2012届高考生物二轮定时练习：物质跨膜运输
一、选择题
1．如右图所示，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
解析： 本题考查渗透作用发生的条件。水分子能够透过半透膜进行扩散，这种扩散是渗透作用，图中单位体积清水中水分子比单位体积细胞色素c水溶液的水分子多，在单位时间内，由b侧向a侧通过的水分子多于a侧向b侧通过的水分子数，因此a侧液面就会逐渐上升，直到a侧与b侧之间水分子达到平衡为止。而a侧含有蛋白质分子的红色溶液，由于蛋白质分子不能通过半透膜到达b侧，所以经过一段时间后实验的结果是：a侧液面高于b侧液面，a侧为红色，而b侧为无色。
答案： D
2．质壁分离和复原实验可以说明或证明下列中的哪项( )
①植物细胞的死活 ②原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大 ③当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞渗透失水；反之，细胞则渗透吸水 ④原生质层具有选择透过性 ⑤细胞壁的主要成分是纤维素
A．①③④⑤ B．①②③④
C．②③④⑤ D．①④⑤
解析： 质壁分离和复原实验可以证明②、③，说明原生质层具有选择透过性，从而可以判断细胞的死活，因死亡细胞的原生质层具有全透性。另外还可以测定细胞液浓度。
答案： B
3．将新鲜马铃薯切成5 cm的粗细相同长条，再将它们分别放在浓度不同的蔗糖溶液中，4 h后测量每条的长度，结果如图所示。以下有关分析正确的是( )
A．马铃薯细胞液的平均浓度约为25 g·L－1
B．当溶液浓度为40 g·L－1时，细胞开始发生质壁分离
C．在溶液浓度为30～90 g·L－1的范围内，细胞壁也有一定程度的收缩
D．在溶液浓度为50 g·L－1，细胞均因过度发生质壁分离而死亡
解析： 溶液浓度为30 g·L－1时，细胞开始发生质壁分离，故马铃薯细胞液的平均浓度约为30 g·L－1，在溶液浓度为30～90 g·L－1的范围内，发生质壁分离，细胞壁也有一定程度的收缩。
答案： C
4．(2011·山东高密市期中)某同学用 30 %的蔗糖溶液来处理生物细胞，在操作步骤都正确的情况下，细胞没有出现质壁分离现象。对此合理的解释可能是 ( )
①实验材料是根尖分生区细胞 ②实验材料是动物细胞 ③实验材料是死细胞 ④实验材料是去除了细胞壁的植物细胞
A．① B．①②
C．①②③ D．①②③④
答案： D
5．在观察藓类叶片细胞的叶绿体、观察DNA在口腔上皮细胞中的分布、观察植物细胞的质壁分离与复原三个实验中，共同点是( )
A．都要用到显微镜 B．都要对实验材料进行染色
C．提高温度都能使实验现象更明显 D．都要使实验材料保持活性
答案： A
6．下列各项不可以通过质壁分离实验加以证明的是( )
A．成熟植物细胞的死活 B．原生质层比细胞壁伸缩性大
C．成熟的植物细胞能进行渗透吸水 D．细胞液浓度大小的测定
答案： C
7．(2011·福州模拟)某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时，在实验室老师的帮助下，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
再过5分钟
滴加清水5分钟
①
0.3 g·mL－1蔗糖溶液
x
无变化
质壁分离复原
②
0.5 g·mL－1蔗糖溶液
质壁分离
y
无变化
③
1 mol·L－1 KNO3溶液
质壁分离
质壁分离
z
④
1 mol·L－1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细胞膜
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
8．(2011·济宁质检)下列关于物质跨膜运输实例的说法中，不正确的是( )
A．细胞膜、核膜等生物膜都是选择透过性膜
B．水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差
C．小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能
D．细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程
解析： 细胞膜等生物膜具有选择透过性，细胞需要的小分子、离子可以通过细胞膜，而细胞不需要的小分子、离子和大分子则不能通过细胞膜。
答案： C
9．用完全培养液在两个相同的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试验开始时各种离子浓度之比，如下图所示。
