1、第第 2 2 课时课时 探究植物细胞的吸水和失水实验与被动运输探究植物细胞的吸水和失水实验与被动运输 题组一 探究植物细胞吸水和失水的实验操作 1下列关于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离实验的叙述，错误的是( ) A细胞壁比原生质层的伸缩性小是发生质壁分离的结构基础 B实验中选用的蔗糖溶液浓度不可过高或过低 C用低倍显微镜观察质壁分离过程，可看到细胞的中央液泡逐渐变小、颜色加深 D发生质壁分离的外因是外界溶液中水分子相对含量比细胞液高 答案 D 解析 发生质壁分离的原因有：外界溶液的浓度高于细胞液的浓度，即外界溶液中水分子 的相对含量低于细胞液， 细胞壁的伸缩性小于原生质层， 属于发生质壁分离
2、的结构基础， A 正确， D 错误； 在质壁分离实验中蔗糖溶液浓度要合适， 过高则会使细胞过度失水而死亡， 过低则不会出现质壁分离现象，B 正确；细胞失水可导致液泡中色素的浓度变大，液泡逐渐 变小、颜色加深，C 正确。 2 将发生了质壁分离的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放入清水中， 其液泡体积的变化如图所示。 下列叙述错误的是( ) Aa 点时，水分子既可进细胞也可出细胞 B与 b 点相比，a 点时细胞液的渗透压更大 Cc 点时原生质层两侧溶液无浓度差 Dac 时间段液泡体积增大，但细胞体积基本不变 答案 C 解析 c 点时细胞膨胀，由于细胞壁的保护作用，水分子进出处于动态平衡，但此时原生质 层两
3、侧溶液仍存在浓度差，C 错误。 3 在探究植物细胞质壁分离及复原实验中， 某同学绘制的显微镜下紫色洋葱鳞片叶外表皮细 胞示意图如图。下列叙述错误的是( ) A图中阴影部分不呈现紫色 Ba/b 值可作为细胞失水程度的指标 C实验初始浓度大小：外界溶液浓度大于细胞液浓度 D图示时刻浓度大小：外界溶液浓度等于细胞液浓度 答案 D 解析 题图为处于质壁分离状态的细胞，如果液泡继续变小，则外界溶液浓度大于细胞液浓 度；如果液泡大小不变，则外界溶液浓度等于细胞液浓度；如果液泡逐渐变大，则外界溶液 浓度小于细胞液浓度，D 错误。 4 (2021 辽河油田第二高级中学高一期末)假定将甲、 乙两个同种植物的成熟
4、细胞分别放入蔗 糖溶液和甘油溶液中，两种溶液均比细胞液的浓度高，蔗糖分子不能透过原生质层，甘油分 子可以较快地透过原生质层。在显微镜下连续观察，甲、乙两细胞的变化是( ) A甲、乙两细胞发生质壁分离后，不再发生质壁分离复原 B甲、乙两细胞发生质壁分离，随后乙细胞又发生质壁分离复原 C甲、乙两细胞发生质壁分离，随后甲细胞又发生质壁分离复原 D甲、乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原 答案 B 解析 甲表皮细胞放入较高浓度的蔗糖溶液中，细胞失水发生质壁分离，且发生质壁分离后 不能复原，原因是蔗糖分子不能透过半透膜改变细胞液的浓度；乙表皮细胞放入较高浓度的 甘油溶液中，开始时细胞失水发生质
5、壁分离，在发生质壁分离的过程中有甘油分子进入表皮 细胞，使细胞液浓度逐渐增大，当细胞液浓度大于甘油溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分 离复原。 5下列各项中通过质壁分离的实验不能证明的是( ) A成熟细胞的死活 B能发生渗透作用 C原生质层和细胞壁的伸缩性大小 D原生质层的组成 答案 D 解析 只有活细胞才能发生质壁分离，死细胞是不会发生质壁分离的，所以通过质壁分离实 验可以判断成熟植物细胞的死活，A 不符合题意；质壁分离和质壁分离复原实验的原理是渗 透作用，B 不符合题意；质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性远小于原生质层的伸缩性，外因 是细胞液浓度小于细胞外界溶液浓度，C 不符合题意；质壁分离实验
6、无法探究出原生质层的 组成，探究原生质层组成需要使用显微技术，D 符合题意。 题组二 自由扩散和协助扩散 6下列关于被动运输的叙述，错误的是( ) A包括自由扩散和协助扩散 B只能顺浓度梯度进行运输 C都不需要转运蛋白 D都不需要消耗能量 答案 C 解析 被动运输包括自由扩散和协助扩散，自由扩散不需要转运蛋白，不需要消耗能量；协 助扩散需要转运蛋白，不需要消耗能量，故 C 错误。 7(2020 阜新市第二高级中学高一期末)下列物质中，以自由扩散方式通过细胞膜的是( ) ANa B二氧化碳 CRNA D胰岛素 答案 B 8下列关于通道蛋白的说法，错误的是( ) A一种离子通道一般只允许一种离子通
