2023-2024学年高中生物学人教版(2019)必修一第4章细胞的物质输入和输出 单元测试卷
一、选择题(每题2分,共50分)
1.如图为渗透作用实验,开始时如图(一),A代表清水,B、C代表蔗糖溶液,过一段时间后结果如图(二),漏斗管内液面不再变化,H1、H2表示漏斗管内液面与清水的液面差。下列说法中错误的是( )
A.图(二)中B的浓度等于C的浓度
B.图(一)中B的浓度大于C的浓度
C.图(一)A中水分子扩散到B的速度大于A中水分子扩散到C的速度
D.图(二)A中水分子扩散到B的速度等于B中水分子扩散到A的速度
2.如图不能表示下列哪项生理过程( )
A.唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶 B.CO2由细胞内排出到细胞外
C.胰岛细胞分泌胰岛素 D.免疫细胞分泌抗体
3.如图所示小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的转运(每种物质转运的方向由箭头表示,黑点的数量代表每种物质的浓度),下列叙述正确的是( )
A.a物质可能是氧气,b物质可能是葡萄糖
B.a物质可能是水,b物质可能是甘油
C.a物质可能是胆固醇,b物质可能是氧气
D.a物质可能是葡萄糖,b物质可能是氨基酸
4.(2017高一下·吉安期中)图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异.其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是( )
A.Na+ B.K+ C.胰岛素 D.CO2
5.小肠绒毛上皮细胞膜上存在着两种运输葡萄糖的载体SGLT1(主动运输的载体)和GLUT2(协助扩散的载体)。研究人员根据不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制如图所示曲线,下列说法中不正确的是( )
A.葡萄糖浓度极低时只通过主动运输吸收
B.该实验可以探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式
C.小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式可同时进行
D.在较高浓度下,细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率
6.下图表示植物细胞渗透作用图解,下列说法中错误的是( )
A.成熟的植物细胞发生渗透作用的主要原因是原生质层相当于一层半透膜
B.不成熟的植物细胞,如根尖分生区细胞,不能发生渗透吸水或失水
C.当溶液浓度甲>乙时,成熟的植物细胞会因渗透失水而发生质壁分离现象
D.当溶液浓度甲=乙时,细胞处于渗透平衡状态,但仍有水分子由甲→乙
7.如图所示为某细胞吸收4种不同物质的对比图,其中细胞膜上的“●、◆”为载体蛋白。据图分析,下列相关叙述不正确的是( )
A.图中氨基酸和钠离子共用一种载体蛋白
B.若该细胞是红细胞,吸收葡萄糖时消耗的ATP主要来自有氧呼吸
C.图中两种物质对应主动运输,两种物质对应被动运输
D.氧气进入该细胞需穿过两层磷脂分子
8.(2016高一上·定州期中)图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O2浓度的关系,下列分析不正确的是( )
A.曲线a代表被动运输,曲线b代表主动运输
B.曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要载体蛋白
C.曲线b转运速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限
D.温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的转运速率均有影响
9.下图表示多种植物成熟细胞在不同浓度的蔗糖溶液内质壁分离的百分比,图中曲线表明这些植物细胞( )
A.细胞液浓度>蔗糖溶液浓度 B.细胞液浓度<蔗糖溶液浓度
C.有不同浓度的细胞液 D.细胞膜有不同的选择透过性
10.(2015高一上·包头期末)将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间,撕取外表皮,先用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理,细胞发生质壁分离后,立即将外表皮放入蒸馏水中,直到细胞中的水分不再增加.若在该实验过程中,蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲,细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度为乙,则甲、乙的关系,以及实验过程中水分进出细胞的方式为( )
A.甲<乙,被动运输 B.甲>乙,被动运输
C.甲>乙,主动运输 D.甲=乙,主动运输
11.为研究植物a能不能移植到b地生长,某生物研究性学习小组设计了一个测定植物a细胞液浓度的实验方案,实验结果如下表。为保证植物a正常生存,b地土壤溶液的浓度应( )
外界溶液浓度(mol·L-1) 0.15 0.2 0.25 0.3
植物a细胞质壁分离情况 不分离 刚分离 显著 显著
A.≥0.3 B.≤0.2 C.≥0.2 D.≤0.15
12.右图为动物细胞的细胞膜转运部分物质的示意图,下列分析不正确的是( )
A.根据乙侧耗能的情况可知,甲侧为细胞外,乙侧为细胞内
B.图中a和b不是静止的,其运动的特性有利于物质的跨膜运输
C.图示中葡萄糖的跨膜运输方式与细胞吸收水分的方式相同
D.用胰蛋白酶处理细胞膜,会影响葡萄糖、Na+等物质的运输
13.细胞膜的外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白,叫做糖被。它在细胞的生命活动中具有重要的功能。下列各种生理功能的完成,与其有密切关系的是( )
①胃黏膜上皮细胞的保护作用
②呼吸道上皮细胞的润滑作用
③主动运输
④红细胞膜上的血型决定
⑤卵细胞膜表面对同物种精子的识别
⑥人体免疫细胞识别外来侵人物⑦对O2的运输 ⑧使细胞与周围环境分开
A.③⑤⑥⑦⑧ B.①②④⑤⑥ C.①③⑤⑦⑧ D.①②⑤⑥⑧
14.某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时,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分钟后的现象 再过5分钟 滴加清水5分钟
① 0.3g/mL蔗糖溶液 x 无变化 质壁分离复原
② 0.5g/mL蔗糖溶液 质壁分离 y 无变化
③ 1mol/LKNO3溶液 质壁分离 质壁分离复原 z
④ 1mol/L醋酸溶液 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亡
C.z为细胞稍增大,细胞液颜色逐渐变浅
D.④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量
15.硒元素在人体中具有预防癌变、提高免疫力等多种功能,人体内的硒主要以硒蛋白的形式发挥功能。硒元素在土壤中含量很低,植物通过根系吸收硒元素,但食物中的硒难以达到人体所需的含量。某研究小组通过叶面喷硒和土壤施硒两种方式向水稻施加等量的硒,一段时间后测定水稻各部位的硒相对含量结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.硒是一种微量元素,根细胞能以主动运输的方式吸收土壤中的硒
B.内质网、高尔基体可能参与人体内硒蛋白的加工、修饰过程
C.据图可知,土壤施硒比叶面喷硒对提高水稻产量更为有效
D.土壤施硒和叶面喷硒均有利于收获富含硒的水稻籽粒
16.用不同水温培养水稻,一段时间后检测溶液中各离子浓度,结果如下图所示。下列说法错误的是( )
A.水稻对多种离子都有吸收,因为它们对细胞和生物体的生命活动有重要作用
B.水稻对不同离子吸收量有差异,可能与细胞膜上相应载体数量有关
C.温度可能是通过影响根部的呼吸速率,从而影响了根部对无机盐的主动运输
D.高温和低温都会影响根部对无机盐的吸收,其中对锰和钙的吸收影响最大
17.下列关于生物实验的叙述,错误的是( )
A.与白色花瓣相比,采用红色花瓣有利于植物细胞质壁分离实验现象的观察
B.观察DNA和RNA在细胞中的分布实验,不一定要用0.9%NaCl溶液来制作临时装片
C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同
D.用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
18.下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输
B.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞
C.ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输
D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞
19.(2021高一下·哈尔滨开学考)将甲、乙两种植物的块茎切成形状、大小相同的细条,分别置于质量浓度为0.3g/mL蔗糖溶液中,对其失水量进行测量后绘制了如下曲线。下列叙述错误的是( )
A.与图相关细胞的原生质层会有一定程度的收缩
B.由图推知甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度
C.4min时细胞液的渗透压小于外界溶液的渗透压
D.随细胞失水量增加ATP的消耗量逐渐增多
20.(2018高三上·上杭月考)如图表示给某种细胞施予呼吸抑制剂后,细胞对某物质的吸收速率与细胞内外该物质浓度差的关系。下列有关叙述错误的是( )
A.这种物质进入该细胞的方式与O2进入该细胞的方式相同
B.该细胞吸收这种物质与ATP的水解无直接关系
C.该物质不能直接穿过细胞膜上的磷脂分子间隙
D.该细胞对这种物质的吸收速率与核糖体的功能有关
21.某实验小组将某洋葱鱗片叶外表皮细胞置于一定浓度的外界溶液中,测量细胞液浓度与外界溶液浓度的比值P随时间的变化曲线如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.外界溶液可能存在多种不同的溶质分子
B.外界溶液可能存在某些不能被细胞吸收的溶质
C.t2时刻细胞液浓度是t0时刻细胞液浓度的10倍
D.细胞在t1时刻之前已开始从外界溶液中吸收溶质
22.(2021·重庆模拟)下图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图,下表选项中正确的是( )
选项 管腔中氨基酸→上皮细胞 管腔中Na+→上皮细胞 上皮细胞中氨基酸→组织液
A 主动运输 被动运输 主动运输
B 被动运输 被动运输 被动运输
C 被动运输 主动运输 被动运输
D 主动运输 被动运输 被动运输
A.A B.B C.C D.D
23.科学家将萝卜和甜菜幼苗分别放在培养液中培养。一段时间后,培养液中的离子浓度变化如图所示。下列相关叙述,错误的是( )
A.萝卜吸收水的相对速度快于Mg2+
B.甜菜运输SiO44-的载体数多于Mg2+
C.萝卜吸收Mg2+需要细胞提供能量
D.甜菜和萝卜对离子的吸收具选择性
24.如图为物质跨膜运输方式的示意图,表示葡萄糖进入红细胞的是( )
A.① B.② C.③ D.④
25.下列说法正确的是( )
A.根细胞的渗透吸水方式是自由扩散
B.红墨水滴入清水中发生自由扩散
C.枯死的枝条放入水中会发生渗透吸水
D.葡萄糖顺浓度梯度进入红细胞属于渗透作用
二、非选择题(本题包括5小题,共50分)
26.下图为研究渗透作用的实验装置,请回答下列问题:
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时液面差为△h,此时S1和S2浓度的大小关系为 。
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的 ,两者在物质透过功能上的差异是 。
(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
实验材料:紫色洋葱。
实验器具:如图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等。
实验试剂:蒸馏水,0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液,部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有 (填代号)
②选两片洁净的载玻片, ,在载玻片中央分别滴加 ,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,两者都能出现的现象是 。
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是 。
27.如图甲表示某生物膜结构,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式,图乙和图丙表示物质运输曲线,请据图回答:
(1)若图甲表示的是细胞膜,则在膜外侧还应该有的结构是 。
(2)若图甲表示人体成熟红细胞膜,则表示葡萄糖运输的是图甲中的 ,葡萄糖的运输方式符合图乙中曲线 。
(3)若某物质跨膜运输过程中,细胞内、外该物质浓度变化符合图丙,则该物质跨膜运输方式所需要的条件是 。
(4)维生素D从肠腔进入小肠上皮细胞的过程分别是图甲和图乙中的 。
(5)与生物膜的选择透过性相适应的结构特点是 。
(6)葡萄糖分子经小肠黏膜上皮进入毛细血管内的红细胞,至少透过的磷脂分子层数是 层。
28.某学生做“植物细胞的吸水和失水”实验时,所用材料为紫色洋葱鳞片叶,试剂是质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液。显微镜下观察到的图像如B图,请回答:
(1)图B洋葱表皮细胞处于 状态;“⑦”处溶液叫 ;“⑧”处溶液是 。
(2)图B细胞中的原生质层包括(填标号) ,依次由图A细胞中标号 相对应。从图A状态到图B状态的变化原因是图A细胞外蔗糖溶液的浓度比“①”处溶液浓度 。
(3)发生质壁分离的外因是 。
