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2025版高考生物一轮复习真题精练第二章细胞的基本结构与物质运输第7练细胞的物质输入和输出课件
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这是一份2025版高考生物一轮复习真题精练第二章细胞的基本结构与物质运输第7练细胞的物质输入和输出课件，共29页。PPT课件主要包含了ABC等内容，欢迎下载使用。
1[2021湖南·3,2分,难度★★☆☆☆]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.1 ml/L NaCl溶液和1 ml/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
【解析】 施肥过多会导致土壤溶液浓度高于植物根细胞液泡中细胞液浓度,细胞失水,发生质壁分离,A项正确;细胞壁伸缩性较小,而原生质层伸缩性较大,质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁,B项正确;质壁分离复原过程中,细胞不断吸水,细胞液的浓度下降,细胞的吸水能力逐渐降低,C项正确;1 ml/L的NaCl溶液(NaCl在水中可电离出Na+和Cl-)含有2 ml的溶质,而1 ml/L的蔗糖溶液只含有1 ml的溶质,渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,因此,1 ml/L的NaCl溶液渗透压大于1 ml/L的蔗糖溶液,D项错误。
2[2021江苏·3,2分,难度★★☆☆☆]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
【解析】 小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中葡萄糖分子的浓度有关,而不是与细胞质中各种溶质分子的浓度有关,B项错误。
3[2022湖北·4,2分,难度★★☆☆☆]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
【解析】 水既可以通过自由扩散的方式进出细胞,又可借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。红细胞经AgNO3处理后,其细胞膜上的水通道蛋白失去活性,但水仍然可以通过自由扩散的方式进出细胞,因此经AgNO3处理的红细胞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项正确、B项错误。未经AgNO3处理时,水可通过水通道蛋白快速进出红细胞,也可通过自由扩散的方式进出红细胞,因此未经AgNO3处理的红细胞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,C、D项正确。
4[2021山东·2,2分,难度★★★☆☆]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
【解析】 Ca2+通过CAX的跨膜运输是由液泡膜两侧的H+的浓度梯度驱动H+通过CAX间接驱动的,属于主动运输,A错误;Ca2+通过CAX进入液泡使液泡中的细胞液浓度增大,可使植物细胞渗透吸水,利于植物细胞保持坚挺,B正确;加入H+焦磷酸酶抑制剂,H+焦磷酸酶不能跨膜运输H+,进而使液泡膜两侧的H+浓度梯度减小,H+通过CAX完成跨膜运输的速率变慢,Ca2+以与H+相反的方向通过CAX的速率减慢,C正确;根据题目信息“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”,可知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,D正确。
5[2021广东·13,4分,难度★★★☆☆]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
【解析】 分析题图可知,③处理后保卫细胞吸水膨胀,细胞液浓度降低,①处理后细胞形态不变,说明细胞液浓度基本不变,因此比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后<①处理后,A错误;据图可知,②处理后气孔关闭,说明保卫细胞失水,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;③处理后保卫细胞吸水膨胀,即有较多水分子进入保卫细胞,C正确;①处理后细胞形态不变,说明蔗糖溶液①浓度=保卫细胞初始细胞液浓度,②处理后保卫细胞失水皱缩,说明蔗糖溶液②浓度>保卫细胞初始细胞液浓度,③处理后保卫细胞吸水膨胀,说明蔗糖溶液③浓度<保卫细胞初始细胞液浓度,因此3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③,D正确。
6[2023全国甲·4,6分,难度★★★☆☆]设问创新探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验,探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后,外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是( )
