细胞器膜的重要成分；③固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D，胆固醇是构成细胞膜的重要成分、在人体内还参与血液中脂质的运输，性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成，维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
【解答】解：A、胆固醇属于脂质中，根据相似相溶的原则，血液中的胆固醇通过自由扩散方式进入细胞内，A正确；
B、细胞对LDL胞吞之前，细胞膜的受体首先与LDL结合，起到识别作用，B正确；
C、某人患高胆固醇血症，可能是由于细胞膜上的LDL受体数量不足或结构异常，导致LDL不能被识别而留在血浆中，使得血浆中胆固醇含量高于正常，C正确；
D、载脂蛋白与胆固醇结合可促进脂类运输，取决于磷脂分子的流动性，D错误。
故选：D。
【点评】题考查脂质中胆固醇、物质跨膜运输的方式等相关知识，意在考查考生能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题，正确识别图中含义才可解题。
6．Zn是生物所必需的微量元素，Zn2+稳态的失衡通常伴随着疾病的发生。细胞内Zn2+稳态的维持，需要ZIP蛋白和ZnT蛋白的协同配合，ZnT蛋白将Zn2+逆浓度梯度转运到细胞器内或排出细胞外，ZIP蛋白通常将Zn2+从细胞外或细胞器中顺浓度梯度转运到细胞质中。下列叙述正确的是（　　）
A．Zn因含量极少而不如大量元素重要
B．ZIP蛋白和ZnT蛋白转运Zn2+时均不发生自身构象的改变
C．ZIP蛋白和ZnT蛋白转运Zn2+时均需要消耗能量
D．随待转运Zn2+浓度增加，ZIP蛋白的运输速率先增加后稳定
【答案】D
【分析】物质运输方式：
（1）被动运输：分为自由扩散和协助扩散：①自由扩散：顺相对含量梯度运输；不需要转运蛋白；不需要消耗能量。②协助扩散：顺相对含量梯度运输；需要转运蛋白参与；不需要消耗能量。
（2）主动运输：能逆相对含量梯度运输；需要载体；需要消耗能量。
（3）胞吞胞吐：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进或出细胞内的过程。
【解答】解：A、微量元素虽含量少，但对生命活动至关重要，如Zn2+参与多种酶活性，缺乏会导致疾病，A错误；
B、根据题意，ZnT蛋白可以逆浓度梯度转运Zn2+，推知其为载体蛋白，载体蛋白在转运物质时会发生构象改变，B错误；
C、ZIP蛋白顺浓度梯度运输Zn2+（协助扩散），不消耗能量；ZnT蛋白逆浓度梯度（主动运输）需消耗能量，C错误；
D、ZIP蛋白运输方式为协助扩散，当Zn2+浓度梯度达到一定值后，载体蛋白数量饱和，速率趋于稳定，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点和分析题目信息的能力，难度适中。
7．小液流法是测定植物组织细胞液浓度的一种实验方法，把浸过植物材料一段时间的甲组蔗糖溶液（加入了甲烯蓝染色，忽略甲烯蓝对蔗糖浓度的影响）慢慢滴回同一浓度而未浸过植物材料的乙组溶液中，若植物细胞吸水，使甲溶液浓度增大，导致其比重增大，小液滴下沉，反之则上升，结果如表所示。下列相关叙述错误的是（　　）
乙组试管编号 1 2 3 4 5 6
1mol/L的蔗糖溶液（mL） 0.5 1 1.5 2 2.5 3
蒸馏水（mL） 加蒸馏水定容至10mL
蓝色小滴升降情况 降 降 降 升 升 升
A．据表格分析待测植物材料的细胞液浓度介于0.15～0.2mol/L之间
B．上述实验还可以用等浓度硝酸钾溶液来代替蔗糖溶液，效果更明显
C．假设上述实验中蓝色液滴均上升，则需适当降低外界溶液浓度
D．蓝色小液滴在1～3号试管中均下降，下降速度最快的是在1号试管中
【答案】B
【分析】根据题干信息分析，如果甲试管溶液浓度上升，蓝色小滴在乙管的无色溶液中将下沉，如果甲试管溶液浓度下降，乙中蓝色小滴将上浮。
【解答】解：A、分析表格可知，在蔗糖溶液浓度为0.15mol/L时，蓝色小滴下降，说明待测植物材料吸水，此时细胞液浓度大于外界蔗糖溶液浓度。而在蔗糖溶液浓度为0.2mol/L时，蓝色小滴上升，说明待测植物失水，此时细胞液浓度小于外界的蔗糖溶液浓度，因此可估测待测植物细胞的细胞液浓度介于0.15～0.2mol/L之间，A正确；
B、由于细胞在适宜浓度的KNO3中会发生质整分离后自动复原，因此，无法测定细胞液浓度，即不能用适宜浓度的KNO3溶液代替蔗糖溶液，B错误；
C、甲、乙中放置等量相同浓度的蔗糖溶液，若细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度，则在甲试管中将出现细胞失水，导致甲试管中蔗糖浓度减小，再将甲试管中溶液转移至乙试管中部，由于该液滴浓度小，在试管中表现为上升，故蓝色液滴上升，说明细胞液浓度低于蔗糖溶液的浓度，需要适当调低外界溶液浓度，C正确；
D、蓝色小液滴在1～3号试管中均下降，说明植物细胞均吸水，1号试管失水多，因此下降速度最快，D正确。
故选：B。
【点评】本题考查细胞吸水和失水的应用的相关知识，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。
8．嗜热蓝细菌具备独特的CO2富集机制，该机制的作用模式及部分代谢路径如图所示，羧酶体是由蛋白质外壳包裹的微区室。下列叙述错误的是（　　）
A．推测CO2通过嗜热蓝细菌细胞膜的方式只有主动运输
B．嗜热蓝细菌内碳酸酐酶在高温环境下活性会较高，但并不参与卡尔文循环
C．羧酶体的生理作用是有利于高效固定CO2
D．过程②需要消耗ATP和NADPH，而过程①不需要
【答案】A
【分析】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、图示CO2通过嗜热蓝细菌细胞膜是需要能量的，方式为主动运输，此外，CO2的跨膜运输方式可能还存在自由扩散，A错误；
B、嗜热蓝细菌内碳酸酐酶在高温环境下活性会较高，能催化CO2转化为，但未参与卡尔文循环，B正确；
C、在羧酶体内，大量会转化为CO2，加快与C5反应进一步完成CO2的固定，C正确；
D、过程②是C3的还原，需要光反应产生的ATP和NADPH，而过程①是二氧化碳的固定，不需要ATP和NADPH，D正确。
故选：A。
【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，结合所学知识进行解答。
