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物質(zhì)的輸入和輸出 一、選擇題 1．在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中，會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離的是（ ） A. 口腔上皮細(xì)胞 B. 根尖分生區(qū)細(xì)胞 C. 干種子細(xì)胞 D. 菠菜葉肉細(xì)胞 【答案】D 【解析】成熟的植物細(xì)胞可以發(fā)生質(zhì)壁分離?？谇簧掀ぜ?xì)胞屬于動(dòng)物細(xì)胞，沒(méi)有細(xì)胞壁；根尖分生區(qū)細(xì)胞屬于分生組織細(xì)胞，沒(méi)有大液泡，不能發(fā)生質(zhì)壁分離；干種子細(xì)胞沒(méi)有大液泡，不能發(fā)生質(zhì)壁分離；菠菜葉肉細(xì)胞有大液泡，能發(fā)生質(zhì)壁分離。選D。 2．U型管中有兩種不同濃度的蔗糖溶液R及S，并為一半透性膜（X）隔開(kāi)（如下圖）。與S相比，R濃度較低。圖a中顏色的深淺即代表濃度高低。當(dāng)圖a中的U形管內(nèi)達(dá)到平衡時(shí)，關(guān)于U型管兩側(cè)溶液液面高度和滲透壓大小情況（參看圖b）說(shuō)法正確的是（ ） A．右側(cè)較高，兩溶液等滲 B．右側(cè)較高，且右側(cè)為高滲，即濃度較高 C．兩側(cè)高度相等，且為等滲 D．左側(cè)較高，且右側(cè)為低滲，即濃度較低 【答案】B 【解析】根據(jù)滲透作用原理，水分子總體運(yùn)輸方向是從低濃度溶液一側(cè)向高濃度溶液一側(cè)擴(kuò)散。據(jù)圖分析，水分子從R側(cè)向S側(cè)擴(kuò)散得多，導(dǎo)致U形管的右側(cè)液面升高，直到水分子的擴(kuò)散達(dá)到平衡。隨著右側(cè)液面的升高，右側(cè)液面和左側(cè)液面出現(xiàn)一個(gè)高度差，從而使U形管右側(cè)的壓力大于左側(cè)的壓力，促使水分子向左側(cè)移動(dòng)，右側(cè)高濃度溶液又會(huì)導(dǎo)致水分子向左側(cè)移動(dòng)，當(dāng)兩側(cè)溶液濃度差引起的水分子擴(kuò)散的力等于兩側(cè)液面高度差引起的阻止水分子向右側(cè)擴(kuò)散的力時(shí)，水分子的擴(kuò)散達(dá)到平衡，此時(shí)U形管右側(cè)液面高于左側(cè)，右側(cè)溶液的濃度高于左側(cè)，故選B。 3、將同一植物細(xì)胞依次浸入蒸餾水、質(zhì)量濃度為0.3 mol/L蔗糖溶液和質(zhì)量濃度為0.5 mol/L尿素溶液中，觀察原生質(zhì)體的體積隨時(shí)間的變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．植物細(xì)胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離取決于外界溶液與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的濃度差 B．曲線AB段較曲線AE段變化更快的原因是尿素分子進(jìn)入了細(xì)胞中 C．圖中三條曲線原生質(zhì)體的變化主要是水的被動(dòng)運(yùn)輸引起的，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性 D．曲線CD段的細(xì)胞液濃度小于0.5 mol/L，而EF段細(xì)胞液濃度大于0.3 mol/L 【答案】C 【解析】蔗糖分子不能進(jìn)入細(xì)胞中，細(xì)胞在0.3g/ml蔗糖溶液中，會(huì)發(fā)生滲透失水，原生質(zhì)體體積變小，為曲線c。尿素分子可以進(jìn)入到細(xì)胞中，因此剛開(kāi)始使細(xì)胞在0.5g/ml尿素溶液中會(huì)發(fā)生滲透失水，但是隨著尿素分子被細(xì)胞吸收，細(xì)胞液濃度升高后開(kāi)始吸水，為曲線b。細(xì)胞液濃度大于蒸餾水，所以植物細(xì)胞放入蒸餾水中吸水漲大，為曲線a。植物細(xì)胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離取決于外界溶液與細(xì)胞液的濃度差，A錯(cuò)誤；由于尿素溶液的濃度為0.5mol/L，而蔗糖溶液的濃度為0.3mol/L，尿素溶液濃度高于蔗糖溶液濃度，原生質(zhì)層兩側(cè)濃度差更大，導(dǎo)致曲線AB段較曲線AE段變化更快，B錯(cuò)誤；圖中三條曲線原生質(zhì)體的變化主要是由細(xì)胞吸水或失水，以及尿素分子進(jìn)入細(xì)胞導(dǎo)致的，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性，C正確；由于尿素部分被吸收，因而導(dǎo)致外界溶液尿素的濃度小于0.5g/ml，因此CD段的細(xì)胞液濃度大于0.5g/ml，D錯(cuò)誤。 4、以紫色洋蔥鱗片葉表皮為材料“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ） A. 在蓋玻片依次滴入清水，細(xì)胞吸水膨脹但不會(huì)破裂 B. 