2024届人教版高考生物一轮复习细胞的物质输入和输出作业(多项版)含答案
展开第3课 细胞的物质输入和输出
[基础练透]
1.如图装置中,甲、乙、丙中分别放置了相等物质的量浓度的蔗糖溶液、麦芽糖溶液和乳糖溶液(溶液体积关系:V甲=V丙
A.若向甲、丙中分别加入等体积相同物质的量浓度的蔗糖酶和乳糖酶,稳定后液面高度:乙>甲>丙
B.若向乙中加入一定量麦芽糖酶溶液,稳定后液面高度:乙<甲=丙
C.若向丙中加入一定量的半乳糖后,稳定后液面高度:甲=乙=丙,并且甲、乙、丙中半乳糖含量相同
D.本实验中半乳糖等单糖分子从浓度高的一侧向浓度低的一侧通过半透膜的扩散称为渗透作用
解析:选B。向甲、丙中分别加入等体积相同物质的量浓度的蔗糖酶和乳糖酶,甲中的蔗糖水解成两分子单糖,丙中的乳糖分解为两分子单糖,都可通过半透膜进入乙中,引起乙液面升高,稳定后液面高度乙>甲=丙,A错误;向乙中加入一定量麦芽糖酶溶液后,乙中的麦芽糖水解为两分子的葡萄糖,会通过半透膜分别进入甲和丙,稳定后液面高度乙<甲=丙,B正确;向丙中加入一定量的半乳糖后,由于半乳糖可以通过半透膜,因此稳定后液面高度甲=乙=丙,但因为乙体积最大,所以乙中半乳糖含量最多,C错误;渗透作用是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散过程,本实验中水分子是溶剂分子,故本实验中半乳糖等单糖分子从浓度高的一侧向浓度低的一侧通过半透膜的扩散,不能称为渗透作用,D错误。
2.(2022·山东滨州模拟)以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为观察植物细胞质壁分离和复原实验的材料,下列有关说法正确的是( )
A.正在发生质壁分离的细胞,其吸水能力逐渐减弱
B.正在发生质壁分离的细胞,其紫色区域逐渐缩小,该区域颜色逐渐变深
C.发生质壁分离后完全复原的细胞,其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同
D.该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料,是由于该类细胞不能发生质壁分离
解析:选B。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液呈紫色,正在发生质壁分离的细胞,因不断失水导致细胞液的浓度逐渐增大,紫色区域逐渐缩小,颜色逐渐变深,其吸水能力逐渐增强,A错误,B正确;因具有支持和保护作用的细胞壁也有一定程度的伸缩性,发生质壁分离后完全复原的细胞,其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同或大于外界溶液浓度,C错误;该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料,是由于该类细胞的细胞液无色,不易观察质壁分离及其复原现象,D错误。
3.科研人员将某种植物叶片置于一定浓度的乙二醇溶液和蔗糖溶液中,培养相同时间后检测其原生质体(去掉细胞壁的植物细胞)体积的变化,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.用于培养植物叶片的甲溶液和乙溶液起始浓度可能相同
B.甲溶液是乙二醇溶液,乙溶液是蔗糖溶液
C.2 min后,处于乙溶液中的植物细胞可能已经死亡
D.C点时甲溶液中的溶质开始进入细胞,细胞开始发生质壁分离复原
解析:选D。实验开始时,甲溶液中的植物叶片原生质体的相对体积大于乙溶液中原生质体的相对体积,原因可能是甲溶液中的乙二醇分子进入细胞导致细胞液浓度增大引起的,甲、乙溶液起始浓度可能相同,A正确;植物细胞在甲溶液中先质壁分离后复原是因为乙二醇分子可以进入细胞,B正确;2 min后,处于乙溶液中的植物细胞原生质体的相对体积不再改变可能是植物细胞过度失水而死亡,C正确;C点前甲溶液中的溶质就开始进入细胞,D错误。
4.(2022·辽宁模拟)下列关于物质跨膜运输的说法,错误的是( )
A.二氧化碳在大气中的浓度极低,为其从人体内自由扩散而出,提供了便利条件
B.一氧化碳对人体有害也能自由扩散进入人体,说明细胞膜对物质进出的控制是相对的
C.转运蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过且每次转运自身构象都会改变
D.分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合
解析:选C。二氧化碳的跨膜运输方式是自由扩散,顺浓度梯度运输,在大气中的浓度极低,人体内浓度更高,为其从人体内自由扩散而出,提供了便利条件,A正确;一氧化碳对人体有害,但其跨膜运输方式是自由扩散,顺浓度梯度运输,故如果外界CO的浓度高,也能自由扩散进入人体,说明细胞膜对物质进出的控制是相对的,B正确;转运蛋白可分为载体蛋白和通道蛋白,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,且每次转运自身构象都会改变,但通道蛋白的机制不同,C错误;分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,D正确。
