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2019-2020年高考生物限時(shí)規(guī)范特訓(xùn)：第08講 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例 [組題說明] 考點(diǎn) 題號(hào) 錯(cuò)題統(tǒng)計(jì) 錯(cuò)因分析 滲透作用分析 1、2、5、11 質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原 3、5、6、7、10、13 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)例 4、12 實(shí)驗(yàn)與探究 8、9、14、15 A. 0.4　　　　　　　　　　 B. 0.8 C. 1.0 D. 1.6 解析：當(dāng)細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度相等時(shí)，水分的進(jìn)出達(dá)到平衡，此時(shí)馬鈴薯的重量變化為0，故答案為C。 答案：C 2．若下圖表示植物細(xì)胞滲透作用的圖解，下列說法中錯(cuò)誤的是(　　) A．植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜 B．一定條件下，活的、成熟的植物細(xì)胞能發(fā)生滲透失水或吸水 C．當(dāng)溶液甲的濃度>細(xì)胞液乙的濃度時(shí)，細(xì)胞發(fā)生滲透失水，當(dāng)細(xì)胞液乙的濃度>溶液甲的濃度時(shí)，細(xì)胞發(fā)生滲透吸水 D．當(dāng)溶液甲的濃度＝細(xì)胞液乙的濃度時(shí)，細(xì)胞處于平衡狀態(tài)，水分子不再通過原生質(zhì)層 解析：滲透作用是水分子通過半透膜的擴(kuò)散，當(dāng)溶液甲的濃度＝細(xì)胞液乙的濃度時(shí)，水分子仍進(jìn)行擴(kuò)散，只是進(jìn)出處于平衡狀態(tài)。 答案：D 3．浸泡在一定濃度KNO3溶液中的洋蔥表皮細(xì)胞，發(fā)生質(zhì)壁分離后又出現(xiàn)質(zhì)壁分離復(fù)原，與此過程直接相關(guān)的細(xì)胞器有(　　) A．液泡 B．線粒體、液泡 C．線粒體 D．線粒體、高爾基體 解析：質(zhì)壁分離與水分的散失有關(guān)，水分的散失與液泡有關(guān)。質(zhì)壁分離的自動(dòng)復(fù)原與細(xì)胞吸收K＋和NO有關(guān)，細(xì)胞吸收K＋是主動(dòng)運(yùn)輸過程，需要消耗能量，故該過程與線粒體有關(guān)。 答案：B 4．與主動(dòng)運(yùn)輸相比，協(xié)助擴(kuò)散的特點(diǎn)是(　　) A．運(yùn)輸物質(zhì)沒有選擇性 B．運(yùn)輸物質(zhì)的速率與物質(zhì)的濃度成正比 C．需要載體蛋白的協(xié)助 D．只能將物質(zhì)從高濃度的一側(cè)運(yùn)輸?shù)降蜐舛鹊囊粋?cè) 解析：協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸都需要載體蛋白，因此都有選擇性，并且運(yùn)輸物質(zhì)的速率也都受載體蛋白數(shù)量的限制。協(xié)助擴(kuò)散屬于被動(dòng)運(yùn)輸，只能順濃度梯度運(yùn)輸物質(zhì)。 答案：D 5．已知魚鰾是一種半透膜。若向魚鰾內(nèi)注入適量的20%蔗糖溶液、排出魚鰾內(nèi)的空氣，扎緊開口，將其浸沒在盛有10%蔗糖溶液的燒杯中，下列能正確表示燒杯內(nèi)蔗糖溶液濃度隨時(shí)間變化趨勢的示意圖是(　　) 解析：魚鰾內(nèi)的蔗糖溶液濃度高于外邊，所以會(huì)從燒杯中吸水使燒杯內(nèi)液體濃度升高，吸水到一定程度后，魚鰾內(nèi)外蔗糖溶液濃度相等，水進(jìn)出達(dá)到平衡，燒杯內(nèi)液體濃度不再變化。 答案：B 6．[xx蘇北四市調(diào)研]某同學(xué)在做植物細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到紫色洋蔥表皮細(xì)胞的中央液泡逐漸縮小，這說明(　　) A．洋蔥表皮細(xì)胞是活細(xì)胞 B．細(xì)胞液的溶質(zhì)透出細(xì)胞 C．蔗糖溶液濃度小于細(xì)胞液濃度 D．