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（4）细胞的物质输入和输出——高一生物学人教版（2019）寒假作业
1.细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现探究紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液浓度，针对该实验及实验结果的分析，下列叙述正确是（ ）
A.该实验自变量是洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液浓度，无关变量有实验时间、洋葱鳞片叶表皮细胞的成熟程度
B.该实验洋葱鳞片叶表皮细胞最后刚刚发生质壁分离时所用的外界溶液浓度即为其细胞液浓度
C.若外界溶液为蔗糖溶液，则所有的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞都会发生质壁分离且在清水中会复原
D.若外界溶液为离子类，则紫色洋葱鳞片叶表皮细胞可能会出现质壁分离后自动复原的现象
2.将生鸡蛋的大头保持壳膜完好并去掉蛋壳.小头开个小孔让蛋清和蛋黄流出，向蛋壳膜内灌入15%的蔗糖溶液（蔗糖不能穿过壳膜），然后放在水槽的清水中并用铅笔标注初始的吃水线，如图所示。下列分析不正确的是（ ）
A.蛋壳膜相当于渗透装置中的半透膜
B.一段时间过后，吃水线会低于水槽的初始水面
C.当水进出壳膜的速率相等时，壳膜内外浓度相等
D.若将清水换为25%的蔗糖溶液，则蛋壳将上浮
3.将某动物细胞和某植物根尖分生区细胞分别置于清水中一段时间，用显微镜观察二者发生的变化。下列叙述错误的是（ ）
A.动物细胞与植物根尖分生区细胞在清水中均会发生渗透作用
B.动物细胞可能会吸水涨破，而植物根尖分生区细胞不会
C.动物细胞与植物根尖分生区细胞的吸水方式均为自由扩散
D.植物根尖分生区细胞在清水中观察不到质壁分离现象
4.被动运输是指物质以扩散方式进出细胞，据图判断下列说法错误的是（ ）
A.由图甲可以判断物质的跨膜运输方式是自由扩散
B.图甲中随着细胞外物质浓度的降低，运输速率会变慢
C.图甲中箭头表示当细胞外物质浓度高于细胞内时，物质只能从细胞膜外移向细胞膜内
D.图乙说明自由扩散过程受物质浓度差的影响
5.某实验小组将一个马铃薯块茎切出若干大小相同的条状，测重后均分成三组，分别放置于三种溶液中，足够时间后取出再测质量，结果如表所示（离子对细胞质量的影响可以忽略），下列叙述正确的是（ ）

清水
0.52M/L的蔗糖溶液
0.22M/L的KNO3溶液

增大
减小
增大
A.实验中水进出马铃薯细胞的方式是自由扩散
B.实验后质量变大的马铃薯条细胞液的浓度都减小
C.马铃薯细胞液的浓度可能小于0.22M/L的KNO3溶液
D.实验后的三组马铃薯细胞液浓度均与外界溶液浓度相等
6.如图是细胞膜上两种转运蛋白介导的甲、乙两种运输方式，下列叙述错误的是（ ）
A.通过乙运输方式转运物质时，载体蛋白每次都会发生自身构象的改变
B.通过甲、乙两种运输方式转运的物质都需要与转运蛋白某部位结合
C.肾小管细胞能快速重吸收水分主要依赖于甲运输方式
D.乙运输方式中的载体蛋白可能具有ATP水解酶的活性
7.为探究细胞吸收葡萄糖的条件，将兔的成熟红细胞和肌肉细胞分别置于含有5.0%葡萄糖的培养液中进行实验，一段时间后测定培养液中葡萄糖的含量，结果如表。
组别
培养条件
肌肉细胞
成熟红细胞
甲
加入葡萄糖载体抑制剂
5.00%
5.00%
乙
加入呼吸抑制剂
4.70%
3.50%
丙
不做任何处理
2.50%
3.50%
以下分析正确的是（ ）
A.该实验的对照组为甲组，因变量为培养液中葡萄糖的含量
B.甲组与丙组比较，可知肌肉细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要通道蛋白
C.乙组与丙组比较，可知肌肉细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要能量
D.实验结果说明肌肉细胞吸收葡萄糖的方式既有主动运输，也有协助扩散
