高中人教版 (2019)第4章 细胞的物质输入和输出综合与测试课时练习

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易混易错练　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

易错点1　不能正确理解渗透作用的实质

1.()利用中间装有半透膜(允许葡萄糖通过,不允许蔗糖通过)的U形管(如图)进行的如下实验中,结果不正确的是              (　易错　)

A.若a侧为红墨水(显色成分为大分子物质),b侧为清水,开始时两边液面高度相同,则达到渗透平衡后,a侧溶液颜色变浅

B.若a侧为质量浓度为5%的蔗糖溶液,b侧为质量浓度为10%的蔗糖溶液,开始两边液面高度相同,达到渗透平衡后,b侧液面高

C.若a侧为质量浓度为5%的葡萄糖溶液,b侧为质量浓度为10%的葡萄糖溶液,开始两边液面高度相同,达到渗透平衡后,b侧液面高

D.若a侧为质量浓度为10%的葡萄糖溶液,b侧为质量浓度为10%的蔗糖溶液,开始两边液面高度相同,达到渗透平衡后,b侧液面高

易错点2　不能正确判断细胞的质壁分离及其复原

2.()洋葱内表皮细胞质壁分离和复原实验过程中,在①、②时刻滴加了相应的溶液(30%蔗糖溶液或清水),液泡的体积会随外界溶液浓度的变化而改变,如甲图所示;乙图为实验中不同时期的两个细胞示意图。下列有关叙述错误的是              (　易错　)

甲　乙

A.①②两处滴加的溶液分别为30%蔗糖溶液、清水

B.甲图的①到②过程中对应乙图中的a,细胞吸水能力逐渐增大,液泡颜色不变

C.甲图②时刻可对应乙图中的Y细胞,此时细胞液浓度最大

D.若将X和Y对应时期的细胞同时放入清水,X对应时期的细胞先破裂

易错点3　不能利用细胞的质壁分离估测外界溶液浓度

3.()为探究植物A能否移植到甲地生长,某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液的浓度,实验结果如表。为保证植物A移植后能正常生存,则甲地土壤溶液的浓度应              (　深度解析　)

A.≤0.15 mol/L　　B.≤0.2 mol/L

C.≥0.2 mol/L　　  D.≥0.3 mol/L

易错点4　影响物质跨膜运输方式因素的曲线分析

4.()如图a、b、c表示的是物质跨膜运输的三种方式(不考虑胞吞、胞吐),以下说法错误的是              (　深度解析　)

A.图a表示的是自由扩散

B.图b所示运输方式的运输速率的限制因素是能量

C.图c表示的是主动运输

D.图c中细胞内物质浓度在高于细胞外物质浓度后仍可以升高,说明该物质存在逆浓度运输

易错点5　不能准确判断和分析物质运输过程中跨膜层数、穿过的磷脂双分子层数和穿过的磷脂分子层数

5.()下列有关物质跨膜运输的叙述中,正确的是 (　易错　)

A.抗体由浆细胞分泌到细胞外的方式是胞吐,该过程共穿过2层生物膜

B.肺泡中氧气进入红细胞需要穿过6层磷脂分子

C.水稻叶肉细胞线粒体内产生的CO2被同一个细胞的叶绿体利用要穿过8层磷脂分子层

D.小肠肠腔中的葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞要穿过2层细胞膜

易错点6　物质跨膜运输方式的探究

6.(2021四川资阳高三上联考,)科学家做过这样的实验:准备好分别含Ca2+、Mg2+和Si的培养液,将番茄和水稻分别放在上述培养液中培养。一段时间后,培养液中各离子浓度变化如图所示,据图回答下列问题:

(1)该实验的自变量是　　  　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)一段时间后水稻培养液中Ca2+、Mg2+浓度升高可能的原因是　      　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)水稻和番茄培养液中各离子浓度的变化可说明　　                                               　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)同学们认为据图无法判断作物对离子的跨膜运输方式是主动运输还是协助扩散。请以番茄为材料设计实验确定其对M的吸收方式。要求简要写出实验思路、预期结果和结论(添加呼吸抑制剂或处于无氧环境→能量供应不足)。

答案全解全析

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易混易错练

1.C　若a侧含大分子物质,b侧为清水,则两侧的浓度关系为a侧>b侧,水分子从b侧向a侧渗透,故达到渗透平衡后,a侧溶液的颜色会变浅,A正确;若a侧为质量浓度为5%的蔗糖溶液,b侧为质量浓度为10%的蔗糖溶液,水分子从a侧向b侧渗透,故达到渗透平衡后,b侧的液面高,B正确;若a侧为质量浓度为5%的葡萄糖溶液,b侧为质量浓度为10%的葡萄糖溶液,因为水分子和葡萄糖均能通过半透膜,故渗透平衡后,两侧液面高度相同,C错误;若a侧为质量浓度为10%的葡萄糖溶液,b侧为质量浓度为10%的蔗糖溶液,葡萄糖可以通过半透膜,蔗糖不能通过半透膜,故达到渗透平衡后,b侧液面高,D正确。

易错警示

有关渗透作用的易错点

(1)水分子的移动方向是双向移动,但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数多。

(2)浓度差实质是单位体积溶液中溶质分子数的差,即物质的量浓度之差。

(3)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,既不可看作没有水分子移动,也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。

