（新教材）2019-2020学年人教版高中生物必修第一册课时双测过关（十四）水进出细胞的原理及被动运输doc 7页

课时双测过关（十四）水进出细胞的原理及被动运输 A 级——学考水平达标练 1．(2018·北京高考)细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中， 以(自由)扩散方式通过细胞膜的是( ) A．Na＋ B．二氧化碳 C．RNA D．胰岛素 解析：选 B 自由扩散不需要载体蛋白、不消耗 ATP，以自由扩散方式通过细胞膜的物 质有水、气体、脂溶性物质等；Na＋通过细胞膜的方式有协助扩散和主动运输；RNA 是生物 大分子，不能以自由扩散的方式通过细胞膜；胰岛素是蛋白质，以胞吐的方式运出细胞。 2．实验表明，K＋不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如果在人工膜中加入少量缬氨霉素 (含 12 个氨基酸的脂溶性抗菌素)时，则 K＋能通过膜从高浓度处向低浓度处扩散，则它通过人 工膜的方式是( ) A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．渗透作用 解析：选 B 由题意可知，K＋通过人工膜的运输需要缬氨霉素，所以不是自由扩散；K＋ 从高浓度处向低浓度处扩散，且缬氨霉素不能提供能量，所以也不是主动运输。综合分析，K ＋通过人工膜的方式是协助扩散。 3．人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于( ) A．组织液中甘油的浓度 B．细胞膜上载体蛋白的数量 C．细胞中 ATP 的数量 D．细胞膜上某种载体蛋白的数量 解析：选 A 甘油进入组织细胞的方式是自由扩散，其吸收量主要取决于组织液中甘油 的浓度，与能量和载体蛋白无关。 4．下列关于自由扩散和协助扩散的叙述，正确的是( ) ①都不消耗能量 ②都不需要载体蛋白 ③自由扩散只能顺浓度梯度，而协助扩散既可 以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度 ④都是被动运输 ⑤葡萄糖有时可以通过协助扩散顺浓度 梯度运输 A．①②④ B．①③④ C．①④⑤ D．①②⑤ 解析：选 C 自由扩散与协助扩散的共同点是都顺浓度梯度运输，都不需要能量；区别 是协助扩散需要载体蛋白。红细胞吸收葡萄糖的方式属于协助扩散。 5．一次施肥过多，作物会变得枯萎发黄，俗称“烧苗”，其原因是( ) A．根系细胞呼吸过强，影响根对水分的吸收 B．土壤溶液浓度大于细胞液浓度 C．土壤溶液浓度小于细胞液浓度 D．土壤溶液浓度等于细胞液浓度 解析：选 B 根系对水分的吸收是自由扩散，不需要消耗能量，与呼吸作用无关；一次 施肥过多，使土壤溶液浓度大于细胞液浓度，根细胞不能通过渗透作用吸水。 6．将盛有一定浓度蔗糖溶液的透析袋口扎紧后浸于蒸馏水中，如图表示透析袋中蔗糖溶 液浓度与时间的关系(纵坐标表示蔗糖溶液浓度)，正确的是( ) 解析：选 B 将盛有一定浓度的蔗糖溶液的透析袋放在蒸馏水中后，蒸馏水将不断向透 析袋中扩散，蔗糖溶液浓度随之下降，但受到透析袋容积的限制，到一定时间水分子进出达 到动态平衡，此时蔗糖溶液浓度下降到一定程度便保持相对稳定。 7.在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系 如图所示。若将处于 b 浓度溶液中的萝卜条移入 a 浓度溶液中，则该萝 卜条的质量将( ) A．不变 B．增大 C．减小 D．先增后减 解析：选 B 从题图中可以看出：a 点表示水分进出细胞达到平衡状态，b 点细胞处于失 水状态。当把 b 浓度溶液中的萝卜条移入 a 浓度溶液中后，细胞吸水，该萝卜条的质量将增 大。 8．某同学为探究膜的通透性而设计了如图所示的渗透装置，开始时烧杯内的液面和长颈 漏斗内的液面相平。在长颈漏斗内液面上升的过程中( ) A．液面上升的速率先加快后减慢最终维持稳定 B．水分子通过半透膜从蔗糖溶液向清水扩散的速率逐渐减慢 C．当半透膜两侧液体浓度相等时，水分子不再通过半透膜扩散 D．