新高考生物一轮复习课时练习6　细胞的物质输入与输出(含解析）

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【备考2023】生物课时练习(六)　细胞的物质输入与输出1．在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，观察到的结果如图所示，其中①②指细胞的相关结构。下列叙述正确的是(　　)　甲　　　 　  乙　　　　      丙A．甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象B．在蔗糖溶液中，一定会发生甲→乙变化C．当细胞处于丙状态且不再变化时细胞液浓度等于外界溶液浓度D．同一细胞处于乙状态时的吸水能力大于其处于甲状态时D　[甲状态时存在水分子跨膜运输进出细胞的现象，A错误；在蔗糖溶液中，要发生甲→乙变化，必须满足一定的条件，B错误；当细胞处于丙状态且不再变化时细胞液浓度大于或等于外界溶液浓度，C错误；同一细胞处于乙状态时的吸水能力大于其处于甲状态时，D正确。因此，本题答案选D。]2．(2021·衡水中学检测)某兴趣小组用不同浓度的蔗糖溶液处理了同一批萝卜条，一定时间后测定萝卜条的质量变化如下表所示。下列叙述正确的是(　　)组别1234567蔗糖溶液浓度(mol/L)0.00.10.20.30.40.50.6浸泡前萝卜条质量(g)4.4304.3614.3554.4164.4744.3924.350浸泡后萝卜条质量(g)5.2795.0834.8124.7734.6784.2423.991萝卜条的质量变化百分比(%)21.6416.5610.498.084.56－3.42－8.25A．每组实验中萝卜条浸泡时间属于自变量B．实验后第1～7组萝卜细胞液浓度依次降低C．萝卜细胞液的浓度介于0.4～0.5 mol/L之间D．实验后第1～7组萝卜细胞的吸水能力依次降低C　[萝卜条的浸泡时间属于无关变量，A项错误；实验后第1～7组萝卜细胞液浓度依次增大，吸水能力依次增强，B项和D项错误；使细胞刚好不吸水也不失水的浓度接近细胞液浓度，C项正确。]3．(2021·河北选择性考试模拟)植物细胞膜磷脂双分子层对水有一定的通透性，但研究发现大量的水通过细胞膜上的水通道蛋白进出细胞。下列关于水通道蛋白与植物体内水分代谢关系的叙述，错误的是(　　)A．水通道蛋白活性增强的植物叶片气孔更易开放B．水通道蛋白活性减弱的植物细胞在高渗溶液中不发生质壁分离C．水通道蛋白活性增强的植物在缺水条件下更易发生萎蔫D．水通道蛋白活性减弱的植物细胞伸长生长速度降低B　[保卫细胞吸水膨胀会使气孔开放，水通道蛋白活性增强的植物，水更容易进出细胞，所以气孔更容易开放，A正确；水通道蛋白活性减弱的植物，水进出细胞受阻，所以在高渗溶液中质壁分离的过程会减慢，但依旧会发生质壁分离，B错误；水通道蛋白活性增强的植物，水更容易进出细胞，在缺水条件下，水容易离开细胞，不利于植物生存，容易发生萎蔫，C正确；水通道蛋白活性减弱的植物，水进出细胞受阻，细胞代谢受到影响，所以生长速率减慢，D正确。]4．(2021·南京模拟)如图所示，某种化合物与细胞膜表面受体识别并结合后，受体便通过G蛋白调控并打开离子通道，离子的跨膜流动导致膜电位的改变。下列相关叙述错误的是(　　)A．细胞外Na＋内流是产生静息电位的基础B．该过程体现了细胞膜具有信息交流的功能C．构成细胞膜的基本支架是磷脂双分子层D．Na＋通过协助扩散的方式进入细胞内A　[细胞外Na＋内流是产生动作电位的基础，细胞内K＋外流才是产生静息电位的基础，A错误；某种化合物与细胞膜表面受体识别并结合，调节细胞的生命活动，体现了细胞膜具有信息交流的功能，B正确；细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，C正确；Na＋通过离子通道进入细胞内，不消耗能量，属于协助扩散，D正确。]