2024届高考生物一轮总复习课时验收评价六细胞的物质输入和输出

课时验收评价（六） 细胞的物质输入和输出

1．水分子存在两种跨膜运输机制，一种是通过磷脂双分子层的自由扩散，另一种是通过水通道蛋白的跨膜运输。研究者为探究哺乳动物成熟红细胞的吸水方式，进行了如下实验，将甲组红细胞用生理盐水配制的蛋白酶溶液处理，乙组红细胞用等量的生理盐水处理。将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴加清水，另一侧用吸水纸吸引，显微镜下观察在相同时间内两组细胞发生破裂的情况。下列分析不合理的是(　 )

A．水分子的上述两种跨膜运输方式，都是顺浓度梯度进行的

B．磷脂双分子层内部具有疏水性，水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定阻碍

C．若甲、乙两组细胞破裂数差异不大，则说明水分子主要以自由扩散进入红细胞

D．若甲组细胞破裂的数量比乙组少，则说明水分子仅通过通道蛋白进入红细胞

解析：选D　若水分子仅通过通道蛋白进入红细胞，则甲组细胞膜上的水通道蛋白被蛋白酶破坏，则水分子不能进入甲组细胞，甲组细胞不会破裂，D错误。

2．提取某种哺乳动物的红细胞并分成甲、乙两组，乙组用一定试剂处理抑制膜蛋白的功能，甲组不做处理，两组细胞均置于清水中，显微镜下观察红细胞的变化如图所示，乙组细胞体积略有增大。

下列相关叙述正确的是(　 )

A．甲组和乙组的红细胞吸收水分都是顺溶液浓度梯度进行

B．该实验说明红细胞吸水的方式主要是自由扩散

C．该实验说明红细胞可以通过膜蛋白运输水分子

D．甲组中2.5 min时红细胞的吸水能力大于0.5 min时

解析：选C　清水中水分子的数量大于红细胞内水分子的数量，溶液浓度指的是溶质浓度，因此水分子是从低浓度向高浓度运输，A错误；据题干信息可知，甲组不做处理，乙组抑制了膜蛋白的功能，由图可知，在相同的时间内，甲组细胞体积增大的程度比乙组大，说明甲组的吸水能力要远大于乙组，B错误；大部分的水分子进出细胞的方式为协助扩散，需要载体蛋白的协助，C正确；甲组中2.5 min时红细胞吸水量大于0.5 min时，溶液浓度比0.5 min时低，故吸水能力比0.5 min时弱，D错误。

3．如图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜(允许单糖透过，不允许二糖、多糖及蔗糖酶透过)，装置溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，图2、图4分别表示达到平衡后，图1、图3液面上升的高度h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA＞MB，Ma＝Mb＞MA。下列分析正确的是(　 )

A．平衡后，漏斗内溶液浓度Ma大于Mb

B．平衡后，漏斗内液面上升高度h1＞h2

C．平衡后，膜两侧水分子进出速度相等，膜两侧溶液浓度相等

D．若再向a、b中加入等量的蔗糖酶，漏斗内外液面最终会齐平

解析：选A　初始浓度Ma＝Mb，题图1漏斗两侧的浓度差较小，液面上升高度较小，因此平衡后，漏斗内溶液浓度Ma＞Mb，漏斗内液面上升高度h1＜h2，A正确，B错误；平衡后，膜两侧水分子进出速度相等，但膜两侧溶液浓度不相等，C错误；若再向a、b中加入等量的蔗糖酶，蔗糖酶不能透过半透膜，则漏斗内的蔗糖被水解成单糖，单糖可以移动到漏斗外，而漏斗外的蔗糖不能被水解，所以漏斗内外溶液浓度难以相等，因此漏斗内外液面不会齐平，D错误。

4.葡萄糖进入人体小肠绒毛上皮细胞和红细胞的方式不同。葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞属于主动运输，小肠绒毛上皮细胞膜上存在载体蛋白SGLT1。借助SGLT1，当Na＋顺浓度进入小肠绒毛上皮细胞的同时，葡萄糖逆浓度转入，如图所示；而葡萄糖进入红细胞属于协助扩散。下列相关叙述，正确的是(　 )

