高考生物一轮复习专题作业5：细胞的物质输入与输出（含解析））

高考生物一轮复习专题作业
第5讲　细胞的物质输入与输出
A组　基础题组
题组一　渗透作用的原理及应用
1.将哺乳动物的红细胞分别浸入下列甲、乙、丙、丁四个不同浓度溶液的烧杯内,一段时间后,实验结果如图所示,则甲、乙、丙、丁溶液浓度大小比较正确的是(　　)
A.甲>乙>丙>丁 B. 丁>甲>乙>丙
C.丙>丁>甲>乙 D. 丙>乙>丁>甲
答案　D　据图可知:红细胞浸入甲溶液后吸水涨破,说明甲溶液浓度小于细胞液浓度;红细胞浸入丙溶液中失水皱缩,导致体积变小,丙溶液浓度大于细胞液浓度;红细胞浸入乙溶液中红细胞保持正常形态,乙溶液浓度等于细胞液浓度;红细胞浸入丁溶液中,细胞膨胀但并未涨破,说明丁溶液浓度大于丁小于丙。综上所述,四种溶液的浓度大小关系为丙>乙>丁>甲。
2.一U形管中有两种不同的溶液R和S(R和S为生物大分子),并被一半透膜(X)隔开。与S相比,R为低渗溶液,下图中灰色的深浅代表浓度高低。当图中的U形管内达到平衡时,溶液表面是一样高还是不一样高?渗透压(或渗透势)是相等还是不相等(　　)
A.右侧较高,两溶液等渗,即浓度相等
B.右侧较高,且右侧为高渗,即浓度较高
C.左侧较高,且右侧为低渗,即浓度较低
D.两侧高度相等,且为等渗
答案　B　根据题意及图解可知,半透膜两侧的溶液有浓度差,且溶液浓度S>R,从R侧进入S侧的水分子比从S侧进入R侧的水分子多,结果使S侧液面上升。判断两侧溶液的浓度时,应考虑到S侧高出来的液柱的压力作用,渗透装置中的S侧液面升高时,液体产生的静水压也随之变大,当静水压增大到和渗透压相等时(二者的方向相反,静水压向外、渗透压向内),通过半透膜的水分子相等,因此,液面就不再升高了。故在达到渗透平衡时,若半透膜两侧仍存在液面差,则液面高的溶液浓度大。
题组二　观察植物细胞的质壁分离与复原
3.(2018北京大兴期末)下面关于植物细胞质壁分离实验说法错误的是(　　)
A.具有大液泡的活细胞是能发生质壁分离的细胞
B.细胞液浓度高于外界溶液的浓度时才能发生
C.细胞液中的水以自由扩散的方式进入外界溶液
D.外界溶液中的物质可自由通过植物细胞壁
答案　B　具有大液泡的活细胞才能发生质壁分离,A正确;细胞液浓度低于外界溶液时,细胞失水发生质壁分离,B错误;水进出细胞的方式为自由扩散,C正确;细胞壁是全透性的,外界溶液中的物质可自由通过植物细胞壁,D正确。
4.下图为某同学进行“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验时,高倍镜下观察到处于质壁分离状态的图像。下列叙述正确的是(　　)
A.从低倍镜转换到高倍镜时,需将镜筒升高才能转动转换器
B.①表示细胞膜,③处充满着蔗糖溶液
C.与细胞未发生质壁分离时相比,②的体积较小,颜色较浅
D.若将该洋葱表皮置于与②处溶液浓度相等的溶液中,液泡中会有水分子运动到细胞外
答案　D　从低倍镜转换到高倍镜时,不需要升高镜筒,A错误;图中①表示细胞壁,②表示原生质体,③表示细胞壁与原生质层之间的空隙,质壁分离状态时,③处充满着蔗糖溶液,B错误;与细胞未发生质壁分离时相比,由于细胞失水,②的体积较小,颜色较深,C错误;若将该洋葱表皮置于与②处溶液浓度相等的溶液中,液泡中会有水分子运动到细胞外,但水分子进出细胞处于动态平衡之中,D正确。
5.将新鲜马铃薯切成5 cm粗细相同的长条,再将它们分别放在浓度不同的蔗糖溶液中,4 h后测量每条的长度,结果如图所示。以下有关分析正确的是(　　)
A.马铃薯细胞液的平均浓度约为25 g·L-1
B.当溶液浓度为40 g·L-1时,细胞开始发生质壁分离
C.在溶液浓度为30 g·L-1~90 g·L-1的范围内,细胞壁也有一定程度的收缩
D.在溶液浓度为50 g·L-1,细胞均因过度发生质壁分离而死亡
