新高考生物一轮复习小题过关训练第06练 细胞内物质的输入和输出（含解析）

专题02  细胞的基本结构和物质运输

第06练   细胞内物质的输入和输出

1．（2022·重庆·高考真题）在相同条件下，分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，观察其质壁分离，再用清水处理后观察其质壁分离复原，实验结果见图。下列叙述错误的是（    ）

A．T1组经蔗糖溶液处理后，有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁

B．各组蔗糖溶液中，水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液

C．T1和T2组经清水处理后，发生质壁分离的细胞均复原

D．T3和T4组若持续用清水处理，质壁分离的细胞比例可能下降

【答案】B

【解析】由柱形图可知，T1组经蔗糖溶液处理后，有52%的细胞发生质壁分离，即有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁，A正确；各组蔗糖溶液中，水分子可以从蔗糖溶液进入细胞液，只是少于水分子从细胞液进入蔗糖溶液，B错误；T1和T2组部分细胞能发生质壁分离，说明质壁分离的细胞是活细胞，若经清水处理后发生质壁分离的细胞均复原，C正确；T3和T4组若持续用清水处理，质壁分离复原的细胞逐渐增多，使质壁分离的细胞比例可能下降，D正确。

2．（2022·湖北·高考真题）哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银（AgNO3）可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是（　　）

A．经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀

B．经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小

C．未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀

D．未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小

【答案】B

【解析】经AgNO3处理的红细胞，水通道蛋白失去活性，但水可以通过自由扩散的形式进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会失水变小，A正确，B错误；未经AgNO3处理的红细胞，水可通过水通道蛋白快速进出细胞，也可通过自由扩散进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会迅速吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会迅速失水变小，CD正确。

3．（2021·江苏·高考真题）细胞可运用不同的方式跨膜转运物质，下列相关叙述错误的是（    ）

A．物质自由扩散进出细胞的速度既与浓度梯度有关，也与分子大小有关

B．小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中各种溶质分子的浓度有关

C．神经细胞膜上运入K+的载体蛋白和运出K+的通道蛋白都具有特异性

D．肾小管上皮细胞通过主动运输方式重吸收氨基酸

【答案】B

【解析】物质通过自由扩散的方式进出细胞的速度与浓度梯度有关，也与分子大小有关，A正确；小肠上皮细胞通过钠葡萄糖共转运蛋白摄入葡萄糖为主动运输，与钠离子浓度差有关，并不是与细胞质中各种溶质分子的浓度有关，B错误；膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白，二者都具有特异性，载体蛋白只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，通道蛋白只允许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，C正确；肾小管上皮细胞重吸收氨基酸的方式是主动运输，D正确。

4．（2021·江苏·高考真题）采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列相关叙述正确的是（    ）

A．用镊子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验

B．将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态

C．为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液

D．实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡

【答案】A

【解析】叶肉细胞有原生质层和大液泡，所以可以发生质壁分离，且细胞质中还含有叶绿体，而洋葱外表皮细胞呈紫色，所以即使洋葱鳞片叶外表皮上带有叶肉细胞，也不影响实验结果，A正确；质壁分离实验中全程只在低倍镜下观察，B错误；为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸，重复几次，洋葱细胞就浸泡在蔗糖溶液中，C错误；紫色外表皮细胞中有一个紫色大液泡，那些无色的细胞应该是鳞茎细胞，不是鳞片叶外表皮，D错误。

5．（2021·湖北·高考真题）红细胞在高渗NaCl溶液（浓度高于生理盐水）中体积缩小，在低渗NaCl溶液（浓度低于生理盐水）中体积增大。下列有关该渗透作用机制的叙述，正确的是（    ）

A．细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液

B．细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-，水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液

C．细胞膜对Na+和Cl-的通透性远高于水分子，Na+和Cl-从高渗溶液扩散至低渗溶液

D．细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-，Na+和Cl-从高渗溶液扩散至低渗溶液

【答案】B

【解析】大多数水分子以协助扩散的方式进出细胞，少数水分子以自由扩散的方式进出细胞，而Na+和Cl-以主动运输的方式进出红细胞。自由扩散和协助扩散比主动运输更容易，故细胞膜对水分子的通透性远高于Na+和Cl-。由于自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，主动运输是逆浓度梯度运输，故水分子从低渗溶液扩散至高渗溶液，Na+和Cl-从低渗溶液扩散至高渗溶液，B正确，ACD错误。

6．（2022·浙江·高考真题）“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。下列叙述正确的是（     ）

