高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞器之间的分工合作精练

第四章 细胞的物质输入和输出B卷

一、单项选择题(本大题共15小题，每小题4分，共60分)

1．将甲、乙两种植物的块茎切成形状、大小相同的细条，分别置于质量浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液中，对其失水量进行测量后绘制了如下曲线。下列叙述错误的是(　　)

A．与图相关细胞的原生质层会有一定程度的收缩

B．由图推知甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度

C．4 min时细胞液的渗透压小于外界溶液的渗透压

D．随细胞失水量增加ATP的消耗量逐渐增多

【答案】D

【解析】据图分析，甲、乙在质量浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液中，随着时间的延长，失水量逐渐增加最后趋于稳定，因此相关细胞的原生质层都会有一定程度的收缩，A正确；据图分析可知，甲的失水量大于乙，说明甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度，B正确；4 min时，细胞仍然在失水，说明细胞液的渗透压小于外界溶液的渗透压，C正确；水分通过细胞膜的方式是自由扩散或协助扩散，不需要消耗能量，D错误。

2.如图是在停止能量供应的条件下得出的曲线，图中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，下列叙述正确的是(　　)

A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输

B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面

C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关

D．方式a和b的转运速率均与物质的浓度差成正比

【答案】C

【解析】由于停止能量供应，分析坐标曲线可以看出，a为自由扩散，b为协助扩散。脂溶性小分子物质通过自由扩散(即方式a)运输，A错误；方式a与载体蛋白无关，只与物质浓度有关，B错误；方式b的最大转运速率与载体的种类和数量有关，C正确；自由扩散(即方式a)与膜两侧物质的浓度差成正比，当协助扩散(即方式b)载体蛋白达到饱和时，物质浓度再增加，物质的运输速率也不再增加，D错误。

3．如图表示渗透作用装置图，其中半透膜为猪膀胱膜，图1、3表示初始状态，其装置内溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，图2、图4分别表示一段时间后的状态，液面上升的高度分别为h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA＞MB、Ma＝Mb＞MA，则达到平衡后(　　)

A．h1＞h2，Ma＞Mb  B．h1＞h2，Ma＜Mb

C．h1＜h2，Ma＜Mb  D．h1＜h2，Ma＞Mb

【答案】D

【解析】由于MA＞MB、Ma＝Mb＞MA，所以两个漏斗中的液面都会上升，由于A与a的浓度差要小于B与b的浓度差，所以h2的高度要大于h1；同时由于图2中进入漏斗内的水比图4中相对要少，所以a的溶液浓度相对较高。

4．如图为渗透平衡时的装置(糖类不能通过半透膜)，烧杯的液面高度为a，漏斗的液面高度为b，液面差m＝b－a。在此基础上继续实验，以渗透平衡时的液面差为观测指标，正确的是(　　)

A．若向漏斗中滴入清水，平衡时m将增大

B．若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m不变

C．若向漏斗中加入蔗糖酶，则平衡时m不变

D．达到新的平衡时，水分子进出半透膜的速率相等

【答案】D

【解析】若向漏斗中滴入清水，渗透压降低，吸水能力减弱，则平衡时m将减小；若向漏斗中加入蔗糖分子和蔗糖酶，渗透压增大，则平衡时m值将增大；达到新的平衡时，水分子进出半透膜的速率相等，液面不再升高。

5．某同学为探究膜的通透性而设计了如图所示的渗透装置，开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平。在长颈漏斗内液面上升的过程中(　　)

A．液面上升的速率先加快后减慢最终维持稳定

B．水分子通过半透膜从蔗糖溶液向清水扩散的速率逐渐减慢

C．当半透膜两侧液体浓度相等时，水分子不再通过半透膜扩散

D．当半透膜两侧水分子进出速率相等时，长颈漏斗内液面最高

【答案】D

【解析】实验开始时，由于单位体积清水中水分子数量多于蔗糖溶液，因此，水分子通过半透膜扩散进入蔗糖溶液的速率大于由蔗糖溶液扩散进入清水中的速率；随着水分子进入漏斗内量的增多，蔗糖溶液浓度下降，同时由于漏斗液面升高与烧杯中液体形成的压力差增加，水分子扩散进入漏斗内的速率下降，而反方向水分子扩散速率升高，当水分子在半透膜两侧进出速率相等时，漏斗内液面达到最高并停止上升，即最终液面上升的速率变为0。

