高中生物《4.1物质跨膜运输的实例》同步.doc

人教版 必修一 4.1物质跨膜运输的实例 同步练习
※典题例析 规律总结※
【例1】如右图所示，烧杯内装有蒸馏水，下部封有半透膜的长颈漏斗内装有淀粉和食盐溶液，开始时，漏斗颈内的液面与烧杯内蒸馏水的液面相同。过一段时间后，用碘液和硝酸银溶液分别检测蒸馏水中的物质。整个实验过程中所观察到的现象是(　　)

①漏斗颈内的液面下降　②漏斗颈内的液面上升　③烧杯内的液体遇硝酸银溶液有白色沉淀生成　④烧杯内的液体遇碘液变蓝
A．①② B．②③
C．③④ D．①⑤
解析：淀粉是大分子物质，不能透过半透膜，因此漏斗内液体与烧杯中蒸馏水之间的渗透压不平衡，水分子通过半透膜进入漏斗，使其液面上升；烧杯内的蒸馏水中无淀粉，遇碘不变蓝。食盐溶液中的离子可以透过半透膜，所以烧杯内的液体遇硝酸银溶液有白色沉淀生成。
答案：B
温馨提示：
（1）渗透和扩散：物质从高浓度一侧向低浓度一侧运动叫做扩散，如氧气从浓度高的地方向浓度低的地方运动，即一种分子顺相对浓度梯度的运动。水分子和一些小分子物质是按照一般扩散作用的原理从分子密度高的地方向分子密度低的地方运动，能够自由通过细胞膜，这种跨膜运输也属于扩散。其中水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透。
（2）常用的半透膜有以下材料：玻璃纸、猪膀胱、鱼鳔、鸡蛋内皮等，其特点是允许小分子物质透过，不允许大分子物质透过。
【例2】假定将甲乙两个同种植物的成熟细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液均比细胞液的浓度高，蔗糖分子不能透过膜，甘油分子可以较快地透过膜。在显微镜下连续观察，甲乙两细胞的变化是 (　　)
A．甲、乙两细胞发生质壁分离后，不再发生质壁分离复原
B．甲、乙两细胞发生质壁分离，但乙细胞随后又发生质壁分离复原
C．甲、乙两细胞发生质壁分离，但随后甲细胞又发生质壁分离复原
D．甲、乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原
解析：　成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，可发生渗透作用。甲、乙两细胞均处在外界溶液浓度大于细胞液浓度的环境中，开始时，甲、乙两细胞都要发生质壁分离，但蔗糖分子不能透过原生质层，所以甲细胞不能发生质壁分离复原，而甘油分子可以较快地通过原生质层，到达细胞液，细胞液的浓度升高，细胞吸水，发生质壁分离复原。
答案：B
温馨提示：
析图：
(1)A曲线：由于放在清水中，细胞吸水，体积胀大。
(2)B曲线：由于细胞外KNO3溶液浓度高于细胞内，故细胞失水发生质壁分离；又由于细胞向其内部吸收K＋和NO，使细胞液浓度上升，高于细胞外溶液浓度，细胞吸水，质壁分离复原。
(3)C曲线：蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度→质壁分离，又由于细胞不吸收蔗糖分子，故不会自动复原。
【例3】用相同的完全培养液，在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗。在二者的吸水率几乎相同的情况下，72 h后原培养液中部分离子浓度发生了如下表所示的变化(表中数据为72 h后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百分比)。分析下表不能得出的结论是 (　　)

K＋
Mg2＋
Ca2＋
SiO
水稻
17.0
105
117
19.5
番茄
19.1
85
59.6
118
A.不同植物对同一离子的需要量是不同的
B．与番茄相比，水稻对SiO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：　由题干可获取的主要信息有：①培养水稻和番茄的原培养液中各离子浓度相同，②表中数据的计算方式是实验后离子浓度占实验前同种离子浓度的百分比，比值越大说明对该离子的吸收量越小，反之越大。解答本题时应首先理解表中数据表示的意义，再进行逐项分析。由表中每一列数据分析可知，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，水稻吸收的SiO多，对Ca2＋、Mg2＋吸收少，而番茄吸收的Ca2＋和Mg2＋较多，对SiO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。因此选项A、B、C正确，选项D所表述的内容不能从表中数据得出。
答案：D
温馨提示：
（1）培养溶液中某离子的浓度低于初始浓度，说明植物吸收离子的比例大于吸收水的比例。
（2）培养溶液中某离子的浓度高于初始浓度，说明植物吸收离子的比例小于吸收水的比例。
（3）植物对不同离子的吸收具有选择性。
（4）植物吸收水和吸收离子是两个相对独立的过程。
※小试高考※
1.（2011天津理综卷）将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果见右图。下列叙述错误的是

A. 图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质
B. 将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原
C. 实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异
D. 洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料
答案：A
2.（2011年重庆卷）题5图为某种植物幼苗（大小、长势相同）均分为甲、乙两组后，在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况（其它条件相同且不变）。下列有关叙述，错误的是

