【优化方案】2022届高考生物一轮复习 第四章 第1节 物质跨膜运输的实例知能演练强化闯关（含解析）新人教版必修1

【优化方案】2022届高考生物一轮复习第四章第1节物质跨膜运输的实例知能演练强化闯关（含解析）新人教版必修11．某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记作零界面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为(　　)注：坐标原点表示零界面。解析：选A。根据图示，烧杯中的液体为蔗糖溶液，长颈漏斗中的液体为蒸馏水。故在单位时间内，由漏斗中进入烧杯中的水分子比烧杯中进入漏斗中的水分子要多，故开始时液面快速下降；随着烧杯中蔗糖溶液浓度降低，漏斗内部液面下降减慢；当进出水分子相等时，液面不再下降。2．(2022·豫北五校教学质量检测)在一个新鲜萝卜中挖一凹槽，在凹槽中加入浓盐水，一段时间后，萝卜变软，凹槽中水分增多。下列图示的实验与此实验原理差异最大的是(　　)解析：选B。题干描述的实验的原理是渗透作用。A图表示质壁分离与复原、C图表示典型的渗透作用装置、D图表示动物细胞吸水与失水，原理都是渗透作用。而B图中的酵母菌进行无氧呼吸，产生的CO2使有色液滴移动，其原理是细胞呼吸。3．(2022·高考上海卷)相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，这是因为动物细胞(　　)A．没有细胞壁，对培养基的渗透压更敏感B．渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压C．没有成熟大液泡，渗透压调节能力差D．生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同解析：选A。本题考查渗透压与渗透吸水、维持细胞形态和功能的内在联系等方面的知识。细胞内外液的渗透压之差是细胞吸水或失水的动力。动物细胞与植物细胞相比没有细胞壁的保护，容易因过多吸水而涨破，A选项正确。4．(2022·安徽黄山七校联考)用酶解法除去新鲜紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的细胞壁得到原生质体，将其置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，一段时间后，原生质体一定不发生(　　)A．质壁分离　　　　　　　B．渗透失水8\nC．颜色加深D．吸水力增大解析：选A。将植物细胞除去细胞壁而得到的原生质体放在0.3g/mL的蔗糖溶液会发生失水，液泡颜色加深，随着进一步失水，细胞液的浓度增大，吸水力增大，由于细胞壁不存在，看不到质壁分离现象。5.(2022·淮安调研)用物质的量浓度为2mo1·L－1的乙二醇溶液和2mol·L－1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列表述中正确的是(　　)A．该细胞可能是某种植物根尖分生区的细胞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溶液浸泡该种植物细胞，可得到类似蔗糖溶液的结果解析：选B。原生质体是指植物细胞除去细胞壁之外的部分。A错误：根尖分生区细胞无大液泡，不是合适的实验材料；B正确：AB段原生质体体积变小，液泡内失去水分，故细胞液浓度在逐渐增大；C错误：只有活细胞才会发生质壁分离复原，BC段细胞吸水使原生质体体积增大；D错误：用一定浓度的KNO3溶液浸泡该种植物细胞，可得到类似乙二醇溶液的结果。6．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。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)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a________b。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在________，最终液面不再上升。当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a________b。(2)图丙中相当于图甲中c结构的是________(填序号)，②处充满的液体是________。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是________。A．细胞液>外界溶液B．细胞液<外界溶液C．细胞液＝外界溶液D．都有可能(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水中，发现液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？________________________________________________________________________，原因是________________________________________________________________________。(4)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？