8.拟南芥细胞液泡膜上存在一种Na+-H+逆向协同转运蛋白（钠氢交换体）。在高盐浓度下，它利用H+的电化学梯度将H+运出液泡，同时将Na+由细胞质基质运进液泡内（如图），将Na+在液泡区隔化，以消除Na+的毒害，维持细胞正常的生命活动。下列说法正确的是（ ）
A.细胞液的H+浓度、pH均高于细胞质基质
B.加入ATP酶抑制剂不会影响Na+的跨膜运输速率
C.钠氢交换体既运输Na+也运输H+，说明其没有特异性
D.Na+进入液泡的方式是主动运输，有利于细胞吸水
9.细胞质基质中低Ca2+浓度的维持主要得益于细胞膜或细胞器膜上的Ca2+泵，又称Ca2+-ATP酶，能将Ca2+泵到细胞外或细胞器内。下列说法错误的是（ ）
A.Ca2+泵的基本组成单位是氨基酸
B.Ca2+被运入肌肉细胞的内质网中的过程属于主动运输
C.Ca2+泵工作与ATP的合成偶联
D. Ca2+泵被活化后其空间结构会改变
10.下图表示受体介导的胞吞作用，主要用于摄取特殊的生物大分子。下列有关叙述错误的是（ ）

A.膜上的受体可以与特殊的生物大分子结合
B.胞吞作用说明细胞膜对物质运输具有选择性
C.胞吞物质的运输方向都是从高浓度到低浓度
D.加入呼吸抑制剂会抑制胞吞作用的进行
11.细菌和肝细胞都能以协助扩散的方式吸收葡萄糖。细菌协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT1，而肝细胞协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT2，其运输速率和葡萄糖浓度的关系如图所示。下列推测不正确的是（ ）
A.GLUT1对葡萄糖的亲和力比GLUT2对葡萄糖的亲和力大
B.与B点相比，A点制约葡萄糖转运速率的因素是GLUT1的数量
C.载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率
D.肝细胞上的GLUT2需要经过内质网和高尔基体的加工
12.如图是某物质运输速率与细胞中O2浓度的关系。据图分析，下列说法正确的是（ ）

A.该图不能表示主动运输，主动运输一定消耗能量
B.水分子与通道蛋白结合的越多，b值越大
C.K+进出神经细胞的方式均可用该图表示
D.进行主动运输时，载体蛋白一般会发生磷酸化和去磷酸化过程
13.口服药物进入小肠后常见的转运方式主要包括细胞间途径（图中A）和跨膜转运途径。跨膜转运途径分为被动转运（图中B）、摄入型转运体介导的跨膜转运（图中C）以及外排型药物转运体介导的跨膜转运（图中D），OATP和P-gp是两种膜载体蛋白。下列说法错误的是（ ）

A.抑制P-gp的功能可促进对药物的吸收从而避免口服药效降低
B.药物分子通过图中B途径跨膜转运也可体现细胞膜的选择透过性
C.当甲侧药物分子浓度低于乙侧并通过C途径跨膜转运时，需要消耗能量
D.药物跨膜转运方式与药物本身的性质有关，蛋白质类药物可通过C途径吸收
14.用物质的量浓度为2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分别处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体（去除植物细胞壁后的结构）体积变化情况如图所示。
（1）图中1min后，处于2mol·L-1蔗糖溶液中细胞的液泡体积大小变化为_________。紫色洋葱鳞片叶外表皮经2mol·L-1的乙二醇溶液处理后，发生的变化为_________该曲线不同于2mol·L-1的蔗糖溶液处理组的原因是_________。
（2）参与协助扩散的转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白，载体蛋白只允许与_________相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生_________。
