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课时测评7 物质进出细胞的方式及影响因素
(时间:45分钟,满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
1-13题每小题3分。
1.(2024·安徽淮北一模)溶酶体膜上的H+载体蛋白和Cl-/H+转运蛋白都能运输H+,溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体。Cl-/H+转运蛋白缺失突变体的细胞中,因Cl-转运受阻导致溶酶体内的吞噬物积累,严重时可导致溶酶体破裂。下列相关叙述错误的是( )
A.H+进入溶酶体的方式属于主动运输
B.H+载体蛋白失活也可引起溶酶体内的吞噬物积累
C.Cl-/H+转运蛋白能同时转运Cl-和H+,说明转运蛋白不具有专一性
D.溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶活性减弱
答案:C
解析:Cl-/H+转运蛋白在H+浓度梯度驱动下,运出H+的同时把Cl-逆浓度梯度运入溶酶体,说明H+浓度为溶酶体内较高,因此H+进入溶酶体为逆浓度梯度,属于主动运输,A正确;溶酶体内H+浓度由H+载体蛋白维持,若该载体蛋白失活,溶酶体内pH改变导致溶酶体酶活性降低,进而导致溶酶体内的吞噬物积累,B正确;Cl-/H+转运蛋白能同时转运Cl-和H+,但不能运输其他物质,仍可说明转运蛋白具有专一性,C错误;细胞质基质中的pH与溶酶体内不同,溶酶体破裂后,释放到细胞质基质中的水解酶活性减弱或失活,D正确。
2.(2025·无锡模拟)小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远小于小肠上皮细胞中的浓度,红细胞中K+的浓度比血浆高30倍,轮藻细胞K+浓度是周围环境的63倍。关于细胞吸收这些物质时,跨膜运输方式的说法不正确的是( )
A.细胞通过转运蛋白吸收这些离子
B.细胞吸收这些物质时伴随着ATP的水解
C.细胞逆浓度梯度吸收这些物质一定是主动运输
D.细胞上一种转运蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合
答案:D
解析:细胞可通过细胞膜上的转运蛋白吸收这些离子,A正确;细胞吸收这些物质时都是主动运输,消耗能量,因此伴随着ATP的水解,B正确;细胞逆浓度梯度吸收这些物质一定是主动运输,C正确;转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白,分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,D错误。
3.(2024·山西师大附中质检)如图是物质进出细胞方式的概念图,对图示分析正确的是( )
A.据图可确定②为不耗能、需转运蛋白的被动运输
B.哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为①
C.③和④的共同特点都是顺浓度梯度进行跨膜运输
D.水进入细胞的方式为①
答案:C
解析:②为被动运输,其中自由扩散不需转运蛋白,A错误;哺乳动物的成熟红细胞吸收葡萄糖的方式为②中的协助扩散,B错误;水进入细胞的方式为②,D错误。
4.(2024·广东江门一模)离子通道Piezo1由三个Piezo1蛋白组成。该通道感受机械力刺激后开放,引起Ca2+内流,通过一系列信号传导,促进心肌细胞肥大相关因子转录,引起心肌细胞肥大等病症。下列说法正确的是( )
A.Ca2+通过该通道时需要消耗ATP
B.Ca2+先与该通道结合,再迅速内流
C.敲除Piezo1基因后,可延缓心肌细胞肥大进程
D.该通道开放时,比通道直径小的物质都能通过
答案:C