細(xì)胞壁收縮導(dǎo)致中央液泡失水 解析：活細(xì)胞才會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離；當(dāng)細(xì)胞具有活性時(shí)，細(xì)胞膜具有選擇透過性，不允許細(xì)胞液的溶質(zhì)透出；由于外界蔗糖溶液的濃度高于細(xì)胞液的濃度，導(dǎo)致細(xì)胞失水，中央液泡逐漸縮小。 答案：A 7．以紫色洋蔥鱗片葉外表皮為實(shí)驗(yàn)材料觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象，下列敘述正確的是(　　) A．細(xì)胞在發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)能觀察到紫色中央液泡逐漸增大 B．滴加質(zhì)量濃度0.5 g/mL的蔗糖溶液比0.3 g/mL蔗糖溶液引起細(xì)胞質(zhì)壁分離所需時(shí)間長 C．滴加清水后，質(zhì)壁分離的細(xì)胞又復(fù)原，說明此細(xì)胞是活細(xì)胞 D．用任何濃度的NaCl溶液代替蔗糖溶液都不能引起細(xì)胞質(zhì)壁分離 解析：質(zhì)壁分離是因?yàn)橐号葜屑?xì)胞液的水分不斷滲出，因而紫色中央液泡會(huì)逐漸縮??；滴加0.5 g/mL的蔗糖溶液時(shí)，外界溶液與細(xì)胞液濃度差更大，單位時(shí)間內(nèi)細(xì)胞失水更多，發(fā)生質(zhì)壁分離所用時(shí)間更短；用高濃度的NaCl溶液代替蔗糖溶液，導(dǎo)致植物細(xì)胞短時(shí)間內(nèi)大量失水，會(huì)觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象；若NaCl溶液濃度過高，細(xì)胞失水過多而死亡，則無法觀察到質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象。 答案：C 8．[xx宜昌模擬]將某植物細(xì)胞分為兩組，分別浸于濃度為0.3 g/mL的(Ⅰ)蔗糖溶液與(Ⅱ)尿素溶液中，然后每5分鐘用顯微鏡觀察一次，并測量原生質(zhì)體(即僅由細(xì)胞膜包住細(xì)胞質(zhì)的細(xì)胞部分，不含細(xì)胞壁)的相對(duì)表面積，其結(jié)果如下圖所示。則下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)開始后20分鐘，(Ⅰ)和(Ⅱ)兩組的細(xì)胞均發(fā)生質(zhì)壁分離 B．實(shí)驗(yàn)開始后30分鐘，(Ⅰ)的細(xì)胞中必含蔗糖 C．實(shí)驗(yàn)開始后30分鐘，(Ⅱ)的細(xì)胞中必含尿素 D．此圖顯示尿素可通過細(xì)胞膜，而蔗糖卻不能通過細(xì)胞膜 解析：蔗糖溶液和尿素溶液均使細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離，使細(xì)胞原生質(zhì)體的相對(duì)表面積縮?。?0分鐘后放入蔗糖溶液的細(xì)胞相對(duì)表面積不再發(fā)生變化，說明失水達(dá)到了最大程度，此時(shí)細(xì)胞不一定死亡，蔗糖溶液不一定能進(jìn)入細(xì)胞；20分鐘后放入尿素溶液中的細(xì)胞開始吸水，處于復(fù)原過程是由于細(xì)胞能吸收尿素，使細(xì)胞液濃度上升所致。 答案：B 9．某同學(xué)擬選擇一種半透性的膜材料，用于自制滲透計(jì)。他采用如圖1所示的裝置(示意圖)，對(duì)收集到的四種材料甲、乙、丙和丁進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了倒置漏斗中的液面高度隨時(shí)間變化的曲線(如圖2)。據(jù)圖分析，該同學(xué)應(yīng)選擇的膜材料是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 解析：用甲、乙、丙、丁四種膜材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由題中圖2可知，只有甲材料一定是只允許水分子通過，為半透膜的理想材料。 答案：A 10．把蠶豆植株放在濕潤的空氣中光照一段時(shí)間后，取蠶豆葉下表皮制作臨時(shí)裝片，先在清水中觀察，然后用0.3 g/mL蔗糖溶液取代清水，繼續(xù)觀察，結(jié)果如圖所示。對(duì)此現(xiàn)象的推斷最合理的是(　　) A．