高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第4章 细胞的物质输入和输出综合与测试单元测试达标测试

第4章 细胞的物质输入和输出  单元测试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题(共50分)

1、将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是(   )

A.若换成蔗糖溶液，也会发生类似图中曲线变化

B.a、c两点所在时刻的植物细胞液浓度是相等的

C.b点植物细胞液浓度最大，与实验开始时的A溶液浓度相等

D.b点之前植物细胞原生质体吸水能力持续增强

2、将紫色洋葱的鳞片叶外表皮细胞置于A～F六组不同浓度的蔗糖溶液中，测得实验后细胞的平均长度，计算其与实验前平均长度的比值，得到如图结果，下列相关分析正确的是(   )

A.表皮细胞细胞液中的蔗糖浓度介于C～D组之间

B.实验后的B组细胞吸水能力可能大于C组和A组

C.A～F六组蔗糖溶液的浓度依次减小，F组细胞不能吸水

D.E组细胞实验后滴加清水，细胞恢复初始长度的时间较短

3、细胞的吸水和失水是水分子跨膜运输的过程。下列关于这句话的理解,错误的是(   )

A.细胞吸水最终表现为水分子从单位体积中水分子多的一侧向水分子少的一侧运输

B.细胞失水最终表现为水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程

C.细胞吸水和失水最终都表现为水分子顺相对含量梯度跨膜运输

D.细胞吸水和失水最终都表现为水分子从溶液浓度高的一侧向溶液浓度低的一侧运输

4、肝细胞和细菌都能以协助扩散的方式吸收葡萄糖，其中细菌协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT1，肝细胞协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT2，其运输的速率和葡萄糖浓度的关系如下图所示，下列推测错误的是(   )

A.协助扩散可以降低细胞内外葡萄糖的浓度差

B.A点与B点相比，制约葡萄糖转运速率的因素是GLUT1数量

C.C点与A点相比，C点葡萄糖转运速率低的原因可能是肝细胞GLUT2少

D.载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率

5、取某一红色花冠中两个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞，将它们分别放置在甲、乙两种溶液中，测得细胞失水量的变化如图1所示，液泡直径的变化如图2所示。下列叙述正确的是(   )

A.甲、乙两种溶液是同种溶液

B.第4min后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡

C.图2中曲线Ⅱ和图1中甲溶液中细胞失水量曲线对应

D.第2min前甲溶液中花瓣细胞的失水速率小于乙溶液

6、甲、乙两种小分子物质在细胞内外的相对浓度如下图所示，在进行跨膜运输时，下列说法正确的是(   )

A.甲、乙进出细胞都需要消耗能量

B.甲、乙进出细胞都可发生在人工脂双层

C.甲进入细胞、乙排出细胞的方式是主动运输

D.甲排出细胞的方式普遍存在于动植物细胞中

7、小肠是消化和吸收的主要器官，食物中的多糖和二糖被水解成单糖后，在小肠黏膜上皮细胞的微绒毛上被吸收。为研究葡萄糖的吸收方式，研究人员在体外进行了相关实验，实验过程及结果如下表所示：

下列叙述错误的是(   )

A.小肠微绒毛吸收葡萄糖的方式体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能

B.小肠微绒毛吸收葡萄糖需要膜转运蛋白的协助

C.小肠黏膜上皮细胞内葡萄糖的浓度大于5mmol·L-1

D.随着外界葡萄糖浓度的增大，小肠微绒毛吸收葡萄糖的速率会一直增大

8、实验表明，对离体的蛙的心肌细胞施用某种毒素，心肌细胞对K+、C6H12O6的吸收量不受影响，但对Ca2+的吸收量却明显减少，试分析这种毒素可能的作用机理是(   )