答案　C　由于新鲜马铃薯条的初始长度为5 cm,题图中溶液浓度为30 g·L-1时马铃薯条的长度与初始相似,即此溶液为细胞液的等渗溶液,故马铃薯细胞液的平均浓度约为30 g·L-1,A错误;题图曲线显示,溶液浓度为30 g·L-1以后,马铃薯条的长度就开始减小,说明溶液浓度为30 g·L-1后,细胞已开始发生质壁分离,B错误;具有细胞壁的植物细胞的长度由细胞壁的长度决定,在溶液浓度为30 g·L-1~90 g·L-1的范围内,细胞长度不断减小,说明细胞壁也有一定程度的收缩,C正确;分析题图可知,溶液浓度约90 g·L-1后,马铃薯条的长度不再改变,说明溶液浓度约为90 g·L-1时,细胞才因过度发生质壁分离而死亡,D错误。
题组三　物质出入细胞的方式
6.细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中,以自由扩散方式通过细胞膜的是(　　)
A.Na+ B.二氧化碳 C.RNA D.胰岛素
答案　B　以自由扩散方式跨膜运输的物质有O2、CO2、H2O和脂溶性物质等,B正确。
7.(2018北京石景山期末)下列关于主动转运(运输)的叙述,不正确的是(　　)
A.该运输方式是细胞最重要的吸收或排出物质的方式
B.该运输方式可从低浓度一侧向高浓度一侧转运物质
C.该运输方式需要膜上载体蛋白的协助,并消耗能量
D.根吸收矿质离子属于该运输方式,而海水鱼的鳃向体外排盐不属于
答案　D　主动运输是细胞最重要的吸收或排出物质的方式,体现了生命活动的主动性,A正确;主动运输可以从低浓度一侧向高浓度一侧转运物质,B正确;主动运输需要载体蛋白的协助,还需要消耗能量,C正确;根吸收矿质离子的方式是主动运输,海水鱼的鳃向体外排盐的方式也是主动运输,D错误。
8.(2018北京四中期中)植物顶芽的生长素可以向侧芽运输,同时在缺氧的情况下,其运输会受到严重阻碍。这说明生长素的运输方式属于(　　)
A.自由扩散 B.协助扩散
C.主动运输 D.渗透作用
答案　C　自由扩散、协助扩散和渗透作用都不需要细胞呼吸提供能量,而主动运输需要消耗细胞呼吸产生的能量。在缺氧的情况下,细胞进行无氧呼吸,产生的能量少,导致植物顶芽的生长素向侧芽运输的过程受到严重阻碍,这说明生长素的运输方式属于主动运输,C正确。
9.下图不能表示的生理过程是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.突触小体释放神经递质 B.DNA聚合酶的运输过程
C.胰腺细胞分泌胰蛋白酶 D.杂交瘤细胞分泌单克隆抗体
答案　B　题图表示的是细胞分泌物质的过程,突触小体释放神经递质符合该图,A正确;DNA聚合酶不是分泌蛋白,B错误;胰蛋白酶是分泌蛋白,C正确;抗体是分泌蛋白,D正确。
10.如图为物质P和Q跨膜出细胞的示意图。下列叙述正确的是　(　　)
A.物质P可能是氧气
B.物质Q一定是水分子
C.物质P和Q出细胞都需要载体
D.物质P和Q出细胞未必都消耗能量
答案　D　物质P出细胞是逆浓度梯度的主动运输过程,氧气的跨膜运输是顺浓度梯度的自由扩散过程,A错误;物质Q出细胞是顺浓度梯度的自由扩散或协助扩散过程,物质Q不一定是水分子,B错误;主动运输需要载体蛋白的协助,需要消耗能量,自由扩散不需要载体蛋白的协助,不需要消耗能量,协助扩散需要载体蛋白的协助,不需要消耗能量,C错误,D正确。
11.如图表示一个神经细胞内外不同离子的相对浓度,离子的浓度差能保持相对稳定,下列叙述正确的是(　　)
A.K+通过主动运输从细胞外进入细胞内维持浓度差
B.Na+通过主动运输从细胞外进入细胞内维持浓度差
C.Mg2+维持细胞内外浓度差的过程中不需要消耗ATP
D.Cl-维持细胞内外浓度差的过程中相应载体蛋白不发生形状改变
答案　A　由图可知钾离子在细胞内的浓度高于细胞外的浓度,说明钾离子是通过主动运输从细胞外进入细胞内的,A正确;钠离子在细胞外的浓度高于细胞内的浓度,说明钠离子是通过被动运输从细胞外进入细胞内的,B错误;镁离子在细胞内的浓度高于细胞外的浓度,其通过主动运输从细胞外进入细胞内来维持浓度差,主动运输需要ATP和载体蛋白,C错误;氯离子在细胞外的浓度高于细胞内的浓度,其在维持浓度差时载体蛋白会发生形状改变,D错误。
B组　提升题组
