高一生物人教版必修1第4.1.2 植物细胞的吸水与失水 物质跨膜运输的其他实例 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2课时
一、选择题(12小题）
1．将萎蔫的菠菜叶放入清水中，不久会变得硬挺，在此过程中菠菜叶细胞的吸水能力将
（
）
A．逐渐增强
B．逐渐降低
C．保持不变
D．先升高后降低
2．一个成熟的植物细胞相当于一个渗透装置，此渗透装置的半透膜是
（
）
A．细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质
B．细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质
C．细胞膜和液泡膜之间的细胞质
D．细胞壁、液泡膜和它们之间的细胞质
3．在农业生产上，一次性施肥过多，会使农作物出现“烧苗”现象。下列相关叙述正确的一组是
（
）
①一次性施肥过多，会使土壤溶液的浓度小于根毛细胞液的浓度
②一次性施肥过多，会使土壤溶液的浓度大于根毛细胞液的浓度
③多浇水可以降低土壤溶液的浓度，能缓解“烧苗”现象
④适时适量施肥浇水可以避免“烧苗”现象
A．①②④
B．①②③
C．②③④
D．①③④
4．植物细胞在质壁分离复原过程中，能正确表示细胞吸水速率的是
（
）
5．用质量浓度为0.3
g/mL的蔗糖溶液浸润紫色洋葱鳞片叶外表皮，1分钟后在显微镜下观察到下图所示的结果。下列叙述正确的一组是
（
）
①图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质
②与实验初期相比，M处的体积变大，颜色变深
③N处充满着蔗糖溶液
④洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料
A．①③
B②③
C②④
D．③④
6．将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于下列溶液中，细胞颜色会出现“浅——深——浅”变化过程的是
（
）
A．70%的乙醇溶液
B．30%蔗糖溶液
C．50%蔗糖溶液
D．适宜浓度的KNO3溶液
7．某同学用30%的蔗糖溶液处理某生物细胞，在操作步骤完全正确的情况下，细胞没有出现质壁分离现象。试分析该同学所使用的实验材料可能是
（
）
①根尖的分生区细胞
②人的口腔上皮细胞
③死细胞
④小白鼠的红细胞
A．②④
B．①②④
C．②③④
D．①②③④
8．将相同的洋葱鳞片叶放在A、B、C三种不同浓度的蔗糖溶液中，一定时间后取出制成临时装片，分别在显微镜下观察，结果如图，则三种蔗糖溶液的浓度大小依次是
（
）
A．A＞B＞C
B．A＜B＜C
C．B＞A＞C
D．B＜A＜C
9．利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞和不同浓度的蔗糖溶液以及清水进行渗透实验，下列有关该实验的叙述正确的是
（
）
①该实验可用来探究洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度
②质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减弱
③质壁分离复原过程中液泡的颜色逐渐变浅
④蔗糖溶液浓度越高低细胞越质壁分离及复原
A．①②
B．②③
C．③④
D．①③
10．取同一植物组织，滴加不同浓度的蔗糖溶液制成临时装片，在显微镜下观察。下图中，细胞周围溶液的浓度低于细胞液浓度的是
（
）
11．下图为三种不同状态的植物细胞，下列说法正确的是
（
）
A．若三个图为同一细胞在不同浓度的外界溶液中的最终状态，则a处的溶液浓度最大
B．同一细胞在经历a→b→c的变化过程中，细胞液的浓度越来越高，吸水能力越来越强
C．若三个图为不同细胞在同一外界溶液下的最终状态，则c细胞液的初始浓度最大
D．图中的植物细胞具有分裂能力，可以作为观察细胞分裂的实验材料
12．用完全培养液在两个相同容器内分别培养水稻和番茄苗，假设两植物的吸水速率相同，一段时间后，测定培养液中各种离子与实验开始时各种离子浓度之比如图所示。该实验的结果不能说明
（
）
A．不同植物对各种离子的需要量是不同的
B．与番茄相比，水稻对Si4+需要量大，对Ca2+需要量小
C．不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的
D．植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关
二、综合题(3小题）
13．成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。如图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟的植物细胞在某外界溶液中的一种状态（此时细胞有活性）。请回答下列问题：
