2025版高中生物第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例精練含解析新人教版必修1

PAGEPAGE8第1節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例一、選擇題1．下列有關(guān)質(zhì)壁分別及復(fù)原試驗(yàn)的試驗(yàn)材料及外界溶液的敘述，正確的是()①試驗(yàn)材料必需是成熟的植物活組織細(xì)胞②細(xì)胞液必需有顏色③細(xì)胞液最好有顏色④外界溶液必需對(duì)細(xì)胞無(wú)毒害作用⑤外界溶液濃度適中，不能過(guò)高或過(guò)低⑥外界溶液的濃度無(wú)特殊要求，任何濃度均可A．①③④⑤ B．①②④⑤C．①③④⑥ D．①②④⑥解析：選A只有保持細(xì)胞生活狀態(tài)，才能保持原生質(zhì)層具有選擇透過(guò)性，使細(xì)胞失水而發(fā)生質(zhì)壁分別，再吸水復(fù)原。細(xì)胞液無(wú)顏色的植物細(xì)胞在相同的條件下也可以發(fā)生質(zhì)壁分別和復(fù)原。外界溶液假如對(duì)細(xì)胞有毒害作用，可能會(huì)損傷或殺死細(xì)胞，使其失去選擇透過(guò)性，也不能發(fā)生質(zhì)壁分別和復(fù)原。外界溶液濃度要適中，不能過(guò)高或過(guò)低。2．如圖為一處于質(zhì)壁分別狀態(tài)的細(xì)胞，M1、M2表示兩處溶液濃度，請(qǐng)比較兩者大小()A．M1>M2 B．M1<M2C．M1＝M2 D．上述三者都可能解析：選D題干說(shuō)細(xì)胞處于質(zhì)壁分別狀態(tài)，沒(méi)有信息說(shuō)明該狀態(tài)是發(fā)生在什么過(guò)程中的，所以若處于質(zhì)壁分別過(guò)程中，則M1>M2；若發(fā)生在質(zhì)壁分別復(fù)原過(guò)程中，則M1<M2；若細(xì)胞失水與吸水處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，則M1＝M2。3．將成熟的植物細(xì)胞放在溶液中能構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)，主要緣由是()A．液泡膜內(nèi)外溶液有濃度差B．原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜C．細(xì)胞壁是全透性的D．水分可以自由出入細(xì)胞解析：選B細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)層主要包括細(xì)胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)，原生質(zhì)層具有選擇透過(guò)性，相當(dāng)于半透膜；把成熟的植物細(xì)胞放在溶液中，原生質(zhì)層兩側(cè)的溶液具有濃度差，但A項(xiàng)說(shuō)的是液泡膜內(nèi)外溶液有濃度差，故錯(cuò)誤；C、D選項(xiàng)的說(shuō)法雖然正確，但與題意不符。4．將洋蔥細(xì)胞放入大于細(xì)胞液濃度的KNO3溶液中，一段時(shí)間后用顯微鏡視察，發(fā)覺(jué)該細(xì)胞未發(fā)生質(zhì)壁分別，其緣由可能是該細(xì)胞()①是死細(xì)胞②大量吸水③是根尖分生區(qū)細(xì)胞④大量失水⑤質(zhì)壁分別后又自動(dòng)復(fù)原A．①②③ B．①③⑤C．②③⑤ D．②④⑤解析：選B死細(xì)胞不行能發(fā)生質(zhì)壁分別；由于外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，所以細(xì)胞不行能大量吸水；根尖分生區(qū)細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分別；一段時(shí)間后視察，細(xì)胞可能質(zhì)壁分別后又自動(dòng)復(fù)原。5．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的滲透作用的試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)起先時(shí)長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)外液面平齊，記作零液面。