2022版高考生物一轮复习课时评价6细胞的物质输入和输出含解析新人教版

细胞的物质输入和输出

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．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的蔗糖溶液中，绘制的失水量曲线如下。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时细胞液的渗透压大于外界溶液的渗透压

D．8 min时水分子跨膜运输进出细胞达到平衡

C　解析：分析题图可知，随着时间的延长，失水量逐渐增加后趋于稳定，因此相关细胞的原生质层都会有一定程度的收缩，A正确；由题图可知，甲植物细胞失水量大于乙植物细胞，所以，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，说明此时细胞液的渗透压仍小于外界溶液的渗透压，C错误；8 min时细胞失水量不再增加，水分子跨膜运输进出细胞达到平衡，D正确。

2．下图为动物小肠上皮细胞吸收葡萄糖的原理图——这种运输方式被称为协同运输(主动运输的一种)。下列关于该原理图分析不正确的是(　　)

A．小肠腔中的Na＋浓度高于小肠细胞内的

B．吸收葡萄糖时不可以直接利用ATP提供的能量

C．细胞吸收葡萄糖时可以逆浓度梯度进行

D．钠钾泵不可以水解ATP

D　解析：由题图可知，小肠腔中的Na＋浓度高于小肠细胞内的，A正确；动物小肠细胞通过钠驱动的葡萄糖载体蛋白吸收葡萄糖的能量来自钠离子的内外浓度差，不直接利用ATP水解的能量，B正确；动物小肠上皮细胞吸收葡萄糖属于主动运输，可以逆浓度梯度进行，C正确；通过钠钾泵运输Na＋和K＋需要消耗ATP水解释放的能量，因此钠钾泵可以水解ATP，D错误。

3．破骨细胞可吞噬并降解骨组织中的羟基磷灰石(HAP)，HAP在溶酶体中水解酶的作用下降解释放出Ca2＋等离子，从而促进骨组织的发育和重构。下列相关叙述不正确的是(　　)

A．破骨细胞的吞噬过程依赖于细胞膜的流动性

B．吞噬过程会伴随着ADP的生成使细胞内ADP的含量明显增多

C．Ca2＋等无机盐在细胞中主要以离子形式存在

D．处于低温环境中的破骨细胞吞噬并降解骨组织中HAP的速度会减慢

B　解析：破骨细胞的吞噬过程是细胞膜的胞吞过程，依赖于细胞膜的流动性，A正确；吞噬过程消耗ATP会伴随着ADP的生成，但是ADP与ATP是可以相互转化的，因此细胞内ADP的含量不会明显增多，B错误；细胞中的无机盐大多数是以离子的形式存在的，C正确；破骨细胞可吞噬并降解骨组织中的羟基磷灰石(HAP)，其降解HAP过程需要酶的催化，而低温会导致酶的活性降低，且会使细胞膜的流动性降低，因此处于低温环境中的破骨细胞吞噬并降解骨组织中HAP的速度会减慢，D正确。

4．(2020·山东聊城模拟)美国科学家阿格雷和麦金农因研究细胞膜中的通道蛋白获得了诺贝尔奖，通道蛋白分为两大类：水通道蛋白和离子通道蛋白，阿格雷成功分离出了水通道蛋白，麦金农测出了K＋通道蛋白的立体结构。下图为肾小管上皮细胞重吸收水分和K＋通道蛋白的立体结构的示意图。下列与通道蛋白有关的叙述错误的是(　　)

A．水通道蛋白往往贯穿于磷脂双分子层中

B．K＋通道蛋白运输物质的方式为协助扩散，不需要消耗ATP

C．通道蛋白运输时没有选择性，比通道直径小的物质可自由通过

D．机体可通过调节细胞膜上通道蛋白的数量或开关来调节物质的运输

C 　解析：通过题中左侧图示可知，水通道蛋白往往贯穿于磷脂双分子层中，A正确；通过中间图示和右侧图示可知，K＋从高浓度一侧到低浓度一侧，通过K＋通道蛋白运输，不需要消耗ATP，属于协助扩散，B正确；通道蛋白运输时具有选择性，C错误；由题图可知，水分子和K＋的运输需要借助通道蛋白来实现，机体可通过调节细胞膜上通道蛋白的数量或开关来调节物质的运输，D正确。

5．(2018·海南卷)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

A　解析：Mg2＋通过主动运输的方式进入根细胞，A项不合理；MgSO4必须溶解在水中形成离子后，才能被根吸收，B项合理；根吸收的Mg2＋可以参与叶绿素的形成，C项合理；降低温度会降低膜的流动性和细胞呼吸的速率，进而影响水稻根系对Mg2＋的吸收，D项合理。

6．(2020·山东临沂模拟)下图为某些物质的跨膜运输过程示意图。下列分析正确的是(　　)

