专题04 细胞的物质输入和输出（期末真题汇编，北京专用）高一生物上学期

专题04 细胞的物质输入和输出 2大高频考点概览 考点01 被动运输 考点02 主动运输与胞吞、胞吐 考点01 被动运输 1．（24-25高一上·北京昌平·期末）洋葱鳞片叶外表皮细胞置于高浓度蔗糖溶液中，发生质壁分离现象。出现此现象的原因不包括（    ） A．水和蔗糖分子都能自由透过细胞壁 B．细胞壁的伸缩性比原生质层小 C．原生质层具有选择透过性 D．细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度 【答案】D 【解析】A、细胞壁是全透性的，水和蔗糖分子都能自由透过细胞壁，这使得细胞在失水过程中，细胞壁不会阻碍水分和蔗糖分子的进出，是质壁分离现象能够发生的条件之一，A不符合题意； B、细胞壁的伸缩性比原生质层小，当细胞失水时，原生质层收缩程度大，细胞壁收缩程度小，从而导致原生质层与细胞壁逐渐分离，出现质壁分离现象，B不符合题意； C、原生质层具有选择透过性，水分子可以自由通过，而蔗糖分子不能通过，这样在高浓度蔗糖溶液中，细胞会失水，进而发生质壁分离，C不符合题意； D、当细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度时，细胞会吸水而不是失水，不会发生质壁分离现象，应该是细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度时才会发生质壁分离，D符合题意。 故选D。 2．（24-25高一上·北京昌平·期末）水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。下列关于渗透作用的叙述不正确的是（    ） A．水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透 B．膜两侧压力达到平衡后，水分子进出数量相等 C．动物细胞无细胞壁，不会发生渗透作用 D．渗透作用不需要细胞的ATP供能 【答案】C 【解析】A、水分子渗透的方向是：水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透，A正确； B、膜两侧压力达到平衡后，水分子进出数量相等，B正确； C、动物细胞虽无细胞壁，但有细胞膜，细胞膜相当于半透膜，会发生渗透作用，C错误； D、渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，不需要细胞的ATP供能，D正确。 故选C。 3．（24-25高一上·北京西城·期末）将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于0.3g·mL-1的蔗糖溶液中，观察到质壁分离的现象。下列说法正确的是（    ） A．原生质层相当于半透膜 B．细胞液浓度大于0.3g·mL-1 C．表皮细胞发生了渗透吸水 D．实验说明细胞壁不具伸缩性 【答案】A 【解析】ABC、将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于0.3g·mL-1的蔗糖溶液中，观察到质壁分离的现象，说明细胞液浓度小于0.3g·mL-1蔗糖溶液的浓度，表皮细胞发生了渗透失水，原生质层相当于半透膜，A正确，BC错误； D、发生质壁分离，说明原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，但不能说明细胞壁不具伸缩性，D错误。 故选A。 4．（24-25高一上·北京朝阳·期末）用放射性的物质标记亲核蛋白的不同部位，获得了带放射性的头部、尾部和完整亲核蛋白，分别注入细胞质，一段时间后检测细胞核的放射性。下列说法正确的是（　　） A．该实验探究亲核蛋白进入细胞核是由哪个部位决定的 B．亲核蛋白进入细胞核的方式是自由扩散 C．该实验的自变量是检测细胞核中是否有放射性 D．放射性标记的完整亲核蛋白组为实验组 【答案】A 【解析】A、分析题意，用放射性的物质标记亲核蛋白的不同部位，获得了带放射性的头部、尾部和完整亲核蛋白，实验的自变量是亲核蛋白的标记部位，该实验探究亲核蛋白进入细胞核是由哪个部位决定的，A正确； B、亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量，不是自由扩散，B错误； C、该实验检测细胞核中是否有放射性属于因变量，C错误； D、放射性标记的完整亲核蛋白组为对照组，D错误。 故选A。 5．（24-25高一上·北京朝阳·期末）将紫色洋葱内表皮放在含红墨水的蔗糖溶液中，观察到原生质层为无色，原生质层与细胞壁之间为红色，根据该结果无法判断的是（　　） A．该洋葱内表皮细胞是活细胞 B．原生质层的伸缩性大于细胞壁 C．洋葱细胞液浓度低于蔗糖溶液浓度 D．此细胞会发生质壁分离的自动复原 【答案】D 【解析】A、如果细胞是死细胞，原生质层失去选择透过性，红墨水会进入原生质层使其变红，而现在原生质层为无色，说明细胞是活细胞，A正确； B、因为原生质层与细胞壁之间为红色，说明原生质层收缩与细胞壁分离，从而可以推断出原生质层的伸缩性大于细胞壁，B正确； C、原生质层与细胞壁分离，说明细胞失水，根据渗透作用原理，可判断洋葱细胞液浓度低于蔗糖溶液浓度，C正确； D、仅根据原生质层为无色，原生质层与细胞壁之间为红色这一结果，无法判断此细胞是否会发生质壁分离的自动复原，D错误。 故选D。 6．（19-20高一上·北京朝阳·期末）某学生用紫色洋葱鳞片叶为实验材料，撕取外表皮制作临时装片，先在清水中观察（图像甲），然后用0．3g/mL蔗糖溶液取代清水并观察（图像乙）。下列叙述错误的是（    ）    A．图像甲中洋葱外表皮细胞的原生质层紧贴细胞壁 B．图像从甲到乙是由于细胞周围溶液浓度低于细胞液浓度 C．图像乙所示细胞出现质壁分离，b处充满蔗糖溶液 D．图像甲和乙，细胞的a，c中存在紫色物质 【答案】B 【解析】A、图甲中细胞存在于清水中，此时细胞会渗透吸水，但存在细胞壁的限制，使得原生质层紧贴细胞壁，A正确； B、图像从甲到乙发生了细胞的渗透失水，是由于细胞液浓度低于细胞周围溶液浓度导致的，B错误； C、图像乙是细胞的质壁分离现象，此时细胞壁以内，原生质层以外的部分充满了蔗糖溶液，C正确； D、图像甲与乙中，a和c都因含有色素而呈现紫色，D正确； 故选B。 7．（23-24高一上·北京丰台·期末）在低渗溶液中，细胞吸水膨胀，吸水过多可能导致细胞破裂。不同细胞通过不同的机制避免细胞过度膨胀，下图是各种方式的模式图。下列相关叙述错误的是（    ） A．发生渗透吸水时，水分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散 B．动物细胞避免吸水涨破需要转运蛋白运出离子，降低细胞吸水量 C．植物细胞的水分进出达到平衡时，细胞内外溶液浓度不一定相等 D．外界溶液浓度升高，原生生物收缩泡的伸缩频率会降低 【答案】A 【解析】A、发生渗透吸水时，水分子从低浓度溶液向高浓度溶液扩散，A错误； B、动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外，以减小细胞内液的渗透压降低细胞吸水量，防止细胞渗透吸水涨破，B正确； C、植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水，但是由于细胞壁的支撑作用，吸水到一定程度后达到平衡，但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度，C正确； D、原生动物生活在低渗溶液中，会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，若将原生动物置于高于细胞质浓度的溶液中，细胞会失水，其收缩泡的伸缩频率会降低，D正确。 故选A。 8．（23-24高一上·北京朝阳·期末）下图为红细胞膜上葡萄糖转运蛋白（GLUTs）运输葡萄糖分子的过程。 