A.改变了心肌细胞膜的结构，使膜的流动性增强，对物质的吸收变快

B.抑制了心肌细胞膜上Ca2+载体蛋白的活动，使细胞吸收Ca2+的速率减慢

C.抑制了心肌细胞的呼吸，为主动运输提供的能量减少

D.改变了心肌细胞膜两侧的Ca2+浓度，使细胞主动吸收Ca2+的速率降低

9、将同一部位的紫色洋葱鳞片叶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的距离变化如图所示，下列有关叙述错误的是(   )

A.实验开始前，溶液甲的浓度＞溶液乙的浓度＞溶液丙的浓度

B.溶液乙中的洋葱鳞片叶外表皮细胞在t2时的细胞液浓度小于t0时的细胞液浓度

C.实验过程中水分子可以从溶液甲中扩散到洋葱鳞片叶外表皮细胞内

D.实验结束后，可能只有溶液乙、丙中的洋葱鳞片叶外表皮细胞依然具有活性

10、甲、乙、丙分别是三种哺乳动物的红细胞，将它们分别置于同一浓度的某水溶液中，水分子的跨膜运输情况如下图所示（箭头方向表示水分子的进出，箭头粗细表示单位时间内水分子出入的多少）。下列叙述正确的是(   )

A.甲、乙、丙三种红细胞在该溶液中都能吸水膨胀

B.在该溶液中能够出现质壁分离现象的是细胞甲

C.在高倍显微镜下可观察到进出细胞乙的水分子数相等

D.若将细胞甲、乙、丙同时分别置于蒸馏水中，细胞丙先涨破

二、填空题(共20分)

11、(10分)下面左图是右图的D步骤观察到的细胞，右图是“植物细胞的质壁分离与复原”的实验步骤；请据图回答下列问题：

（1）质壁分离与复原实验中的“质”由左图中的________组成（填编号）。 从细胞结构上分析，发生左图现象的原因是________。

（2）B处操作的目的是_______，C处的操作是________。

（3）如果用适宜浓度的KNO3溶液做“植物细胞的质壁分离与复原实验”，实验现象是________。

12(本题 10 分)下图为Na+和葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图，图中的主动运输过程既可消耗来自ATP直接提供的能量，也可利用Na+电化学梯度的势能。请据图回答问题：

（1）Na+从肠腔进入小肠上皮细胞和葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液的跨膜运输方式__________(填“相同”或“不同”)；在上述过程中，当Na+和葡萄糖充足时，二者的运输速率与相应载体蛋白的数量呈___________(填“正相关”或“负相关”)。

（2）葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的跨膜运输方式是____________，你判断的依据是：①_________________________________________；②_____________________________。

（3）温度影响Na+从小肠上皮细胞到组织液的运输，一方面是因为温度影响细胞膜的____________(结构特点)；另一方面温度影响合成_____的活性。

三、读图填空题(共10分)

13、(10分)回答下列有关问题：

Ⅰ.以紫色洋葱鳞片叶为材料进行细胞质壁分离实验，图1为光镜下的显微照片，图2为细胞模式图。请据图回答下列问题：

（1）质壁分离是指_____与细胞壁的分离。

（2）若同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，蔗糖溶液浓度越低，则X/Y值越_____；若不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，细胞的正常细胞液浓度越低，则X/Y值越_____。

Ⅱ.低温处理法、载体蛋白抑制法和细胞呼吸抑制法都能影响物质进出细胞。回答下列问题：

（1）低温处理法一方面可直接降低细胞膜的_____，导致物质进出细胞的速率减慢，另一方面通过影响_____，导致细胞代谢速率减慢，进而影响物质进出细胞。

（2）载体蛋白抑制法对人体成熟红细胞吸收_____（选填“甘油”或“葡萄糖”）有影响。

（3）细胞呼吸抑制法会影响_____（填下列序号）的运输。

①K+   ②胰岛素   ③乙醇   ④氨基酸   ⑤CO2

（4）若想阻止某种特定金属离子进出细胞可选用上述方法中的_____法，原因是_____。

四、实验题(共10分)

