第2题 实验或物质出入细胞-2021年高考生物逐题必刷200题（解析版）

第 2 题 实验或物质出入细胞 1．植物细胞膜磷脂双分子层对水有一定的通透性，但研究发现大量的水通过细胞膜上的水通道蛋白进出细 胞。下列关于水通道蛋白与植物体内水分代谢关系的叙述，错误的是（ ） A．水通道蛋白活性增强的植物叶片气孔更易开放 B．水通道蛋白活性减弱的植物细胞在高渗溶液中不发生质壁分离 C．水通道蛋白活性增强的植物在缺水条件下更易发生萎蔫 D．水通道蛋白活性减弱的植物细胞伸长生长速度降低 【解答】解：A、保卫细胞吸水膨胀会使气孔开放，水通道蛋白活性增强的植物，水更容易进出细胞， 所以气孔更容易开放，A 正确； B、水通道蛋白活性减弱的植物，水进出细胞受阻，所以在高渗溶液中质壁分离的过程会减慢，但依旧 会发生质壁分离，B 错误； C、水通道蛋白活性增强的植物，水更容易进出细胞，在缺水条件下，水容易离开细胞，不利于植物生 存，容易发生萎蔫，C 正确； D、水通道蛋白活性减弱的植物，水进出细胞受阻，细胞代谢受到影响，所以生长速率减慢，D 正确。 故选：B。 2．人体细胞的 Na+﹣K+﹣ATP 酶在消耗 1 分子 ATP 的同时，能逆浓度梯度把 3 个 Na+转运到细胞外，同时 把 2 个 K+转运到细胞内。下列推测合理的是（ ） A．Na+﹣K+﹣ATP 酶能催化 ATP 中所有磷酸键断裂 B．Na+﹣K+﹣ATP 酶能维持细胞内外 Na+、K+的浓度差 C．Na+进入细胞和 K+运出细胞也是通过主动运输实现的 D．Na+﹣K+﹣ATP 酶能同时运输 Na+和 K+说明载体不具有专一性 【解答】解：A、ATP 提供能量是远离腺苷的那个高能磷酸键发生断裂，A 错误； B、Na+﹣K+﹣ATP 酶通过主动运输 Na +和 K+能维持细胞内外 Na+、K+的浓度差，B 正确； C、Na+进入细胞和 K+运出细胞都是从高浓度至低浓度，所以运输方式是协助扩散，C 错误； D、载体蛋白对离子的运输都具有专一性，D 错误。 故选：B。 3．如图表示不同物质进出神经细胞的方式，钠钾泵是一种具有 ATP 水解酶活性的载体蛋白，当 Na+与载体 蛋白上的某相应位点结合时，酶活性被激活，ATP 分子中的远离腺苷的磷酸基团脱离下来。下列有关叙 述错误的是（ ） A．钠钾泵具有酶的催化作用，能催化 ATP 水解释放能量 B．Na+通过离子泵的跨膜运输需要能量和载体蛋白的协助 C．Na+与载体蛋白结合会导致载体蛋白空间结构发生变化 D．动物一氧化碳中毒会提高离子泵跨膜运输离子的速率 【解答】解：A、由题意知，钠钾泵是一种具有 ATP 水解酶活性的载体蛋白。当 Na+与载体蛋白上的某 相应位点结合时，酶活性被激活，ATP 分子中的远离腺苷的磷酸基团脱离下来，A 正确； B、Na+通过离子泵的跨膜运输，由低浓度往高浓度运输，需要消耗能量和载体蛋白的协助，属于主动运 输，B 正确； C、Na+与载体蛋白结合会导致载体蛋白的空间结构发生变化，C 正确； D、一氧化碳中毒会影响氧气的运输，使呼吸作用中能量释放量减少，使 ATP 的生成量减少，从而降低 离子泵跨膜运输离子的速率，D 错误。 故选：D。 4．如图表示高等动、植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀。下列有关叙述正确的是（ ） A．植物细胞吸水达到渗透平衡时，都会发生质壁分离现象 B．三种细胞发生渗透吸水，均以细胞膜充当发生渗透所需的半透膜 C．动物细胞避免渗透膨胀，不断将离子排出时，不需要载体蛋白协助 D．若将原生生物置于低渗溶液中，其收缩泡的伸缩频率会加快 【解答】解：A、成熟植物细胞在失水时会发生质壁分离，吸水达到渗透平衡时不会发生质壁分离现象， A 错误； B、植物细胞发生渗透吸水的原理是原生质层相当于半透膜，B 错误； C、动物细胞避免膨胀，需要载体蛋白协助将离子转运到细胞外，以减小细胞内液的渗透压，防止细胞 渗透吸水涨破，C 错误； 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，其收缩泡的伸缩频率会加快，D 正确。 故选：D。 5．科学家发现某植物根毛细胞液泡的 pH 显著低于细胞溶胶，且液泡膜上存在 Na+/H+反向转运蛋白，能够 将 H+转运出液泡的同时将细胞溶胶中的 Na+转运到液泡内。