27版53高中同步新教材生物必修1人教版增分测评卷第4章　细胞的物质输入和输出

第4章细胞的物质输入和输出满分:100分时间:75分一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。)1.人工膜仅由磷脂双分子层构成,用该材料研究物质的通透性,结果如图所示。该实验说明

()

A.物质相对分子质量越大,扩散速率越慢B.H2O通过水通道蛋白的扩散速率较高C.人工膜是一种被动选择的半透膜D.自由扩散的速率高于主动运输

C

解析物质扩散速率并非仅由相对分子质量决定,如O2的相对分子质量大于H2O,但扩散速率比H2O快,

A不符合题意。题图所示结果是以人工膜(由磷脂双分子层构成,无蛋白质)为材料研究得到的,无法比

较水通过磷脂双分子层和通过水通道蛋白的速率,也无法比较自由扩散与主动运输的速率,B、D不符

合题意。人工膜(磷脂双分子层)的通透性由物质的性质(脂溶性、分子大小、带电性等)决定,是一种被

动选择的半透膜,C符合题意。2.某同学以新鲜紫色洋葱鳞片叶外表皮、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液和清水为实验材料,进行

“探究植物细胞的吸水和失水”实验。下列相关叙述错误的是

()A.该实验自身前后对照,不需要再增设一组对照组B.该实验可以证明原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性C.随着细胞的液泡颜色逐渐变深,细胞的吸水能力逐渐增强D.该实验通常先用低倍镜观察,再换用高倍镜进一步放大观察

D

解析观察植物细胞的质壁分离及复原时,低倍镜视野范围大,便于定位和观察细胞群体状态,通常无

需换高倍镜(高倍镜视野小,不利于追踪动态变化),“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中一般全程

使用低倍镜观察,D错误。3.调节性出胞是指细胞受到某些化学信号或电信号的诱导时,储存在细胞内的囊泡大量与细胞膜融合,

并将囊泡内容物排出细胞的过程。下列叙述错误的是

()A.出胞过程需要消耗细胞内化学反应释放的能量B.出胞过程需要转运蛋白等蛋白质的参与C.出胞过程可以使细胞膜的面积增加D.出胞过程可以一次性释放大量物质

B

解析由题干信息可知,调节性出胞属于胞吐,该过程需要消耗能量,且依赖膜上的融合蛋白(并非转运

蛋白)等,会导致细胞膜的面积增加,可一次性释放大量物质,B错误。4.下图为某植物根尖细胞膜对Na+与H+的运输示意图,甲、乙、丙为相关物质运输的转运蛋白。下列叙

述错误的是

()

A.细胞膜上转运蛋白的合成场所是核糖体B.甲蛋白和丙蛋白介导的物质运输都不消耗ATP,其方式都为协助扩散C.乙蛋白运输H+的方式为主动运输,转运时乙蛋白的构象会发生改变D.适当增加土壤中的H+,可能有利于该植物细胞排出细胞内的Na+

B

解析蛋白质的合成场所是核糖体,A正确。由题图可知,甲蛋白介导Na+的顺浓度梯度运输(协助扩散),

丙蛋白介导Na+的逆浓度梯度运输(主动运输);驱动Na+通过丙蛋白逆浓度梯度运输的是膜两侧H+的浓

度差,而H+的浓度差的维持需要消耗ATP,若适当增加土壤中的H+,会增大膜两侧H+的浓度差,将促进Na+

排出细胞,B错误,D正确。乙蛋白介导H+逆浓度梯度运输(主动运输),构建膜两侧H+的浓度梯度,乙蛋白

属于载体蛋白,转运物质时会发生自身构象的改变,C正确。5.利用反渗透法可以淡化海水。反渗透法指的是在半透膜的原水一侧施加适当强度的外界压力,原水

透过半透膜时,只允许水通过,其他物质不能通过而被截留在原水一侧半透膜表面的方法。下列相关叙

述错误的是

()

A.渗透作用发生的必备条件是有半透膜和膜两侧有浓度差B.若撤去压力,则淡水侧的水分子会向海水侧转移C.反渗透法淡化海水的过程中,海水侧的水分子向淡水侧转移D.反渗透法淡化海水时,所用半透膜上含有多种载体蛋白