据图分析，下列叙述正确的是（　　） A．A侧葡萄糖的浓度高于B侧 B．该过程与甘油跨膜运输方式相同 C．含氧丰富时GLUTs转运速率增强 D．转运葡萄糖时GLUTs的空间结构不变 【答案】A 【解析】A、红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，方向为顺浓度梯度转运，A侧葡萄糖的浓度高于B侧，A正确； B、甘油跨膜运输方式为自由扩散，B错误； C、GLUTs转运葡萄糖不消耗能量，C错误； D、转运葡萄糖时GLUTs的空间结构会改变，D错误。 故选A。 9．（23-24高一上·北京朝阳·期末）观察成熟洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离与复原实验，结果如下图。    依据实验过程及结果，下列说法错误的是（　　） A．左图可表示刚开始发生质壁分离 B．右图表示已明显发生质壁分离 C．水分子均通过通道蛋白进出细胞 D．原生质层比细胞壁的伸缩性大 【答案】C 【解析】A、左图原生质层和细胞壁距离较近，可表示刚开始发生质壁分离，A正确； B、右图原生质层和细胞壁距离远，表示已明显发生质壁分离，B正确； C、水分子可通过自由扩散或者协助扩散，协助扩散通过通道蛋白进出细胞，C错误； D、原生质层比细胞壁的伸缩性大，因此题图中细胞失水会发生质壁分离现象，D正确。 故选C。 10．（23-24高一上·北京东城·期末）细胞膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述不正确的是（　　） A．①是细胞膜的基本支架 B．②以不同方式镶嵌或贯穿于①中 C．③与细胞间的信息传递有密切关系 D．物质进出细胞的被动运输方式与②无关 【答案】D 【解析】A、①代表磷脂双分子层，是细胞膜的基本支架，A正确； B、②代表细胞膜上的蛋白质，以不同方式镶嵌或贯穿于磷脂双分子层，B正确； C、③代表糖被，与细胞表面识别和细胞间的信息传递有关，C正确； D、物质进出细胞的被动运输中，自由扩散不需要借助转运蛋白，协助扩散需要借助转运蛋白，D错误。 故选D。 11．（23-24高一上·北京海淀·期末）某同学用紫色洋葱的外表皮作为实验材料进行质壁分离及复原实验。下列叙述正确的是（    ） A．质壁分离复原过程中液泡颜色逐渐加深 B．在质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减小 C．不需要染色就可观察细胞质壁分离及复原现象 D．处于渗透平衡状态时水分不再进出细胞 【答案】C 【解析】A、质壁分离复原过程中，由于细胞不断吸收水分，液泡体积变大，因而液泡的颜色逐渐变浅，A错误； B、紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在发生质壁分离的过程中，由于细胞不断失水，因而细胞液浓度逐渐增大，因而吸水能力逐渐增大，B错误； C、紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的大液泡中含有色素，带有颜色，因此，不需要染色就可观察细胞质壁分离及复原现象，C正确； D、因细胞壁伸缩性较小，且对细胞起着支持和保护作用，因此，处于渗透平衡状态时细胞液浓度不一定等于外界溶液浓度，也可能大于外界溶液浓度，但此时的细胞中水分进出是处于平衡状态的，D错误。 故选C。 二、非选择题 12．（24-25高一上·北京昌平·期末）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 CO2的跨膜运输 CO2是生物体内代谢产物和反应底物，其跨膜运输对维持生命活动至关重要。图1表示红细胞运输CO2的方式。    CO2以自由扩散的方式顺浓度梯度进行运输，这一过程遵循溶解扩散机制，即CO2首先溶解在磷脂双分子层中，再从膜一侧扩散至另一侧。CO2运输效率的大小，不仅取决于CO2在磷脂双分子层中的溶解性大小，还取决于其在磷脂双分子层中的扩散阻力。胆固醇是生物膜的组成成分，当胆固醇嵌入到细胞膜的磷脂双分子层中时，会卡在脂质之间，这种更紧密的分子堆积增强了膜的刚性，使膜变得更加坚硬、不易弯曲。胆固醇含量的增加还导致膜的密度变高，当胆固醇含量由0增加至50%时，CO2的运输效率降低2～3个数量级。 在膜两侧CO2浓度梯度较小的情况下，只依靠溶解扩散机制运输CO2难以满足细胞对CO2高运输速率的需求。研究发现CO2的另一种跨膜运输方式，需膜上转运蛋白的协助，例如转运蛋白、AQP1（图1）。AQP1的每个单体是一个独立的水通道，但它们通常以四聚体的形式组装在一起，形成中央孔道，如图2所示。 CO2跨膜运输方式的研究对于设计新型仿生膜材料、开发高效的碳捕集技术和开发药物具有重要和深远的意义。 (1)由文中信息可知，CO2以自由扩散和______方式进行跨膜运输。 (2)当红细胞被运输到肺泡外毛细血管时，基于溶解扩散机制，红细胞的CO2自由扩散过程依次是______。 A．在生物膜内表面吸附溶解 B．在生物膜外表面吸附溶解 C．在生物膜内表面解除吸附 D．在生物膜外表面解除吸附 E．从生物膜内表面扩散至外表面 F．从生物膜外表面扩散至内表面 (3)膜刚性的增强，降低了细胞膜的______性，对CO2的自由扩散过程起______作用。 (4)研究发现AQP1的四聚体相比于4个单体有更高的CO2运输速率，推测原因是______。 (5)水通道蛋白和转运蛋白运输CO2对红细胞的意义是______。 【答案】(1)协助扩散 (2)AE (3) 流动性 抑制 (4)AQP1四聚体形成的中央孔道结构更有利于CO2快速通过，可能增加了与CO2的结合位点或减少了CO2通过的阻力 (5)在膜两侧CO2浓度梯度较小时，协助红细胞快速运输CO2，满足细胞代谢对CO2的需求，保证细胞呼吸等生理过程正常进行 【解析】（1）由图可知，CO2可通过自由扩散进出细胞膜，还可通过膜上转运蛋白协助运输，即协助扩散。 （2）红细胞可运输CO2，细胞内的CO2浓度高于血浆，当红细胞被运输到肺泡外毛细血管时CO2先在细胞内生物膜内表面吸附溶解，再从内表面扩散至外表面，解除吸附进入肺泡，A、E顺序正确。 （3）CO2运输效率的大小，不仅取决于CO2在磷脂双分子层中的溶解性大小，还取决于其在磷脂双分子层中的扩散阻力。胆固醇使膜刚性增强，降低了细胞膜流动性，阻碍CO2自由扩散，对其起抑制作用。 （4）相比单体，四聚体的中央孔道可能在空间结构上更利于CO2运输，可能是结合位点增多或阻力减小，从而提高运输速率。 （5）在膜两侧CO2浓度梯度较小时，水通道蛋白和HCO3--Cl-转运蛋白协助运输CO2，确保在不利浓度梯度下细胞仍能获得足够CO2进行代谢。 13．（24-25高一上·北京丰台·期末）玉米丝黑穗病是由黍轴黑粉菌侵染导致，随着玉米连年种植，该病逐年加重。为缓解此病，现选用5种药物进行实验。玉米发病率与在高渗溶液中丧失质壁分离能力的细胞百分率呈正比。 (1)病原菌的菌丝破坏了细胞的___________，使之丧失了半透膜的性质，导致被菌丝侵入的表皮细胞不能发生质壁分离。 (2)质壁分离法可以直接判断出抗病性，从而为田间发病率提供一定的依据。科研人员进行了图1所示研究，测定了在不同___________条件下未发生质壁分离细胞的比例，根据结果选定药物4和5进行下一步实验的原因是___________。    (3)科研人员进一步在玉米个体水平进行了实验，结果如下表。综合分析，___________处理应当成为首选，理由是___________。 不同药物处理防治玉米丝黑穗病的效果 稀释比例 药物种类 平均发病率(%) 防效率(%) 1：40 4 3.37 79.99 5 2.30 86.36 对照 16.86 — 1：50 4 5.93 64.85 5 2.26 86.60 对照 16.86 — 1：60 4 2.34 86.12 5 3.41 79.77 对照 16.86 — 【答案】(1)原生质层 (2) 药物种类和稀释比例 在各种稀释比例下，药物4和5处理的细胞未发生质壁分离的比例相对较低 (3) 1：50稀释比例的药物5 平均发病率最低，防效率最高 【解析】（1）由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，这种现象叫质壁分离，因此病原菌的菌丝破坏了细胞的原生质层，使之丧失了半透膜的性质，导致被菌丝侵入的表皮细胞不能发生质壁分离。 （2）分析图1可知，科研人员测定了在不同种类的药物以及药物的稀释比例条件下未发生质壁分离细胞的比例。由题意“玉米发病率与在高渗溶液中丧失质壁分离能力的细胞百分率呈正比”可知，在各种稀释比例下，药物4和5作用下，细胞未发生质壁分离细胞的比例较低。 （3）分析表格可知，药物5，在1:50的稀释比例下，玉米的平均发病率最低，防效率最高，因此1：50稀释比例的药物5处理应当成为首选。 14．（23-24高一上·北京·期末）硒是人和动物必需的微量元素，在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐（SeO32-）等形式存在，某些微生物能将SeO32-还原为低毒性的单质硒。 (1)由于细胞膜在功能上具有______________性，SeO32-无法自由通过，需要借助膜上的______________进出细胞， (2)科研人员选用细菌H作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究，实验设计及结果见下表。比较Ⅲ组和Ⅰ组，推测SeO32-主要以____________方式进入细菌H。Ⅰ和IV组结果表明____________。 组号 处理条件 SeO32-的吸收速率（mmol/10个细胞） Ⅰ 将细菌H放入液体培养基（对照） 5 Ⅱ 将部分I组细菌H放入含AgNO3（水通道蛋白抑制剂）的液体培养基中 1 Ⅲ 将部分I组细菌H放入含2，4-DNP（细胞呼吸抑制剂）的液体培养基中 4 Ⅳ 将部分I组细菌H放入含亚硫酸盐（SO32-）的液体培养基中 <0.5 (3)为验证水通道蛋白A在细菌H吸收SeO32-过程中的功能，科学家对A基因进行改造，得到下图所示结果，推测A蛋白在细菌H吸收SeO32-中起着关键作用。作出此推测的依据是：_________。 【答案】(1) 选择透过 转运蛋白 (2) 协助扩散 SO32-对SeO32-的跨膜运输具有抑制作用 (3)A基因突变的细菌H（菌株2）的SeO32-吸收速率显著低于正常的细菌H（菌株1）；转入正常A基因的细菌H突变体（菌株3）完全恢复SeO32-吸收能力（高于菌株2，与菌株1接近） 【解析】（1）细胞膜的功能特点为具有选择透过性，故由于细胞膜在功能上具有选择透过性，SeO32-无法自由通过，需要借助膜上的转运蛋白进出细胞。 （2）细胞呼吸抑制剂会抑制细胞的呼吸作用，减少能量的供应，比较Ⅲ组和Ⅰ组，加入细胞呼吸抑制剂的实验组的SeO32-的吸收速率与对照组的吸收速率差别不大，基本相等，说明SeO32-吸收不消耗能量，不过其带电荷，需要膜上转运蛋白的协助，为协助扩散。Ⅳ组的处理是将部分I组细菌放入含亚硫酸盐（SO32-）的液体培养基中，结果SeO32-的吸收速率大大降低，Ⅰ和Ⅳ组结果表明SO32-对SeO32-的跨膜运输具有抑制作用。 （3）分析题图：A基因突变的细菌H（菌株2）的SeO32-吸收速率显著低于正常的细菌H（菌株1）；转入正常A基因的细菌H突变体（菌株3）完全恢复SeO32-吸收能力（高于菌株2，与菌株1接近），故推测A 蛋白在细菌H 吸收SeO32-中起着关键作用。 15．（24-25高一上·北京西城·期末）白头翁是临床常用中药，具有抗菌、抗炎等药理作用。白头翁皂苷(B4)是从其根茎中分离出来的活性物质。探究B4的跨膜转运机制有助于理解B4的作用机理。 (1)细胞膜是控制物质进出细胞的门户，这体现了细胞膜具有______________性。研究者以人胚肾细胞为研究对象，用不同浓度B4处理细胞1小时，测定胞内B4含量（以每mg胞内蛋白中B4的量为标定)的变化，结果如图1。结果表明，B4进入细胞的转运方式以被动运输为主，理由是______________。 (2)用浓度为30μg·mL-1的B4处理细胞不同时间，记录胞内B4含量，结果如图2。而无细胞的含B4的培养液中B4含量不随时间增加而明显变化。对图2中B4含量在1小时达到峰值后下降的原因，提出三种假设，其中不合理的是______________。 假设1：B4被细胞排出 假设2：B4不稳定，易发生自身降解 假设3：B4被细胞代谢为其他物质 (3)细胞膜上存在药物转运蛋白OC、OA和P,其中OC、OA为摄入型转运蛋白，P为外排型转运蛋白。为探究胞内B4含量下降的原因，研究者继续进行实验。 ①分别用OC抑制剂、OA抑制剂和P抑制剂处理人胚肾细胞，检测B4处理后的人胚肾细胞内B4含量的变化，发现仅使用OC抑制剂处理组与对照组有显著差异，且胞内B4含量显著低于对照组。综上可以确定B4进入细胞的方式是________。请在下图中画出上述研究所得的结论______。 ②为了进一步确定胞内B4含量下降并非由于细胞对其外排所引起，还应补充的实验是______(思路)。 【答案】(1) 选择透过 胞内B4含量与B4浓度呈正相关（胞内B4含量随B4浓度增加而上升） (2)假设2 (3) 协助扩散 将含有B4的细胞放在不含B4的培养液中，一段时间后检测培养液中是否出现B4 【解析】（1）细胞膜是控制物质进出细胞的门户，这体现了细胞膜具有选择透过性。由图1可知，胞内B4含量与B4浓度呈正相关（胞内B4含量随B4浓度增加而上升），所以B4进入细胞的转运方式以被动运输为主。 （2）用浓度为30μg·mL-1的B4处理细胞不同时间，记录胞内B4含量，图2中B4含量在1小时达到峰值后下降。假设1中B4被细胞排出，因为细胞具有一定的物质转运功能，有可能将进入细胞的B4排出，从而导致胞内B4含量下降，该假设合理；假设2中B4不稳定，易发生自身降解，这会导致有细胞和无细胞存在时，B4含量均会降低，而题干描述无细胞的含B4的培养液中B4含量不随时间增加而明显变化，该假设不合理；假设3中B4被细胞代谢为其他物质，细胞内存在各种代谢途径，可能将B4代谢为其他物质，导致胞内B4含量下降，该假设合理，所以不合理的是假设2。 （3）①分别用OC抑制剂、OA抑制剂和P抑制剂处理人胚肾细胞，检测B4处理后的人胚肾细胞内B4含量的变化，发现仅使用OC抑制剂处理组与对照组有显著差异，且胞内B4含量显著低于对照组，说明B4进入细胞主要依赖OC转运蛋白，即B4进入细胞的方式是协助扩散（依赖OC转运蛋白的协助扩散），对应的图形如图所示。 ②为了进一步确定胞内B4含量下降并非由于细胞对其外排所引起，应补充的实验思路是：将含有B4的细胞放在不含B4的培养液中，一段时间后检测培养液中是否出现B4，如果培养液中没有出现B4，则说明胞内B4含量下降不是由于细胞外排引起的。 16．（23-24高一上·北京海淀·期末）硒是人和动物必需的微量元素，在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐（SeO32-）等形式存在，某些微生物能将SeO32-还原为低毒性的单质硒。 (1)由于细胞膜在功能上具有________性，SeO32-无法自由通过，需要借助膜上的________进出细胞。 (2)科研人员选用细菌H 作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究，实验设计及结果见下表。 组号 处理条件 SeO32-的吸收速率（nmol/109个细胞） Ⅰ 将细菌H放入液体培养基（对照） 5 Ⅱ 将部分I组细菌放入含AgNO3（水通道蛋白抑制剂）的液体培养基中 1 Ⅲ 将部分I组细菌放入含2,4-DNP（细胞呼吸抑制剂）的液体培养基中 4 Ⅳ 将部分I组细菌放入含亚硫酸盐（SO32-）的液体培养基中 ＜0.5 比较Ⅲ组和Ⅰ组，推测SeO32-主要以________方式进入细菌H。Ⅰ和Ⅳ组结果表明________。 (3)为验证水通道蛋白A 在细菌H 吸收SeO32-过程中的功能，科学家对A 基因进行改造，得到下图所示结果，推测A 蛋白在细菌H 吸收SeO32-中起着关键作用。