7、过 B水通道蛋白是覆盖在细胞膜表面的蛋白质 C细胞膜上的 Na 通道蛋白与水通道蛋白在空间结构上有差异 D物质通过通道蛋白的运输属于被动运输，不消耗能量 答案 B 解析 水通道蛋白是一类贯穿于细胞膜磷脂双分子层的蛋白质，B 错误。 9如图所示为物质跨膜运输的一种方式，下列相关叙述正确的是( ) A甘油以该方式进入小肠绒毛上皮细胞 B该过程需要消耗能量 C运输该物质的蛋白质难以运输其他物质 D该过程的运输速率与膜两侧浓度差完全成正比 答案 C 10甲、乙两种物质分别以自由扩散方式和协助扩散方式进入细胞，如果以人工合成的无蛋 白的磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则( ) A甲物质的运输
8、被促进 B乙物质的运输被促进 C甲物质的运输被抑制 D乙物质的运输被抑制 答案 D 解析 是否需要转运蛋白是自由扩散与协助扩散的区别。人工合成的无蛋白的磷脂双分子膜 中没有转运蛋白，自由扩散不受影响，协助扩散受到抑制，D 正确。 11(2020 全国，5)取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓 度(单位为 g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中， 得到甲、 乙两个实验组(甲糖的相对分子质量 约为乙糖的 2 倍)。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液 浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是( ) A甲组叶细胞吸收
9、了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高 B若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零 C若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离 D若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组 答案 D 解析 在实验期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换，而甲组中甲糖溶液浓度升高，说明甲组 叶细胞吸收了甲糖溶液中的水分子，A 项正确；若测得乙糖溶液浓度不变，说明乙组叶细胞 的细胞液浓度与乙糖溶液浓度相同，乙组叶细胞表现为既不吸水也不失水，即乙组叶细胞的 净吸水量为零，B 项正确；若测得乙糖溶液浓度降低，说明乙组叶细胞失水，叶肉细胞可能 发生了质壁分离，C 项正确；甲、乙两组溶液的质量浓
10、度相同，甲糖的相对分子质量约为乙 糖的 2 倍，说明单位体积的甲糖溶液中溶质微粒数少，而单位体积的乙糖溶液中溶质微粒数 多，乙糖溶液中溶质微粒对水的吸引力大，甲糖溶液中溶质微粒对水的吸引力小，若测得乙 糖溶液浓度也升高，说明叶细胞吸水，并且叶细胞的净吸水量乙组小于甲组，D 项错误。 12(2020 山东高一期末)将同一紫色洋葱鳞片叶外表皮制成两组相同的临时装片，分别浸润 在甲、乙两种溶液中，测得液泡体积的变化情况如图所示。下列有关叙述错误的是( ) A甲溶液的物质的量浓度大于乙溶液 B甲溶液中溶质分子与乙溶液中溶质分子不同 C乙溶液中的溶质分子在 2 min 前已开始进入细胞 D26 min，
11、乙溶液中细胞的细胞液浓度逐渐升高 答案 C 解析 分析题图可知，在 2 min 之前，相比于乙溶液，处于甲溶液中的洋葱表皮细胞液泡的 直径减小的速度更快，因此甲溶液浓度更大，A 正确；根据以上分析可知，植物细胞在甲溶 液中先发生质壁分离而后发生质壁分离复原过程，因此甲溶液中的溶质可以进入细胞内，而 植物细胞在乙溶液中只发生了质壁分离过程，说明乙溶液的溶质不能进入细胞内，B 正确、 C 错误；26 min，乙溶液中细胞逐渐渗透失水，细胞液的浓度不断增大，细胞的吸水能力 逐渐增大，D 正确。 13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
