高考生物一轮复习 第二单元 细胞代谢 专题三 细胞的物质输入和输出精练（含解析）试题

专题三细胞的物质输入和输出考点1渗透作用的原理和应用1.[2020山东泰安检测]某实验小组用如图所示实验装置探究鱼鳔膜的通透性。实验开始时漏斗内外液面等高,实验中观察到漏斗内液面上升到一定高度后不再上升。相关叙述正确的是()A.水分子只能由鱼鳔膜外进入膜内B.蔗糖分子可以由鱼鳔膜内扩散到膜外C.液面静止时,鱼鳔膜内外溶液浓度相等D.实验结果表明鱼鳔膜是一种半透膜2.[2020安徽示范高中联考]将新鲜洋葱表皮细胞放入清水中浸泡2h后,再放入一定浓度的KNO3溶液中,其原生质体的体积变化如图所示。下列说法错误的是()A.E、F点时细胞没有发生质壁分离B.I点时细胞的吸水速率大于失水速率C.只有H点时细胞吸水和失水处于动态平衡D.改变KNO3溶液的溶氧量会影响图中曲线变化考点2实验:观察植物细胞的质壁分离和复原3.[2020辽宁六校联考]下列关于细胞质壁分离的叙述,正确的是()A.植物细胞在一定条件下都能观察到明显的质壁分离现象B.动物细胞不能发生质壁分离的根本原因是不具有半透膜C.一定浓度的甘油溶液可以使洋葱表皮细胞发生质壁分离D.处于质壁分离状态时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度4.[2020贵州贵阳模拟,8分]高等植物细胞质壁分离过程中,引起50%左右细胞发生初始质壁分离的溶液浓度为其细胞液等渗浓度。回答下列问题:(1)植物细胞发生质壁分离的原因有