D

解析根据题干信息“在半透膜的原水一侧施加适当强度的外界压力,原水透过半透膜时,只允许水通

过”可知,所用半透膜上不含多种载体蛋白,在外界压力作用下,水分子才能够由海水侧向淡水侧转移,

若撤去压力,那么淡水侧的水分子会向海水侧转移,B、C正确,D错误。6.同学甲和乙以洋葱鳞片叶外表皮细胞为实验材料,各自进行了细胞质壁分离及复原实验的拓展实验,

甲使用的是蔗糖溶液,乙使用的是KNO3溶液。图1、图2分别为同学甲、乙的实验结果,实验期间严格

遵循实验基本原则,下列相关叙述正确的是

()

A.图1中,细胞在0.08mol/L的蔗糖溶液中原生质体体积会逐渐变小B.由图1可推知,所用细胞的渗透压相当于0.16mol/L的蔗糖溶液C.图2中,4min时细胞开始吸收溶液中的溶质D.图2中随着时间推移,细胞会因吸水过多而涨破

B

解析图1中,细胞在0.08mol/L的蔗糖溶液中原生质体的相对体积大于初始体积,说明细胞发生了吸

水,原生质体体积会变大,A错误;由图1可知,当蔗糖溶液浓度为0.16mol/L时,原生质体的相对体积与初始体积相等,说明所用细胞的渗透压相当于0.16mol/L的蔗糖溶液,B正确;图2中,KNO3溶液中的K+和NO3-可以通过主动运输进入细胞,细胞在实验开始时就在吸收溶液中的溶质,并非4min时才开始吸收,错误;洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞壁对细胞起支持和保护作用,细胞不会因吸水过多而涨破,D错误。7.骨关节炎是一种难以治愈的常见疾病,研究发现患者软骨细胞膜上的Na+通道蛋白明显多于正常人,

从而影响NCX载体蛋白对Ca2+的运输,据图分析,下列叙述错误的是

()

A.Na+通道蛋白运输Na+不需要消耗ATPB.运输Na+时,Na+通道蛋白和NCX载体蛋白均需要与Na+结合C.患者软骨细胞的Ca2+内流增多D.与NCX载体蛋白相比,Na+通道蛋白更适合作为研究药物的靶点

B

解析Na+通道蛋白运输Na+属于协助扩散,协助扩散不需要消耗能量,A正确;Na+通过通道蛋白运输时,

不需要与通道蛋白结合,B错误;由题干信息可知,与正常人相比,骨关节炎患者软骨细胞膜上的Na+通道

蛋白增多,会使Na+内流增多,胞内Na+积累,NCX载体蛋白会将胞内过多的Na+逆浓度梯度排出细胞,使得

Ca2+内流增多,C正确;患者Na+通道蛋白明显多于正常人,所以与NCX载体蛋白相比,Na+通道蛋白更适合

作为研究药物的靶点,D正确。8.在哺乳动物细胞中发现的水通道蛋白(AQPs)可分为水选择型(如AQP2)、水—甘油型(如AQP7)等。

其中AQP2只运输水分子,AQP7既能运输水分子,又能转运甘油、尿素等。下列说法正确的是

(

)A.哺乳动物的细胞中仅有少量水分子通过AQPs进出细胞B.当细胞能量供应降低时,细胞膜上AQP7排出尿素的速率会明显降低C.水分子直接通过磷脂双分子层比通过AQPs进行的跨膜运输要快D.若抑制AQP2的活性,成熟红细胞在蒸馏水中破裂的时间会延长

D解析哺乳动物的细胞中仅有少量水分子通过自由扩散的方式进出细胞,更多的水分子借助AQPs以协

助扩散的方式进出细胞,A错误;细胞膜上AQP7排出尿素的过程属于协助扩散,不需要能量,B错误;磷脂

双分子层内部具有疏水性,水分子以自由扩散的方式通过细胞膜时会受到一定阻碍,水分子通过AQPs

进行的跨膜运输比直接通过磷脂双分子层要快,C错误;若抑制AQP2的活性,则水分子通过AQPs进行的

跨膜运输受阻,成熟红细胞吸水的速率变慢,在蒸馏水中破裂的时间会延长,D正确。9.母乳的水分充足,营养价值较高,富含蛋白质、脂肪、乳糖、维生素等营养物质,母乳中的抗体有助于

