2019年高中生物 课后提升训练十一 第四章 细胞的物质输入和输出

2019年高中生物 课后提升训练十一 第四章 细胞的物质输入和输出 4.1

物质跨膜运输的实例 新人教版必修1

一、选择题(共5小题,每小题6分,共30分)

1.用0.3 g/mL的蔗糖溶液来处理某生物的细胞,在操作步骤完全正确的情况下,细胞没有出现质壁分离现象。试分析所使用的实验材料可能是 ( ) ①根尖分生区细胞 ③死细胞

②动物细胞

④去除了细胞壁的植物细胞

A.②④ C.②③④

B.①②④

D.①②③④

【解题指南】解答本题需明确:

(1)只有活的成熟的植物细胞能发生质壁分离。

(2)死的或无大液泡的植物细胞以及动物细胞均不能发生质壁分离。

【解析】选D。细胞浸泡在0.3 g/mL的蔗糖溶液中,存在着浓度差,在操作步骤完全正确的情况下,细胞没有出现质壁分离现象,可能的原因有:一是死细胞;二是动物细胞或去除了细胞壁的植物细胞;三是没有大液泡的非成熟的植物细胞,如根尖分生区细胞。

2.(xx·温州高一检测)将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一浓度的蔗糖溶液中,形态不再变化后的细胞图像如图所示。则有关各细胞液浓度的判断正确的是 ( ) ①实验前B>A>C ③实验后B≥A=C A.①③

②实验前B

④实验后B>A>C

C.①④

D.②④

B.②③

【解析】选C。A、C都发生质壁分离,C分离程度较大,说明蔗糖溶液浓度大于细胞A和C的细胞液浓度,且A细胞液浓度大于C,B没有质壁分离,说明B细胞液浓度与蔗糖溶液浓度相当或大于蔗糖溶液浓度,故实验前B>A>C。由于细胞形态不再变化,图示状态下细胞液浓度均与外界蔗糖溶液浓度相当,B没有发生质壁分离,故实验后蔗糖溶液浓度不变或升高,而A和C发生质壁分离,实验后细胞液浓度和实验后蔗糖溶液浓度相当,C失水较多,其实验后蔗糖溶液浓度较A实验后蔗糖溶液浓度低,即C细胞液浓度小于A细胞液浓度,故实验后B>A>C。 3.(xx·大庆高一检测)将马铃薯块切成两半,分别在其上挖个凹穴,穴内外分别放两种溶液,一种是清水,另一种是0.3 g/mL的蔗糖溶液,液面一样高。一段时间后液面变化如图所示,下列说法正确的是 ( )

A.a是蔗糖溶液,b是清水 C.甲中c处细胞吸水

B.a是清水,b是蔗糖溶液 D.乙中c处细胞失水

【解析】选A。根据渗透作用原理可知,水会从低浓度处向高浓度处渗透,因此一段时间后液面升高的是溶液浓度高的地方,a是蔗糖溶液,b是清水;甲图中a处液面升高,表明甲中c处细胞失水;乙图中b处液面降低,表明乙中c处细胞吸水。 【补偿训练】

(xx·长沙高一检测)如图实验装置,玻璃槽中是蒸馏水,半透膜允许单糖透过,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,最可能的实验现象是 ( )

A.漏斗中液面开始时先上升,加酶后,上升后又下降 B.在玻璃槽中能测到蔗糖和蔗糖酶

C.漏斗中液面开始时先下降,加酶后一直上升 D.在玻璃槽中能测到葡萄糖、果糖和蔗糖酶

【解析】选A。蔗糖是二糖,不能穿过半透膜,所以水槽中没有蔗糖,漏斗中液面开始时上升,加蔗糖酶后蔗糖水解,使漏斗内溶液浓度增大,液面上升,但是葡萄糖和果糖能穿过半透膜,所以液面还会下降,A正确、C错误;由于半透膜只允许单糖分子通过,蔗糖为二糖,蔗糖酶为蛋白质,因此蔗糖和蔗糖酶不会进入玻璃槽中,所以在玻璃槽中只能测到葡萄糖、果糖,B、D错误。

4.新鲜的叶类蔬菜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的纯水中,每隔一段时间测定细胞液浓度,结果如图所示。以下叙述正确的是( )

A.AB段细胞吸水,细胞体积明显增大 B.B点细胞液浓度与外界溶液浓度相等

C.BC段细胞质壁分离复原,原生质层恢复到原来位置 D.此曲线说明有机农药溶于水中容易被植物细胞吸收

【解析】选D。由于有细胞壁的存在,即使植物细胞吸水,体积也不会明显增大;B点说明在单位时间内,进出植物细胞的水分子相等,而不是细胞液浓度与外界溶液浓度相等;细胞吸水,不发生质壁分离,故BC段也就不发生质壁分离复原。 【规律方法】外界溶液浓度与细胞液浓度大 小的判断