(答出两点即可)。

(2)在发生质壁分离过程中,外界溶液、细胞质基质、细胞液浓度从大到小依次是。

(3)现提供紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞、蔗糖、蒸馏水等材料,请设计实验,测定洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度相当于浓度为多少的蔗糖溶液。写出实验思路并预测结果。考点3物质出入细胞的方式5.[2020四川绵阳一诊]下列有关细胞的物质输入与输出的叙述,正确的是()A.葡萄糖和氨基酸进入细胞时一定需要消耗能量B.台盼蓝通过主动运输进入细胞而将细胞染成蓝色C.低温对所有物质进出细胞的跨膜运输过程都有影响D.蔗糖溶液浓度越高,植物细胞质壁分离及复原现象越明显6.[2020全国名校第一次大联考]将洋葱表皮细胞置于一定浓度的KNO3溶液中,观察发现洋葱表皮细胞很快发生质壁分离,不久之后这些细胞又逐渐发生了质壁分离复原。关于该过程的表述,错误的是()A.在此过程中,水分子能够通过自由扩散的方式进出洋葱表皮细胞B.在此过程中,洋葱表皮细胞吸水能力发生了变化C.在此过程中,除水分子外,还有其他物质进入细胞,但没有其他物质排出细胞D.在此过程中,物质进出细胞能在一定程度上体现生物膜的功能特性7.[2019陕西西安期中]将少量棉花纤维放在载玻片上,滴上含草履虫的培养液,盖上盖玻片,沿盖玻片的一侧滴入一滴墨汁,可以看到墨汁以食物泡形式进入草履虫体内并在体内环流。下列关于墨汁进入草履虫体内过程的叙述,正确的是()A.需要细胞膜上的载体蛋白协助B.墨汁向草履虫体内扩散C.与细胞膜的流动性有关D.随着水分向草履虫体内渗透8.[2019山东八校第二次联考]将某哺乳动物的两种细胞置于一定浓度的Q溶液中,测定不同情况下细胞吸收Q的速率,结果如表所示。不考虑胞吞作用,由表中数据能得出的结论是()细胞类型未通入空气组的吸收速率通入空气组的吸收速率胚胎干细胞3mmol/min5mmol/min成熟红细胞3mmol/min3mmol/minA.两种细胞吸收Q的速率均只取决于浓度差B.两种细胞吸收Q均不需载体蛋白的参与C.胚胎干细胞吸收Q的方式为主动运输D.成熟红细胞吸收Q的方式为被动运输一、选择题(每小题6分,共42分)1.[2020辽宁东北育才中学模拟]如图为细胞摄入某种物质的过程示意图,有关该过程的叙述错误的是()A.这一物质进入细胞内的方式可称为胞吞B.该过程的发生依赖于细胞膜的流动性C.囊泡的形成及运输过程不消耗能量D.该过程表明细胞对物质的摄入具有选择性2.[2020吉林长春质检]将质量为m0的新鲜萝卜条放在某浓度的蔗糖溶液中处理1h,取出后测得萝卜条质量为m1,再将该萝卜条放入蒸馏水中,细胞不再吸水后取出,测得萝卜条的质量为m2(实验过程中细胞始终保持生物活性,处理时间适宜)。下列关系一定成立的是()A.m0>m1 B.m0<m1 C.m2>m0 D.m2<m13.[2020湖南五市十校联考]离子通过细胞膜进出细胞有两种方式,一种是通过离子通道,另一种是借助离子泵转运。离子通道是由蛋白质复合物构成的,一种离子通道只允许一种离子通过,且只有在对特定刺激发生反应时才瞬时开放,运输离子时不消耗能量;离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是()A.细胞通过主动运输方式吸收离子的速率与细胞呼吸强度总是呈正相关B.蛋白质变性剂会降低离子通道的运输速率但不会降低离子泵的运输速率C.借助离子泵转运离子的结果是使该种离子在细胞内外的浓度趋于相等D.通过离子通道运输离子是被动运输,其运输是顺浓度梯度进行的4.[2020江西宜春模拟]如图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的NaCl溶液中,红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线;图乙是某植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中失水量的变化情况。下列分析正确的是()甲乙A.从图甲可知250mmol·L-1NaCl溶液不影响人红细胞的代谢B.图乙中植物细胞体积的变化是不断减小C.图乙中A点细胞失水量最大,此时细胞吸水能力最弱D.人的红细胞长时间处在300mmol·L-1NaCl溶液中可能死亡,乙图中的处理时间内细胞一直有生物活性5.[2020河北衡水四调]将水稻和番茄分别培养在适宜浓度的同种完全培养液中,一周后测定培养液中的离子浓度,变化如图所示,下列叙述错误的是()A.不同植物对不同离子的吸收具有选择性B.根细胞对水和离子的吸收是相对独立的过程C.为防止水分蒸发需在培养液表面覆盖一层植物油D.水稻和番茄很可能以主动运输的方式吸收离子6.[2020皖江名校第一次联考]图甲表示一个渗透作用装置,将半透膜袋缚于玻璃管下端,半透膜袋内装有60mL质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液;图乙表示放置在溶液M中的植物细胞失水量的变化情况。下列有关叙述错误的是()甲乙A.图甲中玻璃管内液面上升速率逐渐降低,最终停止上升B.图乙中A点之后,溶液M中的溶质才开始进入植物细胞C.图乙中A点植物细胞失水量最大,此时细胞的吸水能力最强D.图甲中半透膜袋内蔗糖溶液的体积会影响玻璃管内液面上升的高度7.[2019四川绵阳三诊]如图表示处于某种实验状态的细胞。下列有关说法不合理的是()A.对照组和实验组在同一个细胞中先后进行,属于自身对照B.该细胞停止质壁分离的瞬时,⑥与⑦中溶液的浓度可能基本相等C.若⑥中的溶质可以被吸收,则该细胞可能会发生自动复原D.处于⑤中的葡萄糖、氨基酸以及各种细胞器不属于原生质层二、非选择题(共20分)8.[2020陕西百校第一次联考,10分]图甲是某同学观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。图乙是根据该实验中观察到的某个细胞的原生质体大小变化情况绘制成的曲线(原生质体的初始大小相对值记为1)。回答下列问题:(1)本实验的实验材料通常选用,图甲所示的实验只有一组,但并不违反对照原则,该对照方法是。