婴儿抵御疾病。婴儿小肠表皮细胞从肠腔吸收母乳中抗体的过程如图所示。下列叙述错误的是

()

A.吸收抗体的过程需要Fc受体的参与,Fc受体可重复利用B.抗体被吸收的方式是胞吞,不需要消耗细胞代谢释放的能量C.图示“内体”是一种囊泡,可在婴儿小肠表皮细胞内从肠腔一侧转运至血液一侧D.抗体被吸收的过程体现了细胞膜具有流动性

B

解析由题图可知,抗体与Fc受体结合后才能被小肠表皮细胞吸收,之后Fc受体会回到细胞膜上,说明

Fc可以重复利用,A正确;抗体是大分子物质,被小肠表皮细胞吸收的方式是胞吞(题图中显示该过程会

形成囊泡),需要消耗细胞代谢释放的能量,依赖细胞膜的流动性,B错误,D正确;题图中的“内体”是包

裹抗体的囊泡,能在婴儿小肠表皮细胞内从肠腔一侧(吸收抗体的一侧)运输到血液一侧(释放抗体的一

侧),C正确。10.科研人员将A、B两种植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中,培养相同时间后检测其重量变

化,结果如图所示。下列说法不正确的是()

A.实验后甲溶液的浓度高于实验前甲溶液的浓度B.在乙浓度条件下,A、B两种植物的成熟叶片细胞可能

处于质壁分离状态C.实验前两种植物细胞液浓度的大小关系为B>AD.五种蔗糖溶液初始浓度的大小关系为乙>丁>甲>戊>丙

A

解析

甲中A、B植物细胞失水(导致甲中水增加),实验后甲溶液的浓度低于实验前的,A错误。细胞吸水越多,

说明外界溶液浓度越小;细胞失水越多,说明外界溶液浓度越大,因此根据A(或B)植物叶片重量变化可

知,五种蔗糖溶液初始浓度的大小关系为乙>丁>甲>戊>丙,D正确。

11.心肌细胞通过Ca2+内流和内质网释放Ca2+两个过程共同提高细胞质基质中的Ca2+浓度,促进Ca2+与肌

钙蛋白结合引发细胞收缩,随后心肌细胞舒张并通过图示过程恢复Ca2+浓度。已知细胞内外Na+浓度差

由Na+/K+-ATP酶维持。下列有关叙述错误的是

()

C

A.心肌细胞的内质网可储存较高浓度的Ca2+B.细胞外Ca2+浓度降低时心肌细胞的收缩力降低C.抑制Na+/K+-ATP酶活性的药物可减弱心肌收缩力D.心肌细胞释放Ca2+和Ca2+进入内质网的方式均为主动运输解析

关键信息选项判断题图信息:Ca2+进入内质网需消耗ATPCa2+逆浓度梯度进入内质网(主动运输),即内质网

内Ca2+浓度较高,A(√)题干信息:心肌细胞通过Ca2+内流和内质网释放Ca2+来提高细胞质基质中的Ca2+浓度,引发细胞收缩细胞外Ca2+浓度降低时,Ca2+内流减少,心肌细胞收

缩力降低,B(√)①Na+通过Na+/K+-ATP酶外排形成细胞内外的Na+

浓度差(胞外Na+浓度大于胞内);②Na+通过“蛋白”顺浓度梯度运输,释放的电化

学势能驱动Ca2+逆浓度梯度运输(主动运输)抑制Na+/K+-ATP酶的活性,细胞内外Na+浓度差减

小,导致Ca2+向细胞外转运减少,细胞内Ca2+浓度升

高,增强心肌的收缩力,C(✕),D(√)12.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

A

解析分析题图可知,A错误。

13.图1为不同浓度蔗糖溶液中西葫芦条的质量变化百分比,分别对应实验第1~7组,整个过程中细胞始

终有活性。西葫芦条的质量变化百分比(%)=西葫芦条质量变化÷西葫芦条初始质量×100%;另选取其

他西葫芦细胞置于一定浓度的KNO3溶液中,测得细胞液浓度与该溶液浓度的比值(P)随时间的变化曲

线(如图2),下列叙述错误的是()