________________________________________________________________________。8\n解析：(1)漏斗内液面的上升是由水从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动引起的，因此，由图甲中漏斗内液面上升可知，b液体的浓度大于a；图乙反映的是随着吸水时间的延长，漏斗内液面升高的速度逐渐下降，这是由浓度差缩小造成的。考虑到漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，a侧的浓度小于b侧。(2)图甲中c为半透膜，在图丙中可将细胞膜③、液泡膜⑤和两层膜之间的细胞质④视作一层半透膜，结构②中充满的液体是外界溶液，由于无法判断细胞是在吸水还是失水，因此，无法确定此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系。(3)对植物细胞而言，由于细胞壁的存在，且细胞壁的弹性有限，因此，细胞不可能无限吸水；当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将不再吸水。(4)液泡体积不再增大时，细胞液浓度不一定和外界溶液的浓度相等，也可能是由于细胞壁的束缚，虽然细胞液的浓度大于外界溶液的浓度，液泡体积也不再增大。答案：(1)小于　下降　小于(2)③④⑤　外界溶液　D(3)不能　细胞壁对原生质层有支持和保护的作用(4)不一定1.某同学设计渗透装置如右图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有蒸馏水，图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。该实验过程中最可能出现的是(　　)A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降B．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降C．加酶前后，在烧杯中都可以检测出蔗糖D．加酶后可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶解析：选B。加酶前，漏斗内溶液浓度高于漏斗外，水分子向漏斗内部扩散的较多，漏斗液面上升；加酶后，蔗糖水解为单糖，摩尔浓度增大，使液面继续上升，后随着单糖逐渐进入烧杯，而使漏斗内溶液浓度下降，液面下降。2．人体正常红细胞是呈两面凹陷的圆饼状，现将人体的红细胞分别浸入下列a、b、c三个不同浓度溶液的烧杯内，一段时间后，实验结果如图所示，则a、b、c溶液浓度大小比较正确的是(　　)A．a>b>cB．a<c<bCa>c>bD．a<b<c解析：选B。由于a、b和c内的细胞分别处于膨大、皱缩和保持相对稳定状态，因此a、b、c溶液浓度大小比较是a<c<b。3．(2022·河北教学质量监测)用洋葱鳞片叶外表皮做质壁分离实验，下列图示符合实验结果的是(　　)8\n解析：选D。用洋葱鳞片叶外表皮做质壁分离实验时，细胞的体积略微减小，细胞液浓度逐渐升高，液泡体积逐渐减小，细胞液色素浓度逐渐升高。4.(2022·广州质检)若右图表示植物细胞渗透作用的图解，下列说法中错误的是(　　)A．植物细胞的原生质层相当于一层半透膜B．一定条件下，活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水C．当溶液甲的浓度>细胞液乙的浓度时，细胞发生渗透失水，当细胞液乙的浓度>溶液甲的浓度时，细胞发生渗透吸水D．当溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度时，细胞处于动态平衡状态，不发生水分子的移动解析：选D。渗透作用是水分子通过半透膜的扩散，当溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度时，水分子仍进行扩散，只是水分处于进出平衡状态。5．在一定气候条件下，运用植物细胞质壁分离的实验原理，测试田间作物的细胞液浓度，以此法获得作物代谢情况的必要数据。在此项测试中，实验变量(自变量)是(　　)A．制备的系列浓度梯度的检测液B．作物的细胞液浓度C．作物细胞质壁分离状态D．一定的环境温度或其他气候数据解析：选A。变量是实验过程中可以变化的因素，其中由实验者操纵或给定的量称做实验变量，选项中制备的系列浓度梯度的检测液属于实验变量。植物细胞质壁分离的状态属于因变量。一定的环境温度或其他气候数据属于无关变量。6．(2022·郑州质量预测)将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中，形态不再变化后的细胞图像如图所示。则有关各细胞液浓度的判断正确的是(　　)①实验前B<A<C　②实验前B>A>C　③实验后B≥A＝C　④实验后B>A>CA．①③B．②③C．①④D．②④解析：选D。细胞A和C发生质壁分离，细胞B未发生质壁分离，说明实验前细胞液B的浓度大于或等于外界蔗糖溶液的浓度。细胞液A和C的浓度均小于外界蔗糖溶液的浓度，又因细胞C失水较多，所以质壁分离前细胞液A的浓度大于细胞液C的浓度，故实验前细胞液浓度大小为B＞A＞C。