2.3.1 细胞质膜具有选择透过性 课后练习（含答案）高中生物学 必修1（苏教版2019）

第三节　物质进出细胞的运输方式
第1课时　细胞质膜具有选择透过性
【夯实基础】
1. (2024宿迁北附同文实验学校期中)植物细胞的质壁分离是指(　　)
A. 细胞质和细胞壁的分离
B. 细胞质和液泡膜的分离
C. 原生质层和细胞壁的分离
D. 细胞质和细胞质膜分离
2. (2024盐城响水中学期中)原生质层是指(　　)
A. 细胞质膜和液泡膜以及液泡中的细胞液
B. 细胞质膜和液泡膜及两膜之间的细胞质
C. 液泡膜和细胞壁之间的细胞质
D. 由液泡的细胞液构成的液体环境
3. (2024徐州期中)如图为U型渗透装置，起始时甲、乙两侧液面高度相同，只有水和单糖能透过半透膜，经过一段时间达到渗透平衡，下列叙述正确的是(　　)
A. 乙侧液面先上升后下降
B. 初始阶段水分子通过半透膜只能从甲侧向乙侧扩散
C. 达到渗透平衡时两侧液面高度相同
D. 达到渗透平衡后两侧溶液浓度相等
4. (2024常州联盟校合格考模拟)将已经发生质壁分离的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，在显微镜下观察到的变化是(　　)
A. 液泡的颜色逐渐变浅
B. 细胞吸水直至涨破
C. 原生质层与细胞壁间隙变大
D. 细胞体积明显变小
5. (2024苏州期末)用物质的量浓度为2 mol·L-1的乙二醇溶液和2 mol·L-1的蔗糖溶液分别浸泡某种含大液泡的植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如下图所示。下列相关分析合理的是(　　)
A. 0～120 s中水从原生质体渗出，细胞吸水能力逐渐减弱
B. 120 s后，处于蔗糖溶液中的细胞内外渗透压平衡，没有水分子进出
C. 120 s后，处于乙二醇溶液中的原生质体体积逐渐增大，与乙二醇能较快进入细胞有关
D. 该实验也可选取根尖分生区细胞作为实验材料
6. (2024镇江期末)下列关于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离及其复原实验的叙述，错误的是(　　)
A. 原生质层由细胞质膜、液泡膜以及两者之间的细胞质构成
B. 第一次镜检观察的目的是确定液泡的大小和原生质层的位置
C. 正常情况下，第二次镜检能够观察到原生质层和细胞壁之间呈紫色
D. 若第三次镜检观察不到质壁分离复原，原因可能是原生质层失去选择透过性
7. (2024淮安高中校协作体期中)下图是洋葱表皮细胞的不同状态图，其中①②指细胞结构。下列相关叙述正确的是(　　)
甲 乙 丙
A. 细胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液中后，会发生乙→甲的变化
B. 甲→乙变化的直接原因是结构①的伸缩性比②的大
C. 乙→丙的变化是由于细胞渗透吸水所致
D. 将丙置于清水中，一段时间后该细胞会破裂
8. (2024常州高级中学期中)将甲、乙两个植物细胞分别放入高于细胞液浓度的KNO3溶液和蔗糖溶液中，在显微镜下连续观察一定时间后，发现(　　)
A. 甲、乙两细胞均发生质壁分离，随后均不发生质壁分离复原
B. 甲、乙两细胞均发生质壁分离，随后均发生质壁分离复原
C. 甲、乙两细胞均发生质壁分离，甲细胞随后发生质壁分离复原
D. 甲、乙两细胞均发生质壁分离，乙细胞随后发生质壁分离复原
9. (2024淮安马坝高级中学期中)下图是探究植物细胞的吸水和失水实验的操作步骤示意图。请回答有关问题。
(1) 该实验常选用紫色洋葱鳞片叶________(填“内”或“外”)表皮细胞为材料，是因为该细胞中液泡__________________，便于观察到较为明显的实验现象。
(2) 下图是步骤D中观察到的细胞3种物像示意图。
　　　　
①在显微镜下观察到甲处颜色是________，其颜色不同于丙处，与乙处的结构具有__________性密切相关。
②若它们是同一视野中表皮不同部位的 3个细胞的像，则有可能是因这些细胞中________的浓度不同，使得它们质壁分离的程度不同。
【提升素养】
10. (2024盐城五校联盟期中)将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，1 min后进行观察，结果见下图。下列叙述错误的是(　　)
A. 图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质
B. 将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原
C. 实验说明细胞质膜与细胞壁在物质选择透过性上存在显著差异
