2024版高考生物一輪總復習第二單元細胞的基本結構細胞的物質輸入和輸出第3講細胞的物質輸入和輸出提能演練

第3講細胞的物質輸入和輸出A組基礎鞏固練1.(2022年廣東華師附中期末)某同學設計了如圖Ⅰ所示的滲透作用實驗裝置，實驗開始時長頸漏斗內外液相平齊，記為零液面。實驗開始后，長頸漏斗內部液面的變化趨勢為圖Ⅱ，下列對圖Ⅱ有關現(xiàn)象的分析不正確的是()A.在OA段漏斗里的溶液濃度大于燒杯中溶液濃度B.AB段液面不再上升的原因是膀胱膜兩側的溶液濃度相等C.OA段從燒杯進入漏斗水分子多于從漏斗內進入燒杯的D.AB段相同時間內從漏斗進入燒杯中的水與從燒杯進入漏斗內的水的量相同【答案】B【解析】在OA段漏斗內液面上升，說明漏斗里的溶液濃度大于燒杯中溶液濃度，A正確；AB段液面不再上升的原因是膀胱膜兩側水分子擴散到兩側的數(shù)量達到動態(tài)平衡，此時漏斗內的溶液濃度仍然高于燒杯內的溶液濃度，B錯誤；OA段液面能夠不斷上升的直接原因是從燒杯進入漏斗的水分子多于從漏斗內進入燒杯的，C正確；AB段液面不再上升的直接原因是相同時間內從漏斗進入燒杯中的水與從燒杯進入漏斗內的水的量相同，滲透達到平衡，D正確。2.(2022年廣東珠海二中段考)合歡葉柄基部近軸側運動細胞受光刺激后質子泵活化，消耗ATP泵出H+，建立跨膜質子梯度進而驅動載體蛋白協(xié)同運入H+和K+，細胞內滲透壓升高，細胞吸水漲大，白天葉片水平展開；夜晚近軸側運動細胞K+流出，細胞失水曲縮，葉片合攏。下列說法錯誤的是()A.影響葉片晝開夜合的信號屬于物理信息B.運動細胞中的液泡通過吸水與失水調節(jié)細胞的形態(tài)C.K+通過通道蛋白協(xié)助擴散進入細胞D.與夜晚相比，白天近軸側運動細胞外的pH較低【答案】C【解析】影響葉片晝開夜合的信號是光，光屬于物理信息，A正確；由題意可知，運動細胞中的液泡通過吸水與失水調節(jié)細胞的形態(tài)，進而控制葉片展開或合攏，B正確；由題意可知，K+在質子梯度的驅動下進入細胞，這是一個耗能過程，為主動運輸，C錯誤；白天運動細胞受光刺激后質子泵活化，泵出H+，故胞外pH較夜間低，D正確。3.(2022年廣東茂名二模)植物葉片表皮上分布有大量的氣孔，氣孔結構如右圖。當組成氣孔的細胞(保衛(wèi)細胞)吸水后，會膨脹變形，氣孔開啟；反之細胞失水皺縮，氣孔關閉。保衛(wèi)細胞在氣孔關閉過程中，不會發(fā)生的是()A.水分子雙向進出細胞B.細胞液的濃度在逐漸增加C.細胞的吸水能力在逐漸降低D.原生質層和細胞壁發(fā)生分離【答案】C【解析】保衛(wèi)細胞在氣孔關閉過程中，水分子雙向進出細胞，但是主要從細胞進入外界溶液，導致細胞失水，A不符合題意；保衛(wèi)細胞在氣孔關閉過程中，細胞失水導致細胞液濃度增加，細胞吸水能力逐漸增強，B不符合題意，C符合題意；保衛(wèi)細胞在氣孔關閉過程中，細胞失水，由于原生質層的伸縮性比細胞壁大，原生質層會和細胞壁分離，D不符合題意。4.(2022年廣東潮州二模)關于紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞質壁分離和復原的實驗現(xiàn)象，下列說法錯誤的是()實驗組一段時間后再過一段時間滴加清水①0.3g·mL－1蔗糖溶液質壁分離無變化a②0.5g·mL－1蔗糖溶液b無變化無變化③1mol·L－1KNO3溶液質壁分離c基本無變化A.a為質壁分離復原，在低倍鏡下即可觀察到B.b為質壁分離，且質壁分離的速度比①組快C.c為質壁分離自動復原，①③組對比說明細胞膜有選擇透過性D.