A．呼吸抑制剂可阻断红细胞吸收葡萄糖

B．在转运葡萄糖的过程中SGLT1不发生构象的改变

C．葡萄糖运出小肠绒毛上皮细胞与进入红细胞的方式相同

D．葡萄糖进入人体成熟红细胞的过程由线粒体提供能量

解析：选C　葡萄糖进入红细胞属于协助扩散，不消耗能量，因此呼吸抑制剂不影响红细胞吸收葡萄糖，A错误；由题意可知，SGLT1是转运葡萄糖的载体蛋白，在运输葡萄糖过程中会发生构象的改变，B错误；通过图示可知，葡萄糖运出小肠绒毛上皮细胞是由高浓度向低浓度运输，需要载体，与葡萄糖进入红细胞都是协助扩散，C正确；葡萄糖进入人体成熟红细胞的过程属于协助扩散，不消耗能量，且人体成熟红细胞无线粒体，D错误。

5．为探究植物细胞的吸水和失水过程，某同学进行了相关实验，下图为某植物细胞在同一溶液中出现的三个状态下的细胞图像，且三个状态下的细胞仍为活细胞。

下列有关叙述错误的是(　 )

A．图示细胞正在发生质壁分离，且先后顺序是乙→甲→丙

B．三种状态下，细胞液的浓度大小关系是丙>甲>乙

C．三种状态下，细胞的吸水能力大小关系是丙>甲>乙

D．若甲表示细胞处于平衡状态，则原生质层内外溶液浓度差为0

解析：选A　图示细胞也可能正在发生质壁分离后的复原，A错误。

6.大型胞饮作用是一种特殊的胞吞作用，内吞物与细胞膜上的受体结合后，细胞膜形成皱褶包裹内吞物形成囊泡，囊泡与溶酶体融合并被水解酶降解，过程如图所示。下列叙述错误的是(　 )

A．大型胞饮作用依赖于细胞膜的流动性

B．内吞物被降解后的产物都能被细胞回收利用

C．细胞膜形成皱褶的过程需要细胞骨架发挥作用

D．细胞通过大型胞饮作用摄入物质具有选择性

解析：选B　内吞物被降解后只有部分产物能被细胞回收利用，B错误。

7．如图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且不变)。

下列叙述正确的是(　 )

A．3 h时，两组幼苗中都有处于质壁分离状态的细胞

B．6 h时，甲组幼苗开始吸收K＋、NO，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高

C．12 h后，甲组幼苗鲜重恢复至处理前，乙组幼苗将死亡

D．实验表明，甲组幼苗能吸收K＋、NO，而乙组幼苗不能

解析：选A　3 h时，两组幼苗重量均低于处理前的鲜重，说明幼苗根细胞失水，处于质壁分离状态，A正确。实验开始时，甲组幼苗根系就已开始吸收K＋、NO，而不是在6 h时才开始吸收K＋、NO，到6 h时细胞液浓度大于KNO3溶液浓度，从而使细胞吸水能力增强，使鲜重逐渐提高，B错误。12 h后，由于甲组幼苗根系不断通过主动运输吸收K＋、NO，从而保持根细胞内外浓度差，使其吸水量大于蒸腾量而有可能超过处理前的鲜重量；乙组幼苗置于比根细胞液浓度大很多的KNO3溶液中，根细胞通过渗透作用和蒸腾作用不断大量失水造成严重萎蔫最后死亡，C错误。实验表明，甲、乙两组幼苗都能吸收K＋、NO，D错误。

8．ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，主要由TMD(跨膜区)和NBD(ATP结合区)两部分组成。研究表明，某些ABC转运蛋白能将已经进入肿瘤细胞的化疗药物排出(如图)。下列相关叙述错误的是(　 )

A．TMD亲水性氨基酸比例比NBD高

B．图示化疗药物的运输方式属于主动运输

C．物质转运过程中，ABC转运蛋白构象发生改变

D．肿瘤细胞中ABC转运蛋白基因大量表达可能使其耐药性增强

解析：选A　TMD部分位于磷脂双分子层的疏水区域，NBD位于细胞内，因此TMD亲水性氨基酸比例比NBD低，A错误；由图示可知，化疗药物通过ABC转运蛋白排出，消耗ATP释放的能量，属于主动运输，B正确；物质转运过程中，ABC转运蛋白作为载体蛋白，其构象会发生改变，C正确；肿瘤细胞中ABC转运蛋白基因大量表达，可形成大量ABC转运蛋白，能迅速把进入肿瘤细胞的化疗药物排出，使其耐药性增强，D正确。