该实验的结果不能说明( )
A．植物根对水分子的吸收和对矿质元素的吸收是两种不同的跨膜运输方式
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
解析： 由图例分析可知，不同植物对同种离子的需要量及同一植物对不同离子的需要量不同，因此植物对矿质元素是一种选择性吸收，而对水是无选择性吸收，所以植物体对水分和矿质元素的吸收是两种不同的跨膜运输方式。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。这体现了植物对无机盐离子的吸收具有选择性，其原因在于不同植物根尖细胞膜上载体的种类和数量是不同的。图中并不能看出植物体对各种离子的吸收速率与溶液中的离子浓度有关。
答案： D
10．(2011·郑州质检)下图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后A、B两侧液面的变化是( )
A．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并高于A侧高度
B．加酶前A侧上升，加酶后B侧上升并等于A侧高度
C．加酶前后A、B两侧液面不变
D．加酶前A、B两侧液面不变，加酶后B侧上升并高于A侧高度
解析： 影响水分子扩散的溶液渗透压的大小取决于溶质微粒的数目。相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相等，但加入麦芽糖酶后，麦芽糖溶液的渗透压将大于葡萄糖溶液。
答案： D
11．下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是( )
A．植物细胞积累K＋需消耗能量
B．细胞对离子的吸收具有选择性
C．海水中的海藻细胞可通过积累溶质防止质壁分离
D．液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性
答案： D
12．下列关于选择透过性膜和半透膜的关系，正确的说法是( )
①具有半透性一定具有选择透过性 ②具有选择透过性一定具有半透性 ③活的生物膜才具有选择透过性 ④只有活的生物膜才具有半透性
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
答案： C
13．利用0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL蔗糖溶液、一定浓度的尿素溶液分别处理洋葱鳞片叶外表皮细胞，10 min内三组细胞体积变化如右图所示。下列有关分析正确的是( )
A．a曲线为0.5 g/mL蔗糖溶液处理组
B．a、b、c三组洋葱细胞失水的方式不同
C．若将细胞转移到清水中，只有一组能够发生质壁分离复原
D．若实验持续，只有一组细胞发生质壁分离复原
答案： D
二、非选择题
14．如图中甲、乙两图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图。请根据甲、乙、丙三图回答下列问题(甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是甲图发生了较长时间的渗透作用之后达到的平衡状态)。
(1)典型的渗透装置必须具备两个条件：①____________；②__________________。
(2)比较甲图中①和②处溶液浓度的大小：①________②(填“>”或“<”或“＝”)。
(3)丙图中⑦为________，其在渗透系统中的作用相似于甲图中的________。
(4)甲图和丙图中都有渗透膜，两者相比其本质的区别是细胞膜作为生物膜具有________性，细胞膜的这一特性与其膜上________的作用有关。
(5)若把根毛细胞放在30%的蔗糖溶液中，它会出现的变化是____________。
(6)盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是______________________ __________________。
解析： (1)渗透作用发生必须具备半透膜及半透膜两侧溶液存在浓度差这两个条件。(2)由乙图可知内部溶液浓度高于外部，所以①小于②。(3)原生质层包括细胞膜、细胞质、液泡膜，相当于一层半透膜。(4)由于载体蛋白的存在使得原生质层具有选择透过性。(5)细胞外液浓度高于细胞液浓度，细胞失水发生质壁分离。(6)盐碱地的土壤溶液浓度较高，当土壤溶液浓度大于根毛细胞液浓度时，细胞失水萎蔫。
答案： (1)具有半透膜 膜两侧溶液具有浓度差
(2)<