6．下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是(　　)

A．与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察

B．用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察

C．用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同

D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察

【答案】B

【解析】红色花瓣与白色花瓣相比，其细胞液中因含花青素而呈现红色，有利于实验现象的观察，A正确；用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在使原生质层呈现绿色，与无色的细胞液形成鲜明的对比，有利于实验现象的观察，B错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同细胞的细胞液浓度可能不同，因此，放在同一浓度蔗糖溶液中发生质壁分离的程度可能不同，C正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素，有利于实验现象的观察，D正确。

7．在“观察植物细胞的质壁分离和复原”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。下列有关叙述正确的是(　　)

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质量浓度为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有细胞壁、细胞核和细胞液

【答案】D

【解析】“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，一般需要进行三次观察，第一次是正常细胞的观察，第二次是质壁分离细胞的观察，第三次是质壁分离复原细胞的观察，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质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，观察质壁分离现象，第二次滴加的液体为清水，观察质壁分离复原现象，B错误；紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞也会发生质壁分离，但不含色素，现象不便于观察，C错误。

8．某同学进行“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验时，将观察到的某个细胞大小变化情况绘制成了曲线(如图)。下列叙述正确的是(注：细胞的初始大小相对值记为1)(　　)

A．b～c段，由于失水过多，细胞可能已经死亡

B．c～d段，水分子的运动方向是从细胞外进入细胞内

C．d～e段，细胞液浓度等于外界溶液浓度

D．e时液泡的颜色比a时浅

【答案】D

【解析】结合题意分析曲线可知，c点后细胞大小相对值变大，说明细胞吸水发生质壁分离复原现象，因此b～c 段细胞是活细胞；图中c～d段水分子的运动方向既有从细胞外进入细胞内，也有从细胞内进入细胞外，但进入细胞内的水分子数多于离开细胞的水分子数；d～e 段，细胞大小相对值大于1，说明细胞吸水，故细胞液浓度大于外界溶液浓度；由于e时细胞大小相对值大于1，说明细胞吸水，故e时液泡内细胞液浓度降低，液泡的颜色比a时浅。

9．用物质的量浓度为2 mol/L的乙二醇溶液和2 mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列表述正确的是(　　)

A．该细胞可能是某种植物根尖分生区的细胞

B．AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大

C．EC段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡

D．用一定浓度的KNO3溶液，可得到类似蔗糖溶液的结果

【答案】B

【解析】观察质壁分离现象应用成熟的植物细胞，根尖分生区细胞未成熟，不能用于观察质壁分离；AB段曲线显示原生质体体积变小，表明细胞失水，细胞液浓度在逐渐增大；EC段表明该细胞开始吸水而自动复原，细胞并未死亡；用一定浓度的KNO3溶液，可得到类似乙二醇溶液的结果，而不能得到类似蔗糖溶液的结果。

10．在“观察植物细胞的质壁分离和复原”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，如下图所示今。下列有关叙述正确的是(　　)

A．第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域

B．第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处

C．吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头

D．为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤

【答案】B

【解析】“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，第一次是对正常细胞的液泡体积、颜色等进行观察，以此作为滴加蔗糖溶液后，判断细胞是否发生质壁分离的标准，因此不能省略；第一次观察时容易看到较大的紫色液泡和较小的无色细胞质基质区域；吸水纸的主要作用是引流，加速滴加的液体向对侧扩散；第二次观察的是植物细胞的质壁分离过程，在显微镜下可以看到质壁分离最先出现在细胞的角隅处。

11．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SO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；MgSO4必须溶解在水中形成离子后，才能被根吸收；根吸收的Mg2＋可以参与叶绿素的形成；降低温度会降低膜的流动性和酶的活性，进而影响水稻根系对Mg2＋的吸收。

12．如图是一个动物细胞内外不同离子的相对浓度示意图，下列说法正确的是(　　)

