2019-2020学年高中生物人教版必修1练习：第4章　第1节　被动运输

2019-2020学年高中生物人教版必修1练习：第4章　第1节　被动运输

第 4 章细胞的物质输入和输出 第 1 节 被动运输 课后篇巩固提升 基础巩固 1.下列属于渗透作用的是( ) A.水分子通过细胞壁 B.葡萄糖分子通过细胞膜 C.K+通过原生质层 D.水分子通过原生质层 解析:渗透作用是指水分子或其他溶剂分子透过半透膜的扩散作用。细胞壁具有全透性,不属于 半透膜,A 项错误。葡萄糖和 K+属于溶质而非溶剂,B、C 两项错误。 答案:D 2.图 1 表示半透膜对淀粉和葡萄糖的透性不同,图 2 是依据图 1 设计的相关实验。下列有关叙 述正确的是( ) A.图甲中液面 a 将持续上升 B.图甲中液面 a 将先上升后下降 C.图乙中液面 b 将持续上升 D.图乙中液面 b 将先上升后下降 解析:图 1 显示葡萄糖能通过半透膜,而淀粉不能。图甲中半透膜两侧分别是清水和淀粉溶液, 存在浓度差,能发生渗透作用,导致液面 a 上升,达到动态平衡后,液面 a 将不再上升。图乙中半透 膜两侧分别是清水和葡萄糖溶液,存在浓度差,也能发生渗透作用,导致液面 b 上升,但由于葡萄 糖能透过半透膜进入清水中,故液面 b 上升到一定程度后会下降,最终使漏斗内外两侧液面相 平。 答案:D 3.将紫色水萝卜的块根切成小块放入清水中,水的颜色无明显变化,若进行加热,随着水温的增 高,水的颜色逐渐变红,其原因是( ) A.细胞壁在加温中受到破坏 B.水温增高,花青素的溶解度加大 C.细胞膜等生物膜失去了选择透过性 D.水中化学物质发生了反应 解析:紫色水萝卜的色素分子存在于液泡中,若进行加热,随着水温的增高,细胞膜、液泡膜将失 去选择透过性,色素分子通过液泡膜、细胞膜进入清水中,使水的颜色变红。 答案:C 4.将人的红细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡半小时之后的结果如下图所示,依照红细胞外 形的变化判断蔗糖溶液的浓度,由高到低排列,正确的是( ) A.甲>乙>丙>丁 B.丁>甲>乙>丙 C.丙>丁>甲>乙 D.丙>乙>丁>甲 解析:水分子是从低浓度的一侧通过细胞膜到达高浓度的一侧。甲中的红细胞吸水破裂,说明其 所处的蔗糖溶液的浓度最低;乙中的红细胞保持正常状态,说明水分子进出细胞处于动态平衡, 其所处的蔗糖溶液的浓度与细胞质的浓度相等;丙中红细胞失水而皱缩,说明其所处的蔗糖溶 液的浓度最高;丁中的红细胞吸水膨胀但没有破裂,说明其所处的蔗糖溶液的浓度低于细胞质 浓度,但高于甲的蔗糖溶液的浓度,即蔗糖溶液的浓度由高到低为:丙>乙>丁>甲。 答案:D 5.下列细胞能发生质壁分离的一组是( ) ①食用的糖醋蒜细胞 ②蚕豆叶的表皮细胞 ③植物的根毛细胞 ④人的口腔上皮细胞 ⑤ 用解离液解离的洋葱根尖细胞 ⑥根尖分生区细胞 A.①⑤ B.②③⑥ C.①②③④⑤⑥ D.②③ 解析:能发生质壁分离的细胞为活的成熟植物细胞。①是死细胞;④是动物细胞,没有细胞壁;⑤ 用解离液解离的洋葱根尖细胞是死细胞;⑥没有大的液泡,这些细胞都不能发生质壁分离。②和 ③都是活的成熟植物细胞,可以发生质壁分离。 答案:D 6.GLUT 是某细胞的葡萄糖转运蛋白,其作用过程如下图所示。下列相关叙述错误的是( ) A.GLUT 顺浓度梯度转运葡萄糖 B.GLUT 的空间结构可发生改变 C.GLUT 的数量与转运葡萄糖的速率无关 D.GLUT 的转运功能具有专一性 解析:由图分析可知,GLUT 起转运蛋白的作用,转运过程为顺浓度梯度,A 项正确;由 GLUT 的状 态 A 与状态 B 可知,GLUT 的空间结构可发生改变,B 项正确;GLUT 的数量与转运葡萄糖的速率 有关,C 项错误;转运蛋白具有专一性,一种转运蛋白只能转运一种或一类分子或离子,D 项正确。 答案:C 7.关于“观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原”实验的叙述,错误的是( ) A.原生质层的伸缩性大于细胞壁,但通透性小于细胞壁 B.随着质壁分离的进行,液泡的颜色变深 C.用盐酸处理表皮细胞,更容易观察到质壁分离现象 D.