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第4章 细胞的物质输入和输出
【章节知识网络】
【章节巩固与提高】
1. 关于选择透过性膜和半透膜的关系，正确的说法是 ( )
①具有半透性一定具有选择透过性
②具有选择透过性一定具有半透性
③活的生物膜才具有选择透过性
④只有活的生物膜才具有半透性
A.①② B.①④ C.②③ D.②④
【解析】半透膜是指一些物质（一般是小分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，如小分子可以透过玻璃纸，而蔗糖分子则不能。选择透过性膜是指水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子、小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的膜，并且只有活的生物膜才是选择透过性膜。物质能否透过半透膜取决于物质分子与膜孔大小的关系；而能否透过选择透过性膜则一般取决于膜上载体蛋白的种类。因此，可以说选择透过性膜相当于半透膜，反之则不然。
【答案】C
2.（2012·东莞质检）下列判断细胞死活的方法中正确的是 （ ）
A.在高倍镜下观察，若发现细胞质流动缓慢，则表明此时细胞是死细胞
B.将植物细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，能发生质壁分离和复原的是活细胞
C.洋葱根尖经解离后若发现细胞被龙胆紫溶液染上了色，则表明此时根尖细胞仍为活细胞
D.将某种细菌与水绵一起制成临时装片，用极细的光束照射水绵，若发现细菌没有趋向水绵照光部位，则说明细菌细胞为死细胞
【解析】能发生质壁分离和复原的一定是活细胞，B项正确；细胞质流动缓慢，则表明此时细胞的代谢缓慢，但依旧是活细胞，A项错误；洋葱根尖经解离后的细胞均为死细胞，C项错误；细菌没有趋向水绵照光部位，不能说明细菌细胞为死细胞，可能该细菌不是好氧性细菌，D项错误。
【答案】B
3.科学家预计在不久的将来，能研制出“瘦素穿肠蛋白”来治疗肥胖，通过口服能进入人体血液，可以减轻肥胖症患者通过肌肉注射的痛苦，你推测这种药品穿过小肠上皮细胞最可能的方式为( )
A．渗透作用 B．主动运输
C．被动运输 D．胞吞
【解析】“瘦素穿肠蛋白”是一类大分子蛋白质，这种药品穿过小肠上皮细胞最可能的方式为胞吞。
【答案】D
4.（2012·蚌埠调研）用完全培养液在两个相同的容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率相同，一段时间后，测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如图所示。
该实验的结果不能说明 （ ）
A.不同植物对各种离子的需要量是不同的
B.与番茄相比，水稻对Si4+需要量大，对Ca2+需要量小
C.不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的
D.植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关
【解析】由图例分析可知，不同植物对同种离子的需要量及同一植物对不同离子的需要量不同，水稻吸收的Si4+多，对Ca2+、Mg2+吸收少，而番茄吸收的Ca2+和Mg2+较多，对Si4+吸收量少。这体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性，其原因在于不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的。图中并不能看出植物体对各种离子的吸收速率与溶液中的离子浓度有关。
【答案】D
5.放入30%蔗糖溶液中不会发生质壁分离的一组细胞是( )
①洋葱根尖生长点细胞 ②人的口腔上皮细胞 ③洋葱表皮细胞 ④干种子细胞 ⑤蛔虫卵细胞
⑥洋葱根毛细胞
A．①④⑤⑥
B．②③④⑤
C．①②④⑤
D．①②④⑥
【解析】发生质壁分离的细胞必须是具有大液泡的植物细胞，根尖生长点细胞、干种子细胞由于没有大液泡，所以不能发生质壁分离；而蛔虫属于动物，其卵细胞和人体细胞均不存在细胞壁，因此也不能发生质壁分离。
【答案】C
6. （2012届·济宁一中质检）如图表示植物细胞渗透作用图解，下列说法中错误的是( )
A.成熟植物细胞发生渗透作用的主要原因是原生质层相当于一层半透膜
B.不成熟的植物细胞，如根尖分生区细胞，不能发生渗透吸水或失水
C.当溶液浓度甲>乙时，成熟植物会因渗透失水而发生质壁分离现象
D.当溶液浓度甲=乙时，细胞处于渗透平衡状态，但仍有水分子由甲→乙