解析:Ca2+通过离子通道Piezo1进入细胞,属于协助扩散,不需要消耗ATP,A错误;Ca2+通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,B错误;敲除Piezo1基因后,无Piezo1蛋白,故Ca2+无法内流,因而可延缓心肌细胞肥大进程,C正确;该通道开放时,只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,D错误。
5.(2024·河北保定三模)拟南芥的CLCa转运蛋白位于液泡膜上,负责将细胞质基质中过多的N转运进入液泡。研究发现ATP和AMP可以差异性调控CLCa蛋白的转运活性,机理如图所示,已知液泡腔中H+浓度高于细胞质基质。下列叙述错误的是( )
A.通过CLCa蛋白运输N,可能需要消耗H+的电化学势能
B.ATP与CLCa蛋白结合稳定了发夹结构,堵塞了N转运通道
C.ATP/AMP值上升有利于AMP与CLCa蛋白竞争性结合进而发挥转运活性
D.若液泡吸收2个N的同时排出1个H+,则液泡中pH和渗透压会发生改变
答案:C
解析:通过CLCa蛋白运输N,不直接消耗ATP,需要消耗H+的电化学势能,A正确;ATP与CLCa蛋白结合稳定了发夹结构,堵塞了N转运通道,导致CLCa蛋白不能运输N,所以ATP/AMP值上升不利于AMP与CLCa蛋白竞争性结合进而发挥转运活性,B正确,C错误;若液泡吸收2个N的同时排出1个H+,则液泡中pH上升,渗透压变大,D正确。
6.(2024·河北一模)植物细胞代谢产生的柠檬酸(CA)能顺浓度梯度运输到液泡,并储存起来。当液泡中的有机酸积累较多,会被运出液泡进入降解途径,过程如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.液泡膜上运输CA转运蛋白的空间结构相同
B.若细胞呼吸受阻,则液泡中CA的浓度降低
C.H+进入液泡和CA输出液泡的运输方式不同
D.转运蛋白将CA运出液泡时,其构象会改变
答案:D
解析:液泡膜上参与CA运输的转运蛋白有两种,其空间结构不同,A错误;细胞呼吸受阻,产生的ATP减少,液泡的pH升高引起运出液泡的CA减少,导致液泡中CA的浓度升高,B错误;H+进入液泡和CA输出液泡均是逆浓度梯度的主动运输,C错误;载体蛋白转运物质时,其构象会改变,D正确。
7.(2023·江苏苏州期末)科研小组将三组长势相同的某植物幼苗分别培养在相同的密闭容器中,一定时间后测定幼苗根细胞对A离子的吸收量,培养条件及结果如下表所示。有关叙述正确的是( )
组别
是否通入空气
温度/℃
A离子的相对吸收量/%
甲
是
20
100
乙
是
5
35
丙
否
20
12
A.A离子的吸收既要转运蛋白协助,又要消耗能量
B.低温时A离子吸收量减少,只因呼吸酶活性降低
C.通气时A离子吸收增加,主要是呼吸酶增加
D.未通气时,A离子吸收不会消耗细胞代谢的能量
答案:A
解析:根据表格可知,不通入空气和低温条件都会影响A离子的吸收,说明A离子吸收方式包含主动运输,需要载体蛋白(属于转运蛋白的一种),需要消耗能量,A正确;在其他条件一定的情况,呼吸酶活性降低,会导致A离子吸收量减少,但是低温也会影响转运蛋白的功能,B错误;通气时A离子吸收增加,主要是氧气增加,产生的能量增多,促进离子的吸收,而不是呼吸酶数量的增加,C错误;未通气时,植物也会进行无氧呼吸产生能量以供离子吸收消耗,D错误。
8.(2024·辽宁朝阳期末)如图是科研人员测得的水稻根细胞随氧气浓度变化对Ca2+和Si的吸收情况。下列有关叙述正确的是( )
A.影响水稻根细胞吸收Ca2+和Si的因素仅是氧气浓度
B.A与C对照,说明根细胞膜上Si的载体比Ca2+载体少
C.A点的吸收量比B点少的主要外界因素是氧气浓度
D.B点以后及时中耕松土,有利于提高两种离子的吸收量
答案:C