12、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需要与其结合 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 D 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，也可通过自由 扩散出入细胞，A 错误；甘油和酒精的运输属于自由扩散，不需要消耗能量，B 错误；分子 或离子通过通道蛋白时不需要与其结合，C 错误；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 正确。 14下图表示被动运输中
13、溶质浓度与扩散速度的关系，下列叙述错误的是( ) A自由扩散中溶质扩散的速度随溶质浓度增加而增加 B协助扩散中溶质扩散的速度随溶质浓度增加而增加 C协助扩散的速度受到膜上转运蛋白数量的限制 D相同溶质浓度时，协助扩散的速度远大于自由扩散 答案 B 解析 在一定的范围内，协助扩散中溶质扩散的速度随溶质浓度的增加而增加，而超过一定 的浓度后，溶质扩散的速度不再随着溶质浓度的增加而增加，B 错误；协助扩散需要转运蛋 白的协助，其扩散速度受膜上转运蛋白数量的限制，C 正确。 15下列关于物质进出细胞的说法，正确的是( ) A腌制糖醋蒜的过程中细胞通过主动吸收糖分而变甜 B人成熟的红细胞置于生理盐水中时
14、没有水分子进出细胞 C抑制细胞膜上转运蛋白的作用不会影响性激素进入细胞 D水分子主要是通过自由扩散方式进出细胞的 答案 C 解析 腌制糖醋蒜的过程中细胞由于死亡失去了控制物质出入细胞的能力，因此糖分进入到 细胞内而变甜，A 错误；人成熟的红细胞置于生理盐水中时水分子进出细胞达到动态平衡， B 错误；性激素属于固醇类激素，可以通过自由扩散的方式进入细胞，因此抑制细胞膜上转 运蛋白的作用不会影响性激素进入细胞，C 正确；水分子更多的是通过细胞膜上的水通道蛋 白以协助扩散的方式进出细胞的，D 错误。 16图中甲、乙分别表示载体蛋白介导和通道蛋白介导的两种跨膜运输方式，其中通道蛋白 介导的物质运输速率
15、比载体蛋白介导的快。下列叙述正确的是( ) A载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的 B载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性 C甲、乙两种方式中只有甲属于被动运输 D甲、乙中载体蛋白和通道蛋白转运溶质分子的作用机制相同 答案 B 解析 载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上不是静止不动的，二者都具有流动性，A 错误；甲、 乙两种方式都是将溶质分子从高浓度一侧运输到低浓度一侧，且需要转运蛋白的协助，都属 于被动运输中的协助扩散，C 错误；载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通 过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变，而分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通 道蛋白结合，D 错误。 17成熟的植
16、物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象，如图 a 是发生质壁分 离的洋葱鳞片叶外表皮细胞。请回答下列问题： (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_(填编号)、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 (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)如图 b 是某同学在观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时细胞液的浓 度与外界溶液的浓度的关系是_。 (4)将形状、大小相同的红心萝卜 A 和红心萝卜 B 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
