新高考2023高考生物小题必练3细胞的物质输入和输出202304211114

（新高考）小题必练3：细胞的物质输入和输出组成本专题是根据近三年（2018～2020）的高考真题情况而组织和命制的。其中有近三年的高考真题、仿真题以及百强名校对应考点的题。本专题主要考查渗透作用与渗透系统；考查动植物细胞的吸水和失水以及物质出入细胞的方式。通常结合具体生命现象如物质运输、免疫、细胞识别等考查不同物质运输方式特点，能够根据表格、曲线等不同形式判断具体运输方式。1．（2020年全国Ⅱ卷·1）新冠病毒（SARS-CoV-2）和肺炎双球菌均可引发肺炎，但二者的结构不同，新冠病毒是一种含有单链RNA的病毒。下列相关叙述正确的是（）A．新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输B．新冠病毒与肺炎双球菌均可利用自身的核糖体进行蛋白质合成C．新冠病毒与肺炎双球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的D．新冠病毒或肺炎双球菌的某些蛋白质可作为抗原引起机体免疫反应【答案】D【解析】新冠病毒进入宿主细胞的方式为胞吞，A错误；新冠病毒不具细胞结构，不含核糖体等细胞器，利用宿主细胞的核糖体进行蛋白质的合成，B错误；新冠病毒的遗传物质为RNA，肺炎双球菌的遗传物质为DNA，二者的核苷酸不同，C错误；抗原是指能够引起机体产生特异性免疫反应的物质，病毒、细菌等病原体表面的蛋白质等物质都可以作为引起免疫反应的抗原，D正确。2．（2020•山东卷.3）黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是（）A．在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构B．观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片C．质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小D．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液12\n【答案】C【解析】黑藻叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，需要用电子显微镜来观察，A正确；黑藻成熟叶片为高度分化的细胞，不具有分裂能力，故不能用来观察植物细胞的有丝分裂，B正确；质壁分离过程中，植物细胞失水，原生质层体积变小，绿色会加深，而随着不断失水，细胞液的浓度增大，吸水能力增强，C错误；叶绿体中的色素易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，提取黑藻叶片中光合色素时，可用无水乙醇作提取液，D正确。【点睛】本题以黑藻为素材，考查观察植物细胞质壁分离及复原实验、观察细胞有丝分裂实验等，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验材料的选择是否合理等，需要考生在平时的学习中注意积累。3．（2020江苏卷，5）图①~⑤表示物质进、出小肠上皮细胞的几种方式，下列叙述正确的是（）A．葡萄糖进、出小肠上皮细胞方式不同B．Na+主要以方式③运出小肠上皮细胞C．多肽以方式⑤进入细胞，以方式②离开细胞D．口服维生素D通过方式⑤被吸收【答案】A【解析】葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式为主动运输，运出小肠上皮细胞的方式为协助扩散，A正确；由图示可知，Na+主要以②主动运输的方式运出小肠上皮细胞，B错误；多肽以⑤胞吞的方式进入细胞，以胞吐方式离开细胞，C错误；维生素D属于固醇类，进入细胞的方式为④自由扩散，D错误。1．下列关于植物细胞中液泡的叙述，错误的是（）A．植物细胞中的液泡可以调节细胞内的环境12\nB．液泡大小会随细胞的吸水或失水而变化C．液泡中含有糖和无机盐，不含有蛋白质D．花瓣细胞液泡中的色素可影响花色【答案】C【解析】液泡是植物细胞的一种具有单层膜的细胞器，其功能是能够调节细胞内的环境，A正确；细胞失水液泡变小，细胞吸水液泡变大，B正确；液泡的成分中含有蛋白质，C错误；花瓣细胞液泡中色素（如花青素）的种类和含量会影响花色，D正确。2．将洋葱表皮细胞置于一定浓度的KNO3溶液中，一段时间后用显微镜观察，未观察到质壁分离现象。以下推测不合理的是（）A．