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2022版高考生物一轮复习 第二单元 细胞代谢 专题三 细胞的物质输入和输出（2）试题（含解析）

2022版高考生物一轮复习 第二单元 细胞代谢 专题三 细胞的物质输入和输出（2）试题（含解析）

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- 13 -

专题三　细胞的物质输入和输出

考点1 渗透作用的原理和应用
1.[2021湖北武汉部分中学质量检测]在保持细胞存活的条件下,蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图所示。若将萝卜条先置于b浓度的溶液中,一段时间后再移入a浓度的溶液中,此时该萝卜条的质量将 (　　)

A.不变 B.增大 C.减小 D.先增后减
2.[2021浙江名校联考]某兴趣小组利用一定浓度的M溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,图一为显微镜下观察到的该细胞的某一时刻示意图,图二为实验过程中测得x/y值随时间的变化曲线图。下列叙述正确的是 (　　)

A.随着x/y值增大,细胞吸水能力增强
B.M溶液的溶质微粒从t1时开始进入细胞
C.在实验过程中该细胞内外溶液浓度差逐渐增大
D.在t3时,细胞内外可能仍然存在浓度差
考点2 实验:观察植物细胞的质壁分离和复原
3.[2021吉林长春质量检测]下列不能通过质壁分离实验证明的是 (　　)
A.成熟植物细胞的死活
B.原生质层比细胞壁的伸缩性大
C.成熟植物细胞能进行渗透失水
D.水分子可以通过通道蛋白运输
4.[2021四川绵阳一诊]某兴趣小组将同种紫色洋葱鳞片叶外表皮若干均分为八组,分别用不同质量浓度的蔗糖溶液处理,以测定其细胞液浓度,一段时间后,用显微镜观察,得到的实验结果如表所示。下列有关分析不合理的是 (　　)

蔗糖溶液质量
浓度(g/mL)
a
b
c
d
e
f
g
h
实验结果
-
-
-
-
-
+
++
+++
注:“-”表示未发生质壁分离,“+”表示发生了质壁分离,“+”越多表示质壁分离程度越高。
A.本实验不需要设置清水组作对照组
B.蔗糖溶液浓度为a g/mL时,仍有水分子进出细胞
C.细胞液浓度为f g/mL
D.蔗糖溶液浓度为h g/mL时,原生质层的收缩程度最大
考点3 物质出入细胞的方式
5.[2021河南名校联考]下列有关生物膜及跨膜运输的叙述,错误的是 (　　)
A.卵细胞运输营养和代谢废物的效率比红细胞的低
B.温度影响物质跨膜运输的速率只是因为温度影响了酶活性
C.改变细胞膜上的蛋白质的种类和数量,可能会影响细胞物质跨膜运输的速率
D.物质能否进出细胞核与物质的分子大小无关
6.[2021安徽合肥调研]下列有关物质进出细胞的叙述,正确的是 (　　)
A.对细胞有害的物质都不能进入细胞
B.乙醇进出细胞需要消耗能量
C.离子的跨膜运输需要转运蛋白
D.蛋白质等大分子物质不能进出细胞
7.[2021贵州贵阳摸底]如图所示,某些植物细胞利用①把细胞内的H+运出,导致细胞外H+浓度较高;依靠H+浓度差,②能够把H+和蔗糖分子运入细胞。

以下叙述错误的是 (　　)
A.图中①和②的化学本质相同
B.细胞吸收蔗糖需要载体蛋白的协助
C.H+运出细胞的方式是主动运输
D.图中ATP来自光合作用或细胞呼吸
8.[2020湖南五市十校联考]离子通过细胞膜进出细胞有两种方式,一种是通过离子通道,另一种是借助离子泵转运。离子通道是由蛋白质复合物构成的,一种离子通道只允许一种离子通过,且只有在对特定刺激发生反应时才瞬时开放,运输离子时不消耗能量;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.细胞通过主动运输方式吸收离子的速率与细胞呼吸强度总是呈正相关
B.蛋白质变性剂会降低离子通道的运输速率但不会降低离子泵的运输速率
C.借助离子泵转运离子的结果是使该种离子在细胞内外的浓度趋于相等
D.通过离子通道运输离子是被动运输,其运输是顺浓度梯度进行的