作出此推测的依据是：________。 (4)综合上述实验结果，你认为研究细菌的硒跨膜运输可能有何应用：________（答出一点即可）。 【答案】(1) 选择透过 转运蛋白 (2) 协助扩散 SO32-对SeO32-的跨膜运输具有抑制作用 (3)A基因突变的细菌H（菌株2）的SeO32-吸收速率显著低于正常的细菌H（菌株1）；转入正常A基因的细菌H突变体（菌株3）完全恢复SeO32-吸收能力（高于菌株2，与菌株1接近） (4)实现高硒环境的硒生物修复（环境硒污染的处理） / 实现硒元素回收利用 / 提高细菌对硒的吸收和生物转化能力 【解析】（1）细胞膜的功能特点为具有选择透过性，故由于细胞膜在功能上具有选择透过性，SeO32-无法自由通过，需要借助膜上的转运蛋白进出细胞。 （2）细胞呼吸抑制剂会抑制细胞的呼吸作用，减少能量的供应，比较Ⅲ组和Ⅰ组，加入细胞呼吸抑制剂的实验组的SeO32-的吸收速率与对照组的吸收速率差别不大，基本相等，说明SeO32-吸收不消耗能量，不过其带电荷，需要膜上转运蛋白的协助，为协助扩散。Ⅳ组的处理是将部分I组细菌放入含亚硫酸盐（SO32-）的液体培养基中，结果SeO32-的吸收速率大大降低，Ⅰ和Ⅳ组结果表明SO32-对SeO32-的跨膜运输具有抑制作用。 （3）分析题图：A基因突变的细菌H（菌株2）的SeO32-吸收速率显著低于正常的细菌H（菌株1）；转入正常A基因的细菌H突变体（菌株3）完全恢复SeO32-吸收能力（高于菌株2，与菌株1接近），故推测A 蛋白在细菌H 吸收SeO32-中起着关键作用。 （4）综合上述实验结果，研究细菌的硒跨膜运输可能可以实现高硒环境的硒生物修复（环境硒污染的处理） ；实现硒元素回收利用；提高细菌对硒的吸收和生物转化能力。 考点02 主动运输与胞吞、胞吐 一、单选题 1．（24-25高一上·北京房山·期末）物质的跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要。下图为几种物质跨膜运输方式的示意图。下列有关叙述不正确的是（　　）    A．组成细胞膜的a、b两种物质通常不是静止的 B．丙物质跨膜运输方式中物质一般由低浓度一侧向高浓度一侧运输 C．甲、乙、丙三种物质跨膜运输方式对于维持活细胞正常的生命活动均有重要意义 D．氧气跨膜运输通过乙方式进行 【答案】D 【解析】A、细胞膜具有一定的流动性，组成细胞膜的b蛋白质和a磷脂分子通常不是静止的，A正确； B、据图分析，丙物质的运输方向是从低浓度一侧向高浓度一侧，需要载体和能量，表示主动运输，B正确； C、甲通过磷脂双分子层的顺浓度梯度运输，为自由扩散。乙需要蛋白质协助的顺浓度梯度的运输，不消耗能量，为协助扩散。丙为主动运输，甲、乙、丙三种物质跨膜运输方式体现细胞膜的选择透过性，对于维持活细胞正常的生命活动有重要意义，C正确； D、氧气跨膜运输方式是甲（自由扩散），而乙方式为协助扩散，D错误。 故选D。 2．（24-25高一上·北京·期末）下列物质运输的生理活动，属于主动转运的是（　　） A．变形虫摄取水中的有机物颗粒 B．二氧化碳进入细胞 C．葡萄糖进入小肠上皮细胞 D．水分子出入细胞 【答案】C 【解析】A、血浆中的葡萄糖进入红细胞，属于被动转运（协助扩散），A错误； B、CO2进入组织细胞是自由扩散，属于被动运转，B错误； C、葡萄糖进入小肠上皮细胞，属于主动运转（主动运输），C正确； D、水分子出入细胞是自由扩散，属于被动运输，D错误。 故选C。 3．（24-25高一上·北京昌平·期末）在肌肉收缩过程中，Ca2+发挥关键作用。肌浆网是一种特殊的内质网，释放Ca2+至细胞质，引发肌肉收缩。当肌肉收缩结束时，Ca2+被重新泵回肌浆网中储存（如图）。Ca2+进、出肌浆网的方式分别为（    ） A．协助扩散、协助扩散 B．主动运输、主动运输 C．协助扩散、主动运输 D．主动运输、协助扩散 【答案】D 【解析】肌浆网是一种特殊的内质网，释放Ca2+至细胞质，引发肌肉收缩。当肌肉收缩结束时，Ca2+被重新泵回肌浆网中储存，说明肌浆网中的钙离子浓度较高，钙离子由细胞质进入到肌浆网是逆浓度梯度进行的，为主动运输，而钙离子从肌浆网中运出是顺浓度梯度进行的，为协助扩散，D正确。 故选D。 4．（24-25高一上·北京丰台·期末）胆固醇在血液中通过与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白(LDL)运输，LDL进入细胞的过程如下图所示。胞内体中的酸性环境是LDL受体顺利返回细胞膜的必要条件。下列有关叙述错误的是（　　） A．LDL进入细胞的方式是胞吐，该方式依赖于细胞膜的流动性 B．跨膜进入胞内体受阻可能会导致血液中的低密度脂蛋白增多 C．胞内体上的LDL受体最终返回细胞膜，有利于受体的循环利用 D．胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，可参与血液中脂质的运输 【答案】A 【解析】A、分析图可知，LDL进入细胞的方式是胞吞，该方式依赖于细胞膜的流动性，A错误； B、由题意“胞内体中的酸性环境是LDL受体顺利返回细胞膜的必要条件”可知，跨膜进入胞内体受阻会使细胞膜上LDL受体减少，造成血液中的低密度脂蛋白增多，B正确； C、胞内体上的LDL受体最终返回细胞膜，有利于受体的循环利用，提高了运输效率，C正确； D、胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输，D正确。 故选A。 5．（22-23高一上·北京平谷·期末）下图为物质通过细胞膜的转运方式示意图，下列叙述不正确的是（　　） A．CO2、脂溶性物质通过图①的方式进出细胞 B．小肠上皮细胞吸收葡萄糖通过图④的方式 C．②和③运输物质进出细胞的方式是相同的 D．大分子物质主要通过图②的方式进出细胞 【答案】D 【解析】A、CO2、脂溶性物质通过图①自由扩散的方式进出细胞，A正确； B、小肠上皮细胞吸收葡萄糖通过图④主动运输的方式，需要消耗能量，B正确； C、②和③运输物质进出细胞的方式是相同的，均为协助扩散，C正确； D、大分子物质主要通过胞吞胞吐的方式进出细胞，D错误。 故选D。 6．（24-25高一上·北京西城·期末）下图为心肌细胞中相关离子浓度（单位为mol·L-1)及转运情况。关于图中Ca2+跨膜运输方式判断，正确的是（    ） A．①自由扩散 B．②协助扩散 C．③胞吐 D．④主动运输 【答案】D 【解析】A、由图可知，细胞外的Ca2+浓度大于细胞质基质，Ca2+通过①进入细胞质基质，由高浓度到低浓度，需要转运蛋白的协助，为协助扩散，A错误； B、由图可知，细胞外的Ca2+浓度大于细胞质基质，Ca2+通过②出细胞，由低浓度到高浓度，需要转运蛋白的协助，为主动运输，B错误； C、由图可知，内质网中的Ca2+浓度大于细胞质基质，Ca2+通过①进入细胞质基质，由高浓度到低浓度，需要转运蛋白的协助，为协助扩散，C错误； D、由图可知，内质网中的Ca2+浓度大于细胞质基质，Ca2+通过①进入内质网需要消耗ATP，为主动运输，D正确。 故选D。 7．（24-25高一上·北京西城·期末）下列物质中，出入细胞既不需要转运蛋白也不消耗能量的是（    ） A．O2 B．Na+ C．葡萄糖 D．氨基酸 【答案】A 【解析】A、O2出入细胞方式是自由扩散，不需要转运蛋白，也不需要消耗能量，A正确； BC、Na+和葡萄糖出入细胞方式有主动运输或协助扩散，若是主动运输需要载体蛋白并消耗能量，若是协助扩散，需要转运蛋白，不消耗能量，BC错误； D、氨基酸出入细胞方式是主动运输，需要载体蛋白，需要消耗能量，D错误。 故选A。 8．（24-25高一上·北京朝阳·期末）下列有关物质跨膜运输的相关叙述正确的是（　　） A．水分子借助通道蛋白转运时，不需要消耗能量 B．载体蛋白具有特异性，通道蛋白不具有特异性 C．大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞 D．