新教材高三一轮复习检测卷( 7 )　细胞的物质输入和输出(含解析）

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新教材高三一轮复习检测卷
( 七 )　细胞的物质输入和输出
一、单项选择题
1．(2020·聊城二模)诺贝尔化学奖曾经授予研究细胞膜通道蛋白的科学家。通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质，它包含离子通道蛋白和水通道蛋白。下列叙述错误的是(　　)
A．肾小管上皮细胞膜上可能存在水通道蛋白，以利于对原尿中水的重吸收
B．磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子的运输都需要水通道蛋白
C．神经细胞在静息状态下钾离子外流的过程是通过钾离子通道来完成的被动运输
D．离子通道一般具有特异性，在特定信息的作用下才会开放，能实现相应物质的快速运输
解析：选B　肾小管的重吸收水，可能与肾小管上皮细胞膜上存在水通道蛋白有关，A正确；磷脂双分子层内部是疏水的，水分子通过磷脂双分子层有一定阻碍，但可通过，由于磷脂双分子层运动而产生间隙，水分子可以以自由扩散的方式进出细胞，所以水分子的运输不是都需要借助水通道蛋白，B错误；神经细胞在静息状态下钾离子外流的过程是通过钾离子通道来完成的协助扩散，C正确；离子通道一般具有特异性，在特定信息的作用下才会开放，从而完成相应物质的快速运输，D正确。
2．(2020·海淀区二模)如图为细胞膜上承担物质运输的两类蛋白质及其功能示意图。两类蛋白质结构或功能的不同是(　　)
A.氨基酸种类、数目、排序
B．结构贯穿细胞膜内外
C．都能进行离子的跨膜运输
D．具有选择透过性
解析：选A　第一个蛋白质是钠钾泵，第二个蛋白质是钾离子通道，结构或功能的不同，原因在于氨基酸的种类、数目、排序不同，以及蛋白质的空间结构不同，A正确；据图分析，钠钾泵和钾离子通道都贯穿细胞膜内外，B错误；据图分析，钠钾泵和钾离子通道都能进行离子的跨膜运输，C错误；据图分析，钠钾泵和钾离子通道运输离子具有选择透过性，D错误。
3．(2020·潍坊三模)研究发现，与生活在适宜温度条件下相比，较长时间生活在低温条件下的某植物根系干重下降、对磷的吸收减慢。下列有关这一现象出现的原因的说法，错误的是(　　)
A．根系在低温条件下生长缓慢，根毛区的有效吸收面积较常温下生长的根系小
B．运输PO等相关离子的载体在低温下空间结构被破坏
C．组成根细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子在低温下流动性降低
D．低温影响与细胞呼吸有关酶的活性，能量供应减少
解析：选B　根系在低温条件下生长缓慢，根毛区的有效吸收面积较常温下生长的根系小，A正确；运输PO等相关离子的载体在低温下空间结构不会被破坏，高温下空间结构会被破坏，B错误；组成根细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子在低温下流动性降低，C正确；低温影响与细胞呼吸有关酶的活性，细胞呼吸速率降低，能量供应减少，D正确。
4．(2020·威海二模)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，其能驱动细胞质中的Ca2＋泵出细胞或泵入细胞内的钙库(内质网等储存Ca2＋的细胞器)，以维持细胞质内低浓度的Ca2＋。当细胞受到刺激时，Ca2＋又会从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质。下列说法错误的是(　　)
A.一氧化碳中毒时钙泵的活性会降低
B．Ca2＋泵出细胞或泵入内质网腔内的过程属于主动运输
C．Ca2＋从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质的过程属于协助扩散
D．钙泵参与运输Ca2＋的过程属于放能反应