2.D　分析图甲:①处滴加溶液后,液泡的体积逐渐变小,细胞发生渗透失水,因此该处外界溶液浓度大于细胞液浓度,即滴加的是30%蔗糖溶液;②处滴加溶液后,液泡的体积逐渐变大,细胞发生渗透吸水,因此滴加的是清水。分析图乙:X细胞→Y细胞,细胞失水,发生了质壁分离;Y细胞→X细胞,细胞吸水,发生了质壁分离复原。由题图分析可知,①②两处滴加的溶液分别为30%蔗糖溶液、清水,A正确;甲图的①到②表示质壁分离,对应乙图中的a,细胞吸水能力逐渐增大,洋葱内表皮为白色,因此,液泡颜色不变,B正确;甲图②时刻细胞中液泡体积最小,可对应乙图中的Y细胞,此时细胞液浓度最大,C正确;题图细胞是植物细胞,存在细胞壁,细胞不会破裂,D错误。

易错警示

(1)质壁分离和复原实验中,由于细胞壁伸缩性小,植物细胞的体积几乎不变。

(2)质壁分离的实验材料:有细胞壁和大液泡,优先选择液泡有颜色的细胞;若液泡没有颜色,可在外界溶液中添加一些有颜色的墨水或者选择有叶绿体的植物细胞。

3.A　根据表格分析,植物A细胞在浓度为0.15 mol/L的外界溶液中不发生质壁分离,而在浓度为0.2 mol/L的外界溶液中刚好发生质壁分离,则植物A细胞液的浓度为0.15~0.2 mol/L。当植物细胞液浓度小于土壤溶液浓度时,细胞会失水发生质壁分离,植物不能正常生存。因此,为保证植物移植后能正常生存,甲地土壤溶液的浓度应小于等于0.15 mol/L,选A。

导师点睛

(1)测定细胞液的浓度,细胞液的浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的溶液浓度之间。

(2)相同溶液,比较不同植物的细胞液的浓度,同种细胞发生质壁分离所需时间越短,细胞液浓度越小。

4.B　分析曲线图可知,a运输方式只与膜两侧物质浓度差有关,且与膜两侧物质浓度差呈正相关,是自由扩散;图b限制运输速率的因素可能是能量或转运蛋白数量;图c细胞内浓度高于细胞外浓度时,细胞仍然吸收物质,因此为主动运输,选B。

归纳总结

跨膜运输速率的影响因素

(1)自由扩散:膜内外的浓度差。

(2)协助扩散:膜上特定的通道蛋白或载体蛋白的数量和膜内外的浓度差。

(3)主动运输:膜上特定的载体蛋白的数量和细胞的能量供应。

(4)胞吞和胞吐:主要是细胞的能量供应。

5.C　抗体是大分子物质,其由浆细胞分泌到细胞外的方式是胞吐,不穿过膜结构,A错误;肺泡中的氧气进入红细胞需要穿过1层肺泡壁细胞(2层细胞膜)、1层毛细血管壁(2层细胞膜)、1层红细胞膜,共10层磷脂双分子,B错误;线粒体和叶绿体都具有双层膜,所以水稻叶肉细胞线粒体产生的CO2被同一个细胞的叶绿体利用要穿过4层磷脂双分子层,即8层磷脂分子,C正确;小肠绒毛上皮细胞是单层上皮细胞,小肠肠腔中的葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞要穿过1层细胞膜,D错误。

易错警示

从穿过2、1、0层生物膜来分析

(1)小肠绒毛上皮细胞、毛细血管壁细胞、毛细淋巴管壁细胞、肺泡壁细胞等都是单层细胞,通过这些结构,要穿过2层细胞膜。

(2)囊泡的运输、胞吞、胞吐、通过核孔的运输不属于穿过膜结构的运输,自由扩散、协助扩散、主动运输属于穿过膜结构的运输。

(3)1层生物膜=1层磷脂双分子层=2层磷脂分子。

6.答案　(1)植物种类、离子种类　(2)水稻吸收水分的相对速度大于吸收Ca2+、Mg2+的　(3)植物对离子(无机盐)的吸收具有选择性　(4)思路:将长势相同的番茄植株平均分为两组,甲组根系放在有氧条件下(或不加呼吸抑制剂),乙组根系放在无氧条件下(或加呼吸抑制剂),将甲、乙两组植株放在其他条件相同且适宜的环境中培养一段时间后,分别测定根系对Mg2+的吸收速率(或测相同时间内培养液中Mg2+的含量变化)。预期结果及结论:若甲组根系对Mg2+的吸收速率大于乙组,则说明Mg2+的跨膜运输方式为主动运输;若甲组和乙组根系对Mg2+的吸收速率大致相同,则说明Mg2+的跨膜运输方式为协助扩散。

解析　由图例分析可知,不同植物对同种离子的需求量不同,同一植物对不同离子的需求量也不同,植物选择性吸收矿质元素,其原因在于不同植物细胞膜上转运蛋白的种类和数量是不同的。(1)柱形图中涉及番茄和水稻两种植物,横坐标中离子的种类不同,故该实验的自变量有植物种类、离子种类。(2)由柱形图可以看出,培养一段时间后,水稻培养液中Ca2+和Mg2+的浓度大于初始的浓度,原因是水稻根细胞对水的吸收速度(比例)大于对Ca2+、Mg2+的吸收速度(比例)。(3)将番茄和水稻分别放在培养液中培养,一段时间后,番茄培养液中的Ca2+和Mg2+浓度下降,水稻培养液中的Ca2+和Mg2+浓度增高,而水稻吸收大量的Si,番茄几乎不吸收Si,可见植物对离子的吸收有选择性。(4)协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗能量,后者需要消耗能量。根据题干信息可知,实验设计的自变量可以是有无氧气,因变量是番茄对Mg2+的吸收速率。设计实验时要注意等量原则和单一变量原则。

归纳总结

实验探究物质跨膜运输的方式

(1)探究是主动运输还是被动运输

提示:添加呼吸抑制剂或处于无氧环境中→能量供应不足。

(2)探究是自由扩散还是协助扩散