专题03 物质出入细胞的方式-备战 高考生物二轮复习题型专练

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【方法指导】
1.细胞膜结构和功能特性及其实验验证［难点］
（1）结构特性——流动性：
①结构基础：构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是运动的。②验证实验：荧光标记的小鼠细胞与人细胞融合实验，如图所示：
（2）功能特性——选择透过性：
①结构基础：细胞膜上载体蛋白的种类和数量。
②实验验证：
含不同无机盐离子的溶液+不同植物
不同植物对同一种无机盐离子的吸收有差异，同一种植物对不同种无机盐离子的吸收也有差异——植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有“选择性”。
2．有关生物膜的疑难问题点拨
(1)不同生物膜之间相互转化的结构基础是膜的流动性。
(2)间接相连的生物膜之间借助“膜泡”或“囊泡”形式相互转化。
(3)生物膜的流动性受温度影响，低温时膜的流动性减弱。
(4)核糖体、中心体不属于生物膜系统的组成结构；生物膜系统是真核生物特有的结构体系，原核生物只有细胞膜，无生物膜系统。
5．影响物质跨膜运输的因素
(1)物质浓度(在一定浓度范围内)：
(2)O2浓度：
(3)温度：
温度可影响生物膜的流动性和有关酶的活性，因而影响物质的运输速率，如低温会使物质跨膜运输速率下降。
6．探究物质跨膜运输的方式
(1)探究是主动运输(转运)还是被动运输(转运)：
(2)探究是自由扩散还是协助扩散：
7．有关物质运输方式的疑难点拨
(1)胞吞(内吞)和胞吐(外排)不是跨膜运输。
跨膜运输包括主动运输和被动运输，是由物质直接穿过细胞膜完成的；是小分子物质进出细胞的物质运输方式；其动力来自于物质浓度差或ATP提供。胞吞(内吞)和胞吐(外排)是借助于膜的融合完成的，与膜的流动性有关；是大分子和颗粒物质进出细胞的物质运输方式；靠ATP提供动力。
(2)物质进出细胞核并非都通过核孔。
核孔是大分子出入细胞核的通道；小分子物质进出细胞核是通过跨膜运输实现的，不通过核孔。
(3)无机盐离子的运输方式并非都是主动运输，在顺浓度 梯度情况下，也可以被动运输方式进出细胞。
8.RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核，是通过核孔，而不是通过胞吞、胞吐。
2.Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞，但也可通过协助扩散或离子通道进出细胞。
9.植物吸收水分的方式是自由扩散，而对无机盐离子则以主动运输方式吸收，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。
10.胞吞(内吞)和胞吐(外排)是借助于膜的融合完成的，与膜的流动性有关；是大分子和颗粒物质进出细胞的物质运输方式，靠ATP提供动力。
命题点
考向一 物质出入细胞的方式
【典例1】 （2017年江苏卷）下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述错误的是（ ）
A．蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输
B．单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞
C．ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输
D．蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞
【答案】BCD
【解析】蔗糖分子通过胞间连丝进行运输，水解后形成单糖，通过单糖转运载体顺浓度梯度运输，速度加快，A正确；图示单糖通过单糖转运载体顺浓度梯度转运，B错误；图中蔗糖运输不消耗能量，单糖顺浓度梯度运输也不消耗能量，故ATP合成抑制剂对其没有影响，C错误；蔗糖属于二糖，不能通过单糖转运载体转运，D错误。
【拓展练习】
如图甲、乙为两个渗透装置。甲图是发生渗透作用时的初始状态，乙图是较长时间之后，进出漏斗的水分子达到动态平衡的状态。下列有关叙述错误的是( )
A．图中③为半透膜，水分子能自由通过
B．图甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度
C．图乙中溶液①的浓度与溶液②的浓度相等
D．图甲中溶液①和溶液②的浓度差越大，图乙的水柱越高
【答案】C
【解析】根据渗透作用原理可知，溶剂分子是可以自由通过半透膜的，A正确；达到平衡后，漏斗内的液面高于漏斗外的，说明水分子进入了漏斗内，再由渗透作用原理可知，实验初始时，漏斗内溶液的浓度高于漏斗外溶液的浓度，B正确；由于图乙所示装置中，漏斗内液面高于漏斗外的，说明漏斗内溶液的浓度也高于漏斗外的，C错误；图甲所示装置中溶液①和溶液②的浓度差越大，进入漏斗内的水分子越多，则平衡后图乙所示装置中漏斗的水柱越高，D正确。
【专题训练】
1．（2018全国Ⅱ卷）下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是（ ）
A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散
B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输
C．神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输
D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输
