备考2024一轮复习测试卷：专题三 细胞的物质输入和输出(含解析)

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2024新高考生物第一轮章节复习

第二单元细胞的代谢

专题三细胞的物质输入和输出

专题检测题组A组

1.植物叶片表皮上分布有大量的气孔,气孔结构如图。当组成气孔的细胞(保卫细胞)吸水后,会膨胀变形,气孔开启;反之细胞失水皱缩,气孔关闭。保卫细胞在气孔关闭过程中,不会发生的是()

A.水分子双向进出细胞

B.细胞液的浓度在逐渐增加

C.细胞的吸水能力在逐渐降低

D.原生质层和细胞壁发生分离

答案C保卫细胞在气孔关闭过程中,细胞失水,水分子双向进出细胞,A正确;细胞失水会导致细胞液浓度增加,细胞吸水能力逐渐增强,B正确,C错误;由于原生质层的伸缩性比细胞壁大,细胞失水过程中,原生质层会和细胞壁分离,D正确。

易错警示

细胞液浓度越大,细胞渗透压越高,则细胞的吸水能力就越强。

2.如图是植物根系从土壤中吸收某矿质离子的过程示意图。下列有关叙述错误的是()

A.植物的细胞壁主要由纤维素和果胶组成

B.该矿质离子逆浓度梯度进入根细胞内

C.松土不影响根细胞吸收该矿质离子的速率

D.根细胞吸收该矿质离子的过程需要转运蛋白的协助

答案C植物的细胞壁主要由纤维素和果胶组成,A正确;据图可知,该矿质离子由低浓度向高浓度运输,即逆浓度梯度进入根细胞,且需转运蛋白的协助,故该矿质离子进入细胞的方式为主动运输,B、D正确;主动运输需要消耗能量,松土可以提高土壤中氧气含量,促进有氧呼吸,增加供能,从而提高根细胞吸收该矿质离子的速率,C错误。

3.下列有关物质跨膜运输方式的叙述,正确的是()

A.小分子物质不可能以胞吞或胞吐的方式通过细胞膜

B.一种载体蛋白只能运输一种物质,体现膜的选择透过性

C.物质通过核孔进出细胞核不需要消耗能量

D.胞间连丝可以进行细胞间物质交换和信息交流

答案D小分子物质如神经递质也能以胞吐的方式通过细胞膜,A错误;一种载体蛋白只能运输一种或一类物质,体现了载体蛋白具有专一性,B错误;物质通过核孔可能是被动运输,也可能是主动运输,主动运输需要消耗能量,C错误;植物细胞通过胞间连丝形成通道可进行细胞间物质交换和信息交流,D正确。

4.生物膜上的转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白与相应物质结合后,通过改变自身空间结构转运物质;通道蛋白能形成穿膜小孔或通道,物质通过小孔或通道跨膜转运。下列有关说法错误的是()

A.膜转运蛋白对物质的运输具有选择性

B.生物膜功能的复杂程度与膜转运蛋白的种类和数量有关

C.膜载体蛋白转运物质时会改变自身空间结构

D.膜转运蛋白参与物质运输时都需要消耗ATP

答案D膜转运蛋白对物质的运输具有选择性,A正确;生物膜功能的复杂程度与膜蛋白的种类和数量有关,膜转运蛋白属于膜蛋白,B正确;载体蛋白在转运离子或分子时,会与离子或分子结合,导致其发生自身构象的改变,从而完成物质的运输,C正确;依靠膜转运蛋白的运输方式可能是协助扩散或主动运输,其中协助扩散不消耗ATP,D错误。

归纳总结

通道蛋白和载体蛋白的区别:①通道蛋白:只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与其结合。②载体蛋白:只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变。

5.离子载体是一些能促进离子跨膜运输的物质。某些离子载体可作为抗生素,如缬氨霉素,其作用机制如图所示。下列叙述错误的是()

A.离子载体对物质运输具有选择性

B.图中K+的运输方式为胞吐,需要消耗能量

C.缬氨霉素属于脂溶性物质,可在磷脂双分子层之间移动

D.缬氨霉素可通过提高靶细胞膜通透性,使靶细胞渗透失衡而死亡

答案B据图可知,离子载体只运输K+,不能运输Na+和Cl-,说明离子载体对物质运输具有选择性,A正确;图中K+的运输是顺浓度梯度的,属于协助扩散,不消耗能量,B错误;缬氨霉素属于脂溶性物质,可在磷脂双分子层之间移动,C正确;细胞内的渗透压主要是K+维持的,缬氨霉素可通过提高靶细胞膜通透性,使靶细胞的K+外流,最终导致靶细胞渗透失衡而死亡,D正确。

