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物質(zhì)出入細胞的方式 A組　基礎(chǔ)過關(guān) 1.(2018北京理綜,1,6分)細胞膜的選擇透過性保證了細胞內(nèi)相對穩(wěn)定的微環(huán)境。下列物質(zhì)中,以(自由)擴散方式通過細胞膜的是(　　) A.Na+ B.二氧化碳 C.RNA D.胰島素 答案　B　以(自由)擴散方式跨膜運輸?shù)奈镔|(zhì)有O2、CO2、H2O和脂溶性物質(zhì)等,B正確。 2.(2018海南單科,6,2分)將水稻幼苗培養(yǎng)在含MgSO4的培養(yǎng)液中,一段時間后,發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)液中Mg2+和S的含量下降,下列敘述不合理的是(　　) A.Mg2+通過自由擴散進入根細胞 B.MgSO4必須溶解在水中才能被根吸收 C.根吸收的Mg2+可以參與葉綠素的形成 D.降低溫度會影響水稻根系對Mg2+的吸收 答案　A　Mg2+通過主動轉(zhuǎn)運的方式進入根細胞,A錯誤;MgSO4必須溶解在水中形成離子后,才能被根吸收,B正確;根吸收的Mg2+可以參與葉綠素的形成,C正確;降低溫度會降低膜的流動性,進而影響水稻根系對Mg2+的吸收,D正確。 3.(2018課標全國Ⅰ,3,6分)下列有關(guān)植物根系吸收利用營養(yǎng)元素的敘述,錯誤的是(　　) A.在酸性土壤中,小麥可吸收利用土壤中的N2和N B.農(nóng)田適時松土有利于農(nóng)作物根細胞對礦質(zhì)元素的吸收 C.土壤微生物降解植物秸稈產(chǎn)生的無機離子可被根系吸收 D.給玉米施肥過多時,會因根系水分外流引起“燒苗”現(xiàn)象 答案　A　小麥無固氮能力,不能吸收和利用N2,A錯誤;農(nóng)田適時松土,可增加土壤氧含量,促進根細胞有氧呼吸,進而促進根細胞通過主動運輸吸收礦質(zhì)元素,B正確;土壤微生物降解植物秸稈產(chǎn)生的無機離子,可以被植物根系吸收利用,C正確;施肥過多可造成土壤溶液濃度高于玉米根細胞的細胞液濃度,導致根細胞水分外流而引起“燒苗”現(xiàn)象,D正確。 4.下圖是某同學進行“觀察洋蔥表皮細胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復原”活動時拍攝的顯微鏡下的細胞圖像。下列敘述正確的是(　　) A.①所指暗線是細胞壁,它兩側(cè)的蔗糖溶液濃度會有較大的差異 B.②所指亮區(qū)是細胞溶膠,觀察不到細胞器是因為它們都是半透明的 C.③所指暗區(qū)是細胞液,它屬于細胞質(zhì),復原時也有水分子出液泡 D.④所指亮區(qū)是細胞膜,該實驗證明了它的選擇透性與細胞壁不同 答案　C　①所指暗線是細胞壁,具有全透性,它兩側(cè)的蔗糖溶液濃度沒有明顯差異,A錯誤;②所指亮區(qū)是細胞膜和細胞壁之間的區(qū)域,B錯誤;③所指暗區(qū)是細胞液,它屬于細胞質(zhì),復原時也有水分子出液泡,C正確;④所指亮區(qū)是細胞膜和液泡膜之間的部分,D錯誤。 5.某同學用形態(tài)和生理狀況相似的某植物葉片下表皮細胞為材料,進行了如下實驗,實驗過程中相關(guān)細胞都保持生理活性,結(jié)果如表所示。下列分析錯誤的是(　　) 實驗組別 a b c d e f 蔗糖溶液濃度(g/mL) 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 實驗前細胞長度/實驗后細胞長度 0.70 0.80 0.90 1.06 1.10 1.15 A.6組實驗中,表皮細胞都能發(fā)生滲透作用,出現(xiàn)吸水或失水現(xiàn)象 B.隨著蔗糖溶液濃度的提高,表皮細胞長度先增長再保持不變最后變短 C.實驗后,c組液泡中的溶質(zhì)濃度大于b組 D.