A．一种物质进出细胞的方式可以不同

B．分析可知，Na＋进出细胞的方式均为主动运输

C．加入线粒体抑制剂，对a分子的跨膜运输没有影响

D．a分子运出细胞的速率仅取决于膜两侧的浓度差

A　解析：根据图中a分子的浓度关系，可以推测a分子通过载体②进入细胞属于主动运输，通过载体③运出细胞属于顺浓度梯度的协助扩散，A正确；细胞外Na＋的浓度较细胞内高，因此Na＋进入细胞属于协助扩散，运出细胞为主动运输，B错误；a分子进入细胞为主动运输，加入线粒体抑制剂会影响能量的供应从而影响a分子的运输，C错误；a分子运出细胞的速率还受转运蛋白的限制，D错误。

7．某同学设计的渗透装置实验如图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有蒸馏水。图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一段时间后再加入蔗糖酶(微量，不考虑酶对蔗糖溶液浓度的影响)。有关该实验描述正确的是(　　)

A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降

B．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降，最后保持内外液面基本相平

C．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后保持一定的液面差不变

D．加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖

B　解析：长颈漏斗中开始有蔗糖溶液，渗透压较高，液面上升，加酶后蔗糖在蔗糖酶的作用下分解为葡萄糖和果糖，溶质分子数目增多，渗透压更高，液面继续上升，但是单糖分子可以通过猪膀胱膜进入烧杯中，使漏斗内液面下降，最终漏斗内外液面基本相平，B项正确。

二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。

8．饥饿状态下，肠腔的葡萄糖通过SGLT1逆浓度梯度进行跨膜运输；进食后，小肠微绒毛局部葡萄糖浓度由于二糖的水解而升高，细胞通过GLUT2顺浓度梯度吸收葡萄糖，速率比通过SGLT1快数倍(如图所示)。下列叙述正确的是(　　)

A．SGLT1和GLUT2都属于载体蛋白，两者都应该具有ATP水解酶活性

B．图中的二糖可能是麦芽糖

C．SGLT1和GLUT2同时存在增强了动物对环境的适应性

D．葡萄糖通过SGLT1的跨膜运输方式体现了活细胞能够按照生命活动的需要，选择性吸收所需的营养物质

BCD　解析：SGLT1和GLUT2都是用于运输葡萄糖的载体蛋白，据题干信息，GLUT2是细胞顺浓度梯度吸收葡萄糖的载体蛋白，该过程不消耗能量，因此其没有ATP水解酶的活性，A错误；一分子麦芽糖能水解成两分子葡萄糖，因此图中二糖可能是麦芽糖，B正确；据题干信息，饥饿时细胞通过SGLT1逆浓度梯度吸收葡萄糖，而当肠腔葡萄糖浓度高时，细胞通过GLUT2顺浓度梯度吸收葡萄糖，二者同时存在，增强了动物对环境的适应能力，C正确；载体蛋白SGLT1主动运输葡萄糖体现了活细胞能够选择性吸收所需的营养物质，D正确。

9．某农科所用含K＋和Mg2＋的培养液培养番茄幼苗，每天K＋和Mg2＋初始状态均为500 mg·L－1，定时测定培养液中K＋和Mg2＋的剩余量，实验结果如图所示。据图分析正确的是(　　)

A．该实验的自变量是离子浓度和生长发育时间

B．番茄对K＋和Mg2＋的需求量在授粉期均大于营养生长期，二者的运输与氧分压有关

C．番茄在营养生长期的前期及坐果期后对K＋几乎不吸收，在授粉期和坐果期吸收量增大

D．番茄对K＋和Mg2＋吸收量的差异可能与细胞膜上相应载体蛋白的数量有关，其根本原因是吸收K＋和Mg2＋的细胞中遗传物质不同

B　解析：分析题图可知，该实验的自变量是离子种类和生长发育时间，A错误；在授粉期的K＋和Mg2＋的剩余量均小于营养生长期，说明番茄对K＋和Mg2＋的需求量在授粉期均大于营养生长期，由于番茄对K＋和Mg2＋的吸收方式为主动运输，因此K＋和Mg2＋的运输与氧分压有关，B正确；由于每天K＋和Mg2＋初始状态均为500 mg·L－1，因此由图中培养液中K＋和Mg2＋的剩余量可知，番茄在不同的生长发育时期均吸收K＋，在授粉期和坐果期K＋剩余量小于其他生长发育时期，说明在授粉期和坐果期K＋吸收量增大，C错误；番茄以主动运输的方式吸收K＋和Mg2＋，因此，番茄对K＋和Mg2＋吸收量的差异可能与细胞膜上相应载体蛋白的数量有关，但同种植物的不同细胞中遗传物质相同，番茄对K＋和Mg2＋吸收量的差异的根本原因是基因的选择性表达，D错误。

10．取某一红色花冠的2个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞，将它们分别放置在甲、乙两种溶液中，测得细胞失水量的变化如图1，液泡直径的变化如图2。下列叙述正确的是(　　)