5．(2021·潍坊检测)如图表示蔗糖分子在叶肉细胞内合成后经跨膜运输至筛管内的过程，最终转运至其他部位贮存、利用。据图分析有关叙述不正确的是(　　)A．蔗糖和K＋的运输都属于主动运输，但运输动力不同B．叶肉细胞保持较高的pH有利于蔗糖分子运出C．蔗糖载体和ATP酶功能的差异，取决于它们的分子结构不同D．若将该叶肉细胞置于一定浓度的蔗糖溶液中，细胞可能会发生质壁分离现象B　[结合分析可知，蔗糖和K＋的运输都属于主动运输，但前者的动力是H＋的浓度差，后者的动力是ATP，因此二者运输动力不同，A正确；叶肉细胞内H＋多(pH低)从而能保证蔗糖输出细胞时的动力，因此，更有利于蔗糖运出叶肉细胞，B错误；蔗糖载体和ATP酶化学本质都是蛋白质，但其功能有差异，根据结构与功能相适应的原理可推测二者功能的差异在于分子结构不同，C正确；由于原生质层具有选择透过性，且原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，因此，若将该叶肉细胞置于一定浓度的蔗糖溶液中，细胞可能会发生质壁分离现象，D正确。]6．(2022·潍坊五县联考)植物细胞的细胞膜上存在的H­ATP是一种质子泵，它能水解ATP，促进细胞内的H＋运输到细胞壁中，H＋使细胞壁中的某些多糖水解酶活化导致细胞壁松弛，细胞吸水体积增大而发生不可逆生长。下列叙述错误的是(　　)A．植物细胞膜上也存在运输其他离子的载体B．质子泵运输H＋到细胞壁属于主动运输C．植物生长素可能促进H＋运输到细胞壁中D．质子泵可促使细胞中的ADP大量增加D　[植物细胞膜上含有脂质和蛋白质，其中蛋白质可作为运输其他离子的载体，A正确；结合题意可知，质子泵将细胞内的H＋泵出时伴随ATP水解，因此属于主动运输，B正确；生长素可以促进植物生长，原因可能是生长素能促进细胞膜上质子泵将H＋从细胞质运输到细胞壁，使细胞壁酸化、部分纤维素水解，变得松弛，使细胞因渗透吸水而膨胀，从而促进细胞伸长，C正确；质子泵能够催化ATP水解，因此能够促使ADP相对含量有所增加，但ATP与ADP在细胞中的含量是相对稳定的，不会大量增加，D错误。]7．(2021·南京模拟)如图表示高等动、植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀。下列有关叙述正确的是(　　)A．植物细胞吸水达到渗透平衡时，都会发生质壁分离现象B．三种细胞发生渗透吸水，均以细胞膜充当发生渗透所需的半透膜C．动物细胞避免渗透膨胀，不断将离子排出时，不需要载体蛋白协助D．若将原生生物置于低渗溶液中，其收缩泡的伸缩频率会加快D　[成熟植物细胞在失水时会发生质壁分离，吸水达到渗透平衡时不会发生质壁分离现象，A错误；植物细胞发生渗透吸水的原理是原生质层相当于半透膜，B错误；动物细胞避免膨胀，需要载体蛋白协助将离子转运到细胞外，以减小细胞内液的渗透压，防止细胞渗透吸水涨破，C错误；原生动物生活在低渗溶液中，会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，其收缩泡的伸缩频率会加快，D正确。]8．(2022·长郡中学检测)金鱼藻是一种常见的水生被子植物，也是常用的实验材料。下表为其细胞液与它生活的溪水中多种离子的浓度比。下列有关说法错误的是(　　)离子细胞液浓度/溪水浓度K＋985Na＋101CI－52SO31A．金鱼藻细胞对表中离子的吸收速率会受环境温度影响B．金鱼藻细胞对表中各离子的吸收方式均为主动运输C．金鱼藻细胞对表中离子的吸收与细胞膜的流动性无关D．