A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的

B．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低

C．丙图细胞的体积将持续增大，最终胀破

D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显

【答案】A

【解析】能发生质壁分离细胞应为活的植物细胞，据图分析，从甲到乙发生了质壁分离现象，说明甲细胞是活细胞，A正确；乙图所示细胞发生质壁分离，该过程中细胞失水，故与甲图相比，乙图细胞的细胞液浓度较高，B错误；由于有细胞壁的限制，丙图细胞体积不会持续增大，且不会涨破，C错误；根尖分生区细胞无中央大液泡，不能发生质壁分离现象，D错误。

7．（2022·全国·高考真题）钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长，预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是（    ）

A．细胞中有以无机离子形式存在的钙

B．人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层

C．适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收

D．人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象

【答案】B

【解析】细胞中有以无机离子形式存在的钙，也有以化合物形式存在的钙（如CaCO3），A正确；Ca2+不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层，需要载体协助，B错误；维生素D能有效地促进人体肠道对钙和磷的吸收，故适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收，C正确；哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，Ca2+的含量太低，会出现抽搐等症状，D正确。

8．（2022·全国·高考真题）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（    ）

A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度

B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c

C．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度

D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度

【答案】C

【解析】由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大，说明细胞吸水，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A正确；水分交换达到平衡时，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B正确；由题意可知，水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等；水分交换达到平衡时，虽然细胞内外溶液浓度相同，但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小，因此，水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误在一定的蔗糖溶液中，细胞c发生了质壁分离，水分交换达到平衡时，其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，D正确。

9．（2021·湖南·高考真题）质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（    ）

A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关

B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁

C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低

D．1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等

【答案】D

【解析】施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A正确；发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B正确；植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确；溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目，1mol/L的NaCl溶液和1mol/L的葡萄糖溶液的渗透压不相同，因NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，故其渗透压高于葡萄糖溶液，D错误。

10．（2021·广东·高考真题）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，图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（    ）

A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后

B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中

C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞

D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③

【答案】A

【解析】通过分析可知，①细胞处吸水量少于③处细胞，说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A错误；②处细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确；滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确；通过分析可知，推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D正确。

11．（2022·山东·高考真题）NO3-和NH4+是植物利用的主要无机氮源，NH4+的吸收由根细胞膜两侧的电位差驱动，NO3-的吸收由H+浓度梯度驱动，相关转运机制如图。铵肥施用过多时，细胞内NH4+的浓度增加和细胞外酸化等因素引起植物生长受到严重抑制的现象称为铵毒。下列说法正确的是（    ）

A．NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量直接来自ATP

B．NO3-通过SLAH3转运到细胞外的方式属于被动运输

C．铵毒发生后，增加细胞外的NO3-会加重铵毒

D．载体蛋白NRT1.1转运NO3-和H+的速度与二者在膜外的浓度呈正相关

【答案】B

【解析】由题干信息可知，NH4+的吸收是根细胞膜两侧的电位差驱动的，所以NH4+通过AMTs进入细胞消耗的能量不是来自ATP，A错误；由图上可以看到，NO3-进入根细胞膜是H+的浓度梯度驱动，进行的逆浓度梯度运输，所以NO3-通过SLAH3转运到细胞外是顺浓度梯度运输，属于被动运输，B正确；铵毒发生后，H+在细胞外更多，增加细胞外的NO3-，可以促使H+向细胞内转运，减少细胞外的H+，从而减轻铵毒，C错误；据图可知，载体蛋白NRT1.1转运NO3-属于主动运输，主动运输的速率与其浓度无必然关系；运输H+属于协助扩散，协助扩散在一定范围内呈正相关，超过一定范围后不成比例，D错误。

12．（2022·湖南·高考真题）原生质体（细胞除细胞壁以外的部分）表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌，其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述错误的是（　  　）

A．甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L

B．乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原

C．该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加

D．若将该菌先65℃水浴灭活后，再用 NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化

【答案】A

【解析】分析甲组结果可知，随着培养时间延长，与0时（原生质体表面积大约为0.5μm2）相比，原生质体表面积增加逐渐增大，甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，说明细胞吸水，表明细胞中浓度>0.3 mol/L ，但不一定是细胞内NaCl浓度≥0.3 mol/L，A错误；分析乙、丙组结果可知，与0时（原生质体表面积大约分别为0.6μm2、0.75μm2）相比乙丙组原生质体略有下降，说明乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原，B正确；该菌的正常生长，细胞由小变大可导致原生质体表面积增加，该菌吸水也会导致原生质体表面积增加，C正确；若将该菌先65℃水浴灭活，细胞死亡，原生质层失去选择透过性，再用 NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化，D正确。

