新人教版高中生物必修一同步练习：物质跨膜运输的实例

第1节物质跨膜运输的实例测控导航表1.下列关于原生质层的构成正确的一组是( D )A.细胞膜和液泡膜B.细胞膜和细胞质C.细胞膜、细胞核和液泡膜D.细胞膜、液泡膜和两膜间的细胞质解析:原生质层包括细胞膜和液泡膜,以及两者之间的细胞质,原生质层相当于一层半透膜。

2.如图所示,在U型管中部c处装有半透膜,在a侧加入细胞色素C(相对分子质量为1.3万道尔顿的蛋白质)水溶液(红色),b侧加入清水,并使a、b两侧液面高度一致,经一段时间后,实验结果将是( D )A.a、b两液面高度一致,b侧为无色B.a、b两液面高度一致,b侧为红色C.a液面低于b液面,b侧为红色D.a液面高于b液面,b侧为无色解析:由题意可知,a侧加入细胞色素C分子,该物质不能透过半透膜,b侧加入清水,因此a侧渗透压高于b侧,水分子由b向a运动的数量多,a侧液面升高,b侧无细胞色素C,为无色。

3.a、b、c表示某植物体三个相邻的细胞,它们的细胞液浓度为a>b>c,它们之间的水分渗透方向是( D )解析:水分子由溶液浓度低的一侧扩散至溶液浓度高的一侧,即水分子运输的方向是由低浓度→高浓度。

由于a细胞液浓度>b细胞液浓度,所以水分子运输的方向为 b→a;由于b细胞液浓度>c细胞液浓度,所以水分子运输的方向为c→b;由于a细胞液浓度>c细胞液浓度,所以水分子运输的方向是c→a。

4.用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料,探究植物细胞的吸水和失水,下列叙述正确的是( B )A.将临时装片放在盐酸中处理一段时间后,再观察细胞质壁分离现象B.用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞后,不一定都能观察到质壁分离现象C.发生质壁分离的细胞所失的水分主要来自细胞质基质D.发生质壁分离的细胞浸润在清水中都能发生质壁分离复原解析:将临时装片放在盐酸中处理一段时间后,细胞会被盐酸杀死,不会发生质壁分离和复原;用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞,有可能会因为蔗糖浓度过大,造成细胞的失水死亡,也有可能浓度过低,不能引起质壁分离,因此不一定都能观察到质壁分离现象;发生质壁分离的细胞所失的水分主要来自液泡内的水;细胞发生质壁分离的时间如果过长或者外界的溶液浓度过大,就会死亡,这样的细胞浸润在清水中不能发生质壁分离复原。

5.下列能够表示洋葱表皮细胞在发生质壁分离及其复原过程中液泡体积变化的图形是(注:横坐标代表时间,纵坐标代表液泡体积) ( B )解析:当外界溶液浓度高于细胞液浓度,细胞失水,发生质壁分离,液泡的体积变小;当外界溶液浓度低于细胞液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离的复原,液泡体积变大恢复到原来的状态。

6.用相同的完全培养液,在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。

在二者的吸水率几乎相同的情况下,72 h后原培养液中部分离子浓度发生了如下表所示的变化(表中数据为72 h后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百分比)。

分析下表不能得出的结论是( D )SiA.不同植物对同一离子的需要量是不同的B.与番茄相比,水稻对Si需要量大,对Ca2+需要量小C.不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的D.植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关解析:不同植物对同一离子的需要量是不同的;与番茄相比,水稻对Si需要量大,对Ca2+需要量小;不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的;植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度关系不大,与植物的需求有关。

7.气孔两侧的细胞称为保卫细胞,决定着气孔的开闭。

取蚕豆叶下表皮制作临时装片,先在清水中观察到气孔开放,然后用0.3 g/mL蔗糖溶液取代清水,继续观察,结果气孔关闭。

对此现象的推断正确的是( D )A.在清水中,保卫细胞因渗透失水导致气孔开放B.清水中的保卫细胞很快出现质壁分离自动复原C.蔗糖分子扩散进入保卫细胞后,细胞渗透吸水导致气孔关闭D.当从清水转入0.3 g/mL蔗糖溶液时,保卫细胞细胞液浓度将增加解析:在清水中,保卫细胞因渗透吸水导致气孔开放;清水中的保卫细胞吸水,如果质壁分离后在清水中才能发生质壁分离的复原;蔗糖分子属于二糖,不能进入保卫细胞;当从清水转入0.3 g/mL蔗糖溶液时,保卫细胞失水,细胞液浓度将增加。