細胞在實驗前后長度不變的蔗糖濃度介于0.35~0.40 g/mL之間 答案　B　分析表格數(shù)據(jù)可知,不同的蔗糖溶液濃度,實驗前細胞長度/實驗后細胞長度不同,說明實驗后表皮細胞的體積發(fā)生了變化,表皮細胞都能發(fā)生滲透作用,出現(xiàn)吸水或失水現(xiàn)象,A正確。隨著蔗糖溶液濃度的提高,表皮細胞長度變短,B錯誤。由實驗數(shù)據(jù)可知,表皮細胞在兩組蔗糖溶液中均吸水,且c組蔗糖溶液濃度大于b組,因此c組吸水小于b組,c組液泡中的溶質(zhì)濃度大于b組,C正確。由實驗數(shù)據(jù)可知,蔗糖溶液濃度為0.35 g/mL時,實驗前細胞長度/實驗后細胞長度小于1;蔗糖溶液濃度為0.40 g/mL時,實驗前細胞長度/實驗后細胞長度大于1,因此細胞在實驗前后長度不變的蔗糖濃度介于0.35~0.40 g/mL之間。 6.如圖是細胞膜的結(jié)構(gòu)模式圖,其中①②表示細胞膜的組成成分,a和b為細胞選擇吸收的物質(zhì)。下列有關(guān)敘述,正確的是(　　) A.①能識別其他細胞 B.②不存在水溶性部分 C.物質(zhì)a和b的轉(zhuǎn)運方式相同 D.能在光學顯微鏡下觀察到如圖結(jié)構(gòu) 答案　A　①為糖蛋白,能識別其他細胞,如精、卵細胞的識別,A正確;②為膜蛋白,露在外側(cè)的部分為水溶性部分,B錯誤;a為擴散,b為主動轉(zhuǎn)運,轉(zhuǎn)運方式不同,C錯誤;如圖結(jié)構(gòu)不能在光學顯微鏡下看到,D錯誤。 7.圖一是生物膜的流動鑲嵌模型及物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運示意圖,其中離子通道是一種通道蛋白,通道蛋白是橫跨細胞膜的親水性通道,允許適當大小的離子順濃度梯度通過,①②③④代表物質(zhì)轉(zhuǎn)運方式。圖二表示物質(zhì)通過膜轉(zhuǎn)運的速率(縱坐標)隨環(huán)境中O2濃度(橫坐標)的變化。請仔細觀察圖示并回答有關(guān)問題: (1)很多研究成果有力支持“脂溶性物質(zhì)易透過生物膜,不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不易透過生物膜”這一事實。這證明組成細胞膜的主要成分中有圖一中所示的[　]　　　　。 (2)鯊魚體內(nèi)能積累大量的鹽,鹽分過高時就要及時將多余的鹽分排出體外,經(jīng)研究鯊魚體內(nèi)多余鹽分是經(jīng)②途徑排出的,那么其跨膜轉(zhuǎn)運的方式是　　　　。 (3)蟾蜍心肌細胞吸收Ca2+、K+、C6H12O6的方式相同,若用呼吸作用抑制劑處理心肌細胞,則Ca2+、K+、C6H12O6等物質(zhì)吸收均受到顯著的影響,其原因是　　　。若對蟾蜍的離體心臟施加某種毒素后Ca2+吸收明顯減少,但K+、C6H12O6的吸收不受影響,最可能的原因是該毒素抑制了圖一中所示的轉(zhuǎn)運Ca2+的[　]　　　　的活動。 (4)圖二與圖一中的　　　　代表的物質(zhì)轉(zhuǎn)運方式一致。圖中曲線出現(xiàn)BC段的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)甲　脂雙層　(2)易化擴散　(3)缺少ATP　乙　載體蛋白　(4)④　載體蛋白的數(shù)量是有限的,能量的供應(yīng)也是有限的 解析　(1)根據(jù)相似相溶原理,脂溶性物質(zhì)易透過生物膜,不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不易透過生物膜,能充分說明組成細胞膜的主要成分中有磷脂分子,圖一中甲代表脂雙層。(2)鯊魚體內(nèi)多余鹽分是經(jīng)②途徑排出的,②是通過離子通道進出細胞,不需要能量,因此是易化擴散。(3)蟾蜍心肌細胞對Ca2+、K+、C6H12O6的吸收都屬于主動轉(zhuǎn)運的過程,需要載體蛋白和ATP,用呼吸作用抑制劑處理心肌細胞,因缺少能量ATP,Ca2+、K+、C6H12O6等物質(zhì)的吸收均受到顯著的影響。