一、选择题(每小题5分,共60分)
1.(2019·衡水中学二调)某同学拟选择一种半透性的膜材料,用于自制渗透计。他采用如图1所示的装置(示意图),对收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行试验,得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的图线(如图2)。据图分析,该同学应选择的膜材料是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
解析:图1是渗透装置,构成渗透作用的条件:有半透膜,半透膜两侧有浓度差,所以图中的膜允许水分子透过,不允许糖分子透过,最终导致漏斗中液面升高,所以选A。
答案:A
2.(2019·惠州模拟)下列现象与渗透作用的关系密切程度最小的是( )
A.施肥过多导致烧苗 B.蜜饯可以防腐
C.静脉注射生理盐水 D.根毛细胞吸收K+
解析:施肥过多导致烧苗是因为土壤溶液的浓度过大,细胞通过渗透作用失水。蜜饯可以防腐是因为高浓度的糖使菌类失水,菌类不能繁殖。静脉注射生理盐水是防止人体细胞失水或吸水。根毛细胞吸收K+是主动运输过程,与渗透作用关系密切程度最小。
答案:D
3.(2019·昆明质量检测)下列关于质壁分离自动复原过程的分析,正确的是( )
A.水分子的扩散一定是单向的
B.细胞的吸水能力一定逐渐减弱
C.溶质分子进入细胞的方式一定是主动运输
D.质壁分离自动复原后,原生质层两侧的溶液浓度一定相等
解析:细胞发生质壁分离自动复原时,水分子的扩散是双向的,只是扩散进细胞的水分子数目多于扩散出细胞的水分子数,A项错误;在质壁分离自动复原过程中,细胞液的浓度逐渐减小,细胞吸水能力逐渐减弱,B项正确;溶质分子进入细胞的方式可能是主动运输也可能是被动运输,C项错误;因为细胞壁的伸缩性较小,细胞壁的阻挡作用,使细胞不能再吸水,因此当质壁分离自动复原后,原生质层两侧的溶液浓度不一定相等,D项错误。
答案:B
4.(2019·河源检测)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是( )
A.T2时物质A开始通过细胞膜进入细胞内
B.T1时细胞质基质的渗透压大于细胞液的渗透压,而T3时相反
C.O-T1时细胞体积的变化量与原生质体的变化量相等
D.T2时细胞失水量达到****值,此时细胞已死亡
解析:分析曲线图可知,该细胞发生了质壁分离和复原,说明物质A可以进入细胞,而且一开始就通过细胞膜进入细胞内,而不是T2时开始进入,A项错误;T1时细胞原生质体体积减小,细胞失水,此时由于细胞质在外层,所以细胞质基质先失水,渗透压上升,这时液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压,而T3时相反,B项正确;该细胞含有细胞壁,当原生质体的体积变化时,细胞壁的体积变化很小,细胞壁的伸缩性小,原生质体伸缩性大,因此,O-T1时细胞体积的变化量与原生质体的变化量不相等,C项错误;T2时细胞失水量达到****值,T3时发生了质壁分离复原,说明此细胞未死亡,D项错误。
答案:B
5.(2019·中山一模)向某动物细胞内注入微量的24Na+,一会儿可测得细胞周围溶液中出现24Na+;在细胞周围溶液中加入某物质后,24Na+外流停止;再向细胞内注入ATP后,24Na+恢复外流。下列推断合理的是( )
A.该物质改变了细胞膜的结构
B.该物质破坏了24Na+载体的结构
C.该物质使ATP水解酶变性失活
D.24Na+通过细胞膜外流的方式为主动运输