所取洋葱表皮细胞可能是死细胞B．KNO3溶液浓度可能低于细胞液浓度C．细胞在盐溶液中不发生质壁分离D．细胞可能发生质壁分离后又自动复原【答案】C【解析】活细胞膜有选择透性，是半透膜，可以发生质壁分离，而死细胞没有选择透性，A正确；KNO3溶液浓度低于细胞液浓度，细胞吸水，观察不到质壁分离现象，B正确；细胞在高浓度的盐溶液中会发生质壁分离，C错误；洋葱外表皮细胞在高浓度的KNO3溶液中会发生质壁分离，细胞能吸收KNO3，当细胞内的浓度高于外界溶液浓度时，细胞又可能发生复原，D正确。3．（多选）如图为渗透现象示意图，实验开始时，烧杯液面与漏斗液面相同（均为a），下列选项中错误的是（）A．当漏斗液面不再升高时说明蔗糖分子透过半透膜达到渗透平衡B．农作物施肥过多造成的“烧苗”现象与图示现象都是通过渗透作用实现的C．漏斗液面上升过程中水分子只能由烧杯透过半透膜进入漏斗而不能由漏斗渗出D．若用纱布替代半透膜重复此实验，则实验结束时漏斗最终液面高度在a与b中间【答案】ACD12\n【解析】分析题图可知，蔗糖分子不能透过半透膜，A错误；农作物施肥过多，导致根细胞失水，造成的“烧苗”现象，与图示现象都是通过渗透作用实现的，B正确；漏斗液面上升过程中水分子不但能由烧杯透过半透膜进入漏斗，也能由漏斗渗出，C错误；若用纱布替代半透膜重复此实验，由于水和蔗糖分子都能透过纱布，则实验结束时与开始时漏斗的液面高度不变，D错误。4．离子通道是由蛋白质复合物构成的，一种离子通道只允许一种离子通过，且只有在对特定刺激发生反应时才瞬时开放，不消耗能量。据此判断，下列叙述不正确的是（）A．离子通过离子通道出入细胞时属于协助扩散B．动物细胞在缺氧时，不会降低离子通道运输离子的速率C．不是所有离子都是通过离子通道出入细胞以保证细胞需要的D．离子通道瞬时开放使离子在细胞内外的浓度相等【答案】D【解析】根据题干分析已知，离子通过离子通道时是从高浓度向低浓度运输的，且该过程有蛋白质协助，故属于协助扩散，A正确；离子通过离子通道出入细胞时属于协助扩，不需要能量，因此动物细胞在缺氧时，不会降低离子通道运输离子的速率，B正确；有些离子会通过离子泵以主动运输的方式进出细胞，C正确；离子通道瞬时开放使离子在细胞内外浓度差的作用下，发生从高浓度到低浓度方向的运输，故离子通道瞬时开放使离子在细胞内外的浓度差变小，D错误。5．已知洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中，一段时间后会发生质壁分离现象。若将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞平分成两组，分别放入0.3g/mL的蔗糖溶液和一定浓度的M溶液中，测量细胞液浓度的相对变化情况，结果如图所示。下列分析错误的是（）A．曲线a代表0.3g/mL蔗糖溶液中的细胞液浓度变化情况B．在0～10min内，放入M溶液中的细胞因失水会发生质壁分离12\nC．在10～25min内，放入M溶液中的细胞由于吸水会发生质壁分离复原D．M溶液可以为0.8g/mL的蔗糖溶液【答案】D【解析】放入0.3g/mL蔗糖溶液中的细胞会失水，使细胞液浓度不断增加，当水分子进出达到动态平衡时，细胞液浓度达到最大，因此曲线a代表0.3g/mL蔗糖溶液中的细胞液浓度变化情况，A正确；在0～10min内，放入M溶液中的细胞因失水而导致细胞液浓度增大，这段时间细胞会发生质壁分离，B正确；据图可知：M物质能进入细胞，导致细胞液浓度不断增大，细胞又反过来吸水，使得细胞液浓度不断下降。所以在10～25min内，放入M溶液中的细胞由于吸水会发生质壁分离复原，C正确；蔗糖不能被细胞吸收，M溶液不可能是0.8g/mL的蔗糖溶液，D错误。6．科学家做过这样的实验：准备好相同且适宜浓度的Ca2+和Mg2+的混合培养液，将生理状态相近且数量相同的番茄和水稻植株分别放在等量的上述培养液中培养。相同时间后，番茄培养液中的Ca2+和Mg2+浓度下降，水稻培养液中的Ca2+和Mg2+浓度升高。下列相关叙述正确的是（）A．水稻和番茄植株吸收的水分主要用于光合作用和细胞呼吸B．两种植物对水分的吸收速率都不等于其对Ca2+、Mg2+的吸收速率C．水稻和番茄植株吸收的Mg2+可用于合成根尖细胞中的叶绿素D．与番茄相比，水稻对培养液中水分的需求量更小【答案】B【解析】水稻和番茄植株吸收的水分主要用于蒸腾作用散失，A错误；植物对水分的吸收和对无机盐的吸收是两个相对独立的过程，即两种植物对水分的吸收速率都不等于其对Ca2+、Mg2+的吸收速率，B正确；根尖细胞中不含叶绿素，C错误；由题干信息“番茄培养液中的Ca2+和Mg2+浓度下降，水稻培养液中的Ca2+和Mg2+浓度升高”可知，与番茄相比，水稻对培养液中水分的需求量更大，D错误。