内容正文:
课时梯级训练(12) 被动运输
一、选择题
1.甲、乙两种物质分别以自由扩散和协助扩散进入细胞,如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜,并维持其他条件不变,则甲、乙两种物质的扩散速率变化分别是 ( )
A.升高、升高 B.降低、降低
C.不变、降低 D.不变、不变
C 解析:以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜,甲物质以自由扩散进入细胞,扩散速率不变,乙物质以协助扩散进入细胞,需要膜上转运蛋白的协助,扩散速率降低,C正确。
2.将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中,发生的变化是 ( )
A.液泡的颜色逐渐变浅
B.细胞失水发生质壁分离
C.细胞体积明显变小
D.原生质层逐渐变薄
B 解析:0.3 g/mL的蔗糖溶液浓度是高于细胞液浓度的,因此细胞会失水发生质壁分离,液泡体积会缩小,液泡的颜色将逐渐变深,A错误、B正确;由于细胞失水,细胞会有一定程度的缩小,但细胞壁伸缩性有限,因此细胞不会明显变小,C错误;发生质壁分离失水时,细胞液中的水会先流到细胞质中,经过细胞质流到细胞外,因此原生质层可能会变厚,D错误。
3.(2025·福州高一检测)哺乳动物细胞在0.9%的NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中,一段时间后制作临时装片,用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是 ( )
A.在高于0.9%的NaCl溶液中,红细胞会发生质壁分离
B.在0.9%的NaCl溶液中,水分子一定不会进入红细胞
C.在低于0.9%的NaCl溶液中,红细胞会吸水膨胀
D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
C 解析:质壁分离中“质”是指原生质层,“壁”是指细胞壁,兔的红细胞没有细胞壁和液泡(不能形成原生质层),所以不能发生质壁分离,A错误;在0.9%的NaCl溶液中,外界溶液浓度等于细胞液的浓度,水分子进出红细胞处于动态平衡,B错误;在低于0.9%的NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀,甚至发生破裂,C正确;渗透作用是指水分子从溶液浓度较低处向溶液浓度较高处进行的扩散,D错误。
4.(2025·浙江1月卷)某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后,继续进行“质壁分离”实验,示意图如下。
下列叙述正确的是 ( )
A.实验过程中叶肉细胞处于失活状态
B.①与②的分离,与①的选择透过性无关
C.与图甲相比,图乙细胞吸水能力更强
D.与图甲相比,图乙细胞体积明显变小
C 解析:由题意可知,该细胞可观察叶绿体和细胞质流动,说明细胞没有失活,A错误;①与②的分离,与①的选择透过性有关,其原因是蔗糖可通过全透性的细胞壁,但不能通过具有选择透过性的细胞膜,B错误;与图甲相比,图乙细胞处于失水状态,细胞液渗透压升高,吸水能力更强,C正确;与图甲相比,图乙细胞体积几乎不变(植物细胞体积是看细胞壁),D错误。
5.水通道蛋白是一种位于细胞膜上的跨膜蛋白,可协助水分子短时间内大量进出细胞。下列叙述错误的是 ( )
A.水分子的运输消耗细胞内化学反应产生的能量
B.水分子的运输速率与水通道蛋白的数量有关
C.水通道蛋白只能运输水分子,不能运输Na+等
D.水通道蛋白被破坏后,水分子仍能进出细胞
A 解析:水分子通过被动运输进出细胞,不消耗细胞内化学反应产生的能量,A错误;根据题干信息可知,水通道蛋白可协助水分子短时间内大量进出细胞,所以水分子的运输速率与水通道蛋白的数量有关,B正确;水通道蛋白具有特异性,只能运输水分子,不能运输Na+等,C正确;水通道蛋白被破坏后,水分子仍可以自由扩散的方式进出细胞,D正确。
二、非选择题
6.物质的跨膜运输对细胞的生存至关重要,下图A、B、C分别表示几种物质运输方式。请回答下列问题:
(1)CO2等气体分子一般通过图中方式[ ]____________进入细胞,物质运输方式B是________________________________________________________________________。
(2)科学家研究发现,水分子也可以借助通道蛋白进入细胞,如物质运输方式C,该过程不消耗能量,则物质运输方式C是____________,你判断的理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)A 自由扩散 协助扩散
(2)协助扩散 顺浓度梯度运输且需要借助相应通道蛋白转运(不消耗能量)
解析:(1)CO2等气体分子一般通过自由扩散的方式进入细胞,对应图中的A;物质运输方式B顺浓度梯度运输,需要载体蛋白协助,为协助扩散。(2)物质运输方式C顺浓度梯度运输,需要通道蛋白协助,不需要消耗能量,为协助扩散。
一、选择题
1.(2025·石家庄高一检测)用M、N两种溶液分别浸泡相同植物细胞,观察质壁分离现象,得到其原生质体的体积变化情况如图所示(不考虑细胞活性丧失)。下列叙述正确的是 ( )
A.两溶液溶质不同,M溶液浓度大于N溶液
B.M溶液中的溶质分子从B点开始进入细胞
C.120 s时,细胞液与外界溶液浓度可能相等
D.0~120 s内,N溶液中的细胞吸水能力逐渐减弱
C 解析:某种植物细胞处于M、N溶液中,外界溶液浓度高于细胞液浓度,原生质体体积变小,发生质壁分离。但M溶液处理组原生质体体积减小程度小于N溶液处理组,说明M溶液浓度小于N溶液,A错误;M溶液处理组B点原生质体体积开始增大,说明B点开始吸水,此时细胞液浓度大于外界溶液浓度,说明M溶液中的溶质分子在B点前就进入细胞,B错误;M、N溶液处理两组细胞120 s时,N溶液处理组原生质体体积不再变化,细胞液浓度与外界溶液浓度可能相等,C正确;0~120 s内,N溶液中的细胞原生质体体积逐渐减小,说明细胞在不断失水,细胞液的浓度逐渐变大,细胞的吸水能力逐渐增强,D错误。
2.某降血压药物说明书上注明:“本品含钙通道阻滞剂,抑制血管平滑肌细胞的跨膜钙离子内流,产生降压作用。”下列说法正确的是 ( )
A.钙通道仅由磷脂分子构成
B.钙离子以自由扩散方式进入细胞
C.除钙离子外,其他分子或离子也可以通过钙通道进入细胞
D.钙离子进入血管平滑肌细胞血压会升高
D 解析:钙通道主要是由蛋白质组成的,A错误;钙离子通过钙通道进入细胞属于协助扩散,B错误;钙通道是运输钙离子的通道,具有专一性,其他分子或离子不能通过,C错误;抑制钙离子内流,产生降压作用,据此推测,钙离子进入血管平滑肌细胞血压会升高,D正确。
3.(2024·淮安高一期末)人类细胞中已经发现了13种水通道蛋白,其中两类举例如下。下列叙述正确的是 ( )
水通道蛋白
组织分布
功能
AQP2
肾集合管
增加集合管对水的转运
AQP7
脂肪组织、肾、睾丸
转运水以及甘油
A.水分子通过水通道蛋白时,不与水通道蛋白结合
B.水分子通过水通道蛋白运输的速率小于自由扩散的速率
C.水通道蛋白只能运输水分子
D.肾集合管可通过AQP2对水分进行重新吸收,使尿量增多
A 解析:通道蛋白贯穿于细胞膜,分子或离子通过通道蛋白时不需要与其结合,直接从通道进出细胞,所以水分子通过水通道蛋白时不需要与其结合,A正确;水分子通过水通道蛋白的运输属于协助扩散,运输速率大于直接通过磷脂双分子层的自由扩散速率,B错误;通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相同的分子或离子通过,所以水通道蛋白不是只能运输水分子,C错误;肾集合管可通过AQP2对水分进行重新吸收,使尿量减少,D错误。
4.(2025·济南高一检测)缢蛏是我国传统养殖的广盐性贝类之一,自身存在抵抗外界盐度胁迫的渗透调节机制。缢蛏体内游离氨基酸含量随盐度的不同而变化,如图为缢蛏在不同盐度下鲜重随培养时间的变化曲线。下列叙述错误的是 ( )
A.0~8 h,缢蛏在低盐度条件下吸水,其细胞液的浓度会逐渐减小
B.高盐度条件下,缢蛏可能通过产生游离的氨基酸抵抗外界胁迫,维持自身鲜重相对稳定
C.该实验的自变量是培养时间和盐度
D.缢蛏细胞吸水和失水时,水分子通过水通道蛋白跨膜运输可能比自由扩散更快
A 解析:细胞液存在于液泡中,动物细胞没有细胞液,A错误;高盐度条件下,缢蛏可能通过产生游离的氨基酸,增加其细胞渗透压,抵抗外界胁迫,使其鲜重维持相对稳定,B正确;实验的自变量是培养时间和盐度,C正确;缢蛏细胞吸水和失水时,水分子通过水通道蛋白跨膜运输可能比自由扩散更快,D正确。
