人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 被动运输课时练习

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1.污水净化中应用的超滤膜技术指的是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术,超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。在一定的压力下,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的其他小分子物质通过,达到将溶液净化、分离与浓缩的目的。下列说法中合理的是 ( )
A.超滤膜技术中使用的“滤膜”实质上是一种人造半透膜
B.超滤膜技术中使用的“滤膜”实质上是一种人造生物膜
C.超滤膜技术可以滤去污水中的各种污染物
D.透过“滤膜”的水,已被除去了臭味
2.按下图安装渗透作用装置,将半透膜袋缚于玻璃管下端,半透膜袋内装有50 mL质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液。下列措施不会使半透膜袋内液面上升更高的是 ( )
A.增大半透膜袋的表面积 B.增大半透膜袋内溶液的量
C.达到平衡后向烧杯中加适量的水 D.增大半透膜袋内的蔗糖溶液的浓度
3.将家兔成熟的红细胞甲、乙、丙分别置于三种不同浓度溶液中,如图为水分子的跨膜运输示意图(箭头方向表示水分子的进出,箭头粗细表示水分子出入的多少,已知实验前甲、乙、丙细胞内部溶液浓度相等)。一段时间后,可观察到置于不同浓度溶液中的红细胞( )
A.甲会发生质壁分离 B.甲、乙、丙均发生皱缩
C.乙无水分子进出 D.再次同时放入蒸馏水中,丙先破裂
4.如图是三个相邻的植物细胞之间水分流动方向示意图,图中三个细胞的细胞液浓度关系是( )
A.甲丙 C.甲>乙且乙VE=VF,甲、乙、丙三种溶液分别为质量浓度为0.2 g/mL、0.1 g/mL、0.3 g/mL的蔗糖溶液。
(1)猪膀胱在本实验中起控制物质进出的作用,但不具有选择透过性,因此称其为 膜。
(2)几分钟后,三支小玻璃管中的液面将 (填“上升”或“下降”),液面下降速度最快的是 。
(3)对比分析e、f小玻璃管中的现象可知,引起实验差异的原因是 。 影响f、g液面变化速率的因素中除浓度差外,还有 。
(4)若将两组这样的装置,一组放于37 ℃的恒温箱中,一组放于0 ℃的恒温箱中,几分钟后观察,两装置中e玻璃管中的现象是液面都下降,且放于37 ℃恒温箱中的较放于0 ℃恒温箱中的下降程度大,说明 。
【质壁分离与复原实验的应用】
3.如图甲为一种渗透装置,图乙为某成熟植物细胞处在某种外界溶液中某一时刻的状态,两图中水分子的进出都处于平衡状态。下列分析错误的是 ( )
甲 乙
A.图甲中的液柱能稳定维持比b溶液液面高h,说明溶质分子不能通过c
B.若图乙中细胞无法自动复原,将图乙中外界溶液换成清水时,细胞可复原,则说明原溶液的溶质不能进入细胞
C.图乙中1、3和5组成的结构相当于图甲中的c
D.图中溶液浓度a处等于b处、2处等于6处
4.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞是观察质壁分离与复原现象的理想材料。如表是某实验小组利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在不同浓度的蔗糖溶液中观察质壁分离和复原现象的结果。据表分析,下列叙述中最合理的是 ( )
注:“-”表示不发生,“+”表示发生,且“+”越多表示发生程度越大。
A.当蔗糖溶液质量浓度为0.35 g/mL时,无水分子进出细胞
B.该细胞的细胞液浓度在0.35~0.40 g/mL之间
C.质壁分离过程中该细胞的液泡颜色逐渐变浅
D.质量浓度为0.50 g/mL的蔗糖溶液较适合用于观察质壁分离和复原现象
5.将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.0~4 h,物质A没有通过细胞膜进入细胞
B.0~1 h,细胞体积与原生质体体积的变化量相等
C.2~3 h,物质A溶液的浓度小于细胞液的浓度
D.0~1 h,液泡中液体的浓度大于细胞质基质的浓度