D. 如果改用0.5 g/mL的蔗糖溶液，可能会导致细胞失水过多而死亡
11. (多选)(2024盐城射阳高中期末)学校生物学兴趣小组将a、b两种植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中，培养相同时间后检测其实验前重量与实验后重量之比，结果如图所示。下列相关叙述错误的有(　　)
A. 在甲浓度的条件下，a植物细胞的液泡体积变大
B. 乙浓度条件下，a、b两种植物的成熟细胞处于质壁分离状态
C. 两种植物细胞液浓度的大小关系为bD. 五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙>乙>甲>戊>丁
12. (多选)(2024苏州吴江月考)如图所示为某植物表层细胞在不同溶液中，一定时间后细胞吸水力与原生质体相对体积之间的关系(正常状态下原生质体相对体积为1.0)。下列相关叙述正确的有(　　)
A. 若该植物为洋葱，则该细胞一定为洋葱外表皮细胞
B. a点时的细胞体积显著小于b点时的细胞体积
C. b点之后，随着细胞吸水力的下降，细胞液的渗透压减小
D. 在一定浓度的KNO3溶液中，原生质体相对体积可能会由0.5自动恢复到1.0
13. (2024南通海安期末)质壁分离法与小液流法均可测定植物叶片细胞的细胞液浓度，请回答下列问题。
(1) 质壁分离法：用一系列浓度梯度的蔗糖溶液观察细胞质壁分离现象，引起50%左右的细胞发生初始质壁分离的浓度，称为细胞液的等渗浓度。图1是观察植物细胞的质壁分离和复原实验的部分过程示意图，图2是某同学观察某浓度蔗糖溶液中洋葱细胞质壁分离实验时拍摄的显微照片。
图1 图2
①质壁分离中的“质”是指________结构。步骤A的正确操作方法是____________________。
②用打孔器取叶片时应避开大的叶脉，这属于对实验________变量的控制。
③据图2可知，此蔗糖溶液浓度________(填“大于”“等于”或“小于”)洋葱细胞液浓度。
④把同一紫色洋葱表皮剪成小块，依次等量放入7组不同浓度的蔗糖溶液中，并记录如下表。
分组 1 2 3 4 5 6 7
蔗糖溶液浓度/(mol·L-1) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
质壁分离细胞占比/% 0 0 15 40 80 90 100
该洋葱表皮细胞液的等渗浓度为________。
(2) “小液流法”：取12支试管分成甲、乙两组编为1～6号，向两组相同编号的试管中加入相同浓度的蔗糖溶液，迅速塞紧试管。将 60片黑藻叶片随机均分为6组，分别加入甲组的6支试管中，塞紧试管。放置20 min期间多次摇动试管。再向甲组每支试管中均加入微量甲烯蓝粉末(忽略对蔗糖浓度的影响)充分摇匀。用毛细吸管从甲组试管中吸取少量蓝色溶液，滴入乙组相同编号试管内溶液的中部，观察蓝色液滴的升降情况(如图3)并记录。
　　　
甲组　　　　乙组
图3
①将植物细胞放入甲组溶液中，会发生水分交换。如果植物细胞液浓度高，植物细胞会吸水使甲组溶液浓度________(填“增大”或“减小”)。吸取甲组中少量蓝色溶液滴入乙组相同编号试管内溶液的中部，蓝色液滴会________(填“上升”或“下降”)。
②加入蔗糖溶液后迅速塞紧试管的目的是______________________________。
③实验结果显示蓝色液滴在蔗糖溶液浓度为0.15 mol·L-1时下降，0.20 mol·L-1时上升。若要进一步估测黑藻细胞液浓度，应该_____________________________。
第1课时　细胞质膜具有选择透过性
夯实基础
1. C　2. B
3. A　乙侧为0.3 g/mL的葡萄糖溶液，物质的量浓度较高，液面先上升，又因为水和单糖能透过半透膜，导致两侧葡萄糖分子相同，甲侧浓度更高，乙侧液面又下降，A正确；整个实验过程中，半透膜两侧的水分子始终双向移动，B错误；达到渗透平衡时由于甲侧蔗糖不能透过半透膜，甲侧浓度更大，液面高于乙侧，C错误；达到渗透平衡后，甲侧溶液浓度较高，D错误。
4. A　将已经发生质壁分离的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，细胞吸水，液泡的颜色逐渐变浅，A正确；由于细胞壁的存在，细胞体积无明显变化也不会涨破，B、D错误，细胞吸水膨胀，由于细胞壁的伸缩性小于原生质层，故原生质层与细胞壁间隙变小，C错误。
5. C　0～120 s细胞发生质壁分离，水从原生质体渗出，细胞液浓度变大，细胞吸水能力逐渐增强，A错误；120 s后，处于蔗糖溶液中的细胞内外渗透压平衡，进出细胞的水分子数目相等，B错误；120 s后，处于乙二醇溶液中的原生质体体积逐渐增大，这是因为乙二醇能较快进入细胞使细胞液浓度增大，细胞吸水，C正确；因为植物的根尖分生区细胞没有大液泡，细胞失水有限，不出现质壁分离现象，所以该实验不可以选取根尖分生区细胞作为实验材料，D错误。