(2)若图甲中的③和⑤环节时间充足,则在④环节中,显微镜下看到的细胞应处于图乙中的段(用字母表示)。图乙曲线中ab段下降和cd段上升的原因是。

(3)如果用适宜浓度的KNO3溶液替代蔗糖溶液,则可以省略图甲中的(用图中序号表示)环节,仍可看到与图乙趋势一致的实验结果,其原因是

。

9.[2019海南,10分]在适宜条件下,测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示(a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率)。回答下列问题。(1)根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的含义是。

(2)实验结果表明:当外界溶液中b的浓度达到一定数值时,再增加b的浓度,根细胞对b的吸收速率不再增加。可能的原因是。

(3)王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输,李同学则认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论。一、选择题1.[科学探究]某实验小组为探究不同质量浓度的KNO3溶液对马铃薯细胞渗透作用的影响,将一新鲜马铃薯块茎切成粗细相同、长度均为5cm的薯条若干,随机均分为4组进行实验。实验结果如表(忽略测量误差)。下列分析不合理的是()组别KNO3溶液质量浓度(g/L)马铃薯条在溶液中浸泡一段时间后的长度(cm)浸泡30min浸泡2h1205.025.202404.755.003604.484.704804.294.29A.马铃薯块茎细胞细胞液的浓度对应20g/L和40g/L之间的KNO3溶液B.第2组和第3组中的马铃薯块茎细胞都发生了渗透失水和吸水C.马铃薯块茎细胞渗透失水和吸水的过程中,原生质层相当于半透膜D.2h后将第4组的马铃薯条放在20g/L的KNO3溶液中,其长度会变长2.[新情境,生命观念]将红细胞移入低渗溶液后,红细胞很快吸水膨胀,而非洲爪蟾的卵母细胞在低渗溶液中不膨胀。将控制红细胞细胞膜上CHIP28(一种水通道蛋白)合成的mRNA注入非洲爪蟾的卵母细胞中,在低渗溶液中,卵母细胞迅速膨胀,并于5分钟内破裂。以下说法错误的是()A.CHIP28的加工、运输需要内质网和高尔基体的参与B.非洲爪蟾卵母细胞在低渗溶液中不膨胀的原因可能是细胞膜上无类似CHIP28的蛋白C.经处理后的非洲爪蟾卵母细胞在吸水直至破裂过程中,细胞吸水速率逐渐加快D.肾小管在抗利尿激素作用下重吸收水可能与CHIP28有关二、非选择题3.[科学思维、科学探究][12分]如图为不同浓度Cu2+对小白菜细胞膜透性、还原糖含量、过氧化氢酶活性等生理生化指标的影响,该图可为蔬菜安全种植以及重金属污染的科学诊断提供理论依据。请回答相关的问题:(1)Cu是植物体生命活动中必需的元素之一,Cu2+通过方式进入植物细胞。