二、非选择题
5.(情境创新题)为了探究时间对紫色洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离的影响,某学校生物兴趣小组按照以下步骤进行了实验。请分析并回答相关问题。
①取一定浓度的蔗糖溶液各10 mL,分别加到培养皿中,盖上皿盖。
②从洋葱鳞片叶相同部位撕取3 mm2的外表皮若干,迅速分别放入装有蔗糖溶液的培养皿中,使其完全浸入,浸泡时间分别是2 min、4 min、6 min、8 min、10 min、12 min、14 min。
③从1号培养皿开始,依次取出紫色洋葱鳞片叶外表皮,放在干燥的载玻片上,盖上盖玻片,制成临时装片。
④将装片置于显微镜下观察,找到合适的视野拍照保留实验现象。
⑤在照片中计数视野内总细胞个数及质壁分离细胞个数,计算质壁分离细胞所占比例,记录实验数据,并绘制了如下图所示的曲线。
(1)该实验中使用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料的好处是______________________________________________,质壁分离的外因是_______________
________________________________________________________________________。
(2)不同处理时间的实验组必须在同一时间、同一地点进行,目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验步骤③中,不是将紫色洋葱外表皮置于清水中的原因是____________________
________________________________________________________________________。
(4)由袁隆平海水稻科研团队研发的海水稻,适合在海边滩涂等盐碱地生长。有人提出,海水稻根部细胞的细胞液浓度比普通水稻品种(生长在普通土壤上)的高。请利用质壁分离实验方法设计实验进行验证(简要写出实验设计思路,不写预期结果和结论):
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)有紫色的大液泡,便于观察到质壁分离现象 细胞液浓度小于外界溶液浓度,导致细胞失水
(2)排除温度、大气压等无关因素对实验结果的干扰
(3)防止细胞在清水中发生质壁分离复原现象
(4)分别取海水稻和普通水稻根成熟区细胞,制成临时装片;配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液进行处理,观察对比两种植物细胞发生质壁分离的情况
解析:(1)该实验中使用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料的好处是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中有紫色的大液泡,便于观察到质壁分离现象。质壁分离的外因是细胞液浓度小于外界溶液浓度,内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。(2)实验设计要遵循单一变量原则,实验中要排除无关变量对实验结果的影响,因此无关变量要保持相同且适宜。不同处理时间的实验组必须在同一时间、同一地点进行,目的是排除温度、大气压等无关因素对实验结果的干扰。(3)实验步骤③中,若将浸泡过蔗糖溶液后的紫色洋葱外表皮细胞放在清水中,会导致细胞发生质壁分离复原现象。(4)本实验采用溶液浓度梯度法进行设计,通过设置一系列不同浓度的蔗糖溶液来验证海水稻根部细胞的细胞液浓度比普通水稻品种(生长在普通土壤上)的高,因此实验设计思路为分别取海水稻和普通水稻根成熟区细胞,制成临时装片;配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液进行处理,观察对比两种植物细胞发生质壁分离的情况。
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