2024苏教版新教材高中生物必修1同步练习--第一课时　细胞质膜具有选择透过性（含答案）

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2024苏教版新教材高中生物必修1
第三节　物质进出细胞的运输方式
第一课时　细胞质膜具有选择透过性
基础过关练
题组一　渗透吸水和失水
1.(2021江苏锡山高级中学学情调研)下列有关渗透作用的说法正确的是(　　)
A.渗透实验中,达到渗透平衡时半透膜两侧溶液浓度相等
B.达到渗透平衡时,半透膜两侧的水分子进行的是双向运动
C.将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中,不能发生渗透作用
D.发生渗透作用的两个条件是存在半透膜、膜两侧存在质量浓度差
2.如图为渗透现象示意图,实验开始时,烧杯液面与漏斗液面相同(均为a),下列选项中正确的是(　　)
A.当漏斗液面不再升高时说明蔗糖分子透过半透膜达到渗透平衡
B.农作物施肥过多造成的“烧苗”现象与图示现象都是通过渗透作用实现的
C.漏斗液面上升过程中水分子只能由烧杯通过半透膜进入漏斗而不能由漏斗渗出
D.若用纱布替代半透膜重复此实验,则实验结束时漏斗最终液面高度在a与b之间
3.(2021四川绵阳南山中学月考)如图所示,烧杯内装有蒸馏水,倒置的长颈漏斗下端封有半透膜(只允许离子和水分子通过),漏斗内装有淀粉和食盐溶液,开始时漏斗颈内的液面与烧杯内蒸馏水的液面相同。过一段时间后,向蒸馏水中加入一滴碘液和一滴硝酸银溶液(硝酸银和NaCl反应生成白色沉淀),整个实验过程中观察不到的现象是(　　)
A.烧杯内的液体变蓝色
B.漏斗颈内的液面上升
C.烧杯内的液体有白色沉淀生成
D.漏斗内的液体有白色沉淀生成
4.(2020江苏南通启东中学调研)如图曲线表示完全相同的两个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别放置在甲、乙溶液中,细胞失水量的变化情况。相关叙述不正确的是(　　)
A.该实验也可选取绿色植物成熟的叶肉细胞作为实验材料
B.若乙溶液的浓度稍增大,则曲线中a点上移,b点左移
C.两条曲线的差异是由甲、乙溶液性质不同导致的
D.6 min时取出两个细胞用显微镜观察均可看到质壁分离现象
题组二　植物细胞的质壁分离和复原现象
5.在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原实验中,液泡的体积会随外界溶液浓度的变化而改变,如图所示。图中①②两处滴加的液体分别是(　　)
A.清水、清水
B.清水、0.3 g/mL的蔗糖溶液
C.0.3 g/mL的蔗糖溶液、清水
D.0.3 g/mL的蔗糖溶液、0.3 g/mL的蔗糖溶液
6.如图是植物渗透作用图解,下列说法中正确的是(　　)
A.植物细胞都能发生渗透作用
B.当渗透压甲>乙时,细胞发生渗透失水,在此过程中,水分子只能从乙→甲
C.原生质层实际上就是植物细胞的细胞质
D.原生质层相当于半透膜
7.(2021江苏邗江中学期中)如图为紫色洋葱鳞片叶的一个外表皮细胞在质壁分离及复原实验过程中的几个图像。下列有关叙述,错误的是(　　)
A.质壁分离过程中,图甲中③的颜色会变深
B.图示3个细胞中,丙细胞中的细胞液浓度最大
C.丙→乙→甲可表示质壁分离复原过程
D.如果用黑藻做此实验,细胞中的叶绿体会干扰实验效果的观察
8.(2020江苏南通如皋中学期中)为观察植物细胞的质壁分离和复原现象,某同学设计并进行了如下实验,请回答下列问题。
(1)步骤A中,盖盖玻片时,将盖玻片的一侧先接触液滴,然后将另一侧轻轻缓慢放下,这样操作可以防止出现　　　　。
(2)步骤B用显微镜观察的主要目的是　　　　　　　　　　　　　　。
(3)如果将伊红加入蔗糖溶液中进行实验,则步骤D观察到的红色区域的边缘是原生质层中的　　　　　　结构。
(4)某学生在进行F步骤观察时,发现质壁分离不能复原,最可能的原因是　　　　　　　　　　。
题组三　细胞质膜对不同物质的通透性不同
9.细胞质膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中,容易通过细胞质膜的是(　　)
A.Na+　　　　　B.二氧化碳
C.RNA　　　　　D.胰岛素
10.科学家研究了植物细胞质膜对不同化学物质的通透性,实验结果如图所示[分子式:乙基脲为C3H8N2O;丙基醇为C4H10O;二乙基脲为C5H12N2O;尿素为CO(NH2)2]。据此不能得到的推论是(　　)
A.脂溶性越强的物质越容易通过细胞质膜,而水分子例外
B.据图分析,可推测细胞质膜的成分与脂质近似
C.物质过膜速率与其相对分子质量大小成反比
D.细胞质膜上可能存在着协助水分子通过的物质
