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人教版(必修一)高中生物分层训练AB卷第4章 细胞的物质输入和输出(B卷·能力提升练)(2份打包,原卷版+教师版)
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班级 姓名 学号 分数
第4章 细胞的物质输入和输出(B卷·能力提升练)
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(共25小题,共50分,每小题2分,每小题只有一个正确选项)
1.(2022·四川雅安·高二期末)如图为常见的两套渗透装置,图中S1为0.3mol·L-1的蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为0.3mol·L-1的葡萄糖溶液。已知葡萄糖能通过半透膜,但蔗糖不能通过半透膜;两装置半透膜面积相同,初始时半透膜两侧液面高度一致,A装置一段时间后再加入蔗糖酶。下列有关叙述错误的是( )
A.装置A漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后开始下降
B.装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降,最终S3和S2溶液液面持平
C.实验刚刚开始时,装置A和装置B中水分子从S2侧进入另一侧的速度一样
D.若不加入酶,装置A达到渗透平衡时半透膜两侧溶液浓度相等
[答案]D.[解析]A、装置A因渗透作用,水分子进入漏斗使液面上升,加酶后,蔗糖被蔗糖酶催化为葡萄糖和果糖,漏斗中溶液浓度继续增大,液面会继续上升,但是由于葡萄糖能透过半透膜,所以漏斗内溶液浓度减小,而烧杯中溶液浓度增大,故漏斗中液面开始下降,A正确;B、由于葡萄糖能通过半透膜,所以装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降,最终S3和S2溶液液面持平,B正确;C、根据渗透作用的原理,实验刚刚开始时,由于装置A和装置B中半透膜两侧的溶液浓度差相同,所以水分子从S2侧进入另一侧的速度一样,C正确;D、装置A达到渗透平衡后,由于漏斗中溶液存在重力势能,水分子进出半透膜速率相等,但装置A中漏斗内的蔗糖不可能进入到烧杯中,所以S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度,D错误。故选D。
2.(2022·广西桂林·高二期末)下图甲为渗透现象示意图,图乙表示图甲中漏斗内液面上升的高度与时间的关系,图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。下列相关叙述中,错误的是( )
A.图甲中的渗透作用发生需要两个条件:有半透膜c以及a与b之间具有浓度差
B.图乙中液面不再上升时半透膜两侧的溶液浓度不同
C.图丙中①②③组成原生质层
D.如果丙细胞没有细胞壁支持,置于清水中可能会发生吸水涨破的现象
[答案]C.[解析]A、图甲中的渗透作用发生需要两个条件:有半透膜c及半透膜两侧的溶液a与b之间具有浓度差,A正确;B、图乙液面不再上升的直接原因是相同时间内从漏斗进入烧杯中的水与从烧杯进入漏斗内的水的量相同,考虑到漏斗内液柱压力的作用,当液面不再上升时,a的浓度仍小于b;B正确;C、图丙中③细胞膜、④细胞质、⑤液泡膜组成原生质层,C错误;D、如果丙细胞没有细胞壁,就相当于动物细胞,置于清水中也会发生吸水涨破的现象,D正确。故选C。
3.(2022·海南·嘉积中学高二期末)在适宜温度条件下,将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于一定浓度的蔗糖溶液
中,细胞液浓度与蔗糖溶液浓度的比值随时间的变化曲线如图。下列叙述错误的是( )
A.由t0~t1蔗糖溶液浓度逐渐减小
B.在t1时细胞可能处于质壁分离状态
C.在t2时细胞液的吸水力达到最大
D.降低实验温度,比值为3时对应的t2应左移
[答案]D.[解析]A、在t1之前,比值小于1,说明外界溶液浓度大,细胞失水,蔗糖溶液浓度逐渐减小,A正确;B、在t1之前,比值小于1,说明外界溶液浓度大,细胞失水,发生质壁分离,则细胞在t1时仍处于质壁分离状态,B正确;C、t1〜t2时间段内,细胞液浓度大于外界溶液,细胞吸水,t2时比值最大,吸水能力最大,C正确;D、若降低温度,分子运动的能力减弱,则t1〜t2时间段会变长,t2应右移,D错误。故选D。
4.(2022·四川·乐山市教育科学研究所高二期末)植物吸水的主要部位是根尖成熟区,成熟区表皮细胞吸收的水分可以通过渗透作用依次进入内层的细胞,并最终进入导管,通过导管运输到植物体的其他部位。某同学将根尖成熟区表皮细胞及其内层细胞测定初始细胞长度后依次置于相同浓度的蔗糖溶液中,一段时间后测定细胞长度并进行计算,实验结果如下表,下列叙述错误的是( )
组别
1
2
3
4
实验后长度/实验前长度
0.4
0.8
1
1.2
A.可以发生质壁分离的组别有:1组和2组
B.实验前细胞液的浓度关系是:1组<2组<3组<4组
C.细胞吸水、失水达到平衡时,它们的细胞液浓度相等
D.第4组细胞为根尖成熟区内层细胞
[答案]C.[解析]A、1组和2组实验后长度/试验前长度<1,说明发生了渗透失水,即发生了质壁分离,A正确;B、根据表中实验后长度/试验前长度可知,实验前细胞液浓度的大小依次为1组<2组<3组<4组,B正确;C、细胞吸水、失水达到平衡时,细胞吸水说明其细胞液浓度大于外界溶液浓度,其溶质较细胞失水时更多,故二者的细胞液浓度并不相等,C错误;D、根尖细胞通过渗透吸水供植物体生长发育所需,与表皮细胞相比,内层细胞的细胞液浓度最大,在相同的外界溶液中最可能出现吸水,故第4组为根尖成熟区内层细胞,D正确。故选C。
5.(2022·江西·丰城九中高一期末)将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放入一定浓度的KNO3溶液中,发现细胞原生质体体积在最初的t1时间内不断减小,在随后的t2时间内不断增大并恢复到原来水平。下列叙述正确的是( )
A.t2时间内K+、NO3-开始从外界进入细胞液
B.t1时间内细胞液中紫色程度逐渐变深,t2时间内细胞液中紫色程度逐渐变浅
C.t1时间内细胞液渗透压高于KNO3溶液的渗透压,而t2时间内两者正好相反
D.t1时间内细胞出现质壁分离并复原的现象,表明生物膜具有一定的流动性
[答案]B.[解析]A、K+、NO3-一开始就从外界进入细胞液,A错误;B、t1时间内,细胞失水,细胞液中紫色程度逐渐变深,t2时间内,细胞吸水,细胞液中紫色程度逐渐变浅,B正确;C、t1时间内,细胞失水,细胞液渗透压低于KNO3溶液的渗透压,而t2时间内两者正好相反,C错误;D、t1时间内发生质壁分离,t2时间内出现质壁分离的复原,表明生物膜具有一定的流动性,D错误。故选B。
6.(2022·河南南阳·高二期末)下图表示将相同生理状态的三个洋葱鳞片叶表皮细胞放于不同浓度的蔗糖溶液中一段时间后的状态(细胞均具有活性),以下说法正确的是( )
A.此时图中各细胞液的浓度大小依次是丙>甲>乙
B.图中所示三种状态的细胞中吸水能力最强的是乙
C.此时图中甲、乙、丙细胞均没有水分子出入
D.丙细胞中①处的溶液不可能是外界溶液
[答案]A.[解析]A、三个细胞初始时细胞液浓度相同,终末状态时,细胞液失水量大小依次是丙>甲>乙,故细胞液的浓度大小依次是丙>甲>乙。A正确;B、吸水能力取决于渗透压,丙渗透压最大,吸水能力最强。B错误;C、此时,三个细胞水分进出达到平衡状态,不是没有水分子出入。C错误;D、①处是细胞壁和细胞膜之间,由于细胞壁是全透性的,所以①处是外界溶液。D错误。故选A。
7.(2022·河南商丘·高二期末)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,如图为操作及观察结果示意图。下列叙述正确的是( )
A.比较保卫细胞的细胞液浓度,③处理后>①处理后
B.滴加①后有较多水分子进入保卫细胞
C.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为③>①>②
[答案]C.[解析]A、蔗糖溶液①处理的细胞气孔张开程度小于③处理的,可知蔗糖溶液①处理细胞吸水量少于③处理的,说明保卫细胞的细胞液浓度①处理后>③处理后,A错误;B、蔗糖溶液①处理和③处理的细胞均吸水,③处理后的气孔张开程度最大,③处理后的细胞大量吸水,故滴加蔗糖溶液③后有较多水分子进入保卫细胞,B错误;C、细胞失水才能引起质壁分离,只有蔗糖溶液②处理的细胞失水,故质壁分离现象最可能出现在滴加蔗糖溶液②后的观察视野中,C正确;D、处理前的细胞液浓度均一致,蔗糖溶液①处理和③处理的细胞吸水,故蔗糖溶液①和③浓度均小于细胞液浓度,但③处理吸水量大于①处理,故蔗糖浓度①>③;蔗糖溶液②处理的细胞失水,故蔗糖溶液②浓度大于细胞液浓度,因此,由此推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③,D错误。故选C。
8.(2022·河南河南·高一期末)将人的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中,一段时间后,红细胞将会发生不同的变化。下列叙述正确的是( )
A.若放入0.9%的氯化钠溶液中,没有水分进出细胞,红细胞形态不变
B.若放入高于0.9%的氯化钠溶液中,红细胞失水皱缩,形态改变
C.若放入低于0.9%的氯化钠溶液中,红细胞一定会由于吸水而涨破
D.红细胞的细胞膜与半透膜一样,只允许小分子物质通过,大分子不能通过
[答案]B.[解析]A、若放入0.9%的氯化钠溶液中,是细胞的等渗溶液,水分子进出平衡,细胞形态不变,A错误;B、若放入高于0.9%的氯化钠溶液中,细胞外液的渗透压大于细胞质浓度,红细胞失水皱缩,形态改变,B正确;C、若放入低于0.9%的氯化钠溶液中,红细胞会吸水,但吸水量不一定导致细胞涨破,C错误;D、一些大分子物质也能通过细胞膜,如蛋白质类,D错误。故选B。
9.(2022·陕西·长安一中高一期末)图甲是人的红细胞处在不同浓度的NaCl溶液中,红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线;图乙是某植物细胞在一定浓度的KNO3溶液中细胞失水量的变化情况。有关叙述错误的是( )
A.图甲中150 mmol·L-1NaCl溶液不影响人红细胞的功能
B.图甲中显示可用小于100 mmol·L-1NaCl溶液处理人红细胞制备纯净细胞膜
C.图乙中OA段细胞的吸水能力逐渐减弱,AB段细胞的吸水能力逐渐增强
D.图乙中细胞失水量变化过程中不只有水分子进出细胞
[答案]C.[解析]A、图甲中,150mmol•L-1NaCl溶液中红细胞体积与初始体积之比等于1,说明该溶液浓度与细胞内液浓度的渗透压相等,不影响红细胞功能,A正确;B、人的红细胞内没有细胞核和众多的细胞器,而且图甲中红细胞在100mmol•L-1NaCl溶液会吸水涨破,因此,用该浓度的NaCl溶液处理人红细胞可制备纯净细胞膜,B正确;C、图乙中OA段细胞的失水量逐渐增大,则细胞浓度会逐渐增大,因此,细胞的吸水能力逐渐增强,C错误;D、图乙中细胞失水量变化过程中,既有水分子渗出,也有水分子和钾离子和硝酸根离子进入细胞,D正确。故选C。
10.(2022·浙江温州·高二期中)将小鼠肝细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后测定细胞体积和数量,实验结果如图。下列叙述正确的是( )
A.曲线甲表示细胞数量的变化
B.曲线乙说明当NaCl溶液浓度大于a时细胞开始吸水
