2022届高考生物（人教版）一轮总复习练习：必修1 第2单元 第4讲 物质进出细胞的方式 Word版含答案

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第4讲 物质进出细胞的方式
一、选择题(每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求)
1．(2020·河北衡水中学二调)某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他采用如图1所示的装置(示意图)，对收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行实验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如图2)。据图分析，该同学应选择的膜材料是( A )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
[解析] 图1是渗透装置，构成渗透作用的条件：有半透膜，半透膜两侧有浓度差，所以图中的膜允许水分子透过，不允许糖分子透过，最终导致漏斗中液面升高。
2．(2021·山东泰安模拟)如图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液，且a溶液浓度A．图A中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面
B．图B中的⑤、④、⑥相当于图A中的②
C．若图B所示为某农作物的根毛细胞，此时应及时灌溉
D．图B中的⑦与图A中的②通透性不同
[解析] 图A中的②为半透膜，相当于B图中的⑥⑧⑦。
3．(2020·咸阳一模)将紫色洋葱鳞片叶外表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到细胞发生了质壁分离现象，下列说法错误的是( B )
A．甲物质和水都能自由通过叶表皮细胞的细胞壁
B．发生质壁分离后的叶表皮细胞原生质层紫色加深
C．可通过原生质层的位置变化来判断是否发生质壁分离
D．甲物质也可能被叶表皮细胞以主动运输的方式吸收
[解析] 植物细胞的细胞壁具有全透性，所以甲物质和水都能自由通过叶表皮细胞的细胞壁，A正确；发生质壁分离后的叶表皮细胞的液泡中紫色加深，B错误；质壁分离是指原生质层与细胞壁分离，所以可通过原生质层的位置变化来判断是否发生质壁分离，C正确；如果甲物质是KNO3，则可被叶表皮细胞以主动运输的方式吸收，D正确。
4．(2020·山东省青岛市高三三模)水分子存在两种跨膜运输机制，一种是通过脂双层的自由扩散，另一种是通过水通道蛋白跨膜运输。研究者为探究哺乳动物成熟红细胞的吸水方式，进行了如下实验，将甲组红细胞用生理盐水配制的蛋白酶溶液处理，乙组红细胞用等量的生理盐水处理。将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴加清水，另一侧用吸水纸吸引，显微镜下观察在相同时间内两组细胞发生破裂的情况。下列分析不合理的是( D )
A．水分子的上述两种跨膜运输方式，都是顺浓度梯度进行的
B．磷脂双分子层内部具有疏水性，水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定阻碍
C．若甲、乙两组细胞破裂数差异不大，则说明水分子主要以自由扩散进入红细胞
D．若甲组细胞破裂的数量比乙组少，则说明水分子仅通过通道蛋白进入红细胞
[解析] 结合题意可知，水分子的上述两种跨膜运输方式，都是顺浓度梯度进行的，一种是自由扩散，一种是协助扩散，A正确；由于磷脂双分子层内部具有疏水性，因此可推测水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定阻碍，B正确；若甲、乙两组细胞破裂数差异不大，则可说明协助扩散方式转运水分子的方式是次要的，而水分子主要以自由扩散进入红细胞，C正确；若甲组细胞破裂的数量比乙组少，则说明水分子既通过通道蛋白进入红细胞，也通过自由扩散进入红细胞，D错误。故选D。