14、(10分)下面是以洋葱为实验材料的相关实验。回答下列问题。

(1)取洋葱鳞片叶内表皮,制成临时装片。从盖玻片一侧滴入加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3 g/mL的蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引,显微镜观察,结果如图1所示,与初始状态相比,此时细胞的吸水能力_____ (填“变强”或“变弱”);观察到A处颜色为_____ (填“紫色”或“红色”或“无色”),理由是_____。

(2)在适宜条件下,测得洋葱的根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中两种物质浓度变化的关系曲线如图2所示:

①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,最可能的原因是_____ ,这也是细胞膜具有_____ (特性)的结构基础之一。

②某实验小组要进行实验以确定b的跨膜运输方式是主动运输还是协助扩散。现有呼吸抑制剂和b转运蛋白质抑制剂两种试剂供选择,应选择_____ ,请说明选择这种试剂而不选择另外一种的理由是:_____ 。

五、探究题(共10分)

15、(10分)某同学为探究萝卜细胞的细胞液浓度，设计了如下实验：将萝卜切成长度和宽度相同的细条，将其分为a、b、c、d、e和f六组(每组的条数相等)。取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中浸泡，相同时间后测量各组萝卜条的长度并记录，结果如图所示
 

(1)水分子可通过__________的方式进出萝卜细胞，当外界溶液浓度 __________(填“大于”“小于”或“等于”)细胞液浓度时，细胞失水。

(2)本实验的自变量是______________。

(3)根据实验结果可知，___________(填字母)组的萝卜细胞处于失水状态，将这 些萝卜细胞制成临时装片，用显微镜可观察到____________的现象。若将萝卜细 胞放入蒸馏水中，细胞吸水后不会涨破，是因为_________________________。

(4)根据实验结果，该萝卜细胞的细胞液浓度相当于实验中_________mol•L－1之 间的蔗糖溶液浓度。

参考答案

1、答案：D

解析：A、图示原生质体的体积先减小，然后逐渐增加并恢复原状，说明细胞先发生质壁分裂，随后又自动复原，说明物质A能进入细胞，若换成蔗糖溶液，由于蔗糖分子不能进入细胞，所以不能发生自动复原现象，A错误;

B、bc段为细胞的自动复原过程，说明物质A能进入细胞，由于物质A进入了细胞，且细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，使细胞不能无限吸水，所以a、c两点所在时刻的植物细胞液浓度不一定相等，B错误，

C、b点时为质壁分离的最大程度，此时植物细胞液浓度最大，与外界溶液浓度相等，但ab段细胞失水使外界A溶液浓度变小，同时A物质被细胞不断吸收，所以此时外界溶液浓度与实验开始时的A溶液浓度不相等，即此时细胞液浓度与实验开始时的A溶液浓度不相等，C错误;D、b点之前植物细胞失水，细胞液浓度不断增加，原生质体吸水能力持续增强，D正确。

2、答案：B

解析：A.表皮细胞细胞液的渗透压接近于C- D组蔗糖溶液渗透压，并不是表皮细胞细胞液中的蔗糖浓度介于C~D之间，A错误;

B、B组细胞失水,若A组细胞失水过多而死亡，则实验后的B组细胞吸水能力大于C组和A组, B正确;

C、D-F组实验后细胞的平均长度与实验前平均长度的比值大于1,说明细胞吸水，A、B组细胞的平均长度与实验前平均长度的比值小于1，说明细胞失水，A-F六组蔗糖溶波的浓度可能依次减小，F组的细胞发生吸水，C错误;

D、E组细胞由于吸水，实验后滴加清水,原生质体不会恢复初始长度, D错误。

故选B。

3、答案：D

解析：A、细胞吸水是通过渗透作用,水分子从相对含量高向相对含量低跨膜运输的过程,由高浓度到低浓度,A正确;
B、水分的运输方式是自由扩散,则细胞的吸水是水分子顺相对含量梯度跨膜运输,B正确;
C、细胞吸水和失水的方式都是自由扩散,动力都是浓度差,所以水分子顺相对含量梯度跨膜进行运输,C正确;
D、细胞吸水和失水都是水分子从溶液浓度低的一侧向浓度高的一侧运输,D错误.
所以D选项是正确的.