(3)原生质层 ③
(4)选择透过 载体蛋白 (5)质壁分离
(6)土壤溶液的浓度大于根毛细胞液的浓度
15．将一植物细胞依次浸入蒸馏水、0.3 g/mL蔗糖溶液和0.5 g/mL尿素溶液中，观察原生质体(植物细胞除去细胞壁后的部分称原生质体)的体积随时间的变化，如右图所示。
(1)在A、B、C中，细胞在蒸馏水中的是________；在0.3 g/mL蔗糖溶液中的是__________；在0.5 g/mL尿素溶液中的是________。
(2)ab段的下降速度较ae段的快，这是因为______________________________________ ______________________________________________________________________________；
ef段的细胞体积变化为__________；cd段的细胞液浓度__________0.5 g/mL。
(3)试简要分析B、C曲线差异的原因。
解析： 此题主要考查学生对质壁分离和复原原理的理解能力和识图能力。成熟植物细胞放入蒸馏水中会因细胞液浓度大于外界溶液的浓度而吸水，体积膨胀；放入0.3 g/mL蔗糖溶液中会因细胞液浓度小于外界溶液浓度而失水，发生质壁分离，原生质体体积变小；放入0.5 g/mL的尿素溶液中，会先发生质壁分离，原生质体体积变小，后因尿素被细胞吸收进入细胞内部使细胞液浓度升高而发生质壁分离自动复原，原生质体的体积会恢复原状。细胞吸收了一部分尿素，体积增大，细胞液浓度与外界尿素溶液浓度达到平衡，外界尿素溶液浓度原为0.5 g/mL，被细胞吸收一部分后浓度应小于0.5 g/mL，即细胞液浓度应小于0.5 g/mL。
答案： (1)A C B (2)尿素溶液浓度高于蔗糖溶液浓度，原生质层两侧浓度差大，渗透失水速度快 基本不变 小于
(3)开始由于0.5 g/mL的尿素溶液浓度大于0.3 g/mL蔗糖溶液浓度，所以B曲线开始下降的速度较快。后来由于尿素分子被细胞吸收，细胞液浓度升高后开始吸水发生质壁分离复原，原生质体体积恢复，所以B曲线又回升。而蔗糖分子不能进入细胞，所以继续下降，但由于蔗糖溶液浓度降低，因此下降速度减慢。
16．(实验探究)(2011·厦门模拟)某小组确定研究课题：探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。该小组选用水生植物黑藻作为实验材料，并作实验假设：如果将其叶片分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增加。该小组学生设计的实验步骤如下：
A．配制10%、20%、30%的蔗糖溶液，分别盛于培养皿中。
B．从黑藻茎上取下叶片，用吸水纸吸干叶片表面的水分，分别放入不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡10分钟。
C．取出叶片制成装片，显微镜下观察，选取5个细胞测量其A、B值(如图A为细胞的长Z度，B为原生质体的长度)。
在此基础上，请你参与设计、分析与讨论。
(1)请你设计一张表格，用于记录原始数据，去除最大值与最小值，计算并记录B/A(%)值。
(2)该小组同学根据记录数据所作的曲线如下图。请你就该结果作出分析并得出结论。
分析：______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
结论：__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)讨论：
①该小组同学应选用记录表中哪组数据作图？ _______________________________。
②如果要说明上述质壁分离现象是由相应浓度的外界溶液引起的，而非细胞本身的原因，你怎么处理实验？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案： (1)
细胞
10%蔗糖溶液
20%蔗糖溶液
30%蔗糖溶液
B(μm)
A(μm)
B/A(%)
B(μm)
A(μm)
B/A
(%)
B(μm)
A(μm)
B/A
(%)
1
2
3
4
5
平均值
(2)分析：①B/A值越小，说明质壁分离程度越大；②随着溶液浓度的增加，B/A值下降，说明质壁分离程度随溶液浓度的增加而增大 结论：细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增加
(3)①平均值组 ②设置清水对照组，观察清水中的黑藻细胞，确认其细胞形态正常，无质壁分离现象
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