(4)发生质壁分离的结构基础是 。
(5)将发生了质壁分离的细胞置于清水中,如果不能复原,则说明 。
(6)质壁分离和复原的实验说明:当植物细胞与外界溶液接触时, 可以通过 与外界环境的溶液发生渗透作用。成熟的植物细胞在低渗溶液中可以进行 。
29.下图为物质出入细胞膜的示意图,请回答相关问题(在括号内填写相应的字母):
(1)细胞膜的主要成分是 ,在膜的 (内/外)侧还有少量糖类。
(2)图中代表细胞外的O2进入细胞的方式是[ ] ;葡萄糖和氨基酸等物质进入小肠绒毛上皮细胞细胞的方式是[ ] 。
(3)比较细胞膜与细胞核膜结构不同点,核膜具有 两个不同点;而细胞膜表面有 ,与细胞膜的识别作用相适应。
(4)以红细胞为实验材料,用丙酮提取红细胞的细胞膜的磷脂,并将它在空气与水的界面上完全展开,测定完全展开的磷脂所得的面积为S,则红细胞膜的表面积是 。
(5)已知木糖比氨基酸的分子质量小得多,两者都溶于水。在动物消化道中,小肠绒毛吸收大量的氨基酸,却很难吸收木糖,这个事实说明细胞膜具有 性。细胞膜具有这种功能,主要与 (填跨膜运输方式)有关,因为这种运输方式能够保证细胞按照生命活动的需要控制物质进出细胞。
(6)细胞的胞吞和胞吐作用,说明细胞膜的结构具有 性。
30.下图为研究渗透作用的实验装置,请回答下列问题:
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为Δh,此时S1和S2浓度大小关系为 。
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的 ,两者在物质透过功能上的差异是 。
(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
实验材料:紫色洋葱。
实验器具:如上图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等。
实验试剂:蒸馏水,0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。
部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有 (填代号)。
②选两片洁净的载玻片, ,在载玻片中央分别滴加 ,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,两者都能出现的现象是 。
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是 。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】渗透作用
【解析】【解答】 根据实验结果可知,漏斗内液面上升的高度H1>H2,说明B与清水的浓度差高于C与清水的浓度差,即B的浓度高于C的浓度,且A中水分子扩散到B的速度大于A中水分子扩散到C的速度,当达到平衡后,速度相等,故A错,B、C、D正确。 故答案为:A。
【分析】渗透装置的原理
从微观来看半透膜两侧情况,半透膜外水分子在不断向内扩散,同时,半透膜内的水分子也在不断向外扩散,由于蔗糖分子无法扩散到半透膜外,因此单位时间内水分子穿过半透膜向内的数量多于向外的数量,漏斗中水逐渐增多,漏斗中液面上升。随着液面的上升,漏斗中水柱的升高,对半透膜内侧的压强越来越大,单位时间内水分子向外扩散数目的逐渐增加,当单位时间内水分子向内、向外扩散的相对速率相等时,漏斗中的液面就不再上升了。此时半透膜处水分子向内和向外扩散处于的动态平衡状态。
2.【答案】B
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义
【解析】【解答】由图示可知,该运输过程属于胞吐的过程。
A、唾液淀粉酶属于分泌蛋白,所以唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶属于胞吐的过程,A正确;
B、CO2由细胞内排出到细胞外的过程属于自由扩散的过程,B错误;
C、胰岛素是分泌蛋白,所以胰岛细胞分泌胰岛素属于胞吐的过程,C正确;
D、抗体也属于分泌蛋白, 所以免疫细胞分泌抗体 ,D正确;
故答案为:B。
【分析】大分子、颗粒性物质的非跨膜运输方式(体现了膜的流动性)
(1)胞吞:细胞外→细胞内,消耗能量,如白细胞吞噬病菌、变形虫摄食等。
(2)胞吐:细胞内→细胞外,消耗能量,如消化酶、抗体、蛋白质类激素等分泌蛋白的分泌。
3.【答案】A
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】分析图示可知,甲图示自由扩散,乙图是主动运输
A、氧气通过自由扩散进入小肠绒毛上皮细胞 ,小肠吸收葡萄糖的过程属于主动运输,A正确;
B、水可以通过自由扩散进入小肠绒毛上皮细胞 ,甘油是通过自由扩散进入小肠绒毛上皮细胞,B错误;
C、胆固醇和氧气都是通过自由扩散进入小肠绒毛上皮细胞,C错误;
D、小肠吸收葡萄糖的过程属于主动运输,D错误;
故答案为:A。
【分析】小分子、离子的跨膜运输方式(体现了膜的选择透过性)
方式 方向 载体 能量 离子
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗 H2O、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素
协助扩散 高→低 需要 不消耗 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低→高 需要 消耗 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐
4.【答案】B
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】解:A、图甲中Na+运输方式属于主动运输,但细胞外的浓度高于细胞内,与图乙不符,A错误;
B、K+离子是细胞外的浓度低于细胞内,从膜外运输到膜内,属于逆浓度运输,符合乙图,B正确;
C、胰岛素属于分泌蛋白,运输方式属于胞吐,需要能量,不需要载体,C错误;
D、二氧化碳的运输方式属于自由扩散,不需要载体和能量,D错误.
故选:B.
【分析】据图甲分析,Na+离子细胞外的浓度高于细胞内,K+离子是细胞外的浓度低于细胞内,胰岛素存在于细胞外,二氧化碳是细胞内浓度高于细胞外.根据乙图分析,糖蛋白能进行细胞识别,分布在细胞膜外;图乙所示物质运输方向是从膜外运输到膜内,特点从低浓度运输到高浓度,需要载体和且耗ATP,属于主动运输.
5.【答案】D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】 A、分析题图曲线可知,葡萄糖浓度极低时GLUT2运输速率为0,所以此时只通过主动运输吸收,A正确;
B、分析题图可知,不同浓度葡萄糖条件下,SGLT1和GLUT2的运输速率不同,所以该实验可以探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式,B正确;
C、由题图可知,在一定浓度葡萄糖条件下,小肠绒毛细胞对葡萄糖的吸收既有协助扩散也有主动运输,C正确;
D、在较高浓度下,GLUT2的运输速率较大,所以细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率,D错误;
故答案为:D。
【分析】小分子、离子的跨膜运输方式(体现了膜的选择透过性)
方式 方向 载体 能量 离子
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗 H2O、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素
协助扩散 高→低 需要 不消耗 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低→高 需要 消耗 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐离子等
6.【答案】B
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、原生质层(细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质)相当于半透膜,A正确;
B、不成熟的植物细胞,细胞膜相当于半透膜,与外界溶液存在浓度差时,也能发生渗透吸水或失水,故B错误;
C、渗透作用水分的运输方向是低浓度运输到高浓度,当外界溶液浓度甲>乙时,成熟植物细胞发生渗透失水,而原生质层的伸缩性大于细胞壁,发生质壁分离,当溶液浓度乙>甲时,细胞发生渗透吸水,故C正确;
D、当溶液浓度甲=乙时,水分子在两种溶液间扩散的速率相等,即处于渗透平衡状态 只是不能通过现象表现出来,故D正确
故答案为:B。
【分析】(1)质壁分离:
细胞液浓度<外界溶液浓度,细胞→失水→质壁分离;
细胞液浓度>外界溶液浓度,细胞→吸水→质壁分离复原。
(2)质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的,结果是双向水分子运动的差别所导致的。质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液,因细胞壁是全透性且有水分子通过原生质层渗出来。
7.【答案】B
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、从图中信息可知,转运不同物质的载体蛋白可能相同,如运输氨基酸和钠离子的载体相同,A正确;
B、该细胞是红细胞,吸收葡萄糖的方式是协助扩散,不需要消耗ATP,B错误;
C、据图分析,该细胞吸收氨基酸和葡萄糖的方式为主动运输,吸收钠离子的方式为协助扩散,吸收氧气的方式为自由扩散,即两种物质对应主动运输,两种物质对应被动运输,C正确;
D、氧气进入该细胞需穿过细胞膜,细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,D正确。
故答案为:B。
【分析】小分子、离子的跨膜运输方式(体现了膜的选择透过性)
方式 方向 载体 能量 离子
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗 H2O、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素
协助扩散 高→低 需要 不消耗 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低→高 需要 消耗 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐离子等
8.【答案】B
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】解:A、曲线a说明物质跨膜运输与细胞呼吸无关,不消耗能量;而曲线b说明物质跨膜运输与细胞呼吸有关,消耗能量,所以曲线a代表被动运输,曲线b代表主动运输,A正确;
B、曲线a代表的分子跨膜运输不消耗能量,属于被动运输,如果是协助扩散,则需要载体蛋白;如果是自由扩散,则不需要载体蛋白,B错误;
C、由于主动运输需要载体、消耗能量,所以曲线b转运速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限,C正确;
D、由于细胞膜的流动性与温度有关,所以温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的转运速率均有影响,D正确.
故选:B.
【分析】对于此类试题,考生应掌握物质跨膜运输的方式和特点.
名称 运输方向 载体 能量 实 例
自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需 水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等
协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不需 红细胞吸收葡萄糖
主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸,葡萄糖,K+,Na+等
9.【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】 图中曲线表示的不是一个植物细胞逐渐发生质壁分离的过程,而表示的是不同成熟植物细胞在不同浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离的情况。随着蔗糖溶液浓度的增大,发生质壁分离的细胞数量逐渐增多,说明不同的细胞有不同浓度的细胞液。 A、B、D错误;C正确;
故答案为:C。
【分析】质壁分离的原因:
(1)当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞将失水,原生质层和细胞壁都会收缩,但原生质层
伸缩性比细胞壁大,所以原生质层就会与细胞壁分开,发生“质壁分离”。
(2)反之,当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时,细胞将吸水,原生质层会慢慢恢复原来状态,使
细胞发生“质壁分离复原”。
(3)当质壁分离出现后,如果细胞长时间处于失水状态会因过度失水而死亡。
10.【答案】B
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】水分子的跨膜运输是自由扩散,属于被动运输.用完全培养液培养浸泡紫色洋葱,保持了外表皮细胞的生活状态(细胞液浓度为甲).用蔗糖溶液处理时, 由于外界溶液的浓度大于细胞液的浓度,使细胞失水导致质壁分离,细胞液浓度升高;发生质壁分离后立即放入蒸馏水中,因蒸馏水浓度小于细胞液浓度,导致质壁 分离复原,随着细胞吸水,细胞液浓度逐渐降低,逐渐恢复至甲;细胞接着吸收水分,细胞液浓度降低,此时外表皮细胞液浓度为乙,因此外表皮细胞液的浓度应为 甲浓度大于乙浓度.
故选:B.
【分析】渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧运输到高浓度一侧;条件是半透膜和浓度差.由于外界溶液浓度等于细胞液浓度,则细胞液浓度不变;当外表皮细胞放在浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中,细胞液浓度先增加,后减少.