下列叙述错误的是（ ） A．H+运出液泡是易化扩散，Na+进入液泡是主动转运 B．提高该转运蛋白基因的表达能提高植物的耐盐碱能力 C．推测液泡膜上存在一种将 H+主动转运进液泡的蛋白质 D．该转运蛋白将 Na+积累在液泡中降低了植物细胞的吸水能力 【解答】解：A、由以上分析可知，Na+/H+反向转运蛋白将 H+运出液泡是易化扩散，Na+运进液泡是主 动转运，A 正确； B、由于该转运蛋白的作用，能使液泡内 Na+浓度增大，有利于根毛细胞吸水，因此提高该转运蛋白基因 的表达能提高植物的耐盐碱能力，B 正确； C、液泡膜上可能存在一种将 H+主动转运进液泡的蛋白质，以维持细胞液与细胞溶胶之间的 H+浓度差， 利于 Na+转运进液泡，C 正确； D、该转运蛋白将 Na+积累在液泡中会使细胞液渗透压增大，提高了植物细胞的吸水能力，D 错误。 故选：D。 6．正常细胞内 K+浓度远高于细胞外，细胞外 Na+浓度远高于细胞内。如图表示当细胞内外的 Na+、K+浓度 差减小时，细胞膜上的 Na+﹣K+ATP 酶将细胞内的 Na+移出膜外，将细胞外的 K+移入膜内的具体过程。 下列有关叙述错误的是（ ） A．Na+对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用 B．Na+移出细胞膜的跨膜运输方式为主动运输 C．细胞膜上的 Na+﹣K+ATP 酶能维持细胞内低 Na+高 K+的特殊离子环境 D．据图分析，Na+﹣K+ATP 酶的作用就是催化 ATP 的水解 【解答】解：A、Na+对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，比如 Na+在维持细胞外液的渗透压 中起着重要作用，再比如神经纤维受到刺激后，Na+内流使神经细胞膜产生动作电位，进而产生兴奋，A 正确； B、根据细胞膜内外 Na+的浓度差，Na+移出细胞膜是逆浓度梯度运输的，从图示还可以看出这个过程需 要消耗 ATP，因此 Na+移出细胞膜的跨膜运输方式是主动运输，B 正确； C、从图可知，3 个 Na+被捕获结合到酶上，随 Na+﹣K+ATP 酶构象改变将 3 个 Na+释放到细胞外，同时， 从细胞外捕获 2 个 K+，Na+﹣K+ATP 酶构象恢复到原来的状态，将 2 个 K+排入细胞内，其生物学意义是 维持细胞内低 Na+高 K+的特殊离子环境，C 正确； D、据图分析可知，Na+﹣K+ATP 酶既能作为载体运输 Na+和 K+，又能作为酶催化 ATP 的水解，为其转 运 Na+和 K+提供能量，D 错误。 故选：D。 7．下列有关物质跨膜运输的叙述，错误的是（ ） A．水分子通过渗透作用进出细胞时，不需要消耗能量 B．人工合成的无蛋白质的脂双层膜也能让甘油、乙醇等小分子通过 C．腌制糖醋蒜的过程中，醋的作用是破坏细胞膜的选择透过性，使蔗糖易于进入细胞 D．兴奋在两个神经元之间传递时，神经递质的释放需要突触后膜上载体蛋白的协助 【解答】解：A、水分子通过渗透作用进出细胞是自由扩散，不需要消耗能量，A 正确； B、人工的无蛋白质的脂双层膜可以让甘油、乙醇等脂溶性的小分子自由通过，B 正确； C、在腌制过程中，醋破坏了细胞膜的选择透过性，蔗糖易进入细胞，C 正确； D、神经递质的释放方式是胞吐，不需要载体蛋白的协助，D 错误。 故选：D。 8．下列有关生物膜及跨膜运输的叙述错误的是（ ） A．卵细胞运输营养和代谢废物的效率比红细胞低 B．温度影响物质跨膜运输的速率的原因一定是因为温度影响了酶活性 C．改变细胞膜上的蛋白质的种类和数量，可能会影响物质跨膜运输的速率 D．物质能否进出细胞核与物质的分子大小无关 【解答】解：A、与红细胞相比，卵细胞体积大，细胞表面积与体积比值相对较小，运输营养和代谢废 的效率比红细胞的运输效率低，A 正确； B、温度变化可以影响膜上蛋白质、磷脂分子的运动速率，一定程度上也影响了物质跨膜运输的速率，B 错误； C、细胞膜上的载体蛋白能协助物质跨膜运输，所以改变细胞膜上某种蛋白质的种类和数量可能会影响 物质的跨膜运输速率，C 正确； D、物质能否进出细胞核与物质的分子大小无关，因为细胞核的核膜、核孔都具有选择性，细胞核不选 择的物质不能进出细胞核，D 正确。 故选：B。 9．