无氧条件下，金鱼藻对表中离子的吸收速率也不会为0C　[温度会影响分子的运动以及细胞呼吸能量的产生，进而影响细胞对离子的吸收，A正确；从表中的信息可知，细胞液中4种离子浓度均高于池水浓度，因此金鱼藻细胞吸收这4种离子是逆浓度梯度运输，均为主动运输，B正确；金鱼藻细胞对离子的吸收为主动运输，需要载体蛋白，载体蛋白的运动可以体现细胞膜的流动性，C错误；无氧条件下，金鱼藻细胞可以进行无氧呼吸产生ATP并用于主动运输，吸收速率不会为0 , D正确。]9．(2022·潍坊五县联考) 在425 mmol/kg缓冲溶液中，猕猴桃原生质体的相对体积随时间的变化如图所示。持续3～5 min后，细胞(原生质体)逐渐破裂。请回答下列问题：(1)水分子可通过________________方式进出细胞。图中猕猴桃原生质体相对体积逐渐增大的原因是________________________________________________________________________________________________________________。(2)研究发现，水分子进出猕猴桃细胞更多借助于水通道蛋白。推测水通道蛋白可能分布在猕猴桃细胞的________________上。(3)现有制备好的猕猴桃原生质体若干，425 mmol/kg缓冲溶液，人工通道形成剂——两性霉素B，水通道蛋白抑制剂——25 ℃温育处理的HgCl2。请设计实验验证猕猴桃细胞膜上存在水通道蛋白。实验思路：____________________________________________________________________________________________________________________________。实验现象：____________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]　(1)水分子属于小分子物质，其进出细胞的方式有自由扩散和协助扩散两种；原生质体是植物细胞去除细胞壁后的部分，图中猕猴桃原生质体相对体积逐渐增大的原因是原生质体渗透吸水，水分子进入细胞。(2)细胞膜具有控制物质进出的功能，该功能的实现通常是借助细胞膜上的蛋白质实现的，水分子进出猕猴桃细胞更多借助于水通道蛋白，推测水通道蛋白可能分布在猕猴桃细胞的细胞膜上。(3)结合题意可知，本实验目的为验证猕猴桃细胞膜上存在水通道蛋白，则实验的自变量为水通道蛋白能否发挥作用，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：实验思路：将猕猴桃原生质体平均分为三组，编号为A、B、C；A组不作处理，B组加入两性霉素B，C组加入等量的25 ℃温育处理的HgCl2溶液，将三组置于等量425 mmol/kg缓冲溶液中，一段时间后观测三组中原生质体的体积。实验现象：因水分子进出猕猴桃细胞更多借助于水通道蛋白，故B组中含有人工通道形成剂，水分子吸收最多，C组含有水通道蛋白抑制剂，水分子吸收最少，即实验现象为原生质体的体积大小排列顺序为B＞A＞C。[答案]　(1) 自由扩散和协助扩散　原生质体渗透吸水，水分子进入细胞　(2)细胞膜　(3)将猕猴桃原生质体平均分为三组，编号为A、B、C，A组不作处理，B组中加入两性霉素B，C组加入等量的25 ℃温育处理的HgCl2溶液，将三组置于等量425 mmol/kg缓冲溶液中，一段时间后观测三组中原生质体的体积　原生质体的体积大小排列顺序为B＞A＞C10．许多物质在逆浓度进出细胞时都依赖于载体蛋白，且需要消耗能量，这种运输方式叫主动运输。其中，由ATP直接供能的方式为原发性主动运输，不由ATP直接供能的方式为继发性主动运输。如图为人的小肠上皮细胞与肠腔、组织液之间的部分物质交换示意图，标号①～③表示不同的载体蛋白。