C.实验过程中细胞体积的变化说明质膜具有一定的流动性
D.c→d过程中细胞液浓度不变
[答案]C.[解析]A、随着外界NaCl溶液浓度增大,细胞失水,细胞皱缩,体积减小,从图中曲线趋势判断,甲曲线为细胞体积变化,那么乙为细胞数量,A错误;B、乙为细胞数量曲线,乙曲线说明当NaCl溶液浓度大于a时,肝细胞数量开始增多,B错误;C、实验过程中细胞体积的变化说明质膜具有一定的流动性,能够伸缩,C正确;D、c→d过程中细胞体积不再发生变化,可能是细胞过度失水,已经死亡,细胞液浓度增大,D错误。故选C。
11.(2022·河南濮阳·高二期末)将新鲜的萝卜块根切成长度、粗细均相等的萝卜条,分别放入四种不同浓度的糖溶液中,一段时间后的结果如下表所示。用于实验的萝卜细胞的初始渗透压相等。下列相关叙述错误的是( )
组别(蔗糖溶液)
a
b
c
d
萝卜条增加的长度/cm
-0.4
+0.1
-0.2
-0.5
A.萝卜条的长度可以发生小幅度变化,说明细胞壁有一定的伸缩性
B.将b、c组中的萝卜条移到清水中,一段时闻后两组萝卜条长度可能相等
C.将a,d组中的萝卜条移到清水中,一段时间后两组萝卜条长度可能不等
D.b、c组分别经上述处理一段时间后,萝卜细胞的吸水能力相等
[答案]D.[解析]A、每一浓度下萝卜条长度均有一定变化,说明细胞由于水分的进出引起细胞壁的伸缩性,A正确;B、将b,c中的萝卜条移到清水中,萝卜条都将可能吸水,故b中萝卜条可能继续增长,c中萝卜条可能恢复或超过原有长度,B正确;C、由表格可知,萝卜条在蔗糖溶液a和d中分别减少了0.4m,0.5m,一段时间后两组萝卜条长度可能不等,C正确;D、萝卜条在蔗糖溶液b中吸水,说明萝卜细胞液浓度高于蔗糖溶液b的浓度,而在蔗糖溶液c中萝卜条长度缩短,说明萝卜细胞液浓度小于蔗糖溶液c的浓度,因此萝卜细胞吸水能力不等,D错误。故选D。
12.(2022·黑龙江·哈尔滨德强学校高二期末)某同学用物质的量浓度为2mol·L–1的乙二醇溶液和2mol·L–1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,进行细胞质壁分离实验,实验现象如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.蔗糖分子能够进入细胞液,而乙二醇则不能
B.AC段细胞液浓度先减小后增加
C.AD段细胞液吸水能力先逐渐增大后基本不变
D.BD段没有水分子的进出
[答案]C.[解析]A、蔗糖分子不能够进入细胞液,而乙二醇可以,A错误;B、AC段原生质体体积先减小后变大,因此细胞液浓度先增加后减小,B错误;C、AD段原生质体体积先减小后不变,因此细胞液吸水能力先逐渐增大后基本不变,C正确;D、BD段细胞液内浓度与外界蔗糖溶液浓度相等,水分子进出相对平衡,D错误。故选C。
13.(2022·湖南郴州·高二期末)显微镜观察法在生物学研究中发挥着重要作用。观察多种多样的细胞、生物组织细胞中脂肪的鉴定(苏丹Ⅲ染色)、观察叶绿体和细胞质流动、探究植物细胞的吸水和失水等实验,都需要使用光学显微镜观察。下列相关叙述中正确的是( )
A.用高倍显微镜可观察到大肠杆菌中有核糖体分布
B.高倍镜下可观察到花生子叶细胞中被染成橘黄色的脂肪颗粒
C.可观察到黑藻的细胞质环流方向与实际流动方向相反
D.可观察到水分子从洋葱鳞片叶表皮细胞的液泡进入高渗蔗糖溶液
[答案]B.[解析]A、用高倍显微镜无法观察到大肠杆菌中有核糖体分布,A错误;B、高倍镜下可观察到花生子叶细胞中被染成橘黄色的脂肪颗粒,B正确;C、可观察到黑藻的细胞质环流方向与实际流动方向相同,C错误;D、无法观察到水分子的移动,D错误。故选B。
14.(2022·广东实验中学高一期末)某小组以紫色洋葱外表皮、黑藻为材料,用不同浓度的蔗糖溶液进行质壁分离及复原的实验,结果如下表。
实验材料
蔗糖溶液浓度(g/mL)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
紫色洋葱外表皮
质壁分离时间
——
184
101
50
39
清水复原时间
——
46
40
58
——
黑藻
质壁分离时间
——
——
231
160
120
清水复原时间
——
——
350
172
151
备注: 1.“——”表示没有发生质壁分离或复原;
2.质壁分离的时间记法是从滴下溶液开始到约50%的细胞出现明显质壁分离为止;清水复原的时间记法是从滴下清水开始到约50%的细胞恢复到原来的状态为止。
下列相关叙述,正确的是( )
A.紫色洋葱外表皮细胞在失水的过程中颜色逐渐加深,吸水能力逐渐减弱
B.滴加 0.3g/mL蔗糖溶液后的第231秒,黑藻的大多数细胞开始失水
C.用0.5g/mL的蔗糖溶液处理后,紫色洋葱外表皮细胞可能已死亡
D.由实验结果可知,黑藻的细胞液浓度可能小于紫色洋葱外表皮
[答案]C.[解析]A、紫色洋葱外表皮细胞在失水的过程中,液泡中的细胞液浓度越来越大,其颜色逐渐加深,吸水能力逐渐增强,A错误;B、质壁分离的时间记法是从滴下溶液开始到约50%的细胞出现明显质壁分离为止,滴加 0.3g/mL蔗糖溶液后的第231秒,黑藻的50%的细胞出现明显质壁分离,说明黑藻的大多细胞已经失水,而不是开始失水,B错误;C、用0.5g/mL的蔗糖溶液处理后,紫色洋葱外表皮细胞不能发生质壁分离后复原,说明紫色洋葱外表皮细胞可能已死亡,C正确;D、由表格可知,蔗糖溶液浓度为0.2g/mL时,紫色洋葱外表皮细胞能发生质壁分离,故紫色洋葱外表皮细胞液浓度小于0.2g/mL,而黑藻细胞不能发生质壁分离,说明黑藻的细胞液浓度大于或等于0.2g/mL,因此由实验结果可知,黑藻的细胞液浓度大于紫色洋葱外表皮,D错误。故选C。
15.(2022·河北·秦皇岛一中高二期末)美国科学家阿格雷等发现了细胞膜上专门供水分子进出的通道蛋白。水通道蛋白位于细胞膜上的蛋白质,在细胞膜上组成“孔道”,可控制水分子进出细胞。下列相关叙述正确的是( )
A.水通道蛋白由氨基酸分子组成,水分子进出细胞均需要水通道蛋白的参与
B.同位素标记法可用于研究水通道蛋白从合成到整合到细胞膜的过程
C.水通道蛋白有控制物质进出细胞和进行细胞间信息交流的功能
D.动物体中不同细胞的细胞膜上的水通道蛋白的种类和数量均相同
[答案]B.[解析]A、水分子进出细胞除需要水通道蛋白的协助扩散外,还有自由扩散,A错误;B、通过追踪示踪元素标记的化合物,可以弄清化学反应的详细过程,同位素标记法可用于研究水通道蛋白从合成到整合到细胞膜的过程,B正确;C、能进行细胞间信息交流的蛋白质主要是糖蛋白,而非水通道蛋白,C错误;D、蛋白质是生命活动的承担者,不同细胞的功能不同,动物体中不同细胞的细胞膜表面的水通道蛋白的种类和数量不同,D错误。故选B。
16.(2022·辽宁丹东·高二期末)水分子通过细胞膜的方式有自由扩散和协助扩散(借助水通道蛋白)两种。为研究水分子的主要跨膜运输方式,科研人员将生理状况相同且良好的非洲爪蟾卵母细胞平均分为两组并放入等量等浓度的低渗溶液。甲组不做处理,乙组加入通道蛋白抑制剂。假设加入的成分对溶液的渗透压不会造成影响,一段时间后,测定低渗溶液中细胞的水通透速率。下列相关说法合理的是( )
A.不论甲组还是乙组,水分子都是从低渗溶液进入细胞且单向移动
B.若水分子的主要跨膜运输方式是协助扩散,则甲组细胞的水通透速率比乙组的快
C.若水分子的主要跨膜运输方式是自由扩散,则乙组细胞的水通透速率比甲组的快
D.适当增加两组细胞的呼吸强度会明显增加两组细胞的水通透速率
[答案]B.[解析]A、不论甲组还是乙组,水分子都是在低渗溶液与细胞之间双向移动,A错误;B、若水分子的主要跨膜运输方式是协助扩散,乙组加入通道蛋白抑制剂会对水分子的跨膜造成影响,所以甲组细胞的水通透速率比乙组的快,B正确;C、若水分子的主要跨膜运输方式是自由扩散,加入通道蛋白抑制剂不会对水分子的跨膜造成影响,甲组细胞和乙组细胞的水通透速率大致相同,C错误;D、由于自由扩散和协助扩散都属于被动运输,不需要消耗能量,适当增加两组细胞的呼吸强度不会明显增加两组细胞的水通透速率,D错误。故选B。
17.(2022·黑龙江·大庆实验中学高二期末)图甲、图乙分别表示载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质被动运输方式,其中通道蛋白介导的运输速率比载体蛋白介导的运输速率快1000倍以上。下列叙述错误的是( )
A.载体蛋白可转运离子而通道蛋白只能转运分子
B.载体蛋白在运输物质的过程中其空间结构会发生改变
C.图甲载体蛋白介导的运输速率通常会受到载体蛋白数量的限制
D.图乙通道蛋白介导的运输速率快是因为溶质分子不需要与通道蛋白结合
[答案]A.[解析]A、通道蛋白也能转运离子,如Na+内流方式为通过钠离子通道蛋白的协助扩散,A错误;B、载体蛋白拥有能与被运载物结合的特异的受体结构域,该结构域对被运载物有较强的亲和性,在被运载物结合之后载体蛋白会将被运载物与之固定,然后通过改变其空间结构使得结合了被运载物的结构域向生物膜另一侧打开,B正确;C、图甲介导的物质运输需要载体蛋白的协助,其运输速率通常会受到载体蛋白数量的限制,C正确;D、通道蛋白介导的物质运输过程中,该物质不需要与通道蛋白结合,运输速率快,D正确。故选A。
18.(2022·浙江湖州·高二期末)下图是人体小肠上皮细胞亚显微结构模式图,下列叙述正确的是( )
A.图中的膜蛋白丙可能是抗利尿激素的受体
B.由图中的膜蛋白甲可知,载体蛋白没有专一性
C.膜蛋白乙在行使功能时其形状会发生可逆性改变
D.图中的 1、2、3、4 共同构成了该细胞的生物膜系统
[答案]C.[解析]A、抗利尿激素的靶器官是肾小管和集合管,图示为小肠上皮细胞亚显微结构模式图,故图中的膜蛋白丙不可能是抗利尿激素的受体,A错误;B、膜蛋白运输离子具有专一性,B错误;C、膜蛋白乙属于载体蛋白,其在行使功能时其形状会发生可逆性改变,C正确;D、生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜,图中的1是高尔基体,2是内质网,3是核膜,4是线粒体,都属于生物膜系统,但仅有四者不能构成细胞的生物膜系统,D错误。故选C。
19.(2022·湖南·长郡中学高二期中)如图为两种小分子物质(甲、乙)跨膜运输方式的运输速率与浓度差的关系,两种物质分子的运输都与能量供应无关。下列叙述错误的是( )
A.两种物质分子的运输动力都来自细胞膜内外侧物质的浓度差
B.脂溶性小分子以物质甲的方式运输,其运输速率与分子大小无关
C.物质乙运输过程可能是通过载体蛋白发生可逆的构象变化实现的
D.使用蛋白变构剂处理对物质甲的运输无影响,而物质乙运输速率会降低
[答案]B.[解析]A、据柱形图分析可知,物质甲的运输方式为自由扩散,而物质乙的运输方式为协助扩散,两者的运输动力都来自细胞膜内外侧物质的浓度差,A正确;B、脂溶性小分子的运输方式为自由扩散,其取决于分子的大小和其脂溶性,B错误;C、物质乙的运输方式为协助扩散,运输过程可能是通过载体蛋白发生可逆的构象变化实现的,C正确;D、自由扩散不需要载体蛋白的协助,而协助扩散需要载体蛋白的协助,使用蛋白变构剂处理对物质甲的运输无影响,而物质乙运输速率会降低,D正确。故选B。
20.(2022·山东淄博·高一期末)钠钾泵由α、β两亚基组成,其中α亚基为跨膜蛋白,如图。一般认为钠钾泵首先在膜内侧与Na+结合,ATP酶活性被激活,水解ATP释放的能量使泵本身构象改变,将Na+输出细胞的同时,泵与细胞膜外侧的K+细胞外液结合,构象再次改变,将K+输入细胞内。下列说法错误的是( )
A.α亚基对K+的亲和力始终大于Na+
B.ATP水解使α亚基磷酸化,体现钠钾泵具有催化功能
C.钠钾泵可依次完成对3个Na+和2个K+的转运
D.钠钾泵属于载体蛋白,运输物质时其结构会发生改变