9．某学习小组将生理状态相同的萝卜条，分别置于不同浓度的蔗糖溶液（0.2mol/L﹣0.7mol/L）中，一段时间后，测量细胞的实验前长度和实验后长度并计算其比值。实验结果如图所示。下列有关分析正确的是（　　）
A．若将处于0.5mol/L蔗糖溶液中的萝卜条转移至清水中，细胞会吸水涨破
B．当蔗糖溶液浓度为0.3mol/L时，细胞液渗透压大于外界溶液渗透压
C．0.2mol/L﹣0.4mol/L范围内，随着蔗糖溶液浓度升高，细胞失水增多
D．实验结果表明，萝卜条细胞液浓度介于0.3mol/L﹣0.4mol/L之间
【答案】B
【分析】由图示纵坐标可知，“实验前长度/实验后长度”的比值反映细胞的吸水或失水状态：
1、若比值＞1：说明细胞失水，细胞体积变小（外界溶液浓度＞细胞液浓度）；
2、若比值 ＝1：说明细胞水分进出平衡（外界溶液浓度＝细胞液浓度）；
3、若比值＜1：说明细胞吸水，细胞体积变大（外界溶液浓度＜细胞液浓度）。
【解答】解：A、萝卜具有细胞壁，其对细胞具有支持和保护作用，即使将处于 0.5mol/L蔗糖溶液中的萝卜条转移至清水，萝卜细胞会吸水，但也不会涨破（细胞壁具有保护细胞的作用），A错误；
B、当蔗糖溶液浓度为 0.3mol/L时，纵坐标比值＜1，说明细胞吸水，此时外界溶液渗透压＜细胞液渗透压，B正确；
C、0.2mol/L﹣0.4mol/L范围内，纵坐标比值＜1，说明细胞吸水，细胞液浓度降低，蔗糖溶液浓度升高，C错误；
D、纵坐标比值 ＝1时，细胞水分进出平衡，即外界溶液浓度＝细胞液浓度，结果表明，萝卜条细胞液浓度介于0.4mol/L﹣0.5mol/L之间，D错误。
故选：B。
【点评】本题考查植物细胞质壁分离的相关知识，重在考查学生获取图示信息、审题能力以及实验分析能力。
10．藜麦是一种耐盐植物，具有非常强的抗逆性和较高的营养品质。参与藜麦Na+和K+平衡的关键转运载体和通道如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．SOS1和NSCC的结构不同，转运Na+的方式也不同
B．KOR与K+结合运出表皮细胞，不需要能量
C．H+通过主动运输运出细胞，维持了细胞膜两侧H+的浓度差
D．Na+以主动运输的方式进入液泡，使根细胞的吸水能力加强
【答案】B
【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输。
【解答】解：A、图中显示，钠离子通过NSCC的过程是顺浓度梯度进行的，为协助扩散，钠离子通过SOS1转运出细胞是逆浓度梯度进行的，消耗的是H+的梯度势能，为主动运输，据此推测，SOS1和NSCC的结构不同，转运Na+的方式也不同，A正确；
B、据图可知，KOR是一种K+通道，不会与K+结合，B错误；
C、根据膜两侧H+浓度差可知，H+运出表皮细胞的方式是主动运输，维持了细胞膜两侧H+的浓度差，C正确；
D、Na+以主动运输的方式进入液泡，该过程消耗的是H+的梯度势能，钠离子转运进入液泡有利于提高细胞液的渗透压，从而提高根细胞的吸水能力，D正确。
故选：B。
【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。
11．细胞的生命活动离不开物质运输，很多物质和结构都有助于运输功能，关于这些物质和结构下列说法错误的是（　　）
A．细胞摄取大分子，大分子首先与细胞膜上的磷脂分子结合，形成囊泡，进行胞吞
B．转运蛋白可运输物质进出细胞，且有些转运蛋白需与ATP末端脱离的磷酸结合
C．水分子在生物体内参与物质运输，这与它们是极性分子且互相能形成氢键有关
D．蛋白质纤维构成的细胞骨架，在细胞物质运输等生命活动中发挥了重要作用
【答案】A
【分析】大分子物质是通过胞吞或胞吐的方式运输的，胞吞和胞吐的生理基础是细胞膜的流动性，在此过程中需要消耗由细胞呼吸提供的能量。
【解答】解：A、细胞摄取生物大分子时，大分子首先需要与细胞膜上蛋白质结合，形成囊泡，进行胞吞，A错误；
B、转运蛋白在主动运输和协助扩散中发挥作用，有些转运蛋白如Ca2+载体蛋白需要与ATP末端水解的磷酸结合，发挥作用，B正确；
C、水分子是极性分子，互相之间形成氢键，常温下维持液态，具有流动性，C正确；
D、细胞骨架由蛋白质纤维构成，与物质运输等各种生命活动有关，D正确。
故选：A。
【点评】本题考查细胞中水、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。
12．某同学利用黑藻叶片进行“质壁分离”实验，示意图如下。下列叙述正确的是（　　）
A．质壁分离发生的原因之一是②没有伸缩性
B．发生质壁分离过程中，③处颜色变浅
C．与图甲相比，图乙细胞吸水能力更强
D．若向蔗糖溶液中滴加红墨水，③处会变红
【答案】C
【分析】1、植物细胞的吸水和失水主要取决于细胞周围水溶液的浓度和植物细胞细胞液的浓度的大小，当周围水溶液的浓度小于细胞液的浓度时，细胞就吸水；当周围水溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞就失水。
2、在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞液的浓度增加，细胞液的渗透压升高，细胞的吸水能力逐渐增强。
【解答】解：A、质壁分离产生的条件是具有大液泡和具有细胞壁；质壁分离产生的内因是原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性；质壁分离产生的外因是外界溶液浓度＞细胞液浓度；质离发生的原因之一是细胞壁（②）的伸缩性小于原生质层，A错误；
B、发生质壁分离过程中，细胞失水，液泡（③）中的细胞液浓度增大，颜色变深，B错误；
C、图甲相比，图乙细胞处于失水状态，细胞液渗透压升高，吸水能力更强，C正确；
D、细胞壁具有全透性，若向蔗糖溶液中滴加红墨水，红墨水可以通过细胞壁进入细胞壁和细胞膜之间，但由于细胞膜的选择透过性，红墨水不能进入液泡（③），③处不会变红，D错误。
故选：C。
【点评】本题考查质壁分离的原因和过程，掌握植物细胞吸水和失水的原理是解题的关键。
13．海水稻的诞生为解决全球粮食问题带来了新的希望，海水稻细胞中部分物质运输的生理过程如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A．H2O通过自由扩散和协助扩散进入海水稻细胞
B．SOS1排出Na+和NHX运进Na+均需消耗能量
C．甲、乙蛋白具有催化ATP水解和运输H+的功能
