高一生物人教版必修1第4.1.1 渗透现象 动物细胞的吸水与失水 课时同步附解析

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生物人教版必修一
第4章
物质的输入和输出
第1节
物质跨膜运输的实例
第1课时
渗透现象
动物细胞的吸水与失水
一、选择题（12小题）
1．河北保定的“槐茂酱菜”以其独特的风味而远近闻名。其腌制过程需加入一定量的食盐，以起到脱水、杀菌防腐、调味等作用。高浓度的食盐溶液能杀菌防腐的原理是
（
）
A．由于食盐中氯离子有杀菌作用
B．由于高浓度食盐溶液的水分不足，以致细胞不能生存
C．由于渗透作用，使细菌细胞脱水而死亡
D．由于食盐是中性，不适于细菌生长
2．人成熟的红细胞呈两面凹的圆饼状，具有运输氧气的功能。将人成熟的红细胞放入下列液体中，会使其涨破的液体是
（
）
A．0.9%的氯化钠溶液
B．5%的氯化钠溶液
C．10%的氯化钠溶液
D．自来水
3．如下图实验装置所示，一段时间后，含液体②的半透膜袋萎缩，而含液体①的半透膜袋坚挺变硬，请推测三种溶液的浓度关系为
（
）
A．①>②>③
B．①>③>②
C．③>①>②
D．①<②<③
4．将人体红细胞浸在浓度为x的NaCl溶液中，红细胞发生破裂。而将人体红细胞浸在浓度为y的NaCl溶液中，红细胞发生皱缩。比较这两种NaCl溶液的浓度大小，结果是
（
）
A．x＞y
B．x＜y
C．x=y
D．无法判断
5．U形管中装有两种不同的溶液R及S，两者被一半透膜（X）隔开（如图a所示）。与S相比，R为低渗溶液（即浓度较低），图中黑色的深浅即代表浓度的高低。当U形管内达到平衡时，U形管两侧溶液高度及浓度分别是怎样的（参看图b）
（
）
A．右侧较高，两溶液浓度相等
B．右侧较高，且右侧浓度较高
C．左侧较高，且左侧浓度较低
D．两侧高度相等，且浓度相同
6．人的红细胞呈圆饼状，如图是将人体红细胞放入三种含盐量不同的溶液中一段时间后的变化示意图，该图能说明的问题是
（
）
A．水分子容易进出细胞
B．无机盐离子易进出细胞
C．人的红细胞无机盐的含量很高
D．无机盐对维持细胞的形态和功能有重要的作用
7．如图为渗透作用实验装置，漏斗下口用半透膜封住(蔗糖分子不能通过)，漏斗内外均为蔗糖溶液，液面已经稳定在图示位置，则下列说法正确的是
（
）
①此时漏斗内的溶液浓度将会高于漏斗外的溶液浓度
②此时，单位时间内通过半透膜由内向外和由外向内扩散的水分子数相等
③若将漏斗中的h段溶液全部抽走，使内外液面相平，一段时间后内外液面高度差还会恢复到h
④若将漏斗迅速下移h的距离，使内外液面相平，一段时间后内外液面高度差还会恢复到h
A．①③
B．①②
C．②③
D．②④
8．如图甲是渗透装置示意图，乙、丙两曲线图的横坐标代表时间，下列叙述中不正确的是
（
）
A．水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用曲线乙表示
B．半透膜内溶液A的浓度变化可用曲线丙表示
C．玻璃管内的液面高度变化可用曲线丙表示
D．半透膜内外浓度差的变化可用曲线乙表示
9．水分子之所以能从低浓度的溶液进入高浓度的溶液，是因为存在渗透压。为了证明这一渗透压的存在，并且也能测定渗透压的大小，有人设计了以下三个实验。假设三个实验中水分子进入半透膜的速率是V1，出来的速率是V2。下列对a到b的过程中V1的变化情况和b到c的过程中
V2的变化情况的描述正确的是
（
）
A．V1由快变慢，V2由慢变快
B．V1和V2都是由慢变快
C．V1和V2都是由快变慢