【考情速递】 深化考查教材实验探究植物细胞的吸水和失水几乎年年都考,但每年的呈现形式各有特色。本题的特色在于实验结果用数学模型的形式呈现,主要考查细胞吸水和失水过程中原生质体体积、液泡体积以及细胞液浓度的变化,解题核心仍是掌握细胞失水和吸水的原理及相关实验结果的图文转换。备考时应以核心知识点为中心挖掘相关原理,并能够用数学模型表达实验结果。
7[2022全国甲·2,6分,难度★★★☆☆]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cC.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
【解析】 由“①细胞a未发生变化”可推出细胞a在该蔗糖溶液中的吸水量等于失水量,即水分交换前,细胞a的细胞液浓度与外界蔗糖溶液的浓度相等;由“②细胞b体积增大”可推出细胞b在该蔗糖溶液中的吸水量大于失水量,即水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度;由“③细胞c发生了质壁分离”可推出细胞c在该蔗糖溶液中的失水量大于吸水量,即水分交换前,细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度。综合上述分析可以推出,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项合理;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项合理;水分交换平衡时,细胞a和细胞c的细胞液浓度都与各自所处的外界蔗糖溶液的浓度相等,由于细胞c发生了质壁分离,有水进入蔗糖溶液中,故水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度,C项不合理、D项合理。
8[2023湖北·15,2分,难度★★★☆☆]心肌细胞上广泛存在Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换体(转入Na+的同时排出Ca2+),两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵。关于该药物对心肌细胞的作用,下列叙述正确的是( )A.心肌收缩力下降B.细胞内液的钾离子浓度升高C.动作电位期间钠离子的内流量减少D.细胞膜上Na+-Ca2+交换体的活动加强
【解析】 分析图形可知,Na+-K+泵的运输使膜外Na+浓度高于膜内,而Na+通过Na+-Ca2+交换体顺浓度梯度从膜外运输到膜内产生化学势能,Na+-Ca2+交换体利用该能量将Ca2+从膜内逆浓度梯度运输到膜外,细胞质中Ca2+浓度下降,若用某种药物阻断细胞膜上Na+-K+泵的作用,则会影响Ca2+从膜内运输到膜外,导致细胞质中Ca2+浓度升高,据题干信息可知,细胞质中Ca2+浓度升高会导致心肌收缩力增强,A错误;阻断Na+-K+泵的作用,K+从膜外到膜内的运输受阻,细胞内液的钾离子浓度下降,B错误;阻断Na+-K+泵的作用,Na+从膜内到膜外的运输受阻,导致细胞外液与细胞质中的Na+浓度差减小,因此动作电位期间Na+的内流量减少,C正确;Na+-Ca2+交换体的活动与细胞内外Na+的浓度差有关,阻断Na+-K+泵的作用会降低细胞内外Na+的浓度差,Na+-Ca2+交换体的活动受抑制,D错误。
9[2022湖南·10,2分,难度★★★★☆]拓展实验原生质体(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 ml/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
【解析】 甲组NaCl处理不会引起质壁分离,说明细胞中的溶质浓度(而不是细胞中的NaCl浓度)≥0.3 ml/L,A错误;由题图可知,乙、丙组用NaCl处理皆可使细胞发生质壁分离,乙、丙组用相应浓度的NaCl处理后再用葡萄糖培养基处理,细胞发生质壁分离复原,说明乙、丙组的细胞没有死亡,NaCl处理解除后乙、丙组细胞都能发生质壁分离复原,B正确;该菌的正常生长和吸水都可使原生质体表面积增加,C项正确;将该菌用65 ℃水浴灭活后,其细胞膜失去了选择透过性,再用 NaCl溶液处理,原生质体表面积不会发生变化,D项正确。
10[2022辽宁·17,3分,难度★★★★☆](多选)跨模块融合Fe3+通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞,最终以Fe2+形式进入细胞质基质,相关过程如图所示。细胞内若Fe2+过多会引发膜脂质过氧化,导致细胞发生铁依赖的程序性死亡,称为铁死亡。下列叙述正确的是( )
注:早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式
A.铁死亡和细胞自噬都受基因调控B.运铁蛋白结合与释放Fe3+的环境pH不同C.细胞膜的脂质过氧化会导致膜流动性降低D.运铁蛋白携带Fe3+进入细胞不需要消耗能量
【解析】 铁死亡为铁依赖的细胞程序性死亡,铁死亡和细胞自噬都受基因调控,A正确。运铁蛋白结合Fe3+的环境pH呈中性,运铁蛋白释放Fe3+的环境pH为5.0,B正确。细胞膜的脂质过氧化会导致细胞死亡,细胞膜流动性降低,C正确。运铁蛋白携带Fe3+通过胞吞方式进入细胞,该过程需要消耗能量,D错误。