試驗(yàn)起先后，長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)部液面的改變趨勢(shì)可表示為()解析：選A細(xì)致視察圖示，漏斗內(nèi)為蒸餾水，試驗(yàn)起先后長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)部液面將下降，由于試驗(yàn)初始階段半透膜內(nèi)外溶液濃度差較大，故液面下降速率較大，之后速率漸漸削減直至為0，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。6．將同一植物的相同細(xì)胞分別浸在蒸餾水、0.3g/mL的蔗糖溶液和0.4g/mL的KNO3溶液中，測(cè)得細(xì)胞的體積隨時(shí)間的改變曲線(xiàn)如圖所示，則曲線(xiàn)a、b、c分別代表細(xì)胞所處的溶液是()A．蒸餾水、蔗糖溶液、KNO3溶液B．KNO3溶液、蒸餾水、蔗糖溶液C．蒸餾水、KNO3溶液、蔗糖溶液D．蔗糖溶液、KNO3溶液、蒸餾水解析：選C在題中所述幾種溶液中，蒸餾水的濃度最低，遠(yuǎn)小于細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞吸水有膨脹的趨勢(shì)，對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)a。在0.3g/mL的蔗糖溶液中，由于蔗糖是大分子，不會(huì)透過(guò)原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞中，蔗糖溶液濃度大于細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞失水發(fā)生質(zhì)壁分別，對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)c。在0.4g/mL的KNO3溶液中起先時(shí)發(fā)生質(zhì)壁分別，然后由于細(xì)胞汲取K＋和NOeq\o\al(－,3)，使細(xì)胞液濃度增大，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分別復(fù)原，對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)b。7．(2024·天津期末)細(xì)胞自噬是細(xì)胞組分降解與再利用的過(guò)程，并與溶酶體有關(guān)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．溶酶體可以合成并分泌多種水解酶 B．溶酶體可以殺死侵入細(xì)胞的病毒或病菌 C．細(xì)胞自噬過(guò)程可將降解后的產(chǎn)物再利用 D．蒼老的細(xì)胞器被溶酶體分解清除屬于細(xì)胞自噬解析：選A溶酶體中含有多種水解酶，其合成場(chǎng)所是核糖體，A錯(cuò)誤；溶酶體可以殺死侵入細(xì)胞的病毒或病菌，B正確；細(xì)胞自噬過(guò)程可將降解后的產(chǎn)物再利用，C正確；蒼老的細(xì)胞器被溶酶體分解清除屬于細(xì)胞自噬，D正確。8．有一道涼菜叫“酸甜瓜”，其做法是把黃瓜切成條狀或片狀，然后加糖和醋并攪拌，放置一段時(shí)間后，黃瓜除了有酸甜味外，還變軟了，口感特殊好。下列是對(duì)黃瓜變軟緣由的分析，正確的是()A．蔗糖分子進(jìn)入黃瓜細(xì)胞，使其細(xì)胞液濃度增大，細(xì)胞吸水B．醋酸分子進(jìn)入黃瓜細(xì)胞，使其細(xì)胞液濃度增大，細(xì)胞吸水C．外界溶液的濃度小于黃瓜細(xì)胞的細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水D．外界溶液的濃度大于黃瓜細(xì)胞的細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水解析：選D黃瓜變軟是由于細(xì)胞失水而不再堅(jiān)挺，失水的緣由是糖和醋形成的外界溶液濃度高于細(xì)胞液的濃度。9．在試驗(yàn)桌上有蒸餾水、0.2M蔗糖溶液、2M蔗糖溶液三種溶液，所貼標(biāo)簽已經(jīng)模糊不清，為了區(qū)分這三種溶液，標(biāo)記為甲、乙、丙后用同一部位的紫色洋蔥外表皮細(xì)胞進(jìn)行了下圖所示試驗(yàn)，依據(jù)鏡檢結(jié)果，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．