D．V2由快变慢，V1由慢变快
10．如图所示，在U型管中部c处装有半透膜，在a侧加入细胞色素C（相对分子质量为1.3万道尔顿的蛋白质）水溶液（红色），b侧加入清水，并使a、b两侧液面高度一致，经过一段时间后，实验结果将是
（
）
A．a、b两液面高度一致，b侧为无色
B．a、b两液面高度一致，b侧为红色
C．a液面低于b液面，b侧为红色
D．a液面高于b液面，b侧为无色
11．下图所示的渗透装置中，漏斗内外的起始液面一致，一段时间后出现高度差，下列相关叙述中，正确的是
（
）
A．漏斗中的液面可以一直地升高
B．水分子和蔗糖分子都能通过半透膜
C．半透膜模拟的是成熟植物细胞中的细胞壁
D．若烧杯中装入10%的蔗糖溶液，液面高度差将变小
12．图1中a、b、c为不同浓度的同种溶液，图2是一段时间后装置1与装置2的液面高度变化曲线，a、b起始液面高度均为H。则a、b、c浓度的关系是
（
）
A．a
>
b
>
c
B．c
>
b
>
a
C．b
>
a
>
c
D．c
>
a
>
b
二、综合题（3小题）
13．某同学在缺少实验仪器的情况下，做了这样一个实验。将生鸡蛋大头的蛋壳去掉，保留壳膜完好，将小头打破，让蛋清和蛋黄流出，如图所示。然后，在蛋内灌上清水，把它放在0.3
g/mL的蔗糖溶液中，并且用铅笔在鸡蛋壳上标上最初的吃水线，半小时后，他发现鸡蛋上浮，原吃水线高出水面。请分析：
（1）鸡蛋壳上浮的原因是
。
（2）如果里面是蔗糖溶液，外面是清水，蛋壳将会
。
（3）典型的渗透装置必须具备的条件是：①具有
；②在其两侧的溶液具有
。
14．某生物兴趣小组利用下图所示的渗透装置进行了下列的验证实验，装置中半透膜只允许水分子自由穿过，所有实验起始时AB两侧液面齐平，若实验涉及到多组装置，则每组标记为A1B1、A2B2…，请回答以下问题：
为验证“浓度差是渗透现象发生的必要条件”，取上图装置3个，A1B1均为质量分数为3%的淀粉溶液，A2B2分别为质量分数为3%和5%的淀粉溶液，A3B3分别为质量分数为3%的淀粉溶液和葡萄糖溶液，静置一段时间后，各组液面高度情况为A1
B1，A2
B2，A3
B3（填“等于”、“高于”或“低于”）。
15．某兴趣小组为了探究两种不同的溶质分子或离子能否通过半透膜做了以下实验：
实验材料：紫色洋葱鳞片叶。
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，蔗糖溶液和KNO3溶液。
（1）部分实验步骤如下，请完善：
①选三套渗透装置，分别标上代号A、B、C。在三个烧杯里均加入一定量的蒸馏水；
②在装置A的漏斗内加入2mL蒸馏水，在装置B的漏斗内加入
，在装置C的漏斗内加入
，均调节漏斗内外液面高度一致。
③观察记录三个装置的漏斗内外液面高度。
（2）实验结果：请预测最可能出现的实验现象：
A装置：漏斗内液面高度
（填“等于”“高于”或“低于”）漏斗外液面高度；
B装置：漏斗内液面高于漏斗外液面高度；
C装置：漏斗内液面高度
（填“等于”、“高于”或“低于”）漏斗外液面高度；
（3）实验分析：
①该实验的自变量是
；实验组是
。
②C装置中最终达到渗透平衡时S1与S2的浓度大小关系为
。
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第4章
物质的输入和输出
第1节
物质跨膜运输的实例
第1课时
渗透现象
动物细胞的吸水与失水
1.
【答案】C
【解析】高浓度的食盐溶液杀菌防腐的原理是细菌在高浓度的食盐溶液中，由于大量失水而死亡。
【题型】选择题
【难度】较易
2.