【答案】C
【解析】本题考查细胞的物质输入与输出。病原体属于颗粒性物质，颗粒性物质或大分子物质进出细胞的方式为胞吞和胞吐，因此巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞，A错误；固醇类激素的化学本质是脂质，脂溶性物质以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；神经细胞内的Na＋浓度比细胞膜外低，受刺激时，产生的Na＋内流是顺浓度梯度进行的，属于被动运输，C正确；甘油是脂溶性小分子物质，以自由扩散的方式进入细胞，D错误。
2.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．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B．离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的
C．动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D．加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
【答案】C
【解析】由题意可知，离子通过离子泵进行跨膜运输需要消耗能量，而协助扩散不需要消耗能量，故A项错误。消耗能量的物质跨膜运输一般是逆浓度梯度进行的，故B项错误。动物一氧化碳中毒会影响红细胞运输氧，进而影响有氧呼吸，影响ATP的合成，从而降低离子泵跨膜运输离子的速率，故C项正确。离子泵是一种蛋白质，因此加入蛋白质变性剂会破坏离子泵的结构，进而降低离子泵跨膜运输离子的速率，故D项错误。
3.（2018全国Ⅱ卷，2）下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是（ ）
A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散
B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输
C．神经细胞受到刺激时产生的Na+内流属于被动运输
D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输
【答案】C
【解析】本题考查细胞的物质输入与输出。病原体属于颗粒性物质，颗粒性物质或大分子物质进出细胞的方式为胞吞和胞吐，因此巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞，A错误；固醇类激素的化学本质是脂质，脂溶性物质以自由扩散的方式进入靶细胞，B错误；神经细胞内的Na＋浓度比细胞膜外低，受刺激时，产生的Na＋内流是顺浓度梯度进行的，属于被动运输，C正确；甘油是脂溶性小分子物质，以自由扩散的方式进入细胞，D错误。
4．（2018北京卷，1）细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以（自由）扩散方式通过细胞膜的是（ ）
A．Na+ B．二氧化碳C．RNAD．胰岛素
【答案】B
【解析】一般Na+内流时属于协助扩散，Na+外流时属于主动运输，A错误；二氧化碳的运输属于自由扩散，B正确；RNA通过核孔进入细胞质，需要消耗能量，不是自由扩散，C错误；胰岛素是通过胞吐被分泌出细胞的，D错误。
5．（2018海南卷，6）将水稻幼苗培养在含MgSO4的培养液中，一段时间后，发现营养液中Mg2＋和SO42-的含量下降，下列叙述不合理的是（ ）
A．Mg2＋通过自由扩散进入根细胞
B．MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收
C．根吸收的Mg2＋可以参与叶绿素的形成
D．降低温度会影响水稻根系对Mg2＋的吸收
【答案】 A
【解析】 Mg2＋通过主动运输的方式进入根细胞，A错误；MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收，B正确；根吸收的Mg2＋可以参与叶绿素的形成，C正确；．降低温度会降低膜的流动性，进而影响水稻根系对Mg2＋的吸收，D正确。
6．（2018全国Ⅰ卷，3）下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是（ ）
A．在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2和NO3－
B．农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收
C．土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收
D．给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象
【答案】A
【解析】植物根细胞从土壤中能吸收无机盐，但无机盐需以离子形成存在，所以N2不能直接吸收利用，A错误；根细胞吸收矿质元素的方式是主动运输，主动运输需要消耗能量，农田适时松土能促进根系的有氧呼吸，为根细胞吸收矿质元素提供更多的能量，因此农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收，B正确；土壤中微生物可以分解植物秸秆中的有机物，产生无机盐离子，从而可以被根系吸收，C正确；给玉米施肥过多时，会使土壤溶液浓度过高，大于根系细胞溶液的浓度，植物细胞失水，导致植物因失水而萎蔫，引起“烧苗”现象，D正确。
7．（2018全国Ⅲ卷，3）神经细胞处于静息状态时，细胞内外K+和Na+的分布特征是（ ）