9．铁是人体内必不可少的微量元素，下图表示铁被小肠吸收和转运至细胞内的过程。图中转铁蛋白(Tf)可运载Fe3＋，以Tf­Fe3＋结合形式进入血液。Tf­Fe3＋与转铁蛋白受体(TfR)结合后进入细胞，并在囊泡的酸性环境中将Fe3＋释放。

下列叙述错误的是(　 )

A．Fe2＋顺浓度梯度通过蛋白1通道的过程属于协助扩散

B．Tf与TfR结合后携带Fe3＋进入细胞的过程属于胞吞

C．蛋白2和转铁蛋白(Tf)都是细胞膜上的载体蛋白

D．H＋进入囊泡的过程属于主动运输，需要消耗能量

解析：选C　Fe2＋从小肠上皮细胞进入组织液时，是顺浓度梯度且需要载体，但不需要能量，属于协助扩散，A正确；细胞膜上的转铁蛋白受体(TfR)具有识别作用，与Tf­Fe3＋识别并结合后通过胞吞进入细胞，B正确；转铁蛋白(Tf)是血液中运载Fe3＋的蛋白，不在细胞膜上，C错误；H＋进入囊泡是通过质子泵逆浓度梯度进行的，属于主动运输，需要消耗能量，D正确。

10．物质进入细胞的“载体假说”认为：载体首先与待输送的膜外物质结合成复合体，然后此复合体转向膜内，将输送的物质释放到膜内，载体再恢复原状，继续与新的待运输物质结合，其运输过程如图所示(图中R为载体；Mo为膜外物质；MR为载体复合体；Mi为膜内物质)。

以下支持该假说的事实是(　 )

A．植物根系对矿质元素的吸收速率具有饱和效应

B．土壤溶液的浓度高于植物根细胞液浓度

C．静息电位时K＋外流，动作电位时Na＋内流

D．植物体内阴、阳离子总量之间存在着某种平衡

解析：选A　据图可知，“载体假说”运输物质需要载体和能量，属于主动运输，植物根系对矿质元素的吸收属于主动运输，当运输的物质达到最大量时，运输速率会达到饱和效应，A支持该假说；B、C项所述为被动运输，不支持该假说；植物体内阴、阳离子总量之间可以达到某种平衡，主动运输会使植物体内阴、阳离子趋于不平衡，D不支持该假说。

11．科学研究发现，细胞进行主动运输主要以几种方式进行：①偶联转运蛋白：把一种物质穿过膜的上坡转运与另一种物质的下坡转运相偶联。②ATP驱动泵：把上坡转运与ATP的水解相偶联。③光驱动泵：主要在细菌中发现，能把上坡转运与光能的输入相偶联(图中a、b、c代表物质跨膜运输方式，■、▲分别代表跨膜的离子或小分子X、Y)。回答下列问题：

(1)Q这一侧属于细胞的________侧，判断的依据是________________________________________。

(2)Na＋­K＋泵是常见的ATP驱动泵，这种泵能逆浓度梯度把3个钠离子泵出细胞外，2个钾离子泵入细胞内，Na＋通过钠钾泵运输的方式与在神经纤维膜上受到刺激后Na＋内流的方式分别属于________和________。

(3)图中a方式，物质Y转运所需能量来源于__________________(填“ATP直接供能”或“X运输中的梯度动力”)。

(4)最新研究表明，若肠腔葡萄糖浓度较高，葡萄糖主要通过载体蛋白(GLUT2)的协助以协助扩散的方式进入小肠上皮细胞。在协助扩散进行的同时，通过载体蛋白(SGLT1)的主动运输过程也在发生。但主动运输的载体(SGLT1)容易饱和，协助扩散吸收葡萄糖的速率比主动运输快数倍。请你设计实验加以验证。

实验步骤：

第一步：取甲(敲除了SGLT1载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、乙(敲除了GLUT2载体蛋白基因的小肠上皮细胞)、丙(正常的小肠上皮细胞)，三组其他生理状况均相同。

第二步：将甲、乙、丙三组细胞分别置于________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

第三步：__________________________________________________________________；

实验结果：_______________________________________________________________，则验证了上面的最新研究结果。

答案：(1)内　糖蛋白位于细胞膜的外侧(或ATP水解酶位于细胞膜内侧)　(2)主动运输　协助扩散　(3)X运输中的梯度动力　(4)一定较高浓度的葡萄糖溶液中(三组浓度相同)，培养一段时间，其他条件相同且适宜　检测培养液中葡萄糖浓度　若丙组培养液中葡萄糖浓度小于甲组，甲组培养液中葡萄糖浓度小于乙组