果脯在腌制时慢慢变甜，是细胞主动运输吸收糖分的结果 【答案】A 【解析】A、水分子借助通道蛋白转运属于协助扩散，协助扩散不需要消耗能量，A正确； B、通道蛋白也具有特异性，只能允许特定的物质通过，B错误； C、大分子有机物通过胞吞的方式进入细胞，不需要转运蛋白的作用，C错误； D、果脯在腌制时慢慢变甜，是因为细胞失水过多死亡，细胞膜失去选择透过性，糖分进入细胞，而不是主动运输的结果，D错误。 故选A。 9．（21-22高一上·北京西城·期末）下列物质进入细胞的过程中，既不需要载体也不消耗能量的是（　　） A．氨基酸 B．O2 C．Na+ D．葡萄糖 【答案】B 【解析】物质进入细胞的过程中，既不需要载体也不消耗能量的是自由扩散。氨基酸、Na+进入细胞均需蛋白质协助（如钠离子进入普通细胞是主动运输，而兴奋产生时进入神经细胞是协助扩散）；氧气是以自由扩散的方式进入细胞的；葡萄糖以协助扩散的方式进入红细胞，可以主动运输的方式进入其他细胞（如小肠上皮细胞），ACD错误，B正确。 故选B。 10．（23-24高一上·北京东城·期末）右图为胰岛B细胞分泌胰岛素过程的电镜照片，下列叙述不正确的是（　　） A．胰岛素分泌与胰岛B细胞中的内质网有关 B．图中包裹胰岛素的囊泡来自于高尔基体 C．分泌胰岛素不需要消耗代谢产生的能量 D．图示分泌过程体现出细胞膜具有流动性 【答案】C 【解析】A、胰岛素为分泌蛋白，分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，因此胰岛素分泌与胰岛B细胞中的内质网有关，A正确； B、内质网、高尔基体都能产生囊泡，内质网产生的囊泡向高尔基体运输，高尔基体形成的囊泡向细胞膜运输。图示包裹分泌物质的囊泡与细胞膜融合，所以来自高尔基体，B正确； C、图示细胞分泌胰岛素的方式为胞吐，需消耗代谢产生的能量，C错误； D、图示过程为胞吐，体现了细胞膜具有流动性，D正确。 故选C。 11．（23-24高一上·北京海淀·期末）下图是细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示构成细胞膜的物质。下列叙述不正确的是（    ） A．细胞识别与①有关 B．②能运动、③静止不动 C．K+ 通过细胞膜需要②的协助 D．③构成细胞膜的基本支架 【答案】B 【解析】A、图中①表示糖蛋白，具有识别等作用，因此细胞识别与①有关，A正确； B、构成细胞膜的③磷脂分子和大多数②蛋白质分子都是可以运动的，B错误； C、K+通过细胞膜的方式是主动运输或协助扩散，因此需要②的协助，C正确； D、③是磷脂双分子层，构成了细胞膜的基本骨架，D正确。 故选B。 二、非选择题 12．（24-25高一上·北京海淀·期末）分蘖是影响水稻产量的重要因素，科研人员研究了高氮对水稻分蘖的影响，发现水稻细胞膜上的蛋白S在其中起到了关键作用。 (1)氮作为组成细胞的重要元素，被水稻吸收后可以用于合成_____等生物大分子。研究发现高氮条件下水稻分蘖数量增加。 (2)统计野生型水稻和S蛋白缺失突变体在高氮条件下的分蘖数，结果如图1，说明S蛋白_______。 (3)研究发现S蛋白具有单糖转运功能，科研人员以无葡萄糖转运蛋白的酵母细胞为实验材料并做为对照，将导入S蛋白的酵母细胞为实验组，两组细胞培养至一定数量后，转移到含不同浓度¹³C标记葡萄糖的培养液中，检测葡萄糖摄取速率，结果如图2.据图可知，对照组几乎不转运葡萄糖，实验组细胞摄取葡萄糖速率的变化趋势是_______，推测原因是______。为判断S蛋白转运葡萄糖的方式是协助扩散还是主动运输，写出实验设计思路：_________。 (4)综上所述，高氮环境促进分蘖的机制是：高氮引起S蛋白含量降低，从而_____了茎基部细胞外的葡萄糖水平，葡萄糖可作为信号分子，调控水稻分蘖数量增加。 【答案】(1)蛋白质、核酸 (2)抑制水稻分蘖 (3) 随葡萄糖浓度升高而增大，之后趋于稳定 葡萄糖浓度较低时，转运蛋白S充足，随葡萄糖浓度升高，转运的葡萄糖量增加，速率增大，葡萄糖达到一定浓度后，因转运蛋白S数量有限，参与转运的S蛋白达到饱和，葡萄糖摄取速率不再增加 将导入S蛋白的酵母细胞分为两组，一组加入细胞呼吸抑制剂，一组不做处理，置于相同条件下培养，检测两组细胞葡萄糖摄取速率 (4)提高 【解析】（1）蛋白质、核酸等生物大分子含有N 元素，水稻吸收的N可以用于合成这些物质。 （2）分析图1可知，在高氮条件下，野生型 水稻的分蘖数少于S蛋白缺失突变体的，说明 S蛋白抑制水稻分蘖。 （3）分析图2曲线易知对照组13C葡萄糖摄取速率接近于0，基本不变，说明几乎不转运葡萄糖；而实验组细胞摄取葡萄糖速率在一定范围内随葡萄糖浓度升高而增大，之后趋稳定。S蛋白具有单糖转运功能，实验组酵母 菌中导入了S蛋白，而对照组未导入，由此可以推测实验组发生上述变化的原因是葡萄糖浓度较低时，转运蛋白S充足，随葡萄糖浓度升高，转运的葡萄糖量增加，速率增大，葡萄糖达到一定浓度后，因转运蛋白S数量有 限，参与转运的S蛋白达到饱和，葡萄糖摄取速率不再增加。协助扩散还是主动运输的主要区别在于是否需要消耗细胞代谢产生的能量，因此要判断S蛋白转运葡萄糖的方式是协助扩散还是主动运输，应将能量的有无设置为自变量，相关的实验思路为:将导入S蛋白的酵母细胞分为两组，一组加入细胞呼吸抑制剂，一组不做处理，置于相同条件下培养，检测两组细胞葡萄糖摄取速率。 （4）根据上述分析，高氮引起S蛋白含量降 低，从而提高了茎基部细胞外的葡萄糖水平，而葡萄糖可作为信号分子，调控水稻分蘖数量增加。 13．（24-25高一上·北京顺义·期末）矮牵牛的花色主要有红色和紫色，是研究花色的理想材料。 (1)矮牵牛的花色主要与花青素（水溶性）有关。显微镜下观察花瓣表皮细胞：在干净的载玻片上滴加______→撕取花瓣表皮置于其中展平→______→制成临时装片→显微镜下观察。 实验结果：色素主要分布于细胞的______（结构）中。若将细胞置于30%的蔗糖溶液，会观察到______现象。 (2)为探究矮牵牛花色差异的原因，科研人员分别测定两种矮牵牛细胞质基质和液泡的pH值（pH值与含量呈负相关），结果见下表。由此可知，花色的不同与______有关，推测花细胞中由细胞质基质进入液泡的方式为______，结合表中数据，阐明推测理由______。 结构 pH值 花色 细胞质基质 液泡 红花 6.8 3.3 紫花 6.8 5.8 (3)花青素的颜色会随着pH值的升高由红到紫再到蓝。科学家发现在液泡膜上存在转运的P蛋白，如下图。结合上述研究，欲培育蓝花矮牵牛新品种，请提出一种设计方案______。 【答案】(1) 清水 盖上盖玻片 液泡 质壁分离 (2) 液泡中的pH 主动运输 液泡pH小于细胞质，液泡H+浓度高于细胞质，H+逆浓度梯度由细胞质进入液泡 (3)减少液泡膜上P蛋白的数量 【解析】（1）因为要观察的是花瓣表皮细胞，且花青素是水溶性的，所以在干净的载玻片上滴加清水，可保持细胞的正常形态和活性，便于观察，撕取花瓣表皮置于其中展平后，需要盖上盖玻片，以避免产生气泡等影响观察，由于花青素是水溶性的，而液泡是细胞内储存水分等物质的细胞器，所以色素主要分布于细胞的液泡中，将细胞置于30%的蔗糖溶液，细胞外溶液浓度大于细胞内溶液浓度，细胞会失水，从而发生质壁分离现象。 （2）从表格中可以看出，红花和紫花的细胞质基质pH值相同，均为6.8，而液泡的pH值不同，红花液泡pH值为3.3，紫花液泡pH值为5.8，且pH值与H+含量呈负相关，即液泡中H+含量不同，所以花色的不同与液泡中H+含量（或液泡pH值）有关。花细胞中H+由细胞质基质进入液泡的方式为主动运输，理由是液泡pH小于细胞质，液泡H+浓度高于细胞质，H+逆浓度梯度由细胞质进入液泡。 （3）欲培育蓝花矮牵牛新品种，减少液泡膜上P蛋白的数量，原因是花青素的颜色会随着pH值的升高由红到紫再到蓝，而在液泡膜上存在转运H+的P蛋白，减少液泡膜上P蛋白的数量，就不会将细胞质基质中的H+运进液泡，保证液泡中的pH偏高，使花的颜色为蓝色。 14．（24-25高一上·北京东城·期末）为解决盐胁迫对农作物产量的影响，科学家利用模式植物拟南芥开展研究。    (1)根据图1，正常情况下，细胞膜上无活性的载体蛋白S1进入细胞后形成囊泡，最终进入液泡被降解，此过程依赖细胞膜具有的___________的结构特点。盐胁迫条件下，S1可被激活，将Na+转运到细胞外，Na+跨膜动力来自于细胞建立的H+浓度梯度，S1转运Na+的跨膜运输方式是___________。 (2)请根据图1完善盐胁迫条件下细胞的耐盐机制_________(选填字母)。    a．S1内吞后被分选至液泡膜，但不会进入液泡中降解 b．S1将细胞质基质中的Na+富集至液泡内 c．S1将细胞质基质中的Na+排到细胞外 (3)另有研究表明S2会抑制液泡与囊泡的融合，导致液泡碎片化。为探究液泡碎片化对植物耐盐性的影响，研究人员制备液泡碎片化的拟南芥植株进行实验。 ①图2结果表明，盐胁迫下碎片化的液泡有助于增强植物的耐盐性，判断依据为___________。 ②请从结构与功能的角度分析液泡碎片化的适应性意义：___________。 【答案】(1) 流动性 主动运输 (2)   (3) 高盐浓度下液泡碎片化的植株根长显著高于正常液泡植株，而正常浓度下二者无显著差异 液泡膜表面积增大，增加了S1在膜上的分布，有助于细胞质基质中Na＊富集至液 泡（合理即可） 【解析】（1）根据图1，正常情况下，细胞膜上无活性的载体蛋白S1进入细胞后形成囊泡，最终进入液泡被降解，这体现了细胞膜具有流动性的结构特点。盐胁迫条件下，S1可被激活，将Na+转运到细胞外，Na+跨膜动力来自于细胞建立的H+浓度梯度，说明Na+的需要载体蛋白的协助，且消耗能量，则S1转运Na+的跨膜运输方式是主动运输。 （2）据图1可知，位于细胞膜上的S1将细胞质基质中的Na+排到细胞外，从而降低细胞质基质中的Na+，S1内吞后被分选至液泡膜，但不会进入液泡中降解，形成了碎片化的液泡，S1将细胞质基质中的Na+富集至液泡内，从而降低细胞质基质中的Na+。所以盐胁迫条件下细胞的耐盐机制如图：    （3）①如图2，在高盐浓度的溶液中液泡碎片化比液泡正常植株的根长更长，而正常浓度下二者无 显著差异，说明盐胁迫下碎片化的液泡有助于增强植物的耐盐性。 ②液泡碎片化，增大的膜面积，有利于S1结合在液泡膜上，促进液泡吸收Na+，从而降低细胞质基质中的Na+浓度，体现了结构决定功能的特点。 15．（24-25高一上·北京朝阳·期末）铜元素既是生命体的必要成分，也是潜在的致命毒素。当细菌面临高浓度的铜离子威胁时，会启动系列防御机制，以降低铜离子的危害。 (1)大肠杆菌有多种维持铜离子稳态的机制，如图所示。 ①大肠杆菌的细胞壁由外膜和周质空间构成，外膜具有和细胞膜相似的结构，主要由_____和_____组成。 ②图中CopA系统将铜离子从细胞质以_____方式运进周质空间，这体现了细胞膜在功能上具有_____性。CueO可以催化Cu+氧化为毒性较低的_____。CusF可将铜离子转运至CusCBA复合体，进而由CusCBA将铜离子运出到细胞外，显著提高了细菌在铜富集环境中的生存能力。 (2)本研究为细菌如何在铜的压力下生存提供了全新视角。请提出该研究的应用价值_____。 【答案】(1) 磷脂 蛋白质 主动运输 选择透过性 Cu2+ (2)开发新型抗菌治疗手段、解决与铜污染有关的公共卫生问题等 【解析】（1）①大肠杆菌的外膜具有和细胞膜相似的结构，细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成。 ②图示分析，铜离子从细胞质进入周质空间，需要载体蛋白CopA的参与，同时消耗ATP，说明运输方式是主动运输，这体现了细胞膜在功能上具有选择透过性。结合图示可知，CueO可以催化Cu+氧化为毒性较低的Cu2+。 （2）本研究为细菌在铜的压力下的多种维持铜离子稳态的机制，研究的应用价值有开发新型抗菌治疗手段、解决与铜污染有关的公共卫生问题等。 试卷第26页，共27页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 细胞的物质输入和输出 2大高频考点概览 考点01 被动运输 考点02 主动运输与胞吞、胞吐 考点01 被动运输 1．（24-25高一上·北京昌平·期末）洋葱鳞片叶外表皮细胞置于高浓度蔗糖溶液中，发生质壁分离现象。出现此现象的原因不包括（    ） A．水和蔗糖分子都能自由透过细胞壁 B．细胞壁的伸缩性比原生质层小 C．原生质层具有选择透过性 D．细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度 2．（24-25高一上·北京昌平·期末）水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。下列关于渗透作用的叙述不正确的是（    ） A．水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透 B．膜两侧压力达到平衡后，水分子进出数量相等 C．动物细胞无细胞壁，不会发生渗透作用 D．渗透作用不需要细胞的ATP供能 3．（24-25高一上·北京西城·期末）将紫色洋葱鳞片叶外表皮置于0.3g·mL-1的蔗糖溶液中，观察到质壁分离的现象。下列说法正确的是（    ） A．原生质层相当于半透膜 B．细胞液浓度大于0.3g·mL-1 C．表皮细胞发生了渗透吸水 D．实验说明细胞壁不具伸缩性 4．（24-25高一上·北京朝阳·期末）用放射性的物质标记亲核蛋白的不同部位，获得了带放射性的头部、尾部和完整亲核蛋白，分别注入细胞质，一段时间后检测细胞核的放射性。下列说法正确的是（　　） A．该实验探究亲核蛋白进入细胞核是由哪个部位决定的 B．亲核蛋白进入细胞核的方式是自由扩散 C．该实验的自变量是检测细胞核中是否有放射性 D．放射性标记的完整亲核蛋白组为实验组 5．（24-25高一上·北京朝阳·期末）将紫色洋葱内表皮放在含红墨水的蔗糖溶液中，观察到原生质层为无色，原生质层与细胞壁之间为红色，根据该结果无法判断的是（　　） A．该洋葱内表皮细胞是活细胞 B．原生质层的伸缩性大于细胞壁 C．洋葱细胞液浓度低于蔗糖溶液浓度 D．此细胞会发生质壁分离的自动复原 6．（19-20高一上·北京朝阳·期末）某学生用紫色洋葱鳞片叶为实验材料，撕取外表皮制作临时装片，先在清水中观察（图像甲），然后用0．3g/mL蔗糖溶液取代清水并观察（图像乙）。下列叙述错误的是（    ）    A．图像甲中洋葱外表皮细胞的原生质层紧贴细胞壁 B．图像从甲到乙是由于细胞周围溶液浓度低于细胞液浓度 C．图像乙所示细胞出现质壁分离，b处充满蔗糖溶液 D．图像甲和乙，细胞的a，c中存在紫色物质 7．（23-24高一上·北京丰台·期末）在低渗溶液中，细胞吸水膨胀，吸水过多可能导致细胞破裂。不同细胞通过不同的机制避免细胞过度膨胀，下图是各种方式的模式图。下列相关叙述错误的是（    ） A．发生渗透吸水时，水分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散 B．动物细胞避免吸水涨破需要转运蛋白运出离子，降低细胞吸水量 C．植物细胞的水分进出达到平衡时，细胞内外溶液浓度不一定相等 D．外界溶液浓度升高，原生生物收缩泡的伸缩频率会降低 8．（23-24高一上·北京朝阳·期末）下图为红细胞膜上葡萄糖转运蛋白（GLUTs）运输葡萄糖分子的过程。 据图分析，下列叙述正确的是（　　） A．A侧葡萄糖的浓度高于B侧 B．该过程与甘油跨膜运输方式相同 C．含氧丰富时GLUTs转运速率增强 D．转运葡萄糖时GLUTs的空间结构不变 9．（23-24高一上·北京朝阳·期末）观察成熟洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离与复原实验，结果如下图。    依据实验过程及结果，下列说法错误的是（　　） A．左图可表示刚开始发生质壁分离 B．右图表示已明显发生质壁分离 C．水分子均通过通道蛋白进出细胞 D．原生质层比细胞壁的伸缩性大 10．（23-24高一上·北京东城·期末）细胞膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述不正确的是（　　） A．