11.【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】保证植物正常生存,对于植物的根部来说,需要正常的吸收水分和矿质离子,也就说根部细胞的细胞液浓度要高于土壤溶液的浓度,否则细胞会失水,不利于生长甚至死亡。由图示表格数据可知,在外界浓度为 0.15 mol·L-1 时,细胞不发生质壁分离,所以该浓度是适合植物生存的,A、B、C错误;D正确;
故答案为:D。
【分析】质壁分离的原因:
(1)当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞将失水,原生质层和细胞壁都会收缩,但原生质层伸缩性比细胞壁大,所以原生质层就会与细胞壁分开,发生“质壁分离”。
(2)反之,当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时,细胞将吸水,原生质层会慢慢恢复原来状态,使细胞发生“质壁分离复原”
12.【答案】C
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、主动运输需要耗能,根据细胞内ATP供能情况可知,甲侧为外侧,乙侧为内侧,A正确;
B、代表磷脂分子,b代表蛋白质,载体蛋白的运动,有利于协助扩散和主动运输的进行,B正确;
C、从图中可知,葡萄糖进入细胞需载体蛋白协助,水分子进入细胞的方式为自由扩散,C错误;
D、葡萄糖、Na+等物质的运输,均需载体蛋白的协助,因此用蛋白酶处理,会影响其运输,D正确。
故答案为:C。
【分析】小分子、离子的跨膜运输方式
方式 方向 载体 能量
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗
协助扩散 高→低 需要 不消耗
主动运输 低→高 需要 消耗
13.【答案】B
【知识点】细胞膜的功能
【解析】【解答】①胃黏膜上皮细胞的保护作用与糖蛋白有关,正确;②呼吸道上皮细胞的润滑作用与糖蛋白有关,正确; ③主动运输与细胞膜上的载体有关,与糖蛋白无关,错误;④红细胞膜上的血型决定与糖蛋白有关,由其所含凝集素有关,正确;⑤卵细胞膜表面对同物种精子的识别,与糖蛋白有关,正确; ⑥人体免疫细胞识别外来侵入物与糖蛋白有关,正确; ⑦对O2的运输属于自由扩散,与糖蛋白无关,错误;⑧使细胞与周围环境分开,对细胞内部物质起保护作用,与糖蛋白无关,错误。 所以正确的有①②④⑤⑥。A、C、D错误;B正确;
故答案为:B。
【分析】细胞膜的功能
(1)将细胞与外界环境分隔开,使细胞成为相对独立的系统,保障了细胞内部环境的相对稳定 。
(2)控制物质进出细胞。
①细胞需要的营养物质可以进入;
②细胞不需要的或有害的物质不容易进入;
③环境中的一些有害物质有可能进入;
④有些病毒、病菌也可能侵入;
⑤细胞将其产生的代谢废物排到细胞外;
⑥细胞产生的抗体、激素等物质分泌到细胞外;
⑦细胞内的核酸等重要物质不会流失到细胞外。
(3)进行细胞间的信息交流 。
14.【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、实验组 ①中用的是 0.3g/mL蔗糖溶液,细胞可以发生质壁分离,所以x为质壁分离,出现这种现象的原因是细胞壁伸缩性弱于原生质层,A正确;
B、实验组 ② 中用的是 0.5g/mL蔗糖溶液,在这个浓度下也会发生质壁分离,但是质壁分离后一段时间再加入清水,细胞无法复原,说明细胞在此浓度下失水过多导致死亡,B正确;
C、实验组 ③用的是1 mol/L的KNO3溶液,由于K+和NO3-能选择透过膜,故发生先质壁分离后自动复原现象,由于K+和NO3-进入细胞内,细胞液浓度增大,因此滴加清水后,体积稍增大,细胞液颜色会变浅,C正确;
D、实验组 ④ 用的是1mol/L醋酸溶液 ,此浓度会杀死细胞,不存在细胞吸水量,D错误;
故答案为:D。
【分析】(1)质壁分离:一般选用质量浓度为 0.3g/mL 的蔗糖溶液,因为试剂浓度影响细胞发生质壁分离的速度,试剂浓度越高发生质壁分离的速度越快,过高时细胞因过度失水而死亡。在 0.3g/mL 的蔗糖溶液中,细胞发生质壁分离和复原的速度较慢,便于观察变化过程,且短时间内对细胞的伤害较小。若用 5%蔗糖溶液做实验,能发生质壁分离但不能复原,因为细胞过度失水而死亡。若用尿素、乙二醇、NaCl 做实验会出现自动复原现象,因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
(2)观察时间:在试验中,当质壁分离出现后,观察时间不宜过长,因为细胞长时间处于失水状态
会因过度失水而死亡,影响质壁分离复原现象的观察。
15.【答案】C
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】 据图分析,实验的自变量是不喷硒、叶面喷硒和土壤施硒,因变量是水稻各部位的硒相对含量,叶面喷硒和土壤施硒都能提高水稻各部位的硒相对含量,而土壤施硒的根部、茎部、籽粒中硒相对含量更高。
A、硒是一种微量元素,植物根细胞吸收矿质元素的方式是主动运输,A正确;
B、硒蛋白的加工、修饰过程需要内质网和高尔基体的参与,B正确;
C、据图可知,土壤施硒比叶面喷硒对提高水稻籽粒中硒相对含量,而不能说明提高产量,C错误;
D、据图分析,与对照组比较,土壤施硒和叶面喷硒均有利于收获富含硒的水稻籽粒,D正确。
故答案为:C。
【分析】植物对矿质元素的吸收和运输:
根尖(根毛区)是根吸收矿质元素的主要部位。
吸收动力:主动运输,消耗细胞代谢产生 ATP。
吸收过程:溶解于水中,通过根尖主动运输吸收。
运输过程:在植物体内以离子态随水分再经导管运输到达各组织器官被利用。
16.【答案】D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、根据柱形图可知,水稻对多种离子都有吸收,这是由于这些无机盐对细胞和生物体的生命活动有重要作用,A正确;
B、离子的吸收方式为主动运输,该运输方式需要载体蛋白的协助,因此水稻对不同离子吸收量有差异,可能与细胞膜上相应载体的数量有关,B正确;
C、无机盐的吸收方式是主动运输,需要细胞呼吸为其提供能量,温度可影响呼吸酶的活性,故温度可能是通过影响根部的呼吸速率,从而影响了根部对无机盐的主动运输,C正确;
D、由柱形图可知,高温和低温都会影响根部对无机盐的吸收,其中对钾和硅酸的吸收比率明显降低,所以高温和低温对钾和硅酸的吸收影响最大,D错误
故答案为:D。
【分析】(1)温度影响运输速率的根本原因是:温度可影响有关酶的活性和生物膜的流动性,因而影响物质运输速率。低温会使物质跨膜运输速率下降。
(2)主动运输的特点:
①逆浓度梯度运输;
②需载体蛋白的协助;
③需消耗细胞呼吸产生的能量。
17.【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、与白色花瓣相比,采用红色花瓣的液泡是呈现红色,更有利于植物细胞质壁分离实验现象的观察,A正确;
B、观察DNA和RNA在细胞中的分布实验,不一定要用0.9%NaCl溶液来制作临时装片,
C、紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定都相同,用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同,C正确;
D、黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色,叶绿体的存在使原生质层呈绿色,有利于实验现象的观察,D错误。
故答案为:D。
【分析】观察质壁分离的实验成功的关键是实验材料的选择,必须选择有大液泡并有颜色的活植物细胞,因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性,否则,不会出现质壁分离,并且便于在显微镜下观察。新鲜紫色洋葱鳞茎外表皮是进行此项实验的较理想材料。它既容易被剥离而制成临时装片,又很容易在显微镜下观察。
18.【答案】A
【知识点】被动运输
【解析】【解答】A、蔗糖分子通过胞间连丝进行运输,水解后形成单糖,通过单糖转运载体顺浓度梯度运输,速度加快,A正确;
B、筛管中的单糖借助单糖转运载体的协助、顺浓度梯度转运至薄壁细胞,其方式为协助扩散,B正确;
C、图中蔗糖运输不消耗能量,单糖顺浓度梯度运输也不消耗能量,因此ATP生成抑制剂不会直接抑制图中蔗糖的运输,C正确;
D、蔗糖属于二糖,不能通过单糖转运载体转运至薄壁细胞,D错误。
故答案为:A。
【分析】小分子、离子的跨膜运输方式
方式 方向 载体 能量
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗
协助扩散 高→低 需要 不消耗
主动运输 低→高 需要 消耗
19.【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】据图分析,甲、乙在质量浓度为0.3g/mL蔗糖溶液中,随着时间的延长,失水量逐渐增加最后趋于稳定,因此相关细胞的原生质层都会有一定程度的收缩,A正确;据图分析可知,甲的失水量大于乙,说明甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度,B正确;4min时,细胞仍然在失水,说明细胞液的渗透压小于外界溶液的渗透压,C正确;水分通过细胞膜的方式是自由扩散,不需要消耗能量,D错误。
【分析】植物细胞有细胞壁,成熟的植物细胞有液泡,细胞膜和液泡膜以及之间的细胞质称作原生质层。有大液泡(成熟)的活的植物细胞,才能发生质壁分离;动物细胞、无大液泡的或死的植物细胞不能发生质壁分离。植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而吸水,发生质壁分离的细胞会发生质壁分离复原。
20.【答案】A
【知识点】被动运输
【解析】【解答】对细胞施予呼吸抑制剂后,不影响该物质的吸收速率,说明不消耗能量,但当物质在细胞外达到一定浓度时,吸收速率不再增加,说明受载体数量的限制,应是协助扩散,细胞吸收O2是自由扩散,与这种物质进入该细胞的方式不同,A错误;协助扩散运输不消耗ATP,与ATP的水解无直接关系,B正确;协助扩散需要载体才能进入细胞,不能直接穿过细胞膜上的磷脂分子间隙,C正确;协助扩散需要载体,而载体的化学本质是蛋白质,在核糖体上合成,则该细胞对这种物质的吸收速率与核糖体的功能有关,D正确。
故答案为:A
【分析】1、物质跨膜运输的方式:(1)被动运输:物质进出细胞是顺浓度梯度的扩散,叫做被动运输,包括自由扩散和协助扩散。
自由扩散:物质通过简单的扩散进出细胞的方式,物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧,如:O2。
协助扩散:进出细胞的物质借助载蛋白从高浓度一侧运输到低浓度一侧,不消耗能量。如,葡萄糖进入红细胞的方式。
(2)主动运输:有能量消耗,并且需要有载体的帮助进出细胞的方式,如离子进出细胞。
2、分析题意与题图可知,该物质的运输不受呼吸抑制剂的影响,可见是被动运输,再者随着该物质浓度上升,运输速度达到饱和,可见这种物质的运输还和载体蛋白有关,属于协助扩散。
21.【答案】C
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】据图分析,曲线的纵坐标表示细胞液浓度与外界溶液浓度的比值,开始细胞液浓度小于细胞外液,后来细胞液浓度高于细胞外液,说明细胞先失水后自动吸水
A、由图示可知,t1后细胞主动吸水,说明后来某些物质进入了细胞液导致细胞液浓度高于细胞外液,说明外界溶液可能存在多种不同的溶质分子,A正确;
B、开始时由于细胞外液浓度高于细胞液,水分可以自由的通过原生质层,而有些物质不能,所以细胞失水比值升高,B正确;
C、图中P是细胞液浓度与外界溶液浓度的比值,因此只能说明该比值在t2时刻是t0时刻的10倍,C错误;
D、细胞在t1时刻吸水,说明物质在此之前就开始进入细胞内了,D正确。
故答案为:C。
【分析】质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的,结果是双向水分子运动的差别所导致的。质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液,因细胞壁是全透性且有水分子通过原生质层渗出来。若用尿素、乙二醇、NaCl 做实验会出现自动复原现象,因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
22.【答案】D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】据图分析:主动运输和被动运输区别在于主动运输需要消耗ATP,被动运输部不需要;主动运输一般从低浓度到高浓度,被动运输都是从高浓度到低浓度。肾小管腔氨基酸进入上皮细胞为从低浓度到高浓度,为主动运输。肾小管腔Na+进入上皮细胞顺着浓度梯度,为被动运输。上皮细胞中氨基酸进入组织液也是顺着浓度梯度,为被动运输,D正确。故答案为:D。
【分析】自由扩散、协助扩散和主动运输的区别如下:
自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向 顺浓度梯度 高浓度→低浓度 顺浓度梯度 高浓度→低浓度 逆浓度梯度 低浓度→高浓度
载体 不需要 需要 需要
能量 不消耗 不消耗 消耗
举例 O2、CO2、H2O、N2 甘油、乙醇、苯、尿素 葡萄糖进入红细胞 Na+、K+、Ca2+等离子; 小肠吸收葡萄糖、氨基酸
23.【答案】A
【知识点】主动运输
【解析】【解答】A、由图可知,一段时间后,萝卜培养液中Mg2+浓度明显下降,可见萝卜吸收Mg2+的相对速度快于吸收水的相对速度,A错误;
B、甜菜对SiO44-的吸收明显多于Mg2+,说明甜菜运输SiO44-的载体数多于Mg2+,B正确
C、植物吸收矿质元素的方式是主动运输,需要消耗能量,C错误;
D、甜菜和萝卜对两种离子的吸收速率明显不同,可见萝卜和甜菜对离子吸收都有选择性,D正确;
故答案为:A。
【分析】 (1)细胞膜具有选择透过性,这一特性主要与膜上的蛋白质分子有关。
(2)植物对矿质元素的吸收和运输
根尖(根毛区)是根吸收矿质元素的主要部位。
吸收动力:主动运输,消耗细胞代谢产生 ATP。
吸收过程:溶解于水中,通过根尖主动运输吸收。
运输过程:在植物体内以离子态随水分再经导管运输到达各组织器官被利用。
24.【答案】B
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】分析图示, 细胞膜的外表面具有糖蛋白,因此可以确定上侧为膜外 ,可知①是运出细胞 、②是协助扩散 、 ③自由扩散、 ④主动运输。葡萄糖进入红细胞属于协助扩散,对于图示中的②,A、C、D错误;B正确;
故答案为:B。
【分析】小分子、离子的跨膜运输方式
方式 方向 载体 能量
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗
协助扩散 高→低 需要 不消耗
主动运输 低→高 需要 消耗
25.【答案】A
【知识点】渗透作用;被动运输
【解析】【解答】A、根细胞的渗透吸水方式的方式是自由扩散,不需要载体和能量,A正确;
B、将一滴红墨水滴入清水中,发现水变红了,说明液体分子之间可以发生扩散现象,不属于自由扩散,B错误;
C、枯死的枝条原生质层失去选择透过性,不能发生渗透作用,C错误;
D、葡萄糖顺浓度梯度进入红细胞属于协助扩散,D错误;
故答案为:A。
【分析】 (1)渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧运输到高浓度一侧;条件是半透膜和浓度差。
(2)小分子、离子的跨膜运输方式
方式 方向 载体 能量
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗
协助扩散 高→低 需要 不消耗
主动运输 低→高 需要 消耗
26.【答案】(1)S1>S2
(2)原生质层;原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能
(3)X;标号;蒸馏水;质壁分离
(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原
【知识点】质壁分离和复原;渗透作用
【解析】【解答】(1)图中由于漏斗内的溶液浓度高,因此烧杯中的水分子或通过渗透作用进入漏斗,使漏斗内液面升高,渗透平衡时, Δh 会产生压力与漏斗内因溶液浓度差产生的压力的大小相等,渗透平衡时,两种溶液的浓度是 S1>S2 。