[答案]A.[解析]A、a亚基首先与钠离子结合,完成钠离子的转运,此后与钾离子结合完成钾离子的转运,说明a亚基对Na+的亲和力始终大于K+,A错误;B、钠钾泵首先在膜内侧与Na+结合,ATP酶活性被激活,水解ATP释放的能量使泵本身构象改变,说明钠钾泵具有催化功能,能催化ATP水解,B正确;C、Na+-K+泵完成钠离子转运的同时,随后再次通过构想改变完成钾离子的转运过程,此后恢复原来的结构,因此可以说Na+-K+泵能同时完成3个Na+和2个K+的转运,C正确;D、据图可知,钠钾泵属于载体蛋白,运输物质时其结构会发生改变,D正确。故选A。
21.(2022·福建省连城县第一中学高三期末)小肠是消化和吸收的主要器官,食物中的多糖和二糖被水解成单糖后,在小肠黏膜上皮细胞的微绒毛上被吸收。为研究葡萄糖的吸收方式,研究人员进行了体外实验,实验过程及结果如表所示:
实验阶段
实验处理
实验结果
第一阶段
蛋白质抑制剂处理小肠微绒毛
葡萄糖的转运速率为0
第二阶段
在外界葡萄糖浓度为5mmol/L 时,呼吸抑制剂处理小肠微绒毛
对照组葡萄糖的转运速率>实验组葡萄糖的转运速率,且实验组葡萄糖的转运速率=0
第三阶段
在外界葡萄糖浓度为100mmol/L 时,呼吸抑制剂处理小肠微绒毛
对照组葡萄糖的转运速率>实验组葡萄糖的转运速率,且实验组葡萄糖的转运速率>0
下列叙述错误的是:( )
A.小肠微绒毛吸收葡萄糖的方式,体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能
B.小肠微绒毛吸收葡萄糖需要膜转运蛋白的协助
C.随着外界葡萄糖浓度的增大,小肠微绒毛吸收葡萄糖的速率会一直增大
D.小肠微绒毛上皮细胞内葡萄糖的浓度大于5mmol/L
[答案]C.[解析]AB、由题意可知,用蛋白质抑制剂处理小肠微绒毛,葡萄糖的转运速率为0,说明运输葡萄糖需要转运蛋白的协助,转运蛋白只允许部分物质通过,这体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,AB正确;C、由第二阶段可知,当外界葡萄糖浓度低时,小肠绒毛上皮细胞运输葡萄糖的方式为主动运输;当外界葡萄糖浓度高时,抑制细胞呼吸情况下,葡萄糖的转运速率与正常情况相比有所下降但不为0,说明此时细胞转运葡萄糖有主动运输和被动运输两种方式,细胞膜上转运蛋白的数量是有限的,转运蛋白的运输能力是有限的,在被运输物质浓度太高时会达到饱和,运输速率不会一直增大,C错误;D、在外界葡萄糖浓度为5mmol/L时,抑制细胞呼吸与正常情况下,对照组葡萄糖的转运速率>实验组葡萄糖的转运速率,且实验组葡萄糖的转运速率=0,说明此时细胞转运葡萄糖为主动运输,故可推出小肠绒毛上皮细胞内葡萄糖的浓度大于5mmol/L,D正确。故选C。
22.(2022·河南信阳·高二期末)ABC转运蛋白主要分为TMD(跨膜区)和NBD(ATP结合区)两部分。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(如下图)。以下相关推测中不合理的是( )
A.TMD亲水性氨基酸比例比NBD高
B.游离的氨基不只位于ABC转运蛋白的肽链末端
C.物质转运过程中,ABC转运蛋白空间结构发生改变
D.肿瘤细胞中合成大量的ABC转运蛋白后会使其耐药性增强
[答案]A.[解析]A、据图可知,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;B、游离的氨基不只位于ABC转运蛋白的肽链末端,游离氨基在R基中也可能有,B正确;C、据图可知,在物质转运过程中,ABC转运蛋白空间结构发生改变,C正确;D、肿瘤细胞膜上ABC转运蛋白数量增多,导致大量化疗药物被排出,会使其耐药性增强,降低药物的疗效,D正确。故选A。
23.(2022·江西·景德镇一中高一期末)气孔有利于二氧化碳进入植物叶片进行光合作用,但同时也是蒸腾作用丧失水分的门户。研究发现,不同光质可通过控制气孔开度来影响植物光合速率。如蓝光可激活保卫细胞中的质子泵(H+−ATPase),H+−ATPase被激活后会将H+立分泌到细胞外,建立H+电化学梯度,K+、Cl-等依赖于H+电化学梯度大量进入保卫细胞,从而使气孔张开。据图分析,下列说法正确的是( )
A.图中H+要分泌到细胞外的过程需要ATP合成酶
B.K+进入保卫细胞一定不消耗能量
C.蓝光诱导气孔张开的机理可能是K+、Cl-等进入保卫细胞,提高了胞内渗透压,保卫细胞吸水
D.如果检测到该植物通过气孔摄入的氧气大于释放的氧气,则该植物所处的生理状态一定为光合作用大于呼吸作用
[答案]C.[解析]A、图中H+分泌到细胞外的过程需要ATP水解酶,将ATP水解,释放能量,A错误;B、根据题干信息,K+、Cl-等依于赖于H+电化学梯度大量进入保卫细胞,间接消耗能量,B错误;C、结合题干和题图可知,蓝光诱导气孔张开的机理可能是K+、Cl−等进入保卫细胞,提高了胞内渗透压,保卫细胞吸水,使气孔张开,C正确;D、如果检测到该植物通过气孔摄入的氧气大于释放的氧气,则该植物所处的生理状态一定为光合作用小于呼吸作用,D错误。故选C。
24.(2022·辽宁葫芦岛·高二期末)下图中甲、乙分别表示物质进出细胞的两种方式。下列有关叙述正确的是( )
A.离子的运输都是通过甲方式进行的
B.甲、乙两图所示的物质进出细胞的方式相同
C.婴儿吸收乳汁中的免疫球蛋白可用图乙表示
D.甲、乙两图所示的物质进出细胞的方式都需要转运蛋白的协助
[答案]D.[解析]A、甲为主动运输,离子的运输可以通过协助扩散进行,比如钠离子进入细胞内,钾离子出细胞外,A错误;B、乙图中物质的运输时从高浓度向低浓度进行运输,需要载体蛋白的协助,属于协助扩散,甲是可以逆浓度运输,属于主动运输,B错误;C、婴幼儿肠道吸收乳汁中的免疫球蛋白的过程是胞吞作用,不可用图乙中的跨膜运输方式表示,C错误;D、甲是主动运输,乙是协助扩散,主动运输和协助扩散都需要载体蛋白协助,载体蛋白属于转运蛋白的一种,D正确。故选D。
25.(2022·广东肇庆·高二期末)如图为胃壁细胞简图,细胞内的囊泡膜上镶嵌有H+载体。当信号物质A与胃壁细胞膜上的结构B结合后,囊泡膜上的H+载体转移到细胞膜上,且由无活性状态变为有活性状态,进而持续向胃内运输H+,使得胃内pH小于胃壁细胞的pH值。下列相关叙述错误的是( )
A.由图可知,细胞膜上的H+载体需要内质网和高尔基体的加工
B.有活性的H+载体向胃内运输H+不消耗细胞代谢释放的能量
C.结构B识别并结合物质A,体现了细胞膜的信息交流功能
D.转运时,H+载体通过改变自身的构像,实现对H+的运输
[答案]B.[解析]A、由图可知,细胞内的囊泡膜上镶嵌有无活性的H+载体,囊泡是内质网、高尔基体及细胞膜等的联系方式,因此H+载体需要内质网和高尔基体的加工,A正确;B、据题可知,最终胃内的pH值小于胃壁细胞的pH值,即H+载体向胃内运输H+的过程是逆浓度梯度运输,属于主动运输,需要消耗能量,B错误;C、信号物质A与胃壁细胞膜上B受体特异性结合来传递信息,该过程体现了细胞膜的信息交流功能,C正确;D、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,且每次转运都会发生自身构象的改变,D正确。故选B。
二、非选择题(共5小题,共50分)
26.(8分2022·辽宁铁岭·高二期末)现有两瓶质量分数均是30%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液。已知葡萄糖分子可以透过半透膜,蔗糖分子不能透过。请回答以下问题
(1)A同学把体积相同的葡萄糖与蔗糖溶液用半透膜隔开如图1所示,在一段时间内,乙液面的变化情况是__________,最后乙液面__________(填高于低于或等于)甲液面。
(2)B同学采用紫色洋葱鳞片叶的外表皮为材料,利用植物细胞质壁分离与复原的原理进行了鉴定葡萄糖和蔗糖溶液的实验。请在图2中补充可能的实验结果__________。
(3)鲨鱼体内能积累大量的盐,盐分过多时就要及时将多余的盐分排出体外,经研究,鲨鱼体内多余的盐分是经②途径排出的。那么其跨膜运输的方式是__________。
(4)蟾蜍心肌细吸收Ca2+、K+、C6H12O6的方式相同,若抑制心肌细胞的呼吸作用,则Ca2+、K+、C6H12O6等物质吸收均受到显著的影响,其原因是__________。若蟾蜍的离体心脏施加某种毒素Ca2+吸收明显减少,但K+、C6H12O6的吸收不受影响,最可能的原因是该毒素抑制了图3中所示的转运Ca2+的__________的活性。
[答案](1) 先下降后升高 高于
(2)
(3)协助扩散
(4) 蟾蜍心肌细吸收Ca2+、K+、C6H12O6是需能的主动运输,抑制心肌细胞的呼吸作用,使细胞的能量供应减少 载体蛋白
[解析](1)把相同质量分数、相同体积的两种溶液加入到被半透膜隔开的U形管中,由于蔗糖是二糖,葡萄糖是单糖,甲的物质的量的浓度大于乙,甲渗透压大于乙,开始时水分子从乙侧更多地流向甲侧,使甲液面升高,乙液面下降。与此同时,葡萄糖透过半透膜进入乙侧,使乙侧溶质分子数目增多,渗透压升高,水分子又会更多地流向乙侧,使乙侧液面升高,故在一段时间内,乙液面的变化情况是先下降后升高。随着葡萄糖透过半透膜进入乙侧,最终乙侧渗透压大于甲侧,故最终乙侧液面高于甲侧液面。(2)将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞放在质量分数均是30%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液中,均发生质壁分离,液泡体积减小,由于葡萄糖分子可以透过半透膜,故在质量分数为30%的葡萄糖溶液中表皮细胞液泡体积增大,发生质壁分离复原;蔗糖分子不能透过半透膜,所以表皮细胞不会发生质壁分离复原,仍保持质壁分离状态。如图所示:
(3)鲨鱼体内能积累大量的盐,盐分过多时就要及时将多余的盐分快速排出体外,其跨膜运输方式是顺浓度梯度、通过离子通道的②协助扩散。
(4)由于蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+、C6H12O6的方式是需能的④主动运输,若抑制心肌细胞的呼吸作用,则会使细胞的能量供应减少,使Ca2+、K+、C6H12O6等物质吸收均受到显著的影响。若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后,K+、C6H12O6的吸收不受影响,说明毒素没有影响细胞的能量供应,但Ca2+吸收明显减少,最可能的原因是该毒素抑制了图3中所示的转运Ca2+的载体蛋白的活性。
27.(10分2022·山东·德州跃华学校高二期末)盐胁迫是指生长在高盐度环境中的植物由于受到高渗透压外界溶液的影响生长受阻的现象。NaCl是引起盐胁迫的主要成分。高盐度环境下,植物细胞质中积累的Na+会抑制胞质酶的活性,因此植物根部细胞通过多种策略来降低细胞质中Na+浓度,从而降低盐胁迫的损害,部分生理过程如下图所示。
(1)盐胁迫条件下,Na+通过载体蛋白A运出细胞的方式是_____,判断依据是_____。
(2)据图分析,盐胁迫条件下,植物根部细胞降低Na+毒害的策略有_____。
(3)高粱是一种重要的硅积累作物,能够吸收和积累丰富的硅。研究发现,外源施加硅可以降低盐胁迫状态下高粱细胞中的Na+水平,从而提高高粱的耐盐性。请利用下列实验材料及用具,设计实验证明上述结论。
实验材料及用具:高粱幼苗若干,原硅酸,高浓度的NaCl溶液,蒸馏水,原子吸收仪(测定细胞内Na+的含量)。
实验思路:___________________________________________________________。
预期实验结果:_______________________________________________________。
