第4章细胞的物质输入和输出B综合拓展一遍过

第4章细胞的物质输入和输出生物·必修1·人教版一、选择题:本题共10个小题,每小题6分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。1.[2019安徽师大附中高一上期中考试]下列有关细胞吸水和失水的叙述,正确的是(

)A.可以用口腔上皮细胞来观察质壁分离B.当外界溶液的浓度比细胞内的浓度低时,哺乳动物的红细胞失水皱缩C.当外界溶液的浓度比细胞液的浓度低时,洋葱鳞片叶的表皮细胞吸水涨破D.细胞吸水和失水是水分子顺浓度梯度跨膜运输的结果1.D【解题思路】口腔上皮细胞没有细胞壁,不能发生质壁分离,A错误;当外界溶液的浓度比细胞内的浓度低时,哺乳动物的红细胞可能会因持续吸水而涨破,B错误;植物细胞有细胞壁的保护,不会吸水涨破,C错误;水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差,当外界溶液浓度高于细胞液的浓度时,细胞失水,当外界溶液浓度低于细胞液的浓度时,细胞吸水,细胞吸水和失水都是水分子顺浓度梯度跨膜运输的结果,D正确。答案2.在观察植物细胞的质壁分离和复原过程中,某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图状态,a、b表示两处浓度,由此可推测(

)A.此时a>b,细胞渗透吸水B.此时a=b,渗透系统保持动态平衡C.此时a<b,细胞渗透失水D.上述三种情况都有可能2.D【解题思路】该图所表示的细胞处于质壁分离状态,但不能确定其是处于质壁分离过程中,还是处于质壁分离复原过程中,或者恰好是质壁分离结束时,若是第一种情况,则C项正确,若是第二种情况,则A项正确,若是第三种情况,则B项正确,因此正确选项应为D。答案3.[2019黑龙江鹤岗一中高一上期中考试]下列关于细胞膜的叙述,不正确的是(

)A.罗伯特森用电子显微镜观察细胞膜,看到的是亮—暗—亮三层结构,其中亮的部分是蛋白质B.用丙酮提取构成人红细胞膜的脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,其面积为红细胞表面积的2倍,由此证明构成细胞膜的脂质排列为连续的两层C.用荧光染料标记的人、鼠细胞融合实验可证明细胞膜具有流动性D.细胞膜表面的糖类与蛋白质结合形成糖蛋白,它与细胞表面的识别有密切关系3.A【解题思路】1959年,罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构,其中中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子,A错误;1925年,两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍,由此他们得出的结论是细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层,B正确;用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验可以证明细胞膜具有流动性,C正确;细胞膜表面的糖类与蛋白质结合形成的糖蛋白与细胞表面的识别有密切关系,D正确。答案4.[2019辽宁本溪一中高三月考]将已发生质壁分离的细胞置于清水中,细胞吸水直到体积稳定下来,下列说法不正确的是(

)A.在此过程中,细胞液的浓度由大变小B.在此过程中,细胞吸水能力逐渐降低C.通过此实验可以说明所观察的细胞是活细胞D.稳定后没有水分子进出细胞4.D【解题思路】当外界溶液浓度低于细胞液浓度时,细胞因渗透吸水发生质壁分离复原,在此过程中,细胞液的浓度由大变小,细胞吸水能力逐渐降低,A、B正确;只有活细胞才会因渗透作用而发生质壁分离复原现象,C正确;处于渗透平衡状态的细胞,水分子进出细胞处于动态平衡,D错误。答案5.[2018豫南九校高一上联考]如图甲是渗透装置示意图,乙、丙为相关曲线图,已知半透膜不允许蔗糖分子通过,下列叙述不正确的是(

)A.漏斗内溶液A的浓度变化可用曲线丙表示B.水分子进入漏斗内的速率变化可用曲线乙表示C.漏斗内的液面高度变化可用曲线丙表示D.漏斗内外液体浓度差的变化可用曲线乙表示答案5.A【解题思路】图甲中漏斗内蔗糖溶液浓度大于蒸馏水,且半透膜不允许蔗糖分子通过,所以水分子通过半透膜进入漏斗,漏斗内溶液A的浓度越来越低,直至平衡,可用曲线乙表示,A错误;图甲中漏斗内溶液A的浓度越来越低,所以水分子进入漏斗内的速率也越来越低,直至平衡,可用曲线乙表示,B正确;根据以上分析可知水分子可以通过半透膜进入漏斗,蔗糖分子不能通过半透膜,则漏斗内的液面越来越高,可以用图丙表示,C正确;根据题意分析可知漏斗内溶液A的浓度越来越低,所以漏斗内外液体浓度差越来越小,可用曲线乙表示,D正确。6.将同种植物的相同细胞分为两组,分别浸于一定浓度的蔗糖溶液(Ⅰ)与尿素溶液(Ⅱ)中,然后每隔10min用显微镜观察一次,并测量原生质体(去掉细胞壁的植物细胞)的表面积,其结果如图所示。则下列叙述错误的是(