解析:影响水稻根细胞吸收Ca2+和Si的因素是氧气浓度和载体蛋白的数量,A错误;A与C对照,相同氧气浓度条件下,Si比Ca2+吸收多,说明根细胞膜上Si载体比Ca2+载体多,B错误;B点以后,两种离子的吸收量不再随氧气浓度的增加而增大,因此B点以后及时中耕松土,不能提高两种离子的吸收量,D错误。
9.(2024·山东枣庄月考)氰化物是一种剧毒物质,其通过抑制与O2的结合,使得组织细胞不能利用O2而陷入窒息。如图为研究植物根尖吸收K+的相关实验。据图分析,下列有关叙述错误的是( )
A.通过实验甲可以判断植物根尖细胞吸收K+属于主动运输
B.实验甲中4 h后O2消耗速率下降可能与细胞外K+浓度降低有关
C.实验乙中4 h后吸收K+的能量可能来自无氧呼吸
D.实验乙加入氰化物后,可能是通过抑制载体蛋白的活性来减少O2的吸收量
答案:D
解析:由实验甲可知,加入KCl后,O2的消耗速率增加,说明植物根尖细胞吸收K+需要消耗能量,属于主动运输,A正确;实验甲中4 h后O2消耗速率下降可能与细胞外K+浓度降低有关,吸收的K+减少,耗氧速率降低,B正确;氰化物是一种剧毒物质,其通过抑制与O2的结合,抑制有氧呼吸,则实验乙中4 h后吸收K+的能量可能来自无氧呼吸,C正确;氰化物的作用机理是抑制与O2的结合,影响能量供应,可能是抑制酶的活性,而不是抑制载体蛋白的活性来减少O2的吸收量,D错误。
10.(2024·湖北鄂州期末)科学家将水稻、番茄幼苗分别放在含Mg2+和的培养液中,一段时间后,发现番茄培养液中浓度升高,而水稻培养液中Mg2+浓度升高(如图),下列叙述错误的是( )
A.此实验说明植物吸水和吸收无机盐离子可能是两个相对独立的过程
B.番茄培养液中浓度升高,是因为番茄细胞吸收水相对更多
C.与水稻相比,番茄对Mg2+需要量大,而对需要量小
D.水稻根细胞中含有载体蛋白,经过协助扩散方式来吸收该离子
答案:D
解析:题述实验中,培养液中离子浓度的变化说明植物吸水和吸收无机盐离子可能是两个相对独立的过程,A正确;番茄培养液中浓度升高,是由于番茄细胞吸收水的速率大于吸收的速率,B正确;与水稻相比,番茄的培养液中Mg2+浓度下降,浓度升高,说明番茄对Mg2+的需要量大,而对的需要量少,C正确;根据图示,水稻培养液中浓度下降,说明水稻对的需要量大,细胞内浓度高,水稻根细胞含有载体蛋白,经过主动运输方式来吸收该离子,D错误。
11.(2024·山东聊城一模)蔗糖是光合作用的主要产物之一。研究发现,甘蔗叶肉细胞产生的蔗糖进入伴胞细胞;共质体途径和质外体途径,分别如图中①、②所示。下列说法错误的是( )
A.图中细胞间可通过途径①的通道进行信息交流
B.蔗糖通过蔗糖-H+同向运输器的运输方式为主动运输
C.H+-ATP酶起作用时,质外体的pH持续降低
D.加入H+-ATP酶抑制剂将影响蔗糖进入伴胞细胞的运输速率
答案:C
解析:高等植物细胞间可以形成通道,细胞间可通过通道进行信息交流,故图中细胞间可通过途径①的通道进行信息交流,A正确;据图可知,H+运出细胞需要消耗ATP,是逆浓度梯度进行的,蔗糖通过蔗糖-H+同向运输器的运输需要H+建立的梯度势能,方式是主动运输,B正确;H+在H+-ATP酶的作用下运出细胞,但会在蔗糖-H+同向运输器的作用下再进入细胞中,故质外体的pH是相对稳定的状态,C错误;加入H+-ATP酶抑制剂会影响H+运出细胞,进而影响细胞对蔗糖的吸收,D正确。
12.(2024·河南名校联考)如图中①②为细胞的两种胞吐方式,其中a~c为蛋白质,d为新合成的膜脂。相关叙述正确的是( )
A.细胞膜中的脂质和蛋白质均能实现更新
B.细胞膜中的脂质和蛋白质都在高尔基体中合成
C.图中①②两种分泌途径都受相关信号分子的调节
D.只有某些酶和激素类蛋白质才通过胞吐排出细胞外
答案:A
