课时跟踪检测(六)-细胞的物质输入和输出.doc

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课时跟踪检测(六)　细胞的物质输入和输出

一、单项选择题
1．(2021·六合区模拟)如图A为两个渗透装置，溶液a、b为不同浓度的同种溶液，且a溶液浓度＜b溶液浓度，c为清水，图B为显微镜下观察到的某植物表皮细胞，下列叙述错误的是(　　)

A．图A中装置2的液面一段时间后会高于装置1的液面
B．图B中的⑤、④、⑥相当于图A中的②
C．若图B所示为某农作物的根毛细胞，此时应及时灌溉
D．图B中的⑦与图A中的②通透性不同
解析：B　根据题干“a溶液浓度＜b溶液浓度，c为清水”可知，一段时间后装置2的液面高于装置1的液面，A正确；图B细胞中含有大液泡，因此可以构成渗透系统，其中原生质层相当于图A中的②半透膜，图B中⑥为细胞膜，⑦为液泡膜，以及两者之间的细胞质⑧共同构成原生质层，B错误；若图B所示为某农作物根毛细胞，上述图中细胞发生了质壁分离，表明土壤渗透压高、缺水，应及时灌溉，C正确；图B中的⑦为液泡膜，具有选择透过性，图A中的②没有选择透过性，只要颗粒大小小于膜上的孔均可以通过，D正确。
2．(2021·辽宁省丹东市期末)植物细胞的吸水和失水原理对生产生活有重要指导意义。如将萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变得硬挺；对蔬菜施肥过多，会造成“烧苗”现象。下列说法正确的是(　　)
A．死细胞、未成熟的植物细胞不能发生质壁分离
B．发生“烧苗”的蔬菜叶遇一场大雨，一定会重新恢复原状
C．植物细胞吸水或失水与外界溶液浓度无关
D．可根据质壁分离情况验证水分子通过通道蛋白进入细胞
解析：A　死细胞的原生质层是全透性的，未成熟的植物细胞没有中央大液泡，因而都不会发生质壁分离现象，A正确；若引起“烧苗”的肥料浓度过高，导致细胞过度失水死亡，则大雨也无法使其恢复，B错误；当细胞液浓度>外界溶液浓度时，细胞吸水；当细胞液浓度<外界溶液浓度时，细胞失水，C错误；发生质壁分离时，植物细胞失水，水分子离开细胞的更多，无法验证水分子通过通道蛋白进入细胞，D错误。
3．(2021·民乐县模拟)载体运输学说认为，细胞膜上的载体蛋白属于内在蛋白，它有选择地与细胞膜一侧的分子或离子结合，形成载体—物质复合物，通过载体蛋白构象的变化，透过细胞膜，把分子或离子释放到细胞膜的另一侧。下列说法正确的是(　　)
A．载体运输的动力只能来自ATP
B．运输方向可以是顺浓度梯度也可以是逆浓度梯度
C．载体运输能体现出细胞膜的功能特性——流动性
D．H2O、小分子、离子必须借助载体才能进入细胞内
解析：B　载体运输的动力可以来自ATP，也可依赖于离子梯度形式储存的能量，A错误；运输方向可以是顺浓度梯度也可以是逆浓度梯度，B正确；载体运输能体现出细胞膜的结构特性——流动性，C错误；H2O不借助载体也能进入细胞内，D错误。
4．(2021·黄州区模拟)通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道，允许特定的离子和小分子物质顺浓度梯度快速通过，由其介导的物质跨膜运输速率比由载体蛋白介导的物质跨膜运输速率快1 000倍以上。如图甲、乙分别表示由细胞膜上的通道蛋白和载体蛋白介导的两种运输方式。下列叙述错误的是(　　)