一、选择题
1.离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是(　　)
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
答案　C　由题意知,离子泵参与的跨膜运输方式属于主动运输,需要载体蛋白协助,需要消耗能量,是逆浓度梯度进行的,A、B错误;动物一氧化碳中毒会影响血液中氧气的运输,影响有氧呼吸产生ATP的速率,从而降低离子泵跨膜运输离子的速率,C正确;蛋白质变性剂可使离子泵变性失活,会降低离子泵跨膜运输离子的速率,D错误。
2.下列有关影响主动运输的因素的叙述,不正确的是(　　)
A.在一定范围内,增大氧气的浓度,主动运输的速率先快后慢
B.被运输物质的浓度会影响主动运输的速率
C.细胞膜上某物质的载体蛋白多少影响细胞主动吸收该物质的速率
D.温度通过影响有关酶的活性和生物膜的流动性来影响物质的运输速率
答案　A　在一定范围内,增大氧气的浓度,主动运输的速率加快,直到稳定,D但不会变慢,A错误;在载体没有饱和的情况下,增加被运输物质的浓度,主动运输的速度加快,B正确;细胞膜上的载体种类决定了细胞主动吸收的物质的类别,也会在一定程度上影响主动运输的速率,C正确;温度通过影响有关酶的活性和生物膜的流动性,最终影响主动运输的速度,D正确。
3.为探究茉莉酸(植物生长调节剂)对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响,将细胞分别移到不同的培养液中培养3天,结果如表。下列叙述错误的是(　　)
组别
培养液中另添加的成分
结　果
NaCl
茉莉酸
①
+
-
部分细胞质壁分离
②
+
+
细胞正常,无质壁分离
③
-
-
细胞正常,无质壁分离
注:“+”表示有添加,添加后NaCl浓度为100 mmol·L-1,茉莉酸浓度为10-3 mg·L-1;“-”表示无添加。
A.NaCl为自变量,茉莉酸为因变量
B.质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小
C.胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水
D.茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用
答案　A　该实验的目的是探究茉莉酸对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响,故茉莉酸为自变量,A错误;质壁分离的胡杨细胞处于失水状态,液泡体积变小,B正确;成熟胡杨细胞具有原生质层,可构成渗透系统,因此可通过渗透作用吸水和失水,C正确;实验①组和②组比较,说明茉莉酸对NaCl引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用,D正确。
4.科学家研究了植物细胞膜对不同化学物质的通透性,实验结果如图所示[注分子式:乙基脲:C3H8N2O;丙基醇:C4H10O;二乙基脲:C5H12N2O;尿素:CO(NH2)2]。据此不能得到的推论是(　　)
A.脂溶性越强的物质越容易通过细胞膜,而水分子例外
B.据图分析,可推测细胞膜的成分与脂质近似
C.物质过膜速率与其相对分子质量大小成反比
D.细胞膜上可能存在着协助水分子通过的物质
答案　C　从曲线中可看出,脂溶性物质的运输速率与横轴的脂溶性成正比,即脂溶性越强的物质越容易通过细胞膜,而水分子例外,A正确;据图分析,脂溶性越强物质通透性越强,可推测细胞膜的成分与脂质近似,B正确;曲线中看出,物质过膜速率与其相对分子质量大小无关,C错误;曲线中看出,细胞膜对水分子的通透性较强,由此可以推测,细胞膜上可能存在着协助水分子通过的物质,D正确。
5.(2019北京广渠门中学月考)科研人员分别将蛋白C基因和蛋白G(葡萄糖转运蛋白)基因与空质粒连接,构建表达载体。将空质粒和上述两种表达载体分别转入三组蛋白G缺陷细胞,在三种不同浓度的葡萄糖间隔刺激下,测定三组细胞的葡萄糖转运速率,结果如下图。下列分析不正确的是(　　)