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．非洲抓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．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 D．肾小管在抗利尿激素作用下重吸收水可能与 CHIP28 有关 【解答】解：A、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 正确； B、非洲抓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，B 正确； C、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，C 错误； D、肾小管在抗利尿激素作用下重吸收水可能与 CHIP28 有关，D 正确。 故选：C。 0．某渗透装置如图所示，烧杯中盛有蒸馏水，已知图中猪膀胱膜允许单糖透过。在倒置的长颈漏斗中先装 入蔗糖溶液，一段时间后再加入蔗糖酶。从理论上分析，该实验过程中最可能出现的现象是（ ） A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降 B．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后开始下降 C．加酶前后，在烧杯中都可以检测出蔗糖 D．加酶后，可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶 【解答】解：AB、长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，由于蔗糖不能通过猪膀胱膜，导致漏斗液面上升；加入 蔗糖酶后，发生水解反应，生成很多葡萄糖和果糖，漏斗中分子变多，而单糖分子进入烧杯需要一定的 时间，所以液面应该继续上升后再下降，A 错误，B 正确； C、加酶后，蔗糖水解成葡萄糖和果糖，在烧杯中检测不出蔗糖，C 错误； D、蔗糖水解的产物只有葡萄糖和果糖，蔗糖酶是蛋白质，不能通过猪膀胱膜，因此烧杯中不能检测出 蔗糖酶，D 错误。 故选：B。 11．某学生用不同浓度梯度的蔗糖溶液对某植物细胞的吸水和失水进行探究实验，结果如表。下列有关说 法正确的是（ ） 蔗糖溶液浓度/g• mL﹣1 开始发生质壁分离所需时 间/s 质壁分离到最大程度经历的 时长/s 加入清水后复原所经历的 时长/s 0.1 不发生质壁分离 0.2 210 312 16 0.3 49 150 13 0.4 29 130 20 0.5 15 84 不发生复原 A．控制自变量时运用了“加法原理” B．0.1g/mL 蔗糖溶液中的植物细胞不成熟 C．0.3g/mL 和 0.4g/mL 的蔗糖溶液比较适合该实验 D．洋葱内表皮细胞不适合做质壁分离与复原实验 【解答】解：A、控制自变量时没有人为增加其他因素的影响，而是运用了“控制单一变量的原理”，A 错误； B、植物细胞细胞液的浓度高于或等于 0.1g/mL 蔗糖溶液浓度，因此在该浓度的蔗糖溶液中植物细胞不发 生质壁分离，B 错误； B、在 0.3g/mL 和 0.4g/mL 的蔗糖溶液中既可以发生质壁分离，也可以加清水发生质壁分离复原，并且时 间相对较短，因此适合该实验，C 正确； D、洋葱内表皮细胞也可以做质壁分离与复原实验，只是需要染色观察，D 错误。 故选：C。 12．下列有关探究植物细胞的吸水和失水实验的描述，错误的是（ ） A．观察质壁分离的实验材料可用黑藻细胞替代紫色洋葱鳞片叶细胞 B．当发生质壁分离现象时，细胞壁与原生质层之间充满外界溶液 C．发生质壁分离过程中，植物细胞液的浓度减小，细胞的吸水能力减弱 D．用一定浓度 KNO3 溶液替换蔗糖溶液进行实验，出现质壁分离现象后过段时间又会发生质壁分离自 动复原现象 【解答】解：A、紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞具有大液泡和紫色色素，利于观察质壁分离现象；黑藻细 胞的细胞质中含有较多绿色的叶绿体，也可明显观察到质壁分离现象，A 正确； B、当发生质壁分离现象时，细胞壁与原生质层之间充满外界溶液（例如蔗糖溶液），B 正确； C、当发生质壁分离现象时，植物细胞液的浓度增大，细胞的吸水能力增强，C 错误； D、与蔗糖不同，K+和 NO3﹣是细胞选择性吸收的物质，外界溶液中的 K+和 NO3﹣可通过主动运输进入细 胞液，使细胞液浓度升高，细胞吸水而发生质壁分离自动复原现象，D 正确。 