①是细胞膜的基本支架 B．②以不同方式镶嵌或贯穿于①中 C．③与细胞间的信息传递有密切关系 D．物质进出细胞的被动运输方式与②无关 11．（23-24高一上·北京海淀·期末）某同学用紫色洋葱的外表皮作为实验材料进行质壁分离及复原实验。下列叙述正确的是（    ） A．质壁分离复原过程中液泡颜色逐渐加深 B．在质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减小 C．不需要染色就可观察细胞质壁分离及复原现象 D．处于渗透平衡状态时水分不再进出细胞 二、非选择题 12．（24-25高一上·北京昌平·期末）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 CO2的跨膜运输 CO2是生物体内代谢产物和反应底物，其跨膜运输对维持生命活动至关重要。图1表示红细胞运输CO2的方式。    CO2以自由扩散的方式顺浓度梯度进行运输，这一过程遵循溶解扩散机制，即CO2首先溶解在磷脂双分子层中，再从膜一侧扩散至另一侧。CO2运输效率的大小，不仅取决于CO2在磷脂双分子层中的溶解性大小，还取决于其在磷脂双分子层中的扩散阻力。胆固醇是生物膜的组成成分，当胆固醇嵌入到细胞膜的磷脂双分子层中时，会卡在脂质之间，这种更紧密的分子堆积增强了膜的刚性，使膜变得更加坚硬、不易弯曲。胆固醇含量的增加还导致膜的密度变高，当胆固醇含量由0增加至50%时，CO2的运输效率降低2～3个数量级。 在膜两侧CO2浓度梯度较小的情况下，只依靠溶解扩散机制运输CO2难以满足细胞对CO2高运输速率的需求。研究发现CO2的另一种跨膜运输方式，需膜上转运蛋白的协助，例如转运蛋白、AQP1（图1）。AQP1的每个单体是一个独立的水通道，但它们通常以四聚体的形式组装在一起，形成中央孔道，如图2所示。 CO2跨膜运输方式的研究对于设计新型仿生膜材料、开发高效的碳捕集技术和开发药物具有重要和深远的意义。 (1)由文中信息可知，CO2以自由扩散和______方式进行跨膜运输。 (2)当红细胞被运输到肺泡外毛细血管时，基于溶解扩散机制，红细胞的CO2自由扩散过程依次是______。 A．在生物膜内表面吸附溶解 B．在生物膜外表面吸附溶解 C．在生物膜内表面解除吸附 D．在生物膜外表面解除吸附 E．从生物膜内表面扩散至外表面 F．从生物膜外表面扩散至内表面 (3)膜刚性的增强，降低了细胞膜的______性，对CO2的自由扩散过程起______作用。 (4)研究发现AQP1的四聚体相比于4个单体有更高的CO2运输速率，推测原因是______。 (5)水通道蛋白和转运蛋白运输CO2对红细胞的意义是______。 13．（24-25高一上·北京丰台·期末）玉米丝黑穗病是由黍轴黑粉菌侵染导致，随着玉米连年种植，该病逐年加重。为缓解此病，现选用5种药物进行实验。玉米发病率与在高渗溶液中丧失质壁分离能力的细胞百分率呈正比。 (1)病原菌的菌丝破坏了细胞的___________，使之丧失了半透膜的性质，导致被菌丝侵入的表皮细胞不能发生质壁分离。 (2)质壁分离法可以直接判断出抗病性，从而为田间发病率提供一定的依据。科研人员进行了图1所示研究，测定了在不同___________条件下未发生质壁分离细胞的比例，根据结果选定药物4和5进行下一步实验的原因是___________。    (3)科研人员进一步在玉米个体水平进行了实验，结果如下表。综合分析，___________处理应当成为首选，理由是___________。 不同药物处理防治玉米丝黑穗病的效果 稀释比例 药物种类 平均发病率(%) 防效率(%) 1：40 4 3.37 79.99 5 2.30 86.36 对照 16.86 — 1：50 4 5.93 64.85 5 2.26 86.60 对照 16.86 — 1：60 4 2.34 86.12 5 3.41 79.77 对照 16.86 — 14．（23-24高一上·北京·期末）硒是人和动物必需的微量元素，在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐（SeO32-）等形式存在，某些微生物能将SeO32-还原为低毒性的单质硒。 (1)由于细胞膜在功能上具有______________性，SeO32-无法自由通过，需要借助膜上的______________进出细胞， (2)科研人员选用细菌H作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究，实验设计及结果见下表。比较Ⅲ组和Ⅰ组，推测SeO32-主要以____________方式进入细菌H。Ⅰ和IV组结果表明____________。 组号 处理条件 SeO32-的吸收速率（mmol/10个细胞） Ⅰ 将细菌H放入液体培养基（对照） 5 Ⅱ 将部分I组细菌H放入含AgNO3（水通道蛋白抑制剂）的液体培养基中 1 Ⅲ 将部分I组细菌H放入含2，4-DNP（细胞呼吸抑制剂）的液体培养基中 4 Ⅳ 将部分I组细菌H放入含亚硫酸盐（SO32-）的液体培养基中 <0.5 (3)为验证水通道蛋白A在细菌H吸收SeO32-过程中的功能，科学家对A基因进行改造，得到下图所示结果，推测A蛋白在细菌H吸收SeO32-中起着关键作用。作出此推测的依据是：_________。 15．（24-25高一上·北京西城·期末）白头翁是临床常用中药，具有抗菌、抗炎等药理作用。白头翁皂苷(B4)是从其根茎中分离出来的活性物质。探究B4的跨膜转运机制有助于理解B4的作用机理。 (1)细胞膜是控制物质进出细胞的门户，这体现了细胞膜具有______________性。研究者以人胚肾细胞为研究对象，用不同浓度B4处理细胞1小时，测定胞内B4含量（以每mg胞内蛋白中B4的量为标定)的变化，结果如图1。结果表明，B4进入细胞的转运方式以被动运输为主，理由是______________。 (2)用浓度为30μg·mL-1的B4处理细胞不同时间，记录胞内B4含量，结果如图2。而无细胞的含B4的培养液中B4含量不随时间增加而明显变化。对图2中B4含量在1小时达到峰值后下降的原因，提出三种假设，其中不合理的是______________。 假设1：B4被细胞排出 假设2：B4不稳定，易发生自身降解 假设3：B4被细胞代谢为其他物质 (3)细胞膜上存在药物转运蛋白OC、OA和P,其中OC、OA为摄入型转运蛋白，P为外排型转运蛋白。为探究胞内B4含量下降的原因，研究者继续进行实验。 ①分别用OC抑制剂、OA抑制剂和P抑制剂处理人胚肾细胞，检测B4处理后的人胚肾细胞内B4含量的变化，发现仅使用OC抑制剂处理组与对照组有显著差异，且胞内B4含量显著低于对照组。综上可以确定B4进入细胞的方式是________。请在下图中画出上述研究所得的结论______。 ②为了进一步确定胞内B4含量下降并非由于细胞对其外排所引起，还应补充的实验是______(思路)。 16．（23-24高一上·北京海淀·期末）硒是人和动物必需的微量元素，在自然界中常以有毒性的亚硒酸盐（SeO32-）等形式存在，某些微生物能将SeO32-还原为低毒性的单质硒。 (1)由于细胞膜在功能上具有________性，SeO32-无法自由通过，需要借助膜上的________进出细胞。 (2)科研人员选用细菌H 作为实验材料对硒的跨膜运输进行研究，实验设计及结果见下表。 组号 处理条件 SeO32-的吸收速率（nmol/109个细胞） Ⅰ 将细菌H放入液体培养基（对照） 5 Ⅱ 将部分I组细菌放入含AgNO3（水通道蛋白抑制剂）的液体培养基中 1 Ⅲ 将部分I组细菌放入含2,4-DNP（细胞呼吸抑制剂）的液体培养基中 4 Ⅳ 将部分I组细菌放入含亚硫酸盐（SO32-）的液体培养基中 ＜0.5 比较Ⅲ组和Ⅰ组，推测SeO32-主要以________方式进入细菌H。Ⅰ和Ⅳ组结果表明________。 (3)为验证水通道蛋白A 在细菌H 吸收SeO32-过程中的功能，科学家对A 基因进行改造，得到下图所示结果，推测A 蛋白在细菌H 吸收SeO32-中起着关键作用。