(2) 图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的原生质体,两者在物质透过功能上的差异是:原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能 。
(3) 为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
实验材料:紫色洋葱。
实验器具:如上图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等。
实验试剂:蒸馏水,0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。
部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致。由于蔗糖溶液中的蔗糖分子无法透过半透膜,只有水分子可以通过半透膜,所以在渗透平衡时出现液面差;KNO3溶液里的离子和水都可以通过半透膜,所以在渗透平衡时出现液面差的装置有X。
②选两片洁净的载玻片,标号,在载玻片中央分别滴加蒸馏水,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,
由于洋葱鳞片叶外表皮细胞的内外存在浓度差,所以两者都能出现质壁分离。
(4)由于K+和NO3-离子也能透过细胞膜,所以上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是,KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原。
【分析】(1)渗透装置的原理
从微观来看半透膜两侧情况,半透膜外水分子在不断向内扩散,同时,半透膜内的水分子也在不断向外扩散,由于蔗糖分子无法扩散到半透膜外,因此单位时间内水分子穿过半透膜向内的数量多于向外的数量,漏斗中水逐渐增多,漏斗中液面上升。随着液面的上升,漏斗中水柱的升高,对半透膜内侧的压强越来越大,单位时间内水分子向外扩散数目的逐渐增加,当单位时间内水分子向内、向外扩散的相对速率相等时,漏斗中的液面就不再上升了。此时半透膜处水分子向内和向外扩散处于的动态平衡状态。
(2)植物细胞的吸水与失水
成熟植物细胞具有原生质层,由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成,相当于一层半透膜;同时植物细胞的细胞壁具有全透性;原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩性。
①当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水膨胀。
②当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,此时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的皱缩,但是由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,持续失水将逐渐发生质壁分离;当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水,持续吸水将逐渐发生质壁分离复原。
③当外界溶液浓度等于细胞液浓度时,水分进出平衡。
(3)质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的,结果是双向水分子运动的差别所导致的。质
壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液,因细胞壁是全透性且有水分子通过原
生质层渗出来。若用尿素、乙二醇、NaCl 做实验会出现自动复原现象,因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
27.【答案】(1)糖被
(2)a;N
(3)载体和能量
(4)b、M
(5)流动性
(6)10
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的结构特点;细胞膜的功能;物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】(1)若图甲表示的是细胞膜,则在膜外侧还应该有的结构是糖被。
(2)若图甲表示人体成熟红细胞膜 ,葡萄糖进入红细胞是通过协助扩散,对应图示中的a,由于红细胞膜上的蛋白载体的数量有限,葡萄糖的运输速度不是无限上升的,所以葡萄糖的运输方式符合图乙中的N。
(3)由丙图可知, 物质的运输方向可以是低浓度到高浓度,所以图丙表示主动运输,主动运输需要能量和载体。
(4)维生素D属于脂质,小肠上皮细胞的细胞膜的成分由磷脂,根据“相似相容”的元素,维生素D进入小肠上皮细胞是自由扩散,自由扩散与浓度有关,不需要能量和载体,所以分别对应图甲中的b和图乙中的M。
(5)与生物膜的选择透过性相适应的结构特点是流动性。
(6)葡萄糖经小肠粘膜上皮进入毛细血管中的红细胞要经过小肠绒毛上皮细胞和毛细血管壁,毛细血管壁由一层上皮细胞构成,因此葡萄糖进入细胞需要穿过3个细胞,5层生物膜,又由于生物膜的基本骨架是磷脂双分子层,因此葡萄糖经小肠粘膜上皮进入红细胞,需透过的磷脂分子层数至少是10层。
【分析】(1)小分子、离子的跨膜运输方式
方式 方向 载体 能量
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗
协助扩散 高→低 需要 不消耗
主动运输 低→高 需要 消耗
(2)细胞膜(生物膜)的基本支架磷脂双分子层,细胞膜上的蛋白质分子,有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,这说明在磷脂双分子层中的分布是不对称的。只分布于细胞膜的外表是糖蛋白,又叫糖被,是由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成,由此可知图中甲侧是细胞的外侧。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能,如具有保护、润滑、识别等功能。
(3)细胞膜的结构特点:具有一定的流动性,是因为构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是运动的。
28.【答案】(1)质壁分离;细胞液;蔗糖溶液
(2)11、13、12;4、5、6;高
(3)外界溶液浓度比细胞液溶液浓度高
(4)原生质层相当于半透膜,原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性
(5)细胞由于失水过多而死亡
(6)水分子;原生质层;渗透吸水
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】(1)由图示可知,B细胞处于质壁分离状态,⑦”处溶液位于液泡中,是细胞液;“⑧”处溶液处于细胞壁和原生质层之间,是渗透通过细胞的蔗糖溶液。
(2)原生质层,由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成,相当于一层半透膜,所以图B中对应的原生质层对应13—细胞膜,12—细胞质,11—液泡膜。 从图A状态到图B状态的变化是因为细胞外溶液浓度高于细胞内液的浓度,细胞失水造成的,所以图A细胞外蔗糖溶液的浓度要高于“①”处溶液浓度。
(3)发生质壁分离的外因是:外界溶液浓度比细胞液溶液浓度高 。
(4)发生质壁分离的结构基础是:原生质层相当于半透膜,原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性
(5) 将发生了质壁分离的细胞置于清水中,如果不能复原,可以说明细胞由于失水过多而死亡。
(6)质壁分离和复原的实验说明:当植物细胞与外界溶液接触时, 水分子可以通过原生质层与外界环境的溶液发生渗透作用。成熟的植物细胞在低渗溶液中可以进行渗透吸水。
【分析】(1)植物细胞的吸水与失水
成熟植物细胞具有原生质层,由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成,相当于一层半透膜;同时植物细胞的细胞壁具有全透性;原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩性。
①当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水膨胀。
②当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,此时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的皱缩,但是由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,持续失水将逐渐发生质壁分离;当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水,持续吸水将逐渐发生质壁分离复原。
③当外界溶液浓度等于细胞液浓度时,水分进出平衡。
(2)质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的,结果是双向水分子运动的差别所导致的。质
壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液,因细胞壁是全透性且有水分子通过原
生质层渗出来。若用尿素、乙二醇、NaCl 做实验会出现自动复原现象,因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
29.【答案】(1)磷脂蛋白质;外
(2)b;自由扩散;a;主动运输
(3)内外两层膜和核膜上具有核孔;糖蛋白
(4)S/2
(5)选择透过性;主动运输
(6)流动
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的结构特点;生物膜的功能特性;被动运输;主动运输
【解析】【解答】分析图示可知,a和e是主动运输,b是自由扩散,c是协助扩散,A是蛋白质,B是磷脂双分子层,D是糖类
(1)细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,在膜的外侧还有少量糖类。
(2)图中代表细胞外的O2进入细胞的方式是自由扩散,即图示中的b,葡萄糖和氨基酸等物质进入小肠绒毛上皮细胞细胞的方式是主动运输,即图示中的a。
(3)比较细胞膜与细胞核膜结构不同点,核膜具有内外两层膜和核膜上具有核孔两个不同点;而细胞膜表面由糖蛋白,与细胞膜的识别作用相适应。
(4) 以红细胞为实验材料,用丙酮提取红细胞的细胞膜的磷脂 ,细胞膜的骨架是磷脂双分子层,而且由于红细胞中没有细胞核和细胞器等,所以将红细胞完全展开, 测定完全展开的磷脂所得的面积为S,则红细胞膜的表面积是S/2。
(5)已知木糖比氨基酸的分子质量小得多,两者都溶于水。在动物消化道中,小肠绒毛吸收大量的氨基酸,却很难吸收木糖,这个事实说明细胞膜具有选择透过性。细胞膜具有这种功能,主要与主动运输有关,因为这种运输方式能够保证细胞按照生命活动的需要控制物质进出细胞。
(6) 细胞的胞吞和胞吐作用,说明细胞膜的结构具有流动性。
【分析】(1)细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,另外还有少量的糖类 。脂质中最丰富的是磷脂 。
(2)细胞膜(生物膜)的基本支架磷脂双分子层,细胞膜上的蛋白质分子,有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,这说明在磷脂双分子层中的分布是不对称的。只分布于细胞膜的外表是糖蛋白,又叫糖被,是由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成,由此可知图中甲侧是细胞的外侧。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能,如具有保护、润滑、识别等功能。
(3)细胞膜的结构特点:具有一定的流动性,是因为构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是运动的。
(4)细胞膜的功能特点:具有选择透过性,这一特性主要与膜上的蛋白质分子有关。
(5)小分子、离子的跨膜运输方式
方式 方向 载体 能量
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗
协助扩散 高→低 需要 不消耗
主动运输 低→高 需要 消耗
(6)大分子、颗粒性物质的非跨膜运输方式(体现了膜的流动性)
①胞吞:细胞外→细胞内,消耗能量,如白细胞吞噬病菌、变形虫摄食等。
②胞吐:细胞内→细胞外,消耗能量,如消化酶、抗体、蛋白质类激素等分泌蛋白的分泌。
30.【答案】(1)S1>S2
(2)原生质层;原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能
(3)X;标号;蒸馏水;质壁分离
(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原
【知识点】质壁分离和复原;渗透作用
【解析】【解答】(1)图中由于漏斗内的溶液浓度高,因此烧杯中的水分子或通过渗透作用进入漏斗,使漏斗内液面升高,渗透平衡时, Δh 会产生压力与漏斗内因溶液浓度差产生的压力的大小相等,渗透平衡时,两种溶液的浓度是 S1>S2 。
(2) 图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的原生质体,两者在物质透过功能上的差异是:原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能 。
(3) 为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
实验材料:紫色洋葱。
实验器具:如上图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等。
实验试剂:蒸馏水,0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。
部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致。由于蔗糖溶液中的蔗糖分子无法透过半透膜,只有水分子可以通过半透膜,所以在渗透平衡时出现液面差;KNO3溶液里的离子和水都可以通过半透膜,所以在渗透平衡时出现液面差的装置有X。
②选两片洁净的载玻片,标号,在载玻片中央分别滴加蒸馏水,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,
由于洋葱鳞片叶外表皮细胞的内外存在浓度差,所以两者都能出现质壁分离。
(4)由于K+和NO3-离子也能透过细胞膜,所以上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是,KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原。
【分析】(1)渗透装置的原理
从微观来看半透膜两侧情况,半透膜外水分子在不断向内扩散,同时,半透膜内的水分子也在不断向外扩散,由于蔗糖分子无法扩散到半透膜外,因此单位时间内水分子穿过半透膜向内的数量多于向外的数量,漏斗中水逐渐增多,漏斗中液面上升。随着液面的上升,漏斗中水柱的升高,对半透膜内侧的压强越来越大,单位时间内水分子向外扩散数目的逐渐增加,当单位时间内水分子向内、向外扩散的相对速率相等时,漏斗中的液面就不再上升了。此时半透膜处水分子向内和向外扩散处于的动态平衡状态。
(2)植物细胞的吸水与失水
成熟植物细胞具有原生质层,由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成,相当于一层半透膜;同时植物细胞的细胞壁具有全透性;原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩性。
①当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水膨胀。