8.如图为某植物细胞在30%的蔗糖溶液中一段时间后不再发生形变的示意图,下列叙述中正确的一组是( C )①A、B分别表示细胞和液泡的长度②B值越小,表示细胞失水越多③若将细胞置于清水中,A的体积略有增大④若换用40%的蔗糖溶液,则B/A的值将变大A.①④B.①③C.②③D.③④解析:图中A表示的是细胞长度,但B表示的并不是液泡的长度,而是失水后的原生质体的长度;B值越小,即原生质层收缩程度越大,表示细胞失水越多;若将细胞置于清水中,细胞会发生质壁分离复原,由于细胞壁也有一定的伸缩性,所以A的体积略有增大;若该细胞置于40%蔗糖溶液中,细胞失水增多,B/A值将变小。

9.在两个大小相同的萝卜上各挖一个大小相同的洞,洞内插入口径与洞口相同的玻璃管(如图)。

甲玻璃管内注入3 mL清水,乙玻璃管内注入3 mL浓盐水。

一段时间后,甲、乙玻璃管中液面的变动情况是( B )A.甲升高,乙降低B.甲降低,乙升高C.甲、乙均升高D.甲、乙均降低解析:由于甲玻璃管内注入3 mL清水,清水与萝卜细胞的细胞液相比,细胞液的浓度高,所以甲玻璃管的水分向萝卜的细胞内运输,导致甲玻璃管中液面降低;由于浓盐水的浓度高于萝卜的细胞液的浓度,所以在开始的一段时间内,导致细胞液的水分向乙玻璃管运输,导致乙玻璃管液面升高。

10.将某植物的相同细胞分别放置在A、B溶液中观察质壁分离,该过程中细胞失水量的变化如图,相关叙述正确的是( B )A.选用根尖分生区细胞作为实验材料较为合适B.6 min时两组均能观察到质壁分离C.两条曲线走势的差异主要是溶液浓度不同导致的D.b点时细胞由于失水过多导致死亡解析:根尖分生区细胞无成熟大液泡,不能用根尖分生区细胞作为实验材料;由图可知,6 min时两组细胞均处于质壁分离状态;两条曲线的差异是A、B溶液溶质不同,A溶液中溶质不能被细胞吸收,B溶液中的溶质可以被细胞通过主动运输的方式吸收;由图可知,b点细胞既不失水,也不吸水。

11.图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离实验结果图,图2为质壁分离及其复原实验流程图,下列说法正确的是( A )A.图1细胞若继续发生质壁分离,则该细胞的吸水能力增强B.图1所示结果只能在图2中C处观察到C.图1若视野比较暗,则只能通过调节反光镜使视野变亮D.图2实验没有设置对照解析:图1细胞若继续发生质壁分离,细胞失水,则该细胞的吸水能力不断增强;由于图1细胞可能是质壁分离、质壁分离的复原,也可能是动态平衡,因此图1所示结果也可以在图2中E处观察到;图1若视野比较暗,则可通过调节反光镜或光圈使得视野变亮;图2实验设置了前后自身对照实验。

12.市场上新鲜的蔬菜叶片表面常残留水溶性有机农药。

现取同一新鲜蔬菜若干,浸入一定量纯水中,每隔一段时间,取出一小片菜叶,测定其细胞液浓度,将结果绘制成如图所示的曲线,下列叙述正确的是( D )A.从A到B,细胞大量吸水可导致细胞膜破裂B.从B到C,细胞失水出现质壁分离现象C.此类蔬菜需在纯水中浸泡较长时间方可清除残留农药D.从曲线可知表面残留的水溶性有机农药可被植物细胞吸收解析:AB段细胞液浓度下降,说明细胞吸水,但由于细胞壁的存在,因此细胞膜不会破裂;B点细胞液浓度仍大于外界溶液浓度,但由于细胞壁对植物细胞具有支持和保护作用,限制了植物细胞继续吸水,BC段细胞液浓度升高,说明有机农药溶于水中容易被植物细胞吸收;蔬菜在纯水中浸泡较长时间,残留农药会进入细胞;从细胞液浓度因吸水而下降,后又升高来看,说明有机农药溶于水中容易被植物细胞吸收。