解析:根据题目信息在细胞周围溶液中加入某物质后,24Na+外流停止,再向细胞内注入ATP后,24Na+恢复外流。因此判断该物质可能是抑制了细胞呼吸,造成24Na+外流停止。进一步判断24Na+通过细胞膜外流的方式为主动运输。
答案:D
6.(2019·齐齐哈尔一模)正常细胞内K+浓度远高于细胞外,细胞外Na+浓度高于细胞内。当细胞内外的Na+、K+浓度差减小时,图1细胞膜上Na+/K+ATP酶(结构A)将细胞内的Na+移出膜外,将细胞外的K+移入膜内,具体过程如图所示。有关分析正确的是( )
A.图1中Na+外流属于被动运输
B.图2中的甲侧为细胞质基质
C.Na+/K+ATP酶由游离在细胞质中的核糖体合成
D.K+和Na+进出细胞与细胞膜的选择透过性有关
解析:细胞外Na+浓度高于细胞内,Na+移出细胞外的运输方式是主动运输,A项错误;图2中乙侧为细胞质基质,B项错误;Na+/K+ATP酶位于细胞膜上,由附着在内质网上的核糖体合成,C项错误;K+和Na+进出细胞与细胞膜的选择透过性有关,D项正确;故选D。
答案:D
7.(2019·广州联考)图示小肠上皮细胞部分物质的转运。下列关于葡萄糖运输方式的说法正确的是( )
A.依据需要载体协助就可确定从肠腔进入小肠上皮细胞是协助扩散
B.依据逆浓度梯度运输就可确定从肠腔进入小肠上皮细胞是主动运输
C.依据需要载体协助就可确定从小肠上皮细胞进入细胞外液是主动运输
D.依据顺浓度梯度运输就可确定从小肠上皮细胞进入细胞外液是协助扩散
解析:主动运输和协助扩散均需要载体协助,但前者是逆浓度梯度运输,后者是顺浓度梯度运输;协助扩散和自由扩散均是顺浓度梯度运输,但前者需要载体协助,后者不需要载体协助。图中显示,肠腔中的葡萄糖进入小肠上皮细胞是从低浓度的一侧通过细胞膜到达高浓度一侧,即逆浓度梯度运输,属于主动运输,A项错误,B项正确;葡萄糖从小肠上皮细胞中进入细胞外液为顺浓度梯度的运输且需要载体的协助,为协助扩散,C、D项错误。
答案:B
8.(2019·江门测试)胃粘膜壁细胞的细胞膜上存在的H+K+ATP酶是一种质子泵,它能催化ATP水解,在将细胞外的K+泵入细胞内的同时,也将细胞内的H+泵出,从而维持胃液的酸性环境。下列叙述错误的是( )
A.该质子泵运输H+和K+的方式都是主动运输
B.该质子泵能促使ATP分子的高能磷酸键断裂
C.使用质子泵抑制剂可以抑制胃酸的过量分泌
D.胃液pH的大小与胃腔内的K+浓度成正相关
解析:胃粘膜壁细胞的细胞膜上的质子泵将胃腔中的K+泵入细胞内的同时,也将细胞内的H+泵出到胃腔中,因此胃腔内的K+浓度越大,泵出到胃液中的H+越多,胃液的胃液pH越小,A、B、C项正确。胃液pH的大小与胃腔内的K+浓度成负相关,D项错误。
答案:D
9.(2020·广东六校联考)下列关于通道蛋白的说法,错误的是( )
A.一种离子通道只允许一种离子通过
B.水通道蛋白是覆盖在细胞膜表面的蛋白质
C.细胞膜上的Na+通道蛋白质与水通道蛋白在空间结构上有差异
D.物质通地通道蛋白的运输属于被动运输,不消耗ATP
解析:通道蛋白是具有运输作用的蛋白质,因此不是覆盖在细胞膜表面而是贯穿双层磷脂分子。不同的通道蛋白的结构具有特异性。物质通过通道蛋白的运输属于被动运输,因此不消耗ATP。
答案:B
10.(2019·成都七中检测)耐盐植物柽柳在盐碱地也能正常生长,研究发现这类植物能积累土壤中的无机盐离子,并使细胞液中的无机盐离子浓度高于土壤溶液。下列叙述正确的是( )
A.柽柳积累无机盐离子的方式为被动运输
B.柽柳的耐盐性是由它的遗传物质决定的
C.柽柳积累无机盐离子不利于根细胞吸收水分
D.在冬季气温低时,柽柳吸收无机盐的能力不变