③組滴加清水后基本無變化的原因是細胞失水死亡【答案】D【解析】將紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞置于0.3g·mL－1蔗糖溶液中，由于外界溶液濃度大于細胞液濃度，細胞失水，發(fā)生質壁分離，一段時間后再置于清水中，由于外界溶液濃度小于細胞液濃度，細胞吸水，發(fā)生質壁分離后的復原，紫色液泡體積增加，顏色變淺，因此a為質壁分離復原，在低倍鏡下即可觀察到，A正確；將紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞置于0.5g·mL－1蔗糖溶液中，由于外界溶液濃度大于細胞液濃度，細胞失水，發(fā)生質壁分離，外界溶液與細胞液的濃度差越大，細胞質壁分離的速度越快，因此b為質壁分離，且質壁分離的速度比①組快，B正確；將紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞置于1mol·L－1KNO3溶液中，由于外界溶液濃度大于細胞液濃度，細胞失水，發(fā)生質壁分離，但由于鉀離子和硝酸根離子都能被根細胞主動吸收，因此一段時間后細胞液濃度大于外界溶液濃度，細胞吸水，發(fā)生自動復原，因此c為質壁分離自動復原，①組中蔗糖分子不能進入細胞，只能發(fā)生質壁分離，不能自動復原，而③組中鉀離子和硝酸根離子都能被根細胞主動吸收，因此①③對比說明細胞膜有選擇透過性，C正確；③組滴加清水后基本無變化是由于細胞壁的伸縮性較小，使c復原的細胞不能無限吸水，故會導致細胞體積基本無變化，而不是細胞失水死亡，D錯誤。5.下圖是一個動物細胞內外不同離子的相對濃度示意圖，下列說法正確的是()A.從圖中可以看出Cl－比Mg2+運輸速率快B.K+只能利用主動運輸方式進行跨膜運輸C.所有離子的跨膜運輸都需要載體和能量D.Na+和Cl－在肺泡細胞中運輸受阻，易引起囊性纖維化【答案】D【解析】圖示只能反映細胞對不同離子吸收的量，而不能反映離子運輸速率，A錯誤；神經細胞由動作電位恢復為靜息電位時，K+以協(xié)助擴散方式排出細胞，B錯誤；神經細胞產生動作電位時的鈉離子內流是不需要消耗能量的，而是一種順濃度梯度的協(xié)助擴散，C錯誤；囊性纖維化是因為基因發(fā)生缺陷，導致肺泡細胞膜Na+和Cl－運輸受阻而引起的，D正確。6.研究發(fā)現(xiàn)，在小腸絨毛的微絨毛表面存在著兩種運輸葡萄糖的載體——SGLT1和GLUT2，前者是主動運輸?shù)妮d體，后者是協(xié)助擴散的載體?？茖W家通過體外實驗，將不同葡萄糖濃度下的運輸速率繪制成如下圖所示的曲線，下列說法中錯誤的是()A.在較高葡萄糖濃度下，細胞主要依賴主動運輸來增大吸收速率B.在較低葡萄糖濃度下，主動運輸?shù)妮d體先達到飽和狀態(tài)C.主動運輸需要消耗細胞化學反應所釋放的能量D.小腸絨毛細胞對葡萄糖運輸?shù)膬煞N方式可同時進行【答案】A【解析】在較高葡萄糖濃度下，GLUT2的運輸速率較大，即細胞通過協(xié)助擴散吸收葡萄糖的速率明顯高于主動運輸吸收葡萄糖的速率，所以細胞主要依賴協(xié)助擴散來增大吸收速率，A錯誤；由圖示可知，在較低葡萄糖濃度下，主動運輸就可達到最大運輸速率，即主動運輸?shù)妮d體先達到飽和狀態(tài)，B正確；主動運輸需要消耗細胞化學反應所釋放的能量和細胞膜上載體蛋白的協(xié)助，C正確；由圖示信息可知，總葡萄糖的運輸速率為兩種運輸速率之和，所以可確定小腸絨毛細胞對葡萄糖的兩種運輸方式可同時存在，D正確。