6.现有取自两个新鲜萝卜的形状、大小、长度相同的萝卜条A和萝卜条B各3段,分别浸泡在不同浓度的蔗糖溶液(甲~丙)中,一段时间后,取出所有萝卜条并测量其长度,结果如图所示(注:萝卜细胞与蔗糖溶液之间只有水分交换),下列相关叙述不正确的是()

A.浸泡在蔗糖溶液前,萝卜条A的细胞液浓度大于萝卜条B的

B.丙蔗糖溶液浸泡萝卜条A和B后,溶液浓度升高程度不同

C.浸泡在乙蔗糖溶液中的萝卜条B可能失去生活力

D.初始时甲~丙三种蔗糖溶液浓度的大小关系是丙>甲>乙

答案D实验后与实验前长度之比>1,说明萝卜条吸水,细胞液浓度降低;实验后与实验前长度之比1;当蔗糖溶液浓度低于细胞液浓度时,细胞吸水,会导致凹槽内液面下降,N/M<1;当蔗糖溶液浓度等于细胞液浓度时,细胞处于等渗环境中,凹槽内液面保持不变,N/M=1。由分析可知,N/M的值最接近1的原始凹槽(凹槽3)内蔗糖溶液浓度最接近白萝卜细胞液浓度,(N/M)-1的值最大的原始凹槽(凹槽1)内蔗糖溶液浓度最大,C正确。

6.如图表示小肠上皮细胞吸收氨基酸和葡萄糖的过程,其中小肠上皮细胞中的葡萄糖和氨基酸浓度均高于肠腔和细胞外液,且细胞内的K+浓度高于细胞外,而Na+浓度低于细胞外,甲、乙、丙、丁表示物质运输的载体。据此判断,下列说法正确的是()

A.通过钠钾泵的作用能降低细胞内外的Na+和K+的浓度差

B.氨基酸进出小肠上皮细胞的方式分别为主动运输和协助扩散

C.细胞通过载体甲运输Na+和葡萄糖的方式都是主动运输

D.能量供应不足会影响载体丙协助葡萄糖跨膜运输

答案B据图分析,钠钾泵能将Na+运出细胞,将K+运进细胞,且题干表明细胞内的K+浓度高于细胞外,Na+浓度低于细胞外,故钠钾泵逆浓度梯度运输K+、Na+,说明钠钾泵能维持或增大细胞内外的Na+和K+的浓度差,A错误;据题意,小肠上皮细胞中的氨基酸浓度高于肠腔和细胞外液,故氨基酸进入小肠上皮细胞是逆浓度梯度进行的,为主动运输,运出小肠上皮细胞是顺浓度梯度进行的,且此过程需载体,为协助扩散,B正确;题干中小肠上皮细胞中葡萄糖浓度高于肠腔和细胞外液,故通过载体甲运输葡萄糖是逆浓度梯度的主动运输,而小肠上皮细胞中Na+浓度低于细胞外,故通过载体甲运输Na+为顺浓度梯度的协助扩散,为被动运输,C错误;小肠上皮细胞中的葡萄糖通过载体丙运出细胞是顺浓度梯度的协助扩散,不消耗能量,D错误。

7.主动运输的能量可来自ATP水解或电化学梯度(离子的浓度梯度),如图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖、Na+跨膜运输的示意图,其中a、b、c表示转运蛋白,“■”“▲”的个数代表分子(或离子)的浓度。据图分析,下列相关叙述正确的是()

A.转运蛋白b转运葡萄糖的过程中不需要ATP水解供能

B.在转运蛋白c的协助下,小肠上皮细胞内外的Na+浓度趋于相等

C.转运蛋白a能转运葡萄糖和Na+,无特异性

D.脂溶性物质进入小肠上皮细胞不需要消耗能量,但需要转运蛋白

答案A转运蛋白b转运葡萄糖是从高浓度向低浓度的运输,为协助扩散,不需要ATP水解供能,A正确;转运蛋白c运输Na+,是由低浓度向高浓度的运输,为主动运输,会使细胞外的Na+浓度高于细胞内的Na+浓度,有利于维持膜两侧Na+的浓度差,B错误;据图可判断葡萄糖、Na+从肠腔进入小肠上皮细胞是通过同一转运蛋白完成的,但该转运蛋白不能转运其他的小分子或离子,具有特异性,C错误;脂溶性物质进入小肠上皮细胞的方式为自由扩散,不需要能量和转运蛋白,D错误。