D．图中pH大小为细胞膜外＞细胞质基质＞细胞液
【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、分析题图，H2O通过自由扩散和协助扩散进入海水稻细胞，A正确；
B、分析题图，SOS1排出Na+是逆浓度梯度的，需消耗能量，NHX运进Na+也是逆浓度梯度的，需消耗能量，B正确；
C、分析题图，甲、乙蛋白都能催化ATP水解和运输H+，C正确；
D、结合图中H+的运输特点，H+逆浓度梯度运出细胞、逆浓度梯度运入液泡，可知图中pH大小为细胞膜外＜细胞质基质，细胞质基质＞细胞液，D错误。
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点和分析题图的能力，难度适中。
14．图a为不同浓度蔗糖溶液中西葫芦条的质量变化百分比，分别对应实验第1～7组，整个过程中细胞始终有活性。另选取其他西葫芦细胞置于一定浓度的KNO3溶液中，测得P值随时间的变化曲线如图b所示。下列叙述错误的是（　　）
注：西葫芦条的质量变化百分比（%）＝×100% P值＝
A．图a实验结束后，第7组西葫芦细胞的吸水能力最强
B．由图a可知，本实验所用西葫芦的细胞液浓度在0.4～0.5mol/L之间
C．据图b实验结果判断，细胞从t1时期开始吸收K+和NO3
D．图b中t1﹣t2期间，更多水分沿“外界溶液→细胞质基质→细胞液”流动
【答案】C
【分析】细胞失水最多，细胞液浓度最高，所以吸水能力最强。
【解答】解：A、图a中第7组蔗糖溶液浓度最高，西葫芦条质量减少最多，细胞失水最多，细胞液浓度最高，所以吸水能力最强，A正确；
B、图a中质量变化百分比为0时，对应的蔗糖溶液浓度与细胞液浓度相等，由此可知本实验所用西葫芦的细胞液浓度在0.4﹣0.5mol/L之间，B正确；
C、图b中t0﹣t1期间，P值小于1，细胞失水，在t1之前细胞就开始吸收K+和，C错误；
D、图b中t1﹣t2期间，P值增大，细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水，更多水分沿“外界溶液→细胞质基质→细胞液”流动，D正确。
故选：C。
【点评】本题考查植物细胞的质壁分离及复原相关知识，意在考查对细胞吸水和失水原理、实验数据及曲线分析的理解，需结合质壁分离和复原过程中细胞液浓度变化及物质跨膜运输分析选项。
15．耐盐碱水稻是指能在盐浓度为0.3%以上的盐碱地正常生长的水稻品种。现取普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认，某生物兴趣小组使用0.3g mL﹣1的理两组水稻根毛区细胞，结果如图。下列叙述正确的是（　　）
A．0～1h内，Ⅰ组水稻细胞的吸水能力逐渐减弱
B．1h后，Ⅰ组水稻细胞开始吸收K+和
C．Ⅰ组水稻原生质体体积随细胞壁伸缩性的改变而改变
D．据图推测，Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻
【答案】D
【分析】分析题图：用0.3g mL﹣1的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，Ⅱ组水稻原生质体的体积增加，说明细胞液浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水，而I组水稻原生质体的体积先减小后增加，说明细胞先发生质壁分离后复原。
【解答】解：A、Ⅰ组水稻原生质体体积先减后增，在0～1h内失水，细胞液浓度逐渐增大，吸水能力增强，A错误；
B、Ⅰ组水稻细胞从开始就吸收K+、，1h后细胞液浓度大于外界溶液浓度，开始吸水，B错误；
C、细胞壁伸缩性较小，Ⅰ组水稻原生质体体积并不是随着细胞壁伸缩性的改变而改变，C错误；
D、Ⅰ组水稻原生质体体积先下降后上升，说明先失水发生质壁分离后复原，说明细胞液浓度较小，是普通水稻，而Ⅱ组水稻发生了渗透吸水，是耐盐碱水稻，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查质壁分离与复原的相关知识，学生要掌握细胞失水和吸水的原理，正确分析曲线图，注意图中虚线的含义。
16．茶树根细胞膜上的硫酸盐转运蛋白负责将从外界环境中转运到根细胞内。当土壤中存在硒酸根（时，硫酸盐转运蛋白会将两者一同转运到根细胞内。吸收的大部分硒会与细胞内的蛋白质结合，形成硒蛋白。一部分硒蛋白会被转移到细胞壁中进行储存。下列说法错误的是（　　）
A．和被吸收时均需要和硫酸盐转运蛋白结合
B．和的转运速度与二者在膜外的浓度呈正相关
C．硫酸盐转运蛋白对和的转运具有特异性
D．硒蛋白转移至细胞壁中可避免硒的过量积累对细胞造成毒害
【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：AB、根细胞吸收无机盐离子的方式通常是主动运输，故和被吸收时均需要和硫酸盐转运蛋白结合，其转运速度与膜上的转运蛋白的数量和能量的供应有关，且存在饱和效应，而不是与膜外的浓度呈正相关，A正确，B错误。
C、硫酸盐转运蛋白能特异性转运和，而不能转运其他物质，即硫酸盐转运蛋白对和的转运具有特异性，C正确；
D、硒蛋白转移至细胞壁中可减少其在细胞质的积累，避免硒的过量积累对细胞造成毒害，D正确。
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题目信息的能力，难度适中。
17．质子泵是细胞膜上转运H+的载体，可通过催化ATP水解将H+从膜内运到膜外，使细胞壁pH下降，进而变得松弛。生长素可以与受体结合，通过信号转导促进质子泵基因的表达。下列叙述错误的是（　　）
A．质子泵能降低ATP水解反应所需的活化能
B．H+通过质子泵转运到膜外的方式属于协助扩散
C．生长素可通过促进细胞壁酸化来促进细胞的生长
D．生长素是信号分子，不直接催化细胞代谢反应
【答案】B
【分析】生长素是第一个被发现的植物激素。生长素有调节茎的生长速率、抑制侧芽、促进生根等作用，在农业上用以促进插枝生根效果显著。
【解答】解：A、被活化的质子泵可催化ATP水解，说明被活化的质子泵是一种ATP水解酶，酶的作用机理是降低反应活化能，使反应更容易发生，A正确；
B、H+从膜内转运到膜外需要ATP，该过程属于主动运输，B错误；
C、生长素可以与受体结合，通过信号转导促进质子泵基因的表达。从而细胞酸化，酸化后的细胞壁变得松弛而有利于伸展，因此细胞壁酸化有利于细胞的生长，C正确；
