2021届高考生物新人教版一轮复习课后集训：7细胞的物质输入与输出 学案

7 细胞的物质输入与输出

1．(2019·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(　　)

图1　　　　　　　图2

A．甲　　　　B．乙　　　　C．丙　　　　D．丁

A　[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，所以选A。]

2．下列现象与渗透作用的关系密切程度最小的是(　　)

A．施肥过多导致烧苗 B．蜜饯可以防腐

C．静脉注射生理盐水   D．根毛细胞吸收K＋

D　[施肥过多导致烧苗是因为土壤溶液的浓度过大，细胞通过渗透作用失水；蜜饯可以防腐是因为高浓度的糖使菌类失水，菌类不能繁殖；静脉注射生理盐水是防止人体细胞失水或吸水；根毛细胞吸收K＋是主动运输过程，与渗透作用关系密切程度最小。]

3．(2019·山东潍坊统考)下列关于质壁分离和复原实验的叙述，正确的是(　　)

A．水以主动运输的方式渗出细胞使细胞发生质壁分离

B．细胞质壁分离复原时原生质层变薄

C．用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞均能观察到质壁分离和复原现象

D．质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减弱

B　[水分的运输方式是自由扩散，A错误；细胞质壁分离复原时，液泡不断吸水，液泡体积逐渐变大，原生质层变薄，B正确；高浓度的蔗糖溶液处理会使植物细胞过度失水而死亡，不会观察到质壁分离复原现象，C错误；质壁分离过程中，细胞液浓度逐渐增大，导致细胞的吸水能力逐渐增强，D错误。]

4．(2019·甘肃、青海、宁夏联考)下列有关物质进出细胞的叙述，正确的是(　　)

A．细胞以胞吐的方式分泌胰岛素的过程不消耗ATP

B．台盼蓝以主动运输的方式进入细胞

C．乙醇以自由扩散的方式进入人体胃上皮细胞

D．物质进出细胞只与细胞膜上的载体蛋白有关

C　[细胞以胞吐的方式分泌胰岛素的过程消耗ATP，A错误；由于细胞膜的选择透过性，导致台盼蓝不能进入活细胞，B错误；乙醇以自由扩散的方式进入人体胃上皮细胞，C正确；物质进出细胞不只与细胞膜上的载体蛋白有关，还与磷脂双分子层和能量等有关，D错误。]

5．(2015·全国卷Ⅱ)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：

下列分析正确的是(　　)

A．有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收

B．该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关

C．氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP

D．与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收

A　[温度为17 ℃时，在空气环境中，根对该离子的相对吸收量高于在氮气环境中的，说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明幼根对该离子的相对吸收量与氧气有关，为主动运输；在空气环境中，低温下幼根对该离子的相对吸收量较低，说明温度能够影响根对该离子的吸收；幼根对该离子的吸收方式为主动运输，需要消耗ATP，在氮气环境中，植物可通过无氧呼吸产生ATP；温度为17 ℃时，与空气环境中相比，氮气环境中该植物幼根对该离子的相对吸收量较低，说明氮气环境不利于该植物幼根对该离子的吸收。]

6．(2019·潍坊期中)用相同培养液培养番茄和水稻时，培养液中各离子浓度变化如图。以下分析错误的是(　　)

A．根细胞对水和离子的吸收是两个相对独立的过程

B．水稻通过主动运输将Ca2＋排出，使培养液中Ca2＋浓度升高

C．两种植物细胞对无机盐吸收的差异体现了膜的选择透过性

D．番茄根尖成熟区细胞与外界溶液组成渗透系统，其原生质层相当于半透膜

B　[水稻培养液中，Ca2＋浓度增加是由于水稻吸收水的速率大于吸收Ca2＋的速率，不是水稻通过主动运输将Ca2＋排出，使培养液中Ca2＋浓度升高。]

7．(2019·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(　　)

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，柽柳吸收无机盐的能力不变

B　[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，A项错误；生物的性状从根本上来说是由遗传物质决定的，B项正确；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，C项错误；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，D项错误。]

8．(2019·成都市测试)胃黏膜壁细胞的细胞膜上存在的H＋—K＋－ATP酶是一种质子泵，它能催化ATP水解，在将细胞外的K＋泵入细胞内的同时，也将细胞内的H＋泵出，从而维持胃液的酸性环境。下列叙述错误的是(　　)

A．该质子泵运输H＋和K＋的方式都是主动运输

B．该质子泵能促使ATP分子的高能磷酸键断裂

C．使用质子泵抑制剂可以抑制胃酸的过量分泌

D．胃液pH的大小与胃腔内的K＋浓度成正相关

D　[胃黏膜壁细胞的细胞膜上的质子泵将胃腔中的K＋泵入细胞内的同时，也将细胞内的H＋泵出到胃腔中，因此胃腔内的K＋浓度越大，泵出到胃液中的H＋越多，胃液的胃液pH越小，胃液pH的大小与胃腔内的K＋浓度成负相关。]

