2022届高考生物一轮复习专题训练16　辨析物质出入细胞的方式（解析版）

重点强化练16　辨析物质出入细胞的方式

1．(2021·重庆市新华中学高三月考)下列关于物质跨膜运输实例的叙述中，不正确的是(　　)

A．细胞吸水和失水是水分子顺浓度梯度跨膜运输的过程

B．水分子跨膜运输总的方向是由低浓度溶液向高浓度溶液

C．无机盐离子可以逆浓度梯度进行跨膜运输

D．生物膜是选择透过性膜，小分子物质都能通过，而大分子物质则不能通过

答案　D

2．Na＋—K＋泵由4个亚基(多肽)组成，其中一个亚基向着细胞质的一面有一个ATP结合位点和三个Na＋结合位点，外表面有两个K＋结合位点。将Na＋从细胞内逆浓度梯度排出，将K＋从细胞外逆浓度梯度运入，这一过程利用ATP供能。下列对此过程的叙述不正确的是(　　)

A．Na＋和K＋出入细胞是主动运输的过程

B．Na＋—K＋泵是一个可同时反向转运两种离子的载体蛋白，该过程与细胞膜的选择透过性无关

C．这一过程需要消耗能量

D．这一过程可能会造成细胞膜内外产生电位差

答案　B

解析　由题干可知，Na＋、K＋的运输需消耗ATP，是主动运输过程，A、C项正确；载体蛋白具有相对专一性，体现了膜的选择透过性，B项错误；由于Na＋、K＋进出细胞的数量不均衡，故可导致细胞膜内外产生电位差，D项正确。

3．(2021·广东兴宁市第一中学高三月考)大肠杆菌在生长时，细胞内钾离子的质量分数是培养液的 3000 倍。如果在培养液中加入不影响细胞呼吸的药物，大肠杆菌细胞内钾离子的质量分数立即下降，这种药物的作用是(　　)

A．破坏了线粒体的结构

B．抑制了细胞内呼吸酶的活性

C．破坏了细胞内的遗传物质

D．抑制了细胞膜上载体的活性

答案　D

解析　由题意可知，如果在培养液中加入不影响细胞呼吸的药物，这表明不影响能量的供应。钾离子的跨膜运输属于主动运输过程，需要消耗能量和载体的协助，所以该药物是抑制了细胞膜上载体的活性，D正确。

4．(2021·宁夏青铜峡市高级中学高三月考)如图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是(　　)

A．载体①逆浓度运输溶质分子

B．载体②具有ATP酶活性

C．载体①和②转运方式不同

D．载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快

答案　B

解析　由图可知，载体①逆浓度梯度运输溶质分子，A正确；载体②顺浓度梯度运输溶质分子，不消耗ATP，不具有ATP酶活性，B错误；载体①和②转运方式不同，前者是主动运输，后者是协助扩散，C正确；协助扩散有载体协助，转运溶质分子的速率比自由扩散快，D正确。

5．科学家发现某些动物细胞在低渗溶液中不涨破，但是将控制红细胞膜上CHIP28(一种水通道蛋白)合成的mRNA注入细胞内，发现这些细胞也会迅速涨破。下列说法错误的是(　　)

A．CHIP28的加工和运输需要内质网和高尔基体的参与

B．细胞在低渗溶液中不涨破的原因是细胞膜上无类似CHIP28的蛋白质

C．红细胞在低渗溶液中吸水涨破的原因是通过自由扩散吸收了过多的水

D．肾小管细胞在抗利尿激素的作用下重吸收水可能有类似CHIP28的蛋白质参与

答案　C

解析　CHIP28(一种水通道蛋白)为膜蛋白，在动物细胞中膜蛋白的加工和运输与分泌蛋白相似，需要内质网和高尔基体的参与，A项正确；在低渗溶液中，某些动物细胞不涨破是因为其细胞膜上无类似CHIP28的水通道蛋白，B项正确；红细胞吸水涨破是因为其细胞膜上有CHIP28，通过协助扩散吸收了过多的水，C项错误。

6．(2021·吉林洮南市第一中学高三月考)如图显示物质P和Q跨膜出细胞，下列叙述正确的是(　　)

A．物质P可能是氧气

B．物质Q一定是水分子

C．物质P和Q出细胞都需要载体蛋白

D．物质P和Q出细胞未必都消耗能量

答案　D

解析　氧气的运输方式是自由扩散，而物质P的运输方式为主动运输，A错误；水分子的运输方式是自由扩散，可用物质Q表示，但物质Q不一定是水分子，B错误；物质P出细胞需要载体蛋白的协助，而物质Q出细胞不一定需要载体蛋白的协助，C错误；物质P出细胞需要消耗能量，而物质Q出细胞不需要消耗能量，D正确。