試驗(yàn)2中的細(xì)胞處于質(zhì)壁分別狀態(tài)B．試驗(yàn)后細(xì)胞液的濃度為②>①>③C．可推斷試驗(yàn)1的細(xì)胞正在吸水還是失水D．可推斷甲、乙、丙三種溶液的濃度解析：選C試驗(yàn)1中的細(xì)胞正處于質(zhì)壁分別的狀態(tài)，但無(wú)法推斷此時(shí)細(xì)胞正在更大程度地質(zhì)壁分別還是已達(dá)到質(zhì)壁分別的最大程度，所以也就無(wú)法推斷細(xì)胞是正在吸水還是失水。10．將簇新的苔蘚植物葉片放入其中加有少量紅墨水的質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中，在顯微鏡下視察，你會(huì)看到苔蘚細(xì)胞的狀態(tài)如圖所示。此時(shí)，部位①和②的顏色分別是()A．無(wú)色、綠色 B．紅色、綠色C．紅色、無(wú)色 D．紅色、紅色解析：選B苔蘚植物葉片的細(xì)胞置于加有少量紅墨水的質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中時(shí)，由于蔗糖溶液的濃度大于細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別現(xiàn)象。而原生質(zhì)層具有選擇透過(guò)性，細(xì)胞壁具有全透性，使得原生質(zhì)層和細(xì)胞壁之間充溢了紅墨水溶液，細(xì)胞質(zhì)中含有的葉綠體使之呈現(xiàn)綠色。11．下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)例的敘述，不正確的是()A．細(xì)胞吸水和失水是水分子順相對(duì)含量的梯度跨膜運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程B．水分子跨膜運(yùn)輸?shù)目傏厔?shì)由低濃度溶液向高濃度溶液C．無(wú)機(jī)鹽離子可以逆相對(duì)含量的梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸D．生物膜是選擇透過(guò)性膜，小分子物質(zhì)都能通過(guò)，而大分子物質(zhì)則不能通過(guò)解析：選D生物膜是選擇透過(guò)性膜，水分子可自由通過(guò)，一些離子和小分子可以通過(guò)，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過(guò)；水分子的跨膜運(yùn)輸方向是順相對(duì)含量梯度，即由低濃度溶液向高濃度溶液擴(kuò)散；細(xì)胞對(duì)于物質(zhì)的輸入和輸出具有選擇性，對(duì)于所須要的無(wú)機(jī)鹽離子可以逆相對(duì)含量梯度運(yùn)輸。12．將同一簇新馬鈴薯塊莖切成4根粗細(xì)相同、長(zhǎng)為5cm的條，再將這4根馬鈴薯?xiàng)l分別放在不同濃度的KNO3溶液中，依次在30min和4h后測(cè)量每一根的長(zhǎng)度，結(jié)果如圖所示。下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()A．a(chǎn)馬鈴薯?xiàng)l細(xì)胞通過(guò)滲透作用吸水B．b馬鈴薯?xiàng)l細(xì)胞質(zhì)壁分別漸漸復(fù)原C．c馬鈴薯?xiàng)l細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別D．d馬鈴薯?xiàng)l細(xì)胞所處的KNO3溶液濃度增加解析：選Da馬鈴薯?xiàng)l的初始長(zhǎng)度為5cm，放在20g·L－1的KNO3溶液中，細(xì)胞通過(guò)滲透作用吸水，使得長(zhǎng)度大于初始長(zhǎng)度5cm，A正確；b馬鈴薯?xiàng)l在30min時(shí)，長(zhǎng)度小于5cm，說(shuō)明細(xì)胞滲透失水，發(fā)生質(zhì)壁分別，但由于細(xì)胞能主動(dòng)汲取K＋和NOeq\o\al(－,3)，當(dāng)細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞起先吸水，故4h后馬鈴薯?xiàng)l長(zhǎng)度漸漸復(fù)原，B正確；c馬鈴薯?xiàng)l長(zhǎng)度小于初始長(zhǎng)度5cm，說(shuō)明細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別，C正確；d馬鈴薯?xiàng)l長(zhǎng)度減小，說(shuō)明細(xì)胞失水，細(xì)胞所處的KNO3溶液濃度不是增加而是降低，D錯(cuò)誤。