A．第4分钟后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡

B．甲、乙两种溶液的浓度不同，溶质也不可能相同

C．第2分钟前乙溶液中花瓣细胞的失水速率小于甲溶液

D．图2中曲线Ⅰ和图1中乙溶液中细胞失水量曲线对应

CD　解析：第4分钟后乙溶液中细胞吸水，发生了质壁分离复原，A错误。甲、乙可能是不同浓度的同种溶液，甲浓度大于乙浓度，如低浓度的硝酸钾溶液可以使植物细胞发生质壁分离并吸收溶质自动复原，高浓度的硝酸钾溶液可以使植物细胞失水过多而死亡，故不能吸收溶质而复原；也可能是相同浓度的不同溶液，在乙溶液中花瓣细胞可自动复原，在甲溶液中不能自动复原，B错误。据图1中第2分钟前两曲线的变化趋势可知，处于甲溶液中的花瓣细胞的失水速率大于乙溶液，C正确。分析图2可知，曲线Ⅰ中液泡先变小后恢复到原样，与乙溶液中细胞失水量曲线对应，曲线Ⅱ中液泡先变小后维持不变，与甲溶液中细胞失水量曲线对应，D正确。

三、非选择题

11．某同学进行“植物细胞的吸水和失水”的探究活动。回答下列问题：

　　　　　    　　图1　　　　　　图2

(1)细胞的质壁分离指的是细胞壁和________的分离，后者的结构包括细胞膜和________以及二者之间的细胞质。

(2)将发生质壁分离的植物细胞，置于小于其细胞液浓度的外界溶液中，会逐渐发生____________。

(3)图1为探究活动过程中观察到某一时期的细胞状态，此时，细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是________________。

(4)将形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜B幼根各5段，分别放在不同浓度的蔗糖溶液(甲～戊)中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，结果如图2所示。则红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度________；在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后红心萝卜A的细胞液浓度会________。

解析：(1)细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离，后者的结构包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质。(2)将发生质壁分离的植物细胞，置于小于其细胞液浓度的外界溶液中，细胞吸水，会逐渐发生质壁分离复原现象。(3)根据题意和图示分析可知，图1中的细胞可能处于质壁分离状态，也可能处于动态平衡，甚至处于质壁分离复原状态，所以此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系有小于、等于或大于三种可能。(4)由于在丙条件下红心萝卜A的重量变化大于红心萝卜B，说明红心萝卜A细胞吸水能力强，所以红心萝卜A细胞液浓度大于红心萝卜B细胞液浓度。在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后红心萝卜A吸水，其细胞液浓度降低。

答案：(1)原生质层　液泡膜　(2)质壁分离的复原　(3)细胞液的浓度可能大于、等于或小于外界溶液的浓度　(4)高　降低

12．正常细胞内K＋浓度约为细胞外的30倍，细胞外Na＋浓度约为细胞内的12倍。当细胞内外的Na＋浓度差、K＋浓度差减小时，细胞膜上的Na＋/K＋­ATP酶发挥作用，这种酶可以通过水解ATP，将细胞内的Na＋移出膜外，将细胞外的K＋移入膜内。如图甲所示：

(1)膜内外Na＋具有浓度差，与膜的____________性有关。Na＋/K＋­ATP酶将细胞内的Na＋移出膜外的跨膜运输方式是________________。

(2)在运输Na＋和K＋的过程中，Na＋/K＋­ATP酶的__________发生改变，有利于其与离子的结合与分离。

(3)比较图乙和图丙，当Na＋和K＋________浓度差流过Na＋/K＋­ATP酶时，将ADP合成ATP，说明进行ATP合成或分解的反应条件取决于________________________。

(4)生物膜系统的________作用及能量是维系细胞有序性的基础，线粒体内膜上主要完成类似图________的过程。

解析：(1)由于生物膜具有选择透过性，使得膜内外的物质(如Na＋)存在浓度差。根据题干中信息可知，Na＋运出细胞是逆浓度梯度进行的，而且需要消耗能量，故为主动运输。(2)由题图可知，在运输Na＋和K＋的过程中，Na＋/K＋­ATP酶的空间结构发生改变，这种改变有利于其与离子的结合与分离。(3)由图乙可知，当Na＋和K＋顺浓度差流过Na＋/K＋­ATP酶时，将ADP合成ATP；由图丙可知，当Na＋和K＋逆浓度差流过Na＋/K＋­ATP酶时，消耗ATP。根据以上分析可知，离子的流动方向决定了是将ADP合成ATP还是将ATP水解生成ADP。(4)生物膜系统的分隔作用及能量可以维系细胞有序高效地进行各项生命活动。线粒体是有氧呼吸的主要场所，线粒体内膜上进行的是有氧呼吸第三阶段的反应，有大量ATP的合成，故其内膜上主要完成类似图乙的过程。

答案：(1)选择透过　主动运输　(2)空间结构　(3)顺　离子浓度差(或离子流动方向)　(4)分隔　乙