请分析回答以下问题：(1)图中载体蛋白③运输Na＋的方式为________，载体蛋白③运输葡萄糖的方式具体为__________________(填“原发性主动运输”或“继发性主动运输”)，该运输方式所消耗的能量来自__________。(2)若载体蛋白②受蛋白抑制剂的影响而功能减弱，会造成小肠上皮细胞内Na＋浓度__________(填“上升”“下降”或“不变”)。由图可知，载体蛋白②的功能包括物质运输和________。(3)若小肠上皮细胞因O2浓度降低造成细胞呼吸速率下降，结合图中细胞内的变化过程判断葡萄糖进入该细胞的速率是否会受影响？________(填“是”或“否”)，理由是__________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]　(1)据图分析，Na＋运输是顺浓度梯度，且需要蛋白质作载体，但不消耗ATP，属于协助扩散，载体蛋白③运输葡萄糖逆浓度梯度，但并没有看见ATP直接供能，应属于继发性主动运输，该种运输方式所消耗的能量据图观察来自膜内外Na＋浓度差。(2)载体蛋白②采用主动运输方式将胞内Na＋向胞外运输，若蛋白②活动受到抑制，Na＋在小肠上皮细胞内的浓度会上升。载体蛋白②的功能包括物质运输和催化作用。(3)若上皮细胞中O2浓度下降，产生的能量减少，那么利用蛋白②运输Na＋的速率下降，导致Na＋浓度差减小，不利于蛋白③运输葡萄糖。[答案]　(1)协助扩散　继发性主动运输　膜内外Na＋浓度差(Na＋势能)　(2)上升　催化作用　(3)是　细胞有氧呼吸速率下降，载体蛋白②由于ATP产生不足而对Na＋转运速率下降，导致小肠上皮细胞内和肠腔之间的Na＋浓度差减少，不利于载体蛋白③逆浓度梯度运输葡萄糖11．(2021·衡水中学检测)ABC转运体是一类消耗ATP的运输蛋白，广泛分布在从细菌到人类各种生物体中。第一种被鉴定的真核细胞ABC转运体是癌细胞中表达量高的一种多药物抗性运输蛋白(MDR)。下列叙述正确的是(　　)A．ABC转运体是一种膜蛋白，镶嵌于磷脂双分子层表面B．ABC转运体同时具有ATP水解酶活性和运输物质的活性C．MDR能将外界的药物分子主动吸收到细胞内部，从而使细胞产生抗药性D．在各种细胞中，ABC转运体都需要经内质网、高尔基体加工后运输至细胞膜B　[ABC转运体作为载体蛋白，贯穿于整个细胞膜，A项错误。ABC转运体既能运输物质，又能催化ATP水解供能，B项正确。MDR能将细胞内部的药物分子主动运输到细胞外侧，从而产生抗药性，C项错误。原核细胞中的ABC转运体不经过内质网和高尔基体加工，D项错误。]12．(2021·衡水中学检测)膜蛋白的种类和数量赋予了不同生物膜不同的功能。在细胞膜上运输同一种物质的载体蛋白种类不尽相同，如葡萄糖载体有多种类型，统称为葡萄糖转运体家族(GLUT)。如图表示不同条件下，葡萄糖摄入速率与细胞外葡萄糖浓度的关系。下列说法正确的是(　　)A．GLUT在核糖体上合成后经过内质网、高尔基体加工，再转移到细胞膜上B．红细胞和肝细胞葡萄糖摄入速率不同，原因是两者GLUT的空间结构不同C．随着细胞外葡萄糖浓度的升高，肝细胞对葡萄糖的摄入速率会持续升高D．不同细胞膜上的GLUT不同，根本原因是不同细胞含有的遗传物质不同A　[GLUT是蛋白质，在核糖体上合成后经过内质网、高尔基体加工，再转移到细胞膜上，A正确；红细胞和肝细胞葡萄糖摄入速率不同，原因与载体种类和耗能与否都有关，B错误；随着细胞外葡萄糖浓度的升高，肝细胞对葡萄糖的摄入速率会升高，升高到一定值后由于其他因素影响摄入速率不再上升，C错误；不同细胞膜上的GLUT不同，不同细胞来自同一受精卵，含有的遗传物质相同，D错误。]13．(2022·深圳外国语中学检测)某种H＋­ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H＋。