2020-2021学年高一生物人教版必修一4.1.2 探究植物细胞的吸水和失水的实验操作及自由扩散和协助扩散分层训练（含答案）

第1节
第2课时
探究植物细胞的吸水和失水的实验操作及自由扩散和协助扩散分层训练
层级一--课堂基础练
1．图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离的实验结果图，图2为质壁分离及其复原实验流程图，下列说法正确的是(　　)
A．图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞的吸水能力增强
B．图1所示结果只能在图2中C处观察到
C．图1若视野比较暗，则只能通过调节反光镜使视野变亮
D．图2实验没有设置对照
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(　　)
A．a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
C．c点时原生质层两侧溶液无浓度差
D．ac时间段液泡体积增大，但细胞体积基本不变
3．利用高浓度的盐水杀菌的原理是(　　)
A．盐水中的氯与钠具有杀菌作用
B．由于渗透作用，细菌脱水死亡
C．由于渗透作用，细菌因吸水过多而涨破
D．高浓度盐水中水分不足，不利于细菌生长
4．下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是(　　)
A．水分子进入细胞，都是通过自由扩散方式进行的
B．分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合
C．被动运输不消耗能量，也不需要借助膜上的转运蛋白
D．载体蛋白在转运物质时自身构象不会发生改变
5．人体组织细胞从组织液(组织细胞之间的液体)中吸收甘油的速率主要取决于(　　)
A．细胞内外甘油的浓度差
B．细胞膜上甘油的数量
C．细胞提供的能量多少
D．细胞膜上的转运蛋白种类
1-5
ACBBA
层级二--课时提升练
1．图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离的实验结果图，图2为质壁分离及其复原实验流程图，下列说法正确的是(　　)
A．图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞的吸水能力增强
B．图1所示结果只能在图2中C处观察到
C．图1若视野比较暗，则只能通过调节反光镜使视野变亮
D．图2实验没有设置对照
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(　　)
A．a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
C．c点时原生质层两侧溶液无浓度差
D．ac时间段液泡体积增大，但细胞体积基本不变
3．利用高浓度的盐水杀菌的原理是(　　)
A．盐水中的氯与钠具有杀菌作用
B．由于渗透作用，细菌脱水死亡
C．由于渗透作用，细菌因吸水过多而涨破
D．高浓度盐水中水分不足，不利于细菌生长
4下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是(　　)
A．水分子进入细胞，都是通过自由扩散方式进行的
B．分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合
C．被动运输不消耗能量，也不需要借助膜上的转运蛋白
D．载体蛋白在转运物质时自身构象不会发生改变
5．人体组织细胞从组织液(组织细胞之间的液体)中吸收甘油的速率主要取决于(　　)
A．细胞内外甘油的浓度差
B．细胞膜上甘油的数量
C．细胞提供的能量多少
D．细胞膜上的转运蛋白种类
1-5
ACBBA
层级三--综合加强练
1．下列关于细胞吸水和失水的叙述，错误的是(　　)
A．红细胞去除膜蛋白后水的运输速率降低
B．细菌具有细胞壁，可以用它观察到质壁分离现象
C．水分子以协助扩散的形式进入细胞时不与通道蛋白结合
D．原生质层与细胞壁伸缩性的差异是发生质壁分离的重要条件
2．协助扩散需要细胞膜上转运蛋白的协助。图甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种协助扩散方式，其中通道介导的扩散比载体介导快1
000倍。下列有关叙述正确的是(　　)
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、乙两种方式均存在溶质分子和相应蛋白质的结合过程
D．水分子可以通过这两种方式进出细胞
3．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
D．2～6
min，乙溶液中细胞的细胞液浓度逐渐升高
4.将两个细胞液浓度相同的洋葱鳞片叶外表皮细胞分别置于A、B溶液中，细胞失水量的情况，如图所示。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行
B．若B溶液的浓度稍增大，则曲线中b点右移
C．两条曲线的差异是由于A、B溶液浓度不同导致
D．6
min时将A、B溶液中的外表皮细胞取出，用显微镜观察，均可看到质壁分离现象
5．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
6．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
1-6
BBCCD
C
7．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，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。
8．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，下图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。
(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)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所示，据图分析：
①红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度________。
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　原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性　(3)细胞液的浓度可能大于、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、液泡膜以及二者之间的细胞质。
(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是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，当细胞处于质壁分离状态时，此时细胞可能正在发生质壁分离，也可能质壁分离完成，细胞原生质层大小处于相对静止状态，还可能处于质壁分离的复原过程中，因此，细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是细胞液浓度大于、等于或小于外界溶液浓度。
(4)①由图中两种红心萝卜的质量变化结果可知，甲～戊五种蔗糖溶液的浓度大小为丙<戊<甲<丁<乙，甲为红心萝卜A的等渗溶液，戊为红心萝卜B的等渗溶液，因此红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度高。②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吸水，一段时间后，细胞液浓度降低。