(1)当细胞处于质壁分离时,细胞失水,此时外界溶液浓度大于细胞液浓度。 (2)当细胞处于质壁分离复原时,细胞吸水,此时外界溶液浓度小于细胞液浓度。 (3)当细胞处于平衡状态时,水分进出细胞相等,此时外界溶液浓度等于细胞液浓度。 【补偿训练】

某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时,在实验室老师的帮助下,进行了一系列的创新实验,实验步骤和现象如下表:

实验组 ① ② 0.3 g·mL蔗糖溶液 0.5 g·mL蔗糖溶液 分离 ③ ④ 1 mol·LKNO3溶液 分离 1 mol·L醋酸溶液 -1-1-1-15 min的现象 x 质壁 再过5 min 无变化 y 滴加清水5 min 质壁分离复原 无变化 质壁 质壁分离复原 无变化 细胞大小无变化 z 细胞大小无变化 对上表的推断或解释错误的是 ( )

A.x为质壁分离,因为细胞壁伸缩性弱于原生质层

B.y为质壁分离,可能导致细胞失水过多而死亡 C.z为细胞稍增大,细胞液颜色变浅 D.④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量

【解析】选D。洋葱表皮细胞在0.3 g·mL蔗糖溶液中会发生质壁分离现象,而在0.5 g·mL

-1

+

-1

-1

蔗糖溶液中会因质壁分离失水过多而死亡。在1 mol·L的KNO3溶液中,由于K和N能穿膜,故先质壁分离后自动复原,由于K和N进入细胞内,细胞液浓度增大,因此滴加清水后,体积稍增大。细胞放入1 mol·L醋酸中被杀死。

5.下图表示刚施肥后的根尖成熟区表皮细胞在土壤溶液中的状态。请据图判断下列说法中,正确的是 ( )

-1

+

A.该细胞正处于质壁分离的状态

B.该细胞的细胞液浓度高于土壤溶液的浓度 C.细胞液中的水分进出细胞只经过细胞膜 D.此时该细胞不能吸收水分和无机盐离子

【解析】选A。由题图可知,刚施肥后,细胞膜与细胞壁分离,细胞正处于质壁分离的状态,说明土壤溶液的浓度高于细胞液的浓度;细胞液中的水分进出细胞要经过液泡膜、细胞膜和细胞壁等结构;该细胞仍为活细胞,可以吸收水分和无机盐离子。 二、非选择题(共20分) 6.请回答下列问题:

(1)将同一植物细胞依次浸在蒸馏水、0.3 mol·L的蔗糖溶液和0.4 mol·L的KNO3溶液中,测得细胞的体积随时间的变化曲线如图所示:

-1

-1

①曲线A、B、C分别代表细胞所处的溶液是_______________________ ___________。 ②达到平衡后,____________溶液中细胞的细胞液浓度最大。

(2)下图是某生物课外小组在观察植物细胞质壁分离和复原实验时所观察到的几幅照片,请结合所学知识,分析下图并回答问题:

①发生质壁分离后,__________处理,可以使已经质壁分离的植物细胞发生质壁分离复原;图中复原最快和最慢的细胞分别是__________。(用上图中的数字表示)。

②上述几幅图中所示的是同一组织的细胞,此时细胞液的浓度最大的是__________(用上图中的数字表示)中的细胞。

【解析】(1)在题目所给的几种溶液中,只有处于蒸馏水中时细胞会吸水涨大,故A代表蒸馏水;在0.3 mol·L的蔗糖溶液中,由于蔗糖是大分子,不会透过原生质层进入细胞中,又比细胞液的浓度大,因此细胞失水发生质壁分离,所以C代表蔗糖溶液;在0.4 mol·L的KNO3溶液中,开始发生质壁分离,后由于细胞吸收K和N,使细胞液的浓度增大,细胞会渗透吸水,发生质壁分离复原,所以B代表KNO3溶液;当达到平衡后,三种情况下,处于蔗糖溶液中的细胞,因失水过多而导致细胞液浓度最大。

(2)植物细胞发生质壁分离后,放入蒸馏水中,可以恢复原状,复原时间决定于细胞液与外界溶液的浓度差,如图中2细胞液浓度最大,则浓度差最大,复原最快,图中1细胞液浓度最小,则复原最慢。