D、生长素是信号分子，参与调节作用，不直接参与细胞代谢，D正确。
故选：B。
【点评】本题主要考查物质跨膜运输、植物激素的相关知识，要求学生有一定的理解分析能力，能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
二．填空题（共9小题）
18．如图为某学生进行某实验的基本操作步骤，请回答下列有关问题：
（1）你认为他做该实验的目的是　观察植物细胞的质壁分离与复原　 ．
（2）B步骤主要观察洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色　液泡　 的大小以及　原生质层　 的位置．
（3）请描述C步骤的操作方法：　从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次　 ．
（4）某学生在F步骤观察时，发现质壁分离不能复原，最可能的原因是　质壁分离时间过长，细胞失水过多而死亡　 ．
（5）通过实验发现，蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败．请据此拟定一个相关的探究课题：　探究蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原的影响　 ．
【答案】见试题解答内容
【分析】成熟的植物细胞有一大液泡．当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，既发生了质壁分离．当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中，液泡逐渐变大，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，既发生了质壁分离复原．
【解答】解：（1）据图分析实验过程可知，C和E步骤是改变植物细胞外溶液浓度的大小，从而观察对植物细胞的影响，可推知此实验的目的是观察植物细胞的质壁分离与复原．
（2）B步骤时还没有发生质壁分离，此时主要是观察紫色的液泡大小，同时观察原生质层的位置，以便与D步骤比较．
（3）根据图示，可归纳出步骤C的操作方法：在盖玻片的右侧（一侧）滴入蔗糖溶液，左侧（另一侧）用吸水纸吸引，重复几次，使洋葱细胞浸泡在蔗糖溶液中，使之发生质壁分离．
（4）F步骤时不能重复的主要原因是质壁分离时间过长，导致细胞失水过多而死亡，或者蔗糖溶液浓度过高．是细胞过快失水死亡，死亡细胞的原生质层不再具有半透性，不能发生质壁分离与复原．
（5）当蔗糖溶液浓度过高时细胞失水过多会死亡，蔗糖溶液浓度过低时质壁分离现象不明显，所以我们可以研究蔗糖溶液对洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离的影响．
故答案为：
（1）观察植物细胞的质壁分离与复原
（2）液泡 原生质层
（3）从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次
（4）质壁分离时间过长，细胞失水过多而死亡
（5）探究蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原的影响
【点评】考生应学会分析质壁分离实验的结果．
19．某小组对“低温是否会影响物质的跨膜运输”进行了实验探究，实验步骤如下：
①组装渗透装置两套，分别编号为1、2；
②在两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓度的蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等；
③对两组装置进行不同处理：1组用水浴维持在37℃左右，2组的烧杯外加冰块降温；
④两组装置同时开始实验，几分钟观察记录漏斗内的液面高度变化．
请分析回答下列问题：
（1）本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即　渗透　 作用速率来进行探究的．
（2）为了直观地表示相对速率，用　漏斗液面高度　 表示实验结果．
（3）该实验可能的结果与结论：
①若1组漏斗内液面高度比2组高，则说明　低温会影响物质的跨膜运输，且使运输速率减慢　 ；
②若　若2组漏斗的液面高度比1组高　 ，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率加快．
③若1、2组漏斗内液面高度相同，则说明　若1、2组漏斗的液面高度相同　 ．
（4）如果上述实验结果证明了“低温能影响物质跨膜运输的速率”，那么对于生物活细胞来讲产生这种情况的可能原因是　①低温会影响细胞膜的流动性，从而影响其功能 ②低温会影响酶的活性，从而影响呼吸作用释放能量的过程　 ．
【答案】见试题解答内容
【分析】实验应遵循单一变量原则、对照原则，无关变量相同且适宜原则，从题意可知，本实验是通过测定水分子通过膜的扩散即渗透作用速度来进行探究的，自变量是温度，因变量是漏斗液面高度的变化；根据不同的现象，推测低温是否影响物质的跨膜运输；则说明低温影响物质跨膜运输，原因是低温会影响酶的活性，从而影响呼吸作用释放能量．
【解答】解：（1）水分子通过半透膜，从低浓度到高浓度溶液的扩散称为渗透．
（2）由题意可知，自变量为渗透系统所处的温度环境差异，因变量是漏斗液面高度；
（3）该实验可能的结果与结论是：
①若1组漏斗液面高度比2组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率减慢；
②2组漏斗液面高度比1组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速度加快；
③若1、2组漏斗的液面高度相同，则说明低温并不影响物质跨膜运输．
（4）低温影响物质跨膜运输，原因是低温会抑制酶的活性，从而影响呼吸作用释放能量；或者低温会影响细胞膜的流动性，从而影响其功能．
故答案为：
（1）渗透
（2）漏斗液面高度
（3）①低温会影响物质的跨膜运输，且使运输速率减慢
②若2组漏斗的液面高度比1组高
③若1、2组漏斗的液面高度相同
（4）①低温会影响细胞膜的流动性，从而影响其功能 ②低温会影响酶的活性，从而影响呼吸作用释放能量的过程
【点评】本题考查水分子的跨膜运输方式、自变量和因变量的判断，以及温度能影响生命活动等相关知识，比较综合，提升了学生获取信息、审题能力以及实验知识，注重学生的基础知识的过关．