8.(不定项)冰叶日中花(简称冰菜)是一种耐盐性极强的盐生植物,其茎、叶表面有盐囊细胞,如图表示盐囊细胞中4种离子的转运方式。相关叙述正确的是()

A.NHX运输Na+有利于提高液泡溶液渗透压

B.P型和V型ATP酶转运H+为NHX转运Na+提供动力

C.CLC开放后H+和Cl-顺浓度梯度转运属于主动运输

D.图中一种转运蛋白可转运多种离子,一种离子可由多种转运蛋白转运,不能体现特异性

答案ABNHX向细胞外和液泡内运输Na+,有利于降低细胞质基质中Na+浓度,提高液泡中Na+浓度,从而提高液泡溶液渗透压,A正确;P型和V型ATP酶分别向细胞外和液泡中转运H+,使细胞外和液泡中H+浓度升高,细胞质基质H+浓度降低,从而形成H+浓度梯度,使H+可以通过NHX顺浓度梯度进入细胞质基质,为NHX转运Na+提供动力,B正确;通过转运蛋白顺浓度梯度的转运属于协助扩散,C错误;图中一种转运蛋白只能转运特定的离子,不能转运所有离子,体现了转运蛋白的特异性,D错误。

专题检测题组C组

1.某同学设计渗透实验的装置如图所示(开始时状态),烧杯中盛有蒸馏水,图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液,一定时间后再加入蔗糖酶。该实验过程中最可能出现的是()

A.漏斗中液面开始时先上升,加酶后即下降

B.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后下降

C.加酶前后,在烧杯和漏斗中都可以检测出蔗糖

D.加酶后可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶

答案B结合题干信息分析题图,长颈漏斗中先装入蔗糖溶液,烧杯中为蒸馏水,猪膀胱膜不允许蔗糖分子通过,因此漏斗中液面会上升,形成一段液柱;一定时间后向漏斗内加入蔗糖酶,蔗糖被水解成葡萄糖和果糖,漏斗内的物质的量浓度增大,水会进一步进入漏斗,液柱继续升高,但由于猪膀胱膜允许单糖分子通过,水分子在进入漏斗的同时,单糖分子进入烧杯中,因此漏斗内液面会先升高后下降,直到漏斗内外水分子进出平衡为止,A错误,B正确。因为蔗糖不能透过猪膀胱膜,加酶后,蔗糖会被水解,所以加酶前后,烧杯中均检测不到蔗糖,C错误。因为单糖可以透过猪膀胱膜,所以加酶后可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖,但蔗糖酶(蛋白质)属于大分子物质,不能透过猪膀胱膜,所以烧杯中检测不出蔗糖酶,D错误。

2.ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白,主要由TMD(跨膜区)和NBD(ATP结合区)两部分组成。研究表明,某些ABC转运蛋白能将已经进入肿瘤细胞的化疗药物排出(如图)。相关叙述正确的是(多选)()

A.TMD亲水性氨基酸比例比NBD高

B.图示化疗药物的运输方式属于主动运输

C.物质转运过程中,ABC转运蛋白构象发生改变

D.肿瘤细胞中ABC转运蛋白基因大量表达可能使其耐药性增强

答案BCD分析题图可知,ABC转运蛋白的TMD(跨膜区)横跨磷脂双分子层(其内部具有疏水性),NBD(ATP结合区)分布在细胞质基质,故TMD亲水性氨基酸比例比NBD低,A错误;题图化疗药物的运输需要转运蛋白的协助和ATP水解供能,其运输方式属于主动运输,B正确;由题图可以看出,在物质转运过程中,ABC转运蛋白构象发生了改变,C正确;肿瘤细胞中ABC转运蛋白基因大量表达,使细胞质膜上ABC转运蛋白的数量增多,可导致大量化疗药物被排出,降低药物的疗效,使肿瘤细胞耐药性增强,D正确。

3.将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,发现其原生质体的体积变化趋势如图所示。下列叙述不正确的是()