A．由载体蛋白介导的物质跨膜运输具有饱和性
B．细胞膜的选择透过性与载体蛋白和通道蛋白都有关
C．肾小管细胞能快速重吸收水分主要依赖细胞膜上的水通道蛋白
D．一般情况下，在哺乳动物中K＋经图甲所示方式进入细胞内，经图乙所示方式排出细胞外
解析：D　由于载体蛋白数量有限，则介导的运输速率会受到其数量的限制，A正确；生物膜的选择透过性与载体蛋白和通道蛋白的存在有关，B正确；肾小管细胞能快速重吸收水分主要依赖细胞膜上的水通道蛋白，C正确；由题干信息可知，通道蛋白是跨越生物膜的蛋白质，具有控制物质跨膜运输的作用，其介导的跨膜运输方式为协助扩散；一般情况下，K＋进入细胞的方式应该是主动运输，排出细胞的方式通常为协助扩散，D错误。
5．(2021·民乐县模拟)细胞中的蛋白质等分子会解离为R－和H＋两种离子，H＋被细胞膜上的H＋泵泵出细胞外，使细胞呈现内负外正的电位差，成为细胞积累正离子的主要动力。由于细胞内不扩散的负离子R－的吸引，溶液中某阳离子向细胞内扩散，最终膜两侧离子浓度不相等，但达到了离子扩散速度相等的平衡，称为杜南平衡。下列叙述正确的是(　　)
A．蛋白质解离出的H＋被膜上H＋泵泵出细胞外的方式为被动运输
B．杜南平衡积累离子是某阳离子顺电势梯度向细胞内扩散的结果
C．在达到杜南平衡状态时细胞内外不会发生水分子的交换
D．在KCl溶液中扩散平衡时细胞内的K＋浓度小于细胞外的K＋浓度
解析：B　蛋白质解离出的H＋被膜上H＋泵泵出细胞外的方式为主动运输，A错误；由题干信息分析可知，H＋被细胞膜上的H＋泵泵出细胞外，使细胞呈现内负外正的电位差，此时细胞外的电势高于细胞内的电势，某阳离子从细胞外向细胞内的扩散，属于顺电势梯度，B正确；水分子进出细胞的方式是自由扩散，在达到杜南平衡状态时，细胞内外会发生水分子的交换，C错误；由题干信息分析可知，K＋是阳离子，不断向细胞内扩散，使细胞内的K＋浓度大于细胞外的K＋浓度，D错误。
6．(2021·雨花区二模)科学家将生物膜上能运输H＋的载体蛋白统称为质子泵，常见的质子泵有3类：①V型质子泵，可利用ATP水解的能量，将H＋逆浓度梯度泵入细胞器。②F型质子泵，可利用H＋顺浓度梯度释放的势能合成ATP。③P型质子泵，可水解ATP同时发生磷酸化，将H＋泵出细胞并维持稳定的H＋梯度，Р型质子泵能被奥美拉唑等药物特异性抑制。以下说法不正确的是(　　)
A．V型质子泵常见于植物分生区细胞的液泡膜上
B．F型质子泵常见于线粒体内膜和植物类囊体膜上
C．P型质子泵的作用可能是催化ATP中特殊化学键的断裂和普通磷酸键的形成
D．患者服用奥美拉唑后可有效缓解胃酸过多导致的胃溃疡
解析：A　植物分生区细胞无液泡，A错误；线粒体内膜是生成ATP的场所之一，所以该膜上的质子泵为F型质子泵，叶绿体类囊体膜上能进行光反应合成ATP，所以具有F型质子泵，B正确；P型质子泵可水解ATP同时发生磷酸化，将H＋泵出细胞并维持稳定的H＋梯度，因此P型质子泵的作用可能是催化ATP中特殊化学键的断裂和普通磷酸键的形成，C正确；P型质子泵能将H＋泵出细胞并维持稳定的H＋梯度，而Р型质子泵能被奥美拉唑等药物特异性抑制，因此服用奥美拉唑后可有效缓解胃酸过多导致的胃溃疡，D正确。
7．下图表示小肠上皮细胞吸收氨基酸和葡萄糖的过程，其中小肠上皮细胞中的葡萄糖和氨基酸浓度均高于肠腔和细胞外液，且细胞内的K＋浓度高于细胞外，而Na＋浓度低于细胞外，甲、乙、丙、丁表示物质运输的载体。据此判断，下列说法正确的是(　　)