（3）若将甲、乙、丙三种细胞液浓度不同的洋葱鳞片叶外表皮细胞，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发现细胞甲未发生变化，细胞乙体积增大，细胞丙发生了质壁分离。假设在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，则甲、乙、丙三种细胞原本的细胞液浓度大小关系为_________。
15.图1为大麦幼苗在0℃和16℃温度条件下，测定的根对水分与Mg2+、false的吸收速率示意图，图2表示O2浓度对Mg2+、false的吸收速率的影响。回答下列问题：

（1）图1中0℃时，根吸收Mg2+、false的速率有差异，原因是_______；0℃与16℃相比，前者吸收同一离子的量低于后者，原因是_______。
（2）图1中根对水分和矿质元素的吸收速率不同，说明_______。
（3）图2中当O2浓度达到30%以后，根对Mg2+、false吸收速率不再发生改变，原因是_______。
（4）从两图中分析可知，当温度或O2浓度相同时，根对Mg2+、false的吸收速率不同，这说明细胞膜具有_______的特点，根对两种物质吸收方式的特点是_______（答出2点即可）。
答案以及解析
1.答案：D
解析：该实验的自变量是一系列浓度梯度的外界溶液，因变量是置于外界溶液里一段时间之后的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液浓度，无关变量有实验时间和紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的成熟程度，A错误；该实验洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞浓度介于最后刚刚发生质壁分离时所用的外界溶液浓度及刚好细胞未发生质壁分离时所用的外界溶液浓度之间，B错误；并不是所有的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞在蔗糖溶液中都会发生质壁分离且质壁分离后均会复原，如蔗糖溶液浓度过大或实验的时间过长，导致细胞死亡则不会复原，C错误；若外界溶液为离子类，则离子可通过主动运输的方式被细胞吸收，所以紫色洋葱鳞片叶表皮细胞可能会出现质壁分离后自动复原的现象，D正确。
2.答案：C
解析：蛋壳膜具有选择透过性，相当于渗透装置中的半透膜，A正确；一段时间过后，由于蔗糖不能穿过壳膜，使得清水进入蛋壳膜内，蛋壳下沉，吃水线会低于水槽的初始水面，B正确；当水进出壳膜的速率相等时，蛋壳膜内液面高于水槽内液面，蛋壳膜内浓度仍高于蛋壳膜外浓度，C错误；若将清水换为25%的蔗糖溶液，蛋壳内的水会进入水槽，则蛋壳将上浮，D正确。
3.答案：C
解析：动物细胞与植物根尖分生区细胞均具有细胞膜，在清水中均会发生渗透作用，A叙述正确；植物根尖分生区细胞有细胞壁保护，不会吸水涨破，但动物细胞可能会吸水涨破，B叙述正确；动物细胞与植物根尖分生区细胞的吸水方式有自由扩散和协助扩散两种，其中以协助扩散为主，C叙述错误；植物细胞发生质壁分离需要两个前提条件，一方面是需要具有中央大液泡，另一方面是外界溶液浓度需要大于细胞液浓度，植物根尖分生区细胞没有中央大液泡，故无法质壁分离，D叙述正确。
4.答案：C
解析：由图甲可以判断物质的跨膜运输不需要载体协助，且是顺浓度梯度运输，属于自由扩散，A正确；图甲中随着细胞外物质浓度的降低，细胞内外浓度差减小，物质运输速率会变慢，B正确；图甲中箭头表示当细胞外物质浓度高于细胞内时，物质能从细胞膜外移向细胞膜内，但是该物质也可以从细胞内运输到细胞外，C错误；图乙说明随物质浓度差变大，自由扩散速率变大，自由扩散过程受物质浓度差的影响，D正确。
5.答案：C
解析：第一步：明确马铃薯质量变化的原因马铃薯质量发生变化与水和某些溶质进出细胞有关。第二步：根据实验条件与结果分析选项水进出马铃薯细胞的方式有自由扩散和协助扩散，A错误；由表可知，处于清水中的马铃薯细胞会吸水，细胞液浓度变小，但处于KNO3溶液中的马铃薯细胞会吸收K+和马铃薯细胞液浓度可能会变大，B错误；处于0.22M/L的KNO3溶液中的马铃薯条质量变大，可能是马铃薯细胞液浓度变大吸水的结果，因此马铃薯细胞液的浓度可能小于0.22M/L的KNO3溶液，C正确；处于清水中的马铃薯细胞吸水，由于细胞壁的存在，实验后处于清水中的马铃薯细胞液浓度仍高于外界溶液浓度，D错误。