(2)当小白菜受到铜胁迫时,Cu2+与细胞膜蛋白的—SH结合或与磷脂分子层的磷脂类物质反应,造成膜蛋白与磷脂的结构改变,膜的性受损。

(3)植物细胞中具有还原性的单糖有,能否用鉴定还原糖的原理来测定小白菜叶片内可溶性还原糖的含量?。

(4)随Cu2+质量浓度升高,过氧化氢酶活性的变化趋势为。

1.D水分子可以由鱼鳔膜外进入膜内,也可以由膜内进入膜外,A错误;蔗糖分子不能通过鱼鳔膜扩散到膜外,B错误;当长颈漏斗内液面最高时,鱼鳔膜两侧水分子进出速率相等,但是此时鱼鳔膜两侧的溶液浓度并不相等,漏斗内是稀释了的蔗糖溶液,烧杯内是清水,所以液面静止时鱼鳔膜内溶液浓度>膜外,C错误;鱼鳔膜能让水分子通过,不允许蔗糖分子通过,具有选择透过性,实验结果表明鱼鳔膜是一种半透膜,D正确。2.C由题图可知,在0~2h内细胞吸水,原生质体的体积增大,但由于新鲜的洋葱表皮细胞有细胞壁的保护,细胞不可能无限吸水,也不可能无限增大甚至涨破,E、F点时细胞没有发生质壁分离,A正确。I点之后,原生质体体积继续增大,I点时,细胞的吸水速率大于失水速率,B正确。由图可知细胞吸水和失水处于动态平衡的点是F点和H点,C错误。KNO3溶液中的K+和NO3-都是细胞选择吸收的离子,细胞吸收K+和NO33.C只有具有大液泡的成熟植物细胞才能发生质壁分离,A错误;质壁分离指的是细胞壁与原生质层的分离,而动物细胞没有细胞壁和原生质层,B错误;紫色洋葱表皮细胞在一定浓度的甘油溶液中先发生质壁分离现象后自动复原,C正确;处于质壁分离状态时,细胞液浓度可能等于、大于或小于外界溶液浓度,D错误。4.(除标明外,每空2分)(1)原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性、成熟植物细胞有大液泡、外界溶液浓度大于细胞液浓度(答对其中一项给1分,答出两点即可)(2)外界溶液、细胞质基质、细胞液(3)设置一系列浓度的蔗糖溶液,并用其处理待测细胞,在显微镜下观察细胞形态,统计发生初始质壁分离的细胞数,若50%左右细胞发生初始质壁分离,此时对应的蔗糖溶液浓度为洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液的等渗浓度。(4分)【解析】(1)植物细胞发生质壁分离的原因:植物细胞有大液泡,原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,外界溶液浓度大于细胞液浓度等。(2)当植物细胞发生质壁分离时,外界溶液浓度最大,然后是细胞质基质,细胞液浓度最小。(3)据题干信息“引起50%左右细胞发生初始质壁分离的溶液浓度为其细胞液等渗浓度”可知,测定洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度相当于浓度为多少的蔗糖溶液的实验思路:设置一系列浓度的蔗糖溶液,用这些蔗糖溶液分别处理待测细胞,用显微镜观察细胞形态,统计发生初始质壁分离的细胞数,若有50%左右的细胞发生初始质壁分离,则此时对应的蔗糖溶液浓度为洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液的等渗浓度。5.C人体大部分细胞吸收葡萄糖的方式属于协助扩散,该方式不需要消耗能量,A错误;生物膜具有选择透过性,对于活细胞而言,台盼蓝染液不能进入细胞,细胞死亡后,生物膜的选择透过性丧失,台盼蓝染液能进入细胞内而使细胞着色,B错误;低温会影响分子运动的速率和化学反应速率等,低温对所有物质进出细胞的跨膜运输过程都有影响,C正确;蔗糖浓度过高,可能会使植物细胞过度失水而死亡,不会再发生质壁分离复原的现象,D错误。6.C将洋葱表皮细胞置于KNO3溶液中,当KNO3溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞会失水发生质壁分离;随着细胞失水,细胞液浓度逐渐升高,KNO3溶液浓度逐渐降低,同时活的洋葱表皮细胞还会根据生命活动需要吸收K+和NO3-,使细胞液浓度进一步升高,KNO3溶液浓度进一步降低,当KNO3溶液浓度小于细胞液浓度时,洋葱表皮细胞又能够吸水而发生质壁分离复原。