【解析】不成熟的植物细胞仍能发生渗透作用，但不会发生质壁分离现象，B项错误。成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，当渗透平衡时，仍有水分子移动，只是单位时间内，由甲→乙和由乙→甲的水分子数相等。
【答案】B
7.(2011·烟台模拟)能够反映细胞膜具有选择透过性功能特点的实例有( )
①白细胞吞噬病菌 ②细胞膜外K＋的浓度远低于膜内 ③变形虫的变形运动 ④唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶 ⑤海带细胞内的I－浓度远远高于海水中的I－浓度
A．①③④
B．②④⑤
C．①③
D．②⑤
【解析】细胞膜具有选择透过性功能是通过对物质的选择性吸收来体现的，其主要表现为载体蛋白所具有的特异性。题干中②⑤所述物质都是通过主动运输方式进入细胞的，是细胞膜具有选择透过性功能的具体体现。①③是细胞膜结构特点的具体体现，唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶是通过胞吐实现的，其理论依据也是细胞膜的结构特点。本题选择D项。
【答案】D
8.脂质体是一种人工膜(如图)，由磷脂和胆固醇组成，可用作转基因研究或制备药物。下列叙述不正确的是( )
A．脂质体表面交联抗体，可把药物运到患病部位
B．防止免疫系统识别脂质体，需用某些化学物质修饰
C．甲为脂溶性药物，乙为水溶性药物
D．脂质体能与细胞膜融合，胞吞进入细胞内
【解析】本题考查磷脂的特点，同时考查分析推理能力。甲接触亲水性的磷脂头部，为水溶性药物，乙接触疏水性的磷脂尾部，为脂溶性药物。
【答案】D
9.以洋葱表皮细胞为材料，分别用0.3 g/mL的蔗糖溶液、0.5 g/mL的蔗糖溶液、0.3 g/mL的尿素溶液及清水加以处理。m时开始用四种溶液分别处理洋葱表皮细胞；n时再一次用清水处理之前被处理过的洋葱表皮细胞，测得的洋葱表皮细胞原生质体体积的变化如图所示，图中代表尿素处理结果的是( )
A．a B．b C．c D．d
【解析】用0.3 g/mL的蔗糖溶液，能很好地观察植物细胞的质壁分离与复原，其曲线应该是图中的c；0.5 g/mL的蔗糖溶液会使植物细胞因过度失水而死亡，不会发生质壁分离的复原，其曲线是d；0.3 g/mL的尿素溶液会使植物细胞发生质壁分离，但同时尿素也会进入细胞内，使细胞液浓度增加，导致细胞吸水而自动复原，其曲线是b。
【答案】B
10.(2011·佛山质检)紫色洋葱表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜下观察到的图像是
【解析】生活状态的紫色洋葱表皮细胞的液泡呈现紫色，而细胞质为无色透明。当发生质壁分离后，液泡中水分减少，使原来的紫色进一步加深。因此紫色变深的部分应该是液泡。细胞核应该在细胞质基质中。
【答案】C
11.细胞膜、核膜及细胞器膜通称为生物膜，下列对生物膜的叙述不正确的是( )
①各种生物膜的化学组成和结构完全相同
②细胞内广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为多种化学反应的进行提供了条件
③细胞膜在细胞和环境之间进行物质运输、能量交换、信息传递的过程中，起重要的作用
④生物膜把细胞质分割成多个微小的结构，使多种化学反应同时进行而互不干扰
⑤各种细胞器膜在结构上都是各自独立的
A．②④
B．②③
C．③⑤
D．①⑤
【解析】本题综合考察细胞内各种膜结构的作用以及特点。①各种生物膜的基本骨架是磷脂双分子层，其上覆盖、镶嵌的蛋白质分子种类根据不同膜的作用而有所差异；②生物体结构和功能的基本单位是细胞，在细胞内随时都发生着复杂的酶促反应，而细胞内广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点；③单细胞的生物细胞膜直接和外界环境接触，细胞膜在细胞和环境之间进行物质运输、能量交换、信息传递的过程中，起重要的作用。而多细胞的生物，细胞膜在细胞和细胞周围的环境之间也起着相同的作用；④例如植物细胞内的线粒体和叶绿体，都有膜结构，其内可以同时分别进行呼吸作用和进行光合作用，相互没有干扰；⑤细胞内各种膜结构是相互联系的，如核膜、内质网膜、高尔基体膜相互联系。
【答案】D
12. （2012届·安庆质检）下图表示细胞膜的亚显微结构，有关叙述正确的是（ ）
A.不同物种的细胞中①、②和③的种类均不同
B.a物质进入细胞的方式是简单扩散
C.b物质进入细胞的方式也是简单扩散
D.细胞的识别和细胞的癌变与②有密切的关系
