第4講物質(zhì)進出細胞的方式一、選擇題(每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求)1．(2020·河北衡水中學二調(diào))某同學擬選擇一種半透性的膜材料，用于自制滲透計。他采用如圖1所示的裝置(示意圖)，對收集到的四種材料甲、乙、丙和丁進行實驗，得到了倒置漏斗中的液面高度隨時間變化的曲線(如圖2)。據(jù)圖分析，該同學應選擇的膜材料是(A)A．甲 B．乙C．丙 D．丁[解析]圖1是滲透裝置，構(gòu)成滲透作用的條件：有半透膜，半透膜兩側(cè)有濃度差，所以圖中的膜允許水分子透過，不允許糖分子透過，最終導致漏斗中液面升高。2．(2021·山東泰安模擬)如圖A為兩個滲透裝置，溶液a、b為不同濃度的同種溶液，且a溶液濃度<b溶液濃度，c為清水，圖B為顯微鏡下觀察到的某植物表皮細胞，下列敘述錯誤的是(B)A．圖A中裝置2的液面一段時間后會高于裝置1的液面B．圖B中的⑤、④、⑥相當于圖A中的②C．若圖B所示為某農(nóng)作物的根毛細胞，此時應及時灌溉D．圖B中的⑦與圖A中的②通透性不同[解析]圖A中的②為半透膜，相當于B圖中的⑥⑧⑦。3．(2020·咸陽一模)將紫色洋蔥鱗片葉外表皮放入一定濃度的甲物質(zhì)溶液中，一段時間后觀察到細胞發(fā)生了質(zhì)壁分離現(xiàn)象，下列說法錯誤的是(B)A．甲物質(zhì)和水都能自由通過葉表皮細胞的細胞壁B．發(fā)生質(zhì)壁分離后的葉表皮細胞原生質(zhì)層紫色加深C．可通過原生質(zhì)層的位置變化來判斷是否發(fā)生質(zhì)壁分離D．甲物質(zhì)也可能被葉表皮細胞以主動運輸?shù)姆绞轿誟解析]植物細胞的細胞壁具有全透性，所以甲物質(zhì)和水都能自由通過葉表皮細胞的細胞壁，A正確；發(fā)生質(zhì)壁分離后的葉表皮細胞的液泡中紫色加深，B錯誤；質(zhì)壁分離是指原生質(zhì)層與細胞壁分離，所以可通過原生質(zhì)層的位置變化來判斷是否發(fā)生質(zhì)壁分離，C正確；如果甲物質(zhì)是KNO3，則可被葉表皮細胞以主動運輸?shù)姆绞轿眨珼正確。4．(2020·山東省青島市高三三模)水分子存在兩種跨膜運輸機制，一種是通過脂雙層的自由擴散，另一種是通過水通道蛋白跨膜運輸。研究者為探究哺乳動物成熟紅細胞的吸水方式，進行了如下實驗，將甲組紅細胞用生理鹽水配制的蛋白酶溶液處理，乙組紅細胞用等量的生理鹽水處理。將甲、乙兩組制成裝片，在蓋玻片一側(cè)滴加清水，另一側(cè)用吸水紙吸引，顯微鏡下觀察在相同時間內(nèi)兩組細胞發(fā)生破裂的情況。下列分析不合理的是(D)A．水分子的上述兩種跨膜運輸方式，都是順濃度梯度進行的B．磷脂雙分子層內(nèi)部具有疏水性，水分子自由擴散通過細胞膜時會受到一定阻礙C．若甲、乙兩組細胞破裂數(shù)差異不大，則說明水分子主要以自由擴散進入紅細胞D．若甲組細胞破裂的數(shù)量比乙組少，則說明水分子僅通過通道蛋白進入紅細胞[解析]結(jié)合題意可知，水分子的上述兩種跨膜運輸方式，都是順濃度梯度進行的，一種是自由擴散，一種是協(xié)助擴散，A正確；由于磷脂雙分子層內(nèi)部具有疏水性，因此可推測水分子自由擴散通過細胞膜時會受到一定阻礙，B正確；若甲、乙兩組細胞破裂數(shù)差異不大，則可說明協(xié)助擴散方式轉(zhuǎn)運水分子的方式是次要的，而水分子主要以自由擴散進入紅細胞，C正確；若甲組細胞破裂的數(shù)量比乙組少，則說明水分子既通過通道蛋白進入紅細胞，也通過自由擴散進入紅細胞，D錯誤。故選D。5．(2021·四川成都七中檢測)耐鹽植物檉柳在鹽堿地也能正常生長，研究發(fā)現(xiàn)這類植物能積累土壤中的無機鹽離子，并使細胞液中的無機鹽離子濃度高于土壤溶液。下列敘述正確的是(B)A．檉柳積累無機鹽離子的方式為被動運輸B．檉柳的耐鹽性是由它的遺傳物質(zhì)決定的C．檉柳積累無機鹽離子不利于根細胞吸收水分D．