5．(2021·四川成都七中检测)耐盐植物柽柳在盐碱地也能正常生长，研究发现这类植物能积累土壤中的无机盐离子，并使细胞液中的无机盐离子浓度高于土壤溶液。下列叙述正确的是( B )
A．柽柳积累无机盐离子的方式为被动运输
B．柽柳的耐盐性是由它的遗传物质决定的
C．柽柳积累无机盐离子不利于根细胞吸收水分
D．在冬季气温低时，不会影响柽柳吸收无机盐的能力
[解析] 柽柳可逆浓度吸收无机盐离子，使细胞液中的无机盐离子浓度高于土壤溶液，由此可判断柽柳积累无机盐离子的方式为主动运输；生物的性状从根本上来说是由遗传物质决定的；柽柳积累无机盐离子可增大细胞液与外界溶液之间的浓度差，有利于根细胞吸收水分；冬季气温低时，酶活性降低，呼吸作用减弱，提供的能量减少，柽柳吸收无机盐减少。
6．(2021·山东省泰安市高三上学期期末)下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是( C )
A．细胞膜选择透过性的分子基础是磷脂双分子层具有疏水性和膜转运蛋白具有专一性
B．内质网上合成的蛋白质不能穿过核孔进入细胞核，表明这种转运具有选择性
C．果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞通过主动运输吸收糖分的结果
D．大肠杆菌吸收K＋既消耗能量，又需要借助膜上的载体蛋白，属于主动运输
[解析] 细胞膜上的脂质分子是疏水的，磷脂分子具有疏水性的尾部，细胞膜上的转运蛋白具有特定的空间结构，能与被转运物质特异性结合，体现了膜对物质运输的专一性，A正确；内质网上合成的蛋白质主要是分泌蛋白，其发挥作用的场所主要在细胞外，无法进入细胞核，核膜上核孔是控制大分子物质进出细胞核的通道，具有选择透过性，B正确；果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞失水过多死亡，细胞膜丧失选择透过性，使溶液中的糖分通过扩散大量进入细胞的结果，C错误；大肠杆菌吸收K＋既消耗能量，又需要借助膜上的载体蛋白，属于主动运输，D正确。故选C。
7．(2020·大连期末)
将已发生质壁分离的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放入清水中，如图所示。下列叙述正确的是( D )
A．b点与a点相比，细胞内液泡的颜色更深
B．c点与b点相比，细胞的吸水速率更大
C．c点时细胞膨胀，液泡内没有水分子进出
D．b点到c点的过程中，细胞的吸水速率受细胞壁的影响
[解析] 与a点相比，b点时液泡体积增加，液泡颜色变浅，A错误；与b点相比，c点时细胞液浓度降低，细胞的吸水能力降低，B错误；c点时细胞膨胀，液泡内水分处于动态平衡，C错误；b点到c点过程中，细胞的吸水速率降低，受细胞壁的影响，D正确。
8.(2020·北京东城区期末)如图所示，某些植物细胞利用①把细胞内的H＋运出，导致细胞外H＋浓度较高；②能够依靠H＋浓度差把H＋和蔗糖分子运入细胞。以下叙述正确的是( C )
A．①和②的化学本质不同
B．①和②的空间结构相同
C．H＋运出细胞的方式是主动运输
D．氧气浓度对细胞吸收蔗糖分子无影响
[解析] 根据分析可知，①②均为载体蛋白，化学本质均为蛋白质；蛋白质的结构决定功能，①②的功能不同，故可推测其结构也不相同；根据图示可知，H＋运出细胞需要载体和消耗能量，运输方式为主动运输；由图可知，H＋运出细胞需要消耗能量，而细胞外和细胞内的H＋浓度梯度产生的势能，又可推动H＋和蔗糖的吸收，氧气浓度可影响H＋外运，进而影响细胞外和细胞内H＋浓度差，从而影响蔗糖的吸收，故氧气浓度对细胞吸收蔗糖分子有影响。
9．(2020·山东省威海市高三一模)水孔蛋白是存在于某些细胞(如肾小管上皮细胞)膜上的一种通道蛋白，其作用是帮助水分子顺浓度梯度进行跨膜运输。下列叙述正确的是( D )
A．水分子通过水孔蛋白进行跨膜运输属于自由扩散
B．水分子通过水孔蛋白进行跨膜运输需要ATP提供能量
C．破坏水孔蛋白的结构后，水分子不能进出细胞
D．肾小管上皮细胞重吸收水分的速率受膜内外水分子的浓度和水孔蛋白的数量影响