作出此推测的依据是：________。 (4)综合上述实验结果，你认为研究细菌的硒跨膜运输可能有何应用：________（答出一点即可）。 考点02 主动运输与胞吞、胞吐 一、单选题 1．（24-25高一上·北京房山·期末）物质的跨膜运输对细胞的生存和生长至关重要。下图为几种物质跨膜运输方式的示意图。下列有关叙述不正确的是（　　）    A．组成细胞膜的a、b两种物质通常不是静止的 B．丙物质跨膜运输方式中物质一般由低浓度一侧向高浓度一侧运输 C．甲、乙、丙三种物质跨膜运输方式对于维持活细胞正常的生命活动均有重要意义 D．氧气跨膜运输通过乙方式进行 2．（24-25高一上·北京·期末）下列物质运输的生理活动，属于主动转运的是（　　） A．变形虫摄取水中的有机物颗粒 B．二氧化碳进入细胞 C．葡萄糖进入小肠上皮细胞 D．水分子出入细胞 3．（24-25高一上·北京昌平·期末）在肌肉收缩过程中，Ca2+发挥关键作用。肌浆网是一种特殊的内质网，释放Ca2+至细胞质，引发肌肉收缩。当肌肉收缩结束时，Ca2+被重新泵回肌浆网中储存（如图）。Ca2+进、出肌浆网的方式分别为（    ） A．协助扩散、协助扩散 B．主动运输、主动运输 C．协助扩散、主动运输 D．主动运输、协助扩散 4．（24-25高一上·北京丰台·期末）胆固醇在血液中通过与磷脂和蛋白质结合形成低密度脂蛋白(LDL)运输，LDL进入细胞的过程如下图所示。胞内体中的酸性环境是LDL受体顺利返回细胞膜的必要条件。下列有关叙述错误的是（　　） A．LDL进入细胞的方式是胞吐，该方式依赖于细胞膜的流动性 B．跨膜进入胞内体受阻可能会导致血液中的低密度脂蛋白增多 C．胞内体上的LDL受体最终返回细胞膜，有利于受体的循环利用 D．胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，可参与血液中脂质的运输 5．（22-23高一上·北京平谷·期末）下图为物质通过细胞膜的转运方式示意图，下列叙述不正确的是（　　） A．CO2、脂溶性物质通过图①的方式进出细胞 B．小肠上皮细胞吸收葡萄糖通过图④的方式 C．②和③运输物质进出细胞的方式是相同的 D．大分子物质主要通过图②的方式进出细胞 6．（24-25高一上·北京西城·期末）下图为心肌细胞中相关离子浓度（单位为mol·L-1)及转运情况。关于图中Ca2+跨膜运输方式判断，正确的是（    ） A．①自由扩散 B．②协助扩散 C．③胞吐 D．④主动运输 7．（24-25高一上·北京西城·期末）下列物质中，出入细胞既不需要转运蛋白也不消耗能量的是（    ） A．O2 B．Na+ C．葡萄糖 D．氨基酸 8．（24-25高一上·北京朝阳·期末）下列有关物质跨膜运输的相关叙述正确的是（　　） A．水分子借助通道蛋白转运时，不需要消耗能量 B．载体蛋白具有特异性，通道蛋白不具有特异性 C．大分子有机物要通过转运蛋白的作用才能进入细胞 D．果脯在腌制时慢慢变甜，是细胞主动运输吸收糖分的结果 9．（21-22高一上·北京西城·期末）下列物质进入细胞的过程中，既不需要载体也不消耗能量的是（　　） A．氨基酸 B．O2 C．Na+ D．葡萄糖 10．（23-24高一上·北京东城·期末）右图为胰岛B细胞分泌胰岛素过程的电镜照片，下列叙述不正确的是（　　） A．胰岛素分泌与胰岛B细胞中的内质网有关 B．图中包裹胰岛素的囊泡来自于高尔基体 C．分泌胰岛素不需要消耗代谢产生的能量 D．图示分泌过程体现出细胞膜具有流动性 11．（23-24高一上·北京海淀·期末）下图是细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示构成细胞膜的物质。下列叙述不正确的是（    ） A．细胞识别与①有关 B．②能运动、③静止不动 C．K+ 通过细胞膜需要②的协助 D．③构成细胞膜的基本支架 二、非选择题 12．（24-25高一上·北京海淀·期末）分蘖是影响水稻产量的重要因素，科研人员研究了高氮对水稻分蘖的影响，发现水稻细胞膜上的蛋白S在其中起到了关键作用。 (1)氮作为组成细胞的重要元素，被水稻吸收后可以用于合成_____等生物大分子。研究发现高氮条件下水稻分蘖数量增加。 (2)统计野生型水稻和S蛋白缺失突变体在高氮条件下的分蘖数，结果如图1，说明S蛋白_______。 (3)研究发现S蛋白具有单糖转运功能，科研人员以无葡萄糖转运蛋白的酵母细胞为实验材料并做为对照，将导入S蛋白的酵母细胞为实验组，两组细胞培养至一定数量后，转移到含不同浓度¹³C标记葡萄糖的培养液中，检测葡萄糖摄取速率，结果如图2.据图可知，对照组几乎不转运葡萄糖，实验组细胞摄取葡萄糖速率的变化趋势是_______，推测原因是______。为判断S蛋白转运葡萄糖的方式是协助扩散还是主动运输，写出实验设计思路：_________。 (4)综上所述，高氮环境促进分蘖的机制是：高氮引起S蛋白含量降低，从而_____了茎基部细胞外的葡萄糖水平，葡萄糖可作为信号分子，调控水稻分蘖数量增加。 13．（24-25高一上·北京顺义·期末）矮牵牛的花色主要有红色和紫色，是研究花色的理想材料。 (1)矮牵牛的花色主要与花青素（水溶性）有关。显微镜下观察花瓣表皮细胞：在干净的载玻片上滴加______→撕取花瓣表皮置于其中展平→______→制成临时装片→显微镜下观察。 实验结果：色素主要分布于细胞的______（结构）中。若将细胞置于30%的蔗糖溶液，会观察到______现象。 (2)为探究矮牵牛花色差异的原因，科研人员分别测定两种矮牵牛细胞质基质和液泡的pH值（pH值与含量呈负相关），结果见下表。由此可知，花色的不同与______有关，推测花细胞中由细胞质基质进入液泡的方式为______，结合表中数据，阐明推测理由______。 结构 pH值 花色 细胞质基质 液泡 红花 6.8 3.3 紫花 6.8 5.8 (3)花青素的颜色会随着pH值的升高由红到紫再到蓝。科学家发现在液泡膜上存在转运的P蛋白，如下图。结合上述研究，欲培育蓝花矮牵牛新品种，请提出一种设计方案______。 14．（24-25高一上·北京东城·期末）为解决盐胁迫对农作物产量的影响，科学家利用模式植物拟南芥开展研究。    (1)根据图1，正常情况下，细胞膜上无活性的载体蛋白S1进入细胞后形成囊泡，最终进入液泡被降解，此过程依赖细胞膜具有的___________的结构特点。盐胁迫条件下，S1可被激活，将Na+转运到细胞外，Na+跨膜动力来自于细胞建立的H+浓度梯度，S1转运Na+的跨膜运输方式是___________。 (2)请根据图1完善盐胁迫条件下细胞的耐盐机制_________(选填字母)。    a．S1内吞后被分选至液泡膜，但不会进入液泡中降解 b．S1将细胞质基质中的Na+富集至液泡内 c．S1将细胞质基质中的Na+排到细胞外 (3)另有研究表明S2会抑制液泡与囊泡的融合，导致液泡碎片化。为探究液泡碎片化对植物耐盐性的影响，研究人员制备液泡碎片化的拟南芥植株进行实验。 ①图2结果表明，盐胁迫下碎片化的液泡有助于增强植物的耐盐性，判断依据为___________。 ②请从结构与功能的角度分析液泡碎片化的适应性意义：___________。 15．（24-25高一上·北京朝阳·期末）铜元素既是生命体的必要成分，也是潜在的致命毒素。当细菌面临高浓度的铜离子威胁时，会启动系列防御机制，以降低铜离子的危害。 (1)大肠杆菌有多种维持铜离子稳态的机制，如图所示。 ①大肠杆菌的细胞壁由外膜和周质空间构成，外膜具有和细胞膜相似的结构，主要由_____和_____组成。 ②图中CopA系统将铜离子从细胞质以_____方式运进周质空间，这体现了细胞膜在功能上具有_____性。CueO可以催化Cu+氧化为毒性较低的_____。CusF可将铜离子转运至CusCBA复合体，进而由CusCBA将铜离子运出到细胞外，显著提高了细菌在铜富集环境中的生存能力。 (2)本研究为细菌如何在铜的压力下生存提供了全新视角。请提出该研究的应用价值_____。 试卷第26页，共27页 / 学科网（北京）股份有限公司 $