9．(2019·临沂期中)无机盐离子跨膜运输的方式主要有两种，即通过离子通道的被动运输和通过离子泵的主动运输。下列叙述错误的是(　　)

A．无机盐离子能通过离子泵进行逆浓度跨膜运输

B．呼吸抑制剂能降低离子通道运输无机盐离子的速率

C．根毛细胞通过离子泵吸收K＋速率受温度影响

D．离子通道和离子泵的合成均需核糖体参与

B　[离子通道运输无机盐离子的方式是协助扩散，不需要消耗能量，因此呼吸抑制剂不会降低离子通道运输无机盐离子的速率。]

10．原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情况下尿液中不含葡萄糖。肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。如图为肾小管及相关结构示意图。

回答问题：

(1)肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度________(填“高于”“低于”或“等于”)组织液。

(2)原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是________，需要________的参与。

(3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是________，原尿中葡萄糖未能被完全重吸收从而导致尿量增加的原因是_______________。

(4)细胞膜的结构特点和功能特点分别是__________、________________。

[解析]　(1)根据题目信息“肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液”，判断肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度高于组织液。(2)肾小管上皮细胞通过主动运输的方式吸收葡萄糖。(3)原尿中葡萄糖未能被完全重吸收时，原尿的浓度高，不利于水的重吸收，从而导致尿量增加。

[答案]　(1)高于

(2)主动运输　载体、能量(ATP)

(3)渗透吸水　原尿中渗透压与肾小管上皮细胞内渗透压差值减小，重吸收水分减少，进而导致尿量增加

(4)具有一定的流动性　选择透过性

11．(2019·四川双流中学检测)Hg2＋能抑制ATP水解。科研人员为探究不同浓度的Hg2＋对洋葱根尖成熟区细胞和分生区细胞吸收K＋的影响进行了相关实验，结果如下表所示。请回答下列问题：

(1)洋葱根尖细胞中能产生ATP的部位有______________。设置A1组和B1组的目的是____________________。

(2)分析上表中数据可知，随着Hg2＋浓度的升高，细胞吸收K＋的量________(填“增多”“不变”或“减少”)，可能的原因是_____________。

(3)对比A1组和B1组，可得出的结论是______________。

[解析]　根据题干信息和表格数据，实验的自变量是不同浓度的Hg2＋、细胞种类，因变量是实验后细胞内K＋浓度。A1、B1为对照组，与对照组相比，两种细胞实验后细胞内K＋浓度都降低了，说明Hg2＋抑制了K＋的吸收，且浓度越高，抑制作用越大。(1)洋葱根尖细胞可以进行呼吸作用，不能进行光合作用，因此其产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体；针对成熟区细胞设置A1组作为对照组，目的是排除无关变量的干扰，以确保实验结果是由不同浓度的Hg2＋引起的。针对分生区细胞设置B1组，原因与A1的原因相同。(2)分析上表中数据可知，随着Hg2＋浓度的升高，细胞吸收K＋的过程的量减少，可能的原因是细胞吸收K＋的过程属于主动运输，需要ATP供能，而Hg2＋通过抑制ATP水解影响K＋的吸收。(3)根据表格数据，A1、B1实验后细胞内K＋浓度分别为10 mg·L－1、5 mg·L－1，说明与分生区细胞相比，成熟区细胞对K＋的吸收量更大。

[答案]　(1)细胞质基质和线粒体　作为对照，排除无关变量的干扰，以确保实验结果是由不同浓度的Hg2＋引起的(测定细胞在不受Hg2＋的影响时，细胞对K＋的吸收量)   

(2)减少　细胞吸收K＋属于主动运输，需要ATP供能，而Hg2＋通过抑制ATP水解影响K＋的吸收   

(3)与分生区细胞相比，成熟区细胞对K＋的吸收量更大

12．(2019·齐齐哈尔一模)正常细胞内K＋浓度远高于细胞外，细胞外Na＋浓度高于细胞内。当细胞内外的Na＋、K＋浓度差减小时，图1细胞膜上Na＋/K＋—ATP酶(结构A)将细胞内的Na＋移出膜外，将细胞外的K＋移入膜内，具体过程如图2所示。有关分析正确的是(　　)

图1　　　　　　　图2(结构A放大图)