实验过程中,至少需要对装片进行三次观察并记录结果 解析:原生质层的伸缩性大于细胞壁,原生质层相当于一层半透膜,而细胞壁是全透性的,A 项正 确;在质壁分离过程中,水不断地从液泡中流出,导致细胞液的浓度不断增大,液泡颜色变深,B 项 正确;盐酸能杀死细胞,从而使表皮细胞不能发生质壁分离,C 项错误;在质壁分离和复原的实验 中,至少需要用显微镜观察三次细胞,分别是正常细胞、质壁分离的细胞和质壁分离复原的细 胞,D 项正确。 答案:C 8.将家兔红细胞置于不同浓度的溶液中,水分子的跨膜运输示意图如下(箭头方向表示水分子的 进出,箭头粗细表示水分子进出的多少)。下列叙述正确的是( ) A.一段时间后,甲细胞会发生质壁分离 B.能发生渗透作用的是甲细胞和丙细胞 C.光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出 D.若将甲、乙和丙细胞同时分别置于蒸馏水中,甲细胞先破裂 解析:家兔红细胞没有细胞壁,不会发生质壁分离,A 项错误;分析示意图,甲和丙细胞与外界溶液 都存在浓度差,能发生渗透作用,B 项正确;光学显微镜下看不到乙细胞有水分子的进出,C 项错 误;甲、乙和丙细胞来自同一只家兔,细胞内液的浓度几乎相同,将其置于蒸馏水中,应该同时破 裂,D 项错误。 答案:B 9.污水净化中应用的超滤膜技术指的是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术。 超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。在一定的压力下,当水流过膜表面时, 只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,达到将溶液净化、分离与浓缩的目的。下列说法中 合理的是( ) A.超滤膜技术中使用的“滤膜”实质上是一种人造生物膜 B.超滤膜技术中使用的“滤膜”实质上是一种人造半透膜 C.超滤膜技术可以滤去污水中的各种污染物 D.透过超滤膜的水,已被除去了臭味 解析:生物膜由磷脂分子和蛋白质组成,其选择透过性与蛋白质有关,题目中没有提及滤膜的成 分,但根据题意,滤膜可以透过水及比膜孔径小的小分子物质,大于孔径的物质不能透过,可知没 有转运蛋白存在,只具有半透性。 答案:B 10.下面甲、乙两图是渗透装置示意图,图丙是根毛细胞示意图,请根据甲、乙、丙三图回答下列 问题(图甲是发生渗透作用的初始状态,图乙是发生了较长时间的渗透作用之后,通过漏斗内外 的水分子达到平衡的状态。图甲中:A 是清水,B 是质量分数为 30%的蔗糖溶液)。 (1)比较图甲中 A 和 B 处溶液浓度的大小: 。 (2)图丙中 G 的名称为 ,图甲中的 C 相当于图丙中的 ,它与图丙中相应 结构的区别 是 。 (3)若把根毛细胞放入质量分数为 30%的蔗糖溶液中,它将出现 ,再放入清水 中,它又出现 。 (4)若用质量分数为 50%的蔗糖溶液重复上述实验,实验现象怎样? 。 解析:植物细胞吸水和失水均是由于发生了渗透作用。其原生质层相当于半透膜,外界溶液浓度 大于细胞液浓度时,细胞失水,反之,细胞吸水。细胞失水过多时,会导致细胞死亡。 答案:(1)B>A (2)原生质层 G 图甲中 C 属于半透膜,没有选择透过性,而图丙中 G 具有选择透过性 (3)质壁分离 质壁分离复原 (4)在蔗糖溶液中会发生质壁分离现象,再放入清水中不会发生质壁分离复原。因为蔗糖溶 液浓度过高,根毛细胞失水过多已死亡 能力提升 1.将某种细菌分别接种到乙醇、乙酸为唯一碳源的培养基上,测定这两种物质穿过细胞膜的速 率,结果如下表所示。下列推测合理的是( ) 转运速率 /(mol·min-1) 乙醇 乙酸 0.1 2 18 0.3 6 46 1.0 20 100 3.0 60 150 10.0 200 172 A.乙酸的转运速率与氧浓度呈正相关 B.乙醇穿过细胞膜的速率比乙酸快 C.乙酸穿过细胞膜可能需要转运蛋白 D.乙醇穿过细胞膜的方式为协助扩散 解析:据表可知,乙醇的转运速率与培养基中的乙醇浓度呈正相关,推测该物质应通过自由扩散 方式转运;在培养基中乙酸浓度较低时,乙酸有较高的转运速率,推测乙酸穿过细胞膜可能需要 转运蛋白。 答案:C 2.现有 4 瓶失去标签的蔗糖溶液(编号为 A、B、C、D),已知 4 瓶蔗糖溶液的浓度不同,现利用半 透膜袋进行渗透实验,装置如下图所示,一段时间后,半透膜袋①和③变得胀硬,②萎缩。