[答案](1) 主动运输 该过程需要依赖细胞膜两侧的H+浓度梯度产生的电化学势能 (2)通过载体蛋白A将Na+从胞质运输到胞外;通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的Na+运输到液泡中储存;将细胞质中的Na+储存在囊泡中 (3) 将高粱幼苗随机均分为甲、乙、丙三组,甲组用蒸馏水处理,乙组用高浓度的NaCl溶液处理,丙组用原硅酸和高浓度的NaCl溶液处理,其他条件相同且适宜,培养一段时间后测定细胞内Na+的含量 细胞内Na+的含量乙组>丙组>甲组
[解析](1)Na+借助H+的电化学梯度运输细胞,消耗了H+的化学能,且需要载体蛋白A,因此出细胞的方式为主动运输。(2)结合图示可知,盐胁迫条件下,通过载体蛋白A将 Na+ 从胞质运输到胞外;通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的 Na+ 运输到液泡中储存;将细胞质中的 Na+ 储存在囊泡中,都可以降低 Na+毒害作用。(3)要验证外源施加硅可以降低盐胁迫状态下高粱细胞中的 Na+ 水平,可以将高粱幼苗随机均分为甲、乙、丙三组,甲组用蒸馏水处理,乙组用高浓度的NaCl溶液处理,丙组用原硅酸和高浓度的NaCl溶液处理,其他条件相同且适宜,培养一段时间后测定细胞内 Na+ 的含量;若硅能降低细胞内Na+水平,则细胞内 Na+ 的含量乙组>丙组>甲组。
28.(8分2022·河北衡水·高一期末)细胞是一个开放的系统,每时每刻都与环境进行着物质交换,细胞膜能对进出细胞的物质进行选择。图中①~⑤表示物质通过细胞膜的转运方式,甲~戊表示不同的物质或细胞结构。回答下列问题:
(1)据图分析,甲代表的物质最可能是____________(填“氨基酸”“氧气”或“NO3-”)。生物膜对K+和Cl-的通透性存在明显差异,造成这种差异的主要原因是____________。
(2)变形虫摄取水中的有机物颗粒的方式是____________(填序号),该过程形成囊泡,在细胞内囊泡中的有机颗粒可以被____________(填细胞器名称)降解。
(3)低温处理法、载体蛋白抑制法、细胞呼吸抑制法都能影响物质进出细胞,细胞呼吸抑制法会影响图中的____________(填序号)过程;已知某时间段轮藻吸收K+的方式为主动运输,若想抑制K+进入轮藻细胞,而不影响其他物质进出,可选用____________法。
(4)物质通过细胞膜与膜的流动性有密切关系,为了探究温度对膜的流动性的影响,有人做了下述实验:分别用红色和绿色荧光剂标记人和鼠细胞膜上的蛋白质,然后让两个细胞在37℃条件下融合并培养,40min后,融合的细胞膜上红色和绿色的荧光均匀相间分布。
①有人认为该实验不够严密,其原因是缺少____________实验。
②本实验可以通过在相同时间、不同温度下培养后,观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况来判断实验结果,还可以通过比较____________来判断实验结果。
[答案](1) 氧气 生物膜上运输K+和C1-的载体蛋白的数量不同
(2) ⑤ 溶酶体
(3) ④⑤ 载体蛋白抑制
(4) 对照 不同温度下红色和绿色荧光在细胞膜上均匀分布所需时间的长短
[解析](1)据图分析,①代表的自由扩散,在“氨基酸”、“氧气”或“NO3-”三种物质中,最有可能转运的是氧气。生物膜对K+和Cl-的通透性存在明显差异,造成这种差异的主要原因是生物膜上运输K+和Cl-的载体蛋白的数量不同。(2)变形虫摄取水中的有机物颗粒的方式是⑤胞吞,该过程形成的囊泡,在细胞内可以被溶酶体降解,因为溶酶体内含有水解酶。(3)细胞呼吸抑制法会影响消耗能量的物质运输,即会影响④主动运输和⑤胞吞或胞吐过程。已知某时间段轮藻吸收K+的方式为主动运输,若想抑制K+进入轮藻细胞,而不影响其他物质进出,可选用载体蛋白抑制法,因为载体蛋白运输物质具有专一性。(4)分析题意可知,该实验的目的是探究温度对膜的流动性的影响,实验的自变量是温度,因变量是细胞膜的流动速度,可以用红色和绿色荧光在细胞膜上均匀分布所需要时间的长短来表示或者通过在相同时间、不同温度下培养后,观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况表示,其他属于无关变量。①分析题干给出的实验过程可知,题干只给出37℃温度条件下的一组实验,因此该实验缺少对照组实验。②该实验可以通过在相同时间、不同温度下培养后,观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况来判断实验结果或者是红色和绿色荧光在细胞膜上均匀分布所需要时间的长短来判断实验结果。
29.(10分2022·山东·高二期末)生物膜系统在细胞生命活动中作用极为重要。为研究生物膜的特点,科学家进行了大量的实验。回答下列问题:
(1)研究者用荧光物质标记某动物细胞膜上的蛋白质,使膜发出荧光。再用高强度激光照射细胞膜的某区域,使其荧光淬灭(淬灭后荧光物质不再发光),随后该淬灭区域荧光逐渐恢复。如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇,淬灭区域荧光恢复的时间缩短,说明胆固醇对细胞膜中分子的运动具有________________(填“促进”或“抑制”)作用,该实验说明细胞膜具有__________________________________特点。
(2)蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中,如镶在表面、部分或全部嵌入、贯穿。为了检测膜蛋白在膜上的分布位置,科学家设计了以下实验。将细胞分为三组:甲组:不作处理;乙组:用胰蛋白酶处理完整的细胞,此时胰蛋白酶不能透过细胞膜进入细胞;丙组:先提高细胞膜的通透性,再用胰蛋白酶处理完整细胞,此时胰蛋白酶能进入细胞,并分布于细胞膜内外两侧(如图1所示)。分别提取、分离三组细胞膜上的蛋白进行电泳,结果如图2所示。根据结果推测,1〜5号蛋白质中,如果有跨膜的水通道蛋白,最可能是_________(填编号),镶在膜内侧表面的蛋白质是___________(填编号)。由此说明,细胞膜的结构具有不对称性。
(3)初步研究发现,红细胞能快速吸水并涨破与其细胞膜上的CHIP28水通道蛋白有关,请以人工脂质体(可插入膜蛋白)为材料设计实验验证CHIP28蛋白的功能。(简要写出实验思路和预期结果)。
实验思路:___________________________ 。
预期结果:___________________________ 。
[答案](1) 抑制 一定的流动性
(2) 1 4和5
(3) 取适量的人工脂质体均分成甲乙两组,向甲组脂质体上插入CHIP28,乙组不作处理,再将两组脂质体分别置于清水中,观察两组脂质体是否吸水涨破(或吸水涨破的速度) 甲组脂质体快速吸水涨破而乙组不涨破(或甲组脂质体吸水涨破速度快于乙组)
[解析](1)研究发现如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇,漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明荧光恢复是分子运动的结果,胆固醇对膜中分子的运动具有限制作用;此项研究结果显示发荧光区域与荧光“漂白”区域的分子在一定程度上可以相互运动,说明细胞膜具有一定的流动性的特点。(2)水通道蛋白贯穿磷脂双分子层,乙组(消化暴露于膜外侧蛋白)和丙组(消化暴露于膜外侧和内侧蛋白)均会被部分消化,使分子量变小,电泳条带与完整蛋白不同,分析图2可知,只有蛋白1符合上述特征,故1可能是水通道蛋白;位于内侧镶在表面的蛋白在乙组实验中不会被消化,电泳条带应与甲组相同,但在丙组实验中会被完全消化,不出现电泳条带,所以应为蛋白4和5。(3)分析题意可知,本实验目的是验证红细胞能快速吸水并涨破与其细胞膜上的CHIP28水通道蛋白有关,则实验的自变量是细胞膜上CHIP28水通道蛋白的有无,因变量是吸水速率,实验设计应遵循对照原则与单一变量原则,故可设计实验如下:取适量的人工脂质体均分成甲乙两组,向甲组脂质体上插入CHIP28,乙组不作处理,再将两组脂质体分别置于清水中,观察两组脂质体是否吸水涨破(或吸水涨破的速度)。预期结果:甲组脂质体快速吸水涨破而乙组不涨破(或甲组脂质体吸水涨破速度快于乙组)。
30.(14分2022·河南商丘·高二期末)土壤盐化是目前的主要环境问题之一、在盐化土中,大量Na+会迅速流入细胞,形成胁迫,影响植物正常生长。耐盐植物可通过Ca2+介导的离子跨膜运输,减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力,其主要机制如下图所示。回答下列问题:
注:H+泵可将胞内H+排到胞外,形成膜内外H+浓度梯度。膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的同时,可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外。
(1)在盐胁迫下,Na+进入细胞的方式与H+进入细胞的方式_____(填“相同”或“不同”),原因是_____。
(2)图中驱动转运蛋白C的具体作用是_____。若使用ATP合成抑制剂处理细胞,Na+的排出量将会_____(填“无变化”或“增加”“减少”)。
(3)据图分析,在高盐胁迫下,耐盐植物的根细胞会借助Ca2+调节相关离子转运蛋白的功能:一方面,胞外Ca2+直接_____,减少Na+进入细胞;另一方面,胞外Ca2+促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞内,以及通过_____,间接促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞内,从而促进转运蛋白C将Na+排到胞外,降低细胞内Na+浓度。
(4)根据植物抗盐胁迫的机制,提出农业上促进盐化土壤中耐盐作物增产的措施:______________________________(答出一点即可)。
[答案](1) 相同 顺浓度梯度运输,且需要(相应的)转运蛋白的协助
(2) 将膜外H+运至细胞内,同时将Na+排到细胞外 减少
(3) 抑制转运蛋白A 胞外Na+与受体结合,促进胞内H2O2浓度上升
(4)增施钙肥
[解析](1)由题意可知,在盐化土壤中,大量Na+会迅速流入细胞,形成胁迫,说明Na+顺浓度梯度进入细胞,且需要转运蛋白A的协助,故盐胁迫下Na+进入细胞的方式为协助扩散;膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内,跨膜方式为协助扩散,故二者进入细胞的方式相同。(2)根据注释部分的信息可知:驱动转运蛋白C可将膜外H+运至细胞内,将Na+排到胞外。由图可知,胞内H+排到胞外的过程需要载体蛋白协助和ATP供能,从而形成膜内外H+浓度梯度,膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内,同时驱动转运蛋白C将Na+排到胞外;若使用ATP合成抑制剂处理细胞,则ATP合成量减少,使H+排出量减少,膜内外H+浓度梯度降低,导致膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的量减少,同时驱动Na+排出细胞的量减少。(3)在高盐胁迫下,根细胞会借助Ca2+调节相关离子转运蛋白的功能,即胞外Ca2+直接抑制转运蛋白A,从而使经转运蛋白A进入胞内的Na+量减少;胞外Ca2+促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞内,促进转运蛋白C将Na+排到胞外;此外,胞外Na+与受体结合使胞内H2O2浓度上升,进而促进转运蛋白B将Ca2+转运进细胞,胞内Ca2+会促进转运蛋白C将Na+排出细胞,从而降低细胞内Na+浓度。(4)根据图中Ca2+调控植物抗盐胁迫的机制,农业上促进盐化土壤中耐盐植物增产可采取适当增施钙肥(或增加土壤外Ca2+浓度或通过灌溉稀释土壤浓度)的措施。