A．图1中Na＋外流属于被动运输     

B．图2中的甲侧为细胞质基质

C．Na＋/K＋—ATP酶由游离在细胞质中的核糖体合成

D．K＋和Na＋进出细胞与细胞膜的选择透过性有关

D　[细胞外Na＋浓度高于细胞内，Na＋移出细胞外的运输方式是主动运输，A错误；图2中乙侧为细胞质基质，B错误；Na＋/K＋—ATP酶位于细胞膜上，由附着在内质网上的核糖体合成，C错误；K＋和Na＋进出细胞与细胞膜的选择透过性有关，D正确；故选D。]

13．(2019·临沂期中)在室温条件下，将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于一定浓度的某溶液中，测得细胞液浓度与外界溶液浓度的比值随时间的变化曲线如图。下列叙述错误的是(　　)

A．细胞在t1时仍处于质壁分离状态

B．细胞在t2时吸水能力最大

C．外界溶液可以是KCl溶液

D．若降低温度，比值为3时对应的t2应左移

D　[图中的纵坐标表示的是细胞液浓度/外界溶液浓度的比值。开始外界溶液的浓度大于细胞液浓度，细胞失水发生质壁分离。由于溶液中离子被细胞吸收，细胞液的浓度增大，外界溶液的浓度降低，细胞发生自动质壁分离复原。细胞在t1时，细胞液浓度等于外界溶液浓度，细胞还没有吸水，因此细胞仍处于质壁分离状态，A项正确；细胞在t2时，细胞液的浓度最大，因此吸水能力最大，B项正确；KCl溶液中的K＋和Cl－都是植物细胞主动吸收的离子，因此外界溶液可以是KCl溶液，C项正确；若降低温度，细胞主动吸收溶质中离子的速度减慢，细胞质壁分离的时间会延长，比值为3时对应的t2应右移，D项错误。]

14．(2019·燕博园测试)将大小相同的土豆片均分，称重(W0)后置于不同的CaCl2溶液中，一段时间后取出，用吸水纸吸干表面水分并称重(W1)，得到不同浓度下土豆片的失水率(W0—W1)/W0。下列叙述错误的是(　　)

A.设置CaCl2浓度为0的一组的目的是设置空白对照

B．随着CaCl2浓度的增加，土豆细胞的渗透压也会增大

C．土豆细胞的原生质层对Ca2＋和Cl－不具有全透性

D．土豆细胞的细胞液与0.1 mol/L的CaCl2溶液等渗

A　[CaCl2浓度为0的一组细胞吸水，本实验为相互对照，CaCl2浓度为0的一组不是空白对照组，A项错误；随着CaCl2浓度的增加，土豆细胞的失水率增大，细胞的渗透压也会增大，B项正确；在不同浓度的溶液中，土豆片失水不同，土豆细胞的原生质层对Ca2＋和Cl－不具有全透性，C项正确；0.1 mol/L 的CaCl2溶液中的土豆细胞失水率为0，说明土豆细胞的细胞液与0.1 mol/L的CaCl2溶液等渗，D项正确。]

15．(2019·云南师大月考)为研究某种植物叶片细胞吸收物质X的方式，选用生理状况基本相同的，且细胞膜中缺少蛋白A的该植物叶肉细胞为材料，在氧浓度等条件适宜的情况下进行如下表所示的实验。

据表回答下列问题：

(1)实验说明：该mRNA________(填“转录”或“翻译”)的蛋白A参与物质X的运输，且蛋白A的功能可能会受到________的抑制。

(2)上述实验不能证明该植物叶片细胞吸收物质X的方式为主动运输，为进一步探究叶片吸收物质X的跨膜运输方式，可在________(填“有”或“无”)氧条件下，进行与________组相同操作的D组实验。如果实验结果为____________________，则说明为协助扩散；如果实验结果为____________________，则说明为主动运输。

[解析]　根据表格分析，该实验的自变量为是否注入蛋白A的mRNA和培养液的种类，因变量是细胞内放射性的强弱。(1)A组与B组相比，细胞内注入蛋白A的mRNA的细胞内放射性强，而细胞内注入少量蒸馏水的细胞内没有放射性，说明该mRNA翻译出来的蛋白A参与物质X的运输；B组与C组相比，单一变量为是否加入了氯化汞，C组放射性弱，说明蛋白A的功能可能会受到氯化汞的抑制。(2)主动运输需要载体的协助，还需要消耗能量，为了进一步探究叶片吸收物质X的跨膜运输方式，可在无氧条件下，进行与B组相同操作的D组实验。如果实验结果为B组和D组细胞内的放射性强度相同，则说明其运输方式不是主动运输，而为协助扩散；如果实验结果为D组细胞内的放射性强度小于B组细胞，则说明其运输方式为主动运输。

[答案]　(1)翻译　氯化汞

(2)无　B　B组和D组细胞内的放射性强度相同　D组细胞内的放射性强度小于B组细胞