新教材适用2023年高中生物第4章细胞的物质输入和输出测评新人教版必修1

第4章测评

(时间:60分钟　满分:100分)

一、选择题(本题共15小题。每小题2分,共30分。每小题给出的4个选项中,只有1个选项是符合题目要求的)

1.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

答案:D

2.某生物兴趣小组在探究物质运输方式时发现有一种物质不能顺浓度梯度进出无蛋白质的磷脂双分子层,却能顺浓度梯度进入细胞。这种物质出入细胞的方式最可能是(　　)

A.自由扩散　　 B.主动运输

C.协助扩散 D.胞吞、胞吐

答案:C

3.下列细胞在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中不会发生质壁分离的是(　　)

A.洋葱叶肉细胞 

B.洋葱根尖生长点细胞

C.洋葱表皮细胞 

D.洋葱根毛细胞

答案:B

4.选择质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理植物细胞观察其质壁分离的原因是(　　)

A.蔗糖是细胞和生物体生命活动的能源物质

B.蔗糖是细胞和生物体的重要组成物质

C.蔗糖分子溶于水而不能透过选择透过性膜

D.蔗糖分子溶于水而且能透过选择透过性膜

答案:C

5.人的红细胞浸在质量浓度为x的食盐水中,既不吸水也不失水,红细胞形态不变;而浸在质量浓度为y的食盐水中,红细胞吸水涨破;浸在质量浓度为z的食盐水中,红细胞失水皱缩。这3种食盐水的质量浓度大小依次为(　　)

A.x>y>z B.y>x>z

C.z>y>x D.z>x>y

答案:D

解析:人红细胞的渗透压与质量浓度为x的食盐水相当,细胞吸水和失水处于动态平衡; 浸在质量浓度为y的食盐水中的红细胞吸水胀破,说明y<x;浸在质量浓度为z的食盐水中的红细胞失水皱缩,说明z>x。故这三种食盐水的质量浓度大小为z>x>y。

6.用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞做质壁分离的实验,若发生质壁分离前观察的细胞如图甲所示,则发生质壁分离时所观察到的细胞是图乙中的(　　)

甲

乙

答案:A

解析:紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离后,液泡缩小,细胞液浓度变大,所以液泡的颜色(紫色)变深,而细胞质仍为无色。

7.在顺浓度梯度的情况下,葡萄糖分子可以进入细胞;如果细胞需要,它们也可以逆浓度梯度进入细胞。下列有关叙述正确的是(　　)

A.葡萄糖只能通过被动运输进入细胞

B.葡萄糖逆浓度梯度进入细胞需要消耗能量

C.葡萄糖只能通过主动运输进入细胞

D.被动运输能顺浓度梯度和逆浓度梯度进行

答案:B

解析:根据题干信息分析,葡萄糖既可逆浓度梯度进入细胞,也可顺浓度梯度进入细胞,说明葡萄糖既可通过主动运输的方式进入细胞,也可通过被动运输的方式进入细胞。主动运输需载体且消耗能量。被动运输只能顺浓度梯度进行。

8.下图为小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的转运。下列相关叙述正确的是(　　)

A.a物质可能是甘油,b物质可能是葡萄糖

B.a物质可能是氧气,b物质可能是甘油

C.a物质可能是胆固醇,b物质可能是氧气

D.a物质可能是葡萄糖,b物质可能是氨基酸

答案:A

解析:由题图可知,a物质由高浓度一侧运至低浓度一侧,不需要转运蛋白和能量,属于自由扩散,a物质可能是O2、CO2、甘油、胆固醇等;b物质由低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白和能量,属于主动运输,b物质可能是葡萄糖、氨基酸等。

9.浸泡在一定浓度KNO3溶液中的洋葱表皮细胞,发生质壁分离后又复原,直接参与此生理过程的细胞器和为此过程提供能量的细胞器分别是(　　)

A.叶绿体、内质网 B.液泡、线粒体

C.核糖体、高尔基体 D.液泡、叶绿体

答案:B

解析:质壁分离需要液泡直接参与。KNO3在水中电离成了K+和N。这两种离子可以通过主动运输的方式进入细胞,需要线粒体提供能量。

10.细胞在吸收某种物质时,遵循下面两种曲线。这种物质可能是(　　)

