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课时作业8　物质跨膜运输的实例
时间：45分钟　　满分：100分
一、选择题(每小题5分，共60分)
1.为探究植物A能不能移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液浓度，实验结果如下表。为保证植物A移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应(　　)
浓度(mol/L)
0.15
0.2
0.25
0.3
质壁分离状态
不分离
刚分离
显著分离
显著分离
A.≤0.15mol/L　　　　　　 B．≤0.2mol/L
C．≥0.2mol/L D．≥0.3mol/L
解析：当细胞液浓度小于周围土壤溶液浓度时，细胞会失水发生质壁分离，植物将不能正常生存。因此，为保证植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液浓度应≤0.15mol/L。
答案：A
2．甜菜块根细胞中有花青素，使块根呈红色。将块根切成小块放在蒸馏水中，水无明显的颜色变化。但用盐酸处理这些块根后，则能使水变红，这是因为(　　)
A．细胞壁被盐酸破坏
B．花青素不溶于水而溶于盐酸
C．盐酸破坏了细胞膜的选择透过性
D．盐酸破坏了原生质层的选择透过性
解析：花青素存在于液泡的细胞液中，单纯破坏细胞膜、细胞壁，只要液泡未破坏，花青素就不会出来，液泡膜与细胞膜以及两膜之间的细胞质合称原生质层，可看成是一层选择透过性膜。
答案：D
3．(2012·西城区期末)将洋葱表皮细胞置于一定浓度的KNO3深液中，一段时间后用显微镜观察，未观察到质壁分离现象。以下推测不合理的是(　　)
A．所取洋葱表皮细胞可能是死细胞
B．KNO3溶液浓度可能低于细胞液浓度
C．细胞在盐溶液中不发生质壁分离
D．细胞可能发生质壁分离后又自动复原
解析：死细胞不会发生质壁分离现象。只有KNO3溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞液中的水分才能向外渗透，出现质壁分离现象。KNO3溶液中的钾离子和硝酸根离子都可以通过主动运输的方式进入细胞，故在一定浓度的KNO3溶液中细胞可能发生质壁分离后又自动复原了。当盐溶液的浓度大于细胞液浓度时，活的成熟植物细胞就会发生质壁分离现象。
答案：C
4．(2012·江西重点中学联考)以下有关植物对水分吸收和对矿质元素吸收的叙述中正确的是(　　)
A．将洋葱根尖的分生区细胞和大肠杆菌细胞放在30%的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象
B．用质壁分离和复原可以判断原生质体有无活性
C．缺镁和缺铁都会使植物失绿即叶片发黄，缺镁，老的部位先失绿，缺铁，嫩的部位先失绿
D．植物吸收水分和吸收矿质元素离子的动力都是蒸腾作用
解析：洋葱根尖的分生区细胞和大肠杆菌细胞没有大的液泡，在30%的蔗糖溶液中不会发生质壁分离现象，故A错误。只有活的具有细胞壁的细胞，才能发生质壁分离和复原现象，原生质体无细胞壁，故B错误。镁是可再利用元素，不会在老的部位堆积，新的部位较多；铁是不可再利用元素，在老的部位堆积，新的部位较少，所以缺镁，老的部位先失绿，缺铁，嫩的部位先失绿，故C正确。植物吸收水分的动力是蒸腾作用，而吸收矿质元素离子的动力来自呼吸作用产生的能量，故D错误。
答案：C
5．(2010·新课标全国卷)若要在普通显微镜下观察到质壁分离、RNA和脂肪，下列四组材料中应选择的一组是(　　)
A．水稻胚乳和花生子叶　　 B．天竺葵叶和水稻胚乳
C．紫色洋葱和花生子叶 D．天竺葵叶和紫色洋葱
解析：本题结合实验考查细胞中物质的分布与细胞的结构。能观察到质壁分离的植物细胞应具有颜色较深的大液泡；观察RNA和脂肪要经过染色，故应选择浅色且脂肪含量高的细胞。
答案：C
6.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
解析：无机盐离子进出细胞的方式主要是主动运输，主动运输需要载体和能量。载体属于蛋白质，起选择作用；能量主要是通过有氧呼吸产生的。海藻细胞可以通过积累溶质提高细胞内浓度，不至于造成质壁分离。
答案：D
7．(2012·杭州七校期中联考)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分钟的现象
再过5分钟
滴加清水5分钟
①
0.3g·mL－1
蔗糖溶液
x
无变化
质壁分离复原
②
0.5g·mL－1
蔗糖溶液
质壁分离
y
无变化
③
1mol·L－1
KNO3溶液
质壁分离
质壁分离复原
z
④
1mol·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原生质体
B．z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅
C．y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡
D．④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量
解析：洋葱表皮细胞在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象，而在质量浓度为0.5g/mL的蔗糖溶液中会因质壁分离失水过多而死亡。在物质的量浓度为1mol/L的KNO3溶液中，由于K＋和NO能穿膜，故洋葱表皮细胞发生先质壁分离后自动复原现象，由于K＋和NO进入细胞内，细胞液浓度增大，因此滴加清水后，细胞体积稍增大，而物质的量浓度为1mol/L的醋酸溶液会杀死细胞，故在醋酸溶液中细胞无变化。
答案：D
8．如图表示植物细胞渗透作用图解，下列说法中错误的是(　　)