)A.实验开始20min后,Ⅰ、Ⅱ两组细胞均发生了质壁分离B.实验开始30min后,Ⅰ组的细胞中必含蔗糖C.实验开始30min后,Ⅱ组的细胞中必含尿素D.据图可知,在细胞正常生活时尿素可通过细胞膜,蔗糖不能通过细胞膜答案6.B【解题思路】实验开始20min后,Ⅰ、Ⅱ两组细胞的原生质体的表面积减小,即都发生了质壁分离现象,A正确;实验开始30min后放入蔗糖溶液的细胞原生质体的表面积不发生变化,说明蔗糖分子没有进入细胞,而放入尿素溶液中的细胞出现质壁分离复原现象,说明尿素分子可以进入细胞,B错误,C、D正确。

答案

8.[2019江西宜春中学期末考试]如图为受体介导的胞吞作用,下列叙述不正确的是(

)A.该过程依赖于膜的流动性B.构成囊泡的基本支架是蛋白质C.该过程要有细胞表面识别和内部供能才可能完成D.该过程有细胞膜成分的更新答案8.B【解题思路】胞吞、胞吐作用依赖于膜的流动性,A正确;囊泡是细胞膜内陷形成的,构成细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,B错误;由题图知图示胞吞过程需要信息分子与受体结合才能发生,体现了细胞膜表面的识别作用,而且胞吞过程需要消耗能量,C正确;胞吞过程中细胞膜凹陷形成囊泡的过程实现了细胞膜成分的更新,D正确。9.如图1表示氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图,图2表示甲、乙两种小分子物质在细胞内外的浓度情况。下列相关叙述,错误的是(

)

图1图2A.图1中氨基酸进出肾小管上皮细胞都受载体蛋白的限制B.图2中的乙从胞内运输至胞外的方式与Na+进入肾小管上皮细胞的方式一定相同C.图2中的甲从胞内运输至胞外的方式可能与图1中氨基酸进入肾小管上皮细胞的方式相同D.如果图2中的两种物质表示CO2和O2在肌肉细胞内外的分布,则甲为O2,乙为CO2答案9.B【解题思路】由图1可知,氨基酸进出肾小管上皮细胞都需要载体蛋白的协助,A正确。图2中的乙在胞内的浓度大于胞外的浓度,所以乙从胞内运输至胞外的方式是自由扩散或协助扩散,但Na+进入肾小管上皮细胞的方式是协助扩散,所以两种物质的运输方式不一定相同,B错误。图2中的甲在胞外的浓度大于胞内的浓度,且甲是小分子物质,所以甲运出细胞的方式可为主动运输;图1中的氨基酸进入肾小管上皮细胞的方式属于逆浓度梯度的主动运输,C正确。由于肌肉细胞要吸收O2并产生CO2,且两种物质的运输方式都是自由扩散,所以甲、乙分别表示O2、CO2,D正确。10.[2018江西临川二中期末考试]如图是桑格和尼克森在1972年提出的关于生物膜分子结构的流动镶嵌模型,下列相关叙述错误的是(

)A.图中a与细胞识别有关,细胞的识别是信息交流过程B.图中c分子具有亲水的磷酸头部和疏水的脂肪酸尾部C.图中b、d的特性与生物膜有一定的流动性有关D.物质借助图中d进出细胞膜的方式一定是主动运输10.D【解题思路】图中a、b、c、d依次表示糖蛋白、磷脂双分子层、磷脂分子、蛋白质。物质借助载体蛋白进出细胞膜的方式,既可以是主动运输,也可以是协助扩散,故D错误。细胞的识别实质上是信息传递的一种方式,糖蛋白与细胞识别有关,A正确;c为磷脂分子,头部为具有亲水性的磷酸,尾部为具有疏水性的脂肪酸,B正确;生物膜具有流动性与磷脂双分子层和蛋白质的特性有关,C正确。答案二、非选择题:本题包括3个小题,共30分。11.(8分)如图为渗透装置示意图,请据图回答问题:(1)在甲、乙两侧分别加入相同体积的质量浓度为0.3g/mL的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液(假设葡萄糖和麦芽糖分子均不能通过该半透膜),一段时间后两侧液面变化是