11[2022海南·16,10分,难度★★★★☆]细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是 。 (2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道,水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于 。 (3)细胞膜上的H+-ATP酶是一种转运H+的载体蛋白,能催化ATP水解,利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的pH ;此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是 。 (4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现的细胞膜的功能是 。
(5)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐,不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比,4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是 。
【参考答案】(除标明外,每空2分)(1)选择透过性(1分)(2)协助扩散(易化扩散)(1分)(3)下降自身构象发生改变(或空间结构发生改变)(4)进行细胞间的信息交流(5)呼吸酶的活性降低,主动运输所需的能量减少【解题思路】(1)细胞膜上存在对不同物质的跨膜运输起决定性作用的膜蛋白,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有选择透过性这一功能特性。(2)水【说明】活细胞的细胞膜有选择透过性,而死细胞的细胞膜没有该特性。分子借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞,这种借助膜上转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式称为协助扩散(易化扩散)。
(3)细胞膜上的H+-ATP酶能利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的H+增多,pH下降;载体蛋白在每次转运时都会发生自身构象的改变。(4)胰岛B细胞分泌的胰岛素,随血液到达全身各处,与靶细胞膜上的特异性受体结合,引起靶细胞产生相应的生理变化,该过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。(5)植物根细胞吸收磷酸盐的方式为主动运输,主动运输需要载体蛋白协助,需要消耗细胞代谢释放的能量。与25 ℃相比,4 ℃条件下,呼吸酶的活性降低,细胞呼吸产生的能量减少,从而使根细胞吸收磷酸盐的速率下降。
12[2022山东·3,2分,难度★★★☆☆]以铵毒现象为情境,考查分析能力、迁移运用能力,注重生物知识在生产实践方面的应用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ATPB.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
1[2021湖南·3,2分,难度★★☆☆☆]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.1 ml/L NaCl溶液和1 ml/L蔗糖溶液的渗透压大小相等
【解析】 施肥过多会导致土壤溶液浓度高于植物根细胞液泡中细胞液浓度,细胞失水,发生质壁分离,A项正确;细胞壁伸缩性较小,而原生质层伸缩性较大,质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁,B项正确;质壁分离复原过程中,细胞不断吸水,细胞液的浓度下降,细胞的吸水能力逐渐降低,C项正确;1 ml/L的NaCl溶液(NaCl在水中可电离出Na+和Cl-)含有2 ml的溶质,而1 ml/L的蔗糖溶液只含有1 ml的溶质,渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,因此,1 ml/L的NaCl溶液渗透压大于1 ml/L的蔗糖溶液,D项错误。
2[2021江苏·3,2分,难度★★☆☆☆]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
【解析】 小肠上皮细胞摄入和运出葡萄糖与细胞质中葡萄糖分子的浓度有关,而不是与细胞质中各种溶质分子的浓度有关,B项错误。
3[2022湖北·4,2分,难度★★☆☆☆]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
【解析】 水既可以通过自由扩散的方式进出细胞,又可借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。红细胞经AgNO3处理后,其细胞膜上的水通道蛋白失去活性,但水仍然可以通过自由扩散的方式进出细胞,因此经AgNO3处理的红细胞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项正确、B项错误。未经AgNO3处理时,水可通过水通道蛋白快速进出红细胞,也可通过自由扩散的方式进出红细胞,因此未经AgNO3处理的红细胞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,C、D项正确。
4[2021山东·2,2分,难度★★★☆☆]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