4、答案：B

解析：协助扩散是将物质顺浓度梯度的运输，运输过程中，膜两侧的浓度差缩小，所以协助扩散可以降低细胞内外葡萄糖的浓度差，A正确；A点与B点相比，制约葡萄糖转运速率的主要因素是葡萄糖的浓度，B错误；C点与A点相比，两点葡萄糖浓度一样，因载体数量不同而运输速率不同，C正确；与无蛋白质的磷脂双分子层相比，有载体时运输速率明显加快，所以载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率，D正确。

5、答案：C

解析：分析题图可知，花瓣细胞放在甲溶液中，出现质壁分离后会维持分离状态，而放在乙溶液中会出现质壁分离复原的现象，这样的差异是由于甲、乙溶液溶质不同产生的，但是浓度可能相同，甲溶液中溶质不能被细胞吸收，乙溶液中的溶质可以被细胞吸收，A错误；第4min后乙溶液中细胞溶液浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水，发生质壁分离的复原，B错误；分析题图2可知，曲线Ⅱ表示液泡先变小后维持不变，与甲溶液中细胞失水量曲线对应，C正确；根据题图1可知，2min前植物细胞在甲溶液中的失水量大于乙溶液，即甲溶液中花瓣细胞的失水速率大于乙溶液，D错误。

6、答案：D

解析：据题图可知，甲在细胞外的浓度高于细胞内的浓度，乙在细胞内的浓度高于细胞外的浓度，故甲进入细胞、乙排出细胞都是顺浓度梯度运输，属于被动运输，不需要消耗能量，A、C均错误；甲排出细胞、乙进入细胞都是逆浓度梯度运输，属于主动运输，需要能量和载体蛋白，但人工脂双层只有两层脂质分子，无蛋白质，所以甲排出细胞、乙进入细胞不可能发生在人工脂双层，B错误；甲排出细胞的方式属于主动运输，主动运输普遍存在于动植物细胞中，D正确。

7、答案：D

解析：用蛋白质抑制剂处理小肠微绒毛，葡萄糖的转运速率为0，说明小肠微绒毛吸收葡萄糖需要转运蛋白的协助，转运蛋白只允许部分物质通过，这体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，A、B均正确。在外界葡萄糖浓度为5mmol·L-1时，用呼吸抑制剂处理小肠微绒毛，对照组葡萄糖的转运速率＞实验组葡萄糖的转运速率，且实验组葡萄糖的转运速率为0，说明此时细胞转运葡萄糖为主动运输，故可推出小肠黏膜上皮细胞内葡萄糖的浓度大于5mmol•L-1，C正确。由题干及题表分析可知，当外界葡萄糖浓度低时，小肠黏膜上皮细胞运输葡萄糖的方式为主动运输；当外界葡萄糖浓度高时，其运输方式有主动运输和协助扩散两种，但细胞膜上转运蛋白的数量是有限的，运输速率不会一直增大，D错误。

8、答案：B

解析：据题干信息可知，该毒素只是使细胞对Ca2+的吸收量减少，不影响K+、C6H12O6的运输，结合选项分析，这种毒素可能的作用机理是抑制了心肌细胞膜上Ca2+载体蛋白的活动，由于载体蛋白具有专一性，抑制了Ca2+载体蛋白的活动，使心肌细胞对Ca2+的吸收量明显减少，而对K+、C6H12O6的吸收量不受影响，B正确。