。随后在膜两侧加入等量的麦芽糖酶,当液面不再变化时,甲侧溶液浓度

(填“大于”、“小于”或“等于”)乙侧溶液浓度。

(2)加入某种物质重构半透膜后重复(1)过程,发现当加入等量的麦芽糖酶后甲、乙两侧液面等高,据此推断加入的物质很可能是

。

(3)人们设计出一种膜结构,能将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧,以降低有毒重金属离子对水的污染,这是模拟生物膜的

性。

答案11.【参考答案】(每空2分)(1)甲侧液面上升,乙侧液面下降小于(2)葡萄糖载体(3)选择透过【解题思路】(1)由题意可知,加入麦芽糖酶前,由于麦芽糖是二糖,相对分子质量大于葡萄糖,因此甲侧溶液的物质的量浓度高于乙侧,故一段时间后甲侧液面上升,乙侧液面下降。在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶后,一分子麦芽糖水解产生两分子葡萄糖,乙侧浓度升高且高于甲侧,由于半透膜只允许水分子通过,所以当液面不再变化时,甲侧溶液浓度小于乙侧溶液浓度。(2)加入某种物质重构半透膜后重复(1)过程,发现当加入等量的麦芽糖酶后甲、乙两侧液面等高,据此推断加入的物质很可能是葡萄糖载体,致使甲、乙两侧葡萄糖溶液的浓度相当、液面等高。(3)人工膜有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧,降低有毒重金属离子对水的污染,模拟细胞膜控制物质进出细胞的功能,体现了生物膜的选择透过性。12.(10分)低温处理法、载体蛋白抑制法和细胞呼吸抑制法都能影响物质进出细胞。回答下列问题:(1)低温处理法一方面可直接降低细胞膜的

,导致物质进出细胞的速率减慢,另一方面通过影响

,导致细胞代谢速率减慢,进而影响物质进出细胞。

(2)载体蛋白抑制法对人体成熟红细胞吸收

(填“甘油”或“葡萄糖”)有影响,原因是

。

(3)细胞呼吸抑制法会影响小肠绒毛上皮细胞对

(填下列序号)的吸收。

①K+

②葡萄糖③乙醇④氨基酸⑤CO2(4)若想阻止某种特定金属离子进出细胞,可选用上述方法中的

法,原因是

。

答案12.【参考答案】(除标明外,每空1分)(1)流动性酶的活性(2)葡萄糖人体成熟红细胞吸收甘油的方式为自由扩散,不需要载体蛋白,而吸收葡萄糖的方式为协助扩散,需要载体蛋白(2分)

(3)①②④(2分)

(4)载体蛋白抑制载体蛋白具有专一性,而低温处理法和细胞呼吸抑制法均无专一性(2分)【解题思路】(1)一方面低温影响分子运动速率,进而影响细胞膜的流动性,使物质跨膜运输的速率减慢,另一方面低温影响与呼吸作用有关的酶的活性,导致细胞代谢速率减慢,进而使物质跨膜运输的速率减慢。(2)人体成熟红细胞吸收甘油的方式为自由扩散,不需要载体蛋白,而吸收葡萄糖的方式为协助扩散,需要载体蛋白,因此载体蛋白抑制法对人体成熟红细胞吸收葡萄糖有影响。(3)在主动运输、自由扩散、协助扩散、胞吞与胞吐这几种运输方式中,主动运输既需要载体蛋白又需要能量,而胞吞和胞吐需要能量不需要载体蛋白。K+、葡萄糖与氨基酸进入小肠绒毛上皮细胞的方式为主动运输,这些物质的运输均需要细胞呼吸提供能量,故细胞呼吸抑制法会影响这些物质的运输,故选①②④。(4)若想阻止某种特定金属离子进出细胞,可选用上述方法中的载体蛋白抑制法,原因是载体蛋白具有专一性,而低温处理法和细胞呼吸抑制法均无专一性。13.(12分)如图为物质运输方式的示意图,请据图回答下列问题:(1)图甲中A代表