【解析】 Ca2+通过CAX的跨膜运输是由液泡膜两侧的H+的浓度梯度驱动H+通过CAX间接驱动的,属于主动运输,A错误;Ca2+通过CAX进入液泡使液泡中的细胞液浓度增大,可使植物细胞渗透吸水,利于植物细胞保持坚挺,B正确;加入H+焦磷酸酶抑制剂,H+焦磷酸酶不能跨膜运输H+,进而使液泡膜两侧的H+浓度梯度减小,H+通过CAX完成跨膜运输的速率变慢,Ca2+以与H+相反的方向通过CAX的速率减慢,C正确;根据题目信息“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”,可知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,D正确。
5[2021广东·13,4分,难度★★★☆☆]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
【解析】 分析题图可知,③处理后保卫细胞吸水膨胀,细胞液浓度降低,①处理后细胞形态不变,说明细胞液浓度基本不变,因此比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后<①处理后,A错误;据图可知,②处理后气孔关闭,说明保卫细胞失水,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;③处理后保卫细胞吸水膨胀,即有较多水分子进入保卫细胞,C正确;①处理后细胞形态不变,说明蔗糖溶液①浓度=保卫细胞初始细胞液浓度,②处理后保卫细胞失水皱缩,说明蔗糖溶液②浓度>保卫细胞初始细胞液浓度,③处理后保卫细胞吸水膨胀,说明蔗糖溶液③浓度<保卫细胞初始细胞液浓度,因此3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③,D正确。
6[2023全国甲·4,6分,难度★★★☆☆]设问创新探究植物细胞的吸水和失水实验是高中学生常做的实验。某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料进行实验,探究蔗糖溶液、清水处理外表皮后,外表皮细胞原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是( )
【考情速递】 深化考查教材实验探究植物细胞的吸水和失水几乎年年都考,但每年的呈现形式各有特色。本题的特色在于实验结果用数学模型的形式呈现,主要考查细胞吸水和失水过程中原生质体体积、液泡体积以及细胞液浓度的变化,解题核心仍是掌握细胞失水和吸水的原理及相关实验结果的图文转换。备考时应以核心知识点为中心挖掘相关原理,并能够用数学模型表达实验结果。
7[2022全国甲·2,6分,难度★★★☆☆]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cC.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
【解析】 由“①细胞a未发生变化”可推出细胞a在该蔗糖溶液中的吸水量等于失水量,即水分交换前,细胞a的细胞液浓度与外界蔗糖溶液的浓度相等;由“②细胞b体积增大”可推出细胞b在该蔗糖溶液中的吸水量大于失水量,即水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度;由“③细胞c发生了质壁分离”可推出细胞c在该蔗糖溶液中的失水量大于吸水量,即水分交换前,细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度。综合上述分析可以推出,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项合理;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项合理;水分交换平衡时,细胞a和细胞c的细胞液浓度都与各自所处的外界蔗糖溶液的浓度相等,由于细胞c发生了质壁分离,有水进入蔗糖溶液中,故水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度,C项不合理、D项合理。
8[2023湖北·15,2分,难度★★★☆☆]心肌细胞上广泛存在Na+-K+泵和Na+-Ca2+交换体(转入Na+的同时排出Ca2+),两者的工作模式如图所示。已知细胞质中钙离子浓度升高可引起心肌收缩。某种药物可以特异性阻断细胞膜上的Na+-K+泵。关于该药物对心肌细胞的作用,下列叙述正确的是( )A.心肌收缩力下降B.细胞内液的钾离子浓度升高C.动作电位期间钠离子的内流量减少D.细胞膜上Na+-Ca2+交换体的活动加强
【解析】 分析图形可知,Na+-K+泵的运输使膜外Na+浓度高于膜内,而Na+通过Na+-Ca2+交换体顺浓度梯度从膜外运输到膜内产生化学势能,Na+-Ca2+交换体利用该能量将Ca2+从膜内逆浓度梯度运输到膜外,细胞质中Ca2+浓度下降,若用某种药物阻断细胞膜上Na+-K+泵的作用,则会影响Ca2+从膜内运输到膜外,导致细胞质中Ca2+浓度升高,据题干信息可知,细胞质中Ca2+浓度升高会导致心肌收缩力增强,A错误;阻断Na+-K+泵的作用,K+从膜外到膜内的运输受阻,细胞内液的钾离子浓度下降,B错误;阻断Na+-K+泵的作用,Na+从膜内到膜外的运输受阻,导致细胞外液与细胞质中的Na+浓度差减小,因此动作电位期间Na+的内流量减少,C正确;Na+-Ca2+交换体的活动与细胞内外Na+的浓度差有关,阻断Na+-K+泵的作用会降低细胞内外Na+的浓度差,Na+-Ca2+交换体的活动受抑制,D错误。