7.下圖為物質進出細胞示意圖，下列相關說法錯誤的是()A.載體③具有運輸和催化的作用B.載體①參與的運輸方式屬于協(xié)助擴散C.載體②的作用使細胞內的Na+濃度高于細胞外D.溶質分子甲進入細胞與細胞內外Na+的濃度有關【答案】C【解析】從圖中信息得知，載體③可以控制K+、Na+的運輸，同時可以催化ATP水解為ADP和Pi，A正確；通過載體①溶質分子甲順濃度梯度出細胞，屬于協(xié)助擴散，B正確；載體②讓Na+進入細胞是順濃度梯度運輸?shù)?，細胞內的Na+濃度低于細胞外，C錯誤；載體②可以同時讓Na+和溶質分子甲進入細胞，且甲逆濃度梯度進入細胞，屬于主動運輸，需要的能量由Na+膜兩側的濃度差形成的勢能提供，D正確。B組能力提升練8.圖甲、乙分別表示載體介導和通道介導的兩種協(xié)助擴散方式，其中通道介導的擴散比載體介導快1000倍，下列敘述錯誤的是()A.載體蛋白和通道蛋白在細胞膜上不是靜止不動的B.載體蛋白和通道蛋白在物質轉運時作用機制不同C.甲、乙兩種方式中只有乙屬于被動運輸D.載體蛋白轉運時會發(fā)生構象改變導致運輸速率較慢【答案】C【解析】載體蛋白和通道蛋白在細胞膜上不是靜止不動的，而是具有流動性，A正確；載體蛋白轉運物質時要與物質結合發(fā)生構象變化，通道蛋白在轉運物質時，不與其結合不發(fā)生構象變化，兩者作用機制不同，B正確；甲、乙兩種方式都是將物質從高濃度一側運輸?shù)降蜐舛纫粋?，需要轉運蛋白的協(xié)助，都屬于被動運輸，C錯誤；載體蛋白在轉運離子或分子時，會與離子或分子結合，導致發(fā)生自身構象的改變，與通道蛋白轉運方式相比，運輸速率較慢，D正確。9.(2022年福建莆田二中段考)下圖甲中曲線a、b表示物質跨膜運輸?shù)膬煞N方式，圖乙表示細胞對大分子物質胞吞和胞吐的過程。下列相關敘述錯誤的是()A.圖甲中曲線a表示自由擴散，曲線b表示協(xié)助擴散或主動運輸B.圖甲中曲線b達到最大轉運速率后的限制因素可能是載體蛋白的數(shù)量C.圖乙中的胞吐和胞吞過程說明細胞膜具有選擇透過性D.圖乙中的胞吐和胞吞過程都需要消耗能量【答案】C【解析】分析圖甲：方式a只與濃度有關，且與濃度呈正相關，屬于自由擴散；方式b除了與濃度有關外，還與轉運蛋白數(shù)量有關，屬于協(xié)助擴散或主動運輸，A正確；甲圖中方式b除了與濃度有關外，還與轉運蛋白數(shù)量有關，其最大轉運速率與轉運蛋白數(shù)量有關，B正確；乙圖中的胞吐和胞吞過程說明細胞膜具有一定的流動性，C錯誤；胞吞和胞吐過程都需要消耗能量，D正確。10.(2022年廣東普寧華僑中學二模)腎小管上皮細胞細胞膜上的水通道蛋白能介導水分子跨膜運輸，顯著提高了水分子的運輸速率。如圖是將相同的腎小管上皮細胞放在不同濃度的NaCl溶液中，一段時間后，測定細胞體積和細胞初始體積的比值變化曲線圖(曲線上O點對應的NaCl溶液濃度是細胞漲破時的NaCl溶液濃度)。下列敘述錯誤的是()A.稀釋腎小管上皮細胞懸液時，可選用濃度為150mmolL－1的NaCl溶液B.曲線上A點對應濃度細胞的吸水能力大于B點對應濃度細胞的吸水能力C.若將人工脂雙層膜囊泡置于NaCl溶液中，其吸水能力低于腎小管上皮細胞D.