20．下面是用新鲜的洋葱表皮进行的一些实验结果，请据表分析回答下面的问题．
组 别 处 理 结 果
A ①材料置到质量分数为30%蔗糖溶液中 ①发生质壁分离
②然后将材料移到蒸馏水中 ②质壁分离复原
B ③材料置于质量分数为60%蔗糖溶液中 ③迅速发生质壁分离
④然后移到蒸馏水中 ④质壁分离不能复原
C ⑤材料置于质量分数为7%的尿素溶液中 ⑤开始发生质壁分离，然后渐渐复原
D ⑥材料放入100℃开水中3min取出，重复A组实验 ⑥未发生质壁分离
（1）洋葱表皮细胞在A、B、C三组实验中均发生质壁分离现象，其结构基础是　原生质层　 ．
（2）A组实验可以说明　①细胞在质量分数为30%的蔗糖溶液中保持活性； ②当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；反之，细胞吸水　 ．
（3）C组实验结果产生的原因是　开始细胞内外具有浓度差，细胞渗透失水；随着尿素分子被细胞吸收进入细胞，使细胞内部浓度反高于外界溶液浓度，细胞吸水造成质壁分离复原　 ．
（4）D组实验结果的原因是　细胞在热水中死亡，原生质层失去选择透过性而成为全透性　 ．
【答案】见试题解答内容
【分析】从细胞自身的特性来考虑，细胞之所以能发生质壁分离，正是由于原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大；A组实验材料外界蔗糖溶液的浓度0.3g/mL，细胞失水，发生质壁分离复原现象；B组实验材料，相对于0.3g/mL蔗糖溶液，0.6g/mL蔗糖溶液浓度更高，细胞失水更快、更多，导致细胞死亡，以致后来不能发生质壁分离复原；尿素是可以被细胞主动吸收的小分子物质，随着尿素分子不断进入细胞内部，当细胞液浓度大于细胞外溶液浓度时，细胞吸水，自动复原；将材料放入100℃热水中，细胞将死亡，而死亡的细胞是不能发生质壁分离的．
【解答】解：（1）从细胞自身的特性来考虑，细胞之所以能发生质壁分离，正是由于原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大；而外部条件则是细胞外界溶液浓度大于细胞液的浓度；
（2）A组实验材料外界蔗糖溶液的浓度0.3g/mL，细胞失水，发生质壁分离复原现象，即当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；反之，细胞吸水；
（3）尿素是可以被细胞主动吸收的小分子物质，随着尿素分子不断进入细胞内部，当细胞液浓度大于细胞外溶液浓度时，细胞吸水，自动复原；
（4）将材料放入100℃热水中，细胞将死亡，而死亡的细胞是不能发生质壁分离的．
故答案为：
（1）原生质层
（2）①细胞在质量分数为30%的蔗糖溶液中保持活性； ②当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；反之，细胞吸水
（3）开始细胞内外具有浓度差，细胞渗透失水；随着尿素分子被细胞吸收进入细胞，使细胞内部浓度反高于外界溶液浓度，细胞吸水造成质壁分离复原
（4）细胞在热水中死亡，原生质层失去选择透过性而成为全透性
【点评】本题考查观察植物细胞的质壁分离和复原的相关知识，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．
21．如图中甲、乙两图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图。请根据甲、乙、丙三图回答下列问题（甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是甲图发生了较长时间的渗透作用之后达到的平衡状态）。
（1）典型的渗透装置必须具备两个条件：　具有半透膜　 、　膜两侧溶液具有浓度差　 。
（2）比较甲图中①和②处溶液浓度的大小：①　小于　 （填“大于”“小于”或“等于”）②。
（3）丙图中⑦为 　原生质层　 ，其在渗透系统中的作用类似于甲图中的 　③　 。
（4）甲图和丙图中都有渗透膜，两者相比其本质的区别是细胞膜作为生物膜具有 　选择透过　 性，细胞膜的这一特性与其膜上 　载体蛋白的种类和数量　 的作用有关。
（5）若把根毛细胞放在30%的蔗糖溶液中，它会出现的变化 　质壁分离现象　 。
（6）盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是 　土壤溶液浓度大于根毛细胞液浓度，造成细胞失水，出现萎蔫现象　 。
【答案】见试题解答内容
【分析】1、分析图甲和乙，①表示烧杯中的液体，②表示漏斗中的液体，③表示半透膜；漏斗液面上升了，说明漏斗内溶液浓度高。
2、分析图丙，④表示细胞膜，⑤表示细胞质，⑥表示液泡膜，⑦表示原生质层。
3、渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧运输到高浓度一侧；条件是半透膜和浓度差。
4、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。
【解答】解：（1）渗透作用发生的条件是具有半透膜、半透膜两侧溶液具有浓度差。
（2）由甲图到乙图，漏斗内液面升高，说明甲装置中进入漏斗的水分子多于由漏斗进入烧杯中的水分子，因此漏斗内的浓度高于漏斗外的浓度。
（3）分析题图可知，④⑤⑥依次是细胞膜、细胞膜与液泡膜之间的细胞质、液泡膜，共同组成了原生质层⑦；在植物细胞中，原生质层相当于半透膜，即图甲中的③。
（4）图甲中的③属于半透膜，没有选择透过性，而丙图中的⑦属于生物膜，具有选择透过性；细胞膜的选择透过性与细胞膜上载体蛋白的种类和数量有关。
（5）将根毛细胞放在质量分数为30%的蔗糖溶液中，由于外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞通过渗透作用失水而出现质壁分离现象。
（6）盐碱地中土壤溶液浓度大于根毛细胞液浓度，造成细胞失水，因此植物会出现萎蔫现象。
故答案为：
（1）具有半透膜 膜两侧溶液具有浓度差
（2）小于
（3）原生质层 ③
（4）选择透过 载体蛋白的种类和数量
（5）质壁分离现象
（6）土壤溶液浓度大于根毛细胞液浓度，造成细胞失水，出现萎蔫现象
【点评】本题考查物质进出细胞的方式的综合、细胞质壁分离与质壁分离复原现象及其原因的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。
22．如图是以洋葱为实验材料的实验现象或结果，请据图回答下列问题：