A．3h时，两组幼苗均已出现萎蔫现象，直接原因是蒸腾作用和根细胞失水
B．6h时，甲组幼苗因根系开始吸收K+、NO—3，吸水能力增强，使鲜重逐渐提高
C．12h后，若继续培养，甲组幼苗的鲜重可能超过处理前，乙组幼苗将死亡
D．实验表明，该植物幼苗对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程
解析：3h后，两组幼苗重量均已超过初始萎蔫鲜重即发生了萎蔫，一方面是因为蒸腾作用散失了水分，另一方面是因放在比根细胞浓度大的KNO3溶液中，根细胞通过渗透作用失水。根系从一开始就通过主动运输吸收K+、NO3—，6h后鲜重增加说明根细胞吸收的水分比蒸腾作用散失了水分多，根细胞内离子浓度高于外界溶液浓度应在6h前就开始了，只不过根细胞吸收的水分比蒸腾作用散失了水分少，所以鲜重还是在减少。根细胞内通过主动运输吸收的离子数量在增多，而吸水量也在增加，根细胞内离子浓度在变化，而根外浓度也离子被吸收和水分的吸收在变化，根细胞内外离子浓度差的变化不好确定，所以根的吸水能力不好判定。12h后，由于甲组根系不断通过主动运输吸收K+、NO3—，从而保持根细胞内外浓度差，使其吸水量大于蒸腾量而有可能超过处理前的鲜重量，而乙组放在比根细胞浓度大很多的KNO3溶液中，根细胞通过渗透作用和蒸腾作用不断大量失水造成严重萎蔫最后死亡。通过以上分析可知吸收离子与吸收水分是两面个相对独立的过程。
答案：B
3.（2011海南生物卷）原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情况下尿液中不含葡萄糖。肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。下图为肾小管及相关结构示意图。

回答问题：
（1）肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度______（高于、低于、等于）组织液中的。
（2）原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是_____，需要__________的参与。
（3）小管上皮细胞重吸收水分的原理是__________，原尿中葡萄糖未能被完全重吸收从而导致尿量增加的原因是___________。
解析：
（1)被动运输是由高浓度到低浓度，而细胞内的葡萄糖经过被动运输方式进入组织液，故肾小管上皮细胞中葡萄糖浓度高于组织液
（2）葡萄糖进入绝大多数组织细胞的方式都是主动运输，主动运输需要载体蛋白和ATP，葡萄糖进入哺乳动物红细胞属于被动运输，只需要载体不需要ATP
（3)肾小管上皮细胞与组织液之间存在浓度差，故可以发生渗透作用吸水，原尿中葡萄糖不能被完全重吸收时候，进入尿液会带走一部分水分。
答案（1） 高于
（2）主动运输 载体和ATP
（3） 渗透作用 葡萄糖要带走部分水分（高渗透性利尿）。
※能力提升训练※
一、选择题
1．我国民间用盐渍法保存食品的原理是(　　)
A．食盐水中的Cl－有杀菌作用
B．浓盐水中含O2少，细菌无法生存
C．渗透作用使细菌失水死亡
D．渗透作用使鱼肉细胞过度失水
2．若向日葵的某种细胞间隙的溶液浓度为a，细胞液浓度为b，细胞质基质浓度为c，则当它因缺水而萎蔫时，三者间的浓度关系是(　　)
A．a>b>c B．a>c>b
C．b>c>a D．b>a>c
3．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．原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大
C．成熟的植物细胞能进行渗透吸水
D．蛋白质、淀粉、纤维素的吸水性依次递减
4．将紫色洋葱表层细胞置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中，光镜下所观察到的现象是 (　　)
①液泡逐渐变小，颜色由浅变深　②液泡逐渐变小，颜色由深变浅　③原生质层与细胞壁逐渐分离形成球形小团 ④细胞膜、液泡膜结构明显　⑤原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液
A．①③ B．①③④
C．②③ D．①③⑤
5．将水稻培养在有各种营养元素的培养液中，发现水稻吸收硅多，吸收钙少。这说明(　 )
A．水稻培养液中硅和钙的浓度不同
B．水稻根细胞对于物质的输入和输出具有选择性
C．水稻根细胞吸收硅的能力弱，吸收钙的能力强
D．硅是小分子，钙是大分子
6．质壁分离实验中的“质”和“壁”分别是指(　　)
A．细胞质、细胞壁 B．原生质层、细胞壁
C．细胞质基质、细胞壁 D．原生质、细胞壁
7．下列关于植物对离子选择性吸收的叙述，不正确的是 (　　)
A．植物对离子选择性吸收的特征与其生活环境相适应
B．根细胞膜上某种离子的载体蛋白的有无，决定对离子选择吸收的种类
C．根细胞膜上某种离子的载体蛋白的多少，影响对离子选择吸收的多少
D．根呼吸强度也影响植物对离子吸收的选择性
8．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图所示。