若腎小管腔內液體的滲透壓升高，則腎小管上皮細胞的吸水量減少，尿量增多【答案】B【解析】從曲線可以看出，濃度為150mmol·L－1的NaCl溶液中，細胞體積與初始細胞的比值等于1，細胞內外滲透壓相等，進出細胞水分子達到動態(tài)平衡，可以維持細胞正常的形態(tài)，此濃度可用于稀釋腎小管上皮細胞懸液，A正確。曲線上A、B兩點對應的細胞體積與初始細胞的比值小于1，細胞失水，且B點濃度失水更多，B點對應的濃度大于A點對應的濃度，則B點對應濃度細胞的吸水能力大于A點對應濃度細胞的吸水能力，B錯誤。因為腎小管上皮細胞細胞膜上的水通道蛋白能介導水分子跨膜運輸，顯著提高了水分子的運輸速率，而人工脂雙層膜上沒有通道蛋白，因此吸水能力低于腎小管上皮細胞，C正確。當腎小管腔內液體的滲透壓升高，則腎小管上皮細胞的吸水量會減少，尿量則會增多，D正確。11.協(xié)同運輸是物質跨膜運輸?shù)囊环N方式，其過程如圖所示。細胞膜上的載體蛋白同時與Na+和葡萄糖結合后，在膜兩側Na+濃度梯度驅動下吸收葡萄糖，跨膜的Na+再由另一種載體蛋白運回膜外。下列對此過程分析正確的是()A.運輸Na+的載體蛋白因不止一種而缺乏特異性B.Na+的協(xié)同運輸所需能量直接來自ATP水解C.圖示細胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴散D.細胞內外Na+濃度相等時，協(xié)同運輸不能進行【答案】D【解析】細胞膜上的載體蛋白只能運輸特定的物質，具有特異性，A錯誤；Na+的協(xié)同運輸所需動力是濃度差，B錯誤；在膜兩側Na+濃度梯度驅動下吸收葡萄糖，說明細胞吸收葡萄糖是一種特殊的主動運輸，C錯誤；細胞內外Na+濃度相等時，不能形成濃度梯度，則協(xié)同運輸不能進行，D正確。C組壓軸培優(yōu)練12.圖1表示小腸上皮細胞吸收葡萄糖的情況，為進一步探究細胞吸收葡萄糖的方式與細胞內、外葡萄糖濃度差的關系，有人設計了如圖2實驗(記作甲)：錐形瓶內盛有130mg/dL的葡萄糖溶液以及活的小腸上皮組織切片。溶液內含細胞生活所必需的物質(濃度可忽略不計)。實驗初始時，毛細玻璃管內的紅色液滴向左緩緩移動，5min起速率逐漸加快，此時，錐形瓶內葡萄糖溶液的濃度為amg/dL。(1)圖1顯示：曲線AB段、BC段，小腸上皮細胞吸收葡萄糖方式依次屬于______________________。CD段變化的原因可能是載體失活而不是載體飽和，理由是當載體飽和時，________________而使細胞內濃度升高，這與事實矛盾。

(2)圖2錐形瓶紅色液滴的移動直接顯示瓶內________含量的變化。

(3)為驗證5min時造成紅色液滴移動速率加快的直接因素，需要設計一個對照實驗(記作乙)：乙實驗裝置的不同之處是5min時用呼吸抑制劑處理小腸上皮組織。假定呼吸被徹底阻斷，預期結果：①實驗開始5min時，液滴移動情況是實驗甲突然加快，實驗乙____________；②葡萄糖溶液濃度變化情況是實驗甲________，實驗乙________。

(4)若用相等質量的成熟紅細胞替代小腸上皮細胞，紅色液滴移動情況是________。

【答案】(1)協(xié)助擴散、主動運輸細胞仍然吸收葡萄糖(2)氧氣(3)①停止移動②下降不變(4)不移動【解析】(1)曲線AB段細胞外的葡萄糖濃度高于細胞內，細胞吸收葡萄糖的方式屬于協(xié)助擴散；BC段細胞內的葡萄糖濃度高于細胞