13.某生物兴趣小组利用如图所示的渗透装置进行了下列的验证实验,装置中半透膜只允许水分子自由通过,所有实验起始时AB两侧液面齐平,若实验涉及多组装置,则每组标记为A1B1、A2B2……请回答以下问题:(1)为验证“浓度差是渗透现象发生的必要条件”,取上图装置3个, A1B1均为质量分数为3%的淀粉溶液,A2B2分别为质量分数为3%和5%的淀粉溶液,A3B3分别为质量分数为3%的淀粉溶液和葡萄糖溶液,静置一段时间后,各组液面高度情况为A1B1,A2B2,A3B3。

(填“等于”“高于”或“低于”)(2)A、B两侧分别加入质量分数为3%的蔗糖溶液和麦芽糖溶液,在30 ℃水浴锅中保温一段时间后,向两侧加入等量的麦芽糖酶,继续保温一段时间,待反应完全后,可观察到B侧液面(填“等于”“高于”或”低于”)A侧。

(3)若半透膜只允许水分子和单糖分子自由穿过,在30 ℃水浴锅中再重复(2)实验过程,则可观察到B侧液面,达到平衡时A侧液面(填“等于”“高于”或“低于”)B侧液面。

解析:(1)验证“浓度差是渗透现象发生的必要条件”,那么半透膜两侧存在浓度差的应该最终存在高度差,没有浓度差的最终没有高度差,浓度大的一侧最终液面高,故A1等于B1,A2低于B2;因为质量分数为3%的淀粉溶液和葡萄糖溶液,葡萄糖溶液的物质的量浓度大,故A3低于B3。

(2)从图示信息可知,蔗糖和麦芽糖都是二糖,相同浓度、相同体积的两种溶液加入到被半透膜隔开的U形管中,一段时间后左右两侧液面高度相等。

若向U形管两侧加入麦芽糖酶后,麦芽糖酶可以将麦芽糖水解成葡萄糖,使得B侧浓度上升,从而液面高度上升。

(3)渗透作用发生的条件是半透膜和浓度差,向两侧加入等量的麦芽糖酶,麦芽糖酶可以将麦芽糖水解成葡萄糖,使得B侧浓度上升,从而液面高度上升。

由于半透膜只允许水分子和单糖分子自由通过,故葡萄糖由B侧向A侧渗透,最终膜两侧的葡萄糖浓度相等,而A侧的蔗糖不能透过半透膜,A侧溶液的物质的量浓度大于B侧,故A侧液面高于B侧。

答案:(1)等于低于低于(2)高于(3)先上升后下降高于14.将同一洋葱鳞片叶的若干紫色外表皮细胞分别浸于等量蒸馏水、0.3 mol/L蔗糖溶液、0.5 mol/L KNO3溶液中,观察液泡的体积随时间的变化,结果如甲图所示。

请回答:(1)甲图1、2、3曲线中,表示浸在0.3 mol/L蔗糖溶液中的是,此时因为细胞失水且由于, 导致植物细胞发生质壁分离现象。

(2)若曲线3中ef段的细胞如乙图,Ⅰ部位的物质是,若曲线2中bc段的细胞如乙图,则Ⅰ、Ⅱ两处的溶液浓度的大小比较:Ⅰ(填“<”“>”或“=”)Ⅱ。

(3)试简要分析导致曲线2不同于曲线3的原因:。

解析:(1)甲图中,曲线1原生质体体积逐渐增大,说明细胞通过渗透作用吸水,植物细胞所处的溶液是蒸馏水;曲线2原生质体体积先减小后增加,即细胞先失水后吸水,该细胞处于0.5 mol/L KNO3溶液中;曲线3植物细胞的原生质体体积逐渐减小,细胞通过渗透作用失水,该细胞所处的溶液是0.3 mol/L蔗糖溶液;由于细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性,因此植物细胞失水会发生质壁分离。