分子,B代表

,C代表

。

(2)科学家在实验中发现:脂溶性物质能够优先通过细胞膜,并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解,也会被蛋白酶分解。这些事实说明,组成细胞膜的成分中有

。

(3)图甲的a~d的四个过程中,代表被动运输的是

。

(4)能代表氧气运输方式的过程是图甲中的

;代表葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的过程是图甲中的

。(填图中字母)

(5)红细胞膜内K+的浓度是膜外的30倍,膜外Na+的浓度是膜内的6倍,维持K+、Na+分布不均是由膜上的

所控制的。

(6)图乙所示的物质跨膜运输方式可表示图甲中的

。(填图中字母)

答案13.【参考答案】(除标明外,每空1分)(1)蛋白质磷脂双分子层糖蛋白(2)脂质和蛋白质(2分)

(3)b、c、d(2分)

(4)b

a

(5)载体蛋白(2分)

(6)a【解题思路】(1)分析题图可知A、B、C分别表示蛋白质、磷脂双分子层、糖蛋白。(3)a、b、c、d分别表示主动运输、自由扩散、协助扩散、协助扩散。(4)氧气的跨膜运输方式为自由扩散(b);葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的方式是主动运输(a)。(5)细胞膜内外Na+、K+分布不均是由膜上的载体蛋白所控制的。(6)图乙表示的跨膜运输方式为主动运输(a)。素养解读本章的主要知识是细胞的物质输入和输出,要求能结合实验,探究膜的透性,并能分析不同物质进出细胞的方式。常涉及的核心素养有生命观念(分析常见物质运输方式的实例,建立结构与功能观等)、科学思维(分析影响渗透作用和物质跨膜运输的因素;构建生物膜的流动镶嵌模型等)、科学探究(探究植物细胞的质壁分离与复原;探究物质跨膜运输的方式等)、社会责任(分析生物体内的物质运输,关注相关生产生活等)。1.[“生命观念”素养]下列关于生物膜的结构和功能的叙述,错误的是(

)A.精卵细胞的相互识别可能与细胞膜上的糖蛋白有关B.生物膜的流动镶嵌模型认为,磷脂双分子层具有流动性,但蛋白质分子是固定不动的C.生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新D.生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定1.B【解题思路】糖蛋白与细胞间的相互识别有密切关系,故精卵细胞的相互识别可能与细胞膜上的糖蛋白有关,A正确;生物膜的流动镶嵌模型认为,磷脂双分子层和大多数蛋白质都具有流动性,B错误;生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新,如分泌蛋白的合成、加工和分泌过程,内质网、高尔基体、细胞膜之间可通过囊泡的转移实现膜成分更新,C正确;生物膜的功能主要由膜蛋白决定,如控制物质运输功能与载体蛋白有关,信息交流功能与糖蛋白有关,D正确。答案2.[“科学思维”素养]以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行细胞质壁分离和复原的实验,如图所示,原生质体长度和细胞长度分别用X和Y表示,在处理时间相同的前提下(

)A.同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越小,则紫色越浅B.不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越大,则细胞的正常细胞液浓度越高C.不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越小,则越易复原D.同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越大,则所用蔗糖溶液浓度越高2.B【解题思路】同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越小,说明细胞失水越多,则紫色越深,A错误;不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越大,说明细胞失水越少,则细胞的正常细胞液浓度越高,B正确;不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越小,说明细胞失水越多,则越不易复原,C错误;同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理,X/Y值越大,说明细胞失水越少,则所用蔗糖溶液浓度越低,D错误。答案3.[“科学探究”素养]下表为甲同学用某浓度KNO3溶液进行质壁分离实验时所测得的数据,如图为乙同学用另一浓度的KNO3溶液进行质壁分离实验时所绘制的曲线图,下列分析正确的是(

)A.乙同学的实验进行到T2时观察不到质壁分离现象,此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度B.乙同学在实验进行到T1时可观察到质壁分离现象,此时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度C.甲同学实验进行到8min时质壁分离达到平衡,滴加清水后一定会发生质壁分离复原D.甲同学所用溶液浓度要大于乙同学时间(min)246810原生质体相对大小90%60%30%30%30%答案3.D【解题思路】乙同学在实验进行到T2时观察不到质壁分离现象,此时细胞液浓度等于或大于外界溶液浓度,但由于细胞壁的作用,原生质体不能再增大;乙同学在实验进行到T1时,观察到细胞质壁分离正在复原,所以细胞液浓度大于外界溶液浓度;甲同学实验进行到6min后,原生质体大小不再发生变化,可能是细胞已经死亡,不会发生质壁分离复原;根据表格数据可知,甲同学所做实验结果没有发生质壁分离复原,而乙同学所做实验结果发生了质壁分离复原,所以甲同学所用溶液浓度要大于乙同学。4.[“科学思维”素养]如图表示细胞膜的亚显微结构,其中a和b为物质的两种运输方式,下列对细胞膜结构和功能的叙述错误的是(