6.答案：B
解析：乙运输方式是载体蛋白介导的，载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变，A正确；分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，而载体蛋白转运物质时，被转运的物质需要与载体蛋白某部位结合，甲运输方式是通道蛋白介导的，故B错误；野小管细胞能快速重吸收水分主要依赖于细胞膜上的水通道蛋白，即主要依赖于甲运输方式，C正确；乙运输方式是载体蛋白介导的主动运输（逆浓度梯度运输物质），主动运输需要消耗能量，故推测乙运输方式中的载体蛋白可能具有ATP水解酶的活性，D正确。
7.答案：D
解析：A、由于甲组加入葡萄糖载体抑制剂，乙组加入呼吸抑制剂，而丙组不加入葡萄糖载体抑制剂和呼吸抑制剂，因此该实验中，甲组和乙组为实验组，丙组为对照组，实验的自变量为是否添加抑制剂和细胞种类，A错误；
B、甲组与丙组比较，自变量为是否加入葡萄糖载体抑制剂，结果显示甲组成熟红细胞和肌肉细胞培养液中葡萄糖含量不变，丙组成熟红细胞和肌肉细胞培养液中葡萄糖的含量均减少，说明肌肉细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要蛋白质协助，但不确定是否为通道蛋白，B错误；
C、乙组与丙组比较，自变量为是否加入呼吸抑制剂，结果显示乙组肌肉细胞培养液中葡萄糖含量高于丙组，成熟红细胞培养液中葡萄糖含量两组相等，可知肌肉细胞吸收葡萄糖需要能量，成熟红细胞吸收葡萄糖不需要消耗能量，C错误；
D、由以上分析可知，肌肉细胞吸收葡萄糖的方式主要是主动运输，也有协助扩散，D正确。
故选D。
8.答案：D
解析：H+通过主动运输进入液泡，细胞液中H+的浓度高于细胞质基质，pH低于细胞质基质，A错误；加入ATP酶抑制剂使液泡膜两侧H+浓度差降低，会影响Na+的跨液泡膜运输速率，B错误；只运输Na+、H+的钠氢交换体，不允许其他离子通过，说明该蛋白具有特异性，C错误；Na+进入液泡的方式是主动运输，有利于细胞吸水，D正确。
9.答案：C
解析：Ca2+泵又称Ca2+-ATP酶，是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，其基本组成单位是氨基酸，A说法正确；细胞质基质中低Ca2+浓度的维持主要得益于细胞膜或细胞器膜上的Ca2+泵，说明细胞质基质中Ca2+浓度较低，内质网等细胞器中Ca2+浓度较高，由于Ca2+被运入肌肉细胞的内质网中的过程为逆浓度梯度运输且需要载体蛋白（Ca2+泵）协助，因此该过程属于主动运输，主动运输消耗ATP，与ATP的水解相偶联，B说法正确，C说法错误；Ca2+泵属于载体蛋白，物质运输过程中其空间结构会改变，D说法正确。
10.答案：C
解析：结合题图可知，待运输的特殊的生物大分子与膜上相应受体特异性结合，然后引起膜内陷形成小泡，A正确；细胞对摄取的物质具有选择性，胞吞过程能体现细胞膜的选择透过性，B正确；结合题图可知，胞吞物质的运输依赖于生物大分子与膜上的受体识别结合，与物质的浓度无关，C错误；胞吞过程发生膜的内陷，需要细胞提供能量，加入呼吸抑制剂会抑制细胞呼吸，能量供应不足会导致胞吞作用不能顺利进行，D正确。
11.答案：B
解析：由思路导引可知，GLUT1对葡萄糖的亲和力比GLUT2对葡萄糖的亲和力大，A正确；A点时制约葡萄糖转运速率的主要因素是葡萄糖浓度，B点时制约葡萄糖转运速率的因素主要是GLUT1的数量，B错误；比较三条曲线，相同葡萄糖浓度下，葡萄糖通过磷脂双分子层的速率较其他两个都慢，说明载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率，C正确；肝细胞是动物细胞，GLUT2是肝细胞质膜上的转运蛋白，需要经过内质网和高尔基体的加工，D正确。
12.答案：D