7．细胞的吸水和失水是水分子跨膜运输的过程。下列关于这句话的理解中，错误的是（）A．细胞吸水和失水都是水分子从单位体积溶液中水分子多的一侧向水分子少的一侧运输B．细胞吸水和失水都是水分子以自由扩散的方式跨膜运输的过程C．细胞吸水和失水都是水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程D．细胞吸水和失水都是水分子从溶液浓度高的一侧向浓度低的一侧运输【答案】D12\n【解析】水分子总是从溶液浓度低的一侧向浓度高的一侧运输，即水分子从单位体积溶液中水分子数目多的一侧向水分子数目少的一侧运输，水分子以自由扩散的方式跨膜运输。8．下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是（）A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于易化扩散B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动转运C．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动转运D．CO2通过细胞膜的过程属于被动转运【答案】D【解析】巨噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞作用，A错误；固醇类激素进入靶细胞的过程属于简单扩散，B错误；护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于简单扩散，C错误；二氧化碳通过细胞膜的方式为简单扩散，属于被动转运，不需要载体协助，也不消耗能量，D正确。9．（多选）科学家做过这样的实验：准备好含Ca2+、Mg2+和Si044-的培养液，将番茄和水稻分别在上述培养液中培养，一段时间后，记录到的结果如图所示，下列说法正确的是（）A．水稻和番茄对离子的吸收需要载体蛋白的参与B．此过程中水稻细胞向胞外排出Ca2+，所以结束时溶液中Ca2+浓度比初始值大C．番茄与水稻相比，对Ca2+、Mg2+需要量大，对SiO需要量小D．此实验证明不同植物对同一种离子的吸收具有选择性【答案】ACD【解析】水稻和番茄对离子的吸收需要载体蛋白的参与，不同的离子需要的载体不同，A正确；在培养过程中，水稻吸收水分及其他离子较多，吸收Ca2+、Mg2+较少，导致水稻培养液里Ca2+、Mg2+浓度升高，B错误；据图分析，番茄与水稻相比，对Ca2+、Mg2+需要量大，对SiO12\n需要量小，C正确；水稻和番茄的培养液中同一种离子的变化情况不同，其主要原因是因为不同种生物，其细胞膜上运输同一种物质的载体数量也不同；该实验说明了离子的跨膜运输具有选择透过性特点，D正确。10．下列有关胞吞和胞吐的叙述，正确的是（）A．二者均不需要膜蛋白的参与B．只有大分子物质通过胞吞、胞吐进出细胞C．胞吐过程的同时会有细胞膜成分的更新D．二者运输物质时需要载体蛋白的协助【答案】C【解析】主动运输和胞吞、胞吐均需要膜蛋白参与，A错误；小分子物质，例如神经递质，也可以通过胞吐从神经细胞释放，B错误；胞吐过程中会释放囊泡，而囊泡来源于细胞膜，所以会有细胞膜成分的更新，C正确；胞吞胞吐作用不需要载体蛋白的协助，D错误。11．生物膜上的转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两类。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。通道蛋白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。下列与转运蛋白相关的说法，错误的是（）A．参与主动运输的转运蛋白可有水解ATP功能B．载体蛋白与被转运物质的结合具有特异性和亲和性C．通道蛋白与被转运物质的结合具有特异性和亲和性D．离子的跨膜运输一定需要转运蛋白的参与【答案】C【解析】主动运输需要转运蛋白和ATP，参与主动运输的转运蛋白可有水解ATP功能，如Na+-K+泵，A正确；载体蛋白与被转运物质的结合具有特异性和亲和性，一种载体蛋白只能转运与其特定结合的物质，B正确；通道蛋白与被转运物质不会结合，C错误；离子的跨膜运输可能为协助扩散，也可能为主动运输，一定需要转运蛋白的参与，D正确。