7．下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述错误的是(　　)

A．蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输

B．单糖通过协助扩散方式转运至薄壁细胞

C．ATP生成抑制剂不会直接抑制图中蔗糖的运输

D．蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞

答案　D

解析　蔗糖分子通过胞间连丝进行运输，水解后形成单糖，通过单糖转运载体顺浓度梯度运输，速度加快，A正确；筛管中的单糖借助单糖转运载体的协助，顺浓度梯度转运至薄壁细胞，其方式为协助扩散，B正确；图中蔗糖运输不消耗能量，单糖顺浓度梯度运输也不消耗能量，因此ATP生成抑制剂不会直接抑制图中蔗糖的运输，C正确；蔗糖属于二糖，不能通过单糖转运载体转运至薄壁细胞，D错误。

8．(2020·合肥检测)下列有关物质运输的叙述，正确的是(　　)

A．小分子物质通过自由扩散方式进入细胞

B．温度影响物质跨膜运输速率只是影响了膜的流动性

C．质壁分离过程中，洋葱细胞紫色区域逐渐缩小

D．载体蛋白转运物质的速率不受O2浓度影响

答案　C

解析　小分子物质不一定通过自由扩散方式进入细胞，如葡萄糖进入人体成熟的红细胞，其跨膜运输方式为协助扩散，A项错误；温度影响物质跨膜运输速率，原因可能是影响了膜的流动性，或者影响了酶的活性，进而影响细胞供能，B项错误；质壁分离过程中，洋葱细胞失水，其紫色区域逐渐缩小，C项正确；主动运输过程中载体蛋白转运物质的速率受O2浓度影响，D项错误。

9．(2021·天津河西区高三月考)钠—钾泵是一种专一性的载体蛋白，该蛋白既可催化ATP水解又能促进Na＋、K＋的转运。 每消耗1 mmol ATP能将3 mmol的Na＋泵出细胞，将2 mmol K＋泵入细胞内。下图为细胞膜部分结构与功能的示意图，依据此图做出的判断错误的是(　　)

A．细胞膜上的钠－钾泵具有运输和催化的功能

B．K＋从细胞内流向细胞外可不消耗ATP

C．钠—钾泵持续运输的过程会导致ADP的大量积累

D．钠—钾泵的存在说明载体蛋白对离子运输具有选择性

答案　C

解析　细胞膜上的钠—钾泵同时具有运输Na＋、K＋和催化ATP水解的功能，A正确；细胞内K＋外流和细胞外Na＋内流均为顺浓度梯度的协助扩散，不消耗ATP，B正确；钠—钾泵持续运输的过程，消耗ATP，ATP与ADP之间的转换非常迅速，ADP不会积累，C错误；钠—钾泵只能运输Na＋和K＋，说明载体蛋白对离子运输具有选择性，D正确。

10．神经元细胞中K＋浓度高于细胞外，而Na＋浓度低于细胞外。下列叙述中正确的是(　　)

A．K＋运出神经元和Na＋运出神经元均为需要载体蛋白协助的主动运输

B．温度和蛋白质抑制剂均影响神经元吸收K＋的速率

C．用呼吸抑制剂处理神经元不影响Na＋进出神经元的速率

D．突触前膜释放神经递质为需要载体蛋白协助的胞吐过程

答案　B

解析　K＋运出神经元的方式是协助扩散，Na＋运出神经元的方式是主动运输，A项错误；Na＋运出神经元的方式是主动运输，需要消耗能量，因此受呼吸抑制剂处理的影响，C项错误；胞吐利用了膜的流动性，不需要载体蛋白的协助，D项错误。

11．图甲中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，图乙表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列相关叙述中，错误的是(　　)

A．图甲曲线中a表示自由扩散，曲线b表示协助扩散或主动运输

B．图甲中曲线b达到最大转运速率后的限制因素是载体蛋白的数量

C．图乙中的胞吐和胞吞过程说明细胞膜的结构特点是具有选择透过性

D．图乙中的胞吐和胞吞过程都需要消耗ATP

答案　C

解析　由图甲可知：曲线a表示物质的转运速率随被转运分子浓度的增加而加快，此种运输方式属于自由扩散，曲线b表示物质的转运速率随被转运分子浓度的增加而加快，随后转运速率达到最大，此时限制转运速率继续增大的因素是载体蛋白的数量，可见曲线b表示协助扩散或主动运输。图乙中的胞吞和胞吐过程需要消耗ATP，这两个过程说明细胞膜的结构特点是具有流动性。

12．(2021·黑龙江伊春市第二中学高三开学考试)如图表示培养液中K＋浓度及溶氧量对小麦根系细胞吸收K＋速率的影响。下列有关两曲线形成机理的解释正确的是(　　)