班级 姓名 学号 分数
第4章 细胞的物质输入和输出(B卷·能力提升练)
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(共25小题,共50分,每小题2分,每小题只有一个正确选项)
1.(2022·四川雅安·高二期末)如图为常见的两套渗透装置,图中S1为0.3mol·L-1的蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为0.3mol·L-1的葡萄糖溶液。已知葡萄糖能通过半透膜,但蔗糖不能通过半透膜;两装置半透膜面积相同,初始时半透膜两侧液面高度一致,A装置一段时间后再加入蔗糖酶。下列有关叙述错误的是( )
A.装置A漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后开始下降
B.装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降,最终S3和S2溶液液面持平
C.实验刚刚开始时,装置A和装置B中水分子从S2侧进入另一侧的速度一样
D.若不加入酶,装置A达到渗透平衡时半透膜两侧溶液浓度相等
[答案]D.[解析]A、装置A因渗透作用,水分子进入漏斗使液面上升,加酶后,蔗糖被蔗糖酶催化为葡萄糖和果糖,漏斗中溶液浓度继续增大,液面会继续上升,但是由于葡萄糖能透过半透膜,所以漏斗内溶液浓度减小,而烧杯中溶液浓度增大,故漏斗中液面开始下降,A正确;B、由于葡萄糖能通过半透膜,所以装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降,最终S3和S2溶液液面持平,B正确;C、根据渗透作用的原理,实验刚刚开始时,由于装置A和装置B中半透膜两侧的溶液浓度差相同,所以水分子从S2侧进入另一侧的速度一样,C正确;D、装置A达到渗透平衡后,由于漏斗中溶液存在重力势能,水分子进出半透膜速率相等,但装置A中漏斗内的蔗糖不可能进入到烧杯中,所以S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度,D错误。故选D。
2.(2022·广西桂林·高二期末)下图甲为渗透现象示意图,图乙表示图甲中漏斗内液面上升的高度与时间的关系,图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。下列相关叙述中,错误的是( )
A.图甲中的渗透作用发生需要两个条件:有半透膜c以及a与b之间具有浓度差
B.图乙中液面不再上升时半透膜两侧的溶液浓度不同
C.图丙中①②③组成原生质层
D.如果丙细胞没有细胞壁支持,置于清水中可能会发生吸水涨破的现象
[答案]C.[解析]A、图甲中的渗透作用发生需要两个条件:有半透膜c及半透膜两侧的溶液a与b之间具有浓度差,A正确;B、图乙液面不再上升的直接原因是相同时间内从漏斗进入烧杯中的水与从烧杯进入漏斗内的水的量相同,考虑到漏斗内液柱压力的作用,当液面不再上升时,a的浓度仍小于b;B正确;C、图丙中③细胞膜、④细胞质、⑤液泡膜组成原生质层,C错误;D、如果丙细胞没有细胞壁,就相当于动物细胞,置于清水中也会发生吸水涨破的现象,D正确。故选C。
3.(2022·海南·嘉积中学高二期末)在适宜温度条件下,将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于一定浓度的蔗糖溶液
中,细胞液浓度与蔗糖溶液浓度的比值随时间的变化曲线如图。下列叙述错误的是( )
A.由t0~t1蔗糖溶液浓度逐渐减小
B.在t1时细胞可能处于质壁分离状态
C.在t2时细胞液的吸水力达到最大
D.降低实验温度,比值为3时对应的t2应左移
[答案]D.[解析]A、在t1之前,比值小于1,说明外界溶液浓度大,细胞失水,蔗糖溶液浓度逐渐减小,A正确;B、在t1之前,比值小于1,说明外界溶液浓度大,细胞失水,发生质壁分离,则细胞在t1时仍处于质壁分离状态,B正确;C、t1〜t2时间段内,细胞液浓度大于外界溶液,细胞吸水,t2时比值最大,吸水能力最大,C正确;D、若降低温度,分子运动的能力减弱,则t1〜t2时间段会变长,t2应右移,D错误。故选D。
4.(2022·四川·乐山市教育科学研究所高二期末)植物吸水的主要部位是根尖成熟区,成熟区表皮细胞吸收的水分可以通过渗透作用依次进入内层的细胞,并最终进入导管,通过导管运输到植物体的其他部位。某同学将根尖成熟区表皮细胞及其内层细胞测定初始细胞长度后依次置于相同浓度的蔗糖溶液中,一段时间后测定细胞长度并进行计算,实验结果如下表,下列叙述错误的是( )
组别
1
2
3
4
实验后长度/实验前长度
0.4
0.8
1
1.2
A.可以发生质壁分离的组别有:1组和2组
B.实验前细胞液的浓度关系是:1组<2组<3组<4组
C.细胞吸水、失水达到平衡时,它们的细胞液浓度相等
D.第4组细胞为根尖成熟区内层细胞
[答案]C.[解析]A、1组和2组实验后长度/试验前长度<1,说明发生了渗透失水,即发生了质壁分离,A正确;B、根据表中实验后长度/试验前长度可知,实验前细胞液浓度的大小依次为1组<2组<3组<4组,B正确;C、细胞吸水、失水达到平衡时,细胞吸水说明其细胞液浓度大于外界溶液浓度,其溶质较细胞失水时更多,故二者的细胞液浓度并不相等,C错误;D、根尖细胞通过渗透吸水供植物体生长发育所需,与表皮细胞相比,内层细胞的细胞液浓度最大,在相同的外界溶液中最可能出现吸水,故第4组为根尖成熟区内层细胞,D正确。故选C。
5.(2022·江西·丰城九中高一期末)将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放入一定浓度的KNO3溶液中,发现细胞原生质体体积在最初的t1时间内不断减小,在随后的t2时间内不断增大并恢复到原来水平。下列叙述正确的是( )
A.t2时间内K+、NO3-开始从外界进入细胞液
B.t1时间内细胞液中紫色程度逐渐变深,t2时间内细胞液中紫色程度逐渐变浅
C.t1时间内细胞液渗透压高于KNO3溶液的渗透压,而t2时间内两者正好相反
D.t1时间内细胞出现质壁分离并复原的现象,表明生物膜具有一定的流动性
[答案]B.[解析]A、K+、NO3-一开始就从外界进入细胞液,A错误;B、t1时间内,细胞失水,细胞液中紫色程度逐渐变深,t2时间内,细胞吸水,细胞液中紫色程度逐渐变浅,B正确;C、t1时间内,细胞失水,细胞液渗透压低于KNO3溶液的渗透压,而t2时间内两者正好相反,C错误;D、t1时间内发生质壁分离,t2时间内出现质壁分离的复原,表明生物膜具有一定的流动性,D错误。故选B。
6.(2022·河南南阳·高二期末)下图表示将相同生理状态的三个洋葱鳞片叶表皮细胞放于不同浓度的蔗糖溶液中一段时间后的状态(细胞均具有活性),以下说法正确的是( )
A.此时图中各细胞液的浓度大小依次是丙>甲>乙
B.图中所示三种状态的细胞中吸水能力最强的是乙
C.此时图中甲、乙、丙细胞均没有水分子出入
D.丙细胞中①处的溶液不可能是外界溶液
[答案]A.[解析]A、三个细胞初始时细胞液浓度相同,终末状态时,细胞液失水量大小依次是丙>甲>乙,故细胞液的浓度大小依次是丙>甲>乙。A正确;B、吸水能力取决于渗透压,丙渗透压最大,吸水能力最强。B错误;C、此时,三个细胞水分进出达到平衡状态,不是没有水分子出入。C错误;D、①处是细胞壁和细胞膜之间,由于细胞壁是全透性的,所以①处是外界溶液。D错误。故选A。
7.(2022·河南商丘·高二期末)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,如图为操作及观察结果示意图。下列叙述正确的是( )
A.比较保卫细胞的细胞液浓度,③处理后>①处理后
B.滴加①后有较多水分子进入保卫细胞
C.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为③>①>②
[答案]C.[解析]A、蔗糖溶液①处理的细胞气孔张开程度小于③处理的,可知蔗糖溶液①处理细胞吸水量少于③处理的,说明保卫细胞的细胞液浓度①处理后>③处理后,A错误;B、蔗糖溶液①处理和③处理的细胞均吸水,③处理后的气孔张开程度最大,③处理后的细胞大量吸水,故滴加蔗糖溶液③后有较多水分子进入保卫细胞,B错误;C、细胞失水才能引起质壁分离,只有蔗糖溶液②处理的细胞失水,故质壁分离现象最可能出现在滴加蔗糖溶液②后的观察视野中,C正确;D、处理前的细胞液浓度均一致,蔗糖溶液①处理和③处理的细胞吸水,故蔗糖溶液①和③浓度均小于细胞液浓度,但③处理吸水量大于①处理,故蔗糖浓度①>③;蔗糖溶液②处理的细胞失水,故蔗糖溶液②浓度大于细胞液浓度,因此,由此推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③,D错误。故选C。
8.(2022·河南河南·高一期末)将人的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中,一段时间后,红细胞将会发生不同的变化。下列叙述正确的是( )
A.若放入0.9%的氯化钠溶液中,没有水分进出细胞,红细胞形态不变
B.若放入高于0.9%的氯化钠溶液中,红细胞失水皱缩,形态改变
C.若放入低于0.9%的氯化钠溶液中,红细胞一定会由于吸水而涨破
D.红细胞的细胞膜与半透膜一样,只允许小分子物质通过,大分子不能通过
[答案]B.[解析]A、若放入0.9%的氯化钠溶液中,是细胞的等渗溶液,水分子进出平衡,细胞形态不变,A错误;B、若放入高于0.9%的氯化钠溶液中,细胞外液的渗透压大于细胞质浓度,红细胞失水皱缩,形态改变,B正确;C、若放入低于0.9%的氯化钠溶液中,红细胞会吸水,但吸水量不一定导致细胞涨破,C错误;D、一些大分子物质也能通过细胞膜,如蛋白质类,D错误。故选B。
9.(2022·陕西·长安一中高一期末)图甲是人的红细胞处在不同浓度的NaCl溶液中,红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线;图乙是某植物细胞在一定浓度的KNO3溶液中细胞失水量的变化情况。有关叙述错误的是( )
A.图甲中150 mmol·L-1NaCl溶液不影响人红细胞的功能
B.图甲中显示可用小于100 mmol·L-1NaCl溶液处理人红细胞制备纯净细胞膜
C.图乙中OA段细胞的吸水能力逐渐减弱,AB段细胞的吸水能力逐渐增强
D.图乙中细胞失水量变化过程中不只有水分子进出细胞
[答案]C.[解析]A、图甲中,150mmol•L-1NaCl溶液中红细胞体积与初始体积之比等于1,说明该溶液浓度与细胞内液浓度的渗透压相等,不影响红细胞功能,A正确;B、人的红细胞内没有细胞核和众多的细胞器,而且图甲中红细胞在100mmol•L-1NaCl溶液会吸水涨破,因此,用该浓度的NaCl溶液处理人红细胞可制备纯净细胞膜,B正确;C、图乙中OA段细胞的失水量逐渐增大,则细胞浓度会逐渐增大,因此,细胞的吸水能力逐渐增强,C错误;D、图乙中细胞失水量变化过程中,既有水分子渗出,也有水分子和钾离子和硝酸根离子进入细胞,D正确。故选C。
10.(2022·浙江温州·高二期中)将小鼠肝细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后测定细胞体积和数量,实验结果如图。下列叙述正确的是( )
A.曲线甲表示细胞数量的变化