(不定项)用打孔器制取新鲜红甜菜根片若干,均分为9组,并记录每组红甜菜根片的质量(W1),再分别浸泡在不同浓度的蔗糖溶液中,一段时间后取出材料,用吸水纸吸干表面水分并分别称重(W2)。其中(W2-W1)/W1与蔗糖溶液浓度的关系如图所示,下列分析不正确的是( )
A.蔗糖溶液浓度为0的一组,W2-W1=0
B.随着蔗糖溶液浓度的增大,各组中的W2在减小
C.蔗糖溶液浓度为0.1 g/mL的一组,植物细胞膜没有物质的跨膜运输
D.当蔗糖溶液浓度为0.1~0.4 g/mL时,随着浓度的增大细胞的质壁分离程度逐渐增大
7.尿素通道蛋白是一类特异性通透尿素的跨膜蛋白,能介导尿素快速通过细胞膜。下列有关叙述错误的是 ( )
A.尿素分子与该通道蛋白的直径和形状等相适配
B.尿素通过尿素通道蛋白时,需要与通道蛋白结合
C.尿素的这种跨膜运输方式不需要消耗能量
D.尿素通道蛋白属于转运蛋白
8.比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性,结果如图,据此不能得出的推论( ）
A.离子以协助扩散方式通过人工膜
B.生物膜上存在着特殊的输送水分子的通道
C.生物膜对K+、Na+、Cl-的透过具有选择性
D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率
4.1 被动运输 课时练习答案
【基础练习】
1.A 水体中的物质能否通过滤膜取决于物质分子与膜孔径的大小关系,因此滤膜实质上是一种半透膜,A正确,B错误;滤膜只允许水及比膜孔径小的其他小分子物质通过,而这些小分子物质中仍可能有污染物,C错误;有臭味的小分子物质可以透过滤膜,D错误。
2.A 增大半透膜袋的表面积,不会使袋内液面升高;增大半透膜袋内溶液的量,可使更多的水分子进入半透膜袋,袋内液面上升更高;达到平衡后向烧杯中加适量的水会使烧杯内的液面上升,玻璃管与烧杯中的液面高度差缩小,从而更多的水分子进入半透膜袋,袋内液面上升更高;增大半透膜袋内的蔗糖溶液的浓度,会增大半透膜袋两侧溶液的浓度差,会使袋内液面上升更高。
3.D 家兔成熟的红细胞没有细胞壁,不会发生质壁分离现象。甲细胞的失水量大于吸水量,细胞皱缩;乙细胞吸水和失水处于动态平衡,细胞形态基本不发生变化;丙细胞吸水量大于失水量,细胞膨胀。若再次将甲、乙、丙细胞同时放入蒸馏水中,丙先破裂。
4.A 图中水运输的方向有甲→乙,说明乙细胞液浓度>甲细胞液浓度;甲→丙,说明丙细胞液浓度>甲细胞液浓度;乙→丙,说明丙细胞液浓度>乙细胞液浓度。
5.C 在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,第一次显微观察的现象要作为对照,不可省略,A错误;质壁分离过程中细胞不断失水,吸水能力逐渐增强,B错误;吸水纸的主要作用是吸引液体在盖玻片下移动,使植物细胞完全浸在液体中,D错误。
6.答案 (1)原生质层 ② ④(后两空答案可颠倒) 蔗糖溶液 (2)外界溶液浓度大于细胞液浓度 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性,具有大液泡 (3)细胞液的浓度可能大于、等于或小于蔗糖溶液的浓度
解析 (3)在观察植物细胞质壁分离与复原实验中,当细胞处于质壁分离状态时,细胞可能正在发生质壁分离过程,也可能质壁分离完成,细胞原生质层大小处于相对静止状态,还可能处于质壁分离的复原过程中,因此,细胞液浓度与蔗糖溶液浓度的关系是细胞液浓度大于、等于或小于蔗糖溶液浓度。
7.A 协助扩散过程中载体蛋白构象发生改变不需要消耗细胞内化学反应产生的能量,A错误;人体成熟红细胞以协助扩散方式吸收葡萄糖,C正确;协助扩散是顺浓度梯度的跨膜运输方式,需要载体,具有载体饱和效应,D正确。
特别提醒 自由扩散和协助扩散的物质运输方向都是高浓度→低浓度,都不需要消耗能量;协助扩散还需要转运蛋白(载体蛋白、通道蛋白)的协助。
8.A 载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上具有一定的流动性,A错误;载体蛋白和通道蛋白都具有一定的空间结构,只能转运一种或一类结构相似的物质,B正确;甲、乙两种方式都是从高浓度一侧运输到低浓度一侧,需要转运蛋白的协助,属于被动运输中的协助扩散,C正确;载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的变化,D正确。