一、选择题(每小题5分,共35分)
1.[2021广东广州阶段训练]在水和离子的跨膜运输中,通道蛋白发挥着重要的作用,借助通道蛋白进行的物质运输属于协助扩散。下列叙述正确的是 (　　)
A.不同细胞的细胞膜上各种离子通道蛋白的种类和数量均一样
B.肾小管通过水通道蛋白进行水的重吸收时需要消耗ATP
C.水通道蛋白和离子通道蛋白的基本组成单位都是核糖核苷酸
D.神经元上的Na+通道的开启可引起细胞膜电位的变化
2.[2021吉林长春质量监测]如图表示水生植物丽藻在一定时间内吸收K+的速率与某种条件之间的关系,纵轴表示K+的吸收速率,则横轴可表示 (　　)

A.温度变化
B.光照条件
C.载体数量
D.氧气浓度
3.[2021陕西部分学校摸底]如图甲中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式,图乙表示大分子物质进出细胞的过程。下列叙述错误的是 (　　)

A.图甲中的a曲线可表示O2、甘油和酒精等物质的跨膜运输方式
B.图甲中的b曲线不再上升时,影响转运速率的因素包括载体蛋白的数量
C.图甲中的b曲线所示跨膜运输方式和图乙所示物质进出细胞的过程均需要消耗细胞代谢产生的能量
D.图乙所示过程的顺利进行依赖于细胞膜具有一定的流动性
4.[2021北京海淀区期中]如图为小肠上皮细胞吸收并运输葡萄糖进入组织液的示意图。下列相关叙述错误的是 (　　)

A.葡萄糖通过载体S被逆浓度梯度转运至小肠上皮细胞
B.基膜侧的载体G不具有ATP酶活性, 且结构不同于载体S
C.载体G将葡萄糖运出小肠上皮细胞的方式属于主动运输
D.细胞内较低的Na+浓度需要膜上的钠钾泵消耗ATP来维持
5.[2020海南,18]ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白,参与细胞吸收多种营养物质,每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示

下列有关叙述正确的是 (　　)
A.ABC转运蛋白可提高O2的跨膜运输速度
B.ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞
C.Cl-和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输
D.若ATP水解受阻,ABC转运蛋白不能完成转运过程
6.[2021名校联考]某同学将洋葱表皮细胞置于某种溶液M中,洋葱表皮细胞能发生质壁分离,但不能自动复原,然后将发生质壁分离的洋葱表皮细胞置于清水中,依然不能发生质壁分离复原。下列关于该实验的叙述,错误的是 (　　)
A.使用的洋葱表皮细胞不是死细胞
B.溶液M的渗透压比洋葱表皮细胞的细胞液的渗透压高
C.处理后的洋葱表皮细胞可能已经死亡
D.将溶液M稀释,重复该实验,洋葱表皮细胞也不能自动复原
7.[2021安徽示范高中联考]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连续培养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;“-”表示无添加。
A.成熟胡杨细胞可通过渗透作用吸水和失水
B.发生质壁分离的成熟胡杨细胞液泡体积变小
C.NaCl为自变量,茉莉酸为因变量
D.茉莉酸对NaCl引起的成熟胡杨细胞质壁分离有抑制作用
二、非选择题(共19分)
8.[2021山东莱芜月考,11分]如图是哺乳动物成熟的红细胞在不同浓度的NaCl溶液中,红细胞体积和初始体积之比的变化曲线,P点对应的浓度为红细胞吸水涨破时的NaCl溶液浓度。