A．细胞外K+和Na+浓度均高于细胞内
B．细胞外K+和Na+浓度均低于细胞内
C．细胞外K+浓度高于细胞内，Na+相反
D．细胞外K+浓度低于细胞内，Na+相反
【答案】D
【解析】由于神经细胞处于静息状态时，膜主要对钾离子有通透性，造成钾离子通过协助扩散方式外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，产生内负外正的静息电位，随着钾离子外流，形成内负外正的电位差，阻止钾离子继续外流，故细胞外的钾离子浓度依然低于细胞内；当神经细胞受到刺激时，激活钠离子通道，使钠离子通过协助扩散方式往内流，说明膜外钠离子浓度高于膜内，据此判断，A、B、C错误，D正确。
8．（2017年新课标Ⅰ卷，2）下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是（ ）
A．细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
B．检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色
C．若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色
D．斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色
【答案】B
【解析】通常认为细胞膜丧失完整性，细胞即可被认为已经死亡。台盼蓝是检测细胞膜完整性最常用的生物染色试剂。健康的正常细胞能够排斥台盼蓝，而死亡的细胞，膜的完整性丧失，通透性增加，细胞可被台盼蓝染成蓝色，A正确；氨基酸不含肽键，而双缩脲试剂是用来检测蛋白质中的肽键，B错误；观察细胞分裂过程中的染色体，通常用醋酸洋红液或龙胆紫溶液或改良的苯酚品红溶液，C正确；斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液，可被葡萄糖在水浴加热下还原成砖红色，D正确。
9．（2017年海南卷，9）为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是（ ）
A．该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞
B．细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度
C．细胞液中的H2O可以经扩散进入甲物质溶液中
D．甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁
【答案】B
【解析】具有大的液泡的活细胞才能发生质壁分离，A正确。质壁分离过程中，细胞在失水，此时，细胞外甲物质的浓度高于细胞内甲物质的浓度，B错误。水分子跨膜的方式是自由扩散，C正确。细胞壁是全透的，甲物质和H2O能自由通过，D正确。
10．（2017年海南卷，6）将生长状态一致的某种植物幼苗分成甲、乙两组，分别移入适宜的营养液中在光下培养，并给甲组的营养液适时通入空气，乙组不进行通气处理。一定时间后测得甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的。关于这一实验现象，下列说法错误的是（ ）
A．给营养液通入空气有利于该植物的生长
B．根细胞对a离子的吸收过程属于自由扩散
C．根细胞对a离子的吸收过程有能量的消耗
D．根细胞的有氧呼吸有利于根对a离子的吸收
【答案】B
【解析】有题目给的信息“甲组的根对a离子的吸收速率远大于乙组的”说明根对a离子的吸收为主动运输过程；主动运输过程需要能量和载体，B错误，C正确。给营养液通入的空气中含有氧气，根细胞获得氧气，有氧呼吸能正常进行，有利于根对a的吸收，有利于该植物的生长，AD正确。
11.（2016江苏卷.2）下列关于生物膜透性的叙述，正确的是
A.核糖体合成的分泌蛋白能够自由透过高尔基体膜
B.细胞质中合成的光合作用相关蛋白须通过内质网输入叶绿体
C.子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜对葡萄糖具有选择透性
D.细胞外高浓度的超氧化物歧化酶可以自由扩散进入细胞
【答案】C
【解析】核糖体合成的分泌蛋白通过内质网产生的囊泡运输至高尔基体，与高尔基体膜融合，进入高尔基体，不能自由透过高尔基体，A错误；细胞质中合成的光合作用相关蛋白属于胞内蛋白，直接进入叶绿体，不需经过内质网，B错误；葡萄糖通过子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜需载体协助，具有选择透性，C正确；超氧化物歧化酶是蛋白质，通过胞吞的方式进入细胞，D错误。
12．取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度（单位为g/mL）相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组（甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍）。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是（）
A．甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B．若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零
C．若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D．若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