A．通过钠泵的作用能降低细胞内外的Na＋和K＋的浓度差
B．氨基酸进出小肠上皮细胞的方式分别为主动运输和协助扩散
C．细胞通过载体甲运输Na＋和葡萄糖的方式都是主动运输
D．能量供应不足会影响载体丙协助葡萄糖跨膜运输
解析：B　分析图解可知，经过钠泵能将细胞内的Na＋运出细胞，同时将细胞外的K＋运进细胞，说明钠泵能维持细胞内外的Na＋和K＋的浓度差，A错误；根据题意可知，小肠上皮细胞中的氨基酸浓度高于肠腔和细胞外液，则氨基酸进入小肠上皮细胞是逆浓度梯度进行的，故其运输方式为主动运输，而运出小肠上皮细胞是顺浓度梯度进行的，需要载体，则为协助扩散，B正确；小肠上皮细胞中的葡萄糖浓度高于肠腔和细胞外液，细胞通过载体甲运输葡萄糖是逆浓度梯度进行的，运输方式为主动运输，小肠上皮细胞中Na＋浓度低于细胞外，细胞通过载体甲运输Na＋为协助扩散，C错误；小肠上皮细胞中的葡萄糖通过载体丙进入组织液是顺浓度梯度进行的，其运输方式是协助扩散，不需要消耗能量，D错误。
二、多项选择题
8．(2021·桃城区模拟)将同一部位的紫色洋葱外表皮细胞分别浸在甲、乙、丙3种溶液中，测得原生质层的外界面与细胞壁间距离的变化如图所示，下列相关分析正确的是(　　)

A．实验开始时，甲、乙溶液的浓度均大于洋葱表皮细胞细胞液浓度
B．与t0时相比，t2时乙溶液中洋葱表皮细胞的细胞液浓度未发生变化
C．实验过程中，丙溶液中有水分子进出洋葱表皮细胞
D．实验结束时，甲、乙溶液的浓度都有所下降
解析：ACD　根据图示分析，实验开始时，甲、乙溶液的浓度均大于洋葱表皮细胞的细胞液浓度，A正确；与t0时相比，由于乙溶液中洋葱外表皮细胞发生质壁分离复原，所以t2时乙溶液中洋葱表皮细胞的细胞液浓度变大，B错误；实验过程中，丙溶液中有水分子进出洋葱表皮细胞，但进入洋葱表皮细胞的水分子多于或等于出洋葱表皮细胞的水分子，C正确；实验结束时，甲溶液中的水分增多，乙溶液中的溶质有所减少，所以甲、乙溶液的浓度都有所下降，D正确。
9．(2021·南通四模)冰叶日中花(简称冰菜)是一种耐盐性极强的盐生植物，其茎、叶表面有盐囊细胞，如图表示盐囊细胞中4种离子的转运方式。下列相关叙述正确的是(　　)

A．NHX运输Na＋有利于降低细胞质基质中Na＋含量，提高耐盐性
B．P型和V型ATP酶转运H＋为NHX转运Na＋提供动力
C．CLC开放后H＋和Cl－顺浓度梯度转运属于主动运输
D．一种转运蛋白可转运多种离子，一种离子可由多种转运蛋白转运
解析：ABD　NHX将Na＋从细胞质基质中运出细胞，也可以将Na＋运入液泡，降低了细胞质基质中Na＋含量，提高了细胞液的浓度，提高耐盐性，A正确；从图中看出P型和V型ATP酶将细胞质基质中的H＋运出细胞或运入液泡，降低了细胞质基质中H＋的浓度，液泡中H＋可以顺浓度梯度进入细胞质基质中，驱动载体蛋白NHX转运Na＋，为Na＋运输提供了动力，B正确；CLC开放后H＋和Cl－顺浓度梯度转运属于协助扩散，C错误；由题图可知，一种转运蛋白可转运多种离子，一种离子可由多种转运蛋白转运，D正确。
10．(2021·淄博三模)TMCO1是内质网上的一种膜蛋白，当内质网腔中钙离子浓度过高时，TMCO1可形成钙离子通道将钙离子排出。一旦内质网腔中钙离子浓度降低到正常水平，TMCO1形成的钙离子通道就随之解体消失。下列叙述正确的是(　　)
A．钙离子通过钙离子通道运出内质网需消耗ATP
B．钙离子运出内质网的速率与钙离子通道数量呈正相关
C．内质网内钙离子浓度的调节可能存在反馈调节机制
D．若敲除TMCO1基因，内质网腔中钙离子浓度可能过高
解析：BCD　当内质网腔中钙离子浓度过高时，TMCO1可形成钙离子通道将钙离子排出，说明钙离子通过钙离子通道运出内质网是协助扩散，不消耗ATP，A错误；钙离子通道数量越多，钙离子运出内质网的速率就越大，B正确；内质网内钙离子浓度的调节存在反馈调节机制，C正确；若敲除TMCO1基因，则不能合成TMCO1膜蛋白，不能将内质网中过多的钙离子排出，导致内质网中钙离子浓度上升，D正确。
三、非选择题
11．某同学为探究不同物质及浓度对洋葱表皮细胞失水的影响，设计了如下实验。请回答下列问题：
步骤1：配制具有一定浓度梯度的蔗糖和氯化钠溶液各10 mL，分别加入培养皿中，加盖、编号。
步骤2：从同一紫色洋葱鳞片叶的相同部位撕取外表皮若干，分别迅速投入到上述培养皿中，使其完全浸入溶液，浸泡10 min。
步骤3：依次取出洋葱鳞片叶外表皮，制成临时装片，用显微镜观察并拍照。
步骤4：统计照片中细胞总数及质壁分离细胞数，计算质壁分离细胞所占比例，结果如图所示。