解析：选D　一氧化碳中毒，则氧气运输速率下降，影响能量供应，则钙泵的活性会降低，A正确；Ca2＋泵出细胞或泵入内质网腔内，需要钙泵，钙泵能运输Ca2＋，而且能将ATP水解提供能量，属于主动运输，B正确；Ca2＋从细胞外或钙库中借助通道蛋白进入细胞质，是从高浓度运输到低浓度，属于协助扩散，C正确；钙泵参与运输Ca2＋的过程属于吸能反应，D错误。
5．(2020·湖北模拟)膜上蛋白质的结构与其功能相适应，如膜上的通道蛋白和载体蛋白都具有转运功能，下列叙述错误的是(　　)
A．膜功能的复杂程度取决于膜上蛋白质的种类和数量
B．胆固醇可通过载体蛋白快速进入膜内
C．神经细胞兴奋时，Na＋由通道蛋白进入胞内不消耗能量
D．通道蛋白和载体蛋白的转运一般具有特异性
解析：选B　生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质，其功能的复杂程度取决于膜上蛋白质的种类及数量，A正确；胆固醇进入膜内的方式是自由扩散，不需要载体蛋白，B错误；神经细胞兴奋时，Na＋由通道蛋白进入胞内不消耗能量，属于协助扩散，C正确；载体蛋白和通道蛋白都具有特异性，D正确。
6．(2020·江苏二模)用2 mol·L－1的乙二醇溶液和2 mol·L－1的蔗糖溶液分别浸泡取自同一部位的植物表皮。每隔相同时间在显微镜下测量视野中若干个细胞的长度x和原生质体长度y(如图1)，并计算的平均值，得到图2所示结果。对结果曲线分析中错误的是(　　)
A．2 mol·L－1的乙二醇溶液和2 mol·L－1的蔗糖溶液的渗透压相等
B．a点前比值不变说明表皮细胞水分子进出平衡
C．b点前表皮细胞的吸水能力逐渐增大
D．c点后表皮细胞发生质壁分离复原
解析：选B　2 mol·L－1的乙二醇溶液和2 mol·L－1的蔗糖溶液的渗透压相等，A正确；a点前比值不变且等于1说明，细胞的长度x和原生质体长度y相等，但并不意味着表皮细胞水分子进出平衡，B错误；b点前曲线上升，表明表皮细胞在蔗糖溶液中发生质壁分离现象，其吸水能力逐渐增大，C正确；c点后，曲线下降，表明因乙二醇溶液属于溶质可透过膜的溶液，可以进入细胞内部从而发生表皮细胞吸水，发生质壁分离的复原，D正确。
7．(2020·浙江期末)如图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且不变)，下列叙述正确的是(　　)
A．3 h时，两组幼苗中都有处于质壁分离状态的细胞
B．6 h时，甲组幼苗开始吸收K＋、NO，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高
C．12 h后，甲组幼苗鲜重恢复至处理前，乙组幼苗将死亡
D．实验表明，甲组幼苗能吸收K＋、NO，而乙组幼苗不能
解析：选A　3 h时，两组幼苗重量均低于处理前的鲜重，说明幼苗根细胞失水，处于质壁分离状态，A正确；实验开始时，甲组幼苗根系就已开始吸收K＋、NO，而不是在6 h时才开始吸收K＋、NO，到6 h时细胞液浓度大于KNO3溶液浓度，从而使吸水能力增强，使鲜重逐渐提高，B错误；12 h后，由于甲组根系不断通过主动运输吸收K＋、NO，从而保持根细胞内外浓度差，使其吸水量大于蒸腾量而有可能超过处理前的鲜重量；乙组放在比根细胞液浓度大很多的KNO3溶液中，根细胞通过渗透作用和蒸腾作用不断大量失水造成严重萎蔫最后死亡，C错误；实验表明，甲乙两组幼苗都能吸收K＋、NO，D错误。
8．(2020·东阳市期中)将小鼠一些肝细胞放置于不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后测定细胞体积和数量，实验结果如图。下列叙述正确的是(　　)
A．乙曲线表明不同肝细胞内的溶液浓度并不相同
B．甲曲线说明，当NaCl溶液浓度大于P时细胞开始增殖
C．在NaCl溶液浓度大于Q点所对应的浓度时，细胞开始渗透失水
D．当细胞体积不再发生变化时，说明细胞内外溶液的NaCl浓度相等
解析：选A　乙曲线表明在不同浓度的NaCl溶液中，不同细胞的体积是不一样的，说明细胞失水的量不一样，即不同细胞内的溶液浓度不一样，A正确；甲曲线说明，当NaCl溶液浓度大于P时肝细胞数量开始增多，说明在不同浓度下的NaCl溶液中，细胞存活数量是不一样的，不能说明细胞开始增殖，B错误；乙曲线表明当NaCl溶液浓度大于P时，细胞开始渗透失水，细胞体积减小，C错误；当细胞体积不再发生变化时，可能细胞内外溶液的NaCl浓度相等，也可能是细胞过度失水，已经死亡，D错误。