二、非選擇題13．成熟的植物細(xì)胞在較高濃度的外界溶液中，會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分別現(xiàn)象，如圖a是發(fā)生質(zhì)壁分別的植物細(xì)胞，圖b是顯微鏡下視察到的某一時(shí)刻的圖像。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)圖a中細(xì)胞的質(zhì)壁分別指的是細(xì)胞壁和________________的分別，后者的結(jié)構(gòu)包括[]和[]以及二者之間的細(xì)胞質(zhì)。(2)植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別所需的外界條件是________________________，植物細(xì)胞自身應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是________________________________。(3)圖b是某同學(xué)視察植物細(xì)胞質(zhì)壁分別與復(fù)原試驗(yàn)時(shí)拍下的顯微照片，此時(shí)細(xì)胞液濃度與外界溶液濃度的關(guān)系是______________________________。(4)將形態(tài)、大小相同的紅心蘿卜A和紅心蘿卜B幼根各5段，分別放在不同濃度的蔗糖溶液(甲～戊)中，一段時(shí)間后，取出紅心蘿卜的幼根稱(chēng)重，結(jié)果如圖c所示，據(jù)圖分析：①紅心蘿卜A比紅心蘿卜B的細(xì)胞液濃度________。②在甲蔗糖溶液中加入適量的清水，一段時(shí)間后紅心蘿卜A的細(xì)胞液濃度會(huì)________。解析：(2)發(fā)生質(zhì)壁分別的外界條件是外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，而植物自身具備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性，并具有大液泡。(3)在視察植物細(xì)胞質(zhì)壁分別與復(fù)原試驗(yàn)中，當(dāng)細(xì)胞處于質(zhì)壁分別狀態(tài)時(shí)，此時(shí)細(xì)胞可能正在發(fā)生質(zhì)壁分別過(guò)程，也可能質(zhì)壁分別完成，細(xì)胞原生質(zhì)層大小處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，還可能處于質(zhì)壁分別的復(fù)原過(guò)程中，因此，細(xì)胞液濃度與外界溶液濃度的關(guān)系是細(xì)胞液濃度大于、等于或小于外界溶液濃度。(4)由圖中兩種紅心蘿卜的質(zhì)量改變結(jié)果可知，甲～戊五種蔗糖溶液的濃度大小為丙＜戊＜甲＜?。家?，甲為紅心蘿卜A的等滲溶液，戊為紅心蘿卜B的等滲溶液，因此紅心蘿卜A比紅心蘿卜B的細(xì)胞液濃度高。在甲蔗糖溶液中加入適量的清水，溶液濃度降低，紅心蘿卜A吸水一段時(shí)間后，細(xì)胞液濃度降低。答案：(1)原生質(zhì)層②④(2)外界溶液濃度高于細(xì)胞液濃度原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性，具有大液泡(3)細(xì)胞液的濃度可能大于、等于或小于外界溶液的濃度(4)①高②降低14．植物細(xì)胞可以滲透吸水或失水，將帶“皮”的細(xì)嫩的莖縱切后插入兩燒杯中，如圖所示。(1)已知b側(cè)的細(xì)胞壁比a側(cè)的細(xì)胞壁薄，易伸展，推斷30min后可能呈現(xiàn)的形態(tài)是()(2)將同一植物細(xì)胞依次浸于蒸餾水、0.3mol/L蔗糖溶液和0.5mol/L尿素溶液中，視察原生質(zhì)體的體積隨時(shí)間的改變，結(jié)果如甲圖所示：①圖甲a、b、c曲線(xiàn)中，表示在0.3mol/L蔗糖溶液中的是________，由于細(xì)胞壁的伸縮性特別小，植物細(xì)胞會(huì)發(fā)生________________現(xiàn)象，生物膜與半透膜的根本區(qū)分在于生物膜具有________________(特性)。