[解析] 水分子通过水孔蛋白进行跨膜运输属于协助扩散，A错误；水分子通过水孔蛋白为顺浓度梯度的运输，不需要ATP提供能量，B错误；破坏水孔蛋白的结构后，水分子仍可以通过自由扩散进出细胞，C错误；水通道蛋白参与的水的运输属于协助扩散，故肾小管上皮细胞重吸收水分的速率受膜内外水分子的浓度和水孔蛋白的数量影响，D正确。故选D。
10．(2021·北京朝阳区校级模拟)下列关于物质跨膜运输的叙述正确的是( D )
A．线粒体DNA上的基因所表达的酶与线粒体的功能有关，若线粒体DNA受损伤，对神经细胞吸收K＋没有影响
B．相对分子质量比较小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞
C．胰岛B细胞分泌胰岛素时消耗能量，因此胰岛素出入细胞属于主动运输
D．对离体培养的小肠上皮细胞进行紫外线处理，结果其吸收甘氨酸的功能丧失，最可能的原因是细胞膜上的载体蛋白结构发生变化
[解析] 线粒体是有氧呼吸的主要场所，神经细胞吸收K＋的方式是主动运输，需要消耗能量，线粒体DNA受损伤使其不能为生命活动提供能量，就会影响神经细胞吸收K＋；相对分子质量比较小的物质或离子进入细胞的方式可能是自由扩散、协助扩散或主动运输；胰岛素属于大分子物质，运出细胞的方式是胞吐；小肠上皮细胞吸收甘氨酸的方式是主动运输，需要载体和能量，对离体培养的小肠上皮细胞进行紫外线处理，结果其吸收甘氨酸的功能丧失，最可能的原因是细胞膜上的载体蛋白结构发生变化。
11．(2021·盐城模拟)研究发现：人体红细胞膜上的载体蛋白能协助葡萄糖顺浓度梯度跨膜转运；而小肠上皮细胞肠腔面上存在特定的载体蛋白，可以逆浓度梯度从肠腔吸收葡萄糖，当细胞内葡萄糖浓度高时，小肠上皮细胞基底面又可以顺浓度梯度将葡萄糖转运到血液中。下列相关描述不正确的是( D )
A．同一生物的不同细胞吸收葡萄糖的方式可能不同
B．同一细胞在不同条件下运输葡萄糖的方式可能不同
C．红细胞和小肠上皮细胞吸收葡萄糖都体现了选择性
D．红细胞和小肠上皮细胞吸收葡萄糖都会伴随ATP的水解
[解析] 同一生物的不同细胞吸收葡萄糖的方式可能不同，可能是协助扩散或主动运输；根据题意可知，同一细胞在不同条件下运输葡萄糖的方式可能不同；红细胞和小肠上皮细胞吸收葡萄糖都体现了细胞膜的功能特点，即选择透过性； “人体红细胞膜上的载体蛋白能协助葡萄糖顺浓度梯度跨膜转运”属于协助扩散，不需要ATP水解提供能量。
12．(2021·无锡一模)在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理，下列叙述正确的是( D )
A．第一次观察为低倍镜观察，后两次为高倍镜观察
B．第一次处理滴加的液体为清水，第二次滴加的液体为0.3 g/mL的蔗糖溶液
C．若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离
D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中不属于原生质层的结构有细胞壁、细胞核和细胞液
[解析] 三次观察均为低倍镜观察，A错误；第一次处理滴加的液体为0.3 g/mL的蔗糖溶液，第二次滴加的液体为清水，B错误；若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，因内表皮细胞也是成熟的植物细胞，所以也会发生质壁分离，C错误；原生质层是指细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质，据此可推知紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中不属于原生质层的结构有细胞壁、细胞核和细胞液，D正确。
13．(2021·黄川中学高三生物期末)下列过程或现象与物质跨膜运输无直接关系的是( C )
A．机体内环境渗透压维持相对稳定
B．神经细胞电位的维持与产生
C．胰岛B细胞中胰岛素基因的转录
D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离
