2022年高三生物一轮复习基础知识细胞

考点规范练7　细胞的物质输入和输出

一、选择题

1.下列关于物质跨膜运输的叙述,错误的是( 　　)

A.主动运输过程需要载体蛋白协助和消耗ATP

B.O2进入组织细胞的速度取决于细胞内外O2的浓度差

C.质壁分离过程中,水分子总体上由高浓度溶液向低浓度溶液扩散

D.抗体分泌过程中,囊泡膜会转化为细胞膜的一部分

2.甲烧杯中是质量分数为5%的淀粉溶液,乙烧杯中是质量分数为5%的葡萄糖溶液,将装有蒸馏水的透析袋分别放入甲、乙两烧杯中(水和葡萄糖分子能通过透析袋的膜)。放置1h后,下列相关分析正确的是( 　　)

A.甲烧杯中透析袋外的淀粉溶液浓度不变

B.甲烧杯中透析袋内的液体加入碘液后呈蓝色

C.乙烧杯中透析袋外的葡萄糖溶液浓度降低

D.乙烧杯中透析袋内的液体加入斐林试剂后即呈砖红色

3.将家兔红细胞置于不同浓度的溶液中,水分子的跨膜运输示意图如下图所示(箭头方向表示水分子的进出,箭头粗细表示水分子出入的多少)。下列叙述正确的是( 　　)

A.一段时间后,甲细胞会发生质壁分离

B.能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞

C.光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出

D.若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中,则甲细胞先涨破

4.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,检测培养液中氨基酸、葡萄糖和尿素的含量,发现其发生了明显的变化(如下图所示)。下列叙述错误的是( 　　)

A.培养液中三种成分含量的变化可说明肝细胞的细胞膜具有选择透过性

B.随着培养时间的延长,培养液中葡萄糖和氨基酸的含量逐渐减少

C.尿素含量从无到有是因为尿素是葡萄糖和氨基酸的代谢产物

D.肝细胞对氨基酸和葡萄糖吸收量的差异与膜上不同载体蛋白的数量多少有关

5.将某哺乳动物的两种细胞置于一定浓度的Q溶液中,测定不同情况下两种细胞吸收Q的速率,结果如下表所示,由表中数据能得出的结论是( 　　)

A.两种细胞吸收Q的速率均取决于细胞内外的浓度差

B.两种细胞吸收Q的速率均不需转运蛋白的协助

C.胚胎干细胞吸收Q的方式为主动运输

D.成熟红细胞吸收Q的方式为自由扩散

6.研究发现,在小肠绒毛的微绒毛面存在着两种运输葡萄糖的载体——SGLT1和GLUT2,前者是主动运输的载体,后者是协助扩散的载体。科学家通过体外实验,将不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制了如下图所示的曲线。下列说法错误的是( 　　)

A.在较高浓度下,细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率

B.在较低浓度下,主动运输的载体蛋白先达到饱和状态

C.主动运输需要消耗细胞化学反应所释放的能量

D.小肠绒毛细胞对葡萄糖运输的两种方式可同时进行

7.下图所示为植物细胞物质跨膜运输的三种方式的示意图。下列有关叙述正确的是( 　　)

A.甘油分子可以通过图乙的方式从高浓度一侧运输到低浓度一侧

B.图乙中的转运蛋白具有专一性,发挥作用后即失活

C.三个过程都体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能

D.图丙中的B主要来自细胞呼吸,也可来自光合作用的光反应

8.图甲、乙分别是洋葱根尖在不同含氧量及不同底物浓度情况下(其他条件适宜),从含硝酸钾的全营养液中吸收N的速率曲线图。下列相关叙述错误的是( 　　)

A.A点时影响离子吸收速率的主要因素是能量

B.B点时离子吸收速率不再增加是因为载体蛋白的数量有限

C.C点时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度

D.D点时离子吸收速率不再增加是因为底物浓度太高,细胞发生质壁分离

9.(不定项选择题)下图为物质跨膜运输的示意图。下列有关叙述错误的是( 　　)

A.图甲中②指的是细胞质基质,且③的浓度大于①

B.图乙中葡萄糖进入该细胞的方式为主动运输,同一载体可以转运不同物质

C.图丙所示曲线表示主动运输的情况,原点处运输速率大于零,说明主动运输可以不需要能量

D.图丁中,倒置漏斗内的液面会先上升后稳定不变,稳定时达到渗透平衡,膀胱膜两侧液体的浓度差为零

二、非选择题

10.某同学进行“植物细胞的吸水和失水”的探究活动。回答下列问题。

图1

图2

(1)细胞的质壁分离指的是细胞壁和 　　 　　 　　 　　的分离,后者的结构包括细胞膜和 　　 　　　以及二者之间的细胞质。

(2)将发生质壁分离的植物细胞,置于小于其细胞液浓度的外界溶液中,会逐渐发生 　　 　　 　　 　　 　　 　　。

(3)图1为探究活动过程中观察到的某一时期的细胞状态,此时,细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是 　　 　　 　　 　　 　　 　　　。