9、答案：B

解析：实验开始后，溶液甲、乙中洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层的外界面与细胞壁间的距离逐渐增大，溶液丙中洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层的外界面与细胞壁间的距离一直为0，说明溶液甲、乙的浓度均大于洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度，细胞失水，且溶液甲中细胞的失水速率大于溶液乙中的细胞，溶液丙的浓度小于或等于洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度，故实验开始前，溶液甲的浓度＞溶液乙的浓度＞溶液丙的浓度，A正确；实验开始后，溶液乙中洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层的外界面与细胞壁间的距离先逐渐增大，而后又逐渐减小，说明溶液乙中的溶质可被细胞吸收，细胞发生质壁分离后又自动复原，故与t0时相比，t2时乙溶液中细胞液浓度增大，B错误；实验过程中，溶液甲中有水分子进出洋葱鳞片叶外表皮细胞，即水分子可以从溶液甲中扩散到洋葱鳞片叶外表皮细胞内，C正确；实验结束后，溶液甲中的洋葱鳞片叶外表皮细胞可能因过度失水而死亡，而溶液乙、丙中的洋葱鳞片叶外表皮细胞依然有活性，D正确。

10、答案：D

解析：由题图箭头的粗细可以推知，细胞甲中单位时间内出细胞的水分子数大于进细胞的水分子数，细胞失水；细胞乙中单位时间内出细胞的水分子数等于进细胞的水分子数，细胞维持原有状态；细胞丙中单位时间内进细胞的水分子数大于出细胞的水分子数，细胞吸水，A错误；质壁分离发生在植物细胞中，动物细胞没有细胞壁，不会发生质壁分离，B错误；在高倍显微镜下观察不到水分子，C错误；分析题图可知，细胞液浓度关系为甲＜乙＜丙，故将细胞甲、乙、丙同时分别置于蒸馏水中，细胞丙先涨破，D正确。

11、答案：（1）②④⑤  植物细胞原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性 

（2）与D处观察到的细胞形成对照   从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸引流，重复几次        

（3）质壁分离后自动复原 

解析：（1）质壁分离与复原实验中的“质”代表原生质层，由②细胞膜、④液泡膜和之间的⑤细胞质组成；图1发生了质壁分离，内因是植物细胞原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。
（2）B操作是观察细胞的初始状态，目的是与D处观察到的发生质壁分离细胞形成对照；C处的操作是从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸引流，重复几次，以使细胞浸润在清水中，发生质壁分离复原。
（3）如果用适宜浓度的KNO3溶液做“植物细胞的质壁分离与复原实验”，则细胞先因渗透作用失水而发生质壁分离，后由于K+和NO3-可以通过主动运输进入细胞液，使得质壁分离后的细胞能够吸水而自动复原，即可以发生质壁分离后自动复原。

12、

（1）答案：相同；正相关

解析：根据分析，Na+从肠腔进入小肠上皮细胞和葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液的跨膜运输方式都是协助扩散，是相同的；二者的运输速率与相应载体蛋白的数量呈正相关。

（2）答案：主动运输；从低浓度一边到高浓度一边；Na＋电化学梯度的势能

解析：由于被选择吸收的物质葡萄糖从低浓度一边（肠腔）到高浓度一边（小肠上皮细胞），需要的能量来自于Na+电化学梯度的势能，所以葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的跨膜运输方式是主动运输。

（3）答案：流动性；细胞呼吸

解析：温度影响膜的流动性；同时在主动运输中需要消耗的能量主要由ATP提供，而温度影响了产生ATP的重要途径：细胞呼吸中酶的活性。

13答案：

Ⅰ.(1)原生质层

(2)大;小

Ⅱ.(1)流动性;酶的活性

(2)葡萄糖

(3)①②④

(4)载体蛋白抑制;载体蛋白具有专一性,而低温处理法和细胞呼吸抑制法均无专一性

解析： Ⅰ.(1)原生质层包括细胞膜、液泡膜以及中间的细胞质,质壁分离是指原生质层与细胞壁的分离。

(2)若同一细胞用不同浓度糖溶液处理,糖溶液浓度越低,细胞吸水更多,X越大,由于细胞壁的限制,Y几乎不变,则X/Y值越大;若不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理,细胞的正常细胞液浓度越低,细胞失水越多,则X越小,X/Y值越小。