二、不定项选择题
9．(2020·济宁模拟)如图是在不同情况下，成熟植物细胞的细胞液浓度随时间变化而变化的曲线图。下列关于甲、乙、丙、丁四图的叙述，错误的是(　　)
A．图甲中C点时细胞液浓度最低
B．图乙中MN时间段，细胞吸水能力逐渐减弱
C．图丙中B点之后，细胞液浓度下降速度减慢可能与细胞壁有关
D．图丁中C点时原生质体体积最大、吸水能力最强
解析：选BD　由甲图可知，细胞液浓度在C点最小，A正确；乙图中MN时间段内，细胞液浓度逐渐增大，细胞吸水能力逐渐增强，B错误；丙图中A到B时间内细胞液浓度逐渐变小，细胞吸水，之所以B点后细胞液浓度下降缓慢，最可能就是受细胞壁的限制，C正确；图丁中，C点时细胞液浓度最大，细胞失水最多，原生质体体积最小，但细胞吸水能力最强，D错误。
10．(2020·德州二模)盐分对植物的伤害主要是Na＋引起的，高等植物可以通过Na＋的外排和区隔化来保持细胞质内低Na＋水平，从而消除Na＋的伤害。Na＋的外排和区隔化分别由位于质膜和液泡膜上的Na＋/H＋逆向转运蛋白调节。Na＋/H＋逆向转运蛋白靠膜两侧的H＋电化学梯度提供能量实现Na＋的跨膜运输。下列叙述正确的是(　　)
A．液泡膜和质膜上均含有主动转运H＋的载体蛋白
B．Na＋进入液泡区隔化和排岀细胞的过程均属于主动运输
C．Na＋/H＋逆向转运蛋白具有调节细胞内pH和渗透压的作用
D．细胞呼吸抑制剂对Na＋的外排和区隔化过程没有影响
解析：选ABC　题干“Na＋的外排和区隔化分别由位于质膜和液泡膜上的Na＋/H＋逆向转运蛋白调节”，说明液泡膜和质膜上均含有主动转运H＋的载体蛋白，A正确；细胞的液泡膜上的载体蛋白能逆浓度运输Na＋，说明Na＋运输方式是主动运输，B正确；Na＋/H＋逆向转运蛋白具有运输Na＋和H＋的作用，因此能够调节细胞内pH和渗透压，C正确；细胞呼吸抑制剂可以抑制H＋的跨膜运输，而Na＋的跨膜运输依靠膜两侧的H＋电化学梯度提供能量，因此，细胞呼吸抑制剂对Na＋的外排和区隔化过程有影响，D错误。
11．(2020·淄博二模)如图示ATP为主动运输供能量的过程。参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被激活。下列叙述正确的是(　　)
A．载体蛋白的基本组成元素为C、H、O、N
B．载体蛋白运输Ca2＋的过程与磷酸基团密切相关
C．载体蛋白运输Ca2＋时其空间结构发生了改变
D．加入蛋白质变性剂会提高Ca2＋跨膜运输的速率
解析：选ABC　载体蛋白的基本组成元素为C、H、O、N，A正确；载体蛋白运输Ca2＋的过程中会催化ATP水解，产生ADP和磷酸基团，B正确；图中载体蛋白的结构显示，该酶的结构发生改变，有利于其与离子的结合和分离，C正确；加入蛋白质变性剂会抑制Ca2＋跨膜运输的速率，D错误。
三、非选择题
12．(2020·冀州区一模)据图回答下列问题：
(1)用相同培养液分别培养水稻和番茄幼苗，一段时间后培养液中离子浓度如图1所示。
Mg2＋在叶肉细胞中的用途为____________；一段时间后水稻培养液中Mg2＋浓度增高的原因________________________________________。
(2)将新鲜的苔藓植物叶片放入少量红墨水、浓度为30%的蔗糖溶液中，在显微镜下观察到的细胞状态如图2所示，此时部位①颜色为________，部位②颜色为________。若改用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞重新实验，则部位②颜色为________。
(3)将某植物花瓣切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d和e组(每组的细条数量相等)，取上述5组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花瓣细条的长度如图3所示(只考虑水分交换)。使细条浸泡前后长度保持不变的蔗糖浓度范围为________________________。细胞液浓度最高的一组为________。从细胞结构的角度分析，蔗糖不能进入到花瓣细胞的原因是________________________________。