在此过程中,水分子是以自由扩散的方式进出细胞的,A正确;洋葱表皮细胞的细胞液浓度在发生变化,吸水能力也在变化,在质壁分离的过程中细胞吸水能力逐渐增大,在质壁分离复原过程中细胞吸水能力逐渐减小,B正确;除水分子外,K+和NO3-会进入细胞,而细胞也在不断排出代谢废物,C错误;水分子的自由扩散,以及K7.C由题干中“看到墨汁以食物泡形式进入草履虫体内”,可知该食物泡是细胞膜向内凹陷形成的,属于胞吞,胞吞不需要膜上的载体蛋白协助,胞吞过程体现了细胞膜的流动性,故C正确,A、B、D错误。8.C根据表格分析,胚胎干细胞对Q的吸收速率受通入空气的影响,而空气是影响有氧呼吸生成ATP的因素之一,说明胚胎干细胞吸收Q的方式是主动运输,C正确。哺乳动物成熟红细胞对Q的吸收速率不受通入空气的影响,但由于成熟红细胞能不进行有氧呼吸,故无法判断成熟红细胞吸收Q的方式是否与能量有关,即无法确定该运输方式是主动运输还是被动运输,D错误。已分析知,胚胎干细胞经主动运输吸收Q,该过程需要消耗能量,且需要载体蛋白的协助,其运输速率虽受Q浓度影响,但并不取决于浓度差,A、B错误。1.C题图表示细胞通过膜凹陷形成囊泡将外来物质包围起来,然后脱离细胞膜,将物质转运到细胞内的过程,即胞吞,A正确;胞吞过程中囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性,B正确;胞吞是大分子物质运输的方式,囊泡的形成及运输过程需要消耗能量,C错误;由图可知进入囊泡内的物质和细胞膜上的受体特异性结合,表明细胞对物质的摄入具有选择性,D正确。2.C当外界蔗糖溶液浓度小于新鲜萝卜条的细胞液浓度时,把新鲜萝卜条放在蔗糖溶液中,萝卜条会吸水膨胀,质量变大即m1>m0,再放入蒸馏水中,萝卜条会继续吸水或不变,m2≥m1,因此m2≥m1>m0;当外界蔗糖溶液浓度等于新鲜萝卜条的细胞液浓度时,把新鲜萝卜条放在蔗糖溶液中,萝卜条质量不变即m1=m0,再放入蒸馏水中,萝卜条会吸水膨胀,m2>m1,因此,m2>m1=m0;当外界蔗糖溶液浓度大于新鲜萝卜条的细胞液浓度时,把新鲜萝卜条放在蔗糖溶液中,萝卜条会失水,导致质量减少即m1<m0,再放入蒸馏水中,导致萝卜条细胞吸水发生质壁分离复原(此时质量约为m0),再吸水膨胀,此时质量m2>m0,因此m2>m0>m1。综上所述,在实验过程中,一定成立的是m2>m0,故选C。3.D当载体蛋白饱和时,主动运输的速率不再随呼吸强度的增加而增加,A错误;通过离子通道的运输和通过离子泵的运输都需要蛋白质,当蛋白质变性后二者的运输速率都会受影响,B错误;借助离子泵转运离子的方式是主动运输,其结果通常是使该种离子在细胞膜内外存在浓度差,C错误;由题干信息可知,借助离子通道运输离子的方式是被动运输,其运输是顺浓度梯度进行的,D正确。4.D分析题图可知,在250mmol·L-1NaCl溶液中,红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比小于1,说明细胞通过渗透作用失水了,红细胞皱缩,会影响细胞代谢,A错误;乙图中处理时间内植物细胞在一定浓度的NaCl溶液中失水量先增加后减少至横轴以下,说明细胞先失水后吸水,但是由于细胞壁的存在,所以细胞体积基本不变,B错误;图乙中A点细胞失水量最大,此时细胞液浓度最大,吸水能力最强,C错误;人的红细胞长时间处在300mmol·L-1NaCl溶液中可能会因为失水过多而死亡,乙图体现了细胞发生质壁分离及复原的过程,B点之后细胞吸收一定水分后保持不变,说明细胞具有生物活性,D正确。