Ⅱ.(1)低温处理法一方面可直接降低细胞膜的流动性,导致物质进出细胞的速率减慢,另一方面通过影响酶的活性,导致细胞代谢速率减慢,进而影响物质进出细胞。

(2)甘油进入成熟红细胞的方式为自由扩散,不需要载体蛋白,葡萄糖进入红细胞为协助扩散,需要载体蛋白,故载体蛋白抑制法对人体成熟红细胞吸收葡萄糖有影响。

(3)乙醇和CO2通过自由扩散进入细胞,不需要载体蛋白、不消耗能量,而K+、氨基酸通过主动运输进出细胞,需要能量和载体,胰岛素通过胞吐排出细胞,需要能量,故细胞呼吸抑制法会影响①②④的运输。

(4)若想阻止某种特定金属离子进出细胞可选用上述方法中的载体蛋白抑制法,原因是载体蛋白具有专一性,而低温处理法和细胞呼吸抑制法均无专一性。

14、答案：（1）变强;红色;含有伊红的蔗糖溶液穿过了全透性的细胞壁

（2）①细胞膜上运输b的转运蛋白;数量是有限的选择透过性

② 呼吸抑制剂;呼吸抑制剂抑制呼吸作用，影响能量供应，主动运输需要能量，协助扩散不需要能量，主动运输和协助扩散都需要转运蛋白

解析：（1）取洋葱鳞片叶内表皮，制成临时装片。从盖玻片一侧滴入加有伊红（植物细胞不吸收的红色染料）的0.3gL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，显微镜观察，结果如图1所示，此时细胞失水发生质壁分离，因此与初始状态相比，细胞液的浓度变大，此时细胞的吸水能力变强。A处是外界溶液，由于含有伊红的蔗糖溶液穿过了全透性的细胞壁，因此颜色是红色。

（2）实验结果表明：当外界溶液中的浓度达到一定数值时，再增加的浓度，根细胞对的吸收速率不再增加，最可能的原因是细胞膜上运输的转运蛋白（载体蛋白或通道蛋白也给分）数量是有限的，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础之一。某实验小组要进行实验以确定弘的跨膜运输方式是主动运输还是协助扩散。注意主动运输需要呼吸作用提供能量而协助扩散则不需要，因此该实验要选择呼吸抑制剂，因为呼吸抑制剂抑制呼吸作用，影响能量供应，主动运输需要能量，协助扩散不需要能量，主动运输和协助扩散都需要转运蛋白。

15、答案：(1)自由扩散大于

(2)不同浓度的蔗糖溶液

(3)d、e、f；质壁分离；细胞壁有支持和保护细胞的作用

(4)0.4~0.5

解析： （1）水分子可通过自由扩散的方式进出细胞，也可通过协助扩散的方式进出细胞。当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水。

（2）由题意“取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中浸泡”可知，本实验的自变量是不同浓度的蔗糖溶液。

（3）通过图示可以看出，d、e、f组实验前长度/实验后长度的值>1，表明d、e、f组的细条变短，萝卜细胞处于失水状态，将这些萝卜细胞制成临时装片，用显微镜可观察到质壁分离现象。由于细胞壁有支持和保护细胞的作用，因此将萝卜细胞放到蒸馏水中，细胞吸水后不会涨破。

（4）a、b、c组实验前长度/实验后长度的值<1，表明细胞吸水，且该值越小，萝卜细胞吸水越多；d、e、f组实验前长度/实验后长度的值>1，表明细胞失水，且该值越大，萝卜细胞失水越多。综上分析可知，该萝卜细胞的细胞液浓度相当于实验中0.4~0.5mol·L-1的蔗糖溶液浓度。