解析：(1)镁离子是植物细胞内合成叶绿素的原料；据图分析，一段时间后水稻培养液中Mg2＋浓度增高了，说明其吸收Mg2＋的速度快于吸收水的速度。(2)新鲜的苔藓植物叶片放入有少量红墨水、浓度为30%的蔗糖溶液中，细胞失水发生质壁分离过程；由于细胞壁是全透性的，细胞膜具有选择透过性，红墨水中的溶质能穿过细胞壁不能穿过细胞膜，所以①处为红色；②中含有叶绿体，所以为绿色。若改用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞重新实验，则部位②颜色为无色。(3)根据实验结果分析，该植物花瓣细胞的细胞液浓度处于相当于实验中的蔗糖溶液浓度0.4 mol/L～0.5 mol/L之间，故欲使实验前后花冠细条长度保持不变，应将细条浸泡在浓度为0.4 mol/L～0.5 mol/L的蔗糖溶液中。根据以上分析可知，实验后e组细胞液浓度最高。由于细胞膜上无运输蔗糖的载体蛋白，所以蔗糖不能进入到花瓣细胞。
答案：(1)合成叶绿素　吸收Mg2＋的速度快于吸收水的速度　(2)红色　绿色　无色　(3)0.4 mol/L～0.5 mol/L　e　细胞膜上无运输蔗糖的载体蛋白
13．(2020·青岛二模)细胞中的少部分ATP会在酶的催化下形成cAMP，cAMP在调节细胞代谢方面发挥重要作用。如图甲是肾小管上皮细胞部分生理过程图解，图乙是该细胞膜局部亚显微结构图解，请回答相关问题：
(1)ATP合成酶主要存在于各种细胞的膜结构上。具体而言，ATP合成酶在植物细胞中主要存在于________________________________膜上，在原核细胞中主要存在于________膜上。
(2)图甲中cAMP的增多改变了细胞中某些酶的活性，这些酶活性改变后，通过促进____________________，促进细胞对水的重吸收。请写出该过程的遗传信息传递途径：________________________________________________________________________。
(3)图甲中cAMP在细胞中被称为“第二信使”，则该过程中的“第一信使”指的是________激素。图甲所示生理过程体现了细胞膜的_____________________________________功能。
(4)图乙1～5过程中，需要消耗ATP的有__________，判断的依据是_____________。
解析：(1)ATP合成酶的作用是催化ATP的合成，主要存在于各种细胞的膜结构上。在植物细胞的线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上均能合成ATP，均分布有ATP合成酶。原核细胞没有具膜的细胞器，ATP合成酶主要存在于细胞膜上。(2)图甲中cAMP的增多改变了细胞中某些酶的活性，这些酶活性改变后，通过促进水通道蛋白的合成，进而促进细胞对水的重吸收。该过程的遗传信息传递途径为DNAmRNA水通道蛋白。(3)抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水分的重吸收，图甲中cAMP在细胞中被称为“第二信使”，则该过程中的“第一信使”指的是垂体释放的抗利尿激素。图甲所示生理过程包括信号分子与受体的识别和水分子进入细胞，故体现了细胞膜的控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流功能。(4)图乙1～5过程中，逆浓度梯度运输的为1和5，为主动运输方式，需要载体和消耗ATP。
答案：(1)线粒体内膜和叶绿体类囊体　细胞　(2)水通道蛋白的合成　DNAmRNA水通道蛋白　(3)抗利尿　控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流　(4)1和5　它们是逆浓度梯度运输