滴加30%的蔗糖溶液比10%蔗糖溶液引起細(xì)胞質(zhì)壁分離所需時(shí)間短 C. 發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞放入清水中又復(fù)原，說(shuō)明細(xì)胞保持活性 D. 用高濃度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起細(xì)胞質(zhì)壁分離 【答案】D 【解析】將細(xì)胞置于清水中，由于細(xì)胞壁的作用，細(xì)胞吸水脹大但不破裂，A正確。質(zhì)壁分離的速度與外界溶液濃度大小有關(guān)，外界溶液濃度越大，質(zhì)壁分離所需時(shí)間越短，B正確。質(zhì)壁分離與復(fù)原是活細(xì)胞所具有的現(xiàn)象，細(xì)胞死亡后，原生質(zhì)層失去選擇透過(guò)性，不再發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象，C正確。用高濃度的NaCl溶液也能引起細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，D錯(cuò)誤。 5、下列有關(guān)細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出的說(shuō)法中正確的是（ ） A. 只有大分子物質(zhì)才能通過(guò)胞吞或胞吐的方式進(jìn)出細(xì)胞 B. 同種離子進(jìn)出所有細(xì)胞的跨膜運(yùn)輸方式是相同的 C. 土壤板結(jié)會(huì)影響植物根部細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)某些離子的速率 D. 當(dāng)植物細(xì)胞內(nèi)外存在濃度差時(shí)，細(xì)胞就會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離或復(fù)原 【答案】C 【解析】某些小分子的激素是通過(guò)胞吐的方式分泌到細(xì)胞外的，如性激素，A錯(cuò)誤；同種離子進(jìn)出所有細(xì)胞的跨膜運(yùn)輸方式可能是不同的，如鈉離子進(jìn)入神經(jīng)元的方式是協(xié)助擴(kuò)散，而出神經(jīng)元的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，B錯(cuò)誤；土壤板結(jié)導(dǎo)致氧氣含量降低，會(huì)影響植物根的有氧呼吸，進(jìn)而影響根部細(xì)胞主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)某些離子的速率，C正確；當(dāng)細(xì)胞內(nèi)外存在濃度差時(shí)，成熟的活的具有大液泡的植物細(xì)胞就會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離或復(fù)原，D錯(cuò)誤。 6、科學(xué)家將水稻和番茄分別放在相同的含Ca2+、Mg2+和SiO44-的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，相同條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，培養(yǎng)液中的離子濃度變化情況如下圖所示。下列分析正確的是（ ） A. 水稻吸收Ca2+、Mg2+的速度與吸水的速度相同 B. 番茄從培養(yǎng)液中吸收Ca2+，而從體內(nèi)排出SiO44- C. 水稻和番茄對(duì)Mg2+離子的吸收沒(méi)有體現(xiàn)細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性 D. 最可能水稻根細(xì)胞膜上運(yùn)輸SiO44-的載體數(shù)量明顯多于番茄，Ca2+和Mg2+的跨膜運(yùn)輸可以是逆相對(duì)含量梯度的 【答案】D 【解析】由題圖知，與初始濃度相比，培養(yǎng)水稻的溶液中鎂離子、鈣離子濃度增加，說(shuō)明水稻吸收Ca2+、Mg2+的速度與吸水的速度不相同，吸收水的速率大于吸收Ca2+、Mg2+，A錯(cuò)誤；由題圖知，與初始濃度相比，培養(yǎng)番茄的溶液中鈣離子濃度降低，說(shuō)明番茄大量吸收鈣離子，而硅離子升高，是因?yàn)榉盐账南鄬?duì)速率大于吸收SiO44-的相對(duì)速率，而不是從體內(nèi)排出SiO44-，B錯(cuò)誤；因?yàn)椴煌镄枰腗g2+是不同的，因此水稻和番茄對(duì)Mg2+離子的吸收量不同，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性，C錯(cuò)誤；水稻吸收SiO44-明顯多于番茄，最可能是水稻根細(xì)胞膜上運(yùn)輸SiO44-的載體數(shù)量明顯多于番茄；水稻和番茄對(duì)Ca2+和Mg2+的吸收屬于主動(dòng)運(yùn)輸，因此Ca2+和Mg2+的跨膜運(yùn)輸可以是逆相對(duì)含量梯度的，D正確。 