解析：题图可以表示不消耗O2的主动运输，如哺乳动物成熟的红细胞中无线粒体，进行的是无氧呼吸，所以哺乳动物成熟红细胞吸收K+所需的能量是通过无氧呼吸提供的，与O2浓度无关， A错误；水通道蛋白运输水分子时，水分子不与通道蛋白结合，B错误；神经细胞运出K+的方式是协助扩散，不需要消耗能量，与O2浓度无关，能用该题图表示，神经细胞吸收K+的方式是主动运输，需要消耗能量，与O2浓度有关，不能用该题图表示，C错误；磷酸化和去磷酸化是调节蛋白质功能的一个重要途径，一般情况下进行主动运输时，载体蛋白会发生磷酸化和去磷酸化，引起载体蛋白构象的改变，D正确。
13.答案：D
解析：A、P-gp可以把药物从上皮细胞中排出到肠腔，限制药物的吸收，从而造成药物口服生物利用度降低，因此抑制P-gp的功能可缓解药物吸收障碍而造成的口服药效降低，A正确；
B、协助扩散、主动运输和自由扩散都能体现细胞膜具有选择透过性，药物分子通过图中B自由扩散跨膜转运可体现细胞膜的选择透过性，B正确；
C、当甲侧药物分子浓度低于乙侧，即逆浓度运输，需要载体蛋白并消耗能量，可通过C途径跨膜转运，C正确；
D、药物跨膜转运方式与药物本身的性质有关，蛋白质类药物属于大分子，通过胞吞的方式被吸收，D错误。
故选D。
14.答案：（1）缓慢缩小后趋于稳定；先发生质壁分离，后发生质壁分离复原；乙二醇能够以自由扩散的方式进入细胞，细胞液浓度增加，细胞吸水，发生质壁分离复原；而蔗糖不能进入细胞内
（2）自身结合部位自身构象的改变
（3）乙>甲>丙
解析：（1）据图可知，图中1min后，处于2mol·L-1蔗糖溶液中细胞的液泡体积大小变化为缓慢缩小后趋于稳定：紫色洋葱鳞片叶外表皮经2mol·L-1的乙二醇溶液处理后，原生质体体积先变小，然后恢复，说明先发生了质壁分离，后发生了质壁分离复原；该曲线不同于2mol·L-1的蔗糖溶液处理组的原因是乙二醇能够以自由扩散的方式进入细胞，细胞液浓度增加，细胞吸水，发生质壁分离复原，而蔗糖不能进入细胞内。
（2）载体蛋白具有特异性，只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。
（3）当水分交换达到平衡时细胞甲未发生变化，说明甲的细胞液浓度等于蔗糖溶液浓度；细胞乙体积增大，说明乙的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度，发生了渗透吸水；丙发生了质壁分离，说明丙的细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度，发生了渗透失水若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，则甲、乙、丙三种细胞原本的细胞液浓度大小关系为乙>甲>丙。
15.答案：（1）载体数量不同；低温影响酶的活性，使细胞呼吸强度减弱，提供能量减少，对离子的吸收量少（答案合理即可）
（2）根对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程
（3）载体数量有限
（4）选择透过性；需要载体、逆浓度梯度、需要能量（答出2点即可）
解析：（1）本题主要考查细胞膜的功能及物质运输方式相关知识。分析题图甲，温度相同，说明细胞呼吸强度基本相同，根吸收Mg2+、的速率有差异，可能是因为根细胞膜上运输Mg2+、的载体数量不同。0℃与16℃相比，前者温度低，使酶的活性下降，细胞呼吸强度减弱，其为主动运输提供的能量减少，因此前者吸收的离子量低于后者。
（2）分析图甲，同一温度下，根的吸水速率和吸收矿质元素的速率不同，说明根对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程。
（3）分析图乙，随着O2浓度升高，根对离子的吸收速率增强，但是O2浓度达到30%以后，Mg2+、的吸收速率基本不再增加，可能是由载体数量有限导致的。
（4）分析图甲和图乙，当温度和O2浓度相同时，同一植物的根对两种离子的吸收速率不同，说明细胞膜上两种离子的载体数量和类型存在差异，即细胞膜具有选择透过性。根对离子的吸收受温度和O2浓度限制，推断其运输方式为主动运输，其特点为逆浓度梯度、需要载体和能量。

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