在冬季氣溫低時，不會影響檉柳吸收無機鹽的能力[解析]檉柳可逆濃度吸收無機鹽離子，使細胞液中的無機鹽離子濃度高于土壤溶液，由此可判斷檉柳積累無機鹽離子的方式為主動運輸；生物的性狀從根本上來說是由遺傳物質(zhì)決定的；檉柳積累無機鹽離子可增大細胞液與外界溶液之間的濃度差，有利于根細胞吸收水分；冬季氣溫低時，酶活性降低，呼吸作用減弱，提供的能量減少，檉柳吸收無機鹽減少。6．(2021·山東省泰安市高三上學期期末)下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹觯e誤的是(C)A．細胞膜選擇透過性的分子基礎(chǔ)是磷脂雙分子層具有疏水性和膜轉(zhuǎn)運蛋白具有專一性B．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)不能穿過核孔進入細胞核，表明這種轉(zhuǎn)運具有選擇性C．果脯在腌制中慢慢變甜，是細胞通過主動運輸吸收糖分的結(jié)果D．大腸桿菌吸收K＋既消耗能量，又需要借助膜上的載體蛋白，屬于主動運輸[解析]細胞膜上的脂質(zhì)分子是疏水的，磷脂分子具有疏水性的尾部，細胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白具有特定的空間結(jié)構(gòu)，能與被轉(zhuǎn)運物質(zhì)特異性結(jié)合，體現(xiàn)了膜對物質(zhì)運輸?shù)膶Ｒ恍?，A正確；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)主要是分泌蛋白，其發(fā)揮作用的場所主要在細胞外，無法進入細胞核，核膜上核孔是控制大分子物質(zhì)進出細胞核的通道，具有選擇透過性，B正確；果脯在腌制中慢慢變甜，是細胞失水過多死亡，細胞膜喪失選擇透過性，使溶液中的糖分通過擴散大量進入細胞的結(jié)果，C錯誤；大腸桿菌吸收K＋既消耗能量，又需要借助膜上的載體蛋白，屬于主動運輸，D正確。故選C。7．(2020·大連期末)將已發(fā)生質(zhì)壁分離的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞放入清水中，如圖所示。下列敘述正確的是(D)A．b點與a點相比，細胞內(nèi)液泡的顏色更深B．c點與b點相比，細胞的吸水速率更大C．c點時細胞膨脹，液泡內(nèi)沒有水分子進出D．b點到c點的過程中，細胞的吸水速率受細胞壁的影響[解析]與a點相比，b點時液泡體積增加，液泡顏色變淺，A錯誤；與b點相比，c點時細胞液濃度降低，細胞的吸水能力降低，B錯誤；c點時細胞膨脹，液泡內(nèi)水分處于動態(tài)平衡，C錯誤；b點到c點過程中，細胞的吸水速率降低，受細胞壁的影響，D正確。8.(2020·北京東城區(qū)期末)如圖所示，某些植物細胞利用①把細胞內(nèi)的H＋運出，導致細胞外H＋濃度較高；②能夠依靠H＋濃度差把H＋和蔗糖分子運入細胞。以下敘述正確的是(C)A．①和②的化學本質(zhì)不同B．①和②的空間結(jié)構(gòu)相同C．H＋運出細胞的方式是主動運輸D．氧氣濃度對細胞吸收蔗糖分子無影響[解析]根據(jù)分析可知，①②均為載體蛋白，化學本質(zhì)均為蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定功能，①②的功能不同，故可推測其結(jié)構(gòu)也不相同；根據(jù)圖示可知，H＋運出細胞需要載體和消耗能量，運輸方式為主動運輸；由圖可知，H＋運出細胞需要消耗能量，而細胞外和細胞內(nèi)的H＋濃度梯度產(chǎn)生的勢能，又可推動H＋和蔗糖的吸收，氧氣濃度可影響H＋外運，進而影響細胞外和細胞內(nèi)H＋濃度差，從而影響蔗糖的吸收，故氧氣濃度對細胞吸收蔗糖分子有影響。9．(2020·山東省威海市高三一模)水孔蛋白是存在于某些細胞(如腎小管上皮細胞)膜上的一種通道蛋白，其作用是幫助水分子順濃度梯度進行跨膜運輸。下列敘述正確的是(D)A．水分子通過水孔蛋白進行跨膜運輸屬于自由擴散B．水分子通過水孔蛋白進行跨膜運輸需要ATP提供能量C．破壞水孔蛋白的結(jié)構(gòu)后，水分子不能進出細胞D．