答案:(1)①蒸馏水、KNO3溶液、蔗糖溶液 ②蔗糖 (2)①加入蒸馏水 2、1 ②2

+

-1

-1

【延伸探究】若上题(2)中的1、2、3放在同一浓度的外界溶液中,一段时间后细胞状态如图中所示,比较三者初始的细胞液浓度关系。 提示:1>3>2。

2019年高中生物 课后提升训练十三 第四章 细胞的物质输入和输出 4.3

物质跨膜运输的方式 新人教版必修1

一、选择题(共5小题,每小题5分,共25分)

1.(xx·上饶高一检测)下列关于物质跨膜运输的描述,正确的是 ( ) A.白细胞通过主动运输的方式吞噬衰老的红细胞

B.大分子有机物要通过载体蛋白的转运才能进入细胞内,并且要消耗能量

C.主动运输发生在细胞逆浓度梯度吸收物质时,既要消耗能量,也需要膜上的载体蛋白 D.协助扩散和自由扩散都是顺浓度梯度进行的,既不需要消耗能量,也不需要载体蛋白。 【解析】选C。白细胞通过胞吞的方式吞噬衰老的红细胞,大分子有机物通过胞吞的方式进入细胞内,不需要载体蛋白的转运但要消耗能量;协助扩散需要载体蛋白。

2.将某活组织放入适宜的完全培养液中,并置于适宜的条件下培养。培养液中甲、乙两种离子的浓度保持相等且恒定,定期检查细胞中两种离子的浓度,得到如图所示曲线。据图分析下列叙述正确的是 ( )

A.该组织细胞吸收甲、乙两种离子的方式分别是自由扩散和主动运输 B.该组织细胞运输甲离子的载体蛋白数量比运输乙离子的数量多 C.两种离子均只能从低浓度的一侧运输到高浓度的一侧

D.曲线mn段、ab段表明细胞呼吸产生的能量不足,抑制了细胞的吸收

【解析】选B。根据题图可知,当组织细胞内浓度大于细胞外浓度时,细胞仍能吸收这两种离子,所以该组织细胞吸收甲、乙两种离子的方式为主动运输,A错误。由图可知,相同时间内,甲曲线表示的离子浓度高于乙曲线表示的离子浓度,说明甲离子的吸收速率快,主要原因是该细胞运输甲离子的载体蛋白数量比运输乙离子的载体蛋白数量多,B正确。从图中得出,细胞内浓度不论大于或小于细胞外浓度,细胞均能吸收这两种离子,即两种离子均能从低浓度运输到高浓度,也能从高浓度运输到低浓度,C错误。主动运输是细胞为保持正常生命活动而

主动吸收或排出物质,曲线mn段和ab段表明细胞对甲、乙两种离子的吸收已满足自身需要,D错误。

3.(xx·聊城高一检测)如图表示一种物质的跨膜运输方式,下列叙述中正确的是 ( )

A.该细胞膜中的载体蛋白也能运输蔗糖 B.碘以该方式进入海带细胞 C.该方式不会出现饱和现象

D.该方式发生在被运输物质从高浓度向低浓度运输时

【解析】选D。蔗糖属于二糖,必须经过水解才能被该膜上的载体蛋白运输;碘以主动运输的方式进入细胞,图中方式是协助扩散;由于载体蛋白数量的限制,该方式会出现饱和现象;该方式发生在被运输物质从高浓度向低浓度运输时,需要载体蛋白,不需要能量。 【规律方法】确定某种物质的运输方式的三个关键 (1)分析被运输的物质是否通过细胞膜。

(2)明确被运输物质微粒的性质(大分子、小分子、离子)。

(3)分析物质通过细胞膜的运输方向(高浓度→低浓度,低浓度→高浓度),是否需要载体蛋白协助,是否需要消耗能量。

4.(xx·宁波高一检测)如图表示某物质进出细胞的过程(下方表示细胞内部)。下列叙述正确的是 ( )

A.囊泡中包裹的物质一定是大分子物质 B.完成此过程的结构基础是生物膜的流动性 C.变形虫摄食过程与此过程相同 D.此过程不需要消耗能量

【解析】选B。囊泡中包裹的物质一般是大分子物质,也可能是小分子物质;胞吐的完成依赖

于生物膜的流动性;变形虫摄食过程属于胞吞,而此过程为胞吐;胞吐需要消耗能量。 5.(xx·阜阳高一检测)下表表示人体成熟红细胞与血浆中的K和Mg在不同条件下的含量比较,据表分析不正确的是 ( ) 单位: (mmol) K Mg +