该试验的结果不能说明 (　　)
A．植物根对水分子的吸收和对矿质元素的吸收是两个相对独立的过程
B．植物对离子的吸收有选择性
C．植物对离子的吸收与溶液中离子的浓度有关
D．水稻吸收Si的载体多
二、非选择题
9．下表是一组用新鲜洋葱表皮进行的实验处理和结果，请分析回答：
实验
分析
处理方法
实验结果
第1组
①将材料置于0.3g/ml蔗糖溶液中
①发生质壁分离
②然后将材料移至蒸馏水中
②发生质壁分离复原
第2组
③将材料置于0.6g/ml蔗糖溶液中
③迅速发生质壁分离
④然后将材料移至蒸馏水中
④质壁分离不能复原
第3组
⑤然后将材料置于0.07g/ml尿素溶液中
⑤开始发生质壁分离，然后逐渐自动复原
第4组
⑥将材料放在100℃热水中3min后取出，重复第1组实验
⑥不发生质壁分离
(1)洋葱表皮细胞在第1、2、3组实验中均发生了质壁分离现象，其内部结构基础和外在条件分别__________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
(2)比较第1和第2组实验结果的差异，说明___________________________________
_______________________________________________________________________。
(3)比较第1和第3组实验结果，出现实验结果差异性的原因是________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
(4)比较第1和第4组实验结果，出现实验结果差异性的原因是________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
10．某同学在缺少实验仪器的情况下，做了这样一个实验，将生鸡蛋大头的蛋壳去掉，保留壳膜完好，将小头打破，让蛋清和蛋黄流出，如图所示。然后，在蛋内灌上清水，把它放在O.3 g／mL的蔗糖溶液中，并且用铅笔在鸡蛋壳上标上最初的吃水线，半小时后，他发现鸡蛋上浮，原吃水线高出水面。请分析：

(1)鸡蛋壳上浮的原因是
。
(2)如果里面是蔗糖溶液，外面是清水，蛋壳将会 。
(3)本实验中相当于渗透装置中的半透膜的是 ，还可用作半透膜的材料有 。
参考答案：
1．C　解析：盐渍法就是人为造成外界溶液浓度大大高于细菌细胞内溶液的浓度，让细菌失水死亡，从而阻止细菌的繁殖来保存食品。
2．B　解析：细胞因缺水而萎蔫时，必定是渗透失水，即水分子渗透方向是：细胞液→细胞质基质→细胞间隙。水分子是从低浓度溶液向高浓度溶液扩散，所以a>c>b。
3．D　解析：渗透吸水的细胞学基础是细胞具有原生质层和原生质层内外的溶液具有浓度差。一个活的、成熟的植物细胞是具备这样的细胞学基础的，所以当这样的植物细胞与外界环境溶液相接触时，细胞液就可以与外界溶液发生渗透作用。质壁分离就是靠渗透作用来实现的。D项为亲水性物质，与吸胀作用有关，故质壁分离不能证明D项内容。
4．A　解析：因外界蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，洋葱表皮细胞将不断失水，使得液泡变小，而细胞液中色素不能随水透过原生质层，因此颜色加深。由于液泡和原生质层的不断收缩，可见③现象出现，光镜下既看不清结构又辨不清蔗糖的存在。
5．B　解析：水稻吸收硅多，而吸收钙少，体现了细胞对于物质的输入和输出具有选择性。
6．B　解析：成熟的植物细胞可以发生质壁分离现象。原因是成熟的植物细胞中央有一个大液泡，其内的细胞液有一定浓度，与外界溶液之间可形成浓度差。另外，细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成的原生质层可看做是一层半透膜，它与细胞壁的伸缩性不同，当细胞失水时，原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大，从而导致两者的分离。
7．D　解析：生物膜选择透过性的结构基础是膜上载体蛋白的种类和数量。载体蛋白的种类决定膜对离子是否吸收，载体蛋白的数量决定膜对离子吸收数量的多少，植物与其生存环境是相适应的，不同环境中无机盐离子的种类和数量不完全相同。根呼吸强度影响根对无机盐离子的吸收速率，但不影响选择性。
8．C　解析：题目中说两植物的吸水速率相等而吸收矿质元素的量有了变化，说明植物吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程；从柱状图中可以看出不同离子的吸收速率有差异，说明植物对离子的吸收具有选择性，而离子的吸收多少与载体数量有关，所以硅离子明显降低，说明水稻吸收Si的载体多。因为离子的吸收是主动运输的过程，所以与溶液离子的浓度没有什么直接的关系。
9．(1)内部结构基础是有原生质层和原生质层内外两种溶液体系的存在；外在条件是原生质层内外两种溶液体系存在浓度差
(2)高浓度的溶液加快质壁分离现象的出现，但由于引起细胞过度失水，导致细胞死亡，使质壁分离复原不能发生
(3)尿素是可以被细胞吸收的小分子物质，随着尿素分子不断进入细胞内部，当细胞内外溶液浓度趋于一致时，质壁分离就自动复原
(4)高温使细胞死亡，死亡的细胞原生质层失去选择透过性，不能发生质壁分离
解析：提高从图表中获得信息的能力(如图：该实验自变量有3组，不同浓度的蔗糖溶液、不同溶液、不同温度)；理解植物细胞质壁分离的原理及应用。
10.(1)因壳内清水通过壳膜渗透进入蔗糖溶液，壳内水减少，重量减轻 (2)下沉 (3)壳膜 动物膀胱等