故选：C。 13．对照性原则是实验设计的基本原则之一，下列有关生物学实验过程中的对照实验，描述正确的是（ ） A．探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度实验中，不需要设置空白对照组 B．验证酶的高效性实验中，设置肝脏研磨液组和清水对照组即可 C．观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离及复原实验中，不需要设置对照组 D．格里菲思肺炎双球菌体内转化实验中，R 型活菌+S 型死菌组为实验组，其余 3 组为对照组 【解答】解：A、探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度实验中，在进行预实验时需要设置空白对 照组，A 错误； B、验证酶的高效性实验中，设置肝脏研磨液组和 FeCl3 对照组，若用清水作对照组只能说明酶具有催化 作用，B 错误； C、观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离及复原实验中，存在自身前后对照，因此不需要单独设置对 照组，C 正确； D、格里菲思肺炎双球菌体内转化实验中，4 个组相互对照，D 错误。 故选：C。 14．下列有关实验的叙述，正确的是（ ） A．“观察洋葱表皮细胞的质壁分离”活动中，能观察到水分子的双向运动 B．“观察叶绿体”活动中，为便于观察到细胞质的流动将叶绿体作为标志 C．“检测生物组织中的蛋白质”时先加入 2mL 双缩脲试剂 A，再加入等量的双缩脲试剂 B D．“验证活细胞吸收物质的选择性”活动中，先纵切籽粒，再用红墨水染色后立即观察 【解答】解：A、“观察洋葱表皮细胞的质壁分离“活动中，用显微镜观察洋葱紫色外表皮的质壁分离及 质壁分离复原现象，是通过观察紫色液泡的大小及颜色深浅来证明，观察不到水分子的双向运动，A 错 误； B、“观察叶绿体“活动中，可以看到胞质环流现象，可以说明细胞是活的，细胞质是流动的，把叶绿体 作为细胞质流动的标志是因为如果没有标志物，细胞质的流动难以观察，而叶绿体因具有颜色所以流动 现象明显，B 正确； C、“检测生物组织中的蛋白质“时先加入 2 mL 双缩脲试剂 A，再加入 5 滴双缩脲试剂 B，C 错误； D、“验证活细胞吸收物质的选择性“活动中，先纵切籽粒，再用红墨水染色，染色后需要冲洗至冲洗液 无色再进行观察，D 错误。 故选：B。 15．很多生物学事实的发现都是基于实验的结果。下列有关实验的说法，不合理的是（ ） A．细胞发生渗透失水不一定会出现质壁分离现象 B．用甲基绿吡罗红混合染色剂染色大肠杆菌，绿色主要分布在细胞核 C．观察根尖分生组织细胞的有丝分裂，也可用改良苯酚品红染液染色 D．植物根尖伸长区可用于研究生长素的生理作用 【解答】解：A、动植物细胞能发生渗透失水，而动物细胞没有细胞壁，不会出现质壁分离现象，A 正 确； B、大肠杆菌属于原核细胞，没有核膜包围的细胞核，B 错误； C、改良的苯酚品红染液属于碱性染色剂，可使染色体染成深色，C 正确； D、生长素在植物根尖的运输方向是从分生区到伸长区从而使根伸长，则植物根尖伸长区可用于研究生 长素的生理作用，D 正确。 故选：B。 16．某同学用黑藻叶临时装片观察叶绿体后，进一步探究植物细胞的吸水和失水现象。下列叙述正确的是 （ ） A．可观察到细胞中有螺旋带状叶绿体 B．不同细胞的叶绿体运动方向一致 C．高浓度乙醇可引起细胞的质壁分离 D．质壁分离后期细胞吸水能力增强 【解答】解：A、黑藻叶片中叶绿体为椭球形或球形，A 错误； B、不同细胞中的叶绿体的运动方向可能不同，但在同一细胞中的不同叶绿体的运动方向是相同的和定 向的，即叶绿体环绕中央大液泡循着同一个方向旋转式流动着，即细胞质基质环流，B 错误； C、高浓度的乙醇会使细胞失水死亡，C 错误； D、质壁分离过程中细胞失水，细胞液的浓度增加，细胞吸水能力增强，D 正确。 故选：D。 