A.1h以后,物质A开始通过细胞质膜进入细胞内

B.0~1h内,细胞吸水能力逐渐增强

C.2~3h内,外界物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压

D.0~1h内,细胞质基质的渗透压大于液泡中液体的渗透压

答案A分析题图可知,0~4h内,原生质体的相对体积先减小后增大,说明细胞发生质壁分离后又自动复原,说明此过程中物质A可以通过细胞质膜进入细胞内,但物质A从一开始就可以通过细胞质膜进入细胞内,而不是在1h后才开始进入细胞,A错误;0~1h内,原生质体的相对体积逐渐减小,细胞表现为失水,细胞液浓度逐渐增大,细胞吸水能力逐渐增强,B正确;2~3h内,原生质体的相对体积逐渐增大,细胞表现为吸水,可判断外界物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压,C正确;0~1h内,细胞表现为失水,细胞质基质的渗透压大于液泡中液体的渗透压,D正确。

4.如图为“探究植物细胞的吸水和失水”实验观察到的某一状态图。下列有关叙述错误的是()

A.①中含有线粒体等细胞器

B.此时,②中液体的渗透压高于外界溶液的渗透压

C.该实验常用紫色洋葱磷片叶外表皮细胞作材料

D.若滴加清水,该细胞不一定发生质壁分离复原现象

答案B①是细胞质,其中含有线粒体等细胞器,A正确。题图细胞可能处于质壁分离平衡状态,此时②(液泡)中液体的渗透压等于外界溶液的渗透压;题图细胞也有可能还在进行质壁分离,此时②(液泡)中液体的渗透压小于外界溶液的渗透压;题图细胞也有可能正在进行质壁分离复原的过程,此时②(液泡)中液体的渗透压大于外界溶液的渗透压,B错误。紫色洋葱磷片叶外表皮细胞含有紫色液泡,在高浓度外界溶液中能发生质壁分离,且容易观察,C正确。该细胞处于质壁分离状态,可能已经过度失水死亡,因此若滴加清水,该细胞不一定发生质壁分离复原现象,D正确。

5.下列关于植物细胞失水和吸水实验的叙述,正确的是()

A.利用洋葱根尖分生组织和添加胭脂红的蔗糖溶液进行实验,现象更加明显

B.第二次显微观察前,先加蔗糖溶液再盖盖玻片,可避免气泡的产生

C.滴加清水后,部分细胞不能发生质壁分离复原的原因可能是细胞已死亡

D.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体,以免污染显微镜镜头

答案C洋葱根尖分生组织细胞没有上都液泡,不适合用于观察植物细胞的失水和吸水,A错误;第二次显微观察,不需要再盖盖玻片,只需要从盖玻片的一侧滴入一定浓度的蔗糖溶液,另一侧用吸水纸引流即可,B错误;滴加清水后,部分细胞不能发生质壁分离复原的原因可能是蔗糖溶液浓度太高,细胞失水过多死亡,C正确;吸水纸在此实验中的主要作用是引流,D错误。

6.在线粒体内膜上存在传递电子的一组酶的复合体,由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的化学物质所组成,它们在内膜上相互关联地有序排列成传递链,称为电子传递链或呼吸链,是典型的多酶体系。如图展示的是有氧呼吸部分过程图,下列相关叙述正确的是()

A.在电子传递链复合体作用下使线粒体膜间隙呈碱性

B.图中线粒体内膜上ATP的合成离不开氢离子的跨膜运输

C.丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质的运输方式是协助扩散

D.有氧呼吸第三阶段利用的NADH也可用于光合作用的暗反应

答案B分析题图可知,在电子传递链复合体作用下H+进入线粒体膜间隙,可使线粒体膜间隙呈酸性,A错误;在线粒体内膜上ATP形成所需要的能量来自膜两侧的H+浓度差形成的势能,B正确;丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质是一种协同运输,需要载体蛋白的协助,需要的能量由膜两侧H+浓度梯度形成的电化学势能提供,其方式为主动运输,C错误;光反应产生的NADPH通常用于暗反应,D错误。

7.钠钾泵位于动物细胞的细胞质膜上,钠钾泵通过磷酸化和去磷酸化过程发生空间结构的变化,导致其与Na+、K+的亲和力发生变化(如图所示)。钠钾泵还具有ATP水解酶的活性。下列有关分析错误的是()

A.钠钾泵既能协助Na+、K+跨膜运输,又能催化ATP水解

B.钠钾泵的磷酸化导致空间结构发生改变,Na+被排出细胞

C.钠钾泵的去磷酸化过程为K+运入细胞提供能量

D.钠钾泵有利于维持细胞内外Na+、K+的浓度差

答案C依据题干信息分析题图可知,图1显示ATP上的一个磷酸基团转移到钠钾泵上,导致钠钾泵的空间结构发生变化,图2显示Na+被排出细胞的同时,胞外的K+结合到钠钾泵上,导致磷酸基团被释放,钠钾泵