（1）由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a_____b。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在_____，最终液面不再上升，当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a_____b。
（2）图丙中相当于图甲中c结构的是
（填序号），结构②中充满的液体是
。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是
（
）
A．细胞液>外界溶液
B．细胞液<外界溶液
C．细胞液=外界溶液
D．都有可能
（3）把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，发现细胞内液泡的体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水 _____，原因是
。
（4）在实验中，怎样操作才能使盖玻片下的丙细胞发生质壁分离复原？
。
14．回答下列关于“植物细胞质壁分离及复原”实验的问题：
Ⅰ．某同学进行“植物细胞质壁分离和复原”实验，所用材料为紫色的洋葱鳞片叶，试剂是质量浓度为30％的蔗糖溶液，清水。请回答：
（1）显微镜下观察到洋葱表皮细胞如上图，此时该细胞处于__________状态，1中的液体称为_________。
（2）植物细胞发生质壁分离是由于外界溶液的浓度比_____
的浓度_____，_____
的伸缩性比细胞壁_____。
（3）整个实验过程中细胞保持活性，若将此细胞放在清水中，一段时间后与上图相比，B值______，A值_______。
Ⅱ．有的同学想用洋葱鳞片叶无色内表皮进行上述实验，设计如下：
材料用具：洋葱；刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜；质量浓度为0．075g/mL的胭脂红溶液（胭脂红是一种水溶性大分子食用色素，呈红色），清水等。
方法步骤：
请回答下列问题：
（1）该同学在步骤D观察到了质壁分离现象，其实验结果应为下图中的_____（填序号），判断的理由有_________________
。
（2）假如该同学发现植物细胞质壁分离后不能复原，可能的原因有____________、___________，导致细胞过度失水而死亡。
15．植物叶片表皮上分布有大量气孔，下图为气孔结构示意图，气孔两侧的细胞称为保卫细胞，决定着气孔的开闭。有人提出气孔的开闭与保卫细胞的吸水和失水有关。
请你根据所给的材料和用具设计一个实验，探究保卫细胞吸水和失水与气孔开闭之间
的关系，并得出相应的结论。
(1)实验原理：________________________________________________________。
(2)材料用具：显微镜，镊子，刀片，吸管，载玻片，盖玻片，吸水纸，蒸馏水，质
量浓度为0.3
g/mL的蔗糖溶液，蚕豆叶片。
(3)实验步骤
①取载玻片2片，分别在中央滴加蒸馏水和蔗糖溶液各一滴。
②_______________________________________________________________。
③_______________________________________________________________。
(4)实验结果预测及结论：
①_______________________________________________________________。
②_______________________________________________________________。
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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2课时
参考答案及解析
1.
【答案】B
【解析】将萎蔫的菠菜叶投入清水中，由于外界液体的浓度小于细胞液的浓度，细胞通过渗透作用吸水，在细胞吸水的过程中，细胞内外浓度差越来越小，吸水能力逐渐降低。
【题型】选择题
【难度】容易
2.
【答案】B
【解析】渗透作用发生的条件是：1.具有半透膜；2.半透膜两侧的溶液具有浓度差。一个成熟的植物细胞相当于一个渗透装置，其原生质层相当于一层半透膜，原生质层包括细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质。
【题型】选择题
【难度】容易
3.
【答案】C
【解析】一次性施肥过多，会使土壤溶液的浓度大于根毛细胞液的浓度，此时根毛细胞失水，导致植物萎蔫，出现“烧苗”现象，缓解此现象的有效措施是给作物多浇水。适时适量施肥浇水可以避免农作物的“烧苗”现象。
【题型】选择题
【难度】一般
4.
【答案】C
【解析】在植物细胞质壁分离复原过程中，细胞吸水，细胞液的浓度逐渐降低，细胞吸水能力也逐渐降低，所以能正确表示细胞吸水速率变化过程的是C图。
【题型】选择题
【难度】一般
5.