A.肾小管吸收原尿中的葡萄糖

B.小肠上皮细胞吸收饮食中的乙醇

C.红细胞吸收血浆中的K+

D.肝细胞吸收氨基酸

答案:B

解析:顺浓度梯度且不消耗能量的跨膜运输方式为被动运输。小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是自由扩散,肾小管吸收原尿中的葡萄糖、红细胞吸收血浆中的K+、肝细胞吸收氨基酸的方式都为主动运输。

11.下图甲中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式,图乙表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列相关叙述错误的是(　　)

A.图甲中曲线a表示自由扩散,曲线b表示协助扩散或主动运输

B.图甲中曲线b达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白的数量

C.图乙中的胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有选择透过性

D.图乙中的胞吐和胞吞过程都需要消耗ATP

答案:C

解析:由图甲可知,曲线a表示物质的转运速率随被转运分子浓度的增大而增大,此种运输方式属于自由扩散。曲线b表示物质的转运速率随被转运分子浓度的增大而增大,随后转运速率达到最大,可见b表示协助扩散或主动运输。此时限制转运速率继续增大的因素可能是载体的数量。图乙中的胞吞和胞吐过程需要消耗ATP。这两个过程说明细胞膜具有流动性。

12.下列关于物质跨膜运输的叙述,正确的是(　　)

A.血浆中的氧进入红细胞与血红蛋白结合需穿过两层磷脂双分子层

B.葡萄糖顺浓度梯度跨膜运输不需要载体蛋白

C.胃蛋白酶通过主动运输分泌到细胞外

D.轮藻细胞逆浓度梯度吸收K+,需要载体蛋白协助　

答案:D

解析:血浆中的氧进入红细胞与血红蛋白结合,需穿过一层红细胞膜,即一层磷脂双分子层。葡萄糖顺浓度梯度跨膜运输为协助扩散,协助扩散需要转运(载体)蛋白的协助。胃蛋白酶通过胞吐的方式分泌到细胞外。轮藻细胞逆浓度梯度吸收K+为主动运输过程,需要载体蛋白的协助。

13.右图为渗透平衡时的装置(糖类不能通过半透膜),烧杯的液面高度为a,漏斗的液面高度为b,液面差m=b-a。在此基础上继续实验,以渗透平衡时的液面差为观测指标,正确的是(蔗糖酶能催化蔗糖水解为单糖)(　　)

A.若向漏斗中加入清水,平衡时m将增大

B.若向漏斗中加入蔗糖分子,则平衡时m不变

C.若向漏斗中加入蔗糖酶,则平衡时m不变

D.达到新的平衡时,水分子进出半透膜的速率相等

答案:D

解析:若向漏斗中加入清水,漏斗中的液体渗透压降低,吸水能力减弱,则平衡时m将减小;若向漏斗中加入蔗糖分子或蔗糖酶,漏斗中的液体渗透压增大,则平衡时m值将增大;达到新的平衡时,水分子进出半透膜的速率相等,液面不再升高。

14.右图所示的U形管中部c处装有半透膜,在a侧加入红色的细胞色素(相对分子质量为13 000的蛋白质)的水溶液,b侧加入清水,并使a、b两侧液面高度一致。经过一段时间后,实验结果将是(　　)

A.a、b两液面高度一致,b侧为无色

B.a、b两液面高度一致,b侧为红色

C.a液面低于b液面,b侧为红色

D.a液面高于b液面,b侧为无色

答案:D

解析:a侧为红色的细胞色素(相对分子质量为13000的蛋白质)的水溶液,b侧为清水,a侧溶液浓度大于b侧,a侧吸水,a液面高于b液面。红色的细胞色素分子是大分子,不能通过半透膜,所以a侧为红色,b侧为无色。

15.下列叙述正确的是(　　)