清水中的保衛(wèi)細(xì)胞因失水導(dǎo)致氣孔開放 B．蔗糖進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞后，細(xì)胞吸水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉 C．清水中的保衛(wèi)細(xì)胞很快出現(xiàn)質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原 D．蔗糖溶液中的保衛(wèi)細(xì)胞因失水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉 解析：由圖可以看出，清水中氣孔開放，蔗糖溶液中氣孔關(guān)閉，推測可能是蔗糖溶液中的保衛(wèi)細(xì)胞因失水導(dǎo)致氣孔關(guān)閉。 答案：D 11．下圖為滲透作用實(shí)驗(yàn)，開始時(shí)如圖甲所示，A代表清水，B、C代表蔗糖溶液，過一段時(shí)間后結(jié)果如圖乙，漏斗管內(nèi)液面不再變化，h1、h2表示漏斗內(nèi)液面與清水的液面差。下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．圖甲中B的濃度一定大于C的濃度 B．圖乙中B的濃度一定等于C的濃度 C．圖甲A中的水分子擴(kuò)散到B的速度大于A中水分子擴(kuò)散到C的速度 D．圖乙A中水分子擴(kuò)散到B的速度等于B中水分子擴(kuò)散到A的速度 解析：半透膜兩側(cè)溶液有濃度差，濃度差越大，水分子擴(kuò)散越快，漏斗管內(nèi)的液面越高。據(jù)最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果可斷定圖甲中B的濃度大于C的濃度。當(dāng)管中液面上升到一定程度時(shí)，h1、h2段液柱產(chǎn)生的靜水壓與滲透壓相等，此時(shí)水分子進(jìn)出半透膜達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，管中的液面停止上升。滲透壓越大，表明溶液的濃度越大，又因h1>h2，說明乙圖中B的滲透壓大于C的滲透壓，也就是說B的濃度一定大于C的濃度。 答案：B 12．將番茄和水稻分別培養(yǎng)在含Ca2＋、Mg2＋、SiO的培養(yǎng)液中。一段時(shí)間后，測定培養(yǎng)液中3種離子的濃度，結(jié)果如圖所示。該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不能說明(　　) A．不同植物對(duì)同種離子的吸收量是不同的 B．同一種植物對(duì)不同離子的吸收量是不同的 C．與番茄相比，水稻對(duì)SiO需求量大，對(duì)Ca2＋需求量小 D．植物對(duì)各種離子的吸收速率與溶液中離子的濃度呈正相關(guān) 解析：由圖可知，培養(yǎng)液在培養(yǎng)兩種植物后，同種離子的濃度所發(fā)生的改變不同，說明不同植物對(duì)同種離子的吸收量不同； 同一植物的培養(yǎng)液中不同離子的濃度改變量不同，說明同一植物對(duì)不同離子的吸收量是不同的；與番茄相比，水稻培養(yǎng)液中SiO的濃度下降較多，說明水稻對(duì)SiO的需求量大，Ca2＋濃度稍高于初始濃度，而番茄培養(yǎng)液中Ca2＋濃度遠(yuǎn)低于初始濃度，說明水稻對(duì)Ca2＋的需求量??；由圖可知，植物對(duì)各種離子的吸收速率與溶液中離子的濃度不呈正相關(guān)。 答案：D 13．成熟的植物細(xì)胞具有中央大液泡，可與外界溶液構(gòu)成滲透系統(tǒng)進(jìn)行滲透吸水或滲透失水。圖甲表示滲透裝置吸水示意圖，圖乙表示圖甲中液面上升的高度與時(shí)間的關(guān)系，圖丙表示成熟植物細(xì)胞在某外界溶液中的一種狀態(tài)(此時(shí)細(xì)胞有活性)。請(qǐng)回答下列問題： (1)由圖甲漏斗液面上升可知，實(shí)驗(yàn)初始時(shí)c兩側(cè)濃度大小是a________b。由圖乙可知漏斗中溶液吸水速率在________，最終液面不再上升，當(dāng)液面不再上升時(shí)，c兩側(cè)濃度大小是a________b。 (2)圖丙中相當(dāng)于圖甲中c結(jié)構(gòu)的是________(填序號(hào))，結(jié)構(gòu)②中充滿的液體是________。此時(shí)細(xì)胞液的濃度與外界溶液的濃度大小關(guān)系是________。 