對蟾蜍的離體心臟施加某種毒素后,Ca2+吸收明顯減少,但K+、C6H12O6的吸收不受影響,說明不受能量的限制,證明該毒素抑制了轉(zhuǎn)運Ca2+的[乙]載體蛋白的活動。(4)圖二在一定范圍內(nèi),跨膜轉(zhuǎn)運的速率隨O2濃度的增大而增大,當O2濃度達到一定值后,即使O2濃度再增大,跨膜轉(zhuǎn)運的速率也不變,這表明這種跨膜轉(zhuǎn)運的方式與細胞呼吸相關(guān),需要消耗細胞呼吸產(chǎn)生的ATP,為主動轉(zhuǎn)運。圖一中的④代表主動轉(zhuǎn)運,主動轉(zhuǎn)運需要載體蛋白、需要消耗能量,圖二中出現(xiàn)BC段與載體蛋白數(shù)量和ATP的數(shù)量有關(guān)。 8.有人認為小腸上皮細胞是以主動轉(zhuǎn)運而不是易化擴散的方式吸收葡萄糖的,請設(shè)計實驗加以研究確定。 (1)實驗步驟: 第一步:取甲、乙兩組生理狀況相同的小腸上皮細胞,放入適宜濃度的含有葡萄糖的培養(yǎng)液中。 第二步:甲組細胞給予正常的呼吸條件,　　　　　 　　　　　　　　　　。 第三步:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)預(yù)測實驗結(jié)果并分析: ①若甲、乙兩組細胞對葡萄糖的吸收速率基本相同,則　　　　　　　　　 　　　　　　　。 ②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)第二步:乙組細胞抑制細胞呼吸,其他條件都相同　第三步:一段時間后測定兩組細胞對葡萄糖的吸收速率 (2)①說明小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式不是主動轉(zhuǎn)運　②若甲組細胞對葡萄糖的吸收速率高于乙組,則說明小腸上皮細胞吸收葡萄糖的方式是主動轉(zhuǎn)運 解析　(1)易化擴散和主動轉(zhuǎn)運的差別在于是否需要消耗細胞呼吸所釋放的能量,因此設(shè)置對照實驗的自變量為有無正常呼吸條件,因變量為細胞對葡萄糖的吸收速率。第一步:取甲、乙兩組生理狀況相同的小腸上皮細胞,放入適宜濃度的含有葡萄糖的培養(yǎng)液中;第二步:甲組細胞給予正常的呼吸條件,乙組細胞抑制細胞呼吸,其他條件都相同;第三步:一段時間后測定兩組細胞對葡萄糖的吸收速率。(2)若甲、乙兩組細胞對葡萄糖的吸收速率基本相同,則說明小腸上皮細胞吸收葡萄糖的過程不需要能量,不是主動轉(zhuǎn)運;若乙組細胞的吸收速率明顯小于甲組細胞,或者完全不吸收,則說明小腸上皮細胞吸收葡萄糖的過程需要能量,是主動轉(zhuǎn)運。 B組　能力提升 　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 1.(2018課標全國Ⅲ,3,6分)神經(jīng)細胞處于靜息狀態(tài)時,細胞內(nèi)外K+和Na+的分布特征是(　　) A.細胞外K+和Na+濃度均高于細胞內(nèi) B.細胞外K+和Na+濃度均低于細胞內(nèi) C.細胞外K+濃度高于細胞內(nèi),Na+相反 D.細胞外K+濃度低于細胞內(nèi),Na+相反 答案　D　本題主要考查靜息狀態(tài)下神經(jīng)細胞內(nèi)、外離子的分布與特點。靜息狀態(tài)下,神經(jīng)細胞內(nèi)的K+濃度高于細胞外的K+濃度,細胞外的Na+濃度高于細胞內(nèi)的Na+濃度,故D項符合題意。 2.如圖為物質(zhì)進出細胞示意圖,下列相關(guān)說法錯誤的是(　　) A.載體③具有運輸和催化的作用 B.載體①參與的運輸方式屬于易化擴散 C.載體②的作用使細胞內(nèi)的Na+濃度高于細胞外 D.