A.植物细胞发生质壁分离的基础是其原生质层比细胞壁的伸缩性小

B.体验制备细胞膜时,破裂哺乳动物成熟红细胞利用的是渗透作用的原理

C.生物膜的选择透过性是指在协助扩散和主动运输中选择性地允许物质通过

D.成熟植物细胞的原生质层是由细胞壁、细胞膜和液泡膜共同组成的

答案:B

解析:植物细胞发生质壁分离的原因有外因和内因,外因是外界溶液浓度>细胞液浓度,内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。把哺乳动物的成熟红细胞放在清水里,由于渗透作用,水会进入细胞,使细胞涨破,从而得到纯净的细胞膜。生物膜的选择透过性是指细胞选择吸收的分子或离子可以通过,而其他不被选择的离子、小分子和大分子物质则不能通过。成熟植物细胞的原生质层是由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质共同组成的。

二、选择题(本题共5小题,每小题3分,共15分。每小题给出的4个选项中,至少有1个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)

16.下列关于膜蛋白和物质跨膜运输的叙述,错误的是(　　)

A.膜蛋白在细胞膜上的分布是对称的

B.膜蛋白不参与物质跨膜运输的被动运输过程

C.主动运输可以使被运输的离子在细胞内外浓度不同

D.物质通过磷脂双分子层的扩散速率与其脂溶性有关

答案:AB

解析:膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中:有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层。被动运输包括自由扩散和协助扩散,其中协助扩散需要转运蛋白(膜蛋白)。主动运输可以逆浓度梯度进行,使被运输的离子在细胞内外浓度不同。磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架,根据相似相溶原理,脂溶性物质优先通过细胞膜。

17.下图为植物细胞物质跨膜运输的三种示意图。下列有关叙述错误的是(　　)

A.甘油分子可以通过图乙的方式从高浓度到低浓度运输到细胞内

B.图乙中的载体蛋白具有专一性,发挥作用后即失活

C.三个过程都体现细胞膜具有控制物质进出细胞的功能

D.图丙中的B在内质网上合成

答案:ABD

解析:图乙的运输方式为协助扩散,甘油分子的运输方式是自由扩散,对应图甲的方式。图乙为协助扩散,需在载体蛋白的协助下,将物质由高浓度运输到低浓度,载体蛋白具有专一性,且能够反复利用。图中三个过程均体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。图丙中物质从低浓度运往高浓度,运输方式为主动运输,B为载体蛋白,在核糖体上合成。

18.主动运输的能量可来自ATP水解或电化学梯度(离子的浓度梯度)。下图是与小肠上皮细胞有关的葡萄糖跨膜运输的示意图,其中a、b、c表示载体蛋白。据图分析,下列叙述正确的是(　　)

A.载体蛋白b转运葡萄糖的过程中需要ATP水解供能

B.在载体蛋白c的协助下,细胞内外的Na+浓度趋于相同

C.肠腔中的Na+浓度降低,会影响小肠上皮细胞吸收葡萄糖

D.机体短暂的供氧不足,会影响葡萄糖由小肠上皮细胞进入组织液

答案:C

解析:载体蛋白b转运葡萄糖是从高浓度到低浓度一侧,属于协助扩散,不需要耗能。在载体蛋白c的协助下,Na+逆浓度梯度运输且耗能,属于主动运输,不能使细胞内外Na+浓度趋于相同。小肠上皮细胞吸收葡萄糖属于主动运输,所需能量来自电化学梯度(Na+的浓度梯度),所以肠腔中的Na+浓度降低,会影响小肠上皮细胞吸收葡萄糖。

19.现有两个取自同一个紫色洋葱鳞片叶外表皮的大小相同、生理状态相似的成熟细胞,将它们分别浸没在甲、乙两种溶液中,测得液泡直径的变化情况如下图所示。下列有关叙述正确的是(　　)

A.甲溶液的浓度比乙溶液的大

B.2 min时,甲、乙溶液中细胞的细胞液浓度均高于初始值

C.10 min时,取出两个细胞并置于清水中,都能观察到质壁分离复原的现象

D.本实验若选用紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞为材料,则现象更明显

答案:AB

解析:分析题图,实验开始的一段时间内,甲溶液中细胞液泡直径减小得更快,故甲溶液浓度比乙溶液的大。2min时甲、乙溶液中细胞的液泡直径都减小,细胞液浓度均高于初始值。由图可知,甲溶液中细胞会发生质壁分离自动复原,10min时,取出两个细胞并置于清水中,只有乙细胞发生质壁分离复原。紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的液泡中不含色素,实验现象不明显。