二、非選擇題 7、科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜的跨膜蛋白中，有一種與水的跨膜運(yùn)輸有關(guān)的水通道蛋白?；卮鹣铝袉?wèn)題： （1）細(xì)胞膜上跨膜蛋白的合成類(lèi)似于分泌蛋白，核糖體上合成的肽鏈，需要在_________中加工和修飾后，再運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜上。 （2）從細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)分析，由于_________的原因，水分子自由擴(kuò)散通過(guò)細(xì)胞膜時(shí)會(huì)受到一定的阻礙?，F(xiàn)在研究確認(rèn)，細(xì)胞膜上的水通道蛋白能幫助水分子從低滲溶液向高滲溶液方向跨膜運(yùn)輸，這種水分子跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞莀_______________。 （3）哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞在低滲溶液中能迅速吸水脹破，有人推測(cè)這可能與水通道蛋白有關(guān)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證這個(gè)推測(cè)是正確的。（要求:寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果） 【答案】 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體 磷脂雙分子層內(nèi)部具有疏水性 協(xié)助擴(kuò)敗 將甲組紅細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)破壞，乙組紅細(xì)胞不作處理，然后將兩組細(xì)胞同時(shí)置于蒸餾水中，測(cè)定兩組細(xì)胞吸水脹破所需的時(shí)間。乙組吸水脹破所需時(shí)間短，說(shuō)明推測(cè)正確 【解析】（1）根據(jù)蛋白質(zhì)的合成與分泌過(guò)程可知，核糖體合成的肽鏈需要先后經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工才能成為成熟的蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外。 （2）細(xì)胞膜的基本骨架是磷脂雙分子層，其內(nèi)部具有疏水性，所以水分子自由擴(kuò)散通過(guò)細(xì)胞膜時(shí)會(huì)受到一定的阻礙。根據(jù)題意，水分子通過(guò)水通道蛋白的運(yùn)輸是從低滲溶液向高滲溶液方向運(yùn)輸?shù)?，因此該運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散。 （3）根據(jù)題意，要驗(yàn)證哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞在低滲溶液中能迅速吸水脹破，與水通道蛋白有關(guān)，則根據(jù)實(shí)驗(yàn)的單一變量原則和對(duì)照性原則，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟為：將甲組紅細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)破壞，乙組紅細(xì)胞不作處理，然后將兩組細(xì)胞同時(shí)置于蒸餾水中，測(cè)定兩組細(xì)胞吸水脹破所需的時(shí)間；若乙組吸水脹破所需時(shí)間短，說(shuō)明推測(cè)正確。 8、成熟的植物細(xì)胞在較高濃度的外界溶液中，會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，圖a是發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞，圖b是顯微鏡下觀察到的某一時(shí)刻的圖像。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： （1）圖a中細(xì)胞的質(zhì)壁分離指的是細(xì)胞壁和________的分離，后者的結(jié)構(gòu)包括[ ]和[ ]以及二者之間的細(xì)胞質(zhì)（[ ]內(nèi)填圖中序號(hào)）。 （2）植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離所需的外界條件是____________________，植物細(xì)胞自身應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是______________________________________。 （3）圖b是某同學(xué)觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)時(shí)拍下的顯微照片，此時(shí)細(xì)胞液濃度與外界溶液濃度的關(guān)系是____________________________________________。 （4）取形狀、大小相同的紅心蘿卜A和紅心蘿卜B的幼根各5段，分別放在不同濃度的蔗糖溶液（甲～戊）中，一段時(shí)間后，取出紅心蘿卜的幼根稱(chēng)重，結(jié)果如圖c所示，據(jù)圖分析： ①紅心蘿卜A比紅心蘿卜B的幼根細(xì)胞液濃度________________。 ②在甲蔗糖溶液中加入適量的清水，一段時(shí)間后紅心蘿卜A的幼根細(xì)胞液濃度會(huì)________。 【答案】 原生質(zhì)層 2 4 外界溶液濃度高于細(xì)胞液濃度 原生質(zhì)層具有選擇透過(guò)性、原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性 細(xì)胞液的濃度大于、等于或小于外界溶液的濃度 高 降低 （3）根據(jù)題意和圖示分析可知：圖b中的細(xì)胞可能處于質(zhì)壁分離狀態(tài)、也可能處于質(zhì)壁分離復(fù)原狀態(tài)，所以此時(shí)細(xì)胞液濃度與外界溶液濃度的關(guān)系有大于、等于或小于三種可能。 （4）①當(dāng)蔗糖濃度為甲時(shí)，紅心蘿卜A重量無(wú)變化，紅心蘿卜B由于對(duì)外表現(xiàn)失水導(dǎo)致重量減少，由此可知紅心蘿卜A比紅心蘿卜B的細(xì)胞液濃度高。 ②在甲蔗糖溶液中加入適量的清水，細(xì)胞液濃度一定高于清水濃度，故蘿卜條A吸水，其細(xì)胞液濃度降低。 9、下圖表示細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸速率與物質(zhì)濃度的關(guān)系。回答下列問(wèn)題： （1）細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出都必須經(jīng)過(guò)細(xì)胞膜，細(xì)胞膜的基本骨架是_____________。 （2）列舉兩例以圖中“M”方式進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)___________；若圖中曲線N表示心肌細(xì)胞吸收K+的曲線，分析限制P點(diǎn)運(yùn)輸速率的原因是_______________。 （3）若對(duì)離體的心肌細(xì)胞施用某種毒素，結(jié)果對(duì)K+運(yùn)輸速率顯著減少，而對(duì)Ca2+、C6H12O6等物質(zhì)的運(yùn)輸速率無(wú)影響，其可能的原因是_____________________。 【答案】 磷脂雙分子層 O2、CO2、甘油、乙醇等 K+載體數(shù)量的限制或能量供應(yīng)不足 該毒素抑制了K+載體的活性，而對(duì)其它載體蛋白無(wú)影響 【解析】（1）細(xì)胞膜屬于生物膜，生物膜的基本骨架都是磷脂雙分子層。 10、如圖表示幾種物質(zhì)出入細(xì)胞的方式及影響因素，回答下列問(wèn)題： （1）圖1所示的是物質(zhì)通過(guò)半透膜的擴(kuò)散，這種物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆较蚴莀_________________________。 （2）圖2中決定該運(yùn)輸速率的因素是_________________________。 （3）圖3中決定該運(yùn)輸速率的主要因素有____________和________________。 （4）圖4表示綠色植物的某個(gè)葉肉細(xì)胞吸收氨基酸的過(guò)程，圖中的能量物質(zhì)來(lái)自_________________(生理過(guò)程）。 （5）圖5所示的物質(zhì)運(yùn)輸方式能體現(xiàn)細(xì)胞具有________________，胰島素的分泌過(guò)程就與圖中的某種方式相同，在胰島素的加工和運(yùn)輸過(guò)程中，與之有直接聯(lián)系的細(xì)胞器是____________________。 【答案】 從物質(zhì)濃度高的一側(cè)擴(kuò)散到低的一側(cè)(其他合理答案也得分） 物質(zhì)的濃度差 被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)濃度 載體的數(shù)量 呼吸作用 —定的流動(dòng)性 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體 （4）綠色植物的葉肉細(xì)胞吸收氨基酸的過(guò)程是主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程，所需能量來(lái)源是細(xì)胞內(nèi)呼吸作用產(chǎn)生的ATP。 （5）圖5所示的物質(zhì)運(yùn)輸方式是胞吞和胞吐，都需要生物膜上分子運(yùn)動(dòng)才能完成，所以體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性；胰島素屬于分泌蛋白，其分泌過(guò)程就是圖中的胞吐方式，在胰島素的加工和運(yùn)輸過(guò)程中，與之有直接聯(lián)系的細(xì)胞器是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（加工）、高爾基體（加工）和線粒體（供能）。