A．細(xì)胞液>外界溶液 B．細(xì)胞液<外界溶液 C．細(xì)胞液＝外界溶液 D．都有可能 (3)把一個(gè)已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞浸入清水當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞液泡體積增大，說明細(xì)胞在滲透吸水，細(xì)胞能否無限吸水？________，原因是________________。 (4)把一個(gè)已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞浸入低濃度的蔗糖溶液中，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞液泡體積也在增大。當(dāng)液泡體積不再增大時(shí)，細(xì)胞液濃度是否一定和外界溶液濃度相等？________________。 解析：(1)漏斗內(nèi)液面的上升是由細(xì)胞吸水引起的，水從濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)移動(dòng)的速度快，因此，由圖甲中漏斗內(nèi)液面上升可知，b液體的濃度大于a；圖乙反映的是隨吸水時(shí)間的延長，漏斗內(nèi)液面升高的高度逐漸減小，這是由濃度差縮小造成的?？紤]到漏斗內(nèi)液柱壓力的作用，當(dāng)液面不再上升時(shí)，a的濃度仍小于b。(2)圖甲中c為半透膜，在圖丙中可將細(xì)胞膜③、液泡膜⑤和兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)④視作一層半透膜，結(jié)構(gòu)②中充滿的液體是外界溶液；由于無法判斷細(xì)胞是在吸水還是失水，因此，無法確定此時(shí)細(xì)胞液的濃度與外界溶液的濃度大小關(guān)系。(3)對(duì)植物細(xì)胞而言，由于細(xì)胞壁的存在，且細(xì)胞壁的彈性有限，因此，細(xì)胞不可能無限吸水，當(dāng)細(xì)胞因吸水體積增大到細(xì)胞壁所能膨大的最大限度時(shí)，細(xì)胞將不再吸水。(4)液泡體積不再增大時(shí)，細(xì)胞液濃度不一定和外界溶液的濃度相等，也可能是由于細(xì)胞壁的束縛，雖然細(xì)胞液的濃度大于外界溶液的濃度，液泡體積也不再增大。 答案：(1)小于 　 下降 　 小于 　 (2)③④⑤ 　 外界溶液 　 D 　(3)不能 　 細(xì)胞壁對(duì)原生質(zhì)層有支持和保護(hù)的作用 　(4)不一定 14．下圖中甲、乙兩圖是滲透裝置示意圖，丙圖是根毛細(xì)胞示意圖。請(qǐng)根據(jù)甲、乙、丙三圖回答下列問題(注：甲圖是發(fā)生滲透作用的初始狀態(tài)，乙圖是發(fā)生了較長時(shí)間的滲透作用之后達(dá)到平衡的狀態(tài))： (1)典型的滲透裝置必須具備兩個(gè)條件：①________(指明甲圖中相應(yīng)部位)；②________。 (2)比較甲圖中①和②處溶液濃度的大小：_______>_______。 (3)甲圖中的③相當(dāng)于丙圖中的________，它與丙圖中相應(yīng)結(jié)構(gòu)的區(qū)別是__________________________。 (4)若把根毛細(xì)胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，它會(huì)出現(xiàn)________現(xiàn)象。再放入清水中，它又出現(xiàn)________現(xiàn)象。 (5)若把根毛細(xì)胞放在0.9 g/mL的蔗糖溶液中，它會(huì)出現(xiàn)什么變化？____________。過一段時(shí)間再放入清水中，此時(shí)根毛細(xì)胞與上題中放入清水中的變化一樣嗎？________。原因是：__________。 (6)鹽堿地中的植物常出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，其原因是___________。 解析：(1)滲透作用發(fā)生必須具備半透膜及半透膜兩側(cè)溶液存在濃度差這兩個(gè)條件。(2)由乙圖可知內(nèi)部溶液濃度高于外部，所以①小于②。(3)原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、液泡膜，相當(dāng)于一層半透膜。