A．成熟植物细胞发生渗透作用的主要原因是原生质层相当于一层半透膜
B．不成熟的植物细胞，如根尖分生区细胞，不能发生渗透吸水或失水
C．当溶液浓度甲＞乙时，成熟植物会因渗透失水而发生质壁分离现象
D．当溶液浓度甲＝乙时，细胞处于渗透平衡状态，但仍有水分子由甲→乙
解析：不成熟的植物细胞仍能发生渗透作用，但不会发生质壁分离现象。成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。当渗透平衡时，仍有水分子移动，只是单位时间内，由甲→乙和由乙→甲的水分子数相等。
答案：B
9．食醋中的醋酸分子是活细胞所选择的小分子物质，蔗糖是不被选择的大分子物质。用食醋和蔗糖可将新鲜蒜头腌制成糖醋蒜头，这是因为(　　)
A．醋酸和蔗糖分子均存在于活细胞的间隙中
B．醋酸和蔗糖分解后被细胞吸收
C．腌制时间长，两种物质缓慢地渗入细胞内部
D．醋酸杀死细胞，使细胞膜失去选择透过性
解析：依题意，用食醋和蔗糖将新鲜蒜头腌制成糖醋蒜头，说明食醋分子和蔗糖分子均已进入大蒜的细胞中；细胞膜有选择透过性，细胞所要选择的离子、小分子可以通过(因此醋酸分子通过)，其他离子、小分子、大分子不能通过。依题中条件，蔗糖分子不是大蒜细胞要选择通过的，这说明，能使蔗糖分子通过的大蒜细胞已失去了选择透过性，细胞已经死了。细胞一旦死亡，选择透过性不复存在，变成全透性。通常情况下，不被细胞选择的离子、小分子等是对细胞有害的物质，这些物质如果浓度高，或较长时间地包围细胞，会造成细胞质壁分离、过分失水，导致活细胞死亡，从而改变细胞膜的通透性，使原来细胞不需要的分子都可通过扩散作用进入细胞内。解此题要注意避免以下两个误区：①对选择透过性理解不准确，认为时间长自然可“渗透”进去；②识把腌制当成存在于细胞间隙中。
答案：D
10．(2012·淮安调研)用物质的量浓度为2mol·L－1的乙二醇溶液和2mol·L－1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列表述中正确的是(　　)

A．该细胞可能是某种植物根尖分生区的细胞
B．AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大
C．BC段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡
D．用一定浓度的KNO3溶液，可得到类似蔗糖溶液的结果
解析：原生质体是指植物细胞除去细胞壁之外的部分。A错误：根尖分生区细胞无大液泡，不能发生质壁分离；B正确：AB段原生质体体积变小，液泡内失去水分，故细胞液浓度在逐渐增大；C错误：只有活细胞才会发生质壁分离复原，BC段因细胞吸水使原生质体体积增大；D错误：用一定浓度的KNO3溶液，可得到类似乙二醇溶液的结果。
答案：B
11．水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的核会被着色。利用PI鉴别细胞的基本原理是(　　)
A．死细胞与活细胞的核酸结构不同
B．死细胞与活细胞的核酸含量不同
C．活细胞能分解染色剂PI
D．活细胞的细胞膜能阻止PI的进入
解析：细胞膜的功能之一就是能控制物质进出细胞。此题中用PI鉴别细胞就利用了细胞膜的此功能。细胞膜像海关或边防检查站，对进出细胞的物质进行严格的“检查”。细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要的，或者对细胞有害的物质不容易进入细胞。可以用此特性鉴别细胞的死活。本题中的PI是正常情况下细胞不需要的，只要细胞是活细胞就不会进入。
答案：D
12．下表是人体成熟红细胞与血浆中的K＋和Mg2＋在不同条件下的含量比较，据表分析不确切的是(　　)
处理前
用鱼滕酮处理后
用乌本苷处理后
细胞内
血浆中
细胞内
血浆中
细胞内
血浆中
K＋
145mmol
5mmol
11mmol
5mmol
13mmol
5mmol
Mg2＋
35mmol
1.4mmol
1.8mmol
1.4mmol
35mmol
1.4mmol
A.鱼滕酮对K＋的载体的生理功能有抑制作用，而不影响Mg2＋的载体的生理功能
B．乌本苷抑制K＋的载体的生理功能而不影响Mg2＋的载体的生理功能
C．鱼滕酮抑制ATP的合成从而影响K＋和Mg2＋的运输
D．正常情况下血浆中K＋和Mg2＋均通过主动运输进入红细胞
解析：K＋和Mg2＋由血浆进入红细胞内是逆浓度运输，即为主动运输。经鱼滕酮处理后，红细胞内两种离子的量均有变化，说明鱼滕酮主要是作用于呼吸作用某过程而抑制ATP的合成，从而抑制不同离子的运输。
答案：A
二、简答题(共40分)
13．(10分)如图是细胞膜结构图，下表是海水和某海洋植物细胞液的离子浓度对照表。据图和表的内容回答下列问题：