(1)哺乳动物成熟的红细胞是提取细胞膜的良好材料,原因是　　　　　　　　　　　　。在低渗溶液中,红细胞吸水涨破释放内容物后,剩余的部分称为“血影”,则“血影”的主要组成物质是　　　　。根据图示可知,该红细胞在浓度为　　　　mmol·L-1的NaCl溶液中能保持正常形态。
(2)分析图,将相同的红细胞甲、乙分别放置在A点和B点对应NaCl溶液中,一段时间后,红细胞乙的吸水能力　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)红细胞甲,原因是　　　　　 。
(3)研究者进一步实验发现,红细胞在清水中很容易涨破,而水生动物的卵母细胞在清水中不易涨破,红细胞快速吸水与细胞膜上的水通道蛋白CHIP28有关。为了验证这一结论,科研人员将水通道蛋白CHIP28插入不含有水通道蛋白的水生动物的卵母细胞的细胞膜上,再将卵母细胞放清水中。预期实验结果是 。
9.[2021皖江名校联考,8分]如图表示物质出入细胞的示意图。请据图回答问题。

(1)细胞膜的骨架具有一定的流动性,下列实例不能说明这一特性的是　　　　(填序号)。
①精子与卵细胞融合成受精卵
②动物细胞吸水膨胀时,图中B的厚度变小
③水经过水通道蛋白进入细胞内
④变形虫伸出“伪足”从水体中取食细菌
(2)神经纤维上动作电位的形成与钠离子内流有关,图中与钠离子内流的跨膜运输方式最相似的是　　　　(填图中小写字母)。
(3)如图A、B表示的是物质运输的两种方式。其中,图A中M点之后运输速率的限制因素主要是　　　　,图B中限制N点运输速率主要因素是　　　　。

1.[科学探究]某实验小组为探究不同质量浓度的KNO3溶液对马铃薯细胞渗透作用的影响,将一新鲜马铃薯块茎切成粗细相同、长度均为5 cm的薯条若干,随机均分为4组进行实验。实验结果如表(忽略测量误差)。下列分析不合理的是 (　　)
组别
KNO3溶液质量浓度(g/L)
马铃薯条在溶液中浸泡一段时间后的长度(cm)
浸泡30 min
浸泡2 h
1
20
5.02
5.20
2
40
4.75
5.00
3
60
4.48
4.70
4
80
4.29
4.29

A.马铃薯块茎细胞细胞液的浓度对应20 g/L和40 g/L之间的KNO3溶液
B.第2组和第3组中的马铃薯块茎细胞都发生了渗透失水和吸水
C.马铃薯块茎细胞渗透失水和吸水的过程中,原生质层相当于半透膜
D.2 h后将第4组的马铃薯条放在20 g/L的KNO3溶液中,其长度会变长
2.[诺贝尔奖,科学探究]美国科学家阿格雷和麦金农因研究细胞膜中的通道蛋白获得了诺贝尔奖,通道蛋白分为两大类:水通道蛋白和离子通道蛋白,阿格雷成功分离出了水通道蛋白,麦金农测出了K+通道蛋白的立体结构。如图为肾小管上皮细胞重吸收水分和K+通道蛋白的立体结构的示意图。下列与通道蛋白有关的叙述错误的是 (　　)

A.水通道蛋白往往贯穿于磷脂双分子层中
B.K+通道蛋白运输物质的方式为协助扩散,不需要消耗ATP
C.通道蛋白运输物质时没有选择性,比通道直径小的物质可自由通过
D.机体可通过调节细胞膜上通道蛋白的数量或开关来调节物质的运输
3.[科学探究]用不同水温的溶液培养水稻,一段时间后检测溶液中各离子浓度,结果如图所示。下列说法错误的是 (　　)