②当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,此时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的皱缩,但是由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,持续失水将逐渐发生质壁分离;当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水,持续吸水将逐渐发生质壁分离复原。
③当外界溶液浓度等于细胞液浓度时,水分进出平衡。
(3)质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的,结果是双向水分子运动的差别所导致的。质
壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液,因细胞壁是全透性且有水分子通过原
生质层渗出来。若用尿素、乙二醇、NaCl 做实验会出现自动复原现象,因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
1 / 12023-2024学年高中生物学人教版(2019)必修一第4章细胞的物质输入和输出 单元测试卷
一、选择题(每题2分,共50分)
1.如图为渗透作用实验,开始时如图(一),A代表清水,B、C代表蔗糖溶液,过一段时间后结果如图(二),漏斗管内液面不再变化,H1、H2表示漏斗管内液面与清水的液面差。下列说法中错误的是( )
A.图(二)中B的浓度等于C的浓度
B.图(一)中B的浓度大于C的浓度
C.图(一)A中水分子扩散到B的速度大于A中水分子扩散到C的速度
D.图(二)A中水分子扩散到B的速度等于B中水分子扩散到A的速度
【答案】A
【知识点】渗透作用
【解析】【解答】 根据实验结果可知,漏斗内液面上升的高度H1>H2,说明B与清水的浓度差高于C与清水的浓度差,即B的浓度高于C的浓度,且A中水分子扩散到B的速度大于A中水分子扩散到C的速度,当达到平衡后,速度相等,故A错,B、C、D正确。 故答案为:A。
【分析】渗透装置的原理
从微观来看半透膜两侧情况,半透膜外水分子在不断向内扩散,同时,半透膜内的水分子也在不断向外扩散,由于蔗糖分子无法扩散到半透膜外,因此单位时间内水分子穿过半透膜向内的数量多于向外的数量,漏斗中水逐渐增多,漏斗中液面上升。随着液面的上升,漏斗中水柱的升高,对半透膜内侧的压强越来越大,单位时间内水分子向外扩散数目的逐渐增加,当单位时间内水分子向内、向外扩散的相对速率相等时,漏斗中的液面就不再上升了。此时半透膜处水分子向内和向外扩散处于的动态平衡状态。
2.如图不能表示下列哪项生理过程( )
A.唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶 B.CO2由细胞内排出到细胞外
C.胰岛细胞分泌胰岛素 D.免疫细胞分泌抗体
【答案】B
【知识点】胞吞、胞吐的过程和意义
【解析】【解答】由图示可知,该运输过程属于胞吐的过程。
A、唾液淀粉酶属于分泌蛋白,所以唾液腺细胞分泌唾液淀粉酶属于胞吐的过程,A正确;
B、CO2由细胞内排出到细胞外的过程属于自由扩散的过程,B错误;
C、胰岛素是分泌蛋白,所以胰岛细胞分泌胰岛素属于胞吐的过程,C正确;
D、抗体也属于分泌蛋白, 所以免疫细胞分泌抗体 ,D正确;
故答案为:B。
【分析】大分子、颗粒性物质的非跨膜运输方式(体现了膜的流动性)
(1)胞吞:细胞外→细胞内,消耗能量,如白细胞吞噬病菌、变形虫摄食等。
(2)胞吐:细胞内→细胞外,消耗能量,如消化酶、抗体、蛋白质类激素等分泌蛋白的分泌。
3.如图所示小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的转运(每种物质转运的方向由箭头表示,黑点的数量代表每种物质的浓度),下列叙述正确的是( )
A.a物质可能是氧气,b物质可能是葡萄糖
B.a物质可能是水,b物质可能是甘油
C.a物质可能是胆固醇,b物质可能是氧气
D.a物质可能是葡萄糖,b物质可能是氨基酸
【答案】A
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】分析图示可知,甲图示自由扩散,乙图是主动运输
A、氧气通过自由扩散进入小肠绒毛上皮细胞 ,小肠吸收葡萄糖的过程属于主动运输,A正确;
B、水可以通过自由扩散进入小肠绒毛上皮细胞 ,甘油是通过自由扩散进入小肠绒毛上皮细胞,B错误;
C、胆固醇和氧气都是通过自由扩散进入小肠绒毛上皮细胞,C错误;
D、小肠吸收葡萄糖的过程属于主动运输,D错误;
故答案为:A。
【分析】小分子、离子的跨膜运输方式(体现了膜的选择透过性)
方式 方向 载体 能量 离子
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗 H2O、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素
协助扩散 高→低 需要 不消耗 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低→高 需要 消耗 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐
4.(2017高一下·吉安期中)图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异.其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是( )
A.Na+ B.K+ C.胰岛素 D.CO2
【答案】B
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】解:A、图甲中Na+运输方式属于主动运输,但细胞外的浓度高于细胞内,与图乙不符,A错误;
B、K+离子是细胞外的浓度低于细胞内,从膜外运输到膜内,属于逆浓度运输,符合乙图,B正确;
C、胰岛素属于分泌蛋白,运输方式属于胞吐,需要能量,不需要载体,C错误;
D、二氧化碳的运输方式属于自由扩散,不需要载体和能量,D错误.
故选:B.
【分析】据图甲分析,Na+离子细胞外的浓度高于细胞内,K+离子是细胞外的浓度低于细胞内,胰岛素存在于细胞外,二氧化碳是细胞内浓度高于细胞外.根据乙图分析,糖蛋白能进行细胞识别,分布在细胞膜外;图乙所示物质运输方向是从膜外运输到膜内,特点从低浓度运输到高浓度,需要载体和且耗ATP,属于主动运输.
5.小肠绒毛上皮细胞膜上存在着两种运输葡萄糖的载体SGLT1(主动运输的载体)和GLUT2(协助扩散的载体)。研究人员根据不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制如图所示曲线,下列说法中不正确的是( )
A.葡萄糖浓度极低时只通过主动运输吸收
B.该实验可以探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式
C.小肠绒毛细胞对葡萄糖的两种运输方式可同时进行
D.在较高浓度下,细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率
【答案】D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】 A、分析题图曲线可知,葡萄糖浓度极低时GLUT2运输速率为0,所以此时只通过主动运输吸收,A正确;
B、分析题图可知,不同浓度葡萄糖条件下,SGLT1和GLUT2的运输速率不同,所以该实验可以探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式,B正确;
C、由题图可知,在一定浓度葡萄糖条件下,小肠绒毛细胞对葡萄糖的吸收既有协助扩散也有主动运输,C正确;
D、在较高浓度下,GLUT2的运输速率较大,所以细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率,D错误;
故答案为:D。
【分析】小分子、离子的跨膜运输方式(体现了膜的选择透过性)
方式 方向 载体 能量 离子
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗 H2O、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素
协助扩散 高→低 需要 不消耗 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低→高 需要 消耗 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐离子等
6.下图表示植物细胞渗透作用图解,下列说法中错误的是( )
A.成熟的植物细胞发生渗透作用的主要原因是原生质层相当于一层半透膜
B.不成熟的植物细胞,如根尖分生区细胞,不能发生渗透吸水或失水
C.当溶液浓度甲>乙时,成熟的植物细胞会因渗透失水而发生质壁分离现象
D.当溶液浓度甲=乙时,细胞处于渗透平衡状态,但仍有水分子由甲→乙
【答案】B
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、原生质层(细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质)相当于半透膜,A正确;
B、不成熟的植物细胞,细胞膜相当于半透膜,与外界溶液存在浓度差时,也能发生渗透吸水或失水,故B错误;
C、渗透作用水分的运输方向是低浓度运输到高浓度,当外界溶液浓度甲>乙时,成熟植物细胞发生渗透失水,而原生质层的伸缩性大于细胞壁,发生质壁分离,当溶液浓度乙>甲时,细胞发生渗透吸水,故C正确;
D、当溶液浓度甲=乙时,水分子在两种溶液间扩散的速率相等,即处于渗透平衡状态 只是不能通过现象表现出来,故D正确
故答案为:B。
【分析】(1)质壁分离:
细胞液浓度<外界溶液浓度,细胞→失水→质壁分离;
细胞液浓度>外界溶液浓度,细胞→吸水→质壁分离复原。
(2)质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的,结果是双向水分子运动的差别所导致的。质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液,因细胞壁是全透性且有水分子通过原生质层渗出来。
7.如图所示为某细胞吸收4种不同物质的对比图,其中细胞膜上的“●、◆”为载体蛋白。据图分析,下列相关叙述不正确的是( )
A.图中氨基酸和钠离子共用一种载体蛋白
B.若该细胞是红细胞,吸收葡萄糖时消耗的ATP主要来自有氧呼吸
C.图中两种物质对应主动运输,两种物质对应被动运输
D.氧气进入该细胞需穿过两层磷脂分子
【答案】B
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、从图中信息可知,转运不同物质的载体蛋白可能相同,如运输氨基酸和钠离子的载体相同,A正确;
B、该细胞是红细胞,吸收葡萄糖的方式是协助扩散,不需要消耗ATP,B错误;
C、据图分析,该细胞吸收氨基酸和葡萄糖的方式为主动运输,吸收钠离子的方式为协助扩散,吸收氧气的方式为自由扩散,即两种物质对应主动运输,两种物质对应被动运输,C正确;
D、氧气进入该细胞需穿过细胞膜,细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,D正确。
故答案为:B。
【分析】小分子、离子的跨膜运输方式(体现了膜的选择透过性)
方式 方向 载体 能量 离子
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗 H2O、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素
协助扩散 高→低 需要 不消耗 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低→高 需要 消耗 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐离子等
8.(2016高一上·定州期中)图中曲线a、b表示分子跨膜运输速率与O2浓度的关系,下列分析不正确的是( )
A.曲线a代表被动运输,曲线b代表主动运输
B.曲线a代表的分子跨膜运输一定不需要载体蛋白
C.曲线b转运速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限
D.温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的转运速率均有影响
【答案】B
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】解:A、曲线a说明物质跨膜运输与细胞呼吸无关,不消耗能量;而曲线b说明物质跨膜运输与细胞呼吸有关,消耗能量,所以曲线a代表被动运输,曲线b代表主动运输,A正确;
B、曲线a代表的分子跨膜运输不消耗能量,属于被动运输,如果是协助扩散,则需要载体蛋白;如果是自由扩散,则不需要载体蛋白,B错误;
C、由于主动运输需要载体、消耗能量,所以曲线b转运速率达到饱和的原因是细胞膜上载体蛋白数量有限,C正确;
D、由于细胞膜的流动性与温度有关,所以温度可影响生物膜的流动性从而对曲线a、b的转运速率均有影响,D正确.
故选:B.
【分析】对于此类试题,考生应掌握物质跨膜运输的方式和特点.
名称 运输方向 载体 能量 实 例
自由扩散 高浓度→低浓度 不需 不需 水,CO2,O2,甘油,苯、酒精等
协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不需 红细胞吸收葡萄糖
主动运输 低浓度→高浓度 需要 需要 小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸,葡萄糖,K+,Na+等
9.下图表示多种植物成熟细胞在不同浓度的蔗糖溶液内质壁分离的百分比,图中曲线表明这些植物细胞( )
A.细胞液浓度>蔗糖溶液浓度 B.细胞液浓度<蔗糖溶液浓度
C.有不同浓度的细胞液 D.细胞膜有不同的选择透过性
【答案】C
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】 图中曲线表示的不是一个植物细胞逐渐发生质壁分离的过程,而表示的是不同成熟植物细胞在不同浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离的情况。随着蔗糖溶液浓度的增大,发生质壁分离的细胞数量逐渐增多,说明不同的细胞有不同浓度的细胞液。 A、B、D错误;C正确;
故答案为:C。
【分析】质壁分离的原因:
(1)当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞将失水,原生质层和细胞壁都会收缩,但原生质层
伸缩性比细胞壁大,所以原生质层就会与细胞壁分开,发生“质壁分离”。
(2)反之,当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时,细胞将吸水,原生质层会慢慢恢复原来状态,使
细胞发生“质壁分离复原”。
(3)当质壁分离出现后,如果细胞长时间处于失水状态会因过度失水而死亡。
10.(2015高一上·包头期末)将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间,撕取外表皮,先用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理,细胞发生质壁分离后,立即将外表皮放入蒸馏水中,直到细胞中的水分不再增加.若在该实验过程中,蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲,细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度为乙,则甲、乙的关系,以及实验过程中水分进出细胞的方式为( )
A.甲<乙,被动运输 B.甲>乙,被动运输
C.甲>乙,主动运输 D.甲=乙,主动运输
【答案】B
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】水分子的跨膜运输是自由扩散,属于被动运输.用完全培养液培养浸泡紫色洋葱,保持了外表皮细胞的生活状态(细胞液浓度为甲).用蔗糖溶液处理时, 由于外界溶液的浓度大于细胞液的浓度,使细胞失水导致质壁分离,细胞液浓度升高;发生质壁分离后立即放入蒸馏水中,因蒸馏水浓度小于细胞液浓度,导致质壁 分离复原,随着细胞吸水,细胞液浓度逐渐降低,逐渐恢复至甲;细胞接着吸收水分,细胞液浓度降低,此时外表皮细胞液浓度为乙,因此外表皮细胞液的浓度应为 甲浓度大于乙浓度.
故选:B.