(1)步骤1中培养皿加盖的目的是____________________________________。步骤3中制作临时装片时，需在载玻片中央滴加1～2滴________________________。
(2)实验表明，当两种溶液的浓度低于0.2 mol·L－1时，洋葱表皮细胞几乎不发生质壁分离，原因是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
在0.4 mol·L－1蔗糖溶液中大约只有20%的细胞发生了质壁分离，同一表皮的细胞质壁分离不同步的原因是______________________________________。
(3)根据实验结果分析，0.6 mol·L－1NaCl溶液的渗透压比0.6 mol·L－1蔗糖溶液的渗透压________。
(4)在“观察植物细胞质壁分离及复原实验”中，一般认为使材料中50%左右的细胞发生质壁分离的溶液浓度为理想实验浓度，因为用该浓度溶液进行实验______________________________________________________________________________，不宜选用0.35 mol·L－1NaCl溶液进行实验的理由是______________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)步骤1中培养皿加盖的目的是防止水分蒸发，引起溶液浓度改变。步骤3中制作临时装片时，需在载玻片中央滴加1～2滴相应培养皿中的溶液，把洋葱表皮细胞浸润在溶液中。(2)实验表明，当两种溶液的浓度低于0.2 mol·L－1时，洋葱表皮细胞几乎不发生质壁分离，原因是外界溶液的浓度低于洋葱表皮细胞的细胞液浓度；在0.4 mol·L－1蔗糖溶液中大约只有20%的细胞发生了质壁分离，同一表皮的细胞质壁分离不同步的原因是不同细胞的细胞液浓度存在差异。(3)根据实验结果分析，0.6 mol·L－1 NaCl溶液的渗透压比0.6 mol·L－1蔗糖溶液的渗透压高，因此NaCl溶液中细胞质壁分离的比例也高。(4)在“观察植物细胞质壁分离及复原实验”中，一般认为使材料中50%左右的细胞发生质壁分离的溶液浓度为理想实验浓度，因为用该浓度溶液进行实验既能保证观察到质壁分离现象，又不至于使细胞失水过多而影响其复原；不宜选用0.35 mol·L－1NaCl溶液进行实验的理由是实验操作中NaCl溶液浓度难免发生改变，从而导致质壁分离细胞占比发生较大改变。
答案：(1)防止水分蒸发，引起溶液浓度改变　相应培养皿中的溶液　(2)外界溶液的浓度低于洋葱表皮细胞的细胞液浓度　不同细胞的细胞液浓度存在差异　(3)高　(4)既能保证观察到质壁分离现象，又不至于使细胞失水过多而影响其复原　实验操作中NaCl溶液浓度难免发生改变，从而导致质壁分离细胞占比发生较大改变
12．(2021·涪城区模拟)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表所示的实验。
组别
第一步
第二步
第三步
结果
A
细胞内注入
少量蒸馏水
放入含物质X的培养液中培养，物质X用放射性同位素标记
培养相同时间后检测细胞内的放射性强度
无放射性
B
细胞内注入
蛋白A的
mRNA
放射性强
C
细胞内注入
蛋白A的
mRNA
放入含物质X(用放射性同位素标记)和氯化汞的培养液中培养
放射性弱