水温对水稻吸收无机盐的影响
A.水稻可以吸收多种离子,在室温条件下,吸收各种离子的速率相等
B.水稻吸收离子速率与细胞膜上相应载体数量和细胞呼吸产生ATP的速率有关
C.温度可能是通过影响根部的呼吸速率,从而影响了根部对无机盐的主动运输
D.高温和低温都会影响根部对无机盐的吸收,高温对钾和硅酸的吸收影响最大
答 案
专题三　细胞的物质输入和输出

1.B　分析图形可知,将萝卜条置于b浓度溶液中,萝卜条的质量减小,说明b浓度大于萝卜细胞的细胞液浓度;将萝卜条置于a浓度溶液中,萝卜条的质量不变,说明a浓度等于萝卜细胞的细胞液浓度。结合题图分析可知,将萝卜条置于b浓度溶液中,一段时间后,萝卜细胞中细胞液的浓度增大,此时再将萝卜条移入a浓度的溶液中,萝卜细胞将发生渗透吸水,萝卜条的质量增大。
2.D　随着x/y值增大,细胞原生质体体积变大,细胞吸水能力减弱,A错误;据图可知,细胞发生了质壁分离和自动复原,推测M溶液的溶质微粒可以进入细胞,那么从一开始就有溶质微粒进入细胞,B错误;据图分析可知,在实验过程中该细胞内外溶液浓度差先增大后减小,C错误;t3之后,细胞原生质体体积基本维持不变,但因为细胞壁的伸缩性较小,细胞内外可能仍然有浓度差,D正确。
3.D　可以通过质壁分离实验来判断成熟植物细胞的死活,A项正确;由于原生质层的伸缩性比细胞壁的大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开,出现质壁分离现象,B项正确;成熟植物细胞的原生质层可以看成是一层选择透过性膜,当细胞液与外界溶液存在浓度差时,细胞就可以通过渗透作用吸水或失水,C项正确;质壁分离实验不能证明水分子可以通过通道蛋白运输,D项错误。
4.C　本实验不需要设置清水组作为对照组,A正确;从表中信息可知,蔗糖溶液浓度为a g/mL时,细胞未发生质壁分离,此时仍有水分子进出细胞,B正确;紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在f g/mL的蔗糖溶液中发生了质壁分离,在e g/mL的蔗糖溶液中未发生质壁分离,说明细胞液的浓度介于e g/mL和f g/mL之间,C错误;由表中信息可知,蔗糖溶液的浓度为h g/mL时,细胞发生质壁分离的程度最大,细胞失水最多,原生质层的收缩程度最大,D正确。
5.B　与红细胞相比,卵细胞的体积较大,表面积与体积的比值较小,运输营养和代谢废物的效率比红细胞的低,A正确。温度影响物质跨膜运输速率的原因可能是影响了膜的流动性,也可能是影响了酶的活性,进而影响了细胞的能量供应,B错误。某些物质的跨膜运输需要细胞膜上的载体蛋白协助,改变细胞膜上的蛋白质的种类和数量可能会影响物质跨膜运输的速率,C正确。物质能否进出细胞核与物质的分子大小无关,细胞核的核膜、核孔都具有选择性,D正确。
6.C　某些对细胞有害的物质如乙醇,可以通过自由扩散的方式进入细胞,A项错误;乙醇进出细胞的方式是自由扩散,不需要载体蛋白也不需要消耗能量,B项错误;离子的跨膜运输有两种方式:协助扩散、主动运输,这两种方式都需要转运蛋白的参与,C项正确;蛋白质等大分子物质可以通过胞吞或胞吐的方式进出细胞,D项错误。
7.D　①和②的化学本质都是蛋白质,A正确;据图可知,细胞吸收蔗糖需要载体蛋白的协助,B正确;据题中信息可知,H+运出细胞是由低浓度向高浓度运输的,可推测H+运出细胞的方式是主动运输,C正确;图中ATP来自细胞呼吸,一般来说,光合作用产生的ATP只能用于暗反应阶段,D错误。
8.D　当载体蛋白饱和时,主动运输的速率不再随呼吸强度的增加而增加,A错误;通过离子通道的运输和通过离子泵的运输都需要蛋白质,当蛋白质变性后二者的运输速率都会受影响,B错误;借助离子泵转运离子的方式是主动运输,其结果通常是使该种离子在细胞膜内外存在浓度差,C错误;由题干信息可知,借助离子通道运输离子的方式是被动运输,其运输是顺浓度梯度进行的,D正确。