【解析】根据图解可知①表示糖被，②表示磷脂，③表示蛋白质，不同物种的细胞中②的种类是相同的，因此A项错误。a物质进入细胞的方式是从高浓度向低浓度扩散的，它不需要载体也不需要能量，因此为简单扩散，而b物质进入细胞是从低浓度向高浓度逆浓度梯度进行的，需要能量，也需要载体，因此为主动运输，所以B项正确、C项错误。细胞的识别和细胞的癌变与①糖被有密切关系，所以D项错误。
【答案】B
13.(2011·济宁模拟)将水稻培养在含有各种营养元素的培养液中，发现水稻吸收硅多，吸收钙少。这是因为水稻根的细胞膜( )
A．吸附硅的能力强，吸附钙的能力弱
B．运载硅的载体多，运载钙的载体少
C．吸收硅的方式是自由扩散，吸收钙的方式是主动运输
D．吸收硅不需要消耗能量，吸收钙需要消耗能量
【解析】植物细胞吸收无机盐离子的方式是主动运输，在能量供应相同的情况下，对不同离子吸收的差异性主要取决于细胞膜上载体种类和数量的多少。本题选择B项。
【答案】B
14.（2011·河南模拟）从下图可获取的信息不正确的是
A.甲图中物质从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运，不消耗能量也不需载体协助，所以此图是指物质通过细胞膜时的自由扩散过程
B.可以预测，甲图中随着物质浓度的降低，自由扩散的速度会越来越快
C.甲图中箭头表示物质浓度细胞外高于细胞内时物质的转运方向
D.乙图表示物质的运输速度与物质浓度成正比关系，说明自由扩散过程只受物质浓度的影响
【答案】B
15. （2012届·东北育才学校统考）下图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K+和NO-3的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是 （ ）
A.载体数量、能量 B.能量、载体数量
C.载体数量、离子浓度 D.能量、离子浓度
【解析】植物细胞吸收离子通过主动运输，而主动运输需要载体和能量。氧气浓度不同，则细胞中可提供的能量多少不同，A、B两点与氧气浓度不同有关。硝酸钾溶液中K+、NO-3浓度相等，B、C两点吸收量不同显然不是由于离子浓度不同，而是由于根细胞膜上运载K+、NO-3的载体数量不同。
【答案】B
16.（2011·湖南模拟）在污水处理时，人们设计出一种膜结构，将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属对水的污染，这是模拟了生物膜的 （ ）
A．自由扩散功能 B．流动性 C．主动运输 D．选择透过性
【答案】D
17.（2011·皖南摸底）一般地说，物质进出细胞有自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞和胞吐等5种方式。下列相关叙述正确的是
A．只有主动运输消耗能量
B．只有协助扩散需要载体蛋白协助
C．物质进出细胞的方式中物质都要穿越至少两层磷脂分子层
D．人体组织细胞吸收葡萄糖方式包括协助扩散和主动运输
【答案】D
18.细胞与外界进行物质和能量交换是细胞进行正常生命生活的必要条件，下列关于这种交换的说法中，错误的是( )
A．大分子物质进出细胞的方式是胞吐或胞吞
B．随着细胞的生长，细胞表面积与细胞体积的比值增大，细胞与外界进行物质交换的速率降低
C．人体红细胞吸收水分、葡萄糖的方式不同
D．生长素在植物体内的运输需要消耗能量
【解析】在细胞生长过程中，细胞表面积与细胞体积的比值变小，细胞与外界之间的物质交换速率降低。人体红细胞吸收水分、葡萄糖的方式分别是自由扩散、协助扩散。生长素在植物体内的运输方式为主动运输。
【答案】B
19.图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度的物质是( )
A．Na B．K＋
C．胰岛素 D．CO2
【解析】由图乙可知，该物质在细胞外的浓度小于细胞内，物质的运输需要载体蛋白并消耗能量ATP，为主动运输过程。只有K＋与图乙符合，Na＋在细胞外的浓度大于细胞内，胰岛素通过胞吐运输到细胞外，CO2的运输不需要载体和ATP
【答案】B
20.无机盐离子在细胞中起着非常重要的作用，影响植物细胞吸收离子的因素很多。某探究性学习小组研究营养液中O2含量变化对某植物吸收K＋速率的影响(其他条件都是适宜的)，实验结果如图，下列说法错误的是( )
A．可分析得出该植物吸收K＋是要消耗能量的
B．从图中可以看出，没有氧气该植物就不能吸收K＋
C．ab段限制吸收K＋速率的主要因素是O2浓度
D．bc段表示除了营养液中O2含量还有其他因素影响K＋的吸收速率
【解析】影响主动运输速率的因素主要是氧气浓度与载体，本题以氧气浓度为主要的研究对象，当氧气浓度达到饱和后，其他因素就成为限制因素，包括载体。没有氧气，细胞可以通过无氧呼吸为K＋的吸收提供能量。