被测物质
钾离子(相对值)
氯离子(相对值)
海水
0.01
0.50
细胞液
0.59
0.04
(1)图中1是________，2是________，3是________。
(2)图中1是构成细胞膜的________。图中2在钾离子、氯离子通过该植物细胞膜时起________作用。
(3)从表中数据可知，植物细胞从海水中吸收________离子并向海水中排出________离子。由此可见，该细胞膜对离子的通过具有________性。
(4)钾离子和氯离子通过细胞膜的方式是________，作出此判断的依据是________。
解析：(1)图示为细胞膜的基本结构，1、2、3依次代表磷脂双分子层、蛋白质分子和糖侧链。(2)磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架；细胞通过主动运输吸收钾离子、排出氯离子，需要载体协助。(3)细胞液中的钾离子浓度明显高于海水，氯离子浓度明显低于海水，说明海洋植物细胞吸钾排氯，对不同的离子的吸收具有选择性。(4)钾、氯离子逆浓度梯度从低浓度向高浓度运输，说明细胞通过主动运输吸收钾、排出氯离子。
答案：(1)磷脂分子　蛋白质分子　多糖分子(糖侧链)　(2)基本支架　载体　(3)钾　氯　选择　(4)主动运输　钾、氯离子从低浓度向高浓度运输
14．(10分)(2012·安徽百校一次联考)下图是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道，具有离子选择性。请仔细观察图示回答有关问题。

(1)很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实。这证明组成细胞膜的主要成分中有[　　]________。
(2)鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外，经研究鲨鱼体内多余盐分是经②途径排出被转运物质的，那么其跨膜运输的方式是________。
(3)柽柳是泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收于植物体内的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐是通过主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明。
①实验步骤：
a．取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有Ca2＋、K＋的溶液中。
b．甲组给予正常的呼吸条件，乙组______________________ __________________________________________________。
c．________________________________________________________________________。
②实验结论：
a．若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，说明__________ __________________________________________________________；
b．________________________________________________________________________。
解析： (1)“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实证明细胞膜组成成分中有脂质分子，结合图示分析该物质应为[甲]磷脂分子。(2)②途径是一个离子通道，鲨鱼体内多余盐分可通过这种通道蛋白的协助由高浓度的细胞膜内一侧运输到低浓度细胞膜外的一侧，因此其跨膜运输的方式应为协助扩散(或被动运输)。(3)主动运输和被动运输相比，前者需要消耗能量，后者不需消牦能量。本实验可通过控制供能的多少来确定柽柳吸收无机盐的方式。若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，说明无机盐的吸收不需消耗能量，应为被动运输；若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，则说明柽柳从土壤中吸收无机盐需要消耗能量，应为主动运输。
答案： (1)甲　磷脂分子　(2)协助扩散(或被动运输)　(3)①b.完全抑制有氧呼吸　c．一段时间后测定两组植株根系对Ca2＋、K＋的吸收速率　②a.柽柳从土壤中吸收无机盐是通过被动运输　b．若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从土壤中吸收无机盐是通过主动运输
15．(20分)如图是有关物质扩散的图解：

(1)设计一个实验，证明图解是成立的。(要求：直接在上图的装置1和装置2的括号内，填上适当的溶液或试剂的代号，以表明你的设计)
可供选择的溶液及试剂：①淀粉溶液　②葡萄糖溶液　③蒸馏水　④I2—KI溶液　⑤少量斐林试剂(斐林试剂能跨膜扩散，葡萄糖遇斐林试剂形成砖红色沉淀)
(2)根据你的设计方案，预测一定时间后两个透析袋内的颜色变化：
装置1：_______________________________________________；
装置2：_______________________________________________。
(3)若想明显观察到水分子扩散的结果，装置应如何改进？
(4)透析袋价格昂贵，请提供两种能替代透析袋的生物材料。
解析：本题以图解的形式给出了三种物质扩散的情况：淀粉不能透过半透膜、碘和葡萄糖可以透过半透膜，水分子能从溶液浓度低的一侧向溶液浓度高的一侧扩散，这是实验要证明的。实验方案的设计，要利用装置和试剂的显色变化，作出预测。解答第(1)题只需在装置1和装置2的括号内，填上适当的溶液或试剂的代号即可。
答案：方法一：(1)如下图(图1)。
(2)袋内溶液变蓝　袋内溶液变为砖红

 　
方法二：(1)如上图(图2)。
(2)袋内溶液呈碘液的颜色(不变色)　袋内溶液变砖红
(3)将透析袋套在有标记(刻度)的漏斗口上或将有标记的玻璃管插入透析袋内。
(4)动物的膀胱、肠衣、洋葱内表皮、卵壳膜。

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