6. C　原生质层包括细胞质膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质，A正确；第一次显微镜观察，主要是观察紫色液泡的大小以及原生质层的位置，B正确；正常情况下，第二次镜检能够观察到原生质层和细胞壁之间呈外界溶液的颜色，一般无色，C错误；若第三次镜检观察不到质壁分离复原，原因可能是失水过多死亡，原生质层失去选择透过性，D正确。
7. C　8. C
9. (1) 外　大且有颜色　(2) ①无色　选择透过　②细胞液
提升素养
10. A　图中细胞处于质壁分离状态，L是细胞壁，N是进入到细胞壁和细胞质膜间的蔗糖溶液，不是细胞质，A错误；视野中的细胞在发生质壁分离，若将这些细胞浸润在清水中，细胞吸水，原生质体会逐渐复原，B正确；蔗糖分子可以穿过细胞壁但是不能通过细胞质膜，说明细胞壁与细胞质膜在物质选择透过性上有显著差异，C正确；如果改用0.5 g/mL的蔗糖溶液，细胞可能会导致失水过多而死亡，D正确。
11. BD　在甲浓度条件下，a植物实验前重量/实验后重量＜1，说明a植物细胞重量增大，细胞吸水，液泡体积变大，A正确。乙浓度条件下，a、b两种植物实验前重量/实验后重量均小于1，说明a、b植物细胞在乙溶液中都吸水，使细胞重量增大，B错误。甲浓度条件下，a植物实验前重量/实验后重量＜1，说明a植物细胞吸水，a植物细胞液浓度大于甲溶液浓度；b植物实验前重量/实验后重量≈1，说明b植物细胞细胞液浓度≈甲溶液浓度，所以两种植物细胞液浓度的大小关系为b12. CD　洋葱内表皮也存在中央大液泡，也会发生渗透吸水或失水，A错误；由图可知，a→b细胞发生了质壁分离复原，b点后细胞在正常的基础上继续吸水，原生质体体积增大，但因为细胞壁的伸缩性很小，所以a、b点时期植物细胞体积大小基本相同，B错误；b点之后细胞在正常的基础上继续吸水，细胞吸水力下降，细胞液的渗透压逐渐减小，C正确；若KNO3溶液浓度高于细胞液浓度，植物细胞发生质壁分离，又因为植物细胞主动吸收K＋、NO，所以细胞会发生质壁分离自动复原，即原生质体相对体积由0.5自动恢复到1.0，D正确。
13. (1) ①原生质层　在盖玻片一侧滴入一定浓度的蔗糖溶液(清水)，另一侧用吸水纸吸引，重复几次　②无关　③大于　④0.5～0.6 mol·L-1　(2) ①增大　下降　②防止水分蒸发，引起溶液浓度改变　③在0.15～0.20 mol·L-1之间缩小蔗糖浓度梯度，重复上述实验(直到看到液滴不移动)
解析：(1) ①质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离，因此“质”指的是原生质层。步骤A的正确操作方法是在盖玻片一侧滴入一定浓度的蔗糖溶液(清水)，另一侧用吸水纸吸引，重复几次。②质壁分离法可用于测定植物叶片细胞的细胞液浓度，此实验的自变量是蔗糖溶液浓度，检测指标是质壁分离现象的程度大小，其他会影响质壁分离的因素均为无关变量，用打孔器取叶片时应避开大的叶脉，这属于对实验无关变量的控制。③据图2分析：此时细胞处于质壁分离状态，说明细胞失水，因此蔗糖溶液浓度大于洋葱细胞液浓度。④题干“引起50%左右的细胞发生初始质壁分离的浓度，称为细胞液的等渗浓度”，据表格分析，蔗糖浓度为0.5 mol·L-1质壁分离细胞占比40%，蔗糖溶液浓度为0.6 mol·L-1质壁分离细胞占比80%，综合分析该洋葱表皮细胞液的等渗浓度为0.5～0.6 mol·L-1。(2) ①如果植物细胞液浓度高，植物细胞会吸水使甲组溶液浓度增大。甲组和乙组相同编号试管内溶液浓度初始值是相同的，但由于植物细胞吸水导致甲组试管中溶液浓度增大，即甲组试管溶液浓度大于乙组试管溶液浓度，所以吸取甲组中少量蓝色溶液滴入乙组相同编号试管内溶液的中部，蓝色液滴会下降。②加入蔗糖溶液后迅速塞紧试管的目的是防止水分蒸发，引起溶液浓度改变，属于控制无关变量，保证实验的严谨性。③蓝色液滴在蔗糖溶液浓度为0.15 mol·L-1时下降，说明细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度为0.15 mol·L-1；蓝色小滴在蔗糖溶液浓度为0.20 mol·L-1上升，说明细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度为0.20 mol·L-1，因此若要进一步估测黑藻细胞液浓度，应该在0.15～0.20 mol·L-1之间缩小蔗糖浓度梯度，重复上述实验(直到看到液滴不移动)。