腎小管上皮細胞重吸收水分的速率受膜內(nèi)外水分子的濃度和水孔蛋白的數(shù)量影響[解析]水分子通過水孔蛋白進行跨膜運輸屬于協(xié)助擴散，A錯誤；水分子通過水孔蛋白為順濃度梯度的運輸，不需要ATP提供能量，B錯誤；破壞水孔蛋白的結(jié)構(gòu)后，水分子仍可以通過自由擴散進出細胞，C錯誤；水通道蛋白參與的水的運輸屬于協(xié)助擴散，故腎小管上皮細胞重吸收水分的速率受膜內(nèi)外水分子的濃度和水孔蛋白的數(shù)量影響，D正確。故選D。10．(2021·北京朝陽區(qū)校級模擬)下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹稣_的是(D)A．線粒體DNA上的基因所表達的酶與線粒體的功能有關(guān)，若線粒體DNA受損傷，對神經(jīng)細胞吸收K＋沒有影響B(tài)．相對分子質(zhì)量比較小的物質(zhì)或離子都可以通過自由擴散進入細胞C．胰島B細胞分泌胰島素時消耗能量，因此胰島素出入細胞屬于主動運輸D．對離體培養(yǎng)的小腸上皮細胞進行紫外線處理，結(jié)果其吸收甘氨酸的功能喪失，最可能的原因是細胞膜上的載體蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[解析]線粒體是有氧呼吸的主要場所，神經(jīng)細胞吸收K＋的方式是主動運輸，需要消耗能量，線粒體DNA受損傷使其不能為生命活動提供能量，就會影響神經(jīng)細胞吸收K＋；相對分子質(zhì)量比較小的物質(zhì)或離子進入細胞的方式可能是自由擴散、協(xié)助擴散或主動運輸；胰島素屬于大分子物質(zhì)，運出細胞的方式是胞吐；小腸上皮細胞吸收甘氨酸的方式是主動運輸，需要載體和能量，對離體培養(yǎng)的小腸上皮細胞進行紫外線處理，結(jié)果其吸收甘氨酸的功能喪失，最可能的原因是細胞膜上的載體蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。11．(2021·鹽城模擬)研究發(fā)現(xiàn)：人體紅細胞膜上的載體蛋白能協(xié)助葡萄糖順濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運；而小腸上皮細胞腸腔面上存在特定的載體蛋白，可以逆濃度梯度從腸腔吸收葡萄糖，當細胞內(nèi)葡萄糖濃度高時，小腸上皮細胞基底面又可以順濃度梯度將葡萄糖轉(zhuǎn)運到血液中。下列相關(guān)描述不正確的是(D)A．同一生物的不同細胞吸收葡萄糖的方式可能不同B．同一細胞在不同條件下運輸葡萄糖的方式可能不同C．紅細胞和小腸上皮細胞吸收葡萄糖都體現(xiàn)了選擇性D．紅細胞和小腸上皮細胞吸收葡萄糖都會伴隨ATP的水解[解析]同一生物的不同細胞吸收葡萄糖的方式可能不同，可能是協(xié)助擴散或主動運輸；根據(jù)題意可知，同一細胞在不同條件下運輸葡萄糖的方式可能不同；紅細胞和小腸上皮細胞吸收葡萄糖都體現(xiàn)了細胞膜的功能特點，即選擇透過性；“人體紅細胞膜上的載體蛋白能協(xié)助葡萄糖順濃度梯度跨膜轉(zhuǎn)運”屬于協(xié)助擴散，不需要ATP水解提供能量。12．(2021·無錫一模)在“探究植物細胞的吸水和失水”實驗中，對紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片進行了三次觀察和兩次處理，下列敘述正確的是(D)A．第一次觀察為低倍鏡觀察，后兩次為高倍鏡觀察B．第一次處理滴加的液體為清水，第二次滴加的液體為0.3g/mL的蔗糖溶液C．若將紫色洋蔥鱗片葉的外表皮換成內(nèi)表皮，則不會發(fā)生質(zhì)壁分離D．紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞中不屬于原生質(zhì)層的結(jié)構(gòu)有細胞壁、細胞核和細胞液[解析]三次觀察均為低倍鏡觀察，A錯誤；第一次處理滴加的液體為0.3g/mL的蔗糖溶液，第二次滴加的液體為清水，B錯誤；若將紫色洋蔥鱗片葉的外表皮換成內(nèi)表皮，因內(nèi)表皮細胞也是成熟的植物細胞，所以也會發(fā)生質(zhì)壁分離，C錯誤；原生質(zhì)層是指細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)，據(jù)此可推知紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞中不屬于原生質(zhì)層的結(jié)構(gòu)有細胞壁、細胞核和細胞液，D正確。