解析:细胞膜是时刻都在更新的,细胞膜中的脂质和蛋白质均能实现更新,A正确;细胞膜中脂质的合成在内质网上合成,蛋白质在核糖体上合成,B错误;①不受相关信号分子的调节,C错误;除了部分酶和激素类蛋白质通过胞吐排出细胞外,神经递质也是通过胞吐排出细胞外,D错误。
13.(2024·重庆二模)如图所示为人体肺泡结构,Ⅱ型细胞主要负责分泌肺泡表面活性物质(含有部分脂质和蛋白质),降低肺泡表面张力,避免肺泡坍缩。下列叙述错误的是( )
A.氧气通过自由扩散的方式从肺泡腔进入红细胞
B.Ⅰ型细胞和Ⅱ型细胞内的mRNA种类完全不同
C.Ⅱ型细胞分泌肺泡表面活性物质需要消耗能量
D.Ⅰ型细胞的特殊扁平形态的构建与细胞骨架有关
答案:B
解析:气体分子进出细胞的方式为自由扩散,A正确;Ⅰ型细胞和Ⅱ型细胞基因表达有差异,故转录出来的mRNA不完全相同,B错误;Ⅱ型细胞分泌的肺泡表面活性物质中有蛋白质,其跨膜运输方式是消耗能量的胞吐,C正确;Ⅰ型细胞的形态构建要依赖细胞骨架,D正确。
14.(21分)我国有近一亿公顷的盐碱地,大部分植物无法在此生存,而耐盐植物藜麦却能生长。通过研究藜麦叶片结构后发现,其表皮有许多盐泡细胞,该细胞体积是普通表皮细胞的100倍以上,里面没有叶绿体,Na+和Cl-在盐泡细胞的转运如图所示。请回答问题:
(1)据图推测,藜麦的耐盐作用机制是通过 的方式,将Na+和Cl-运送到盐泡细胞的 (细胞器)中储存起来,从而避免高盐对其他细胞的影响。
(2)如表为藜麦盐泡细胞和其他几种普通植物的叶肉细胞膜中部分蛋白的相对表达量。其中
(填下列选项字母)更可能是藜麦,理由是
。
A
B
C
D
Na+载体蛋白
8
12
5
11
Cl-载体蛋白
2
6
4
6
葡萄糖转运蛋白
38
28
66
68
(3)藜麦根系从土壤中吸收盐分是主动运输还是被动运输?有同学设计实验进行了探究。
①实验步骤:
a.取甲、乙两组生长发育基本相同的藜麦幼苗植株,放入适宜浓度的含有Na+、Cl-的溶液中。
b.甲组给予正常的细胞呼吸条件,乙组加入 。
c.一段时间后 。
②预测实验结果及结论:若乙组 ,
说明藜麦从土壤中吸收盐分的方式是主动运输。
答案:(1)主动运输 液泡 (2)D 三种载体蛋白的含量均相对较高;盐泡细胞从表皮细胞通过主动运输吸收大量Na+、Cl-,需要较多两种离子的载体蛋白;盐泡细胞中没有叶绿体,不能生产有机物供能,细胞所需能量只能通过其他细胞转运的葡萄糖分解提供,因此葡萄糖转运蛋白需要量也较高 (3)①b.细胞呼吸抑制剂(或阻断ATP产生的物质) c.测定两组植株根系对Na+、Cl-的吸收速率 ②吸收速率明显小于甲组吸收速率或基本不吸收
解析:(1)据图推测,藜麦的耐盐作用机制是通过主动运输的方式,将Na+和Cl-从低浓度的表皮细胞运送到高浓度的盐泡细胞的液泡中储存起来,从而避免高盐对其他细胞的影响。(2)根据题表分析可知,D中三种载体蛋白的含量均相对较高;由于盐泡细胞从表皮细胞通过主动运输吸收大量Na+、Cl-,需要较多两种离子的载体蛋白;又因盐泡细胞中没有叶绿体,不能生产有机物供能,细胞所需能量只能通过其他细胞转运的葡萄糖分解提供,因此葡萄糖转运蛋白需要量也较高。所以D更可能是藜麦。(3)主动运输需要消耗能量而被动运输不消耗能量。藜麦根系从土壤中吸收盐分是主动运输还是被动运输,可通过设计如下实验进行探究。①实验步骤:a.取甲、乙两组生长发育基本相同的藜麦幼苗植株,放入适宜浓度的含有Na+、Cl-的溶液中。b.甲组给予正常的细胞呼吸条件,乙组加入细胞呼吸抑制剂(或阻断ATP产生的物质)。c.一段时间后测定两组植株根系对Na+、Cl-的吸收速率。②预测实验结果及结论:若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率或基本不吸收,说明藜麦从土壤中吸收盐分的方式是主动运输。
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