能力提升练
题组一　辨析细胞的渗透吸水和失水
1.(2021江苏六校联合调研)将家兔红细胞甲、乙、丙(内部溶液浓度相等)分别置于三种不同浓度(a、b、c)的溶液中,水分子的跨膜运输示意图如下(箭头方向表示水分子的进出,箭头粗细表示水分子出入的多少)。下列说法正确的是(　　)
A.据图可知,三种溶液浓度cB.甲细胞发生了渗透吸水现象
C.光学显微镜下可以观察到乙细胞有水分子进出
D.如果把丙细胞换成洋葱鳞片叶外表皮细胞,则其会涨破
2.(2022江苏常熟期中)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,发现其原生质体(植物细胞中细胞壁以内的部分)的相对体积变化趋势如图所示,下列叙述正确的是(　　)
A.0~4 h内物质A没有通过细胞质膜进入细胞
B.0~1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等
C.2~3 h内物质A溶液的浓度小于细胞液的浓度
D.0~1 h内液泡中液体的浓度大于细胞质基质的浓度
3.(2021山东滨州期末)将一个从清水中取出的成熟植物细胞放入某种溶液中,其原生质层对细胞壁的压力随时间变化的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.t1时刻与t2时刻水分子的渗透方向不同
B.t3时刻与t0时刻相比,细胞液浓度提高
C.t1~t2时间内细胞处于质壁分离状态
D.细胞失水发生在t0~t1,吸水发生在t2~t3
4.(2020江苏南通、泰州等七市模拟)用2 mol·L-1的乙二醇溶液和2 mol·L-1的蔗糖溶液分别浸泡取自同一部位的植物表皮,每隔相同时间在显微镜下测量视野中若干个细胞的长度x和原生质体的长度y(如图1),并计算x/y的平均值,得到图2所示结果。下列对结果曲线的分析,错误的是(　　)
图1
图2
A.2 mol·L-1的乙二醇溶液和2 mol·L-1的蔗糖溶液的渗透压相等
B.a点前比值不变说明表皮细胞水分子进出平衡
C.b点前表皮细胞的吸水能力逐渐增大
D.c点后表皮细胞发生质壁分离复原
5.(多选)(2021江苏南通统练)在实验桌上有蒸馏水、0.2 mol·L-1蔗糖溶液、2 mol·L-1蔗糖溶液三种液体,所贴标签已经模糊不清,为了区分这三种液体,将液体标记为甲、乙、丙后用同一部位的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行了如图实验,根据镜检结果,下列相关叙述正确的是(　　)
A.标记丙的为蒸馏水
B.处于质壁分离状态的为①和②
C.实验1中的水分子只能出细胞
D.实验后细胞液的浓度为②>①>③
题组二　观察植物细胞的质壁分离和复原现象
6.(2021江苏东台期末)如图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料,观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。下列相关叙述错误的是(　　)
A.步骤d和步骤b形成对照,步骤f和步骤d形成对照
B.该实验主要观察原生质层和细胞壁的位置关系、液泡的颜色和大小等
C.如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液,则可以省略e过程
D.增大蔗糖溶液的浓度,实验效果会更明显且不影响细胞的活性
7.(2021江苏徐州期中)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,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:
图a
图b
(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)。
(2)如图b是某同学在观察植物细胞质壁分离与复原实验时,看到的图像示意图,此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)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:
图c
①红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度　　　　(填“高”或“低”)。
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　　　(填“升高”或“降低”)。
③甲~戊蔗糖溶液中,浓度最大的是　　　。
答案全解全析
基础过关练
1.B 2.B 3.A 4.B 5.C 6.D 7.D 9.B