【分析】渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧运输到高浓度一侧;条件是半透膜和浓度差.由于外界溶液浓度等于细胞液浓度,则细胞液浓度不变;当外表皮细胞放在浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中,细胞液浓度先增加,后减少.
11.为研究植物a能不能移植到b地生长,某生物研究性学习小组设计了一个测定植物a细胞液浓度的实验方案,实验结果如下表。为保证植物a正常生存,b地土壤溶液的浓度应( )
外界溶液浓度(mol·L-1) 0.15 0.2 0.25 0.3
植物a细胞质壁分离情况 不分离 刚分离 显著 显著
A.≥0.3 B.≤0.2 C.≥0.2 D.≤0.15
【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】保证植物正常生存,对于植物的根部来说,需要正常的吸收水分和矿质离子,也就说根部细胞的细胞液浓度要高于土壤溶液的浓度,否则细胞会失水,不利于生长甚至死亡。由图示表格数据可知,在外界浓度为 0.15 mol·L-1 时,细胞不发生质壁分离,所以该浓度是适合植物生存的,A、B、C错误;D正确;
故答案为:D。
【分析】质壁分离的原因:
(1)当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞将失水,原生质层和细胞壁都会收缩,但原生质层伸缩性比细胞壁大,所以原生质层就会与细胞壁分开,发生“质壁分离”。
(2)反之,当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时,细胞将吸水,原生质层会慢慢恢复原来状态,使细胞发生“质壁分离复原”
12.右图为动物细胞的细胞膜转运部分物质的示意图,下列分析不正确的是( )
A.根据乙侧耗能的情况可知,甲侧为细胞外,乙侧为细胞内
B.图中a和b不是静止的,其运动的特性有利于物质的跨膜运输
C.图示中葡萄糖的跨膜运输方式与细胞吸收水分的方式相同
D.用胰蛋白酶处理细胞膜,会影响葡萄糖、Na+等物质的运输
【答案】C
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、主动运输需要耗能,根据细胞内ATP供能情况可知,甲侧为外侧,乙侧为内侧,A正确;
B、代表磷脂分子,b代表蛋白质,载体蛋白的运动,有利于协助扩散和主动运输的进行,B正确;
C、从图中可知,葡萄糖进入细胞需载体蛋白协助,水分子进入细胞的方式为自由扩散,C错误;
D、葡萄糖、Na+等物质的运输,均需载体蛋白的协助,因此用蛋白酶处理,会影响其运输,D正确。
故答案为:C。
【分析】小分子、离子的跨膜运输方式
方式 方向 载体 能量
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗
协助扩散 高→低 需要 不消耗
主动运输 低→高 需要 消耗
13.细胞膜的外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的糖蛋白,叫做糖被。它在细胞的生命活动中具有重要的功能。下列各种生理功能的完成,与其有密切关系的是( )
①胃黏膜上皮细胞的保护作用
②呼吸道上皮细胞的润滑作用
③主动运输
④红细胞膜上的血型决定
⑤卵细胞膜表面对同物种精子的识别
⑥人体免疫细胞识别外来侵人物⑦对O2的运输 ⑧使细胞与周围环境分开
A.③⑤⑥⑦⑧ B.①②④⑤⑥ C.①③⑤⑦⑧ D.①②⑤⑥⑧
【答案】B
【知识点】细胞膜的功能
【解析】【解答】①胃黏膜上皮细胞的保护作用与糖蛋白有关,正确;②呼吸道上皮细胞的润滑作用与糖蛋白有关,正确; ③主动运输与细胞膜上的载体有关,与糖蛋白无关,错误;④红细胞膜上的血型决定与糖蛋白有关,由其所含凝集素有关,正确;⑤卵细胞膜表面对同物种精子的识别,与糖蛋白有关,正确; ⑥人体免疫细胞识别外来侵入物与糖蛋白有关,正确; ⑦对O2的运输属于自由扩散,与糖蛋白无关,错误;⑧使细胞与周围环境分开,对细胞内部物质起保护作用,与糖蛋白无关,错误。 所以正确的有①②④⑤⑥。A、C、D错误;B正确;
故答案为:B。
【分析】细胞膜的功能
(1)将细胞与外界环境分隔开,使细胞成为相对独立的系统,保障了细胞内部环境的相对稳定 。
(2)控制物质进出细胞。
①细胞需要的营养物质可以进入;
②细胞不需要的或有害的物质不容易进入;
③环境中的一些有害物质有可能进入;
④有些病毒、病菌也可能侵入;
⑤细胞将其产生的代谢废物排到细胞外;
⑥细胞产生的抗体、激素等物质分泌到细胞外;
⑦细胞内的核酸等重要物质不会流失到细胞外。
(3)进行细胞间的信息交流 。
14.某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时,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分钟后的现象 再过5分钟 滴加清水5分钟
① 0.3g/mL蔗糖溶液 x 无变化 质壁分离复原
② 0.5g/mL蔗糖溶液 质壁分离 y 无变化
③ 1mol/LKNO3溶液 质壁分离 质壁分离复原 z
④ 1mol/L醋酸溶液 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亡
C.z为细胞稍增大,细胞液颜色逐渐变浅
D.④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量
【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、实验组 ①中用的是 0.3g/mL蔗糖溶液,细胞可以发生质壁分离,所以x为质壁分离,出现这种现象的原因是细胞壁伸缩性弱于原生质层,A正确;
B、实验组 ② 中用的是 0.5g/mL蔗糖溶液,在这个浓度下也会发生质壁分离,但是质壁分离后一段时间再加入清水,细胞无法复原,说明细胞在此浓度下失水过多导致死亡,B正确;
C、实验组 ③用的是1 mol/L的KNO3溶液,由于K+和NO3-能选择透过膜,故发生先质壁分离后自动复原现象,由于K+和NO3-进入细胞内,细胞液浓度增大,因此滴加清水后,体积稍增大,细胞液颜色会变浅,C正确;
D、实验组 ④ 用的是1mol/L醋酸溶液 ,此浓度会杀死细胞,不存在细胞吸水量,D错误;
故答案为:D。
【分析】(1)质壁分离:一般选用质量浓度为 0.3g/mL 的蔗糖溶液,因为试剂浓度影响细胞发生质壁分离的速度,试剂浓度越高发生质壁分离的速度越快,过高时细胞因过度失水而死亡。在 0.3g/mL 的蔗糖溶液中,细胞发生质壁分离和复原的速度较慢,便于观察变化过程,且短时间内对细胞的伤害较小。若用 5%蔗糖溶液做实验,能发生质壁分离但不能复原,因为细胞过度失水而死亡。若用尿素、乙二醇、NaCl 做实验会出现自动复原现象,因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
(2)观察时间:在试验中,当质壁分离出现后,观察时间不宜过长,因为细胞长时间处于失水状态
会因过度失水而死亡,影响质壁分离复原现象的观察。
15.硒元素在人体中具有预防癌变、提高免疫力等多种功能,人体内的硒主要以硒蛋白的形式发挥功能。硒元素在土壤中含量很低,植物通过根系吸收硒元素,但食物中的硒难以达到人体所需的含量。某研究小组通过叶面喷硒和土壤施硒两种方式向水稻施加等量的硒,一段时间后测定水稻各部位的硒相对含量结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.硒是一种微量元素,根细胞能以主动运输的方式吸收土壤中的硒
B.内质网、高尔基体可能参与人体内硒蛋白的加工、修饰过程
C.据图可知,土壤施硒比叶面喷硒对提高水稻产量更为有效
D.土壤施硒和叶面喷硒均有利于收获富含硒的水稻籽粒
【答案】C
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】 据图分析,实验的自变量是不喷硒、叶面喷硒和土壤施硒,因变量是水稻各部位的硒相对含量,叶面喷硒和土壤施硒都能提高水稻各部位的硒相对含量,而土壤施硒的根部、茎部、籽粒中硒相对含量更高。
A、硒是一种微量元素,植物根细胞吸收矿质元素的方式是主动运输,A正确;
B、硒蛋白的加工、修饰过程需要内质网和高尔基体的参与,B正确;
C、据图可知,土壤施硒比叶面喷硒对提高水稻籽粒中硒相对含量,而不能说明提高产量,C错误;
D、据图分析,与对照组比较,土壤施硒和叶面喷硒均有利于收获富含硒的水稻籽粒,D正确。
故答案为:C。
【分析】植物对矿质元素的吸收和运输:
根尖(根毛区)是根吸收矿质元素的主要部位。
吸收动力:主动运输,消耗细胞代谢产生 ATP。
吸收过程:溶解于水中,通过根尖主动运输吸收。
运输过程:在植物体内以离子态随水分再经导管运输到达各组织器官被利用。
16.用不同水温培养水稻,一段时间后检测溶液中各离子浓度,结果如下图所示。下列说法错误的是( )
A.水稻对多种离子都有吸收,因为它们对细胞和生物体的生命活动有重要作用
B.水稻对不同离子吸收量有差异,可能与细胞膜上相应载体数量有关
C.温度可能是通过影响根部的呼吸速率,从而影响了根部对无机盐的主动运输
D.高温和低温都会影响根部对无机盐的吸收,其中对锰和钙的吸收影响最大
【答案】D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】A、根据柱形图可知,水稻对多种离子都有吸收,这是由于这些无机盐对细胞和生物体的生命活动有重要作用,A正确;
B、离子的吸收方式为主动运输,该运输方式需要载体蛋白的协助,因此水稻对不同离子吸收量有差异,可能与细胞膜上相应载体的数量有关,B正确;
C、无机盐的吸收方式是主动运输,需要细胞呼吸为其提供能量,温度可影响呼吸酶的活性,故温度可能是通过影响根部的呼吸速率,从而影响了根部对无机盐的主动运输,C正确;
D、由柱形图可知,高温和低温都会影响根部对无机盐的吸收,其中对钾和硅酸的吸收比率明显降低,所以高温和低温对钾和硅酸的吸收影响最大,D错误
故答案为:D。
【分析】(1)温度影响运输速率的根本原因是:温度可影响有关酶的活性和生物膜的流动性,因而影响物质运输速率。低温会使物质跨膜运输速率下降。
(2)主动运输的特点:
①逆浓度梯度运输;
②需载体蛋白的协助;
③需消耗细胞呼吸产生的能量。
17.下列关于生物实验的叙述,错误的是( )
A.与白色花瓣相比,采用红色花瓣有利于植物细胞质壁分离实验现象的观察
B.观察DNA和RNA在细胞中的分布实验,不一定要用0.9%NaCl溶液来制作临时装片
C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同
D.用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】A、与白色花瓣相比,采用红色花瓣的液泡是呈现红色,更有利于植物细胞质壁分离实验现象的观察,A正确;
B、观察DNA和RNA在细胞中的分布实验,不一定要用0.9%NaCl溶液来制作临时装片,
C、紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定都相同,用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同,C正确;
D、黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色,叶绿体的存在使原生质层呈绿色,有利于实验现象的观察,D错误。
故答案为:D。
【分析】观察质壁分离的实验成功的关键是实验材料的选择,必须选择有大液泡并有颜色的活植物细胞,因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性,否则,不会出现质壁分离,并且便于在显微镜下观察。新鲜紫色洋葱鳞茎外表皮是进行此项实验的较理想材料。它既容易被剥离而制成临时装片,又很容易在显微镜下观察。
18.下图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输
B.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞
C.ATP生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输
D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞
【答案】A
【知识点】被动运输
【解析】【解答】A、蔗糖分子通过胞间连丝进行运输,水解后形成单糖,通过单糖转运载体顺浓度梯度运输,速度加快,A正确;
B、筛管中的单糖借助单糖转运载体的协助、顺浓度梯度转运至薄壁细胞,其方式为协助扩散,B正确;
C、图中蔗糖运输不消耗能量,单糖顺浓度梯度运输也不消耗能量,因此ATP生成抑制剂不会直接抑制图中蔗糖的运输,C正确;
D、蔗糖属于二糖,不能通过单糖转运载体转运至薄壁细胞,D错误。
故答案为:A。
【分析】小分子、离子的跨膜运输方式
方式 方向 载体 能量
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗
协助扩散 高→低 需要 不消耗
主动运输 低→高 需要 消耗
19.(2021高一下·哈尔滨开学考)将甲、乙两种植物的块茎切成形状、大小相同的细条,分别置于质量浓度为0.3g/mL蔗糖溶液中,对其失水量进行测量后绘制了如下曲线。下列叙述错误的是( )
A.与图相关细胞的原生质层会有一定程度的收缩
B.由图推知甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度
C.4min时细胞液的渗透压小于外界溶液的渗透压
D.随细胞失水量增加ATP的消耗量逐渐增多
【答案】D
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】据图分析,甲、乙在质量浓度为0.3g/mL蔗糖溶液中,随着时间的延长,失水量逐渐增加最后趋于稳定,因此相关细胞的原生质层都会有一定程度的收缩,A正确;据图分析可知,甲的失水量大于乙,说明甲植物细胞液浓度小于乙植物细胞液浓度,B正确;4min时,细胞仍然在失水,说明细胞液的渗透压小于外界溶液的渗透压,C正确;水分通过细胞膜的方式是自由扩散,不需要消耗能量,D错误。
【分析】植物细胞有细胞壁,成熟的植物细胞有液泡,细胞膜和液泡膜以及之间的细胞质称作原生质层。有大液泡(成熟)的活的植物细胞,才能发生质壁分离;动物细胞、无大液泡的或死的植物细胞不能发生质壁分离。植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而吸水,发生质壁分离的细胞会发生质壁分离复原。
20.(2018高三上·上杭月考)如图表示给某种细胞施予呼吸抑制剂后,细胞对某物质的吸收速率与细胞内外该物质浓度差的关系。下列有关叙述错误的是( )
A.这种物质进入该细胞的方式与O2进入该细胞的方式相同
B.该细胞吸收这种物质与ATP的水解无直接关系
C.该物质不能直接穿过细胞膜上的磷脂分子间隙
D.该细胞对这种物质的吸收速率与核糖体的功能有关
【答案】A
【知识点】被动运输