（1）图1是利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行的质壁分离实验现象，实验时外界溶液是滴入少量红墨水的0.3g/ml的蔗糖溶液，那么图中A、C两处的颜色分别是　红色、紫色　 （顺序错不得分）．
有同学用洋葱鳞片叶内表皮细胞进行图1所示实验，为清晰观察到实验现象，需对光学显微镜的光圈进行的操作是　缩小光圈　 ．
（2）图2是利用洋葱根尖进行的有丝分裂实验现象，细胞D与E的染色体数之比为　1：2　 ，核DNA数之比为　1：1　 ；
（3）图3是分离洋葱绿叶中色素得到的滤纸条，由该结果可知洋葱绿叶中　ABCD　 ．
A．色素的种类　　　　　　　B．不同色素在层析液中溶解度的相对大小
C．不同色素的相对含量　　　D．各种色素的颜色
（4）某同学在秋天做色素提取分离实验时，提取和分离过程操作正确，而实验结果只出现了图3中色素带1和2，最可能的原因是　叶绿素已分解　 ．
【答案】见试题解答内容
【分析】分析图形：
图1：表示发生质壁分离的紫色洋葱叶肉细胞，A、B、C分别表示细胞外液、细胞质、细胞液；
图2：洋葱根尖有丝分裂，D、E分别是中期和后期；
图3：滤纸条1234分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b．
【解答】解：（1）由于原生质层的选择透过性，所以滴入少量红墨水的0.3g/ml的蔗糖溶液不能透过原生质层进入细胞，因此图中A、C两处的颜色分别是红色和紫色．洋葱鳞片叶内表皮细胞无色，为了清晰观察到实验现象，应将视野调暗，所以需对光学显微镜的光圈进行的操作是缩小光圈．
（2）观察洋葱根尖细胞有丝分裂，在分生区能发现细胞处于分裂状态．根据图象判断，D为中期，E为后期，所以细胞D与E的染色体数之比为1：2，核DNA数比是1：1．
（3）分离色素的原理是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢．正常情况下，滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽）．故选：ABCD．
（4）叶绿素的合成和分解受光照、温度的影响，秋天温度嗲，叶绿素在低温下易被破坏，且生成很难．
故答案为：
（1）红色 紫色 缩小光圈
（2）1：2 1：1
（3）ABCD
（4）叶绿素被破坏
【点评】本题考查观察植物细胞的质壁分离和复原、叶绿体色素的提取和分离实验、观察细胞的有丝分裂的相关知识，意在考查学生获取图示信息、审题能力以及分析问题和解决问题的能力．
23．囊性纤维化是一种严重的遗传性疾病，导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变．甲图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用，乙图表示四种不同的物质在细胞内外的相对浓度差异，请据图回答有关问题：
（1）甲图所示氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上　功能正常的CFTR蛋白　 决定的，若乙图所示物质跨膜运输的方向由膜内至膜外，则物质跨膜运输方式与甲图中氯离子相同的是　Na+　 ．
（2）在正常细胞内，氯离子在CFTR蛋白的协助下通过　主动运输　 方式转运至细胞外，病变条件下，由于CFTR蛋白关闭，　水　 分子向膜外扩散的速度减慢，覆盖于肺部细胞表面的黏液不能被稀释．
（3）正常的CFTR蛋白约由1500个氨基酸组成，在脱去的水分子中氢来源于　氨基和羧基　 ，直接指导该蛋白质合成的模板的基本组成单位是　核糖核苷酸　 ．
（4）参照乙图，绘制出正常情况下氯离子跨膜运输时细胞内外相对浓度的大小．　　
【答案】见试题解答内容
【分析】分析图甲：CFTR蛋白功能正常时，氯离子和水分子正常运输，细胞外的黏液为稀薄的；而当CFTR蛋白功能异常时，黏稠的分泌物不断积累．
据图乙分析，Na+离子细胞外的浓度高于细胞内，K+离子是细胞外的浓度低于细胞内，胰岛素存在于细胞外，二氧化碳是细胞内浓度高于细胞外．
【解答】解：（1）分析甲图可知，氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上功能正常的CFTR蛋白决定的，并且需要消耗能量，因此该物质运输方式为主动运输．若乙图所示物质跨膜运输的方向由膜内至膜外，则钠离子是由低浓度向高浓度一侧运输，属于主动运输；而钾离子和二氧化碳是由高浓度向低浓度一侧运输，属于被动运输．
（2）在正常细胞内，氯离子在CFTR蛋白的协助下，由低浓度向高浓度一侧运输，并且需要消耗能量，属于主动运输；病变条件下，由于CFTR蛋白关闭，水分子向膜外扩散的速度减慢，覆盖于肺部细胞表面的黏液不能被稀释．
（3）在氨基酸脱水缩合过程中，脱去的水分子中氢来源于氨基和羧基，直接指导该蛋白质合成的模板是mRNA，其基本组成单位是核糖核苷酸．
（4）甲图中看出，细胞内的氯离子浓度低，细胞外浓度高，因此参照乙图，正常情况下，黑色柱高于白色柱．
故答案为：
（1）功能正常的CFTR蛋白 Na+
（2）主动运输 水
（3）氨基和羧基 核糖核苷酸
（4）
【点评】本题考查了物质的跨膜运输的相关知识，意在考查考生的识图能力、识记能力和理解能力，属于中档题．
24．如图中纵坐标表示物质通过膜运输的速率。请根据图回答。
（1）心肌细胞吸收O2、K+的运输方式依次是图　a　 、　b　 （填序号）。图b出现BC段的主要原因是　载体的数量及参与呼吸作用的酶的数量是有限的　 ，这两种运输方式体现了生物膜是一种　选择透过性　 膜。
（2）与表皮细胞相比较，人心肌细胞中显著增多的细胞器结构是　线粒体　 ，其依据是　心肌细胞在不停地收缩，需要消耗能量远比表皮细胞多　 。
（3）若对离体的心肌细胞施用某种霉素，结果Ca2+吸收量显著减少，而K+、C6H12O6等物质的吸收不受影响，其可能的原因是　该毒素抑制了Ca2+载体的活性　 。 若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，其原因是　这些物质的运输都是主动运输，需要消耗能量　 。
【答案】见试题解答内容
【分析】依据物质跨膜运输模型，a曲线图中物质通过膜运输的速率与浓度差成正比，属于自由扩散模型，如O2进入心肌细胞；b曲线图表示在一定氧气浓度范围内，随着氧气浓度增加，物质通过膜运输的速率增加，但氧气浓度到达一定浓度后，运输速率不再增加，属于主动运输方式，如K+进入心肌细胞。该模型除了要考虑有氧呼吸释放能量时氧气的消耗量，还要考虑细胞膜上载体的种类和数量对物质运输的直接影响，同时参与呼吸作用的酶也是有限的。