由于載體蛋白的存在使得原生質(zhì)層具有選擇透過性。(4)、(5)細(xì)胞外溶液濃度高于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離。細(xì)胞外溶液濃度低于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞吸水發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。(6)鹽堿地的土壤溶液濃度較高，當(dāng)土壤溶液濃度大于根毛細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水萎蔫。 答案：(1)具有半透膜(甲圖中的③) 　 膜兩側(cè)溶液具有濃度差 (2)② 　 ① (3)⑦ 　 甲圖中的③為物理過濾膜，沒有生物活性；而乙圖中的⑦為生物膜，具有選擇透過性 (4)質(zhì)壁分離 　 質(zhì)壁分離復(fù)原 (5)質(zhì)壁分離 　 不一樣 　 由于蔗糖溶液濃度過高，根毛細(xì)胞失水過多，導(dǎo)致根毛細(xì)胞死亡，因此與上題的變化不一樣，不能出現(xiàn)質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象 (6)土壤溶液濃度大于根毛細(xì)胞液濃度，造成根毛細(xì)胞失水 15．植物根尖成熟區(qū)的主要功能是吸收水分和礦質(zhì)元素離子。下圖表示剛施肥后的根尖成熟區(qū)表皮細(xì)胞在土壤溶液中的狀態(tài)。請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)該部位的表皮細(xì)胞與功能相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是__________。 (2)圖中根表皮細(xì)胞此時(shí)所處的生理狀態(tài)是____________。此時(shí)，還能吸收水分和礦質(zhì)離子嗎？____________。 (3)現(xiàn)提供0.3 g/mL的蔗糖溶液、1 mol/L的硝酸鉀溶液、1 mol/L的醋酸溶液三種藥品(以上溶液的濃度均比一般細(xì)胞液濃度大)、紫色洋蔥、顯微鏡。請(qǐng)你選擇一種正確的藥品及其他必要的儀器用具，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，證實(shí)你對(duì)第(2)題第二問的判斷。 實(shí)驗(yàn)步驟：①取一干凈的載玻片，在中央加入1滴________：②撕取紫色洋蔥鱗片葉表皮，平展于液滴中，蓋上蓋玻片，置于顯微鏡下觀察。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：細(xì)胞先出現(xiàn)________，后慢慢________。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：由此證明了________________________________。 解析：(1)根毛細(xì)胞適應(yīng)吸收水分和礦質(zhì)離子的特點(diǎn)是形成突起的根毛擴(kuò)大了吸收面積。(2)細(xì)胞通過滲透作用吸收水分，動(dòng)力來自細(xì)胞內(nèi)外的濃度差，而吸收礦質(zhì)離子是通過主動(dòng)運(yùn)輸，動(dòng)力來自細(xì)胞代謝產(chǎn)生的ATP，因此該細(xì)胞不能吸收水分，但能吸收礦質(zhì)離子。(3)0.3g/mL的蔗糖溶液能使洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離；1 mol/L的硝酸鉀溶液可使洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原；1 mol/L的醋酸溶液可殺死細(xì)胞。所以證實(shí)對(duì)第(2)題第二問的判斷應(yīng)選擇1 mol/L的硝酸鉀溶液。 答案：(1)細(xì)胞表面有突起的根毛(或細(xì)胞表面向外突起)；有大液泡 　(2)細(xì)胞失水，出現(xiàn)質(zhì)壁分離 　不能吸收水分，仍能吸收礦質(zhì)離子　 (3)1 mol/L的硝酸鉀溶液 質(zhì)壁分離 　 自動(dòng)復(fù)原 　 細(xì)胞失水處于質(zhì)壁分離狀態(tài)時(shí)，仍能吸收礦質(zhì)離子