20.胃内的酸性环境是通过质子泵维持的,质子泵催化1分子的ATP水解所释放的能量,可驱动1个H+从胃壁细胞进入胃腔和1个K+从胃腔进入胃壁细胞,K+又可经通道蛋白顺浓度梯度进入胃腔。下列相关叙述错误的是(　　)

A.K+进入胃腔消耗能量

B.H+从胃壁细胞进入胃腔属于主动运输

C.胃壁细胞内K+的含量影响细胞内液体的渗透压的大小

D.K+进出胃壁细胞需要相同的膜蛋白的协助

答案:AD

解析:K+可经通道蛋白顺浓度梯度进入胃腔,说明K+进入胃腔不消耗能量。H+经质子泵从胃壁细胞进入胃腔,并且需要消耗ATP释放的能量,属于主动运输。细胞内K+的含量对维持细胞内液体的渗透压具有重要作用。K+进入胃壁细胞依赖于质子泵,而K+从胃壁细胞进入胃腔需要通道蛋白协助,因此二者所需的膜蛋白不同。

三、非选择题(本题包括5小题,共55分)

21.(11分)取某植物的少量根尖组织,滴加清水制成临时装片,如下图A,以此研究植物细胞的一些生命活动。整个实验过程保证细胞始终为生活状态。据图回答下列问题。

(1)用一定浓度的X溶液处理临时装片A,得到如图C所示的结果,据图判断物质X进入细胞的方式应该为　　　　　　。 

(2)据图C推测在整个实验过程中,图B所示细胞发生的形态变化是　　　　　　　　,发生这些变化的条件为:①植物细胞的　　　　　相当于一层半透膜;②　　　　　　　　　　　之间存在浓度差。 

(3)为了更好地观察植物细胞失水和吸水过程,通常选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)主动运输

(2)先质壁分离,然后质壁分离自动复原　①原生质层　②细胞液与细胞外界溶液

(3)洋葱外表皮细胞有紫色的大液泡,便于观察

22.(10分)下图是生物膜流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,其中离子通道是一种通道蛋白,该通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道,具有离子选择性。请据图回答有关问题。

(1)很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜,不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一说法。这证明组成生物膜的主要成分中有[　]　　　　　　　　　　　　。 

(2)鲨鱼体内能积累大量的盐,盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外。经研究,鲨鱼体内多余的盐分是经②途径排出的,那么其跨膜运输的方式是　　　　　　　　　　。 

(3)对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后,对Ca2+的吸收明显减少,但对K+、C6H12O6的吸收不受影响,最可能的原因是该毒素抑制了心肌细胞膜上转运Ca2+的[　]　　　　　　　　　　的活性。 

答案:(1)A　磷脂双分子层(或磷脂分子)

(2)协助扩散

(3)B　载体蛋白

23.(12分)图1为研究渗透作用的实验装置示意图;图2所示为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞处在某浓度的外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性);图3所示为选用蔗糖作为实验材料,用U形管所做的渗透实验。请回答下列问题。

(1)图1中的渗透作用发生需要两个条件:①有半透膜;②　　　　　　　　　　　。

当液面上升到最大高度后处于静止状态时,　　　　(填“有”或“无”)水分子通过半透膜进入漏斗中。 

(2)在做观察植物细胞的质壁分离和复原实验的过程中,常选用图2所示的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料,原因是该种细胞具有　　　　　　　。细胞处于图2所示状态时,A、B处的浓度关系为　　　　　　　　　　　　　　(用字母和符号表示)。

(3)图3实验结果说明蔗糖分子不能通过半透膜。某同学想继续探究蔗糖水解产物能否通过半透膜,于是向b管中滴加了两滴一定浓度的蔗糖酶(能水解蔗糖)溶液,并在适宜温度下保温一段时间,然后观察实验现象并预测实验结果。

①一段时间后,若发现a、b两管的液面高度差继续增大,直至最后稳定不变。请分析造成此现象的原因:　　　　　　　　　　　　　;　　　　　　　　　　　　　　。 

②一段时间后,若发现b管液面先上升后下降,直至b管液面仅略高于a管液面后不再变化。为使两管的液面等高,应进行的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　。