(4)将形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜B幼根各5段,分别放在不同质量浓度的蔗糖溶液(甲~戊)中,一段时间后,取出红心萝卜的幼根称量,结果如图2所示。则红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度 　　　(填“大”或“小”);在甲蔗糖溶液中加入适量的清水,一段时间后红心萝卜A的细胞液浓度会 　　 　　(填“升高”或“降低”)。

11.现有A、B、C三瓶外观一样但没有标签的溶液,已知三种溶液分别是质量浓度为0.1g/mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液和质量浓度为0.1g/mL的葡萄糖溶液。某同学利用如右上图所示的装置设计了两组实验(注:图中半透膜允许溶剂和葡萄糖分子通过,不允许蔗糖分子通过)。

实验Ⅰ:同时将等量的A液和B液分别放入U形管的左、右两侧,一段时间后,左侧的液面升高。

实验Ⅱ:将等量的B液和C液分别放入U形管的左、右两侧,一段时间后,右侧液面出现先升高后降低的变化。

回答下列问题。

(1)本实验应用的原理是 　　 　　 　　,判断的依据是　 　　 　　。

(2)根据实验现象得出结论:A液是 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　,B液是 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　。

(3)用紫色洋葱鳞片叶探究植物细胞吸水和失水的实验中,常选用 　　 　　 　　 　　 　　 　　溶液,观察指标主要有 　　 　　 　　 　　 　　 　　　、 　　 　　 　　 　　 　　及细胞大小。

(4)为了清晰地观察细胞质壁分离和复原现象,若用不含色素的洋葱内表皮作实验材料,可采用的方法是 　　 　　 　　 　　 　　。

(5)为探究洋葱表皮细胞的细胞液浓度,需要设计相关实验,请写出设计思路: 　　 　　 　　 　　 　　 　　　。

答案：

1.C　主动运输需要载体蛋白的协助和消耗ATP,A项正确。O2以自由扩散的方式进出细胞,进入组织细胞的速度取决于细胞内外O2的浓度差,B项正确。在渗透作用过程中,水分子总体上从低浓度溶液向高浓度溶液扩散,C项错误。抗体为蛋白质,属于生物大分子,以胞吐的形式运出细胞,囊泡膜会转化为细胞膜的一部分,D项正确。

2.C　甲烧杯中透析袋内的水分子会向淀粉溶液扩散,导致淀粉溶液的浓度逐渐减小;但淀粉分子不能通过透析袋的膜,因此,甲烧杯中透析袋内没有淀粉分子,加碘液后不会变蓝,A、B两项错误。乙烧杯中由于水分子通过透析袋的膜向葡萄糖溶液扩散,同时葡萄糖分子也向透析袋内扩散,这样使透析袋外葡萄糖溶液的溶剂增加、溶质减少,从而使其浓度降低,C项正确。乙烧杯中透析袋内的液体中也含有葡萄糖,葡萄糖需要在水浴加热条件下才能与斐林试剂反应产生砖红色沉淀,D项错误。

3.B　实验用的材料是家兔细胞,动物细胞没有细胞壁,不能发生质壁分离,A项错误。渗透作用发生的条件之一是细胞内外存在浓度差,B项正确。光学显微镜下看不到水分子,C项错误。甲、乙、丙三个细胞都是来自同一家兔的红细胞,浓度应该相同,如果都放入蒸馏水中,应同时涨破,D项错误。

4.C　由题图可知随着培养时间的延长,培养液中葡萄糖和氨基酸的含量逐渐减少。尿素含量从无到有是因为尿素是细胞内蛋白质的代谢产物。培养液中三种成分含量的变化可说明肝细胞的细胞膜具有选择透过性。肝细胞对氨基酸和葡萄糖吸收量的差异与膜上不同载体蛋白的数量多少有关。

5.C　由胚胎干细胞在未通入空气时吸收Q的速率为3mmol/min,通入空气后吸收速率升至5mmol/min,可推断该细胞吸收Q与O2有关,故应属于主动运输。主动运输既需要载体蛋白协助,又消耗能量。

6.A　由题图可知,在较高浓度下,GLUT2的转运速率较大,即细胞通过协助扩散吸收葡萄糖的速率明显高于主动运输吸收葡萄糖的速率,所以在较高浓度下,细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率,A项错误。由题图可知,在较低浓度下,主动运输就可达到最大运输速率,即主动运输的载体蛋白先达到饱和状态,B项正确。主动运输需要消耗细胞化学反应所释放的能量,也需要细胞膜上的载体蛋白的协助,C项正确。由题图可知,葡萄糖总转运速率为两种运输速率之和,所以可确定小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式可同时进行,D项正确。