【解答】解：（1）依据物质跨膜运输模型，可知a为自由扩散模型，故为O2进入心肌细胞的方式，b为主动运输中的“耗氧量”模型，是K+的运输方式。该模型除了要考虑有氧呼吸释放能量时氧气的消耗量外，还要考虑细胞膜上的载体种类和数量对物质运输的直接影响，同时参与呼吸作用的酶也是有限的。细胞膜控制物质进出说明了细胞膜具有选择透过性。
（2）人心肌细胞与表皮细胞相比较，显著增多的结构是线粒体，心肌细胞在不停地收缩需要消耗能量远比表皮细胞多。
（3）若毒素抑制了钙离子载体的活性，则Ca2+吸收最显著减少，但其他物质不是影响。反之若用呼吸作用抑制剂处理心肌细胞，在细胞的呼吸受阻能量递减，故Ca2+、K+、C6H12O6等物质吸收均受到影响。
故答案为：
（1）a b 载体的数量及参与呼吸作用的酶的数量是有限的 选择透过性
（2）线粒体 心肌细胞在不停地收缩，需要消耗能量远比表皮细胞多
（4）该毒素抑制了Ca2+载体的活性 这些物质的运输都是主动运输，需要消耗能量
【点评】无论是绿色植物的根吸收矿质元素，还是动物的心肌细胞吸收无机盐离子都涉及物质的主动运输过程，所以要从能量和载体两个角度（直接影响因素）去寻找突破口，只要间接影响到能量变化（如细胞呼吸）或载体蛋白的因素就要考虑。
25．科学家先将准备好的含有Ca2+、Mg2+、SiO44﹣的一定量培养液两等分，再将水稻和番茄分别放在上述培养液中培养。一段时间后，两种培养液中离子浓度的变化如图所示。
请回答：
（1）根据已有知识并结合图示，请指出培养一段时间后，培养水稻的培养液中Ca2+、Mg2+、SiO44﹣三种离子的数量变化趋势是 　都减少　 。
（2）比较培养水稻的培养液，Ca2+、Mg2+、Si4+三种离子的变化程度并不相同，其主要原因是 　水稻根细胞膜上这三种离子的载体数量不同　 ；比较培养水稻和番茄的培养液，同一种离子的变化程度也明显不同，其主要原因是 　不同种生物，其细胞膜上运输同一种物质的载体数量也不同　 ；该实验较好地体现了离子跨膜运输具有 　选择透过性　 特点。
（3）实验一现适当提高番茄培养环境的湿度，可以使番茄培养液中Mg2+浓度在较短时间内达到图中效果，原因是 　蒸腾作用减弱，使番茄吸水量减少，而对Mg2+的吸收量没有明显影响，所以培养液Mg2+浓度下降　 。
【答案】见试题解答内容
【分析】根据题意和图形分析可知：将水稻和番茄分别放在含Mg2+、Ca2+、和Si4+的培养液中培养，一段时间后，番茄培养液中的Mg2+和Ca2+浓度下降，水稻培养液中的Mg2+和Ca2+浓度增高。Si4+的情况刚好相反：水稻吸收大量的Si4+，而番茄几乎不吸收Si4+，说明番茄吸收了Mg2+和Ca2+，几乎不吸收Si4+，而水稻正好相反。
【解答】解：（1）图中水稻培养液中的Mg2+和Ca2+浓度增高，是因为水稻吸收水分的速率大于吸收Mg2+和Ca2+的速率，所以培养液中Mg2+和Ca2+的数量降低了。而Si4+浓度下降了，说明培养液中Si4+的量也降低了。
（2）分析图形可知水稻培养液中Ca2+、Mg2+、Si4+三种离子的浓度变化情况不同，其主要原因是水稻根细胞膜上这三种离子的载体数量不同；水稻和番茄的培养液中同一种离子的变化情况不同，其主要原因是不同种生物，其细胞膜上运输同一种物质的载体数量也不同；该实验说明了离子的跨膜运输具有选择透过性特点。
（3）若适当提高番茄培养环境的湿度，则可以降低番茄的蒸腾作用，使番茄吸水量减少，而对Mg2+的吸收量没有明显影响，所以培养液Mg2+浓度下降。
故答案是：
（1）都减少
（2）水稻根细胞膜上这三种离子的载体数量不同
不同种生物，其细胞膜上运输同一种物质的载体数量也不同
选择透过性
（3）蒸腾作用减弱，使番茄吸水量减少，而对Mg2+的吸收量没有明显影响，所以培养液Mg2+浓度下降
【点评】本题考查主动运输的原理和意义、无机盐的主要存在形式和作用的相关知识，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、分析图表以及解决问题的能力。
26．科学家对细胞膜研究发现，细胞膜上有水通道和离子通道，在水分的吸收和电信号传递中起着关键性作用，这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具有极其重要的意义．据此，请分析回答下列问题：
（1）用胰蛋白酶处理水通道和离子通道后的水解产物用双缩脲试剂检测，结果呈紫色，说明该水解产物是　多肽　 ．
（2）据下面提供的实验材料、方法和原理，完成探究细胞对水的吸收是否需要通道蛋白的实验．
实验材料：人体成熟红细胞、蛋白酶溶液、生理盐水、蒸馏水、显微镜等．
实验原理：正常的红细胞有较稳定的形态和体积，因此，红细胞的大小可反映细胞的生理状态．
实验步骤：
①选取人体成熟红细胞，用　生理盐水　 稀释，均分两组，分别置于A、B两试管中；
②A加入一定量的活性蛋白酶溶液，B试管加入等量的高温下失活的蛋白酶溶液；
③一定时间后，分别取A、B两试管中的红细胞样液制成1、2号临时装片；
④分别在1、2号临时装片的盖玻片一侧加　等量蒸馏水　 ，另一侧用吸水纸吸引，一段时间后，显微镜观察、记录．实验的具体观察指标是　红细胞体积（或形态）的变化　 ．
实验现象和结论：
若　1号细胞体积不变，2号明显变大　 ，说明红细胞对水的吸收需要通道蛋白；
若　1、2号细胞体积均明显变大　 ，说明红细胞对水的吸收不需要通道蛋白．
【答案】见试题解答内容
【分析】双缩脲试剂与肽键发生颜色反应呈紫色，肽键数目越多颜色越深．实验设计时要遵循对照原则和单一变量原则．要注意无关变量应该相同且适宜．
【解答】解：（1）双缩脲试剂与肽键发生颜色反应呈紫色，肽键数目越多颜色越深．该物质是用胰蛋白酶处理水通道和离子通道后的水解产物，说明该水解产物是多肽化合物．
（2）①用生理盐水稀释，使人体成熟红细胞保持活性．
④对照实验遵循单一变量原则，因此分别在1、2号临时装片的盖玻片一侧加等量的蒸馏水，另一侧用吸水纸吸引，让细胞充分的吸收蒸馏水一段时间后，显微镜观察红细胞体积（或形态）的变化、记录．若 1号细胞体积不变，2号明显变大，说明红细胞对水的吸收需要通道蛋白；若 1、2号细胞体积均明显变大，说明红细胞对水的吸收不需要通道蛋白．
故答案为：
（1）多肽　　　
（2）①生理盐水　　④等量蒸馏水　　红细胞体积（或形态）的变化；
1号细胞体积不变，2号明显变大；　　1、2号细胞体积均明显变大