【解析】【解答】对细胞施予呼吸抑制剂后,不影响该物质的吸收速率,说明不消耗能量,但当物质在细胞外达到一定浓度时,吸收速率不再增加,说明受载体数量的限制,应是协助扩散,细胞吸收O2是自由扩散,与这种物质进入该细胞的方式不同,A错误;协助扩散运输不消耗ATP,与ATP的水解无直接关系,B正确;协助扩散需要载体才能进入细胞,不能直接穿过细胞膜上的磷脂分子间隙,C正确;协助扩散需要载体,而载体的化学本质是蛋白质,在核糖体上合成,则该细胞对这种物质的吸收速率与核糖体的功能有关,D正确。
故答案为:A
【分析】1、物质跨膜运输的方式:(1)被动运输:物质进出细胞是顺浓度梯度的扩散,叫做被动运输,包括自由扩散和协助扩散。
自由扩散:物质通过简单的扩散进出细胞的方式,物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧,如:O2。
协助扩散:进出细胞的物质借助载蛋白从高浓度一侧运输到低浓度一侧,不消耗能量。如,葡萄糖进入红细胞的方式。
(2)主动运输:有能量消耗,并且需要有载体的帮助进出细胞的方式,如离子进出细胞。
2、分析题意与题图可知,该物质的运输不受呼吸抑制剂的影响,可见是被动运输,再者随着该物质浓度上升,运输速度达到饱和,可见这种物质的运输还和载体蛋白有关,属于协助扩散。
21.某实验小组将某洋葱鱗片叶外表皮细胞置于一定浓度的外界溶液中,测量细胞液浓度与外界溶液浓度的比值P随时间的变化曲线如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.外界溶液可能存在多种不同的溶质分子
B.外界溶液可能存在某些不能被细胞吸收的溶质
C.t2时刻细胞液浓度是t0时刻细胞液浓度的10倍
D.细胞在t1时刻之前已开始从外界溶液中吸收溶质
【答案】C
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】据图分析,曲线的纵坐标表示细胞液浓度与外界溶液浓度的比值,开始细胞液浓度小于细胞外液,后来细胞液浓度高于细胞外液,说明细胞先失水后自动吸水
A、由图示可知,t1后细胞主动吸水,说明后来某些物质进入了细胞液导致细胞液浓度高于细胞外液,说明外界溶液可能存在多种不同的溶质分子,A正确;
B、开始时由于细胞外液浓度高于细胞液,水分可以自由的通过原生质层,而有些物质不能,所以细胞失水比值升高,B正确;
C、图中P是细胞液浓度与外界溶液浓度的比值,因此只能说明该比值在t2时刻是t0时刻的10倍,C错误;
D、细胞在t1时刻吸水,说明物质在此之前就开始进入细胞内了,D正确。
故答案为:C。
【分析】质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的,结果是双向水分子运动的差别所导致的。质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液,因细胞壁是全透性且有水分子通过原生质层渗出来。若用尿素、乙二醇、NaCl 做实验会出现自动复原现象,因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
22.(2021·重庆模拟)下图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图,下表选项中正确的是( )
选项 管腔中氨基酸→上皮细胞 管腔中Na+→上皮细胞 上皮细胞中氨基酸→组织液
A 主动运输 被动运输 主动运输
B 被动运输 被动运输 被动运输
C 被动运输 主动运输 被动运输
D 主动运输 被动运输 被动运输
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】据图分析:主动运输和被动运输区别在于主动运输需要消耗ATP,被动运输部不需要;主动运输一般从低浓度到高浓度,被动运输都是从高浓度到低浓度。肾小管腔氨基酸进入上皮细胞为从低浓度到高浓度,为主动运输。肾小管腔Na+进入上皮细胞顺着浓度梯度,为被动运输。上皮细胞中氨基酸进入组织液也是顺着浓度梯度,为被动运输,D正确。故答案为:D。
【分析】自由扩散、协助扩散和主动运输的区别如下:
自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向 顺浓度梯度 高浓度→低浓度 顺浓度梯度 高浓度→低浓度 逆浓度梯度 低浓度→高浓度
载体 不需要 需要 需要
能量 不消耗 不消耗 消耗
举例 O2、CO2、H2O、N2 甘油、乙醇、苯、尿素 葡萄糖进入红细胞 Na+、K+、Ca2+等离子; 小肠吸收葡萄糖、氨基酸
23.科学家将萝卜和甜菜幼苗分别放在培养液中培养。一段时间后,培养液中的离子浓度变化如图所示。下列相关叙述,错误的是( )
A.萝卜吸收水的相对速度快于Mg2+
B.甜菜运输SiO44-的载体数多于Mg2+
C.萝卜吸收Mg2+需要细胞提供能量
D.甜菜和萝卜对离子的吸收具选择性
【答案】A
【知识点】主动运输
【解析】【解答】A、由图可知,一段时间后,萝卜培养液中Mg2+浓度明显下降,可见萝卜吸收Mg2+的相对速度快于吸收水的相对速度,A错误;
B、甜菜对SiO44-的吸收明显多于Mg2+,说明甜菜运输SiO44-的载体数多于Mg2+,B正确
C、植物吸收矿质元素的方式是主动运输,需要消耗能量,C错误;
D、甜菜和萝卜对两种离子的吸收速率明显不同,可见萝卜和甜菜对离子吸收都有选择性,D正确;
故答案为:A。
【分析】 (1)细胞膜具有选择透过性,这一特性主要与膜上的蛋白质分子有关。
(2)植物对矿质元素的吸收和运输
根尖(根毛区)是根吸收矿质元素的主要部位。
吸收动力:主动运输,消耗细胞代谢产生 ATP。
吸收过程:溶解于水中,通过根尖主动运输吸收。
运输过程:在植物体内以离子态随水分再经导管运输到达各组织器官被利用。
24.如图为物质跨膜运输方式的示意图,表示葡萄糖进入红细胞的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】B
【知识点】三种跨膜运输方式的比较
【解析】【解答】分析图示, 细胞膜的外表面具有糖蛋白,因此可以确定上侧为膜外 ,可知①是运出细胞 、②是协助扩散 、 ③自由扩散、 ④主动运输。葡萄糖进入红细胞属于协助扩散,对于图示中的②,A、C、D错误;B正确;
故答案为:B。
【分析】小分子、离子的跨膜运输方式
方式 方向 载体 能量
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗
协助扩散 高→低 需要 不消耗
主动运输 低→高 需要 消耗
25.下列说法正确的是( )
A.根细胞的渗透吸水方式是自由扩散
B.红墨水滴入清水中发生自由扩散
C.枯死的枝条放入水中会发生渗透吸水
D.葡萄糖顺浓度梯度进入红细胞属于渗透作用
【答案】A
【知识点】渗透作用;被动运输
【解析】【解答】A、根细胞的渗透吸水方式的方式是自由扩散,不需要载体和能量,A正确;
B、将一滴红墨水滴入清水中,发现水变红了,说明液体分子之间可以发生扩散现象,不属于自由扩散,B错误;
C、枯死的枝条原生质层失去选择透过性,不能发生渗透作用,C错误;
D、葡萄糖顺浓度梯度进入红细胞属于协助扩散,D错误;
故答案为:A。
【分析】 (1)渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧运输到高浓度一侧;条件是半透膜和浓度差。
(2)小分子、离子的跨膜运输方式
方式 方向 载体 能量
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗
协助扩散 高→低 需要 不消耗
主动运输 低→高 需要 消耗
二、非选择题(本题包括5小题,共50分)
26.下图为研究渗透作用的实验装置,请回答下列问题:
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时液面差为△h,此时S1和S2浓度的大小关系为 。
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的 ,两者在物质透过功能上的差异是 。
(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
实验材料:紫色洋葱。
实验器具:如图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等。
实验试剂:蒸馏水,0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液,部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有 (填代号)
②选两片洁净的载玻片, ,在载玻片中央分别滴加 ,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,两者都能出现的现象是 。
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是 。
【答案】(1)S1>S2
(2)原生质层;原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能
(3)X;标号;蒸馏水;质壁分离
(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原
【知识点】质壁分离和复原;渗透作用
【解析】【解答】(1)图中由于漏斗内的溶液浓度高,因此烧杯中的水分子或通过渗透作用进入漏斗,使漏斗内液面升高,渗透平衡时, Δh 会产生压力与漏斗内因溶液浓度差产生的压力的大小相等,渗透平衡时,两种溶液的浓度是 S1>S2 。
(2) 图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的原生质体,两者在物质透过功能上的差异是:原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能 。
(3) 为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
实验材料:紫色洋葱。
实验器具:如上图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等。
实验试剂:蒸馏水,0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。
部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致。由于蔗糖溶液中的蔗糖分子无法透过半透膜,只有水分子可以通过半透膜,所以在渗透平衡时出现液面差;KNO3溶液里的离子和水都可以通过半透膜,所以在渗透平衡时出现液面差的装置有X。
②选两片洁净的载玻片,标号,在载玻片中央分别滴加蒸馏水,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,
由于洋葱鳞片叶外表皮细胞的内外存在浓度差,所以两者都能出现质壁分离。
(4)由于K+和NO3-离子也能透过细胞膜,所以上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是,KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原。
【分析】(1)渗透装置的原理
从微观来看半透膜两侧情况,半透膜外水分子在不断向内扩散,同时,半透膜内的水分子也在不断向外扩散,由于蔗糖分子无法扩散到半透膜外,因此单位时间内水分子穿过半透膜向内的数量多于向外的数量,漏斗中水逐渐增多,漏斗中液面上升。随着液面的上升,漏斗中水柱的升高,对半透膜内侧的压强越来越大,单位时间内水分子向外扩散数目的逐渐增加,当单位时间内水分子向内、向外扩散的相对速率相等时,漏斗中的液面就不再上升了。此时半透膜处水分子向内和向外扩散处于的动态平衡状态。
(2)植物细胞的吸水与失水
成熟植物细胞具有原生质层,由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成,相当于一层半透膜;同时植物细胞的细胞壁具有全透性;原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩性。
①当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水膨胀。
②当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,此时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的皱缩,但是由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,持续失水将逐渐发生质壁分离;当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水,持续吸水将逐渐发生质壁分离复原。
③当外界溶液浓度等于细胞液浓度时,水分进出平衡。
(3)质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的,结果是双向水分子运动的差别所导致的。质
壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液,因细胞壁是全透性且有水分子通过原
生质层渗出来。若用尿素、乙二醇、NaCl 做实验会出现自动复原现象,因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
27.如图甲表示某生物膜结构,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式,图乙和图丙表示物质运输曲线,请据图回答:
(1)若图甲表示的是细胞膜,则在膜外侧还应该有的结构是 。
(2)若图甲表示人体成熟红细胞膜,则表示葡萄糖运输的是图甲中的 ,葡萄糖的运输方式符合图乙中曲线 。
(3)若某物质跨膜运输过程中,细胞内、外该物质浓度变化符合图丙,则该物质跨膜运输方式所需要的条件是 。
(4)维生素D从肠腔进入小肠上皮细胞的过程分别是图甲和图乙中的 。
(5)与生物膜的选择透过性相适应的结构特点是 。
(6)葡萄糖分子经小肠黏膜上皮进入毛细血管内的红细胞,至少透过的磷脂分子层数是 层。
【答案】(1)糖被
(2)a;N
(3)载体和能量
(4)b、M
(5)流动性
(6)10
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的结构特点;细胞膜的功能;物质进出细胞的方式的综合
【解析】【解答】(1)若图甲表示的是细胞膜,则在膜外侧还应该有的结构是糖被。
(2)若图甲表示人体成熟红细胞膜 ,葡萄糖进入红细胞是通过协助扩散,对应图示中的a,由于红细胞膜上的蛋白载体的数量有限,葡萄糖的运输速度不是无限上升的,所以葡萄糖的运输方式符合图乙中的N。
(3)由丙图可知, 物质的运输方向可以是低浓度到高浓度,所以图丙表示主动运输,主动运输需要能量和载体。
(4)维生素D属于脂质,小肠上皮细胞的细胞膜的成分由磷脂,根据“相似相容”的元素,维生素D进入小肠上皮细胞是自由扩散,自由扩散与浓度有关,不需要能量和载体,所以分别对应图甲中的b和图乙中的M。
(5)与生物膜的选择透过性相适应的结构特点是流动性。