7.C　图乙的运输方式为协助扩散,甘油分子的运输方式是自由扩散,对应图甲的方式。图乙为协助扩散,需要在转运蛋白的协助下,将物质由高浓度一侧运输到低浓度一侧,转运蛋白具有专一性,且能够反复利用。题图中三个过程均体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。图丙中物质从低浓度一侧运往高浓度一侧,运输方式为主动运输,B为载体蛋白,在核糖体上合成。

8.D　洋葱根尖吸收N的方式是主动运输,吸收速率受能量、载体蛋白和底物浓度的影响。A点时吸收速率未达到最大,限制因素是O2浓度,而O2浓度通过影响细胞呼吸产生的能量来影响吸收速率,故此时主要影响因素是能量,A项正确。B点时离子吸收速率不再随着O2浓度的增大而增大,此时的限制因素是载体蛋白的数量,B项正确。C点时离子吸收速率未达到最大,此时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度,C项正确。其他条件适宜,D点时离子吸收速率不再随底物浓度的增加而增大,主要是因为载体蛋白数量有限,D项错误。

9.ACD　图甲中,①指的是细胞膜与细胞壁间隙中的外界溶液,②指的是细胞膜与液泡膜之间的部分,③指的是细胞液,此时细胞可能处于渗透平衡,可能正在失水,也可能正在吸水,因此无法判断③处和①处浓度的大小。图乙中,葡萄糖以逆浓度梯度的方向进行运输,所以葡萄糖进入该细胞的方式为主动运输,题图中转运葡萄糖和Na+的载体蛋白是同一载体蛋白。图丙所示曲线表示主动运输的情况,原点处运输速率大于零,说明此时主动运输所需能量来自无氧呼吸。图丁中,倒置漏斗内的液面会先上升后稳定不变,稳定时达到渗透平衡,由于漏斗内外存在液面差,因此膀胱膜两侧液体的浓度差不为零。

10.答案:(1)原生质层　液泡膜

(2)质壁分离的复原

(3)细胞液的浓度大于、等于或小于外界溶液的浓度

(4)大　降低

解析:(1)细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离,后者的结构包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质。(2)将发生质壁分离的植物细胞置于小于其细胞液浓度的外界溶液中,细胞吸水,会逐渐发生质壁分离的复原。(3)由题图可知,图1中的细胞可能处于质壁分离状态,也可能是水分进出细胞处于动态平衡中,还可能处于质壁分离复原状态,所以此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系有小于、等于或大于三种可能。(4)在丙、丁、戊溶液中,红心萝卜A的质量变化大于红心萝卜B,说明红心萝卜A细胞的吸水能力较强,所以红心萝卜A的细胞液浓度大于红心萝卜B的细胞液浓度。甲蔗糖溶液相当于红心萝卜A细胞液的等渗溶液,在甲蔗糖溶液中加入适量的清水,一段时间后红心萝卜A细胞吸水,其细胞液浓度降低。

11.答案:(1)渗透作用　图中装置具有半透膜,且膜两侧溶液具有浓度差

(2)质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液　质量浓度为0.1g/mL的蔗糖溶液

(3)质量浓度为0.3g/mL的蔗糖　中央液泡的大小及颜色深浅　原生质层的位置

(4)在蔗糖溶液中加入红墨水

(5)配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液,并利用系列溶液分别重复上述实验,观察细胞质壁分离的状态,细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间

解析:(1)题图中实验装置具有半透膜,膜两侧溶液具有浓度差,能够发生渗透作用,即应用了渗透作用原理。(2)左侧液面升高,说明左侧液体的渗透压大于右侧液体。由于半透膜允许溶剂和葡萄糖分子通过,不允许蔗糖分子通过,所以左侧液面不可能是质量浓度为0.1g/mL的葡萄糖溶液(若左侧液体是质量浓度为0.1g/mL的葡萄糖溶液,则左侧液面应该是先升高后降低),因此A液只可能是质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液,B液只可能是质量浓度为0.1g/mL的蔗糖溶液。(3)质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液是观察植物细胞质壁分离现象的最佳溶液,通过观察中央液泡的大小和原生质层的位置可以判断是否发生质壁分离。(4)若用不含色素的洋葱内表皮作实验材料,为了看清楚原生质层的位置,可以在外界溶液中加入有色物质。(5)探究洋葱表皮细胞的细胞液浓度时,应当将外界溶液(蔗糖溶液)的浓度作为自变量,将质壁分离的状态作为因变量。