13．（2021·山东·高考真题）液泡是植物细胞中储存 Ca2+的主要细胞器，液泡膜上的 H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输 H+，建立液泡膜两侧的 H+浓度梯度。该浓度梯度驱动 H+通过液泡膜上的载体蛋白 CAX 完成跨膜运输，从而使 Ca2+以与 H+相反的方向同时通过 CAX 进行进入液泡并储存。下列说法错误的是（    ）

A．Ca2+通过 CAX 的跨膜运输方式属于协助扩散

B．Ca2+通过 CAX 的运输有利于植物细胞保持坚挺

C．加入 H+焦磷酸酶抑制剂，Ca2+通过 CAX 的运输速率变慢

D．H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输

【答案】A

【解析】Ca2+通过 CAX 的跨膜运输方式为主动运输，所需要的能量由H+顺浓度梯度产生的势能提供，A错误；Ca2+通过 CAX 的运输进入液泡增加细胞液的浓度，细胞液的渗透压，有利于植物细胞从外界吸收水分，有利于植物细胞保持坚挺，B正确；加入 H+焦磷酸酶抑制剂，则液泡中的H+浓度降低，液泡膜两侧的 H+浓度梯度差减小，为Ca2+通过 CAX 的运输提供的能量减少，C正确；H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式需要水解无机焦磷酸释放的能量来提供，为主动运输，D正确。

14．（2019·全国·高考真题）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﹢。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中（假设细胞内的pH高于细胞外），置于暗中一段时间后，溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组，一组照射蓝光后溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H﹢-ATPase的抑制剂（抑制ATP水解），再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是（   ）

A．H﹢-ATPase位于保卫细胞质膜上，蓝光能够引起细胞内的H﹢转运到细胞外

B．蓝光通过保卫细胞质膜上的H﹢-ATPase发挥作用导致H﹢逆浓度梯度跨膜运输

C．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

D．溶液中的H﹢不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞

【答案】C

【解析】载体蛋白位于细胞膜上，根据题意可知，照射蓝光后溶液的pH值明显下降，说明H+含量增加，进而推知：蓝光能够引起细胞内H+转运到细胞外，A正确；对比②中两组实验可知，蓝光引起细胞内H+转运到细胞外需要通过H+-ATPase，且原先细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，因此该H+为逆浓度梯度转运，B正确；由题意可知H+－ATPase具有ATP水解酶活性，利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H+，C错误；由①中的实验可知，最初细胞内pH值高于细胞外，即细胞内H+浓度低于细胞外，但暗处理后溶液浓度没有发生变化，说明溶液中的H+不能通过自由扩散的方式透过细胞质膜进入保卫细胞，D正确。

15．（2022·山东日照·三模）与细胞质基质相比，内质网中的Ca2+浓度较高，被称为细胞中的“钙池”。当“钙池”中Ca2+浓度过高时，Ca2+诱导内质网膜上的Orai蛋白二聚体聚合为四聚体，四聚体的中央孔成为Ca2+通道。当“钙池”中的Ca2+浓度恢复正常时，Orai蛋白四聚体解聚为二聚体。下列叙述错误的是（　　）

A．内质网从细胞质基质中吸收Ca2+时需要载体和能量

B．Ca2+通过Orai蛋白四聚体的运输方式为主动运输

C．Orai蛋白二聚体和四聚体的动态变化调节“钙池”稳态

D．通过Orai蛋白调节“钙池”相对稳定的方式属于反馈调节

【答案】B

【解析】内质网中的Ca2+浓度较高，据此可知，内质网从细胞质基质中吸收Ca2+是逆浓度梯度进行的，为主动运输方式，需要载体和能量，A正确；Ca2+通过Orai蛋白四聚体的运输是由内质网进入细胞质基质的，即顺浓度梯度进行的，因此，该方式为协助扩散，B错误；Orai蛋白二聚体不能将内质网中的改转运到细胞质基质中，而当内质网中钙离子浓度高于正常值时，Orai蛋白二聚体聚合为四聚体将多于的钙离子从内质网转运到细胞质基质中，当内质网中钙离子浓度达到正常时，Orai蛋白四聚体解聚为二聚体，可见Orai蛋白二聚体和四聚体的动态变化调节“钙池”，即内质网中钙离子的稳态，C正确；由C项分析可知，通过Orai蛋白调节“钙池”相对稳定的方式属于反馈调节，进而维持了内质网中钙离子含量的稳定，D正确。