12．图甲、乙分别表示载体蛋白介导和通道蛋白介导的两种协助扩散方式，其中通道蛋白介导的扩散比载体蛋白介导快1000倍。下列叙述正确的是（）12\nA．载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的B．载体蛋白和通道蛋白均具有专一性C．甲、乙两种方式中只有甲属于被动转运D．协助扩散是细胞最重要的吸收和排出物质的方式【答案】B【解析】载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上不是静止不动的，而具有流动性，A错误；载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性，B正确；甲乙两种方式都是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要转运蛋白的协助，属于被动运输中的协助扩散，C错误；细胞主要以主动运输的方式吸收物质，D错误。13．下列关于物质出入细胞方式的叙述，正确的是（）A．细胞所需的离子都是通过主动转运进入细胞的B．植物细胞发生质壁分离复原是主动转运的结果C．甘油跨过质膜运输时会使质膜上的载体蛋白发生形变D．变形虫从周边环境中摄取食物时不需要借助载体蛋白【答案】D【分析】细胞所需的离子有些通过主动转运进入细胞，有些是通过协助扩散进入细胞的，A错误；植物细胞发生质壁分离复原是通过渗透吸水（自由扩散）的结果，B错误；甘油跨过质膜运输的方式是自由扩散，不需要载体蛋白的协助，C错误；变形虫从周边环境中摄取食物的方式为胞吞作用，不需要借助载体蛋白的转运，D正确。14．研究表明，肾小管和集合管上皮细胞的细胞膜上含有大量的通道蛋白，如水通道蛋白、K+通道蛋白和Na+通道蛋白等。下列有关叙述正确的是（）A．通道蛋白是一类镶嵌在细胞膜磷脂双分子层外表面的载体蛋白B．上述三种通道蛋白在运输物质时需要消耗呼吸作用产生的ATPC．Na+与K+经通道蛋白的运输是顺浓度梯度进行的12\nD．血浆渗透压过高时，水通道蛋白可通过主动运输重吸收水分进行调节【答案】C【解析】通道蛋白是一类贯穿在细胞膜磷脂双分子层之中的载体蛋白，A错误；通道蛋白在运输物质时不需要消耗呼吸作用产生的ATP，B错误；Na+、K+经通道蛋白的运输过程均为顺浓度梯度运输，不需要能量，为协助扩散，C正确；水分子经水通道蛋白运输的方式是协助扩散，不是主动运输，D错误。15．（多选）正常情况下肾小管可以重吸收原尿中的全部葡萄糖。研究发现，肾小管对葡萄糖逆浓度的重吸收主要依靠肾小管上皮细胞中的钠一葡萄糖协同转运蛋白2（SGLT-2），但是该重吸收能力是有一定限度的，超过限度，尿液中就会出现葡萄糖。肾糖阈就是指尿中出现葡萄糖时的最低血糖浓度，正常人的肾糖阈为1.6g/L-1.8g/L。长期注射胰岛素可能会产生抗胰岛素抗体，影响胰岛素的作用效果，致使部分患者胰岛素用量越来越大，但血糖浓度依然很高。服用SGLT一2抑制剂可以抑制肾脏对葡萄糖的重吸收，使过量的葡萄糖从尿中排出，降低血糖。下列叙述错误的是（）A．血糖的主要去路是在线粒体中氧化分解，同时释放能量B．葡萄糖以主动运输的方式进入肾小管上皮细胞C．服用SGLT—2抑制剂的患者尿中开始出现葡萄糖时所对应的血糖浓度会降低D．SGLT—2抑制剂作用于SGLT—2转运蛋白后，导致服药者尿量减少【答案】AD【解析】葡萄糖不能进入线粒体中氧化分解，A错误；根据肾小管对葡萄糖逆浓度的重吸收主要依靠肾小管上皮细胞中的钠一葡萄糖协同转运蛋白2（SGLT-2），说明葡萄糖以主动运输的方式进入肾小管上皮细胞，B正确；SGLT一2抑制剂可以抑制肾脏对葡萄糖的重吸收，使过量的葡萄糖从尿中排出，降低血糖，所以服用SGLT—2抑制剂的患者尿中开始出现葡萄糖时所对应的血糖浓度会降低，C正确；SGLT—2抑制剂作用于SGLT—2转运蛋白后，抑制了肾小管对原尿中葡萄糖的重吸收，由于原尿中葡萄糖的浓度较大，渗透压较高，故影响了肾小管对水分的重吸收，使服药者尿量增加，过量的葡萄糖从尿中排出，D错误。16．请回答下列有关“植物细胞质壁分离与复原”实验的相关问题：12\n（1）某同学拟用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞来观察质壁分离，制片、初次观察后，从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。此时，用吸水纸吸引的目的是___________________________________。