【答案】B21.如图所示U型管中间被一种能允许水分子通过而二糖不能透过的半透膜隔开，现在两侧分别加入 0.1 mol/L的蔗糖溶液和麦芽糖溶液，一段时间 后左右两侧液面高度变化是怎样的？若向U型管 右侧加入某种微量物质（不影响溶液浓度），右 侧液面高度上升，那么加入的这种微量物质最可能是
A.右侧液面高度下降；胰岛素 B.右侧液面高度下降；衣藻
C.两侧液面高度不变；麦芽糖酶 D.两侧液面高度不变；蒸馏水
【答案】C
22.Na+-K+泵由4个亚基（多肽）组成，其中一个亚基向着细胞质的一面有一个ATP结合位点和三个Na+结合位点，外表面有两个K+结合位点。这一过程利用ATP供能，将Na+从细胞内逆浓度梯度排出，将K+从细胞外逆浓度梯度运入。对此过程的不正确说法是 ( )
A.Na+和K+出入细胞是主动运输的过程
B.Na+-K+泵是一个可同时反向转运两种离子的载体蛋白，该过程与细胞膜的选择透过性无关
C.说明细胞膜具有一定的流动性
D.这一过程可能会造成细胞膜内外产生电位差
【解析】由题干可知，Na+、K+的运输需消耗ATP，是主动运输过程；载体蛋白具有相对专一性，体现了膜的选择透过性，也说明了细胞膜具有一定的流动性；由于Na+、K+进出细胞的数量不均衡，故可导致细胞膜内外产生电位差。
【答案】B
23.“人造细胞”是用羊皮纸或火棉胶等半透性膜材料做成的一个密闭的囊，囊里面装了等量的不同浓度的蔗糖溶液。假设有三个这样的“人造细胞”，分别用A、B、C表示，它们的蔗糖溶液浓度分别是10％、20％和30％。其中A、B的外面套一金属网笼，C的外面没有套金属网笼，如图：
把三个“人造细胞”同时放在蔗糖溶液的浓度为15％的玻璃槽中，经过一段时间后，三个“人造细胞”的变化分别是 ( )
A．A变大，B稍微变小，C不变
B．A变小，B稍微变大，C不变
C．A变小，B稍微变大，C变大
D．A变大，B稍微变小，C变大
【解析】因为人工合成的膜结构没有蛋白质且其他的条件不变，从而分析不影响自由扩散的甲物质，而协助扩散的乙物质由于没有载体蛋白而被抑制，由此判断A、B、C错误，D正确。
【答案】D
24.苋菜的细胞液中有一些红色的物质，无论用清水怎么洗，清水仍不见红色物质，但若把苋菜放入沸水中一烫水立刻变成红色。这种现象是因为
A．沸水使细胞膜失去选择透过性 B．在清水中细胞膜没有选择透过性
C．沸水中色素分解成小分子物质 D．在清水中没有物质出入
【答案】A
25.将同一植物细胞依次浸入清水、0.3mol／L的蔗糖溶液和O.4 mol／L的KN03溶液中，测得细胞的体积随时间的变化曲线如图所示，则曲线A、B、C分别代表细胞所处的溶液是
A．清水、蔗糖溶液、KNO3
B．KN03、清水、蔗糖溶液
C．清水、KNO3、蔗糖溶液
D．蔗糖溶液、KN03、清水
【答案】C
二、非选择题
26.（2012·江门调研）如图是有关物质扩散的图解：
（1）设计一个实验，证明图解是成立的。（要求：直接在上图的装置1和装置2的括号内，填上适当的溶液或试剂的代号，以表明你的设计）
可供选择的溶液及试剂：①淀粉溶液；②葡萄糖溶液；③蒸馏水；④I2-KI溶液；⑤少量斐林试剂（斐林试剂能跨膜扩散，葡萄糖遇斐林试剂形成砖红色沉淀）。
（2）根据你的设计方案，预测一定时间后两个透析袋内的颜色变化：
装置1： ；
装置2： 。
（3）若想明显观察到水分子扩散的结果，装置应如何改进？
【解析】本题以图解的形式给出了三种物质扩散的情况：淀粉不能透过半透膜、碘和葡萄糖可以透过半透膜，水分子能从溶液浓度低的一侧向溶液浓度高的一侧扩散，这是实验要证明的。实验方案的设计，要利用装置和试剂的显色变化，作出预测，解答第（1）题只需在装置1和装置2的括号内，填上适当的溶液或试剂的代号即可。【答案】方法一：（1）如下图
（2）袋内溶液变蓝 袋内溶液变为砖红
方法二：（1）如下图
（2）袋内溶液呈碘液的颜色（不变色） 袋内溶液变为砖红
（3）将透析袋套在有标记（刻度）的漏斗口上或将有标记的玻璃管插入透析袋内
27.(2011·南京模拟)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，该通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道，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。这证明组成细胞膜的主要成分中有[ ]__________________________。