B.曲线乙说明当NaCl溶液浓度大于a时细胞开始吸水
C.实验过程中细胞体积的变化说明质膜具有一定的流动性
D.c→d过程中细胞液浓度不变
[答案]C.[解析]A、随着外界NaCl溶液浓度增大,细胞失水,细胞皱缩,体积减小,从图中曲线趋势判断,甲曲线为细胞体积变化,那么乙为细胞数量,A错误;B、乙为细胞数量曲线,乙曲线说明当NaCl溶液浓度大于a时,肝细胞数量开始增多,B错误;C、实验过程中细胞体积的变化说明质膜具有一定的流动性,能够伸缩,C正确;D、c→d过程中细胞体积不再发生变化,可能是细胞过度失水,已经死亡,细胞液浓度增大,D错误。故选C。
11.(2022·河南濮阳·高二期末)将新鲜的萝卜块根切成长度、粗细均相等的萝卜条,分别放入四种不同浓度的糖溶液中,一段时间后的结果如下表所示。用于实验的萝卜细胞的初始渗透压相等。下列相关叙述错误的是( )
组别(蔗糖溶液)
a
b
c
d
萝卜条增加的长度/cm
-0.4
+0.1
-0.2
-0.5
A.萝卜条的长度可以发生小幅度变化,说明细胞壁有一定的伸缩性
B.将b、c组中的萝卜条移到清水中,一段时闻后两组萝卜条长度可能相等
C.将a,d组中的萝卜条移到清水中,一段时间后两组萝卜条长度可能不等
D.b、c组分别经上述处理一段时间后,萝卜细胞的吸水能力相等
[答案]D.[解析]A、每一浓度下萝卜条长度均有一定变化,说明细胞由于水分的进出引起细胞壁的伸缩性,A正确;B、将b,c中的萝卜条移到清水中,萝卜条都将可能吸水,故b中萝卜条可能继续增长,c中萝卜条可能恢复或超过原有长度,B正确;C、由表格可知,萝卜条在蔗糖溶液a和d中分别减少了0.4m,0.5m,一段时间后两组萝卜条长度可能不等,C正确;D、萝卜条在蔗糖溶液b中吸水,说明萝卜细胞液浓度高于蔗糖溶液b的浓度,而在蔗糖溶液c中萝卜条长度缩短,说明萝卜细胞液浓度小于蔗糖溶液c的浓度,因此萝卜细胞吸水能力不等,D错误。故选D。
12.(2022·黑龙江·哈尔滨德强学校高二期末)某同学用物质的量浓度为2mol·L–1的乙二醇溶液和2mol·L–1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,进行细胞质壁分离实验,实验现象如图所示,下列有关叙述正确的是( )
A.蔗糖分子能够进入细胞液,而乙二醇则不能
B.AC段细胞液浓度先减小后增加
C.AD段细胞液吸水能力先逐渐增大后基本不变
D.BD段没有水分子的进出
[答案]C.[解析]A、蔗糖分子不能够进入细胞液,而乙二醇可以,A错误;B、AC段原生质体体积先减小后变大,因此细胞液浓度先增加后减小,B错误;C、AD段原生质体体积先减小后不变,因此细胞液吸水能力先逐渐增大后基本不变,C正确;D、BD段细胞液内浓度与外界蔗糖溶液浓度相等,水分子进出相对平衡,D错误。故选C。
13.(2022·湖南郴州·高二期末)显微镜观察法在生物学研究中发挥着重要作用。观察多种多样的细胞、生物组织细胞中脂肪的鉴定(苏丹Ⅲ染色)、观察叶绿体和细胞质流动、探究植物细胞的吸水和失水等实验,都需要使用光学显微镜观察。下列相关叙述中正确的是( )
A.用高倍显微镜可观察到大肠杆菌中有核糖体分布
B.高倍镜下可观察到花生子叶细胞中被染成橘黄色的脂肪颗粒
C.可观察到黑藻的细胞质环流方向与实际流动方向相反
D.可观察到水分子从洋葱鳞片叶表皮细胞的液泡进入高渗蔗糖溶液
[答案]B.[解析]A、用高倍显微镜无法观察到大肠杆菌中有核糖体分布,A错误;B、高倍镜下可观察到花生子叶细胞中被染成橘黄色的脂肪颗粒,B正确;C、可观察到黑藻的细胞质环流方向与实际流动方向相同,C错误;D、无法观察到水分子的移动,D错误。故选B。
14.(2022·广东实验中学高一期末)某小组以紫色洋葱外表皮、黑藻为材料,用不同浓度的蔗糖溶液进行质壁分离及复原的实验,结果如下表。
实验材料
蔗糖溶液浓度(g/mL)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
紫色洋葱外表皮
质壁分离时间
——
184
101
50
39
清水复原时间
——
46
40
58
——
黑藻
质壁分离时间
——
——
231
160
120
清水复原时间
——
——
350
172
151
备注: 1.“——”表示没有发生质壁分离或复原;
2.质壁分离的时间记法是从滴下溶液开始到约50%的细胞出现明显质壁分离为止;清水复原的时间记法是从滴下清水开始到约50%的细胞恢复到原来的状态为止。
下列相关叙述,正确的是( )
A.紫色洋葱外表皮细胞在失水的过程中颜色逐渐加深,吸水能力逐渐减弱
B.滴加 0.3g/mL蔗糖溶液后的第231秒,黑藻的大多数细胞开始失水
C.用0.5g/mL的蔗糖溶液处理后,紫色洋葱外表皮细胞可能已死亡
D.由实验结果可知,黑藻的细胞液浓度可能小于紫色洋葱外表皮
[答案]C.[解析]A、紫色洋葱外表皮细胞在失水的过程中,液泡中的细胞液浓度越来越大,其颜色逐渐加深,吸水能力逐渐增强,A错误;B、质壁分离的时间记法是从滴下溶液开始到约50%的细胞出现明显质壁分离为止,滴加 0.3g/mL蔗糖溶液后的第231秒,黑藻的50%的细胞出现明显质壁分离,说明黑藻的大多细胞已经失水,而不是开始失水,B错误;C、用0.5g/mL的蔗糖溶液处理后,紫色洋葱外表皮细胞不能发生质壁分离后复原,说明紫色洋葱外表皮细胞可能已死亡,C正确;D、由表格可知,蔗糖溶液浓度为0.2g/mL时,紫色洋葱外表皮细胞能发生质壁分离,故紫色洋葱外表皮细胞液浓度小于0.2g/mL,而黑藻细胞不能发生质壁分离,说明黑藻的细胞液浓度大于或等于0.2g/mL,因此由实验结果可知,黑藻的细胞液浓度大于紫色洋葱外表皮,D错误。故选C。
15.(2022·河北·秦皇岛一中高二期末)美国科学家阿格雷等发现了细胞膜上专门供水分子进出的通道蛋白。水通道蛋白位于细胞膜上的蛋白质,在细胞膜上组成“孔道”,可控制水分子进出细胞。下列相关叙述正确的是( )
A.水通道蛋白由氨基酸分子组成,水分子进出细胞均需要水通道蛋白的参与
B.同位素标记法可用于研究水通道蛋白从合成到整合到细胞膜的过程
C.水通道蛋白有控制物质进出细胞和进行细胞间信息交流的功能
D.动物体中不同细胞的细胞膜上的水通道蛋白的种类和数量均相同
[答案]B.[解析]A、水分子进出细胞除需要水通道蛋白的协助扩散外,还有自由扩散,A错误;B、通过追踪示踪元素标记的化合物,可以弄清化学反应的详细过程,同位素标记法可用于研究水通道蛋白从合成到整合到细胞膜的过程,B正确;C、能进行细胞间信息交流的蛋白质主要是糖蛋白,而非水通道蛋白,C错误;D、蛋白质是生命活动的承担者,不同细胞的功能不同,动物体中不同细胞的细胞膜表面的水通道蛋白的种类和数量不同,D错误。故选B。
16.(2022·辽宁丹东·高二期末)水分子通过细胞膜的方式有自由扩散和协助扩散(借助水通道蛋白)两种。为研究水分子的主要跨膜运输方式,科研人员将生理状况相同且良好的非洲爪蟾卵母细胞平均分为两组并放入等量等浓度的低渗溶液。甲组不做处理,乙组加入通道蛋白抑制剂。假设加入的成分对溶液的渗透压不会造成影响,一段时间后,测定低渗溶液中细胞的水通透速率。下列相关说法合理的是( )
A.不论甲组还是乙组,水分子都是从低渗溶液进入细胞且单向移动
B.若水分子的主要跨膜运输方式是协助扩散,则甲组细胞的水通透速率比乙组的快
C.若水分子的主要跨膜运输方式是自由扩散,则乙组细胞的水通透速率比甲组的快
D.适当增加两组细胞的呼吸强度会明显增加两组细胞的水通透速率
[答案]B.[解析]A、不论甲组还是乙组,水分子都是在低渗溶液与细胞之间双向移动,A错误;B、若水分子的主要跨膜运输方式是协助扩散,乙组加入通道蛋白抑制剂会对水分子的跨膜造成影响,所以甲组细胞的水通透速率比乙组的快,B正确;C、若水分子的主要跨膜运输方式是自由扩散,加入通道蛋白抑制剂不会对水分子的跨膜造成影响,甲组细胞和乙组细胞的水通透速率大致相同,C错误;D、由于自由扩散和协助扩散都属于被动运输,不需要消耗能量,适当增加两组细胞的呼吸强度不会明显增加两组细胞的水通透速率,D错误。故选B。
17.(2022·黑龙江·大庆实验中学高二期末)图甲、图乙分别表示载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质被动运输方式,其中通道蛋白介导的运输速率比载体蛋白介导的运输速率快1000倍以上。下列叙述错误的是( )
A.载体蛋白可转运离子而通道蛋白只能转运分子
B.载体蛋白在运输物质的过程中其空间结构会发生改变
C.图甲载体蛋白介导的运输速率通常会受到载体蛋白数量的限制
D.图乙通道蛋白介导的运输速率快是因为溶质分子不需要与通道蛋白结合
[答案]A.[解析]A、通道蛋白也能转运离子,如Na+内流方式为通过钠离子通道蛋白的协助扩散,A错误;B、载体蛋白拥有能与被运载物结合的特异的受体结构域,该结构域对被运载物有较强的亲和性,在被运载物结合之后载体蛋白会将被运载物与之固定,然后通过改变其空间结构使得结合了被运载物的结构域向生物膜另一侧打开,B正确;C、图甲介导的物质运输需要载体蛋白的协助,其运输速率通常会受到载体蛋白数量的限制,C正确;D、通道蛋白介导的物质运输过程中,该物质不需要与通道蛋白结合,运输速率快,D正确。故选A。
18.(2022·浙江湖州·高二期末)下图是人体小肠上皮细胞亚显微结构模式图,下列叙述正确的是( )
A.图中的膜蛋白丙可能是抗利尿激素的受体
B.由图中的膜蛋白甲可知,载体蛋白没有专一性
C.膜蛋白乙在行使功能时其形状会发生可逆性改变
D.图中的 1、2、3、4 共同构成了该细胞的生物膜系统
[答案]C.[解析]A、抗利尿激素的靶器官是肾小管和集合管,图示为小肠上皮细胞亚显微结构模式图,故图中的膜蛋白丙不可能是抗利尿激素的受体,A错误;B、膜蛋白运输离子具有专一性,B错误;C、膜蛋白乙属于载体蛋白,其在行使功能时其形状会发生可逆性改变,C正确;D、生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜和核膜,图中的1是高尔基体,2是内质网,3是核膜,4是线粒体,都属于生物膜系统,但仅有四者不能构成细胞的生物膜系统,D错误。故选C。
19.(2022·湖南·长郡中学高二期中)如图为两种小分子物质(甲、乙)跨膜运输方式的运输速率与浓度差的关系,两种物质分子的运输都与能量供应无关。下列叙述错误的是( )
A.两种物质分子的运输动力都来自细胞膜内外侧物质的浓度差
B.脂溶性小分子以物质甲的方式运输,其运输速率与分子大小无关
C.物质乙运输过程可能是通过载体蛋白发生可逆的构象变化实现的
D.使用蛋白变构剂处理对物质甲的运输无影响,而物质乙运输速率会降低
[答案]B.[解析]A、据柱形图分析可知,物质甲的运输方式为自由扩散,而物质乙的运输方式为协助扩散,两者的运输动力都来自细胞膜内外侧物质的浓度差,A正确;B、脂溶性小分子的运输方式为自由扩散,其取决于分子的大小和其脂溶性,B错误;C、物质乙的运输方式为协助扩散,运输过程可能是通过载体蛋白发生可逆的构象变化实现的,C正确;D、自由扩散不需要载体蛋白的协助,而协助扩散需要载体蛋白的协助,使用蛋白变构剂处理对物质甲的运输无影响,而物质乙运输速率会降低,D正确。故选B。
20.(2022·山东淄博·高一期末)钠钾泵由α、β两亚基组成,其中α亚基为跨膜蛋白,如图。一般认为钠钾泵首先在膜内侧与Na+结合,ATP酶活性被激活,水解ATP释放的能量使泵本身构象改变,将Na+输出细胞的同时,泵与细胞膜外侧的K+细胞外液结合,构象再次改变,将K+输入细胞内。下列说法错误的是( )
A.α亚基对K+的亲和力始终大于Na+
B.ATP水解使α亚基磷酸化,体现钠钾泵具有催化功能
C.钠钾泵可依次完成对3个Na+和2个K+的转运
D.钠钾泵属于载体蛋白,运输物质时其结构会发生改变