(6)葡萄糖经小肠粘膜上皮进入毛细血管中的红细胞要经过小肠绒毛上皮细胞和毛细血管壁,毛细血管壁由一层上皮细胞构成,因此葡萄糖进入细胞需要穿过3个细胞,5层生物膜,又由于生物膜的基本骨架是磷脂双分子层,因此葡萄糖经小肠粘膜上皮进入红细胞,需透过的磷脂分子层数至少是10层。
【分析】(1)小分子、离子的跨膜运输方式
方式 方向 载体 能量
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗
协助扩散 高→低 需要 不消耗
主动运输 低→高 需要 消耗
(2)细胞膜(生物膜)的基本支架磷脂双分子层,细胞膜上的蛋白质分子,有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,这说明在磷脂双分子层中的分布是不对称的。只分布于细胞膜的外表是糖蛋白,又叫糖被,是由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成,由此可知图中甲侧是细胞的外侧。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能,如具有保护、润滑、识别等功能。
(3)细胞膜的结构特点:具有一定的流动性,是因为构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是运动的。
28.某学生做“植物细胞的吸水和失水”实验时,所用材料为紫色洋葱鳞片叶,试剂是质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液。显微镜下观察到的图像如B图,请回答:
(1)图B洋葱表皮细胞处于 状态;“⑦”处溶液叫 ;“⑧”处溶液是 。
(2)图B细胞中的原生质层包括(填标号) ,依次由图A细胞中标号 相对应。从图A状态到图B状态的变化原因是图A细胞外蔗糖溶液的浓度比“①”处溶液浓度 。
(3)发生质壁分离的外因是 。
(4)发生质壁分离的结构基础是 。
(5)将发生了质壁分离的细胞置于清水中,如果不能复原,则说明 。
(6)质壁分离和复原的实验说明:当植物细胞与外界溶液接触时, 可以通过 与外界环境的溶液发生渗透作用。成熟的植物细胞在低渗溶液中可以进行 。
【答案】(1)质壁分离;细胞液;蔗糖溶液
(2)11、13、12;4、5、6;高
(3)外界溶液浓度比细胞液溶液浓度高
(4)原生质层相当于半透膜,原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性
(5)细胞由于失水过多而死亡
(6)水分子;原生质层;渗透吸水
【知识点】质壁分离和复原
【解析】【解答】(1)由图示可知,B细胞处于质壁分离状态,⑦”处溶液位于液泡中,是细胞液;“⑧”处溶液处于细胞壁和原生质层之间,是渗透通过细胞的蔗糖溶液。
(2)原生质层,由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成,相当于一层半透膜,所以图B中对应的原生质层对应13—细胞膜,12—细胞质,11—液泡膜。 从图A状态到图B状态的变化是因为细胞外溶液浓度高于细胞内液的浓度,细胞失水造成的,所以图A细胞外蔗糖溶液的浓度要高于“①”处溶液浓度。
(3)发生质壁分离的外因是:外界溶液浓度比细胞液溶液浓度高 。
(4)发生质壁分离的结构基础是:原生质层相当于半透膜,原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性
(5) 将发生了质壁分离的细胞置于清水中,如果不能复原,可以说明细胞由于失水过多而死亡。
(6)质壁分离和复原的实验说明:当植物细胞与外界溶液接触时, 水分子可以通过原生质层与外界环境的溶液发生渗透作用。成熟的植物细胞在低渗溶液中可以进行渗透吸水。
【分析】(1)植物细胞的吸水与失水
成熟植物细胞具有原生质层,由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成,相当于一层半透膜;同时植物细胞的细胞壁具有全透性;原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩性。
①当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水膨胀。
②当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,此时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的皱缩,但是由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,持续失水将逐渐发生质壁分离;当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水,持续吸水将逐渐发生质壁分离复原。
③当外界溶液浓度等于细胞液浓度时,水分进出平衡。
(2)质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的,结果是双向水分子运动的差别所导致的。质
壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液,因细胞壁是全透性且有水分子通过原
生质层渗出来。若用尿素、乙二醇、NaCl 做实验会出现自动复原现象,因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
29.下图为物质出入细胞膜的示意图,请回答相关问题(在括号内填写相应的字母):
(1)细胞膜的主要成分是 ,在膜的 (内/外)侧还有少量糖类。
(2)图中代表细胞外的O2进入细胞的方式是[ ] ;葡萄糖和氨基酸等物质进入小肠绒毛上皮细胞细胞的方式是[ ] 。
(3)比较细胞膜与细胞核膜结构不同点,核膜具有 两个不同点;而细胞膜表面有 ,与细胞膜的识别作用相适应。
(4)以红细胞为实验材料,用丙酮提取红细胞的细胞膜的磷脂,并将它在空气与水的界面上完全展开,测定完全展开的磷脂所得的面积为S,则红细胞膜的表面积是 。
(5)已知木糖比氨基酸的分子质量小得多,两者都溶于水。在动物消化道中,小肠绒毛吸收大量的氨基酸,却很难吸收木糖,这个事实说明细胞膜具有 性。细胞膜具有这种功能,主要与 (填跨膜运输方式)有关,因为这种运输方式能够保证细胞按照生命活动的需要控制物质进出细胞。
(6)细胞的胞吞和胞吐作用,说明细胞膜的结构具有 性。
【答案】(1)磷脂蛋白质;外
(2)b;自由扩散;a;主动运输
(3)内外两层膜和核膜上具有核孔;糖蛋白
(4)S/2
(5)选择透过性;主动运输
(6)流动
【知识点】细胞膜的成分;细胞膜的结构特点;生物膜的功能特性;被动运输;主动运输
【解析】【解答】分析图示可知,a和e是主动运输,b是自由扩散,c是协助扩散,A是蛋白质,B是磷脂双分子层,D是糖类
(1)细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,在膜的外侧还有少量糖类。
(2)图中代表细胞外的O2进入细胞的方式是自由扩散,即图示中的b,葡萄糖和氨基酸等物质进入小肠绒毛上皮细胞细胞的方式是主动运输,即图示中的a。
(3)比较细胞膜与细胞核膜结构不同点,核膜具有内外两层膜和核膜上具有核孔两个不同点;而细胞膜表面由糖蛋白,与细胞膜的识别作用相适应。
(4) 以红细胞为实验材料,用丙酮提取红细胞的细胞膜的磷脂 ,细胞膜的骨架是磷脂双分子层,而且由于红细胞中没有细胞核和细胞器等,所以将红细胞完全展开, 测定完全展开的磷脂所得的面积为S,则红细胞膜的表面积是S/2。
(5)已知木糖比氨基酸的分子质量小得多,两者都溶于水。在动物消化道中,小肠绒毛吸收大量的氨基酸,却很难吸收木糖,这个事实说明细胞膜具有选择透过性。细胞膜具有这种功能,主要与主动运输有关,因为这种运输方式能够保证细胞按照生命活动的需要控制物质进出细胞。
(6) 细胞的胞吞和胞吐作用,说明细胞膜的结构具有流动性。
【分析】(1)细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,另外还有少量的糖类 。脂质中最丰富的是磷脂 。
(2)细胞膜(生物膜)的基本支架磷脂双分子层,细胞膜上的蛋白质分子,有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,这说明在磷脂双分子层中的分布是不对称的。只分布于细胞膜的外表是糖蛋白,又叫糖被,是由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成,由此可知图中甲侧是细胞的外侧。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能,如具有保护、润滑、识别等功能。
(3)细胞膜的结构特点:具有一定的流动性,是因为构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是运动的。
(4)细胞膜的功能特点:具有选择透过性,这一特性主要与膜上的蛋白质分子有关。
(5)小分子、离子的跨膜运输方式
方式 方向 载体 能量
被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗
协助扩散 高→低 需要 不消耗
主动运输 低→高 需要 消耗
(6)大分子、颗粒性物质的非跨膜运输方式(体现了膜的流动性)
①胞吞:细胞外→细胞内,消耗能量,如白细胞吞噬病菌、变形虫摄食等。
②胞吐:细胞内→细胞外,消耗能量,如消化酶、抗体、蛋白质类激素等分泌蛋白的分泌。
30.下图为研究渗透作用的实验装置,请回答下列问题:
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为Δh,此时S1和S2浓度大小关系为 。
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的 ,两者在物质透过功能上的差异是 。
(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
实验材料:紫色洋葱。
实验器具:如上图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等。
实验试剂:蒸馏水,0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。
部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有 (填代号)。
②选两片洁净的载玻片, ,在载玻片中央分别滴加 ,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,两者都能出现的现象是 。
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是 。
【答案】(1)S1>S2
(2)原生质层;原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能
(3)X;标号;蒸馏水;质壁分离
(4)KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原
【知识点】质壁分离和复原;渗透作用
【解析】【解答】(1)图中由于漏斗内的溶液浓度高,因此烧杯中的水分子或通过渗透作用进入漏斗,使漏斗内液面升高,渗透平衡时, Δh 会产生压力与漏斗内因溶液浓度差产生的压力的大小相等,渗透平衡时,两种溶液的浓度是 S1>S2 。
(2) 图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的原生质体,两者在物质透过功能上的差异是:原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能 。
(3) 为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
实验材料:紫色洋葱。
实验器具:如上图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等。
实验试剂:蒸馏水,0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO3溶液。
部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致。由于蔗糖溶液中的蔗糖分子无法透过半透膜,只有水分子可以通过半透膜,所以在渗透平衡时出现液面差;KNO3溶液里的离子和水都可以通过半透膜,所以在渗透平衡时出现液面差的装置有X。
②选两片洁净的载玻片,标号,在载玻片中央分别滴加蒸馏水,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,
由于洋葱鳞片叶外表皮细胞的内外存在浓度差,所以两者都能出现质壁分离。
(4)由于K+和NO3-离子也能透过细胞膜,所以上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是,KNO3溶液中的细胞质壁分离后会自动复原。
【分析】(1)渗透装置的原理
从微观来看半透膜两侧情况,半透膜外水分子在不断向内扩散,同时,半透膜内的水分子也在不断向外扩散,由于蔗糖分子无法扩散到半透膜外,因此单位时间内水分子穿过半透膜向内的数量多于向外的数量,漏斗中水逐渐增多,漏斗中液面上升。随着液面的上升,漏斗中水柱的升高,对半透膜内侧的压强越来越大,单位时间内水分子向外扩散数目的逐渐增加,当单位时间内水分子向内、向外扩散的相对速率相等时,漏斗中的液面就不再上升了。此时半透膜处水分子向内和向外扩散处于的动态平衡状态。
(2)植物细胞的吸水与失水
成熟植物细胞具有原生质层,由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成,相当于一层半透膜;同时植物细胞的细胞壁具有全透性;原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩性。
①当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水膨胀。
②当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,此时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的皱缩,但是由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,持续失水将逐渐发生质壁分离;当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水,持续吸水将逐渐发生质壁分离复原。
③当外界溶液浓度等于细胞液浓度时,水分进出平衡。
(3)质壁分离和质壁分离复原中水分子移动是双向的,结果是双向水分子运动的差别所导致的。质
壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液,因细胞壁是全透性且有水分子通过原
生质层渗出来。若用尿素、乙二醇、NaCl 做实验会出现自动复原现象,因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
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