当半透膜两侧水分子进出速率相等时，长颈漏斗内液面最高 解析：选 D 实验开始时，由于单位体积清水中水分子数量多于蔗糖溶液，因此，水分 子通过半透膜扩散进入蔗糖溶液的速率大于由蔗糖溶液扩散进入清水中的速率；随着水分子 进入漏斗内量的增多，蔗糖溶液浓度下降，同时由于漏斗液面升高与烧杯中液体形成的压力 差增加，水分子扩散进入漏斗内的速率下降，而反方向水分子扩散速率升高，当水分子在半 透膜两侧进出速率相等时，漏斗内液面达到最高并停止上升，即最终液面上升的速率变为 0。 9．成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失 水。下图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙 表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。 请回答下列问题： (1)图甲中 c 处的膜为__________，当图中漏斗内液面不再上升时，c 两侧浓度大小是 ________。 (2)由图乙可知漏斗中溶液吸水速率的变化是___________________。 (3)图丙中相当于图甲中 c 结构的是________(填序号)，②中充满的液体是___________。 (4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，发现细胞液泡体积增大，说明细胞在 渗透吸水，细胞能否无限吸水？__________，原因是______________________________。 (5)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞的液泡体积也在 增大。当液泡体积不再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等？__________。 解析：(1)据图甲分析，c 处的膜为半透膜，漏斗内液面上升，水分是从低浓度溶液流向 高浓度溶液，故 a 小于 b。当液面不再上升时，半透膜两侧压力相等，渗透平衡，但是 a 仍然 小于 b。(2)由图乙可知漏斗中溶液吸水速率的变化是由大变小，最终为 0。(3)细胞的原生质 层(③细胞膜＋④细胞质＋⑤液泡膜)相当于半透膜。②是细胞壁和原生质层的空隙，充满外界 溶液。(4)由于细胞壁对原生质层有支持和保护的作用，不会使原生质层无限膨胀，故细胞不 会无限吸水。(5)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞的液泡 体积也在增大。当液泡体积不再增大时，细胞液浓度不一定和外界溶液浓度相等。 答案：(1)半透膜 b＞a (2)由大变小，最终为 0 (3)③④⑤ 外界溶液 (4)不能 细 胞壁对原生质层有支持和保护的作用 (5)不一定 10．(2019·苏州模拟)包括细胞膜在内的生物膜系统都主要是由磷脂和蛋白质分子构成的， 细胞与外界交换的物质中，有许多是水溶性的，但是磷脂双分子层几乎阻碍所有水溶性分子 的通过。所以，人们猜测在细胞膜上存在特殊的运送水分子的通道，1988 年美国科学家阿格 雷(P.Agre)成功地将构成水通道的蛋白质分离出来，证实了人们的猜测。请回答下列问题： (1)水通道蛋白的存在，体现了细胞膜的功能主要是由________分子完成的，进一步证明 了细胞膜的功能特性是______________。 (2)选择相关材料，设计实验，探究细胞对水的吸收是否需要通道蛋白。 实验原理和用具、实验假设和预期(略)。 实验步骤： ①选取人体成熟红细胞，用___________稀释，分别置于 A、B 两试管中； ②A 试管加入一定量的活性蛋白酶，B 试管加入等量的高温下失活的蛋白酶； ③一定时间后，分别取 A、B 两试管中的红细胞样液制成 1、2 号临时装片。制作临时装 片过程中，应将盖玻片________先接触液滴，然后轻轻放平，以避免________产生； ④用显微镜观察正常细胞的形态。分别在 1、2 号临时装片的盖玻片一侧加等量清水，另 一侧用吸水纸吸引，一段时间后观察、记录。 