（2）周中①③处的液体分别是____________和____________。细胞质壁分离的过程中，水渗透的方向是____________，①处液体的浓度逐渐______________。（3）质壁分离的复原过程中，细胞的吸水能力逐渐____________。（4）具有活性的成熟植物细胞发生质壁分离的条件是________________________。【答案】（1）加速细胞浸润在蔗糖溶液中（2）细胞液蔗糖溶液从细胞液流向外界溶液变大（3）减弱外界溶液浓度大于细胞液浓度【解析】（1）用引流法从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。此时细胞浸在蔗糖溶液中，用吸水纸吸引可以加速细胞浸在蔗糖溶液中；（2）图中①③处的液体分别是细胞液和外界溶液即蔗糖溶液；细胞质壁分离的发生，意味着水分的渗出，故水渗透的方向是从细胞液流向外界溶液；细胞液的浓度由于水的渗出，而其他的物质不能渗出，故细胞液的浓度将逐渐变大；（3）质壁分离的复原过程中，细胞的吸水导致细胞液浓度变小，故吸水力将逐渐减弱；（4）渗透作用发生的条件是半透膜和浓度差，活性的成熟植物细胞有原生质层，原生质层相当于半透膜，故要发生质壁分离只要满足外界溶液浓度大于细胞液浓度即可。【点睛】本题考查物质跨膜运输实例，考查对质壁分离及复原实验原理的理解。17．细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层。请回答：（1）磷脂是由_______、脂质、和磷酸等所组成的化合物，其中磷酸“头”部是_______(填“亲水”或“疏水”)的排在磷脂双分子层的外部。（2）绝大多数水溶性物质难以透过人工无蛋白磷脂双分子层结构，其原因是_________。12\n（3）细胞膜上存在跨越磷脂双分子层的通道蛋白，人体内缺乏抗利尿激素会导致肾小管上皮细胞膜上的水通道蛋白数量_________，导致多尿。【答案】（1）甘油、脂肪酸亲水（2）细胞膜的磷脂双分子层内部是疏水的，不利于水溶性物质跨膜运输（3）减少【解析】（1）磷脂是由甘油、脂肪酸、磷酸以及脂质等所组成，其中磷酸分布在磷脂分子的头部。（2）由于细胞膜的磷脂双分子层内部是疏水的，不利于水溶性物质跨膜运输，因此大多数水溶性物质难以透过人工无蛋白磷脂双分子层结构。（3）抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的重吸收，这个过程中存在水通道蛋白介导的协助扩散，因此人体内缺乏抗利尿激素会导致肾小管上皮细胞膜上的水通道蛋白数量减少，导致水重吸收较少，从而多尿。【点睛】考查细胞膜的结构和功能，要求考生识记细胞膜的成分，能理解水的跨膜运输方式，属于考纲识记和理解层次的考查。18．细胞是个开放的系统，每时每刻都与环境进行着物质的交换，多种方法均可影响物质进出细胞的过程。回答下列问题：（1）将失水后的紫色洋葱鳞片叶细胞置于蒸馏水中，细胞将出现_______现象，此过程中细胞吸水能力会_______（填“增强”、“减弱”或“不变”）。（2）低温处理法可降低细胞膜的流动性，同时可通过影响_______的活性，导致细胞代谢速率减慢，进而影响物质进出细胞。衰老的细胞由于细胞膜通透性改变，物质运输的功能会______________（填“升高”或“降低”）。（3）在①Na+②乙醇③CO2④胰岛素⑤氨基酸进出细胞的过程中，细胞呼吸抑制法通常会影响_______（填序号）的运输。若想阻止某种特定金属离子进出细胞，可选用载体蛋白抑制法，该方法对甘油的吸收没有影响，其原因是______________________。【答案】（1）质壁分离复原减弱（2）酶降低（3）①④⑤细胞吸收甘油的方式为自由扩散，不需要载体蛋白【解析】（1）将失水后的紫色洋葱鳞片叶细胞置于蒸馏水中，细胞将吸水，出现质壁分离复原现象，在吸水的过程中，细胞液的浓度降低，吸水能力逐渐减弱。（2）低温处理法一方面可直接降低细胞膜的流动性，导致物质进出细胞的速率减慢，另一方面通过影响酶的活性，导致细胞代谢速率减慢，进而影响物质进出细胞。细胞衰老后，细胞膜的通透性改变，物质运输的功能会降低。（3）①Na+12\n、④胰岛素、⑤氨基酸进出细胞都需要消耗能量，所以细胞呼吸抑制法会影响它们的运输。细胞吸收甘油的方式为自由扩散，不需要载体蛋白，因此选用载体蛋白抑制法对甘油的吸收没有影响。【点睛】本题着重考查了物质跨膜运输方式的异同点，要求考生能够识记相关物质跨膜运输的方式，同时掌握不同跨膜运输方式的特点，再结合所学知识准确答题。12