10.C
1.B　渗透实验中,达到渗透平衡时,水分子进出半透膜的速率相同(水分子进行的是双向运动),但半透膜两侧溶液浓度不一定相等,A错误,B正确;动物细胞的细胞质膜相当于半透膜,将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中,能发生渗透作用,C错误;发生渗透作用的两个条件是存在半透膜、膜两侧存在物质的量浓度差,D错误。
易错提醒
(1)水的运输特点:无论细胞吸水还是失水,水分子通过半透膜的运动都是双向进行的。
(2)渗透平衡的实质:渗透平衡只意味着半透膜两侧的水分子移动达到平衡状态,既不可看作没有水分子移动,也不可看作半透膜两侧溶液浓度相等。
2.B　蔗糖分子不能透过半透膜,A错误;农作物施肥过多,导致根细胞失水,造成“烧苗”现象,其与图示现象都是通过渗透作用实现的,B正确;漏斗液面上升过程中水分子不但能由烧杯通过半透膜进入漏斗,也能由漏斗渗出,C错误;若用纱布替代半透膜重复此实验,由于水和蔗糖分子都能透过纱布,且实验开始时烧杯与漏斗液面高度均为a,则实验结束时漏斗的液面高度仍为a,D错误。
3.A　淀粉不能透过半透膜,只存在于漏斗内,烧杯内的液体遇碘液不变蓝,A符合题意;食盐在水中电离出钠离子和氯离子,离子可以透过半透膜,最终半透膜两侧的氯离子和钠离子浓度相同,但是淀粉不能透过半透膜,故实验最终渗透平衡时,漏斗内的溶液浓度高于烧杯内的溶液浓度,所以漏斗颈内的液面上升,B不符合题意;钠离子、氯离子通过半透膜进入烧杯,向烧杯中加入硝酸银,生成白色沉淀,C不符合题意;硝酸根离子和银离子也能通过半透膜进入漏斗,由于漏斗内还含有NaCl,因此漏斗内的液体有白色沉淀生成,D不符合题意。
4.B　质壁分离和复原实验中要选择含有大液泡的植物细胞,最好是液泡或原生质层有颜色的细胞,如紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞、绿色植物成熟的叶肉细胞等,A正确;若乙溶液的浓度稍增大,则浓度差变大,相同时间内细胞失水的程度变大,质壁分离复原所需要的时间变长,即a点上移,b点右移,B错误;据题图分析,甲曲线对应细胞持续失水,乙曲线对应细胞失水后又吸水,甲、乙曲线不同是因为溶液性质不同,如甲可能是蔗糖溶液,乙可能是一定浓度的硝酸钾溶液,C正确;6 min时两个细胞失水量较大,细胞都处于质壁分离状态,D正确。
5.C　图中①处滴加液体后,液泡的体积逐渐变小,细胞发生渗透失水,因此该处外界溶液浓度大于细胞液的浓度,即①处滴加的是0.3 g/mL的蔗糖溶液;②处滴加液体后,液泡的体积逐渐变大,细胞发生渗透吸水,此时细胞液浓度大于外界溶液的浓度,因此②处可能滴加的是清水,C正确。
6.D　一定条件下,当细胞液与外界溶液存在渗透压差时,活的植物细胞才可发生渗透作用,A错误;当渗透压甲>乙时,细胞发生渗透失水,在此过程中,水分子既能从乙→甲,也能从甲→乙,只是从乙→甲的水分子多于从甲→乙,B错误;植物细胞的原生质层由细胞质膜、液泡膜及这两层膜之间的细胞质组成,C错误。
7.D　紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡在质壁分离过程中颜色越来越深,A正确;图示3个细胞中,丙细胞失水最多,所以细胞液浓度最大,B正确;丙→乙→甲过程中质壁分离现象越来越弱,可表示质壁分离复原过程,C正确;黑藻液泡无颜色,叶绿体有颜色,如果用黑藻做此实验,细胞中的叶绿体有助于实验效果的观察,D错误。
8.答案　(1)气泡　(2)作为后续观察的对照　(3)细胞质膜　(4)质壁分离时间过长,细胞死亡
解析　(1)为防止装片中产生气泡,盖盖玻片时,将盖玻片的一侧先接触液滴,然后将另一侧轻轻缓慢放下。(2)步骤B显微镜观察的目的是将观察到的现象与后续质壁分离现象形成对比。(3)伊红不能透过细胞质膜进入细胞,故质壁分离时,观察到的红色区域的边缘是原生质层中的细胞质膜。(4)滴加清水后,质壁分离不能复原,可能的原因是质壁分离时间过长,细胞死亡。
9.B　一般来说,气体分子容易通过细胞质膜,离子、大分子很难自由通过细胞质膜,A属于离子,B为气体分子,C、D是大分子,故选B。
10.C　据题图分析,脂溶性越强的物质越容易通过细胞质膜,而水分子例外,可推测细胞质膜的成分与脂质近似,A、B正确;结合题干信息和图分析,物质过膜速率并不与其相对分子质量大小成反比,有些物质相对分子质量较大,通过率也较高,C错误;细胞质膜对水分子的通透性较强,由此可以推测,细胞质膜上可能存在着协助水分子通过的物质,D正确。
能力提升练
1.A 2.C 3.D 4.B 5.ABD 6.D