②圖甲，若曲線(xiàn)c中AF段的細(xì)胞如乙圖，Ⅰ部位的物質(zhì)是________________，若曲線(xiàn)b中BC段的細(xì)胞如乙圖，則Ⅰ、Ⅱ兩處的溶液滲透壓的大小比較為：Ⅰ________Ⅱ。③試簡(jiǎn)要分析圖甲中b、c曲線(xiàn)差異的緣由：_______________________________________________________________________________。解析：(1)細(xì)胞壁厚的一側(cè)伸展程度較細(xì)胞壁薄的一側(cè)小，清水中細(xì)胞吸水后b側(cè)較a側(cè)伸長(zhǎng)得長(zhǎng)，故外翻。蔗糖溶液中細(xì)胞失水后，b側(cè)比a側(cè)短，故內(nèi)翻。(2)植物細(xì)胞在0.3mol/L蔗糖溶液中失水發(fā)生質(zhì)壁分別，但不能自動(dòng)復(fù)原。細(xì)胞壁為全透性的，細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，故蔗糖分子可出現(xiàn)在Ⅰ處，但不能進(jìn)入Ⅱ處。曲線(xiàn)b中BC段表示因尿素分子進(jìn)入細(xì)胞導(dǎo)致細(xì)胞液濃度高于外界溶液濃度，細(xì)胞吸水發(fā)生質(zhì)壁分別復(fù)原的過(guò)程，故Ⅱ處滲透壓較Ⅰ處高。答案：(1)D(2)①c質(zhì)壁分別選擇透過(guò)性②蔗糖溶液<③蔗糖分子不能透過(guò)膜，而尿素能透過(guò)膜，所以在尿素溶液中，細(xì)胞質(zhì)壁分別后會(huì)自動(dòng)復(fù)原15．如圖為探討滲透作用的試驗(yàn)裝置，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)漏斗內(nèi)溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液，漏斗內(nèi)外起始液面一樣。滲透平衡時(shí)的液面差為Δh，此時(shí)S1和S2濃度大小關(guān)系為_(kāi)_______。(2)圖中半透膜模擬的是成熟植物細(xì)胞中的________，兩者在物質(zhì)透過(guò)功能上的差異是________________________________。(3)為進(jìn)一步探究?jī)煞N膜的特性，某愛(ài)好小組做了以下試驗(yàn)。試驗(yàn)材料：紫色洋蔥。試驗(yàn)器具：如圖所示的滲透裝置(不含溶液)，光學(xué)顯微鏡，載玻片，蓋玻片，鑷子，刀片，吸水紙，擦鏡紙，滴管，記號(hào)筆等。試驗(yàn)試劑：蒸餾水，0.3g/mL的蔗糖溶液和與其等滲的KNO3溶液。部分試驗(yàn)步驟和結(jié)果如下：①選兩套滲透裝置，標(biāo)上代號(hào)X和Y。在兩個(gè)燒杯里均加入肯定量的蒸餾水，分別在裝置X和Y的漏斗內(nèi)加入適量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均調(diào)整漏斗內(nèi)外液面高度一樣。滲透平衡時(shí)出現(xiàn)液面差的裝置有________(填代號(hào))。②選兩片干凈的載玻片，________，在載玻片中心分別滴加________，制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片并分別視察裝片中細(xì)胞的初始狀態(tài)。③視察臨時(shí)裝片中浸潤(rùn)在所供應(yīng)的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞發(fā)生的改變，兩者都能出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________。(4)上述試驗(yàn)中最能體現(xiàn)兩種膜功能差異的試驗(yàn)現(xiàn)象是______________。解析：(1)由于滲透平衡時(shí)存在Δh，所以漏斗內(nèi)的蔗糖濃度仍舊大于漏斗外，即S1＞S2。(2)圖中的半透膜模擬的是成熟植物細(xì)胞中的原生質(zhì)層。半透膜沒(méi)有生物活性，不具有選擇透過(guò)性；而原生質(zhì)層具有生物活性，有選擇透過(guò)性，可以主動(dòng)運(yùn)輸有關(guān)物質(zhì)。(3)①兩套滲透裝置中，加蔗糖溶液的滲透裝置會(huì)出現(xiàn)液面差，而加KNO3溶液的滲透裝置不出現(xiàn)液面差