13．(2021·黃川中學高三生物期末)下列過程或現(xiàn)象與物質(zhì)跨膜運輸無直接關(guān)系的是(C)A．機體內(nèi)環(huán)境滲透壓維持相對穩(wěn)定B．神經(jīng)細胞電位的維持與產(chǎn)生C．胰島B細胞中胰島素基因的轉(zhuǎn)錄D．紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞發(fā)生質(zhì)壁分離[解析]機體內(nèi)環(huán)境滲透壓維持相對穩(wěn)定，與水分子、離子等進出細胞有關(guān)，A錯誤；神經(jīng)細胞電位的維持與產(chǎn)生，與鉀離子、鈉離子進出細胞有關(guān)，B錯誤；胰島B細胞中胰島素基因的轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細胞核中，以DNA為模板，合成RNA，與物質(zhì)跨膜運輸無直接關(guān)系，C正確；紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，是因為細胞液濃度小于細胞外液，細胞失水導致的，D錯誤。二、非選擇題14．(2021·煙臺模擬)以紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞為材料進行相關(guān)實驗，在顯微鏡下觀察到圖甲所示情況。請回答下列問題：(1)該細胞作為一個滲透系統(tǒng)是由于它的原生質(zhì)層相當于一層半透膜。如果該細胞是放入含有少量藍墨水的0.3g/mL蔗糖溶液中所觀察到的結(jié)果，則圖中①、②處的顏色分別為藍色、紫色。(2)若該細胞正在發(fā)生質(zhì)壁分離的復原過程，請以坐標曲線的形式畫出液泡體積大小隨時間變化的情況。(3)若將該細胞分別放置在M、N兩種溶液中，對細胞的失水量進行測量和統(tǒng)計，得到圖乙所示結(jié)果。M、N溶液的濃度大小關(guān)系是M溶液的濃度大于N溶液的濃度。在M、N兩種溶液中，該細胞所發(fā)生的不同現(xiàn)象是細胞在M溶液中只發(fā)生了質(zhì)壁分離，而在N溶液中先發(fā)生了質(zhì)壁分離，后發(fā)生了質(zhì)壁分離的復原。n點時該細胞的細胞液濃度大于(填“大于”“等于”或“小于”)O點時的初始濃度。[解析](1)滲透系統(tǒng)需要有半透膜，膜兩側(cè)有濃度差，植物細胞中原生質(zhì)層相當于一層半透膜。圖中①處是外界溶液，表現(xiàn)為藍色，②是液泡，表現(xiàn)為紫色。(2)細胞正在發(fā)生質(zhì)壁分離的復原過程，細胞吸水，液泡體積增大，但是由于細胞壁的存在，液泡體積不能無限增大，據(jù)此可畫出坐標曲線圖(見答案)。(3)將該細胞分別放置在M、N兩種溶液中，對細胞的失水量進行測量和統(tǒng)計，得到圖乙所示結(jié)果，M溶液中細胞失水快，所以M溶液的濃度大于N溶液的濃度。在M、N兩種溶液中，該細胞所發(fā)生的不同現(xiàn)象是細胞在M溶液中只發(fā)生了質(zhì)壁分離，而在N溶液中先發(fā)生了質(zhì)壁分離，后發(fā)生了質(zhì)壁分離的復原，n點時該細胞的細胞液濃度大于O點時的初始濃度。15．(2020·興寧區(qū)期末)某同學為探究蘿卜細胞的細胞液濃度，設(shè)計了如下實驗：將蘿卜切成長度和寬度相同的細條，將其分為a、b、c、d、e和f六組(每組的條數(shù)相等)。取上述6組細條分別置于不同濃度的蔗糖溶液中浸泡，相同時間后測量各組蘿卜條的長度并記錄，結(jié)果如圖所示。(1)水分主要通過自由擴散的方式進出蘿卜細胞，當外界溶液濃度大于細胞液濃度時(填“大于”