5.(2022·泉州市二模)下列关于跨膜运输的叙述,正确的是( )
A.神经细胞K+外流不需要蛋白质协助
B.血浆中的O2进入红细胞需要蛋白质协助
C.氨基酸能以主动运输的方式被小肠上皮细胞吸收
D.蛋白质和RNA能以胞吞或胞吐的方式进出细胞核
解析:选C。离子无法直接穿过磷脂双分子层,故神经细胞K+外流,需要蛋白质协助,A错误;血浆中的O2进入红细胞是自由扩散,不需要蛋白质协助,B错误;氨基酸逆浓度梯度进入小肠上皮细胞时,是以主动运输的方式被小肠上皮细胞吸收,C正确;蛋白质和RNA通过核孔进出细胞核,不是以胞吞或胞吐的方式进出细胞核,D错误。
6.植物细胞膜上存在“H+-ATP酶”(质子泵),其水解ATP的活性位点在细胞内。如图为质子泵运输和由质子泵运输偶联引起的相关运输过程示意图。当细胞外侧H+浓度增加时,可使细胞膜两侧产生电化学势梯度。下列叙述错误的是( )
A.细胞外的H+顺浓度梯度运输到细胞内
B.细胞外的K+利用电化学势梯度跨膜运输的方式属于协助扩散
C.细胞外的I-可与H+一起经膜上的载体蛋白同向运输到细胞内
D.ATP驱动细胞膜上的质子泵将细胞内的H+运向细胞外
解析:选B。据图分析,细胞外的H+顺浓度梯度运输到细胞内,属于协助扩散,A正确;细胞外的K+运输到细胞内是逆浓度梯度运输,属于主动运输,B错误;细胞外的I-可与H+一起经膜上的载体蛋白同向运输到细胞内,其中H+运输到细胞内是协助扩散,而I-运输到细胞内是主动运输,C正确;细胞膜上的质子泵将细胞内的H+运向细胞外的能量来源于ATP水解,D正确。
7.(多选)美国科学家阿格雷和麦金农因研究细胞膜中的通道蛋白获得了诺贝尔奖,阿格雷成功分离出了水通道蛋白,麦金农测出了K+通道蛋白的立体结构。水通道蛋白的发现使人们认识到水分子可以通过自由扩散和水通道蛋白两种途径进出细胞。如图为肾小管上皮细胞重吸收水分和K+通道蛋白协助物质运输的示意图,下列与通道蛋白有关的叙述不正确的是( )
A.水分子通过自由扩散的方式进出细胞的速率大于通过水通道蛋白进出细胞的速率
B.推测肾小管上皮细胞重吸收水分的能力与其膜上水通道蛋白的数量有关
C.K+通道蛋白运输物质的方式为主动运输,需要消耗ATP
D.水分子或K+通过其通道蛋白时,需要与通道蛋白结合
解析:选ACD。由于有通道蛋白协助,水分子通过协助扩散的方式进出细胞的速率大于通过自由扩散进出细胞的速率,A错误;肾小管上皮细胞重吸收水分的能力与其膜上水通道蛋白的数量有关,通道蛋白数量越多,越有利于对水的重吸收,B正确;由题图可知,K+可从高浓度到低浓度运输,故K+通道蛋白运输物质的方式为协助扩散,不需要消耗ATP,C错误;由题图可知,水分子或K+通过其通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,D错误。
8.黑藻是一种常见的单子叶沉水植物,其叶片小而薄,叶肉细胞内有大而清晰的叶绿体,液泡无色。某同学利用黑藻进行观察细胞质流动以及观察黑藻叶肉细胞质壁分离和复原现象,实验步骤如图所示。请据图回答:
(1)在制作黑藻叶片临时装片时,先在载玻片上滴加______________,把黑藻叶片放入并展平,然后加上______________,进行观察。
(2)步骤①中,可观察到黑藻叶肉细胞中的原生质层的位置是______________。
(3)若步骤②中,从一侧滴加的是加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3 g/mL蔗糖溶液,则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是____________________。
(4)现欲探究温度对黑藻细胞质流动的影响,请你简要写出实验的主要思路:_________________________________。
答案:(1)清水(或蒸馏水) 盖玻片 (2)紧贴细胞壁 (3)绿色、红色 (4)设立等温度梯度的细胞质流动的分组实验,对比实验结果,得出结论
[能力提升]
9.(2022·广东潮州模拟)线粒体外膜分布着孔蛋白构成的通道蛋白,分子量小于5000 Da的丙酮酸可以经此通道通过。线粒体内膜由于蛋白质含量高导致通透性低,丙酮酸通过与H+(质子)协同运输[利用H+(质子)电化学梯度]的方式由膜间隙进入线粒体基质,如图所示。下列相关分析正确的是( )
A.丙酮酸经过孔蛋白进入线粒体膜间隙的方式为自由扩散
B.线粒体内外膜通透性不同的原因是膜上的转运蛋白的种类不同
C.H+(质子)通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙的方式为主动运输
D.加入蛋白质变性剂会提高线粒体内膜对各种物质运输的速率