A.图1实验结束后,第1~5组西葫芦细胞液浓度

减小,第6、7组西葫芦细胞液浓度增大B.根据图1实验结果判断,本实验所用西葫芦

的细胞液浓度在0.4~0.5mol/L之间C.图2中t0~t1时间段液泡中细胞液的浓度变大,液泡体积最小的时刻是t1D.t1~t2时间段水分流动最终体现为细胞液→细胞质基质→外界溶液

D

解析结合题图信息进行分析:题图题图信息选项分析图1第1~5组西葫芦条质量增加,第

6、7组西葫芦条质量减小①第1~5组细胞吸水导致细胞液浓度减小,第6、7组细胞失水导致细胞液浓度增大,A(√);②本实验所用西葫芦的细胞液浓度在0.4~0.5mol/L之间,B(√)图2t0~t1,P<1;t1时,P=1;t1~t2,P>1①t0~t1细胞失水,液泡中细胞液的浓度变大,t1~t2细胞吸水→t1时刻液泡体积最小,C(√);②t1~t2水分流动最终体现为外界溶液→细胞质基质→细胞液,D(✕)14.胃酸可杀灭随食物进入消化道的细菌,分泌过程如图所示。胃酸分泌过多,可导致反流性食管炎等

疾病。药物PPIs在酸性环境下与质子泵发生不可逆性结合,从而抑制胃酸的分泌,当新的质子泵运输到

胃壁细胞膜上才可解除抑制。药物P-CAB竞争性地结合质子泵上的K+结合位点,可逆性抑制胃酸分

泌。下列推测不合理的是()

C

A.药物P-CAB可影响K+从胃壁细胞分泌到胃腔的速度B.使用药物PPIs可能会引起细菌感染性腹泻C.药物PPIs和药物P-CAB不会改变质子泵的空间结构D.药物PPIs的抑酸效果比药物P-CAB更持久解析

药物P-CAB竞争性地结合质子泵上的K+结合位点,抑制K+进入胃壁细胞,会降低胃壁细胞与胃腔的K+浓

度差,影响K+通过K+通道从胃壁细胞运到胃腔的速度,A合理。药物PPIs会与质子泵发生不可逆性结合,

推测药物PPIs会改变质子泵的空间结构,C不合理。药物P-CAB与K+竞争性结合质子泵上的结合位点,

当胃腔中K+浓度增大时药物P-CAB的竞争作用会减弱;而药物PPIs与质子泵不可逆性结合,当新的质子

泵运输到细胞膜上才可解除,药物PPIs的抑酸效果比药物P-CAB更持久,D合理。由于药物PPIs的抑酸

效果持久,可能导致胃酸长时间较少,随食物进入消化道的细菌繁殖会使个体出现细菌感染性腹泻,B合

理。15.由通道蛋白形成的离子通道包括电压门控通道和配体门控通道。在电压门控通道中,带电荷的蛋白

质结构域会随膜电位梯度的改变而发生相应的移动,从而使离子通道开启或关闭。在配体门控通道中,

细胞内外的某些小分子配体与通道蛋白结合,继而引起通道蛋白开启或关闭。图1中B、C通道处于关

闭状态,图2中B、C通道处于开启状态,据图判断下列说法错误的是

()

A.离子通道A属于电压门控通道,离子通道B、C属于配体门控通道B.配体门控通道的结构始终不发生改变C.电压门控通道的离子转运过程不需要消耗ATPD.通过离子通道转运的方式属于协助扩散,水分子也可以通过这种方式进出细胞

B

解析由题图可知,A(膜两侧电位梯度的改变使通道打开或关闭)属于电压门控通道,B、C(小分子配体

与通道蛋白结合使通道打开或关闭)属于配体门控通道,A正确;配体门控通道运输离子时,细胞内外的

某些小分子配体可与通道蛋白结合,会引起通道蛋白构象改变,继而引起通道蛋白开启或关闭,B错误;