17．下列关于生物学实验的叙述，错误的是（ ） A．质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力增强 B．在酵母菌厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液，混匀后溶液由蓝变绿再变黄 C．探究低温诱导植物染色体数目的变化实验中，待洋葱长出不定根后，进行低温处理 D．探究酵母菌种群数量变化的实验中，不需要设置空白对照来排除无关变量干扰 【解答】解：A、质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力增强，A 正确； B、在酵母菌厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液，混匀后溶液由橙色变灰绿色，B 错误； C、探究低温诱导植物染色体数目的变化实验中，待洋葱长出不定根后，进行低温处理，C 正确； D、探究酵母菌种群数量变化的实验中，存在前后自身对照，不需要设置空白对照来排除无关变量干扰， D 正确。 故选：B。 18．下列关于中学生物学实验的叙述，正确的是（ ） A．正在发生质壁分离的细胞，其吸水能力逐渐增强 B．叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢 C．观察植物根尖分生区细胞有丝分裂的实验中，实验材料始终保持活性 D．探究 pH 对酶活性影响的实验中，将酶和反应物混合后放置在不同的 pH 条件下处理 【解答】解：A、正在发生质壁分离的植物细胞，则其细胞液的浓度在逐渐增大，细胞吸水能力逐渐增 强，A 正确； B、叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越快，B 错误； C、观察植物根尖分生区细胞的有丝分裂，在解离时已经将细胞杀死，不需要细胞始终保持存活状态，C 错误； D、探究 pH 值对酶活性的影响时，应先将反应物和酶分别控制到相同 ph 值后再混合，D 错误。 故选：A。 19．高中生物实验常常以洋葱为实验材料，下列相关叙述正确的是（ ） A．利用龙胆紫染色后，可在高倍镜下观察低温诱导洋葱根尖细胞染色体数加倍过程 B．利用高倍镜观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂，可观察到大多数细胞的染色体 C．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在发生质壁分离复原时，细胞液的颜色逐渐变浅 D．洋葱内表皮细胞经甲基绿吡罗红染色后，可观察到细胞中大部分区域呈绿色 【解答】解：A、龙胆紫染色时，洋葱细胞已经死亡，染色后不会观察到染色体数加倍的过程，A 错误； B、利用高信镜观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂时，大部分细胞处于分裂间期，看不到染色体，B 错误； C、紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞由于吸水发生质壁分离后的复原，复原过程中细胞液浓度降低，颜色变 浅，C 正确； D、吡罗红甲基绿染色剂对细胞中的 RNA 和 DNA 亲和力不同，甲基绿使 DNA 呈绿色，毗罗红使 RNA 呈红色，RNA 主要位于细胞质中，细胞中大部分区城应为红色，D 错误。 故选：C。 20．某生物兴趣小组做“观察洋葱外表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验时，通过显微镜观察到如 图所示的图象。下列叙述正确的是（ ） A．该实验所用的植物细胞必须为活细胞 B．图示细胞正在发生质壁分离 C．水分子可通过渗透作用跨过 ① 进入细胞 D．该实验中 ② 颜色的深度与 ③ 空间的大小呈负相关 【解答】解：A、该实验所用的植物细胞必须为活细胞，A 正确； B、图示细胞细胞可能处于质壁分离、质壁分离的复原，也可能是动态平衡，B 错误； C、 ① 表示细胞壁，水分子可通过渗透作用跨过细胞膜进入细胞，C 错误； D、该实验中 ② 细胞液颜色的深度与 ③ 细胞壁与原生质层之间空间的大小呈正相关，D 错误。 故选：A。