某植物气孔的保卫细胞如图所示，测得其pH为6.3，将其放置在pH为5的溶液中，分别在图中三种实验条件下放置10 min，测得实验后三组溶液的pH变化情况如图所示(H＋­ATPase的抑制剂会抑制ATP水解)。下列有关推测不合理的是(　　)①　　　　②　　　　③A．H＋­ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量可由蓝光直接提供B．蓝光通过保卫细胞膜上的H＋­ATPase发挥作用导致H＋逆浓度梯度跨膜运输C．溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞膜进入保卫细胞D．H＋­ATPase载体蛋白对控制物质进出细胞具专一性A　[题述信息没有说明H＋­ATPase发挥作用所需能量直接来自蓝光，A错误；与①组相比较，②组说明pH下降与蓝光有关，与①②组相比，③组说明pH的下降与H＋­ATPase的活性有关， 所以蓝光可使H＋­ATPase发挥作用，导致H＋逆浓度梯度跨膜运输，B正确；通过①组的观察，发现溶液中的pH没有变化，故H＋不能通过自由扩散的方式进入保卫细胞，C正确；载体蛋白具有专一性，D正确。]14．(2021·海淀区期中)胰岛素是人体内降低血糖的唯一激素。研究人员对胰岛素分泌的调节机制进行了相关研究。(1)胰岛B细胞分泌胰岛素的机制如图1所示。血液中的葡萄糖浓度升高时，葡萄糖通过葡萄糖转运蛋白进入胰岛B细胞。据图可知，细胞内葡萄糖通过________过程被分解，导致细胞内ATP浓度________，引起胰岛B细胞膜上的K＋通道磷酸化进而________，K＋外流受阻，细胞膜电位发生变化。电位变化导致膜上Ca2＋通道开放，Ca2＋________促使细胞通过________方式释放胰岛素。图1                  图2注：β­action基因在细胞中稳定转录。(2)研究发现H蛋白可与Ca2＋通道结合，敲除H蛋白基因的小鼠血浆中胰岛素浓度显著低于野生型。为研究H蛋白调控胰岛素分泌的机制，研究人员在ISN细胞(胰岛B细胞瘤细胞)中转入能够抑制H蛋白基因转录的载体，将其作为实验组，用转入空载体的ISN细胞作为对照组，进行了下列实验。①检测两组细胞Ca2＋通道基因的转录量，结果如图2所示。图中结果说明，抑制H蛋白基因的转录______________________________________________。②在实验组和对照组ISN细胞中分别表达荧光标记的Ca2＋通道蛋白，检测两组细胞细胞膜上的荧光强度，统计不同荧光强度的细胞所占比例，结果如图3所示。依据图中数据__________________________________________________，_____________________________________________________________________研究人员判断实验组缺少H蛋白导致定位到细胞膜上的Ca2＋通道减少。图3注：＜20为弱荧光强度；20～40为中等荧光强度；＞40为高等荧光强度。③通过后续实验，研究人员还发现实验组Ca2＋通道的转运能力下降。综合以上实验结果，推测敲除H蛋白基因的小鼠体内胰岛素分泌减少的机制：____________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案]　(1)细胞呼吸　升高(或“增加”)　关闭　内流　胞吐　(2)①对Ca2＋通道基因的转录无影响　②与对照组相比，实验组细胞膜上Ca2＋通道弱荧光强度细胞的比例高，而中等、高荧光强度的细胞比例低　③体内缺少H蛋白，不影响Ca2＋通道基因的转录，但使细胞膜上的Ca2＋通道减少，同时降低Ca2＋通道蛋白转运能力，Ca2＋内流减少，从而减少了胰岛B细胞通过胞吐释放胰岛素的量