溶質(zhì)分子甲進入細胞與細胞內(nèi)外Na+的濃度有關(guān) 答案　C　從圖中信息得知,載體③可以控制K+、Na+的運輸,同時可以催化ATP水解為ADP和Pi,A正確;通過載體①溶質(zhì)分子甲順濃度梯度出細胞,屬于易化擴散,B正確;載體②讓Na+進細胞是順濃度梯度運輸?shù)?細胞內(nèi)的Na+濃度低于細胞外,C錯誤;載體②可以同時讓Na+和溶質(zhì)分子甲進入細胞,且甲是逆濃度梯度進入細胞的,屬于主動轉(zhuǎn)運,需要的能量由膜兩側(cè)Na+的濃度差形成的勢能提供,D正確。 3.(2018課標全國Ⅱ,2,6分)下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹?正確的是(　　) A.巨噬細胞攝入病原體的過程屬于協(xié)助擴散 B.固醇類激素進入靶細胞的過程屬于主動運輸 C.神經(jīng)細胞受到刺激時產(chǎn)生的Na+內(nèi)流屬于被動運輸 D.護膚品中的甘油進入皮膚細胞的過程屬于主動運輸 答案　C　本題主要考查物質(zhì)跨膜運輸?shù)南嚓P(guān)知識。巨噬細胞攝入病原體的過程屬于胞吞,A錯誤;固醇類激素屬于脂溶性物質(zhì),以擴散的方式跨膜運輸,B錯誤;神經(jīng)細胞受到刺激時,Na+通過離子通道順濃度梯度以被動轉(zhuǎn)運的方式進入細胞,C正確;甘油為脂溶性物質(zhì),通過擴散的方式進入皮膚細胞,D錯誤。 4.主動轉(zhuǎn)運的能量可來自ATP水解或電化學梯度(離子的濃度梯度),下圖是與小腸上皮細胞有關(guān)的葡萄糖跨膜運輸?shù)氖疽鈭D,其中a、b、c表示載體蛋白。據(jù)圖分析,下列敘述正確的是(　　) A.載體蛋白b轉(zhuǎn)運葡萄糖的過程中需要ATP水解供能 B.在載體蛋白c的協(xié)助下,細胞內(nèi)外的Na+濃度趨于相同 C.腸腔中的Na+濃度降低,會影響小腸上皮細胞吸收葡萄糖 D.機體短暫的供氧不足,會影響葡萄糖由小腸上皮細胞進入組織液 答案　C　載體蛋白b轉(zhuǎn)運葡萄糖是從高濃度到低濃度一側(cè),屬于易化擴散,不需耗能,A、D錯誤;在載體蛋白c協(xié)助下,Na+逆濃度梯度運輸且耗能,屬于主動轉(zhuǎn)運,不能使細胞內(nèi)外的Na+濃度趨于相同,C錯誤。 5.人體細胞膜上存在一種蛋白質(zhì)離子通道,在膜電位發(fā)生變化時,蛋白質(zhì)通道的閘門開啟或關(guān)閉,完成無機鹽離子進出細胞的轉(zhuǎn)運。如圖所示為物質(zhì)進出細胞的三種途徑,下列說法正確的是(　　) A.膜電位由靜息電位變?yōu)閯幼麟娢粫rCa2+通道蛋白開啟 B.影響途徑①的因素只有物質(zhì)的濃度差 C.溫度只影響物質(zhì)進出細胞方式中途徑③的速率 D.甲物質(zhì)是ATP,可為途徑②和③提供能量 答案　A　圖中顯示,膜電位由外正內(nèi)負的靜息電位變?yōu)橥庳搩?nèi)正的動作電位時,Ca2+通道蛋白開啟,Ca2+內(nèi)流,A正確;途徑①是葡萄糖從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運輸且需要載體協(xié)助的,運輸方式為易化擴散,該運輸方式不僅受物質(zhì)濃度差的影響,還受載體蛋白數(shù)量的影響,B錯誤;溫度可影響ATP的合成及膜上蛋白質(zhì)的運動,途徑③為胞吐,需要消耗能量,途徑①②都需要蛋白質(zhì)協(xié)助,因此①②③的運輸速率都與溫度有關(guān),C錯誤;甲物質(zhì)是細胞呼吸第一階段和需氧呼吸第二、三階段所產(chǎn)生的ATP,ATP為途徑③胞吐提供能量,途徑②依賴蛋白通道的開啟,不消耗能量,D錯誤。 6.下列關(guān)于“驗證活細胞吸收物質(zhì)的選擇性”的敘述,正確的是(　　) A.玉米籽粒首先在20-25 ℃的溫水中浸泡適宜的時間 B.將未煮過的2粒玉米籽粒作為對照的實驗材料 C.用紅墨水對泡脹的籽粒進行染色后,再將玉米籽粒沿胚的中線縱向切開 D.