1.D　不同细胞的细胞膜功能的复杂程度有所不同,不同细胞的细胞膜上各种离子通道蛋白的种类和数量也会有所不同,A错误;借助通道蛋白进行的物质运输属于协助扩散,因此,肾小管通过水通道蛋白进行水的重吸收的方式为协助扩散,该过程不需要消耗ATP,B错误;水通道蛋白和离子通道蛋白的化学本质都是蛋白质,其基本组成单位是氨基酸,C错误;神经元上的Na+通道的开启,会引起Na+内流,从而引起细胞膜电位发生变化,D正确。
2.D　温度主要通过影响酶的活性影响细胞呼吸,进而影响丽藻吸收K+,但温度过高时,酶活性反而下降,细胞呼吸减弱,K+的吸收速率会下降,A项不符合题意;光照条件不影响细胞呼吸,B项不符合题意;载体数量会影响主动运输速率,但当载体数量为0时,K+的吸收速率也应该为0,C项不符合题意;水生植物丽藻吸收K+的方式为主动运输,影响主动运输的因素有载体和能量。氧气浓度可通过影响有氧呼吸强度来影响丽藻产生ATP的量,进而影响其对K+的吸收速率,故横轴可代表氧气浓度,当氧气浓度为0时,丽藻可通过无氧呼吸产生少量ATP用于吸收K+,此时K+的吸收速率较慢;随着氧气浓度的升高,有氧呼吸速率加快,细胞呼吸产生ATP的量增多,K+的吸收速率加快;当氧气浓度达到一定值时,由于受到运输K+的载体的限制,K+的吸收速率不再增加,D项符合题意。
3.C　分析题图可知,图甲中的a曲线所示跨膜运输方式为自由扩散,O2、甘油和酒精的跨膜运输方式均为自由扩散,A正确。图甲中的b曲线所示跨膜运输方式为协助扩散,则达到最大转运速率后的主要限制因素可能是载体蛋白的数量,B正确。图甲中b曲线所示的跨膜运输方式为协助扩散,协助扩散不消耗细胞代谢产生的能量,图乙所示的胞吞和胞吐过程均需要消耗能量,C错误。图乙所示的胞吞过程涉及细胞膜内陷,胞吐过程涉及囊泡与细胞膜融合,说明胞吞和胞吐过程的顺利进行均依赖于细胞膜具有一定的流动性,D正确。
4.C　分析题图可知,小肠肠腔中的葡萄糖浓度低于小肠上皮细胞中的,葡萄糖通过载体S被逆浓度梯度转运至小肠上皮细胞,A正确;由题图可知,基膜侧的载体G具有运输葡萄糖的功能,其不具有ATP酶活性,结构不同于载体S,B正确;葡萄糖通过载体G被运出细胞的过程是顺浓度梯度进行的,属于协助扩散,C错误;分析题图可知,细胞中的Na+运出细胞需要膜上的钠钾泵参与且需要消耗能量,该方式为主动运输,细胞通过主动运输的方式维持细胞内较低的Na+浓度,D正确。
5.D　O2的跨膜运输方式为自由扩散,不需要载体蛋白协助,A错误;据图可知,ABC转运蛋白发挥作用的过程伴随着ATP水解并释放能量,而葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要消耗能量,因此ABC转运蛋白不能协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞,B错误;据题中信息可知,每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性,故Cl-和氨基酸跨膜运输依赖的ABC转运蛋白不同,C错误;ABC转运蛋白发挥作用的过程伴随着ATP的水解,若ATP水解受阻,ABC转运蛋白不能完成转运过程,D正确。
6.D　分析题目信息,可以推测,溶液M的渗透压高于洋葱表皮细胞的细胞液的渗透压,所以细胞发生质壁分离,但在清水中不能发生质壁分离复原,原因可能是溶液M浓度过高,洋葱表皮细胞已经死亡。若将溶液M稀释,重复该实验,洋葱表皮细胞可能会发生质壁分离和自动复原,D错误。
7.C　成熟的胡杨细胞具有原生质层,原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,原生质层相当于半透膜,因此将成熟的胡杨细胞放在低浓度或高浓度溶液中,其会通过渗透作用吸水或失水,A项正确;当外界溶液浓度较高时,细胞不断失水,成熟胡杨细胞发生质壁分离,液泡的体积变小,B项正确;分析题表可知,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,自变量是培养液中是否添加NaCl或茉莉酸,因变量是细胞是否发生质壁分离,C项错误;分析题表可知,茉莉酸对NaCl引起的成熟胡杨细胞质壁分离有抑制作用,D项正确。
8.(除标明外,每空2分)(1)哺乳动物成熟红细胞除了细胞膜外没有其他膜结构(答案合理即可)　蛋白质和磷脂　150 　(2)大于(1分)　红细胞乙失水更多,细胞内渗透压更高,细胞吸水能力更强 　(3)水生动物的卵母细胞很快吸水涨破
9.(每空2分)(1)③　(2)c　(3)载体蛋白的数量　(4)氧气浓度