实验后，细胞液A和C的浓度均等于外界蔗糖溶液的浓度，但由于细胞失水使外界蔗糖溶液浓度下降，且细胞失水越多，平衡时外界蔗糖溶液浓度越低，故A>C。又因实验后细胞液B的浓度大于或等于原蔗糖溶液浓度，所以实验后B＞A＞C。8\n7．下列不属于成熟植物细胞发生质壁分离原因的是(　　)A．外界溶液浓度大于细胞液浓度B．细胞壁和原生质层的伸缩性不同C．细胞壁和原生质层都有选择透过性D．水分子从低浓度向高浓度一侧扩散解析：选C。成熟的植物细胞在外界溶液浓度大于细胞液浓度时，水分子从低浓度(细胞液)向高浓度(外界)一侧扩散，在这个过程中由于细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，导致原生质层与细胞壁分离，出现质壁分离现象。8．(2022·江苏苏北四市调研)某同学在做植物细胞质壁分离实验时，观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小，这说明(　　)A．洋葱表皮细胞是活细胞B．细胞液的溶质透出细胞C．蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D．细胞壁收缩导致中央液泡失水解析：选A。活细胞才会发生质壁分离；当细胞具有活性时，细胞膜具有选择透过性，不允许细胞液的溶质透出；由于外界蔗糖溶液的浓度高于细胞液的浓度，导致细胞失水，中央液泡逐渐缩小。9．(2022·长春毕业班调研)在植物细胞质壁分离复原过程中，能正确表示细胞吸水速率变化过程的是(　　)解析：选C。植物细胞质壁分离复原过程中，细胞液的浓度大于外界溶液的浓度，水分透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层慢慢恢复成原来状态，细胞内外浓度差逐渐缩小。细胞吸水速率越来越小，最后达到动态平衡。10．下列关于物质跨膜运输实例的说法中，不正确的是(　　)A．细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜B．水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差C．小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能D．细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程解析：选C。生物膜都具有选择透过性，小分子物质也未必能通过细胞膜。对于细胞需要吸收和排出的大分子物质则是依靠胞吞和胞吐的方式。细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程，水分子进出细胞，主要取决于细胞内外液体的浓度差。11．(2022·厦门高三质量检查)将番茄和水稻分别培养在含Ca2＋、Mg2＋、Si4＋的培养液中。一段时间后，测定培养液中3种离子的浓度，结果如下图所示。该实验的结果不能说明(　　)A．不同植物对同种离子的吸收量是不同的B．同一种植物对不同离子的吸收量是不同的C．与番茄相比，水稻对Si4＋需要量大，对Ca2＋需要量小D．植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度呈正相关8\n解析：选D。图中的关键信息是初始浓度，一定要看清楚，纵坐标的浓度是与初始浓度比较获得的，各种离子的吸收靠的都是主动运输，其吸收速率与溶液中离子的浓度不成正相关。12．(2022·海南琼海模拟)同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”实验时，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表：实验组5分钟的现象再过5分钟滴加清水5分钟①0.3mol·L－1蔗糖溶液x无变化质壁分离复原②0.5mol·L－1蔗糖溶液质壁分离y无变化③1mol·L－1KNO3溶液质壁分离质壁分离复原z④1mol·L－1醋酸溶液细胞大小无变化细胞大小无变化细胞大小无变化对上表的推断或解释不正确的是(　　)A．x为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层B．y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死C．z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅D．④组细胞大小无变化是因为细胞吸水量等于失水量解析：选D。由于细胞壁伸缩性弱于原生质层，植物细胞在高浓度蔗糖溶液中发生质壁分离，但如果蔗糖溶液浓度过高(如0.5g·mL－1)，可能导致植物细胞失水过多死亡，A、B正确；在1mol·L－1KNO3溶液中，细胞先发生质壁分离，后来细胞吸收K＋和NO使细胞液浓度升高而发生自动复原，再滴加清水，细胞会吸水，体积稍增大，C正确；在1mol·L－1醋酸溶液中，植物细胞也会发生质壁分离，D错误。13．下图1表示渗透作用装置，一段时间后液面上升的高度为h，其中半透膜为膀胱膜，装置溶液A、a起始浓度分别用MA、Ma表示；图2表示一个洋葱鳞片叶表皮细胞放在蔗糖溶液后发生质壁分离过程图。请根据图回答问题：(1)图1中，如果A、a均为蔗糖溶液，且开始时Ma>MA，则达到平衡后MA________Ma(填大于、等于、小于)，图1中的半透膜相当于图2中的________，由________(填数字)组成。