9.C ①②分别表示自由扩散、协助扩散,③物质运输速率与物质浓度成正比,表示自由扩散,④物质运输速率除受物质浓度的影响外,还受其他因素影响(如转运蛋白数量),表示协助扩散。肺泡上皮细胞吸收氧气是自由扩散,对应①③;人的成熟红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散,对应②④;甘油进出细胞属于自由扩散,对应①③;肌肉细胞吸收水的方式是自由扩散和协助扩散,对应①②③④,因此选C。
【能力提升】
1.B 半透膜两侧溶液浓度差越大,达到平衡后,漏斗与烧杯的液面差距越明显,图乙中h1>h2,说明图甲中B浓度高于C浓度,A正确。达到平衡后,漏斗中溶液浓度越高,漏斗与烧杯的液面差越大,由于h1>h2,所以图乙中B的浓度高于C的浓度,B错误。图甲中B的浓度高于C的浓度,A的水分子扩散到B中的速度大于A中的水分子扩散到C中的速度;由于蔗糖不能通过半透膜,即使达到渗透平衡,B的浓度仍高于A,C正确。图乙中漏斗内的液面不再变化,水分子进出半透膜达到动态平衡,水分子进出A、B的速度相等,D正确。
2.答案 (1)半透 (2)下降 g管 (3)E、F中溶液浓度不同 猪膀胱袋表面积大小不同 (4)温度影响水分子的渗透作用
解析 (2)小玻璃管中的液面高度与小袋内的液体体积和浓度均有关。三种溶液的浓度大小顺序为溶液丙>溶液甲>溶液乙,对于E、F、G三个小袋来说,半透膜外侧溶液浓度都大于半透膜内侧溶液浓度,三个小袋都会通过渗透作用向外散失水分。比较F、G两个小袋,G小袋中的液体体积大于F小袋,G小袋表面积大于F小袋,所以在相同时间内G小袋向外散失水分更多一些,g玻璃管中液面下降更快,下降幅度更大。比较E、F两个小袋,表面积大小相同,但E小袋中的溶液甲与溶液丙的浓度差小于F小袋中的溶液乙与溶液丙的浓度差,故在相同时间内E小袋失水最少,液面下降幅度最小。因此,几分钟后,三支小玻璃管中的现象都是液面下降,下降程度为g管>f管>e管。(3)E、F小袋中蔗糖溶液浓度不同,e、f小玻璃管中的现象说明了水分子能通过半透膜从溶液浓度低的一侧向溶液浓度高的一侧渗透,且浓度差越大渗透越快。影响f、g液面变化速率的因素除浓度差外,还有猪膀胱袋表面积大小。(4)温度会影响水分子的渗透作用。
3.D 图甲中,若漏斗中的溶质分子能通过c,平衡时内外液面相等,A正确。图乙中,溶液中的溶质如能进入细胞,则会发生质壁分离自动复原,B正确。图乙中细胞膜1、液泡膜3和两层膜之间的细胞质5一起构成原生质层,相当于图甲中的半透膜,C正确。从图甲漏斗中液面高于外界溶液液面可以得出漏斗内溶液(a处)的浓度大于外界溶液(b处);根据题干信息可知,图乙水分子的进出处于平衡状态,为质壁分离停止的时刻,细胞液(2处)的浓度等于外界溶液(6处),D错误。
4.B 蔗糖溶液质量浓度为0.35 g/mL时,细胞没有发生质壁分离,此时可能水分子进出细胞达到动态平衡,也可能细胞吸水(由于细胞壁的作用,细胞体积不会发生明显变化),A错误;蔗糖溶液浓度为0.35 g/mL 时细胞不发生质壁分离,蔗糖溶液浓度为0.40 g/mL时细胞已发生质壁分离,细胞液浓度在0.35~0.40 g/mL之间,B正确;质壁分离过程中液泡颜色逐渐变深,C错误;当蔗糖溶液质量浓度为0.50 g/mL时,细胞因过度失水死亡而无法发生质壁分离的复原,D错误。
5.C 植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,0~4 h,原生质体体积先减小后增大,说明细胞发生了质壁分离且能够自动复原,则物质A可通过细胞膜进入细胞,A错误。0~1 h,原生质体体积不断减小,说明物质A溶液的浓度高于细胞液浓度,细胞不断失水,此时A溶液浓度>细胞质基质的浓度>细胞液浓度;因细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性,植物细胞体积与原生质体体积的变化不相等,B、D错误。2~4 h,原生质体体积增大,是由于物质A通过细胞膜进入细胞,导致细胞液的浓度大于物质A溶液的浓度,细胞吸水,C正确。
6.AC (W2-W1)/W1=0→红甜菜根片质量不变;(W2-W1)/W1>0→红甜菜根片质量增加,即细胞发生渗透吸水;(W2-W1)/W1