)A.若图示为肝细胞膜,则尿素的运输方向是Ⅱ→ⅠB.细胞间的识别与①有密切的关系C.适当提高温度将加快②和③的流动速度D.a过程未体现膜的选择透过性这一生理特性4.D【解题思路】分析题图可知:①是糖被,与细胞间的识别有关;②是蛋白质;③是磷脂双分子层;Ⅰ侧是细胞膜的外侧,Ⅱ侧是细胞膜的内侧;根据浓度关系和是否需要载体,可知a是主动运输,b是自由扩散;尿素是细胞代谢产物,需要运出细胞,A正确;适当提高温度能提高蛋白质分子和磷脂分子的流动速度,C正确;a过程能够体现膜的选择透过性,D错误。答案5.[“科学思维”素养]比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性,结果如图。据此不能得出的推论是(

)A.生物膜上存在着协助H2O通过的物质B.生物膜对K+、Na+、Cl-的通透具有选择性C.离子以协助扩散方式通过人工膜D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率答案5.C【解题思路】观察图象,除了甘油、O2和CO2以外,其余物质在生物膜上的通透性均比在人工膜上的通透性大,说明生物膜上存在协助运输某些物质的物质,A正确;由于K+、Na+、Cl-在生物膜上的通透性有差异,所以能够体现选择性,B正确;图象中没有信息证明离子在跨膜运输过程中是否消耗ATP,因此不能判断离子的跨膜运输方式为协助扩散,C错误;图象中不同物质的分子大小不同,膜对其通透性也不同,说明分子大小影响跨膜运输的速率,D正确。6.[2019湖南湘潭四校联考,“科学思维”素养]神经细胞内低Na+高K+的离子浓度对于神经冲动的产生具有重要作用。这种浓度差与细胞膜上的Na+—K+泵有关,其作用原理如图所示,下列说法不正确的是(

)A.神经细胞通过Na+—K+泵排出Na+和吸收K+的方式为主动运输B.Na+—K+泵每次运输的Na+数量多于K+C.在细胞培养液中加入乌本苷会影响K+的运输D.该运输过程中物质的运输方向是由高浓度→低浓度答案6.D【解题思路】Na+—K+泵可将2个K+泵入膜内,同时将3个Na+泵出膜外,且该过程需要消耗能量,故神经细胞通过Na+—K+泵排出Na+、吸收K+的方式为主动运输,且每次运输的Na+数量多于K+,A、B正确;K+和乌本苷的结合位点相同,则在细胞培养液中加入乌本苷会影响K+的运输,C正确;该运输过程中物质的运输方向是由低浓度→高浓度,D错误。

答案

8.[“科学探究”素养]利用0.5g/mL的蔗糖溶液、0.3g/mL的蔗糖溶液、一定浓度的尿素溶液分别处理洋葱鳞片叶外表皮细胞,10min内三组细胞的原生质体体积变化如图所示。请完成下列问题。(1)分析图中曲线,原生质体体积减小,说明洋葱鳞片叶外表皮细胞通过

作用失水,细胞发生了

。

(2)实验持续,曲线b开始随时间的增加而上升,说明曲线b是

溶液处理组,同时可判断曲线c为

溶液处理组。

(3)若将细胞转移到蒸馏水中,能够发生质壁分离复原的是曲线

所代表的处理组。

答案8.【参考答案】(1)渗透质壁分离(2)一定浓度的尿素0.5g/mL的蔗糖(3)a和b【解题思路】(1)在较高浓度的外界溶液中,洋葱细胞通过渗透作用失水;由图示可知,曲线a、b、c中原生质体体积减小,说明细胞失水,发生质壁分离。(2)因为曲线b所代表的处理组中原生质体体积先变小后变大,说明发生了质壁分离,后自动复原,b表示一定浓度的尿素溶液处理组,0.5g/mL的蔗糖溶液中洋葱表皮细胞比0.3g/mL的蔗糖溶液中的失水多,所以曲线c