解析:柽柳可逆浓度吸收无机盐离子,使细胞液中的无机盐离子浓度高于土壤溶液,由此可判断柽柳积累无机盐离子的方式为主动运输,A项错误;生物的性状从根本上来说是由遗传物质决定的,B项正确;柽柳积累无机盐离子可增大细胞液与外界溶液之间的浓度差,有利于根细胞吸收水分,C项错误;冬季气温低时,酶活性降低,呼吸作用减弱,提供的能量减少,柽柳吸收无机盐减少,D项错误。
答案:B
11.(2019·青岛二中期末)将红细胞移入低渗溶液后,很快吸水膨胀,而水生动物非洲爪蟾的卵母细胞在低渗溶液不膨胀。将控制红细胞膜上CHIP28(一种水通道蛋白)合成的mRNA注入非洲爪蟾的卵母细胞中,在低渗溶液中。卵母细胞迅速膨胀,并于5分钟内破裂。判断以下说法错误的是( )
A.CHIP28的加工、运输需要内质网和高尔基体的参与
B.红细胞在低渗溶液中胀破的原因是通过自由扩散吸收了过多的水
C.非洲爪蟾卵母细胞在低渗溶液不膨胀的原因是细胞膜上无类似CHIP28蛋白
D.肾小管在抗利尿激素作用下重吸收水可能与CHIP28有关
解析:CHIP28为细胞膜上的通道蛋白,故它的加工、运输需要内质网和高尔基体的参与,A项正确;据题意可知,水的过量吸收需通过通道蛋白,故属于协助扩散,B项错误;非洲爪蟾卵母细胞在低渗溶液不膨胀的原因是细胞膜上无类似CHIP28蛋白,C项正确;肾小管在抗利尿激素作用下重吸收水可能与CHIP28有关,D项正确。
答案:B
12.(2019·广东六校联考)TMCO1是内质网上的跨膜蛋白,当内质网中钙离子浓度过高时,TMCO1形成具有活性的钙离子载体,并将内质网中过多的钙离子排出。一旦内质网中的钙离子浓度恢复到正常水平,钙离子载体活性随之消失。下列有关叙述正确的是( )
A.高浓度的钙离子会导致钙离子载体失活
B.内质网中钙离子浓度的失衡可能会导致细胞代谢紊乱
C.TMCO1须经内质网加工后由高尔基体分泌出细胞
D.若敲除TMCO1基因,则内质网中钙离子浓度会下降
解析:高浓度的钙离子会导致形成有活性的钙离子载体,A项错误;内质网中钙离子浓度的失衡可能会导致钙离子载体的活性发生改变,进而有可能影响代谢,B项正确;TMCO1是内质网上的跨膜蛋白,不会分泌出细胞,C项错误;若敲除TMCO1基因将导致无法合成TMCO1蛋白,则钙离子载体失活,进而导致内质网中过多的钙离子无法排出,因此内质网中钙离子浓度会升高,D项错误。
答案:B
二、非选择题(40分)
13.(12分)小肠的吸收是指食物消化后的产物、水和无机盐等通过小肠上皮细胞进入血液和淋巴的过程。0.9%的NaCl溶液是与兔的体液渗透压相等的生理盐水。某同学将处于麻醉状态下的兔的一段排空小肠结扎成甲、乙、丙、丁4个互不相通、长度相等的肠袋(血液循环正常),并进行实验,实验步骤和结果如下表。
项目 |
甲 |
乙 |
丙 |
丁 |
向肠袋内注入等量的溶液,使其充盈 |
0.7% NaCl10 mL |
0.9% NaCl10 mL |
1.1% NaCl10 mL |
0.9% NaCl+微量Na+载体蛋白的抑制剂共10 mL |
维持正常体温半小时后,测肠袋内NaCl溶液的量 |
1 mL |
3 mL |
5 mL |
9.9 mL |
实验材料 组别 Hg2+浓度/(mg·L-1) 实验后细胞内K+浓度/(mg·L-1) 成熟区细胞和适宜浓度的K+溶液 A1 0 10 A2 10 7 A3 20 4 分生区细胞和上述浓度的K+溶液 B1 0 5 B2 10 2 B3 20 1
(1)洋葱根尖细胞中能产生ATP的部位有________。设置A1组和B1组的目的是____________________。
(2)分析上表中数据可知,随着Hg2+浓度的升高,细胞吸收K+的量________(填“增多”“不变”或“减少”),可能的原因是________。
(3)对比A1组和B1组,可得出的结论是_________________