1.A　甲:水分子出细胞的量大于进入细胞的量,可推测细胞处于高渗溶液中,细胞渗透失水;乙:水分子进出量相等,可推测细胞处于等渗溶液中,水分子进出细胞处于动态平衡;丙:水分子出细胞的量小于进入细胞的量,可推测细胞处于低渗溶液中,细胞渗透吸水。家兔红细胞甲、乙、丙内部溶液浓度相等,根据以上分析可知,三种溶液浓度c2.C　由题图分析可知,0~4 h内原生质体的相对体积先逐渐减小,再逐渐增大,说明细胞发生了质壁分离及自动复原,表明外界溶液中的溶质分子A可被细胞吸收,使得在实验过程的后期,细胞液浓度开始大于外界溶液的浓度,从而发生自动复原现象,A错误;植物细胞壁的伸缩性比原生质层的伸缩性小,因此原生质体的体积变化量大于细胞体积的变化量,B错误;2~3 h为质壁分离复原过程,细胞渗透吸水,物质A溶液的浓度小于细胞液的浓度,C正确;0~1 h内外界溶液的渗透压大于细胞液渗透压,细胞表现为渗透失水,此时细胞液中的水分子先进入细胞质基质中,因此细胞液的浓度小于细胞质基质的浓度,D错误。
3.D　当细胞液浓度小于外界溶液浓度时,细胞失水,原生质层对细胞壁的压力减小;当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞吸水,原生质层对细胞壁的压力逐渐增大。t1时刻水分子渗透方向为细胞液到外界溶液,t2时刻水分子渗透方向为外界溶液到细胞液,A正确;分析题图可知,t0时刻细胞开始发生质壁分离而t3时刻细胞质壁分离复原完成,说明细胞吸收了外界溶液的溶质分子,即t3时刻与t0时刻相比,细胞液浓度提高,B正确;t1~t2时间内,原生质层对细胞壁的压力为0,细胞处于质壁分离的状态,C正确;t1~t2时间内,也有一段时间处于失水状态,还有一段时间处于吸水状态,D错误。
4.B　分析题图1可知,x和y分别代表细胞的长度和原生质体的长度,故x/y的值越大,证明细胞失水越严重。2 mol·L-1的乙二醇溶液和2 mol·L-1的蔗糖溶液的渗透压相等,A正确;将同一部分的植物表皮浸泡在不同溶液中,a点之前比值不变的原因是一开始细胞失水较少,原生质体与细胞壁还未分离,B错误;分析题图2可知,置于蔗糖溶液中的植物表皮细胞在b点时,x/y的值达到最大,此时细胞失水达到最大值,证明b点前细胞逐渐失水,故表皮细胞的吸水能力逐渐增大,C正确;置于乙二醇溶液中的植物表皮细胞在c点时x/y的值达到最大,此后逐渐变小,证明细胞先失水后吸水,即c点后表皮细胞发生质壁分离复原,D正确。
5.ABD　据题图分析可知:同一部位的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞(细胞液浓度相同)分别放在甲、乙、丙中,实验1、2、3中实验2细胞质壁分离程度最大,只有实验3细胞未质壁分离,由此可知乙浓度最大,丙浓度最小,则乙为2 mol·L-1蔗糖溶液,甲为0.2 mol·L-1蔗糖溶液,丙为蒸馏水,A、B正确;实验1、2、3中都有水分子进出细胞,C错误;实验2质壁分离程度最大,失水最多,实验后细胞液浓度最大,实验3细胞吸水,实验后细胞液浓度最小,D正确。
6.D　步骤d和步骤b形成对照,观察细胞的质壁分离现象;步骤f和步骤d形成对照,观察细胞的质壁分离复原现象,A正确。该实验主要观察细胞质壁分离及质壁分离复原过程中原生质层和细胞壁的位置关系、液泡的颜色和大小等,B正确。如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液,K+和N均能通过原生质层进入细胞液,因此细胞发生质壁分离一段时间后会自动复原,不需进行e过程,C正确。如果蔗糖溶液的浓度过大,会导致细胞失水过多从而死亡,D错误。
7.答案　(1)原生质层　2、4、5　(2)细胞液的浓度大于、等于或小于外界溶液的浓度　(3)①高　②降低　③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;后者的结构包括2细胞质膜、4液泡膜以及二者之间的5细胞质。(2)图b所示细胞处于质壁分离的状态,该细胞可能继续失水分离,也可能处于质壁分离和复原的临界点,也可能处于吸水质壁分离复原过程中,所以此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系有三种可能,细胞液的浓度可能大于、等于或小于外界溶液的浓度。(3)①在相同浓度的丙溶液中,红心萝卜A的重量变化大于红心萝卜B,红心萝卜A吸水更多,故红心萝卜A细胞液浓度高于红心萝卜B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吸水,其细胞液浓度降低。③甲~戊蔗糖溶液中,乙溶液处理后红心萝卜A和红心萝卜B重量减少最多,细胞失水最多,故浓度最大的是乙溶液。
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