【答案】D
【解析】由题干信息可知，叶细胞与溶液之间无溶质交换，而甲组的甲糖溶液浓度升高，则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度，引起了细胞吸水，A正确；若乙糖溶液浓度不变，说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等，叶细胞净吸水量为零，B正确；若乙糖溶液浓度降低，说明细胞失水，叶肉细胞可能发生了质壁分离，C正确；若乙糖溶液浓度升高，说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度，细胞吸水，而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍，因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组，D错误。
13．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
【答案】D
【解析】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转运蛋白发挥作用过程伴随水解ATP，产生能量，葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能，B错误；据题干信息可知“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转运蛋白不同，C错误；据图可知，ABC转运蛋白的功能发挥伴随ATP水解的过程，故若ATP水解受阻，ABC转运蛋白不能完成转运过程，D正确。
14．囊泡运输调控机制是指某些分子与物质不能直接穿过细胞膜，而是依赖围绕在细胞膜周围的囊泡进行传递运输。囊泡通过与目标细胞膜融合，在神经细胞指令下可精确控制激素、生物酶、神经递质等分子传递的恰当时间与位置。下列有关叙述正确的是（）
A．经囊泡运输的物质不能直接穿过细胞膜，因此被转运物质都是生物大分子
B．外分泌蛋白是按照高尔基体→内质网→细胞膜的方向运输的
C．囊泡运输机制不需要消耗能量
D．细胞膜上的载体蛋白也是通过囊泡转运到细胞膜上的
【答案】D
【解析】经囊泡运输的物质大多为大分子，比如消化酶，也有小分子比如神经递质，A错误；外分泌蛋白是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输的，B错误；囊泡运输机制需要消耗能量，C错误；细胞膜上的载体蛋白也是通过囊泡转运到细胞膜上的，D正确。
15．（多选）Na+—K+泵是普遍存在于动物细胞表面的一种载体蛋白，如下图所示，它具有ATP酶活性，能将Na+排出细胞外，同时将K+运进细胞内，维持细胞内外Na+和K+的浓度差。载体蛋白1和载体蛋白2依赖于细胞膜两侧的Na+浓度差完成相应物质的运输。下列叙述错误的是（ ）
A．图中所示过程说明细胞膜具有一定的流动性
B．图中细胞对C6H12O6和K+的吸收方式属于主动运输
C．载体蛋白2可能与细胞内pH的调节有关
D．图中各种载体蛋白只具有运输功能能
【答案】AD
【解析】图中所示过程说明细胞膜具有选择透过性，A错误；图中细胞对C6H12O6和K+的吸收方式属于主动运输，B正确；载体蛋白2可能与细胞内pH的调节有关，C正确；图中各种载体蛋白具有运输功能、催化功能和调节功能，D错误。
16．水存在两种跨膜运输机制：一种是通过脂双层的自由扩散，另一种是通过专一的水通道蛋白-水孔蛋白跨膜运输。研究者据此提出的实验思路如下：
①实验分组：
甲组：肾小管上皮细胞+生理盐水配制的蛋白酶液；
乙组：肾小管上皮细胞+X。
②将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引，显微镜下观察破裂的细胞数目。
（1）实验目的：_________________________________________________。
（2）题中X是____________________________________。
（3）若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同，说明________________________；若甲组极少细胞发生破裂，说明________________________；若________________________，说明肾小管上皮细胞通过两种方式吸收水分。
【答案】（1）探究水如何通过肾小管上皮细胞膜或肾小管上皮细胞的吸水方式（合理即可）
（2）等量的生理盐水
（3）水通过肾小管上皮细胞的方式主要是自由扩散肾小管上皮细胞主要依赖水孔蛋白吸水甲乙两组均出现一定破裂的细胞，且甲组破裂的细胞数量比乙组少
【解析】（1）据题意“水存在两种跨膜运输机制：一种是通过脂双层的自由扩散，另一种是通过专一的水通道一水孔蛋白跨膜运输”。且下面实验过程中用到了蛋白酶，蛋白酶能水解水通道蛋白，因此可知该实验的实验目的是探究水如何通过肾小管上皮细胞膜或肾小管上皮细胞的吸水方式。（2）根据实验设计的控制变量原则，无关变量要保持相同，实验中只能有一个自变量，因此参照甲组可知乙组的X为等量的生理盐水。（3）因为甲组实验中的蛋白酶会破坏通道蛋白，若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同，说明水跨膜不需要通道蛋白，进而可知水通过肾小管上皮细胞的方式主要是自由扩散；若甲组极少的细胞发生破裂，说明无通道蛋白，水就不能跨膜，进而可知肾小管上皮细胞主要依赖水孔蛋白吸水，若出现甲乙两组均出现一定破裂的细胞，且甲组破裂的细胞数量比乙组少，说明肾小管上皮细胞通过两种方式吸收水分。