______________________________________________________。
解析:根据题干信息和表格数据,实验的自变量是不同浓度的Hg2+、细胞种类,因变量是实验后细胞内K+浓度。A1、B1为对照组,与对照组相比,两种细胞实验后细胞内K+浓度都降低了,说明Hg2+抑制了K+的吸收,且浓度越高,抑制作用越大。(1)洋葱根尖细胞可以进行呼吸作用,不能进行光合作用,因此其产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体;针对成熟区细胞设置A1组作为对照组,目的是排除无关变量的干扰,以确保实验结果是由不同浓度的Hg2+引起的。
(2)分析上表中数据可知,随着Hg2+浓度的升高,细胞吸收K+的过程的量减少,可能的原因是细胞吸收K+的过程属于主动运输,需要ATP供能,而Hg2+通过抑制ATP水解影响K+的吸收。
(3)根据表格数据,A1、B1实验后细胞内K+浓度分别为10 mg/L、5 mg/L,说明与分生区细胞相比,成熟区细胞对K+的吸收量更大。
答案:(除注明外,每空2分,共16分)(1)细胞质基质和线粒体 作为对照,排除无关变量的干扰,以确保实验结果是由不同Hg2+浓度引起的(测定细胞在不受Hg2+的影响时,细胞对K+的吸收量)(4分)
(2)减少 细胞吸收K+属于主动运输,需要ATP供能,而Hg2+通过抑制ATP水解影响K+的吸收(4分)
(3)与分生区细胞相比,成熟区细胞对K+的吸收量更大(4分)
15.(12分)(2019·南通模拟)主动运输作为一种重要的跨膜运输方式可以按照生命所需吸收营养物质,排出代谢废物,体现了生命活动的“主动性”。为探究主动运输的特点,科研人员利用下图装置进行实验,其中HgCl2是一种可以影响ATP水解的新陈代谢抑制剂。请分析回答:
(1)主动运输的特点是__________________________________。
(2)本实验的名称是___________________________________。
(3)请写出实验进行过程中需要控制的两个无关变量__________
_____________________________________________________。
(4)实验得到如图所示的结果。
①根据实验结果,科研人员在实验前后需测定_______________
____________。
②乙组和甲组结果比较,得出的结论是___________________
____________。
③与甲组相比,丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
解析:(1)主动运输的特点是逆浓度梯度运输,需要载体参与和消耗能量。(2)从图中可知自变量是有无HgCl2 和细胞的成熟程度,观察指标是溶液中磷酸盐变化,即细胞吸收磷酸盐的量。(3)本实验的无关变量有温度、pH、溶解氧、溶液的用量、胡萝卜片的数量等。(4)甲、乙两组都是成熟的胡萝卜片,乙中加入了HgCl2,影响ATP的水解,结果是乙组吸收磷酸盐量比甲少,说明细胞主动运输(吸收磷酸盐)需要消耗能量(或能量供应不足会影响主动运输);丙组与甲组不同的是,甲组是成熟的胡萝卜片,丙组是幼嫩的胡萝卜片,甲组吸收磷酸盐量比丙组多,说明丙组吸收磷酸盐较少的原因可能是幼嫩组织供能少,幼嫩组织细胞膜上载体少。
答案:(每空2分,共12分)(1)逆浓度梯度,需要载体和能量 (2)探究HgCl2和细胞成熟程度对细胞主动运输(吸收磷酸盐)的影响 (3)温度、pH、溶解氧、溶液的量、胡萝卜片的量等(写出其中两项即可) (4)①溶液中磷酸盐的浓度 ②细胞主动运输(吸收磷酸盐)需要能量(或能量供应不足,影响主动运输) ③幼嫩组织供能少,幼嫩组织细胞膜上载体少