(2)图2中，如果B、b分别表示蔗糖溶液和细胞液，且起始浓度分别为MB、Mb，则达到平衡后MB________Mb(填大于、等于、小于)。(3)若将图2细胞制成临时装片，并用光学显微镜观察，能观察到染色体吗？________，原因是________________________________________________________________________。答案：(1)小于　原生质层　1、3、5(2)等于　(3)不能　鳞片叶表皮细胞高度分化不能分裂14．回答下列与细胞有关的实验问题：(1)下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有________(填序号)。8\n①观察叶绿体和原生质的流动②观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布③探究酵母菌的呼吸方式④红细胞中血红蛋白的提取和分离(2)按下面步骤进行质壁分离实验。步骤一：在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。步骤二：从盖玻片一侧滴入0.3g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中。步骤三：在显微镜下观察，结果如图所示。①图中A、B处的颜色分别是________________。②如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3g/mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处的颜色分别是________。③如果将步骤二中浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在80℃条件下处理一段时间(装片中的藓类小叶保持在0.3g/mL的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确地判断A处颜色，对显微镜的操作方法是________、________。如果A处呈绿色，可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：本题主要考查教材实验的基础知识，考查考生的实验操作能力和对实验现象的分析能力。(1)②中盐酸处理后细胞死亡，④中红细胞吸水破裂血红蛋白才能释放出来。(2)滴加含有伊红的蔗糖溶液后，A处为红色，B处仍为绿色，因为伊红为植物细胞不吸收的红色染料。要观察清楚无色的部分，需使视野稍暗些，可改变光圈大小和调节反光镜(或调节电光源亮度)。在高温下如果A处为绿色，则可能是高温使细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入了A处。答案：(1)①③　(2)①无色、绿色　②红色、绿色　③改变光圈大小　调节反光镜(电光源亮度)　高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处15．某校生物实验小组要对动物细胞是否也能通过渗透作用吸水和失水进行实验探究，假如你是其中的一员，请分析回答下列问题：(1)若作出的实验假设是动物细胞能通过渗透作用吸水或失水，请你说出作出该假设的理论依据：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)把下面的实验方案补充完整。实验仪器、试剂、显微镜、带刻度的载玻片、取材工具、食盐等。实验材料：为了便于取材和观察，最好选用人的________细胞作为实验材料。实验步骤：A．配制并选用生理盐水、蒸馏水、9%的食盐溶液。B．在载玻片的中央滴加一滴________，放入所选细胞，盖上盖玻片，制成临时装片。制备同样装片若干个，分别放在显微镜下观察。C．取一张临时装片，在载玻片的一侧滴加蒸馏水，另一侧______________________；另取一张临时装片，在载玻片的一侧滴加9%的食盐溶液，另一侧操作同上。D．用显微镜观察。观察指标是________________________________________________________________________。(3)预期及结论：8\n如果你的假设成立，则实验的预期结果是：在滴加蒸馏水的实验中______________；在9%的食盐水的实验中______________。解析：(1)动物细胞的细胞膜是选择透过性膜，可看作是半透膜，动物细胞内的细胞质是胶质状态的，具有一定的浓度，当与外界溶液接触时，膜两侧具有浓度差，所以动物细胞能通过渗透作用吸水或失水。(2)选择实验材料时，在满足实验要求的前提下考虑取材的方便，因此，人的口腔上皮细胞或成熟红细胞是优选材料，设计实验时要设置对照，即保持红细胞原有形态，再设置高浓度和低浓度外界溶液的实验组，通过显微镜观察比较红细胞形态变化推知细胞吸水、失水情况。(3)红细胞在高浓度盐溶液中渗透失水细胞皱缩，在低浓度盐溶液中渗透吸水膨胀。答案：(1)动物细胞具有渗透作用条件(或细胞膜有选择透过性，当细胞与外界溶液接触时，膜两侧具有浓度差)(2)红(或口腔上皮)　B．生理盐水　C．用吸水纸吸引，并重复几次　D．细胞的体积(或形态)变化(3)细胞体积变大甚至破裂　细胞体积变小皱缩8