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，为进一步探究叶片细胞吸收物质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：(1)分析表格可知，细胞内注入蛋白A的mRNA，可以通过翻译，合成蛋白质载体，因而可以运输物质X，所以可以检测到放射性，但C组因含有氯化汞放射性较B组弱，说明氯化汞抑制物质X的运输，其原因可能是影响蛋白质载体的功能。(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
13．(2021·通州区一模)我国有近一亿公顷的盐碱地，大部分植物无法在此生存，而耐盐植物藜麦却能生长。通过研究藜麦叶片结构后发现，其表皮有许多盐泡细胞，该细胞体积是普通表皮细胞的100倍以上，里面没有叶绿体，Na＋和Cl－在盐泡细胞的转运如图所示。请回答问题。

(1)据图推测，藜麦的耐盐作用机制是通过___________________________________
的方式，将Na＋和Cl－运送到表皮盐泡细胞的________(细胞器)中储存起来，从而避免高盐对其他细胞的影响。
(2)下表为藜麦盐泡细胞和其他几种普通植物的叶肉细胞膜中部分蛋白的相对表达量。其中________(填下列选项字母)更可能是藜麦，理由是________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
蛋白种类
A
B
C
D
Na＋载体蛋白
8
12
5
11
Cl－载体蛋白
2
6
4
6
葡萄糖转运蛋白
38
28
66
68

(3)藜麦根系从土壤中吸收盐分是主动运输还是被动运输？有同学设计实验进行了探究。
①实验步骤：
a．取甲、乙两组生长发育基本相同的藜麦幼苗植株，放入适宜浓度的含有Na＋、Cl－的溶液中。
b．甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组加入_________________________________
________________________________________________________________________。
c．一段时间后测定两组植株根系对Na＋、Cl－的吸收速率。
②预测实验结果及结论：若乙组________________________________________
__________________________，说明藜麦从土壤中吸收盐分的方式是主动运输。
(4)从经济价值和生态价值角度考虑，培育耐盐植物的主要意义是___________________
________________________________________________________________________(写出两条)。
解析：(1)据图推测，藜麦的耐盐作用机制是通过主动运输的方式，将Na＋和Cl－从低浓度的表皮细胞运送到高浓度的盐泡细胞的液泡中储存起来，从而避免高盐对其他细胞的影响。(2)根据图表分析可知，D组中三种载体蛋白的含量均相对较高；由于盐泡细胞从表皮细胞通过主动运输吸收大量Na＋、Cl－，需要较多两种离子的载体蛋白；盐泡细胞中没有叶绿体，不能生产有机物供能，细胞所需能量只能通过其他细胞转运的葡萄糖分解提供，因此葡萄糖转运蛋白需要量也较高。(3)主动运输需要消耗能量而被动运输不消耗能量。藜麦根系从土壤中吸收盐分是主动运输还是被动运输，可通过设计如下实验进行探究。①实验步骤：a.取甲、乙两组生长发育基本相同的藜麦幼苗植株，放入适宜浓度的含有Na＋、Cl－的溶液中。b.甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组加入细胞呼吸抑制剂或阻断ATP产生的物质。c.一段时间后测定两组植株根系对Na＋、Cl－的吸收速率。②预测实验结果及结论：若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率或基本不吸收，说明藜麦从土壤中吸收盐分的方式是主动运输。(4)从经济价值和生态价值角度考虑，培育耐盐植物的主要意义是通过大面积种植多种耐盐植物，可提高土地利用率、减缓土壤盐碱化程度、改善盐碱地的生态环境、减少温室气体的释放、提高生物多样性。
答案：(1)主动运输　 液泡
(2)D　三种载体蛋白的含量均相对较高；盐泡细胞从表皮细胞通过主动运输吸收大量Na＋、Cl－，需要较多两种离子的载体蛋白。盐泡细胞中没有叶绿体，不能生产有机物供能，细胞所需能量只能通过其他细胞转运的葡萄糖分解提供，因此葡萄糖转运蛋白需要量也较高
(3)细胞呼吸抑制剂(或阻断ATP产生的物质)　吸收速率明显小于甲组吸收速率或基本不吸收
(4)通过大面积种植多种耐盐植物，可提高土地利用率、减缓土壤盐碱化程度、改善盐碱地的生态环境、减少温室气体的释放、提高生物多样性