17、所示，据图分析： 红心萝卜 A 比红心萝卜 B 的细胞液浓度_(填“高”或“低”)。 在甲蔗糖溶液中加入适量的清水， 一段时间后红心萝卜 A 的细胞液浓度会_(填“升 高”或“降低”)。 甲戊蔗糖溶液中，浓度最大的是_。 答案 (1)原生质层 2 (2)外界溶液浓度高于细胞液浓度 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)高 降低 乙 解析 (1)图 a 中细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离；原生质层包括 2 细胞膜、 4 液泡膜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，而植物自身具备的结构特点
18、是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。(3)根据题意和图 示分析可知，图 b 中的细胞可能处于正在发生质壁分离的状态，也可能处于质壁分离平衡状 态， 还可能处于质壁分离复原状态， 所以此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度的关系有小于、 等于或大于三种可能。(4)根据柱状图数据可知，在甲浓度的蔗糖溶液中，红心萝卜 A 的质 量没有变化，甲溶液是红心萝卜 A 细胞液的等渗溶液，而红心萝卜 B 的质量减小，说明红心 萝卜 B 细胞失水，所以红心萝卜 A 的细胞液浓度大于红心萝卜 B 的细胞液浓度。在甲蔗 糖溶液中加入适量的清水，一段时间后红心萝卜 A 吸水，其细胞液浓度降低。据图可知， 红心萝卜A和B在
19、乙浓度的蔗糖溶液中质量均为最小， 说明在此蔗糖溶液中两者失水均最多， 可推测乙蔗糖溶液的浓度最高。 18科学家研究发现，细胞膜的跨膜蛋白中，有一种与水的跨膜运输有关的水通道蛋白。请 回答下列问题： (1)细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白， 核糖体上合成的肽链， 需要在_ 中加工和修饰后，再运输到细胞膜上。 (2)从细胞膜的结构分析，由于_，水分子自由扩散通过细胞膜 时会受到一定的阻碍。现在研究确认，细胞膜上的水通道蛋白能帮助水分子从低渗溶液向高 渗溶液跨膜运输，这种水分子跨膜运输的方式是_。 (3)哺乳动物成熟的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破，有人推测这可能与水通道蛋白有关。 请设计实验
20、，验证这个推测是正确的。(要求：写出实验思路、预期实验结果) 答案 (1)内质网和高尔基体 (2)磷脂双分子层内部具有疏水性 协助扩散 (3)实验思路： 将 哺乳动物成熟的红细胞分成等量的两份，编号为甲组、乙组，将甲组红细胞膜中的蛋白质破 坏，乙组红细胞不做处理，然后将两组细胞同时置于蒸馏水中，测定两组细胞吸水涨破所需 的时间。预期实验结果：乙组吸水涨破所需时间较甲组短，说明推测正确。 解析 (1)根据蛋白质的合成与分泌过程可知，核糖体合成的肽链需要先后经过内质网和高尔 基体的加工和修饰，才能成为成熟的蛋白质分泌到细胞外或运输到细胞膜上。(2)细胞膜的基 本支架是磷脂双分子层，其内部具有疏水性，所以水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定 的阻碍。根据题意可知，水分子通过水通道蛋白的运输是从低渗溶液向高渗溶液运输的，因 此该运输方式为协助扩散。(3)根据题意可知，要验证哺乳动物成熟的红细胞在低渗溶液中能 迅速吸水涨破与水通道蛋白有关， 则根据实验的单一变量原则和对照性原则， 设计实验思路： 将哺乳动物成熟的红细胞分成等量的两份，编号为甲组、乙组，将甲组红细胞膜中的蛋白质 破坏，乙组红细胞不做处理，然后将两组细胞同时置于蒸馏水中，测定两组细胞吸水涨破所 需的时间。若乙组吸水涨破所需时间较甲组短，说明推测正确。
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