在②中，用蛋白酶处理细胞的目的是______________，设置 B 组的目的是________；在 ④中，实验的具体观察指标是_________________。 实验现象和结论： 若________________________________________________________________________， 说明红细胞对水的吸收需要通道蛋白；若______________________________________ ________________________________________________________________________， 说明红细胞对水的吸收不需要通道蛋白。 解析：(1)细胞膜的功能特性为选择透过性，主要取决于细胞膜上的蛋白质的种类和数目。 (2)根据实验目的、原理确定实验的自变量、因变量，按照实验设置的对照原则和单一变量原 则，设计探究过程如下：①选取人体成熟红细胞，用生理盐水处理，以维持细胞正常的形态， 然后分成两组，一组是实验组，一组是对照组；②A 试管加入一定量的活性蛋白酶，水解水 通道蛋白，B 试管加入等量的高温下失活的蛋白酶作为对照；③一定时间后，分别取 A、B 两 试管中的红细胞样液制成 1、2 号临时装片，制作临时装片盖片时应将盖玻片一侧(或边缘)先 接触液滴，然后轻轻放平，以避免产生气泡；④先用显微镜观察正常细胞的形态，然后分别 在 1、2 号临时装片的盖玻片一侧加等量清水，在另一侧用吸水纸吸引，将红细胞所处的液体 环境换成蒸馏水，一段时间后观察、记录红细胞的形态变化。在②中，蛋白酶处理细胞的目 的是除去水蛋白通道，设置 B 组的目的是作为对照；在④中，实验的具体观察指标是红细胞 体积变化。探究结论：若 1 号装片的细胞体积不变，2 号的细胞体积明显变大，说明红细胞对 水的吸收需要通道蛋白；若两者体积没有区别，说明红细胞对水的吸收不需要通道蛋白。 答案：(1)蛋白质 选择透过性 (2)①生理盐水 ③一侧(或边缘) 气泡 ④去除通道蛋 白 对照 红细胞的体积变化 1 号装片体积不变，2 号明显变大 两者体积没有区别 B 级——选考水平高分练 11．(2019·贵阳适应性考试)将甲、乙两种植物的块茎切成形状、大小相同的细条，分别 置于质量浓度为 0.3 g/mL 蔗糖溶液中，对其失水量进行测量后绘制了如下曲线。下列叙述错 误的是( ) A．与图相关细胞的原生质层会有一定程度的收缩 B．由图推知甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度 C．4 min 时细胞液的渗透压小于外界溶液的渗透压 D．随细胞失水量增加 ATP 的消耗量逐渐增多 解析：选 D 据图分析，甲、乙在质量浓度为 0.3 g/mL 蔗糖溶液中，随着时间的延长， 失水量逐渐增加最后趋于稳定，因此相关细胞的原生质层都会有一定程度的收缩，A 正确； 据图分析可知，甲的失水量大于乙，说明甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度，B 正确； 4 min 时，细胞仍然在失水，说明细胞液的渗透压小于外界溶液的渗透压，C 正确；水分通过 细胞膜的方式是自由扩散或协助扩散，不需要消耗能量，D 错误。 12.如图是在停止能量供应的条件下得出的曲线，图中曲线 a、b 表示物质跨膜运输的两种 方式，下列叙述正确的是( ) A．脂溶性小分子物质不能通过方式 a 运输 B．与方式 a 有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面 C．方式 b 的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D．方式 a 和 b 的转运速率均与物质的浓度差成正比 解析：选 C 由于停止能量供应，分析坐标曲线可以看出，a 为自由扩散，b 为协助扩散。 