5.C番茄或水稻对各种离子的吸收量均存在差异,可见不同植物对不同离子的吸收具有选择性,A正确;根细胞以自由扩散的方式吸水,以主动运输的方式吸收离子,因此这是两个相对独立的生理过程,B正确;由于主动运输过程需要能量供应,用植物油密封液面会使根细胞进行无氧呼吸,一方面会导致能量供应不足,另一方面会使无氧呼吸产生的有害物质毒害细胞,导致实验失败,C错误;一般情况下,培养液中离子浓度应低于细胞液的浓度,否则会引起烧苗(根细胞失水),因此水稻和番茄很可能以主动运输的方式吸收离子,D正确。6.B随着水分子进入半透膜袋,半透膜袋两侧的浓度差减小,蔗糖溶液的吸水能力下降,另外,不断高出的液柱也会进一步阻止水分子进入半透膜袋,因此,图甲中玻璃管内液面上升速率逐渐降低,最终停止上升,A项正确;从图乙信息可知,该植物细胞发生质壁分离后又自动复原,从开始溶液M中的溶质就能进入该植物细胞,B项错误;图乙中A点植物细胞失水量最大,此时植物细胞的细胞液浓度最大,细胞的吸水能力最强,C项正确;一定范围内,图甲中半透膜袋内蔗糖溶液的体积越大,玻璃管内液面上升的高度就越大,D项正确。7.D观察质壁分离与复原实验中,对照组和实验组在同一个细胞中先后进行,属于自身对照,A正确;该细胞停止质壁分离的瞬时,若该细胞在实验过程中始终保持生物活性,则⑥与⑦中溶液的浓度可能基本相等,B正确;若⑥中的溶质可以被吸收,则⑦中溶液浓度可高于⑥,该细胞可能会发生自动复原,C正确;细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层,处于⑤中的葡萄糖、氨基酸以及各种细胞器属于原生质层,D错误。8.(1)紫色洋葱鳞片叶外表皮(只答“紫色洋葱”不得分)(1分)自身对照(1分)(2)bc(1分)ab段植物细胞失水,cd段植物细胞吸水(其他合理答案也得分)(2分)(3)⑤(和⑥)(2分)植物细胞在失水的同时吸收KNO3溶液中的无机盐离子,细胞液浓度逐渐升高,当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,植物细胞吸水(其他合理答案也得分,必须提及“细胞吸收无机盐离子”)(3分)【解析】(1)本实验的实验材料通常选用紫色洋葱鳞片叶外表皮,本实验所用的对照方法是自身对照。(2)如果细胞失水和吸水的时间充足,则在④环节中看到的细胞已经完全发生了质壁分离,应处于图乙中的bc段。ab段原生质体体积变小,是因为植物细胞失水,cd段原生质体体积变大,是因为植物细胞吸水。(3)植物细胞在失水的同时可从KNO3溶液中吸收无机盐离子,使得细胞液浓度逐渐升高,当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,植物细胞开始吸水,发生质壁分离复原,所以省略图甲中的⑤(和⑥)环节,也可看到与图乙趋势一致的实验结果。9.(1)物质通过简单的扩散方式进出细胞(2分)(2)载体数量饱和(2分)(3)实验思路:将长势相同的某植物根细胞平均分为两组,甲组放在有氧条件下,乙组放在无氧条件下,将甲、乙两组植物根细胞放在其他条件相同且适宜的条件下培养,并分别测定根细胞对b物质的吸收速率。(3分)预期结果和结论:若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组,则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输;若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同,则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。(3分)【解析】本题考查了物质出入细胞的方式。(1)自由扩散是指物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。(2)由于载体的数量是有限的,当外界溶液中b的浓度达到一定数值时,再增加b的浓度,根细胞对b的吸收速率不再增加。(3)由于协助扩散需要载体,但不消耗能量,而主动运输载体和能量,所以可能通过改变细胞呼吸的方式来确定b的跨膜运输方