4 种蔗糖 溶液中浓度最低的是( ) A.A 溶液 B.B 溶液 C.C 溶液 D.D 溶液 解析:根据图示按照渗透作用分析,蔗糖溶液浓度 A 溶液>D 溶液、B 溶液D 溶液,因此 4 种蔗糖溶液中浓度最低的是 B 溶液。 答案:B 3.用质量浓度为 2 mol/L 的乙二醇溶液浸润某种植物细胞,观察质壁分离现象,得到其原生质体 相对体积变化情况如下图所示。下列表述不正确的是( ) A.该细胞不可能是根尖分生区的细胞 B.AB 段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大 C.BC 段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡 D.用一定浓度的 KNO3 溶液代替乙二醇溶液,可得到类似的结果 解析:能发生质壁分离的细胞是具有大液泡的成熟植物细胞,根尖分生区细胞是未成熟的植物 细胞,因此该种细胞不可能是根尖分生区细胞;AB 段原生质体相对体积不断减小,说明细胞液浓 度逐渐增大;BC 段由于乙二醇进入细胞内,导致质壁分离复原;用一定浓度的 KNO3 溶液处理该 细胞,由于 K+和 N 能够进入细胞内,因此也会发生质壁分离后自动复原。 答案:C 4.为研究甲地某植物能不能移植到乙地生长,某生物学习小组设计了一个测定该植物细胞液浓 度的实验方案,实验结果如下表: 浓度 /(mol·L-1) 0.15 0.2 0.25 0.3 质壁分离状 况 不分 离 刚分 离 显 著 显 著 他们又测定了乙地土壤溶液浓度,发现乙地土壤溶液的浓度适合该植物生长,则乙地土壤溶液 浓度最可能是( ) A.≥0.2 mol/L B.≤0.2 mol/L C.<0.2 mol/L D.0.15 mol/L<乙<0.3 mol/L 解析:由表格信息知,该植物细胞液浓度接近 0.2 mol/L,该植物要能在乙地生长,则必须保证能正 常吸水,即土壤溶液浓度小于细胞液浓度,故选 C。 答案:C 5. 在右图所示的装置中,①②③中均为一定浓度的蔗糖溶液,溶液之间均用半透膜隔开,一段时间 后达到渗透平衡形成一定的高度差,h1>h2。在达到平衡后,①②③中蔗糖溶液的浓度大小关系为 ( ) A.①=②=③ B.①>②>③ C.①>③>② D.无法确定 解析:在达到渗透平衡后,在单位时间内,水分子通过半透膜从①到②及从②到①扩散的速率相 等,由于影响水分子扩散速率的因素有两个,即溶液的浓度和水柱 h1 形成的静水压,故①中溶液 浓度大于②中溶液浓度。同理可知,③中溶液浓度大于②中溶液浓度。由于水柱 h2 形成的静水 压比水柱 h1 形成的静水压小,故可推知①中溶液浓度大于③中溶液浓度。 答案:C 6.植物细胞在质壁分离复原过程中,能正确表示细胞吸水速率的是( ) 解析:植物细胞在质壁分离复原过程中,外界水分子进入液泡,使液泡内细胞液浓度和外界溶液 浓度之间的浓度差变小,吸水力逐渐下降。注意题干中“质壁分离复原”的含义。往往有些学生 误以为是质壁分离和复原两个过程,实际上是指质壁分离的复原过程,理解错误错选 D 项。 答案:B 7.成熟植物细胞的主要吸水方式是渗透吸水。某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验,该实 验的简易渗透吸水装置如图甲所示,图甲中液面上升的高度与时间的关系如图乙所示,一成熟 植物细胞被放在某外界溶液中发生的一种状态(此时细胞有活性)如图丙所示。请判断下列相关 叙述中错误的是( ) A.由图甲中漏斗液面上升可知,实验伊始 b 侧液体的浓度大于 a 侧的 B.由图乙可知图甲中漏斗里溶液的吸水速率在下降 C.图丙中相当于图甲中 c 结构的是③④⑤ D.把图丙所示状态的细胞放在清水中,会发生质壁分离 解析:漏斗内液面上升是由渗透吸水引起的,水分子从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动,因此, 由图甲中漏斗内液面上升可知,实验伊始 b 侧液体的浓度大于 a 侧;图乙反映的是随吸水时间的 延长,漏斗内液面的高度趋于定值,这是图甲中 c 两侧液体浓度差逐渐缩小造成的,因此溶液吸水 速率在下降;图甲中 c 表示半透膜,在图丙中可将细胞膜③、液泡膜⑤和两层膜之间的细胞质④ 视作一层半透膜;观察图丙细胞的状态,可以确定图丙细胞发生了质壁分离,如果把该细胞放在 清水中,由于清水一定比细胞液浓度低,所以细胞会吸水,发生质壁分离复原。 