答案:(1)a和b之间存在浓度差(半透膜两侧溶液存在浓度差)　有

(2)紫色大液泡　A>B、A<B或A=B

(3)①滴加蔗糖酶溶液后使b管中溶液浓度升高　蔗糖被蔗糖酶水解,水解产物不能通过半透膜　②在a管中滴加等量的蔗糖酶溶液

解析:(1)图1中渗透作用的发生需要两个条件:①有半透膜;②a和b之间存在浓度差。当液面上升到最大高度后处于静止状态时,水分子仍然可通过半透膜进出漏斗。(2)在做观察植物细胞的质壁分离和复原实验的过程中,常选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料,原因是该种细胞具有紫色大液泡,便于观察。图2中细胞可能处于三种状态:当A处浓度<B处浓度时,细胞吸水,正发生质壁分离复原;当A处浓度>B处浓度时,细胞失水,正发生质壁分离;当A处浓度=B处浓度时,细胞的吸水和失水处于动态平衡状态。(3)图3实验结果说明蔗糖分子不能通过半透膜。某同学向b管中滴加了两滴一定浓度的蔗糖酶溶液,使b管中溶液浓度升高。蔗糖在蔗糖酶的作用下水解,使b管中溶液的物质的量浓度变大。如果水解产物不能通过半透膜,则b管中溶液渗透压进一步升高,b管液面进一步升高,最后浓度差产生的渗透压与液面高度差产生的压强相等时,液面处于平衡状态。若发现b管液面先上升后下降,直至b管液面仅略高于a管液面后不再变化,说明蔗糖水解产物能通过半透膜,但b管中滴加的两滴一定浓度的蔗糖酶溶液不能通过半透膜。为使两管的液面等高,应进行的操作是在a管中滴加等量的蔗糖酶溶液。

24.(10分)正常细胞内K+浓度约为细胞外的30倍,细胞外Na+浓度约为细胞内的12倍。当细胞内外的Na+浓度差、K+浓度差减小时,细胞膜上的Na+/K+-ATP酶发挥作用。这种酶可以通过水解ATP,将细胞内的Na+移出膜外,将细胞外的K+移入膜内。具体过程如图1所示,请回答下列问题。

图1

图2　　　　　　　　　图3

(1)膜内外Na+具有浓度差,与膜的　　　　　　性有关。Na+/K+-ATP酶将细胞内的Na+移出膜外的跨膜运输方式是　　　　　　　　　　　。 

(2)在运输Na+和K+的过程中,Na+/K+-ATP酶的　　　　　　发生改变,有利于与离子的结合与分离。 

(3)比较图2和图3,当Na+和K+　　　　浓度差流过Na+/K+-ATP酶时,将ADP合成ATP;进行ATP合成或水解的反应条件取决于　　　　　　。 

答案:(1)选择透过　主动运输

(2)空间结构

(3)顺　离子浓度差(或离子流动方向)

25.(12分)红树林分布于热带亚热带海岸潮间带,通常受到盐胁迫。红树林植物能抵抗盐胁迫,通过叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出,是强耐盐植物。那么,红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输?某生物兴趣小组设计以下实验进行探究,请补充完整。

(1)实验步骤

①取生长发育相同的若干红树林植物,随机均分成A、B两组,放入适宜浓度的含有K+、Ca2+的溶液中;

②A组给予正常的呼吸条件,B组 　　　　　　　　　　　; 

③ 　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)实验结论

①若两组植株对K+、Ca2+的吸收速率相同,说明　　　　　　　　　　　　　　　;

②　　　　　　　　　　　　　　,说明红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。 

答案:(1)②完全抑制呼吸作用　③一段时间后测定两组植株根系对K+、Ca2+等无机盐的吸收速率

(2)①红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是被动运输　②若B组吸收速率明显小于A组吸收速率

解析:主动运输和被动运输最主要的区别在于是否需要能量,而能量主要是通过细胞的呼吸作用提供的。因此,实验组和对照组的自变量应为是否进行呼吸作用,因变量是无机盐离子的吸收速率。