[答案]A.[解析]A、a亚基首先与钠离子结合,完成钠离子的转运,此后与钾离子结合完成钾离子的转运,说明a亚基对Na+的亲和力始终大于K+,A错误;B、钠钾泵首先在膜内侧与Na+结合,ATP酶活性被激活,水解ATP释放的能量使泵本身构象改变,说明钠钾泵具有催化功能,能催化ATP水解,B正确;C、Na+-K+泵完成钠离子转运的同时,随后再次通过构想改变完成钾离子的转运过程,此后恢复原来的结构,因此可以说Na+-K+泵能同时完成3个Na+和2个K+的转运,C正确;D、据图可知,钠钾泵属于载体蛋白,运输物质时其结构会发生改变,D正确。故选A。
21.(2022·福建省连城县第一中学高三期末)小肠是消化和吸收的主要器官,食物中的多糖和二糖被水解成单糖后,在小肠黏膜上皮细胞的微绒毛上被吸收。为研究葡萄糖的吸收方式,研究人员进行了体外实验,实验过程及结果如表所示:
实验阶段
实验处理
实验结果
第一阶段
蛋白质抑制剂处理小肠微绒毛
葡萄糖的转运速率为0
第二阶段
在外界葡萄糖浓度为5mmol/L 时,呼吸抑制剂处理小肠微绒毛
对照组葡萄糖的转运速率>实验组葡萄糖的转运速率,且实验组葡萄糖的转运速率=0
第三阶段
在外界葡萄糖浓度为100mmol/L 时,呼吸抑制剂处理小肠微绒毛
对照组葡萄糖的转运速率>实验组葡萄糖的转运速率,且实验组葡萄糖的转运速率>0
下列叙述错误的是:( )
A.小肠微绒毛吸收葡萄糖的方式,体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能
B.小肠微绒毛吸收葡萄糖需要膜转运蛋白的协助
C.随着外界葡萄糖浓度的增大,小肠微绒毛吸收葡萄糖的速率会一直增大
D.小肠微绒毛上皮细胞内葡萄糖的浓度大于5mmol/L
[答案]C.[解析]AB、由题意可知,用蛋白质抑制剂处理小肠微绒毛,葡萄糖的转运速率为0,说明运输葡萄糖需要转运蛋白的协助,转运蛋白只允许部分物质通过,这体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,AB正确;C、由第二阶段可知,当外界葡萄糖浓度低时,小肠绒毛上皮细胞运输葡萄糖的方式为主动运输;当外界葡萄糖浓度高时,抑制细胞呼吸情况下,葡萄糖的转运速率与正常情况相比有所下降但不为0,说明此时细胞转运葡萄糖有主动运输和被动运输两种方式,细胞膜上转运蛋白的数量是有限的,转运蛋白的运输能力是有限的,在被运输物质浓度太高时会达到饱和,运输速率不会一直增大,C错误;D、在外界葡萄糖浓度为5mmol/L时,抑制细胞呼吸与正常情况下,对照组葡萄糖的转运速率>实验组葡萄糖的转运速率,且实验组葡萄糖的转运速率=0,说明此时细胞转运葡萄糖为主动运输,故可推出小肠绒毛上皮细胞内葡萄糖的浓度大于5mmol/L,D正确。故选C。
22.(2022·河南信阳·高二期末)ABC转运蛋白主要分为TMD(跨膜区)和NBD(ATP结合区)两部分。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(如下图)。以下相关推测中不合理的是( )
A.TMD亲水性氨基酸比例比NBD高
B.游离的氨基不只位于ABC转运蛋白的肽链末端
C.物质转运过程中,ABC转运蛋白空间结构发生改变
D.肿瘤细胞中合成大量的ABC转运蛋白后会使其耐药性增强
[答案]A.[解析]A、据图可知,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;B、游离的氨基不只位于ABC转运蛋白的肽链末端,游离氨基在R基中也可能有,B正确;C、据图可知,在物质转运过程中,ABC转运蛋白空间结构发生改变,C正确;D、肿瘤细胞膜上ABC转运蛋白数量增多,导致大量化疗药物被排出,会使其耐药性增强,降低药物的疗效,D正确。故选A。
23.(2022·江西·景德镇一中高一期末)气孔有利于二氧化碳进入植物叶片进行光合作用,但同时也是蒸腾作用丧失水分的门户。研究发现,不同光质可通过控制气孔开度来影响植物光合速率。如蓝光可激活保卫细胞中的质子泵(H+−ATPase),H+−ATPase被激活后会将H+立分泌到细胞外,建立H+电化学梯度,K+、Cl-等依赖于H+电化学梯度大量进入保卫细胞,从而使气孔张开。据图分析,下列说法正确的是( )
A.图中H+要分泌到细胞外的过程需要ATP合成酶
B.K+进入保卫细胞一定不消耗能量
C.蓝光诱导气孔张开的机理可能是K+、Cl-等进入保卫细胞,提高了胞内渗透压,保卫细胞吸水
D.如果检测到该植物通过气孔摄入的氧气大于释放的氧气,则该植物所处的生理状态一定为光合作用大于呼吸作用
[答案]C.[解析]A、图中H+分泌到细胞外的过程需要ATP水解酶,将ATP水解,释放能量,A错误;B、根据题干信息,K+、Cl-等依于赖于H+电化学梯度大量进入保卫细胞,间接消耗能量,B错误;C、结合题干和题图可知,蓝光诱导气孔张开的机理可能是K+、Cl−等进入保卫细胞,提高了胞内渗透压,保卫细胞吸水,使气孔张开,C正确;D、如果检测到该植物通过气孔摄入的氧气大于释放的氧气,则该植物所处的生理状态一定为光合作用小于呼吸作用,D错误。故选C。
24.(2022·辽宁葫芦岛·高二期末)下图中甲、乙分别表示物质进出细胞的两种方式。下列有关叙述正确的是( )
A.离子的运输都是通过甲方式进行的
B.甲、乙两图所示的物质进出细胞的方式相同
C.婴儿吸收乳汁中的免疫球蛋白可用图乙表示
D.甲、乙两图所示的物质进出细胞的方式都需要转运蛋白的协助
[答案]D.[解析]A、甲为主动运输,离子的运输可以通过协助扩散进行,比如钠离子进入细胞内,钾离子出细胞外,A错误;B、乙图中物质的运输时从高浓度向低浓度进行运输,需要载体蛋白的协助,属于协助扩散,甲是可以逆浓度运输,属于主动运输,B错误;C、婴幼儿肠道吸收乳汁中的免疫球蛋白的过程是胞吞作用,不可用图乙中的跨膜运输方式表示,C错误;D、甲是主动运输,乙是协助扩散,主动运输和协助扩散都需要载体蛋白协助,载体蛋白属于转运蛋白的一种,D正确。故选D。
25.(2022·广东肇庆·高二期末)如图为胃壁细胞简图,细胞内的囊泡膜上镶嵌有H+载体。当信号物质A与胃壁细胞膜上的结构B结合后,囊泡膜上的H+载体转移到细胞膜上,且由无活性状态变为有活性状态,进而持续向胃内运输H+,使得胃内pH小于胃壁细胞的pH值。下列相关叙述错误的是( )
A.由图可知,细胞膜上的H+载体需要内质网和高尔基体的加工
B.有活性的H+载体向胃内运输H+不消耗细胞代谢释放的能量
C.结构B识别并结合物质A,体现了细胞膜的信息交流功能
D.转运时,H+载体通过改变自身的构像,实现对H+的运输
[答案]B.[解析]A、由图可知,细胞内的囊泡膜上镶嵌有无活性的H+载体,囊泡是内质网、高尔基体及细胞膜等的联系方式,因此H+载体需要内质网和高尔基体的加工,A正确;B、据题可知,最终胃内的pH值小于胃壁细胞的pH值,即H+载体向胃内运输H+的过程是逆浓度梯度运输,属于主动运输,需要消耗能量,B错误;C、信号物质A与胃壁细胞膜上B受体特异性结合来传递信息,该过程体现了细胞膜的信息交流功能,C正确;D、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,且每次转运都会发生自身构象的改变,D正确。故选B。
二、非选择题(共5小题,共50分)
26.(8分2022·辽宁铁岭·高二期末)现有两瓶质量分数均是30%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液。已知葡萄糖分子可以透过半透膜,蔗糖分子不能透过。请回答以下问题
(1)A同学把体积相同的葡萄糖与蔗糖溶液用半透膜隔开如图1所示,在一段时间内,乙液面的变化情况是__________,最后乙液面__________(填高于低于或等于)甲液面。
(2)B同学采用紫色洋葱鳞片叶的外表皮为材料,利用植物细胞质壁分离与复原的原理进行了鉴定葡萄糖和蔗糖溶液的实验。请在图2中补充可能的实验结果__________。
(3)鲨鱼体内能积累大量的盐,盐分过多时就要及时将多余的盐分排出体外,经研究,鲨鱼体内多余的盐分是经②途径排出的。那么其跨膜运输的方式是__________。
(4)蟾蜍心肌细吸收Ca2+、K+、C6H12O6的方式相同,若抑制心肌细胞的呼吸作用,则Ca2+、K+、C6H12O6等物质吸收均受到显著的影响,其原因是__________。若蟾蜍的离体心脏施加某种毒素Ca2+吸收明显减少,但K+、C6H12O6的吸收不受影响,最可能的原因是该毒素抑制了图3中所示的转运Ca2+的__________的活性。
[答案](1) 先下降后升高 高于
(2)
(3)协助扩散
(4) 蟾蜍心肌细吸收Ca2+、K+、C6H12O6是需能的主动运输,抑制心肌细胞的呼吸作用,使细胞的能量供应减少 载体蛋白
[解析](1)把相同质量分数、相同体积的两种溶液加入到被半透膜隔开的U形管中,由于蔗糖是二糖,葡萄糖是单糖,甲的物质的量的浓度大于乙,甲渗透压大于乙,开始时水分子从乙侧更多地流向甲侧,使甲液面升高,乙液面下降。与此同时,葡萄糖透过半透膜进入乙侧,使乙侧溶质分子数目增多,渗透压升高,水分子又会更多地流向乙侧,使乙侧液面升高,故在一段时间内,乙液面的变化情况是先下降后升高。随着葡萄糖透过半透膜进入乙侧,最终乙侧渗透压大于甲侧,故最终乙侧液面高于甲侧液面。(2)将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞放在质量分数均是30%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液中,均发生质壁分离,液泡体积减小,由于葡萄糖分子可以透过半透膜,故在质量分数为30%的葡萄糖溶液中表皮细胞液泡体积增大,发生质壁分离复原;蔗糖分子不能透过半透膜,所以表皮细胞不会发生质壁分离复原,仍保持质壁分离状态。如图所示:
(3)鲨鱼体内能积累大量的盐,盐分过多时就要及时将多余的盐分快速排出体外,其跨膜运输方式是顺浓度梯度、通过离子通道的②协助扩散。
(4)由于蟾蜍心肌细胞吸收Ca2+、K+、C6H12O6的方式是需能的④主动运输,若抑制心肌细胞的呼吸作用,则会使细胞的能量供应减少,使Ca2+、K+、C6H12O6等物质吸收均受到显著的影响。若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后,K+、C6H12O6的吸收不受影响,说明毒素没有影响细胞的能量供应,但Ca2+吸收明显减少,最可能的原因是该毒素抑制了图3中所示的转运Ca2+的载体蛋白的活性。
27.(10分2022·山东·德州跃华学校高二期末)盐胁迫是指生长在高盐度环境中的植物由于受到高渗透压外界溶液的影响生长受阻的现象。NaCl是引起盐胁迫的主要成分。高盐度环境下,植物细胞质中积累的Na+会抑制胞质酶的活性,因此植物根部细胞通过多种策略来降低细胞质中Na+浓度,从而降低盐胁迫的损害,部分生理过程如下图所示。
(1)盐胁迫条件下,Na+通过载体蛋白A运出细胞的方式是_____,判断依据是_____。
(2)据图分析,盐胁迫条件下,植物根部细胞降低Na+毒害的策略有_____。
(3)高粱是一种重要的硅积累作物,能够吸收和积累丰富的硅。研究发现,外源施加硅可以降低盐胁迫状态下高粱细胞中的Na+水平,从而提高高粱的耐盐性。请利用下列实验材料及用具,设计实验证明上述结论。
实验材料及用具:高粱幼苗若干,原硅酸,高浓度的NaCl溶液,蒸馏水,原子吸收仪(测定细胞内Na+的含量)。
实验思路:___________________________________________________________。
预期实验结果:_______________________________________________________。