答案:D 8.脂质体是根据磷脂分子可在水中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。单层脂分子铺 展在水面上时,极性端(亲水)与非极性端(疏水)排列是不同的,搅拌后形成双层脂分子的球形脂 质体(如下图)。请回答下列问题。 (1)脂质体的形成是由于磷脂分子结构同时具有 特点。 (2)将脂质体置于清水中,一段时间后发现,脂质体的形态、体积没有变化,这一事实说 明 。 (3)在脂双层膜中加入某些蛋白质后,脂质体吸收了很多水而膨胀,这一事实说明 。 (4)根据细胞膜的基本支架是 ,可以推测水分子的跨膜运输不是真正的自由扩散,它 最可能与膜上 成分有关。 解析:(1)磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部,因此既具有亲水性,也具有疏水性。(2)将脂质 体置于清水中,一段时间后发现,脂质体的形态、体积没有变化,说明水分子不能通过脂质双分子 层。(3)在脂质双层膜中加入某些蛋白质后,脂质体吸收了很多水而膨胀,这一事实说明这些蛋白 质能将水分子运输到细胞内,为转运蛋白。(4)细胞膜的基本支架由磷脂双分子层组成,而(2)说明 水分子不能通过磷脂双分子层,因此可以推出水分子的跨膜运输不是真正的自由扩散,它最可 能与膜上蛋白质有关。 答案:(1)亲水性和疏水性 (2)水分子不能通过脂质双分子层 (3)水通过脂双层膜需要蛋白质 的协助 (4)磷脂双分子层 蛋白质 9.成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中,会发生质壁分离现象,图 a 是发生质壁分离的植物 细胞,图 b 是显微镜下观察到的某一时刻的图像。请据图回答下列问题。 (1)图 a 中细胞的质壁分离指的是细胞壁和 的分离,后者的结构包括[ ]和 [ ]以及二者之间的细胞质([ ]内填图中序号)。 (2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是 ,植物 细胞自身应具备的结构特点 是 。 (3)图 b 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,此时细胞液浓度与外界 溶液浓度的关系是 。 (4)取形状、大小相同的红心萝卜 A 和红心萝卜 B 的幼根各 5 段,分别放在不同浓度的蔗糖溶液 (甲~戊)中,一段时间后,取出红心萝卜的幼根称重,结果如图 c 所示,据图分析: 图 c ①红心萝卜 A 比红心萝卜 B 的幼根细胞液浓度 。 ②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水,一段时间后红心萝卜 A 的幼根细胞液浓度会 。 解析:(1)质壁分离是原生质层和细胞壁的分离,原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的 细胞质。(2)发生质壁分离的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度,而植物细胞自身具备的 结构特点是原生质层具有选择透过性、原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。(3)在观察植 物细胞质壁分离与复原实验中,处于质壁分离状态的细胞可能正在发生质壁分离,也可能正在 发生质壁分离复原,还可能处于相对静止状态,因此,不能判断细胞液浓度和外界溶液浓度的大 小,细胞液浓度可以大于、小于或等于外界溶液浓度。(4)由图中两种红心萝卜幼根的质量变化 结果可知,甲为红心萝卜幼根 A 的等渗溶液,因此红心萝卜 A 比红心萝卜 B 的幼根细胞液浓度 高。在甲蔗糖溶液中加入适量的清水,溶液浓度降低,红心萝卜 A 的幼根吸水一段时间后,细胞液 浓度降低。 答案:(1)原生质层 2 4 (2)外界溶液浓度高于细胞液浓度 原生质层具有选择透过性、原生 质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性 (3)细胞液的浓度大于、等于或小于外界溶液的浓度 (4) ①高 ②降低