生物必修1《分子与细胞》第1节 被动运输课时训练

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

合格考达标练

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

答案D

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。

2.下列关于物质跨膜运输的叙述,错误的是(　　)

A.协助扩散过程中需要蛋白质的参与

B.甘油和苯是通过自由扩散的方式进出细胞的

C.小分子物质都可以通过自由扩散的方式进出细胞

D.协助扩散过程中物质是从高浓度向低浓度运输的,不消耗细胞中化学反应释放的能量

答案C

解析协助扩散需要转运蛋白的协助,A项正确;甘油和苯属于脂溶性物质,是通过自由扩散的方式进出细胞的,B项正确;不是所有小分子物质都可以通过自由扩散的方式进出细胞,C项错误;协助扩散属于被动运输,从高浓度向低浓度运输,不消耗细胞中化学反应释放的能量,D项正确。

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

答案C

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。

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

答案D

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。

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

答案D

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。

6.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

答案C

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。

7.有一种物质能顺浓度梯度进出细胞,但却不能顺浓度梯度进出无蛋白质的磷脂双分子层膜。这种物质出入细胞膜的方式是(　　)

A.自由扩散 B.协助扩散

C.主动运输 D.胞吞、胞吐

答案B

解析物质进出细胞的方式为顺浓度梯度,说明是被动运输;没有蛋白质物质不能运输,说明需要蛋白质协助,因此是协助扩散。

8.下图为植物细胞渗透作用的图解,下列说法错误的是 (　　)

A.植物细胞的原生质层相当于渗透装置的半透膜

B.在细胞发生质壁分离复原的过程中细胞质基质的浓度小于细胞液

C.水分子从甲进入乙至少需要穿过4层磷脂分子

D.细胞内外水分子进出平衡时,甲的浓度与乙的浓度相等

答案D

解析将植物细胞放在清水中,植物细胞吸水胀大,当胀大到一定程度时,由于细胞壁的限制,植物细胞不再吸水,此时,细胞内外水分子进出平衡,但甲的浓度仍小于乙的浓度。

9.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)比较图乙中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,它又会出现　　　　　　　　　　　　　。 

(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?

　。 

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)在蔗糖溶液中会出现质壁分离现象,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

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。

等级考提升练

10.将若干生理状况基本相同、长度为3 cm的鲜萝卜条均分为四组,分别置于三种浓度相同的溶液(实验组)和清水(对照组)中,测量每组萝卜条的平均长度,结果如下图。据图分析,下列叙述错误的是(　　)

A.鲜萝卜细胞膜上运载甘油的转运蛋白比运载葡萄糖的转运蛋白的数量多

B.对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性相对较小

C.蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为细胞不吸收蔗糖分子

D.实验结束后,蔗糖溶液组中的萝卜条的细胞液浓度比实验前大

答案A

解析甘油为脂溶性小分子,进入细胞的方式为自由扩散,所以细胞膜上没有运输甘油的转运蛋白,A项错误;对照组中萝卜条细胞吸水,但由于细胞壁的伸缩性相对较小,所以细胞体积增大较小,B项正确;在蔗糖溶液中,萝卜条细胞失水发生质壁分离,由于蔗糖分子不能通过细胞膜,达到渗透平衡状态时,蔗糖溶液的浓度仍然大于或等于细胞液浓度,因此萝卜条不能恢复原长度,C项正确;蔗糖溶液组中的细胞失水,所以细胞液浓度比实验前大,D项正确。

11.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

答案B

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、C溶液>D溶液,因此4种蔗糖溶液中浓度最低的是B溶液。

12.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

答案C

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。

13.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:

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

答案C

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项。

14.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(　　)

答案B

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,容易理解错误错选D项。

15.(多选)红细胞溶血可判断物质运输的速率,其原理是进入红细胞中的物质能增大红细胞的渗透压,使更多水进入红细胞导致红细胞破裂,即发生溶血。某实验小组利用该原理研究了细胞膜对几种物质的通透性,得到如下数据。下列叙述不正确的是(　　)

A.细胞膜对上述四种物质的通透性不同

B.细胞膜对甘油的运输速率和乙醇接近

C.红细胞一定不能从溶液中吸收葡萄糖

D.甘油和乙醇进入细胞的方式是自由扩散

答案BC

解析根据处于不同溶液中的红细胞溶血速度的快慢可知,细胞膜对上述四种物质的通透性不同,A项正确;根据3比2先溶血可知,细胞膜对甘油的运输速率大于乙醇,B项错误;红细胞可以通过协助扩散吸收葡萄糖,C项错误;甘油和乙醇均通过自由扩散进入细胞,D项正确。

16.(多选)美国科学家阿格雷和麦金农分别研究发现了水通道蛋白和钾离子通道蛋白,因此共同荣获2003年诺贝尔化学奖。下列说法正确的是(　　)

A.磷脂双分子层内部是疏水的,故水分子都要通过水通道蛋白出入细胞

B.甘油和酒精的运输与依靠通道蛋白的运输方式不同,需要消耗细胞中化学反应释放的能量

C.通道蛋白贯穿于细胞膜,分子或离子通过通道蛋白时无须与其结合

D.人的肾脏中肾小管细胞水通道蛋白发达,与水分的重吸收直接相关

答案CD

解析磷脂双分子层内部是疏水的,故水分子主要通过水通道蛋白出入细胞,A项错误;甘油和酒精的运输属于自由扩散,不需要消耗细胞中化学反应释放的能量,B项错误;分子或离子通过通道蛋白时不需要与其结合,C项正确;人的肾脏中肾小管细胞水通道蛋白发达,与水分的重吸收直接相关,D项正确。

17.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。 

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

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。

18.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　　　　。 

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

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。