A.Ⅰ组实验的目的是排除空质粒对实验结果的影响
B.Ⅱ、Ⅲ组葡萄糖转运速率随葡萄糖浓度增加而减小
C.由实验结果推测蛋白C是一种葡萄糖转运蛋白
D.实验结果表明蛋白C的转运功能强于蛋白G
答案　B　Ⅰ组是空白对照组,目的是排除空质粒对实验结果的影响,A正确;与对照组相比,Ⅱ、Ⅲ组葡萄糖转运速率随葡萄糖浓度增加而增加,B错误;Ⅰ组中转入的是空质粒,Ⅲ组转入的是蛋白C基因,对比Ⅰ组与Ⅲ组结果可推知蛋白C是一种葡萄糖转运蛋白,C正确;Ⅱ组中转入的是蛋白G基因,Ⅲ组转入的是蛋白C基因,同葡萄糖浓度下Ⅲ组的转运速率大于Ⅱ组,这表明蛋白C的转运功能强于蛋白G,D正确。
6.如图是食物促进胃上皮细胞分泌胃酸的过程。胃酸除了具有辅助消化功能之外,还能导致胃灼热。下列说法错误的是　　(　　)
A.食物和组织胺作为信号促进胃上皮细胞分泌胃酸
B.H+/K+-ATP酶将H+泵到内环境中会增加胃液酸性
C.胃酸分泌时上皮细胞朝向胃腔的膜面积有所增大
D.组织胺抑制制和H+/K+-ATP酶抑制物均可减轻胃灼热
答案　B　分析题图,进食以及血液中的组织胺与胃上皮细胞结合后,上皮细胞H+/K+ATP酶开始有活性,从而分泌胃酸,A正确;H+/K+ATP酶可将H+泵到胃中,胃中不属于内环境,B错误;胃酸分泌时,H+/K+ATP酶从膜泡转移到细胞膜上,增加了胃上皮细胞的膜面积,C正确;胃酸可引起胃灼热,而组织胺抑制物和H+/K+ATP酶抑制物均可降低胃酸的分泌,所以可以减轻胃灼热,D正确。
二、非选择题
7.图1是细胞膜的亚显微结构模式图,①~③表示构成细胞膜的物质。图2中曲线甲、乙分别代表物质进入细胞的两种方式。请回答问题:
图1
图2
(1)结合图1,脂溶性物质容易透过细胞膜是因为细胞膜的主要成分中有　　　　　;癌变后细胞膜上　　　　　减少导致癌细胞容易在体内分散和转移。此外,细胞膜成分中　　　　　的种类和数量与细胞膜功能的复杂性有关。?
(2)图2中曲线甲代表　　　　　　,与甲相比,曲线乙表示的方式得以顺利进行所需的条件是　　　　　　　。?
答案　(1)③磷脂　①糖蛋白　②蛋白质
(2)自由扩散　载体和能量供应
解析　(1)脂溶性物质容易透过细胞膜是因为细胞膜的主要成分中有磷脂;癌变后细胞膜上糖蛋白减少导致癌细胞容易在体内分散和转移。细胞膜成分中蛋白质的种类和数量与细胞膜功能的复杂性有关。(2)图2中曲线甲代表自由扩散,曲线乙表示的方式是主动运输,主动运输得以顺利进行所需的条件是载体和能量供应。
8.某实验小组为了探究细胞膜的通透性,将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后,检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量,发现它们的含量发生了明显变化(如图)。请回答问题。
(1)由图可知,随培养时间延长,培养液中葡萄糖和氨基酸含量　　　　,尿素含量　　　　。由于在原培养液中没有尿素,推测其是　　　　的产物。?
(2)培养液中的氨基酸进入细胞后,其主要作用是　　　　　　　　　　　　;被吸收的葡萄糖主要通过　　　　(生理过程)为细胞提供能量。?
(3)肝细胞对氨基酸与葡萄糖吸收量的差异与膜上　　　　　　　　　　　　有关。?
(4)细胞膜的功能特点是具有　　　　　　。?
答案　(1)降低　增加　细胞代谢(或代谢)
(2)作为蛋白质合成的原料　有氧呼吸
(3)载体蛋白的种类和数量
(4)选择透过性
解析　(1)由图可知,随培养时间延长,培养液中葡萄糖和氨基酸含量降低;尿素含量增加。由于在原培养液中没有尿素,因此推测其是细胞代谢的产物。(2)培养液中的氨基酸进入细胞后,其主要作用是作为蛋白质合成的原料;被吸收的葡萄糖主要通过有氧呼吸为细胞提供能量。(3)肝细胞通过主动运输吸收氨基酸和葡萄糖,所以肝细胞对氨基酸与葡萄糖吸收量的差异与膜上载体蛋白的种类和数量有关。(4)细胞膜的功能特点是具有选择透过性。