A．曲线AB段形成是由于细胞膜上K＋载体数量未达到饱和且能量充足

B．曲线CD段的形成是由于细胞内K＋过多，细胞大量排出K＋

C．E点表明植物根系可以通过自由扩散的方式吸收K＋

D．曲线BC、FG段的形成是由于细胞膜上K＋载体数量有限

答案　A

解析　曲线CD段的形成是由于培养液浓度过大，导致细胞失水，细胞代谢减弱，为主动运输提供的能量减少导致，B错误；E点表明植物根系可以通过无氧呼吸为主动运输提供能量来吸收K＋，C错误；BC段限制因素不再是培养液中K＋浓度，限制因素可能是载体数量，也可能是能量供应；FG段限制因素可能是载体数量，也可能是培养液中K＋浓度，D错误。

13．如图一所示是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性蛋白，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过，①②③④代表物质运输方式。图二表示物质通过膜运输的速率随环境中O2浓度的变化。回答有关问题：

(1)很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实。原因是细胞膜中有图一所示的[　]______________。

(2)鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外，经研究鲨鱼体内多余盐分是经②途径排出的，那么其跨膜运输的方式属于________(填“主动运输”或“被动运输”)。

(3)蟾蜍心肌细胞吸收Ca2＋、K＋、C6H12O6的方式相同，若用呼吸抑制剂处理心肌细胞，则Ca2＋、K＋、C6H12O6等物质吸收均受到显著的影响，其原因是____________。若对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后Ca2＋吸收明显减少，但K＋、C6H12O6的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑制了图一中所示的转运Ca2＋的[　]________的活动。

(4)图二与图一中的________(填序号)代表的物质运输方式一致。图中B点出现的主要原因是________________________________________________________________________。

(5)柽柳是泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收进植物体内的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收盐是主动运输还是被动运输，请设计实验加以证明。

①实验步骤：

a．取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗植株，放入适宜浓度的含有Ca2＋、K＋的溶液中。

b．甲组给予正常的呼吸条件，乙组___________________________________。

c．________________________________________________________________________。

②实验结果及结论：

若________________________________，则柽柳从土壤中吸收盐是被动运输；

若________________________________，则柽柳从土壤中吸收盐是主动运输。

答案　(1)甲　磷脂双分子层　(2)被动运输　(3)缺少ATP　乙　载体蛋白　(4)④　载体蛋白的数量是有限的　(5)①b.完全抑制细胞呼吸　c．一段时间后测定两组植株根系对Ca2＋、K＋的吸收速率　②两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同　乙组吸收Ca2＋、K＋的速率明显小于甲组

解析　(4)图二的运输方式中需要能量，表示主动运输；与图一中④代表的运输方式一致。图中曲线出现BC段O2浓度增加，物质跨膜运输速率不再增加的主要原因是细胞膜上的载体蛋白数量有限。

(5)①b.根据实验目的，主动运输和被动运输的区别是是否需要ATP，故ATP(细胞呼吸条件)为自变量，吸收速率为因变量。甲组给予正常的呼吸条件，乙组完全抑制细胞呼吸。c.一段时间后测定两组植株根系对Ca2＋、K＋的吸收速率。

②若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，说明都不需要ATP，为被动运输；若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率表现为甲组明显大于乙组，则说明需要ATP，为主动运输。

14．(2021·天津市静海区大邱庄中学高三月考)图甲是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，图乙是小肠上皮细胞转运葡萄糖的过程示意图。请回答下列问题：

(1)图甲细胞处于________状态，即细胞中________和细胞壁分离的现象。将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后没有观察到质壁分离现象，可能的原因有________________________________________________________________________。

(2)葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞时，不直接消耗ATP，而是借助相同载体上Na＋顺浓度梯度运输时产生的电化学势能。该载体只能转运葡萄糖和Na＋，体现了载体的________性。 据图乙中的信息分析，葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是________浓度梯度进行的主动运输。

(3)为了证明小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖，请设计实验探究。

①实验步骤：

第一步：取甲、乙两组生理状况相同的小肠上皮细胞，放入适宜浓度的含有葡萄糖的培养液中。

第二步：甲组细胞给予正常的呼吸条件，乙组细胞______________，其他条件与甲组相同。

第三步：一段时间后测定葡萄糖的吸收速率。

②预测实验结果并分析：

若________________________________________________________________________，

则说明小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输，否则不是主动运输。

答案　(1)质壁分离　原生质层　该细胞是死细胞，或者是根尖分生区细胞，或者质壁分离后又自动复原　(2)专一　逆　(3)①完全抑制细胞呼吸(或加入呼吸抑制剂等)②乙组细胞的吸收速率明显小于甲组细胞的吸收速率，或者乙组细胞完全不吸收