脂溶性小分子物质通过自由扩散(即方式 a)运输，A 错误；方式 a 与载体蛋白无关，只与物质 浓度有关，B 错误；方式 b 的最大转运速率与载体的种类和数量有关，C 正确；自由扩散(即 方式 a)与膜两侧物质的浓度差成正比，当协助扩散(即方式 b)载体蛋白达到饱和时，物质浓度 再增加，物质的运输速率也不再增加，D 错误。 13．如图表示渗透作用装置图，其中半透膜为猪膀胱膜，图 1、3 表示初始状态，其装置 内溶液 A、B、a、b 浓度分别用 MA、MB、Ma、Mb 表示，图 2、图 4 分别表示一段时间后的 状态，液面上升的高度分别为 h1、h2。如果 A、B、a、b 均为蔗糖溶液，且 MA＞MB、Ma＝ Mb＞MA，则达到平衡后( ) A．h1＞h2，Ma＞Mb B．h1＞h2，Ma＜Mb C．h1＜h2，Ma＜Mb D．h1＜h2，Ma＞Mb 解析：选 D 由于 MA＞MB、Ma＝Mb＞MA，所以两个漏斗中的液面都会上升，由于 A 与 a 的浓度差要小于 B 与 b 的浓度差，所以 h2 的高度要大于 h1；同时由于图 2 中进入漏斗内 的水比图 4 中相对要少，所以 a 的溶液浓度相对较高。 14．如图为渗透平衡时的装置(糖类不能通过半透膜)，烧杯的液面高度为 a，漏斗的液面 高度为 b，液面差 m＝b－a。在此基础上继续实验，以渗透平衡时的液面差为观测指标，正确 的是( ) A．若向漏斗中滴入清水，平衡时 m 将增大 B．若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时 m 不变 C．若向漏斗中加入蔗糖酶，则平衡时 m 不变 D．达到新的平衡时，水分子进出半透膜的速率相等 解析：选 D 若向漏斗中滴入清水，渗透压降低，吸水能力减弱，则平衡时 m 将减小； 若向漏斗中加入蔗糖分子和蔗糖酶，渗透压增大，则平衡时 m 值将增大；达到新的平衡时， 水分子进出半透膜的速率相等，液面不再升高。 15．(2019·南宁期末)某同学为探究萝卜细胞的细胞液浓度，设计了如下实验：将萝卜切 成长度和宽度相同的细条，将其分为 a、b、c、d、e 和 f 六组(每组的条数相等)。取上述 6 组 细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中浸泡，相同时间后测量各组萝卜条的长度并记录，结果 如图所示。 (1)水分子可通过__________的方式进出萝卜细胞，当外界溶液浓度__________(填“大 于”“小于”或“等于”)细胞液浓度时，细胞失水。 (2)本实验的自变量是______________。 (3)根据实验结果可知，___________(填字母)组的萝卜细胞处于失水状态，将这些萝卜细 胞制成临时装片，用显微镜可观察到____________的现象。若将萝卜细胞放入蒸馏水中，细 胞吸水后不会涨破，是因为_________________________。 (4)根据实验结果，该萝卜细胞的细胞液浓度相当于实验中_________mol·L－1 之间的蔗糖 溶液浓度。 解析：(1)水分子可以自由扩散的方式通过细胞膜进出细胞，当外界溶液浓度大于细胞液 浓度时，细胞失水。(2)由题意“取上述 6 组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中浸泡”可知， 本实验的自变量是不同浓度的蔗糖溶液。(3)通过图示可以看出，d、e、f 组的实验前长度/实 验后长度的值都大于 1，表明萝卜细胞处于失水状态，导致细条变短；若将这些萝卜细胞制成 临时装片，则用显微镜可观察到质壁分离(或原生质层和细胞壁分离)现象。由于细胞壁有支持 和保护细胞的作用，因此将萝卜细胞放入蒸馏水中，细胞吸水后不会胀破。(4)a、b、c 三组 的实验前长度与实验后长度的比值均小于 1，表明细胞吸水，且比值越小，萝卜细胞吸水越多； d、e、f 三组的实验前长度与实验后长度的比值均大于 1，表明细胞失水，且比值越大，萝卜 细胞失水越多。综上分析可知，该萝卜细胞的细胞液浓度相当于实验中 0.4～0.5 mol·L－1 的蔗 糖溶液的浓度。 答案：(1)自由扩散 大于 (2)不同浓度的蔗糖溶液 (3)d、e、f 质壁分离(或原生质层 和细胞壁分离) 细胞壁有支持和保护细胞的作用 (4)0.4～0.5