通过离子通道转运的方式属于协助扩散,不需要消耗ATP,水分子也可以通过协助扩散的方式进出细胞,

C、D正确。二、非选择题(本题共3小题,共55分。)16.(19分)人类囊性纤维化(CF)的发生与Cl-的跨膜运输有关。图1和图2分别表示正常人与CF患者肺部

细胞部分物质的运输情况。请据图回答下列问题:

(1)图1中构成细胞膜的物质有__________________________,图示信息体现了细胞膜的功能是_______

_________________(答出1点)。物质进出细胞

控制脂质(磷脂)、蛋白质、糖类

(2)图1中水分子运出细胞的方式是_____________,影响这种方式跨膜运输速率的主要因素是__________________________。(3)图1中Cl-运出细胞的方式是_____________,这种运输方式对于维持正常肺部细胞生命活动的意义在

于_______(填序号)。A.维持细胞外液较高的渗透压,有助于稀释黏液B.通过顺浓度梯度运出Cl-,维持肺部细胞外侧的Cl-浓度C.确保肺部细胞能按照生命活动的需求转运特定物质D.作为主要供能方式,保障细胞能量代谢的需要(4)结合图1、2分析,CF患者肺部黏液黏稠的分子机制是_____________________________________

___________________________,水分子向细胞外扩散的速度慢,从而使CF患者肺部细胞表面的黏液不

能及时被稀释而积累在细胞表面,导致患者支气管中黏液增多,造成细菌感染,肺功能严重受损。外,细胞外溶液浓度降低

CFTR蛋白异常,无法将Cl-主动运输至细胞

AC

主动运输

膜两侧溶液的浓度差

自由扩散

(5)基于以上机制,请为治疗CF提出一种可能的思路:_________________________________________________________________________________________________________________________。其能正常运输Cl-;向肺部细胞外补充Cl-,提高细胞外液渗透压,促进水分子向细胞外扩散从而稀释黏液研发药物修复或激活功能异常的CFTR蛋白,使解析

(2)图1中水分子直接穿过磷脂双分子层,不需要转运蛋白,也不消耗能量,属于自由扩散。自由扩

散的速率主要受膜两侧溶液的浓度差的影响。(3)图1中Cl-运出细胞需要消耗能量且需要载体蛋白协

助,为主动运输。Cl-运出细胞是逆浓度梯度的运输,B错误;主动运输消耗能量,不是供能方式,D错误。(4)根据题干信息分析CF患者肺部黏液黏稠的分子机制:

17.(18分)变形虫为一种常见的淡水原生生物,其摄食和排出代谢废物的过程如图1所示,回答下列问题:

(1)A过程的营养物质进入细胞的方式为_______,B过程排出代谢废物的方式为_______,两个过程的

共同特点有______________________________________(答出2点即可)。需要消耗能量、依赖生物膜的流动性

胞吐

胞吞

(2)据图推测,变形虫摄入营养物质后,形成的食物泡会与溶酶体融合,食物泡膜不与其他膜融合的原因

可能是____________________________________________________,此过程体现了生物膜系统的____________________________功能。(3)生活在淡水中的变形虫并不会因缺少细胞壁而吸水涨破,原因是细胞中存在伸缩泡结构,如图2所示,

多余的水进入伸缩泡的主要方式为______________。

协助扩散

信息交流和物质运输

食物泡膜与溶酶体膜上的蛋白质(糖蛋白)可特异性识别

解析

(1)由图1可知,物质通过A过程进入细胞表示胞吞,物质通过B过程排出细胞表示胞吐。(2)生物

膜融合的特异性依赖膜上蛋白质(糖蛋白)的识别作用,食物泡膜与溶酶体膜上的蛋白质(糖蛋白)可特异

性识别,导致包裹营养物质的食物泡仅与溶酶体融合,这体现了生物膜系统的信息交流和物质运输功

能。18.(18分)PIP是一种H2O通道蛋白,也能介导H2O2的运输。细胞膜上的PIP可经内吞作用转运至液泡

膜。液泡膜上的H+泵和N