解析:选C。根据题意可知,线粒体外膜的通道蛋白可以让丙酮酸通过,不需要消耗能量,因此为协助扩散,A错误;线粒体外膜上含有孔蛋白构成的通道蛋白,可以被动运输丙酮酸,内膜上有质子泵逆浓度转运氢离子,膜上的转运蛋白种类和数目有差异导致了线粒体内外膜的通透性不同,B错误;H+(质子)通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙是逆浓度梯度,且需要载体蛋白,因此为主动运输,C正确;蛋白质变性剂会使蛋白质变性,从而失活,H+(质子)通过质子泵由线粒体基质进入膜间隙需要载体蛋白,所以运输速率会减小,D错误。
10.图示为一类特殊的蛋白质复合物SNARE(可溶性N—乙基马来酰亚胺敏感的融合蛋白附着蛋白受体)在囊泡锚定和融合中的作用机制,图中GTP的生理功能及产生均与ATP类似。下列叙述不正确的是( )
A.在囊泡运输货物过程中,需要消耗能量
B.如图所示的过程体现了生物膜对物质的主动运输
C.如图所示的过程体现了生物膜的结构特点
D.货物准确运输到目的地需要细胞骨架的协助,该骨架主要由蛋白质组成
解析:选B。囊泡运输货物需要能量,线粒体是细胞动力车间,是能量供应站,在囊泡运输货物过程中囊泡周围会出现线粒体,A正确;题图所示的过程体现了生物膜对物质的胞吞或胞吐作用,不是主动运输,B错误;如图所示的过程中囊泡膜与靶膜融合,体现了生物膜具有一定的流动性,C正确;货物准确运输到目的地需要膜的融合,需要细胞骨架的协助,而细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,D正确。
11.(多选)细胞质酸化是植物面临的生存威胁之一,液泡可对细胞内的环境起调节作用,这与液泡膜上的质子泵(H+-ATP酶)密切相关,H+-ATP酶以ATP水解产生的能量将H+泵入液泡,以维持胞质pH平衡。如图为液泡膜上H+-ATP酶维持细胞质pH平衡示意图,下列说法错误的是( )
A.H+-ATP酶的作用是催化ATP水解,但不能作为运输H+载体
B.细胞外H+进入细胞质基质的过程不消耗细胞提供的能量
C.细胞外环境、细胞质基质、液泡液三者中,pH最大的是液泡液
D.H+-ATP酶运输H+的方式是主动运输,该过程影响H+运输速率的因素有温度、O2浓度等
解析:选AC。酶具有催化作用,结合图示可知,H+-ATP酶还能运输H+,是H+的载体蛋白,A错误。结合图示可知,H+运出细胞需要消耗能量,因此运进细胞属于协助扩散,不消耗能量,B正确。结合图示可知,H+主动运输进入液泡,方向为低→高,因此细胞质基质中的H+浓度低,结合图示可知,细胞质基质中的H+比细胞外的低,因此细胞质基质中的H+浓度最小,pH最大,C错误。 H+-ATP酶运输H+时消耗ATP和需要载体蛋白,属于主动运输;温度(影响分子运动、影响呼吸产生ATP)、O2的浓度(影响呼吸中ATP的合成)、载体蛋白的数量等都会影响主动运输的速率,D正确。
12.(2022·涪城区模拟)为研究某种植物叶片细胞吸收物质X的方式,选用生理状况基本相同的,且细胞膜中缺少蛋白A的该植物叶肉细胞为材料,在氧浓度等条件适宜的情况下进行如表所示的实验。
组别
第一步
第二步
第三步
结果
A
细胞内注入少量蒸馏水
放入含物质X的培养液中培养,物质X用放射性同位素标记
培养相同时间后检测细胞内的放射性强度
无放射性
B
细胞内注入蛋白A的mRNA
放射性强
C
细胞内注入蛋白A的mRNA
放入含物质X(用放射性同位素标记)和氯化汞的培养液中培养
放射性弱
据表回答下列问题:
(1)实验说明:该mRNA________(填“转录”或“翻译”)的蛋白A参与物质X的运输,且蛋白A的功能可能会受到________的抑制。
(2)上述实验不能证明该植物叶片细胞吸收物质X的方式为主动运输,为进一步探究叶片细胞吸收物质X的跨膜运输方式,可在________(填“有”或“无”)氧条件下,进行与________组相同操作的D组实验。如果实验结果为____________________________,则说明为协助扩散;如果实验结果为__________________,则说明为主动运输。
解析:(1)分析表格可知,细胞内注入蛋白A的mRNA,可以通过翻译,合成蛋白A,因而可以运输物质X,所以可以检测到放射性,但C组因含有氯化汞放射性较B组弱,说明氯化汞抑制物质X的运输,其原因可能是影响蛋白A的功能。(2)上述实验不能证明该植物叶片细胞吸收物质X的方式为主动运输,为进一步探究叶片吸收物质X的跨膜运输方式,可在无氧条件下,进行与B组相同操作的D组实验;如果实验结果为B组和D组细胞内的放射性强度相同,则说明为协助扩散;如果实验结果为D组细胞内的放射性强度小于B组细胞,则说明为主动运输。
答案:(1)翻译 氯化汞 (2)无 B B组和D组细胞内的放射性强度相同 D组细胞内的放射性强度小于B组细胞
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