[答案](1) 主动运输 该过程需要依赖细胞膜两侧的H+浓度梯度产生的电化学势能 (2)通过载体蛋白A将Na+从胞质运输到胞外;通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的Na+运输到液泡中储存;将细胞质中的Na+储存在囊泡中 (3) 将高粱幼苗随机均分为甲、乙、丙三组,甲组用蒸馏水处理,乙组用高浓度的NaCl溶液处理,丙组用原硅酸和高浓度的NaCl溶液处理,其他条件相同且适宜,培养一段时间后测定细胞内Na+的含量 细胞内Na+的含量乙组>丙组>甲组
[解析](1)Na+借助H+的电化学梯度运输细胞,消耗了H+的化学能,且需要载体蛋白A,因此出细胞的方式为主动运输。(2)结合图示可知,盐胁迫条件下,通过载体蛋白A将 Na+ 从胞质运输到胞外;通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的 Na+ 运输到液泡中储存;将细胞质中的 Na+ 储存在囊泡中,都可以降低 Na+毒害作用。(3)要验证外源施加硅可以降低盐胁迫状态下高粱细胞中的 Na+ 水平,可以将高粱幼苗随机均分为甲、乙、丙三组,甲组用蒸馏水处理,乙组用高浓度的NaCl溶液处理,丙组用原硅酸和高浓度的NaCl溶液处理,其他条件相同且适宜,培养一段时间后测定细胞内 Na+ 的含量;若硅能降低细胞内Na+水平,则细胞内 Na+ 的含量乙组>丙组>甲组。
28.(8分2022·河北衡水·高一期末)细胞是一个开放的系统,每时每刻都与环境进行着物质交换,细胞膜能对进出细胞的物质进行选择。图中①~⑤表示物质通过细胞膜的转运方式,甲~戊表示不同的物质或细胞结构。回答下列问题:
(1)据图分析,甲代表的物质最可能是____________(填“氨基酸”“氧气”或“NO3-”)。生物膜对K+和Cl-的通透性存在明显差异,造成这种差异的主要原因是____________。
(2)变形虫摄取水中的有机物颗粒的方式是____________(填序号),该过程形成囊泡,在细胞内囊泡中的有机颗粒可以被____________(填细胞器名称)降解。
(3)低温处理法、载体蛋白抑制法、细胞呼吸抑制法都能影响物质进出细胞,细胞呼吸抑制法会影响图中的____________(填序号)过程;已知某时间段轮藻吸收K+的方式为主动运输,若想抑制K+进入轮藻细胞,而不影响其他物质进出,可选用____________法。
(4)物质通过细胞膜与膜的流动性有密切关系,为了探究温度对膜的流动性的影响,有人做了下述实验:分别用红色和绿色荧光剂标记人和鼠细胞膜上的蛋白质,然后让两个细胞在37℃条件下融合并培养,40min后,融合的细胞膜上红色和绿色的荧光均匀相间分布。
①有人认为该实验不够严密,其原因是缺少____________实验。
②本实验可以通过在相同时间、不同温度下培养后,观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况来判断实验结果,还可以通过比较____________来判断实验结果。
[答案](1) 氧气 生物膜上运输K+和C1-的载体蛋白的数量不同
(2) ⑤ 溶酶体
(3) ④⑤ 载体蛋白抑制
(4) 对照 不同温度下红色和绿色荧光在细胞膜上均匀分布所需时间的长短
[解析](1)据图分析,①代表的自由扩散,在“氨基酸”、“氧气”或“NO3-”三种物质中,最有可能转运的是氧气。生物膜对K+和Cl-的通透性存在明显差异,造成这种差异的主要原因是生物膜上运输K+和Cl-的载体蛋白的数量不同。(2)变形虫摄取水中的有机物颗粒的方式是⑤胞吞,该过程形成的囊泡,在细胞内可以被溶酶体降解,因为溶酶体内含有水解酶。(3)细胞呼吸抑制法会影响消耗能量的物质运输,即会影响④主动运输和⑤胞吞或胞吐过程。已知某时间段轮藻吸收K+的方式为主动运输,若想抑制K+进入轮藻细胞,而不影响其他物质进出,可选用载体蛋白抑制法,因为载体蛋白运输物质具有专一性。(4)分析题意可知,该实验的目的是探究温度对膜的流动性的影响,实验的自变量是温度,因变量是细胞膜的流动速度,可以用红色和绿色荧光在细胞膜上均匀分布所需要时间的长短来表示或者通过在相同时间、不同温度下培养后,观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况表示,其他属于无关变量。①分析题干给出的实验过程可知,题干只给出37℃温度条件下的一组实验,因此该实验缺少对照组实验。②该实验可以通过在相同时间、不同温度下培养后,观察红色和绿色荧光物质在细胞膜上的分布情况来判断实验结果或者是红色和绿色荧光在细胞膜上均匀分布所需要时间的长短来判断实验结果。
29.(10分2022·山东·高二期末)生物膜系统在细胞生命活动中作用极为重要。为研究生物膜的特点,科学家进行了大量的实验。回答下列问题:
(1)研究者用荧光物质标记某动物细胞膜上的蛋白质,使膜发出荧光。再用高强度激光照射细胞膜的某区域,使其荧光淬灭(淬灭后荧光物质不再发光),随后该淬灭区域荧光逐渐恢复。如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇,淬灭区域荧光恢复的时间缩短,说明胆固醇对细胞膜中分子的运动具有________________(填“促进”或“抑制”)作用,该实验说明细胞膜具有__________________________________特点。
(2)蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中,如镶在表面、部分或全部嵌入、贯穿。为了检测膜蛋白在膜上的分布位置,科学家设计了以下实验。将细胞分为三组:甲组:不作处理;乙组:用胰蛋白酶处理完整的细胞,此时胰蛋白酶不能透过细胞膜进入细胞;丙组:先提高细胞膜的通透性,再用胰蛋白酶处理完整细胞,此时胰蛋白酶能进入细胞,并分布于细胞膜内外两侧(如图1所示)。分别提取、分离三组细胞膜上的蛋白进行电泳,结果如图2所示。根据结果推测,1〜5号蛋白质中,如果有跨膜的水通道蛋白,最可能是_________(填编号),镶在膜内侧表面的蛋白质是___________(填编号)。由此说明,细胞膜的结构具有不对称性。
(3)初步研究发现,红细胞能快速吸水并涨破与其细胞膜上的CHIP28水通道蛋白有关,请以人工脂质体(可插入膜蛋白)为材料设计实验验证CHIP28蛋白的功能。(简要写出实验思路和预期结果)。
实验思路:___________________________ 。
预期结果:___________________________ 。
[答案](1) 抑制 一定的流动性
(2) 1 4和5
(3) 取适量的人工脂质体均分成甲乙两组,向甲组脂质体上插入CHIP28,乙组不作处理,再将两组脂质体分别置于清水中,观察两组脂质体是否吸水涨破(或吸水涨破的速度) 甲组脂质体快速吸水涨破而乙组不涨破(或甲组脂质体吸水涨破速度快于乙组)
[解析](1)研究发现如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇,漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明荧光恢复是分子运动的结果,胆固醇对膜中分子的运动具有限制作用;此项研究结果显示发荧光区域与荧光“漂白”区域的分子在一定程度上可以相互运动,说明细胞膜具有一定的流动性的特点。(2)水通道蛋白贯穿磷脂双分子层,乙组(消化暴露于膜外侧蛋白)和丙组(消化暴露于膜外侧和内侧蛋白)均会被部分消化,使分子量变小,电泳条带与完整蛋白不同,分析图2可知,只有蛋白1符合上述特征,故1可能是水通道蛋白;位于内侧镶在表面的蛋白在乙组实验中不会被消化,电泳条带应与甲组相同,但在丙组实验中会被完全消化,不出现电泳条带,所以应为蛋白4和5。(3)分析题意可知,本实验目的是验证红细胞能快速吸水并涨破与其细胞膜上的CHIP28水通道蛋白有关,则实验的自变量是细胞膜上CHIP28水通道蛋白的有无,因变量是吸水速率,实验设计应遵循对照原则与单一变量原则,故可设计实验如下:取适量的人工脂质体均分成甲乙两组,向甲组脂质体上插入CHIP28,乙组不作处理,再将两组脂质体分别置于清水中,观察两组脂质体是否吸水涨破(或吸水涨破的速度)。预期结果:甲组脂质体快速吸水涨破而乙组不涨破(或甲组脂质体吸水涨破速度快于乙组)。
30.(14分2022·河南商丘·高二期末)土壤盐化是目前的主要环境问题之一、在盐化土中,大量Na+会迅速流入细胞,形成胁迫,影响植物正常生长。耐盐植物可通过Ca2+介导的离子跨膜运输,减少Na+在细胞内的积累,从而提高抗盐胁迫的能力,其主要机制如下图所示。回答下列问题:
注:H+泵可将胞内H+排到胞外,形成膜内外H+浓度梯度。膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的同时,可驱动转运蛋白C将Na+排到胞外。
(1)在盐胁迫下,Na+进入细胞的方式与H+进入细胞的方式_____(填“相同”或“不同”),原因是_____。
(2)图中驱动转运蛋白C的具体作用是_____。若使用ATP合成抑制剂处理细胞,Na+的排出量将会_____(填“无变化”或“增加”“减少”)。
(3)据图分析,在高盐胁迫下,耐盐植物的根细胞会借助Ca2+调节相关离子转运蛋白的功能:一方面,胞外Ca2+直接_____,减少Na+进入细胞;另一方面,胞外Ca2+促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞内,以及通过_____,间接促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞内,从而促进转运蛋白C将Na+排到胞外,降低细胞内Na+浓度。
(4)根据植物抗盐胁迫的机制,提出农业上促进盐化土壤中耐盐作物增产的措施:______________________________(答出一点即可)。
[答案](1) 相同 顺浓度梯度运输,且需要(相应的)转运蛋白的协助
(2) 将膜外H+运至细胞内,同时将Na+排到细胞外 减少
(3) 抑制转运蛋白A 胞外Na+与受体结合,促进胞内H2O2浓度上升
(4)增施钙肥
[解析](1)由题意可知,在盐化土壤中,大量Na+会迅速流入细胞,形成胁迫,说明Na+顺浓度梯度进入细胞,且需要转运蛋白A的协助,故盐胁迫下Na+进入细胞的方式为协助扩散;膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内,跨膜方式为协助扩散,故二者进入细胞的方式相同。(2)根据注释部分的信息可知:驱动转运蛋白C可将膜外H+运至细胞内,将Na+排到胞外。由图可知,胞内H+排到胞外的过程需要载体蛋白协助和ATP供能,从而形成膜内外H+浓度梯度,膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内,同时驱动转运蛋白C将Na+排到胞外;若使用ATP合成抑制剂处理细胞,则ATP合成量减少,使H+排出量减少,膜内外H+浓度梯度降低,导致膜外H+顺浓度梯度经转运蛋白C流入胞内的量减少,同时驱动Na+排出细胞的量减少。(3)在高盐胁迫下,根细胞会借助Ca2+调节相关离子转运蛋白的功能,即胞外Ca2+直接抑制转运蛋白A,从而使经转运蛋白A进入胞内的Na+量减少;胞外Ca2+促进转运蛋白B将Ca2+转运入细胞内,促进转运蛋白C将Na+排到胞外;此外,胞外Na+与受体结合使胞内H2O2浓度上升,进而促进转运蛋白B将Ca2+转运进细胞,胞内Ca2+会促进转运蛋白C将Na+排出细胞,从而降低细胞内Na+浓度。(4)根据图中Ca2+调控植物抗盐胁迫的机制,农业上促进盐化土壤中耐盐植物增产可采取适当增施钙肥(或增加土壤外Ca2+浓度或通过灌溉稀释土壤浓度)的措施。
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