(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Ca2＋的吸收明显减少，但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。
(4)柽柳是泌盐植物，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。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输，请设计实验加以证明。
①实验步骤：
a．取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有Ca2＋、K＋的溶液中。
b．甲组给予正常的呼吸条件，乙组________________________________________。
c．____________________________________________________________________。
②实验结论：
a．若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，说明____________________________
________________________________________________________________________；
b．____________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
【解析】(1)根据相似相溶的原理，推测细胞膜的主要成分中有磷脂；(2)鲨鱼体内多余的盐分是经②途径排出的，由图可知，盐分是由高浓度一侧向低浓度一侧转运的，不需要能量，属于被动运输方式；(3)施加某种毒素后，Ca2＋的吸收明显减少，但K＋、C6H12O6的吸收不受影响，说明该毒素不影响物质运输时的能量供给，Ca2＋吸收进入细胞是逆浓度梯度进行的，属于主动运输方式，主动运输需要能量和载体蛋白，因此该毒素影响了运输Ca2＋的载体蛋白的活性；(4)主动运输和被动运输最主要的区别是是否需要能量，而能量主要是通过细胞的有氧呼吸提供的，因此实验组和对照组的自变量应是能否进行有氧呼吸，因变量是无机盐离子的吸收速率。
【答案】(1)甲 磷脂分子
(2)被动运输
(3)乙 载体蛋白
(4)①b.完全抑制有氧呼吸
c．一段时间后测定两组植株根系对Ca2＋、K＋的吸收速率
②a.柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输
b．若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输
28. 如图表示细胞膜的结构和物质进出细胞膜的方式，请据图分析回答：
(1)在图①中a～e过程中，可以代表甘油由肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中的编号 ；代表红细胞向血浆中输出Na+的过程是图中编号 ；与图②中曲线Ⅰ相符的过程是图①中的编号 。
(2)一项研究发现，某植物根系对某营养物质的吸收，与该物质溶液浓度的关系如图③所示。从图中曲线可以看出，在一定浓度范围内，该植物根系对该物质的吸收速率随浓度增加而增加，当达到P点后吸收速率不再增加。有人认为这种现象可表明该植物根系对该物质的吸收方式为主动吸收，也有人认为是被动吸收，请设计一个实验加以确定。
①设计实验步骤。
②预测实验结果并分析。
【解析】（1)细胞膜中,有糖蛋白一侧为外侧面,另一侧为内侧面。甘油以自由扩散的方式进出细胞,应为图中b;红细胞向外运输Na+的方式是主动运输,为图中的e;曲线Ⅰ代表向细胞内主动运输物质,应为图中的a。(2)自由扩散速率与物质浓度基本成正比,符合此曲线的物质运输方式可能是协助扩散,也可能是主动运输。它们的相同点是都需要载体,不同点是主动运输还需要能量,因此确定该实验的自变量是能量,通过加入呼吸抑制剂后检测物质运输速率是否发生改变,与不加呼吸抑制剂的对照组相比较可得出结论。
【答案】(1)b e a
(2)①a.取甲、乙两组生长发育相同的植株,放入适宜浓度的含有该营养物质的相同溶液中;
b.甲组的根系给予正常的呼吸条件,乙组溶液中加入呼吸抑制剂,其他条件相同;
c.一段时间后测定两组植株的根系对该物质的吸收速率。
②a.若两组植株的根系对该物质的吸收速率一样,说明该植物的根系对该物质不是主动吸收;
b.若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率,或者完全不吸收,说明该植物根系对该物质是主动吸收。
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