[解析] 机体内环境渗透压维持相对稳定，与水分子、离子等进出细胞有关，A错误；神经细胞电位的维持与产生，与钾离子、钠离子进出细胞有关，B错误；胰岛B细胞中胰岛素基因的转录发生在细胞核中，以DNA为模板，合成RNA，与物质跨膜运输无直接关系，C正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离，是因为细胞液浓度小于细胞外液，细胞失水导致的，D错误。
二、非选择题
14．(2021·烟台模拟)以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为材料进行相关实验，在显微镜下观察到图甲所示情况。请回答下列问题：
(1)该细胞作为一个渗透系统是由于它的原生质层相当于一层半透膜。如果该细胞是放入含有少量蓝墨水的0.3 g/mL蔗糖溶液中所观察到的结果，则图中①、②处的颜色分别为蓝色、紫色。
(2)若该细胞正在发生质壁分离的复原过程，请以坐标曲线的形式画出液泡体积大小随时间变化的情况。
(3)若将该细胞分别放置在M、N两种溶液中，对细胞的失水量进行测量和统计，得到图乙所示结果。M、N溶液的浓度大小关系是M溶液的浓度大于N溶液的浓度。在M、N两种溶液中，该细胞所发生的不同现象是细胞在M溶液中只发生了质壁分离，而在N溶液中先发生了质壁分离，后发生了质壁分离的复原。n点时该细胞的细胞液浓度大于(填“大于”“等于”或“小于”)O点时的初始浓度。
[解析] (1)渗透系统需要有半透膜，膜两侧有浓度差，植物细胞中原生质层相当于一层半透膜。图中①处是外界溶液，表现为蓝色，②是液泡，表现为紫色。(2)细胞正在发生质壁分离的复原过程，细胞吸水，液泡体积增大，但是由于细胞壁的存在，液泡体积不能无限增大，据此可画出坐标曲线图(见答案)。 (3)将该细胞分别放置在M、N两种溶液中，对细胞的失水量进行测量和统计，得到图乙所示结果，M溶液中细胞失水快，所以M 溶液的浓度大于N溶液的浓度。在M、N两种溶液中，该细胞所发生的不同现象是细胞在M溶液中只发生了质壁分离，而在N溶液中先发生了质壁分离，后发生了质壁分离的复原，n点时该细胞的细胞液浓度大于O点时的初始浓度。
15．(2020·兴宁区期末)某同学为探究萝卜细胞的细胞液浓度，设计了如下实验：将萝卜切成长度和宽度相同的细条，将其分为a、b、c、d、e和f六组(每组的条数相等)。取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中浸泡，相同时间后测量各组萝卜条的长度并记录，结果如图所示。
(1)水分主要通过自由扩散的方式进出萝卜细胞，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时(填“大于”“小于”或“等于”)，细胞失水。
(2)本实验的自变量是不同浓度的蔗糖溶液。
(3)根据实验结果可知，d、e、f组(填字母)的萝卜细胞处于失水状态，将这些萝卜细胞制成临时装片，用显微镜可观察到质壁分离(或原生质层和细胞壁分离)的现象。若将萝卜细胞放入蒸馏水中，细胞吸水后不会涨破，是因为细胞壁有支持和保护细胞的作用。
(4)根据实验结果，该萝卜细胞的细胞液浓度相当于实验中0.4～0.5ml·L－1之间的蔗糖溶液浓度。
[解析] (1)水分主要是以自由扩散的方式通过细胞膜进出细胞，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水。(2)由题意“取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中浸泡”可知，本实验的自变量是不同浓度的蔗糖溶液。(3)通过图示可以看出，d、e、f组的实验前长度/实验后长度的值都大于1，表明萝卜细胞处于失水状态，导致细条变短；若将这些萝卜细胞制成临时装片，则用显微镜可观察到质壁分离(或原生质层和细胞壁分离)现象。由于细胞壁有支持和保护细胞的作用，因此将萝卜细胞放入蒸馏水中，细胞吸水后不会涨破。(4)a、b、c三组的实验前长度与实验后长度之比均小于1，表明细胞吸水，且比值越小，萝卜细胞吸水越多；d、e、f三组的实验前长度与实验后长度之比均大于1，表明细胞失水，且比值越大，萝卜细胞失水越多。综上分析可知，该萝卜细胞的细胞液浓度相当于实验中0.4～0.5 ml·L－1之间的蔗糖溶液的浓度。