A．从图中可以看出Cl－比Mg2＋运输速率快

B．K＋只能利用主动运输方式进行跨膜运输

C．所有离子的跨膜运输都需要载体和能量

D．Na＋和Cl－在肺泡细胞运输受阻，会影响人体健康

【答案】D

【解析】图示只能反映细胞对不同离子吸收的量，而不能反映离子运输速率，A错误；神经细胞由动作电位恢复为静息电位时，K＋以协助扩散方式出细胞，B错误；神经细胞产生动作电位时的Na＋内流是不需要消耗能量的，而是一种顺浓度梯度的协助扩散，C错误；肺泡细胞运输Na＋和Cl－受阻会引起囊性纤维病，D正确。

13.某探究性学习小组研究营养液中O2含量变化对某植物吸收K＋速率的影响(其他条件都是适宜的)，实验结果如图，下列说法错误的是(　　)

A．可分析得出该植物吸收K＋是要消耗能量的

B．从图中可以看出，没有O2该植物就不能吸收K＋

C．ab段限制吸收K＋速率的主要因素是营养液中O2的含量

D．bc段表示除了营养液中O2的含量还有其他因素影响K＋的吸收速率

【答案】B

【解析】没有O2，细胞可以通过无氧呼吸为K＋的吸收提供能量。

14．如图是细胞膜局部结构的模式图，下列相关叙述正确的是(　　)

A．若该图为人成熟红细胞膜，则葡萄糖进入其内的方式是①

B．若该图为肌细胞膜，则无氧呼吸产生的CO2经②方式排出

C．若该图为洋葱根尖细胞膜，则完成细胞间信息交流必须要a的参与

D．若该图为浆细胞膜，则抗体分泌出细胞的同时会使其膜成分更新

【答案】D

【解析】人成熟红细胞吸收葡萄糖的过程为协助扩散，需要载体，不需要能量，A错误；人的无氧呼吸不产生CO2，且CO2的运输方式为自由扩散，不需载体蛋白协助，B错误；a为糖蛋白，与细胞间的识别和信息交流有关，但是并非是细胞间信息交流的必需结构，如高等植物细胞间形成胞间连丝，进行细胞间的信息交流，就没有a的参与，C错误；抗体为分泌蛋白，抗体分泌出细胞为胞吐作用，其间伴随着膜组分的更新，D正确。

15．如图为神经细胞膜内外Na＋和K＋的相对浓度。神经细胞表面存在离子泵和离子通道两种蛋白质，其中离子泵能将Na＋泵出细胞，K＋泵入细胞，而离子通道则可介导细胞吸收Na＋和排出K＋，离子泵和离子通道介导的物质运输方式分别是(　　)

A．主动运输、主动运输  B．主动运输、协助扩散

C．协助扩散、主动运输  D．协助扩散、协助扩散

【答案】B

【解析】细胞外Na＋浓度高于细胞内，离子泵将Na＋泵出细胞是低浓度到高浓度的运输，是主动运输，离子通道介导细胞吸收Na＋是高浓度到低浓度的运输，是协助扩散；细胞内K＋浓度高于细胞外，离子泵将K＋泵入细胞为逆浓度梯度进行，是主动运输，离子通道介导细胞排出K＋，是协助扩散。

二、综合题(本大题共4小题，共40分)

16．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)水分子可通过__________的方式进出萝卜细胞，当外界溶液浓度__________(填“大于”“小于”或“等于”)细胞液浓度时，细胞失水。

(2)本实验的自变量是______________。

(3)根据实验结果可知，___________(填字母)组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____________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_________________________。

(4)根据实验结果，该萝卜细胞的细胞液浓度相当于实验中_________mol·L－1之间的蔗糖溶液浓度。

【答案】(1)自由扩散　大于　(2)不同浓度的蔗糖溶液　(3)d、e、f　质壁分离(或原生质层和细胞壁分离)　细胞壁有支持和保护细胞的作用　(4)0.4～0.5

【解析】(1)水分子可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，细胞吸水后不会胀破。(4)a、b、c三组的实验前长度与实验后长度的比值均小于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的比值均大于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 mol·L－1的蔗糖溶液的浓度。

17．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__________相当于一层半透膜。如果该细胞是放入含有少量红墨水的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__________________。

(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_________________________________________。

在M、N两种溶液中，该细胞所发生的不同现象是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

n点时该细胞的细胞液浓度__________(填“大于”“等于”或“小于”)0点时的初始浓度。

【答案】(1)原生质层　 红色、紫色　(2)如图所示

【解析】(1)渗透系统发生渗透作用需要半透膜，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，表现为红色，②处是液泡，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。(3)据图乙所示结果可知，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0点时的初始浓度。