1.D　分析表格可知,第1组中马铃薯块茎细胞发生渗透吸水,说明马铃薯块茎细胞细胞液的浓度大于20 g/L的KNO3溶液;第2组中马铃薯块茎细胞先发生渗透失水,随后随着钾离子和硝酸根离子通过主动运输进入细胞中,细胞发生渗透吸水,说明马铃薯块茎细胞细胞液的浓度小于40 g/L的KNO3溶液,A正确。第2组和第3组的马铃薯条浸泡 30 min后都缩短(长度小于5 cm),说明两组中的马铃薯块茎细胞都发生了渗透失水,浸泡2 h时的长度都大于浸泡30 min时的长度,说明两组中的马铃薯块茎细胞都发生了渗透吸水,B正确。马铃薯块茎细胞渗透失水和吸水的过程中,原生质层相当于半透膜,C正确。分析表中数据可知,第4组KNO3溶液浓度过高,马铃薯块茎细胞已失水死亡,再将其放入低浓度的溶液(20 g/L的KNO3溶液)中,长度也不会发生变化,D错误。
2.C　通道蛋白包括水通道蛋白和离子通道蛋白,由左图可知,水通道蛋白贯穿于磷脂双分子层中,A项正确;由右图可知,K+从高浓度一侧运到低浓度一侧,通过K+通道蛋白运输,不需要消耗ATP,属于协助扩散,B项正确;通道蛋白运输物质时具有选择性,水通道蛋白只允许水分子通过,离子通道蛋白只允许特定离子通过,C项错误;图中水分子和K+的运输需要借助通道蛋白来实现,机体可通过调节细胞膜上通道蛋白的数量或开关来调节物质的运输,D项正确。
3.A　水稻可以吸收多种离子,根据柱状图可看出,室温下水稻对各种离子的吸收比率相同,但不能说明其吸收各种离子的速率相同,A错误;植物对离子的吸收方式是主动运输,水稻吸收离子速率与细胞膜上相应载体数量和细胞呼吸产生ATP的速率有关,B正确;温度可能是通过影响根部的呼吸速率,从而影响了根部对无机盐的主动运输,C正确;由图可知,高温和低温都会影响根部对无机盐的吸收,高温对钾和硅酸的吸收影响最大,D正确。