9[2022湖南·10,2分,难度★★★★☆]拓展实验原生质体(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 ml/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
【解析】 甲组NaCl处理不会引起质壁分离,说明细胞中的溶质浓度(而不是细胞中的NaCl浓度)≥0.3 ml/L,A错误;由题图可知,乙、丙组用NaCl处理皆可使细胞发生质壁分离,乙、丙组用相应浓度的NaCl处理后再用葡萄糖培养基处理,细胞发生质壁分离复原,说明乙、丙组的细胞没有死亡,NaCl处理解除后乙、丙组细胞都能发生质壁分离复原,B正确;该菌的正常生长和吸水都可使原生质体表面积增加,C项正确;将该菌用65 ℃水浴灭活后,其细胞膜失去了选择透过性,再用 NaCl溶液处理,原生质体表面积不会发生变化,D项正确。
10[2022辽宁·17,3分,难度★★★★☆](多选)跨模块融合Fe3+通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞,最终以Fe2+形式进入细胞质基质,相关过程如图所示。细胞内若Fe2+过多会引发膜脂质过氧化,导致细胞发生铁依赖的程序性死亡,称为铁死亡。下列叙述正确的是( )
注:早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式
A.铁死亡和细胞自噬都受基因调控B.运铁蛋白结合与释放Fe3+的环境pH不同C.细胞膜的脂质过氧化会导致膜流动性降低D.运铁蛋白携带Fe3+进入细胞不需要消耗能量
【解析】 铁死亡为铁依赖的细胞程序性死亡,铁死亡和细胞自噬都受基因调控,A正确。运铁蛋白结合Fe3+的环境pH呈中性,运铁蛋白释放Fe3+的环境pH为5.0,B正确。细胞膜的脂质过氧化会导致细胞死亡,细胞膜流动性降低,C正确。运铁蛋白携带Fe3+通过胞吞方式进入细胞,该过程需要消耗能量,D错误。
11[2022海南·16,10分,难度★★★★☆]细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白,对不同物质的跨膜运输起着决定性作用,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是 。 (2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道,水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于 。 (3)细胞膜上的H+-ATP酶是一种转运H+的载体蛋白,能催化ATP水解,利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的pH ;此过程中,H+-ATP酶作为载体蛋白在转运H+时发生的变化是 。 (4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时,会引起靶细胞产生相应的生理变化,这一过程体现的细胞膜的功能是 。
(5)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐,不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比,4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是 。
【参考答案】(除标明外,每空2分)(1)选择透过性(1分)(2)协助扩散(易化扩散)(1分)(3)下降自身构象发生改变(或空间结构发生改变)(4)进行细胞间的信息交流(5)呼吸酶的活性降低,主动运输所需的能量减少【解题思路】(1)细胞膜上存在对不同物质的跨膜运输起决定性作用的膜蛋白,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有选择透过性这一功能特性。(2)水【说明】活细胞的细胞膜有选择透过性,而死细胞的细胞膜没有该特性。分子借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞,这种借助膜上转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式称为协助扩散(易化扩散)。
(3)细胞膜上的H+-ATP酶能利用ATP水解释放的能量将H+泵出细胞,导致细胞外的H+增多,pH下降;载体蛋白在每次转运时都会发生自身构象的改变。(4)胰岛B细胞分泌的胰岛素,随血液到达全身各处,与靶细胞膜上的特异性受体结合,引起靶细胞产生相应的生理变化,该过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。(5)植物根细胞吸收磷酸盐的方式为主动运输,主动运输需要载体蛋白协助,需要消耗细胞代谢释放的能量。与25 ℃相比,4 ℃条件下,呼吸酶的活性降低,细胞呼吸产生的能量减少,从而使根细胞吸收磷酸盐的速率下降。
12[2022山东·3,2分,难度★★★☆☆]以铵毒现象为情境,考查分析能力、迁移运用能力,注重生物知识在生产实践方面的应用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ATPB.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
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