觀察玉米籽粒胚的顏色前需用50%乙醇洗去浮色 答案　A　煮過的玉米籽粒作為對照的實驗材料,B錯誤;將玉米籽粒沿胚的中線縱向切開后用紅墨水染色,C錯誤;觀察玉米籽粒胚的顏色前需用水沖洗,D錯誤。 7.將小鼠肝細胞置于不同濃度NaCl溶液中,一段時間后測定細胞體積和數(shù)量,實驗結(jié)果如圖。下列敘述正確的是(　　) A.曲線甲表示細胞數(shù)量的變化 B.乙曲線說明當NaCl溶液濃度大于a時細胞開始吸水 C.NaCl溶液濃度為b時小鼠肝細胞內(nèi)外溶液濃度相等 D.實驗過程中細胞體積的變化說明細胞膜具有一定的流動性 答案　D　曲線乙表示細胞數(shù)量的變化,A錯誤;乙曲線說明當NaCl溶液濃度大于a時,肝細胞數(shù)量開始增多,B錯誤;NaCl溶液濃度為b時細胞內(nèi)外溶液濃度不相等,C錯誤;實驗過程中細胞體積的變化說明細胞膜具有一定的流動性,能夠伸縮,D正確。 8.人體神經(jīng)細胞內(nèi)CO2分壓和K+濃度高于細胞外,而O2分壓和Na+濃度低于細胞外,如圖為細胞膜的結(jié)構(gòu)模式圖,由此做出的判斷正確的是(　　) A.K+進入細胞的方式為易化擴散 B.CO2轉(zhuǎn)運速率會隨細胞內(nèi)CO2濃度升高不斷增大 C.②可以作為運輸Na+的載體 D.通過④轉(zhuǎn)運溶質(zhì)分子的速率比直接通過③慢 答案　B　K+進入細胞的方式為主動運輸,A錯誤;CO2轉(zhuǎn)運的方式是擴散,其轉(zhuǎn)運速率會隨細胞內(nèi)CO2濃度升高不斷增大,B正確;神經(jīng)細胞中Na+是通過④離子通道進入細胞的,C錯誤;通過④轉(zhuǎn)運溶質(zhì)分子的速率比直接通過③快,D錯誤。 9.Hg2+能抑制ATP水解?？蒲腥藛T為探究不同濃度的Hg2+對洋蔥根尖成熟區(qū)細胞和分生區(qū)細胞吸收K+的影響進行了相關(guān)實驗,結(jié)果如表所示。請回答下列問題: 實驗材料 組別 Hg2+濃度 (mgL-1) 實驗后細胞內(nèi)K+ 濃度(mgL-1) 成熟區(qū)細胞和適宜濃度的K+溶液 A1 0 10 A2 10 7 A3 20 4 分生區(qū)細胞和上述濃度的K+溶液 B1 0 5 B2 10 2 B3 20 1 (1)洋蔥根尖細胞中能產(chǎn)生ATP的部位有　　　　　　　　　　　　　。針對成熟區(qū)細胞設(shè)置A1組作為對照組的目的是　　　　　　　　　　　　 　　　。 (2)分析上表中數(shù)據(jù)可知,隨著Hg2+濃度的升高,細胞吸收K+的量　　　　(填“增多”“不變”或“減少”),可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)對比A1組和B1組,可得出的結(jié)論是　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)細胞溶膠和線粒體　排除無關(guān)變量的干擾,以確保實驗結(jié)果是由不同濃度的Hg2+引起的 (2)減少　細胞吸收K+屬于主動轉(zhuǎn)運需要ATP供能,而Hg2+通過抑制ATP水解影響K+的吸收 (3)與分生區(qū)細胞相比,成熟區(qū)細胞對K+的吸收量更大 解析　(1)洋蔥根尖細胞可以進行呼吸作用,不能進行光合作用,因此其產(chǎn)生ATP的場所有細胞溶膠和線粒體;針對成熟區(qū)細胞設(shè)置A1組作為對照組,目的是排除無關(guān)變量的干擾,以確保實驗結(jié)果是由不同濃度的Hg2+引起的。(2)分析表中數(shù)據(jù)可知,隨著Hg2+濃度的升高,細胞吸收K+的量減少,可能的原因是細胞吸收K+屬于主動轉(zhuǎn)運需要ATP供能,而Hg2+通過抑制ATP水解影響K+的吸收。(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析,A1、B1實驗后細胞內(nèi)K+濃度分別為10 mgL-1、5 mgL-1,說明與分生區(qū)細胞相比,成熟區(qū)細胞對K+的吸收量更大。