2+++

2+

处理前 细胞内 145 35 血浆中 5 1.4 用鱼滕酮处理后 细胞内 11 1.8 血浆中 5 1.4 2+

用乌本苷处理后 细胞内 13 35 血浆中 5 1.4 A.鱼滕酮对K的载体蛋白的生理功能有抑制作用,也抑制了Mg的载体蛋白的生理功能 B.鱼滕酮可能是通过抑制红细胞的有氧呼吸,从而影响K和Mg的运输 C.乌本苷抑制K的载体蛋白的生理功能而不影响Mg的载体蛋白的生理功能 D.正常情况下血浆中K和Mg均通过主动运输进入红细胞

【解析】选B。从表格分析可知,处理前作为对照,用鱼滕酮处理后的K和Mg在血浆中浓度不变,而在细胞内都减少了,说明鱼滕酮对这两种离子的载体蛋白的生理功能都有抑制作用;红细胞内没有细胞核和线粒体等细胞器,也不会发生有氧呼吸,只能进行无氧呼吸,因此鱼滕酮不可能是通过抑制红细胞的有氧呼吸而影响K和Mg运输的;用乌本苷处理后,红细胞内K

+

2+

+

2+

+

+

2+

+

2+

+

2+

+

2+

含量减少了,说明乌本苷抑制K的载体蛋白的生理功能;而红细胞内Mg的含量不变,说明不影响Mg的载体蛋白的生理功能;由表格分析可知,细胞内K和Mg的含量都高于血浆中,说明K和Mg是通过主动运输进入红细胞的。 二、非选择题(共25分)

6.图甲是物质A通过细胞膜的示意图。请回答以下问题。

+

2+2+

+

2+

(1)物质A跨膜运输的方式是__________,判断理由是_______________________ _______,其运输方式也可用图乙中的曲线________表示。如果物质A释放到细胞外,则运输方向是______(填“Ⅰ→Ⅱ”或“Ⅱ→Ⅰ”)。

(2)图甲中细胞膜是在__________(填“光学显微镜”或“电子显微镜”)下放大的结果。该模型被称为______________,科学家用该模型很好地解释了生物膜的结构及特点。 (3)图中物质B指的是________,该物质彻底水解的产物是________。

(4)图乙中曲线①反映出物质运输速率与__________有关,曲线②Q点之前影响物质运输速率的因素可能有______________。

【解析】(1)物质A从低浓度向高浓度运输且需要载体蛋白(B)协助,应属于主动运输。图乙中,曲线②反映出物质进入细胞可以逆浓度梯度进行,说明物质运输方式与物质A相同。细胞膜有糖被的一侧是外侧,故物质A释放到细胞外的运输方向是Ⅱ→Ⅰ。 (2)图甲中细胞膜的结构图是亚显微结构模式图,是在电子显微镜下观察到的。 (3)图中物质B为运输物质A的载体蛋白,蛋白质彻底水解的产物是氨基酸。

(4)图乙中曲线①反映的是自由扩散,影响自由扩散的因素主要是膜两侧物质的浓度差;曲线②反映的是主动运输,影响主动运输的主要因素有能量和载体蛋白的数量。 答案:(1)主动运输 物质运输逆浓度梯度进行且需要载体蛋白协助 ② Ⅱ→Ⅰ

(2)电子显微镜 流动镶嵌模型 (3)载体蛋白 氨基酸

(4)膜两侧物质的浓度差 载体蛋白的数量和能量 【补偿训练】

图甲所示为物质出入细胞膜的示意图,图乙所示为出入方式与浓度的关系,请据图回答:

(1)A代表____________分子,B代表________,C代表____________。

(2)在a～e的五种过程中,代表被动运输的是______________,它们可用图乙中的①表示的是________,可用图乙中②表示的为a～e中的________。

(3)维生素D进入小肠上皮细胞应是图甲中编号__________;葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图甲中编号________。

【解析】(1)细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂双分子层构成,细胞膜表面还有链状的多糖分子,能与蛋白质结合成糖蛋白,也可和脂质结合成糖脂。

(2)a～e五个过程中,b、c、d穿膜无需细胞供能,故是被动运输,它们的运输动力完全依赖于膜内外该物质的浓度差,但协助扩散还受细胞膜上载体蛋白数量的限制;a、e两种方式需载体蛋白且需消耗能量,故其运输方式属于主动运输,①曲线运输速率与膜两侧物质浓度差成正比,代表自由扩散,②曲线代表主动运输,且细胞内浓度逐渐升高,即a运输方式可用曲线②表示。

(3)维生素D为脂溶性物质,跨膜运输方式应为自由扩散,所以为图甲中的b;葡萄糖进入小肠上皮细胞是主动运输,所以为图甲中的a。 答案:(1)蛋白质 磷脂双分子层 多糖 (2)b、c、d b a (3)b a

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