18．图1是人甲状腺细胞摄取原料合成甲状腺球蛋白的基本过程，图2表示两种跨膜运输方式，请据图回答问题：

(1)细胞内的碘浓度远远高于血浆中碘浓度，这表明图1中a过程跨膜运输的方式是________，该过程________(填“需要”或“不需要”)细胞提供能量。

(2)图2中，甲的跨膜运输方式是________，乙的跨膜运输方式是________________，苯进出细胞的方式一般是图2中的________(填“甲”或“乙”)。若对离体的心肌细胞使用某种毒素，结果对Mg2＋的吸收显著减少，而对Ca2＋、K＋、C6H12O6等物质的吸收没有受到影响，其原因是__________________________________________________________________。

(3)甘油、胆固醇等都能很容易通过细胞膜，主要与细胞膜中含有________有关。

(4)木糖为五碳糖，但是细胞膜能转运葡萄糖，却不能转运木糖，这表明细胞膜具有的特性是________________________________________________________________________。

(5)突触前膜通过胞吐的方式释放神经递质，说明细胞膜具有的特点是________________。

【答案】(1)主动运输　需要　(2)自由扩散　协助扩散或主动运输　甲　该毒素抑制了Mg2＋载体蛋白的活性　(3)脂质(磷脂)　(4)选择透过性　(5)一定的流动性

(3)M 溶液的浓度大于N溶液的浓度　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　大于

【解析】(1)图1中I－逆浓度差进入甲状腺细胞，说明I－的跨膜运输方式为主动运输，主动运输需要消耗能量。(2)图2甲中运输速率与浓度梯度呈正相关，表示的运输方式为自由扩散，乙因存在最大运输速率，说明需要载体蛋白，表示的运输方式为协助扩散或主动运输；苯进出细胞的方式是自由扩散；使用某种毒素后，细胞对Mg2＋的吸收显著减少，而对Ca2＋、K＋、C6H12O6等物质的吸收没有受到影响，说明毒素没有影响能量的供应，最可能的是该毒素抑制了Mg2＋载体蛋白的活性。(3)甘油、胆固醇是小分子脂质，它们容易通过细胞膜与细胞膜含有磷脂成分有关。(4)木糖和葡萄糖都是小分子物质，但细胞不能转运木糖，这与细胞膜具有选择透过性有关。(5)突触前膜通过突触小泡与突触前膜融合释放神经递质，说明了细胞膜具有一定的流动性。

19．下图表示几种物质的跨膜运输过程，请据图回答：

(1)很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过细胞膜，不溶于脂质的物质不易透过细胞膜”这一说法。这证明组成细胞膜的成分中有_________。

(2)A代表__________分子；B代表_________________。

(3)在a～e的五种过程中，代表被动运输的是______。

(4)红细胞吸收O2、K＋的方式依次是_______、________(用图中标号表示)。

(5)若对离体的心肌细胞施用某种毒素，结果Ca2＋吸收量明显减少，而K＋的吸收量不受影响，其原因是_________________________________________________________________

___________________________________________________________________________。

【答案】(1)脂质(磷脂)　(2)蛋白质　磷脂双分子层　(3)b、c、d　(4)b　a　(5)毒素只抑制了Ca2＋载体的活性，而对K＋载体活性没有影响

【解析】(1)根据相似相溶原理，脂质小分子优先通过细胞膜，因此可以推测细胞膜的成分中有磷脂。(2)由分析可知，A是蛋白质分子，B是磷脂双分子层，C是糖蛋白。(3)被动运输包括自由扩散和协助扩散，即图中的b、c、d。(4)O2的跨膜方式是自由扩散，即图中的b；K＋进入红细胞的过程是主动运输，即图中的a。(5)细胞对Ca2＋、K＋的吸收均为主动运输，均需要消耗能量，各自需要不同的载体协助，若对离体的心肌细胞施用某种毒素后Ca2＋的吸收明显减少，但K＋的吸收不受影响，这表明最可能的原因是该毒素抑制了心肌细胞膜上转运Ca2＋的载体蛋白的活性。