【答案】D
【解析】图示中L表示细胞壁，M表示原生质体，N表示原生质层与细胞壁之间的空隙，里面填充的是蔗糖溶液，①错误、③正确；与实验初期相比，M处的体积变小，颜色变深，②错误；洋葱根尖分生区细胞属于未成熟的植物细胞，不能发生质壁分离，④正确。
【题型】选择题
【难度】一般
6.
【答案】D
【解析】将细胞置于70%的乙醇溶液中，因其浓度过高，细胞会因失水过多而死亡，A错误；将细胞置于30%蔗糖溶液中，细胞会通过渗透作用失水，发生质壁分离，但不能发生质壁分离复原，B错误；将细胞置于50%的蔗糖溶液中，细胞通过渗透作用失水，发生质壁分离，但由于外界溶液浓度过高，细胞会因失水过多而死亡，C错误；将细胞置于适宜浓度的KNO3溶液中，细胞因失水而发生质壁分离，但由于K+、NO3－能进入细胞，使细胞液的浓度增大，导致细胞吸水，发生质壁分离复原，细胞颜色会出现“浅——深——浅”变化过程。D正确。
【题型】选择题
【难度】一般
7.
【答案】D
【解析】要想看到质壁分离现象，所选用的细胞最好为成熟的植物细胞，有细胞壁、中央大液泡和具有选择透过性的原生质层，才能发生质壁分离，因此只要不同时具备以上条件，细胞就不会出现质壁分离。而根尖分生区细胞不具有中央大液泡；人和小白鼠的细胞不具有细胞壁；死细胞不具有选择透过性的原生质层，所以①②③④都符合题意。
【题型】选择题
【难度】一般
8.
【答案】B
【解析】据图分析，A细胞吸水和失水处于动态平衡，说明甲细胞液浓度和蔗糖溶液浓度相当。B细胞和C细胞都处于质壁分离状态，说明蔗糖溶液浓度大于其细胞液浓度，但是C细胞的质壁分离程度较大，故C细胞的细胞液浓度与蔗糖溶液浓度差更大，则三种蔗糖溶液的浓度大小依次是A＜B＜C。
【题型】选择题
【难度】一般
9.
【答案】D
【解析】植物细胞在不同浓度的溶液中吸水情况不同，在高渗溶液中失水，细胞发生质壁分离；在等渗溶液中，细胞保持原状。在低渗溶液，细胞吸水，可使质壁分离复原。所以该实验可用来探究洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度，①正确；质壁分离过程中随着细胞逐渐失水，细胞液浓度逐渐增大，细胞吸水能力逐渐增强，②错误；质壁分离复原过程中液泡中的水分逐渐增加，液泡的颜色逐渐变浅，③正确；洋葱鳞片叶外表皮细胞在一定浓度的蔗糖溶液中能发生质壁分离，但浓度过高时，细胞会因过度失水而死亡，不能再发生复原，④错误。
【题型】选择题
【难度】一般
10.
【答案】B
【解析】A图中细胞由于失水发生了质壁分离，说明细胞周围溶液的浓度高于细胞液浓度，A错误；B图中细胞的原生质层和细胞壁没有发生分离，说明细胞没有失水，细胞周围溶液的浓度最可能小于细胞液浓度，B正确；C图中细胞的细胞壁与原生质层发生了局部分离，说明细胞周围溶液的浓度大于细胞液浓度，C错误；D图中细胞由于失水发生了质壁分离，说明细胞周围溶液的浓度大于细胞液浓度，D错误。
【题型】选择题
【难度】一般
11.
【答案】B
【解析】若为同一个细胞在不同浓度的外界溶液中的最终状态，因c失水最多，则c处的溶液浓度最大，A错误；同一细胞在经历a→b→c的变化过程中，细胞失水越多，细胞液的浓度越大，细胞吸水能力越强，B正确；若三个图为不同细胞在同一外界溶液下的最终状态，因a失水最少，则a细胞液的初始浓度最大，C错误；图中的植物细胞具有大液泡，是成熟的植物细胞，不具有分裂能力，不能作为观察细胞分裂的实验材料，D错误。
【题型】选择题
【难度】较难
12.