【答案】D
【解析】0.9%的氯化钠溶液是人成熟的红细胞的等渗溶液，水分进出细胞处于动态平衡，形态基本不变，A错误；5%的氯化钠溶液浓度大于红细胞细胞质的浓度，细胞失水皱缩，B错误；10%的氯化钠溶液浓度大于红细胞细胞质基质的浓度，红细胞失水皱缩，C错误；当红细胞处于自来水中，红细胞吸水涨破，D正确。
【题型】选择题
【难度】容易
3.
【答案】B
【解析】根据题意和图示分析可知：由于含液体②的半透膜袋萎缩，说明液体②的浓度小于液体③的浓度；由于含液体①的半透膜袋坚挺变硬，说明液体①的浓度大于液体③的浓度；因此，三种溶液的浓度关系为①＞③＞②。
【题型】选择题
【难度】一般
4.
【答案】B
【解析】根据题意分析：人体红细胞浸在浓度为x的NaCl溶液中，红细胞发生破裂，说明NaCl溶液浓度小于红细胞细胞质的浓度，细胞吸水破裂；而人体红细胞浸在浓度为y的NaCl溶液中，红细胞发生皱缩，说明NaCl溶液的浓度大于红细胞细胞质的浓度，细胞失水皱缩。因此这两种NaCl溶液的浓度大小是x＜y。
【题型】选择题
【难度】一般
5.
【答案】B
【解析】根据渗透作用原理，水分子总体的运输方向是从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧扩散，据图分析可知，由于与S相比，R为低渗溶液，所以从R侧向S侧扩散的水分子数目较多，导致U形管的右侧液面升高，直到水分子的扩散达到平衡，而随着右侧液面的升高，右侧液面和左侧液面出现一个高度差，从而使U形管右侧的压力大于左侧的压力，促使水分子向左侧移动，右侧高浓度溶液又会导致水分子向右侧移动，当两侧溶液浓度差引起的水分子扩散的力等于两侧液面高度差引起的阻止水分子向右侧扩散的力时，水分子的扩散达到平衡，此时U形管右侧液面高于左侧，右侧溶液的浓度高于左侧。
【题型】选择题
【难度】一般
6.
【答案】D
【解析】红细胞在不同浓度的外界溶液中所产生的不同变化：①红细胞在0.9%的氯化钠溶液中，外界溶液浓度=细胞质的浓度，红细胞吸水与失水处于动态平衡，细胞形状不改变；②红细胞位于蒸馏水中，外界溶液浓度＜细胞质的浓度，红细胞吸水涨破；③红细胞位于高浓度的盐溶液中，外界溶液浓度＞细胞质的浓度，红细胞失水皱缩；该图能说明的问题是无机盐对维持细胞的形态和功能有重要的作用。
【题型】选择题
【难度】一般
7.
【答案】B
【解析】由图分析知，漏斗内溶液浓度应该高于漏斗外的溶液浓度；此时达到了动态平衡，则单位时间内通过半透膜由内向外和由外向内扩散的水分子数相等；若将漏斗中的h段溶液全部抽走，使内外液面相平，一段时间后内外液面仍会出现高度差，但会小于h；若将漏斗迅速下移h的距离，使内外液面相平，一段时间后内外液面也会出现高度差，但不会恢复到h。
【题型】选择题
【难度】困难
8.
【答案】B
【解析】图甲中漏斗内蔗糖溶液浓度大于蒸馏水，所以水分子通过半透膜进入漏斗的数目较多，则半透膜内溶液A的浓度越来越低，水分子进入半透膜的速率也越来越低，直至平衡，可用曲线乙表示，A正确、B错误；根据以上分析可知水分进入半透膜，则玻璃管内的液面越来越高直至达到动态平衡液面不再升高，可以用图丙表示，C正确；根据题意分析可知半透膜内溶液A的浓度越来越低，所以半透膜内外浓度差越来越小，可用曲线乙表示，D正确。
【题型】选择题
【难度】较难
9.