【点评】本题考查了物质跨膜运输以及相关实验的设计等方面的知识，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的能力；具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析、处理，能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订的能力．
三．实验题（共4小题）
27．回答下列与高中生物实验有关的问题：
（1）在物质鉴定实验中，甘蔗含糖量高且颜色接近无色，但并不适宜做鉴定还原性糖的实验材料，原因是 　甘蔗中主要是蔗糖，蔗糖属于非还原性糖　 ；花生子叶用苏丹Ⅲ染液染色后，需用酒精而不是蒸馏水洗去浮色，原因是 　苏丹Ⅲ染液是有机染料可溶于酒精等有机溶剂中　 。
（2）在观察叶绿体实验中，用镊子撕取菠菜叶下表皮时没有带叶肉能否看到叶绿体？　能　 ，原因是 　下表皮细胞的保卫细胞中含有叶绿体　 。
（3）在“观察植物细胞质壁分离及复原”实验中，常选用质量分数为30%的蔗糖溶液。若选用50%的蔗糖溶液，质壁分离一段时间后，再浸泡在清水中，往往不能发生质壁分离的复原，原因是细胞 　细胞过度失水死亡　 ；若改为质量分数为30%的硝酸钾溶液，质壁分离一段时间后，往往会发生质壁分离自动复原现象，原因是 　K+和进入液泡，使细胞液浓度增大吸水所致　 。
（4）在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，取材合适且其它操作均规范，若用体积分数为70%的乙醇提取色素，滤纸条上的色素带可能出现的现象是 　色素带颜色浅　 。
（5）洋葱根尖是“观察植物细胞有丝分裂”实验的理想材料。实验过程中，若观察到视野中分裂期细胞数目过少，从取材方面分析，可能的原因是 　取材靠近根分生区的伸长区　 ；若视野中细胞重叠，从解离时间方面分析，可能的原因是 　解离不充分细胞没有分离开　 。
【答案】见试题解答内容
【分析】1、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，当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，植物细胞发生质壁分离现象。
2、观察细胞有丝分裂实验步骤是：解离→漂洗→染色→制片。
3、绿叶中色素的提取原理是：叶片中的色素易溶于有机溶剂无水乙醇、丙酮等，分离原理是各色素随层析液在滤纸上扩散的速度不同，进而分离色素，色素在层析液中的溶解度大，在滤纸条上的扩散速度就快，溶解度小的扩散速度就慢。
【解答】解：（1）在水浴加热条件下，还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，适用于还原糖鉴定的材料应富含还原糖且本身无色或接近无色，甘蔗颜色接近无色，且含糖量高，但甘蔗富含的是蔗糖，属于非还原性糖，不能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，故不适宜做鉴定还原性糖的实验材料。苏丹Ⅲ染液是有机染料，能溶解于酒精等有机溶剂中而不能溶解于水，故花生子叶用苏丹Ⅲ染液染色后，需用酒精而不是蒸馏水洗去浮色。
（2）叶绿体主要存在于叶肉细胞中，但菠菜叶下表皮的保卫细胞中也含有叶绿体，故用镊子撕取菠菜叶下表皮时没有带叶肉能看到叶绿体。
（3）由题意可知，常选用质量分数为30%的蔗糖溶液进行“观察植物细胞质壁分离及复原”实验，若选用50%的蔗糖溶液，半透膜两侧浓度差过大，植物细胞失水过度死亡，故质壁分离后再浸泡在清水中，死亡的植物细胞往往不能发生质壁分离的复原。硝酸钾溶液中的K+和 被细胞主动吸收不断进入液泡，使细胞液浓度增大，故若改为质量分数为30%的硝酸钾溶液，植物细胞先发生质壁分离，随着K+和 不断进入细胞使细胞液浓度增大，当细胞液浓度大于外界溶液浓度后，植物细胞不断吸水发生自动复原。
（4）在“叶绿体色素的提取和分离“实验中，一般用无水乙醇提取色素，但色素在70%的乙醇中溶解度小，提取的色素量少，所以会出现色素带较浅（窄）的现象。
（5）用于“观察植物细胞有丝分裂”实验的材料为洋葱根尖分生区，若取材时选取的是靠近根分生区的伸长区，则导致视野中大部分细胞为伸长区的细胞，处于分生区分裂期细胞数目过少，若解离不充分细胞没有分离开，导致处于分裂期的细胞相互重叠。
故答案为：
（1）甘蔗中主要是蔗糖，蔗糖属于非还原性糖 苏丹Ⅲ染液是有机染料可溶于酒精等有机溶剂中
（2）能 下表皮细胞的保卫细胞中含有叶绿体
（3）细胞过度失水死亡 K+和进入液泡，使细胞液浓度增大吸水所致
（4）色素带颜色浅（窄）
（5）取材靠近根分生区的伸长区 解离不充分细胞没有分离开
【点评】本题考查检测还原糖实验、细胞的吸水和失水、色素的提取和分离实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验选择的材料、实验采用的试剂及试剂的作用、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。
28．柽柳主要分布在我国荒漠、半荒漠地带，是强耐盐植物，能在盐碱环境中正常生长，对于治理沙漠、改善盐碱地土壤结构具有重要意义。柽柳也是泌盐植物，它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出，以此来维持其渗透压。据此研究，回答下列问题：
（1）研究发现柽柳通过 　升高　 （选填“升高”或“降低”）根细胞的细胞液浓度，使细胞吸水能力 　增强　 （选填“增强”或“减弱”）以补充在干旱中强蒸腾所带走的水分。
（2）在研究柽柳泌盐方式时，欲探究柽柳泌盐的方式是主动运输还是被动运输，请你写出实验设计思路，并预期实验结果和结论。
实验材料与试剂：长期生活在盐碱地的生长状态相同的柽柳植株若干、高浓度盐溶液的培养液、呼吸抑制剂。
实验思路：　取长期生活在盐碱地的生长状态相同的柽柳植株若干，随机均分为甲组和乙组，均放入高浓度盐溶液的培养液中培养，给甲组培养液添加呼吸抑制剂，乙组不添加，放在相同且适宜的条件下培养，定期测定并记录两组柽柳植株叶子和嫩枝的泌盐量　 。
预期实验结果及结论 　若甲、乙两组柽柳植株叶子和嫩枝泌盐量相同，则说明柽柳泌盐方式为被动运输；若甲组柽柳植株叶子和嫩枝的泌盐量明显低于乙组，则说明柽柳泌盐方式为主动运输　 。
【答案】（1）升高 增强
（2）取长期生活在盐碱地的生长状态相同的柽柳植株若干，随机均分为甲组和乙组，均放入高浓度盐溶液的培养液中培养，给甲组培