【答案】D
【解析】由图可知，不同植物对各种离子的需要量是不同的，A正确；水稻培养液中Si4+浓度下降得最多，说明水稻对Si4+的吸收量最多，而对Ca2+、Mg2+的吸收量较少，B正确；图中可以看出不同植物体对各种离子的吸收速率不同，这与不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量的不同有关，C正确；水稻吸收的Si4+多，对Ca2+、Mg2+吸收量少，而番茄吸收的Ca2+和Mg2+较多，对Si4+吸收量少，体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性，该实验不能说明植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关，D错误。
【题型】选择题
【难度】困难
13.
【答案】
（1）小于
下降
小于
（2）③④⑤
外界溶液
D
（3）不能
细胞壁对原生质层有支持和保护的作用，且细胞壁的伸缩性有限
（4）在盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，这样重复几次，可使细胞发生质壁分离复原
【解析】
（1）据图甲分析，漏斗液面上升，水分子是从低浓度溶液向高浓度溶液渗透，故a小于b。据图乙曲线分析，漏斗中溶液吸水的速率在下降，当液面不再上升时，半透膜两侧渗透压相等，达到渗透平衡，但是a仍然小于b。
（2）细胞的原生质层（③细胞膜④细胞质⑤液泡膜）相当半透膜。结构②细胞壁和原生质层之间的空隙，充满外界溶液。图丙中细胞的原生质层和细胞壁分离，可能处于质壁分离状态或者复原状态，也可能处于平衡状态。
（3）由于细胞壁对原生质层有支持和保护作用，不会使原生质层无限膨胀，故细胞不会无限吸水。
（4）在盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，这样重复几次，可使细胞发生质壁分离复原。
【题型】综合题
【难度】一般
14.
【答案】
Ⅰ．（1）质壁分离或质壁分离复原
外界溶液（浓度小于30%的蔗糖溶液）
（2）细胞液
大
原生质层（质膜及其以内的部分）
大
（3）增大
基本不变（或略微增大）
Ⅱ.（1）①
胭脂红不能透过生物膜，但可以透过细胞壁，故在原生质层和细胞壁之间为红色，原生质层为无色
（2）胭脂红溶液浓度过大
质壁分离时间过长
【解析】
Ⅰ（1）据图可知，细胞原生质层和细胞壁分离，细胞处于质壁分离或质壁分离复原状态。1为原生质层和细胞壁之间的空隙，其中的液体为外界溶液（蔗糖溶液）。
（2）原生质层包括细胞膜、液泡膜和二者之间的细胞质。
（3）当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，植物细胞失水，由于原生质层伸缩性比细胞壁大，导致原生质层和细胞壁分离。
（4）若将此细胞放在清水中，一段时间后与上图相比，液泡吸水变大，细胞膜由于有细胞壁束缚，细胞体积基本无变化。
Ⅱ．（1）由于胭脂红不能透过生物膜，可以透过细胞壁，故在原生质层和细胞壁之间为红色，原生质层为无色，故为图像①。
（2）质壁分离不能复原，可能是胭脂红溶液浓度过大、质壁分离时间过长导致细胞失水过多而死亡。
【题型】综合题
【难度】困难
15.
【答案】
(1)活细胞在不同浓度的溶液中会发生渗透失水或吸水
(3)②用镊子撕取蚕豆叶片下表皮两块，分别置于载玻片中央的液滴中，盖上盖玻片
③将装片分别置于显微镜下观察
(4)①如果蒸馏水中气孔开放，蔗糖溶液中气孔关闭，说明失水使气孔关闭，吸水使气孔开放
②如果蒸馏水中气孔关闭，蔗糖溶液中气孔开放，说明失水使气孔开放，吸水使气孔关闭
【解析】
该题利用活细胞渗透吸水或失水的原理，考查实验探究的一般过程，即提出问题→作出假设→设计方案→进行实验→分析结果，得出结论。此实验中应分析两种状态：一是在低浓度的溶液中细胞吸水时气孔的开闭情况；二是在高浓度的溶液中细胞失水时气孔的开闭情况。对比两种状态便可得出相应的结论。
【题型】综合题
【难度】一般