【答案】A
【解析】由题意可知，V1是由低浓度向高浓度运输的水分子的速率，V2是由高浓度向低浓度运输的水分子的速率，V1＞V2，随时间的推移，V1逐渐减小，V2逐渐增加，二者逐渐达到平衡，半透膜内的液面不再上升，因此，由a到b的过程中V1的变化情况是由快变慢；施加压力后，由于外界的压力，水分子从半透膜出来的速率增大，因此，由b到c的过程中
V2的变化情况是由慢变快。
【题型】选择题
【难度】困难
10.
【答案】D
【解析】由题意可知，a侧加入细胞色素C分子，该物质不能透过半透膜，b侧加入清水，因此a侧渗透压高于b侧，水分子由b向a运动的数目较多，a侧液面升高，b侧无细胞色素C，为无色。
【题型】选择题
【难度】一般
11.
【答案】D
【解析】当达到渗透平衡时，漏斗中的液面不再升高，A错误；水分子能通过半透膜，而蔗糖分子不能通过半透膜，B错误；成熟植物细胞中的细胞壁是全透性的，可以允许大分子通过，C错误；若烧杯中装入10%的蔗糖溶液，由于半透膜两侧的浓度差减小，液面高度差将会变小，D正确。
【题型】选择题
【难度】一般
12.
【答案】D
【解析】从图像和曲线分析可知，装置1和2的液面高度都呈现下降，则c的浓度大于a、b的浓度，又因最后装置1的液面高度a大于装置2的液面高度b，则a的浓度大于b的浓度。
【题型】选择题
【难度】较难
13.
【答案】
（1）因壳内清水通过壳膜渗透进入蔗糖溶液，壳内水减少，重量减轻
（2）下沉
（3）半透膜
浓度差
【解析】
（1）由于壳膜内的浓度小于外界溶液的浓度时，壳内清水通过壳膜渗透进入蔗糖溶液，导致壳内水减少，重量减轻，所以鸡蛋壳上浮。
（2）如果里面是蔗糖溶液，外面是清水，由于壳膜内溶液的浓度大于外界溶液的浓度，外界清水就透过壳膜进入到壳膜内的蔗糖溶液中，导致蛋壳下沉。
（3）典型的渗透装置必须具备的条件是：①具有半透膜；②在其两侧的溶液具有浓度差。
【题型】综合题
【难度】一般
14.
【答案】等于
低于
低于
【解析】验证“浓度差是渗透现象发生的必要条件”，那么半透膜两侧存在浓度差的应该最终存在液面高度差，没有浓度差的最终没有液面高度差，浓度大的一侧最终液面高，故A1等于B1；A2低于B2，因为质量分数为3%的淀粉溶液和葡萄糖溶液，葡萄糖溶液的摩尔浓度大，故A3低于B3。
【题型】综合题
【难度】一般
15.
【答案】
（1）2mL蔗糖溶液
2mL同浓度的KNO3溶液
（2）等于
等于
（3）①漏斗内的溶液
B、C
②S1=S2
【解析】
（1）设计对照实验时，应遵循单一变量原则，因此在装置A的漏斗内加入2mL蒸馏水，在装置B的漏斗内加入2mL蔗糖溶液，在装置C的漏斗内加入2mL同浓度的KNO3溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。
（2）A装置，水分子能透过半透膜，渗透平衡时，漏斗内外液面高度一样；
B装置，蔗糖不能透过半透膜，渗透平衡时，漏斗内的液面高于漏斗外的液面；
C装置，KNO3溶液在水中电离成硝酸根离子和钾离子，离子能透过半透膜，渗透平衡时，漏斗内外液面一样高。
（3）①设计对照实验时，应遵循单一变量原则，自变量为漏斗内的溶液的种类。其中A组为空白对照组，B、C组为实验组。
②KNO3溶液在水中电离成硝酸根离子和钾离子，离子能透过半透膜，渗透平衡时，S1=S2，漏斗内外液面高度一样。
【题型】综合题
【难度】一般