1、第第 2 2 课时课时 探究植物细胞的吸水和失水的实验操作及自由扩探究植物细胞的吸水和失水的实验操作及自由扩 散和协助扩散散和协助扩散 A 组 基础对点练 题组一 探究植物细胞吸水和失水的实验操作 1 (2020 济南市历城第二中学高一期末)在“观察洋葱表皮细胞质壁分离及质壁分离复原”的 实验中，某同学在显微镜下观察到紫色洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。下列有关叙述 不正确的是( ) A图中细胞可能处于质壁分离中，也可能正处于质壁分离复原过程中 B图中表示细胞壁 C本实验中质壁分离的细胞和分离前的细胞相互对照 D图中结构的伸缩性小于图中的结构 答案 D 2 (2019 辽宁高一月考)在探究植
2、物细胞质壁分离及复原实验中， 某同学绘制的显微镜下紫色 洋葱鳞片叶外表皮细胞示意图如图。下列叙述错误的是( ) A图中阴影部分不呈现紫色 Ba/b 值可作为细胞失水程度的指标 C实验初始浓度大小：外界溶液浓度大于细胞液浓度 D图示时刻浓度大小：外界溶液浓度等于细胞液浓度 答案 D 解析 题图为处于质壁分离状态的细胞，如果液泡继续变小，则外界溶液浓度大于细胞液浓 度；如液泡大小不变，则外界溶液浓度等于细胞液浓度；如液泡逐渐变大，则外界溶液浓度 小于细胞液浓度，D 错误。 3 在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中， 对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了 三次观察(如下图所示)。下列有关叙述正确
3、的是( ) A第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质区域 B第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处 C吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头 D为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤 答案 B 解析 第一次观察不能观察到较大的细胞质区域，可观察到紫色大液泡；吸水纸的作用是引 流，使洋葱鳞片叶表皮浸润在蔗糖或清水中；第一次显微镜观察是为了对照，不能省略。 4 (2019 辽河油田第二高级中学高一期末)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，蔗糖分子不能透过原生质层，甘油分 子可以较快地透过
4、原生质层。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，随后乙细胞又发生质壁分离复原 C甲、乙两细胞发生质壁分离，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 答案 B 解析 甲表皮细胞放入较高浓度的蔗糖溶液中，细胞失水发生质壁分离，且发生质壁分离后 不能复原，原因是蔗糖分子不能透过半透膜改变细胞液的浓度；乙表皮细胞放入较高浓度的 甘油溶液中，开始时细胞失水发生质壁分离，在发生质壁分离的过程中有甘油分子进入表皮 细胞，使细胞液浓度逐渐增大，当细胞液浓度大于甘油溶液浓度时，细胞
5、吸水，发生质壁分 离复原。 5下列各项无法通过质壁分离复原实验证明的是( ) A成熟植物细胞的活性 B原生质层比细胞壁的伸缩性大 C成熟的植物细胞能渗透吸水 D水分子通过水通道蛋白进入细胞 答案 D 解析 水分子通过水通道蛋白进入细胞的方式是协助扩散，因为这个过程需要通道蛋白，但 是不消耗能量，不能通过质壁分离复原实验证明，D 错误。 6 用洋葱鳞片叶外表皮制备“观察细胞质壁分离和复原实验”的临时装片， 观察细胞的变化。 下列有关实验操作和结果的叙述，错误的是( ) A可以用低倍镜观察细胞质壁分离和质壁分离复原现象 B黑藻叶片不能作为“观察细胞质壁分离和复原实验”的材料 C该实验所使用的蔗糖溶
6、液浓度为 0.3 g/mL D在光学显微镜下可以看到洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞核 答案 B 解析 黑藻叶片含有大液泡，能作为“观察细胞质壁分离和复原实验”的材料。 题组二 自由扩散和协助扩散 7(2020 阜新市第二高级中学高一期末)下列物质中，以自由扩散方式通过细胞膜的是( ) ANa B二氧化碳 CRNA D胰岛素 答案 B 8下列关于通道蛋白的说法，错误的是( ) A一种离子通道只允许一种分子或离子通过 B水通道蛋白是覆盖在细胞膜表面的蛋白质 C细胞膜上的 Na 通道蛋白与水通道蛋白在空间结构上有差异 D物质通过通道蛋白的运输属于被动运输，不消耗能量 答案 B 解析 水通道蛋白是一类贯穿于
7、细胞膜磷脂双分子层的蛋白质，B 错误。 9(2020 辽宁高一期末)如图所示为物质跨膜运输的一种方式，下列相关叙述正确的是( ) A脂肪酸以该方式进入细胞 B该过程需要消耗能量 C运输该物质的蛋白质难以运输其他物质 D该过程的运输速率与膜两侧浓度差完全成正比 答案 C 解析 题图表示的运输方式为协助扩散，而脂肪酸通过自由扩散方式进入细胞，A 错误；协 助扩散顺浓度梯度进行，不需要消耗能量，B 错误；协助扩散中的转运蛋白具有专一性，因 此运输该物质的蛋白质难以运输其他物质，C 正确；在一定的浓度范围内，随着膜两侧浓度 差的增大，题图所示物质运输速率逐渐增大，当达到一定浓度时，受到转运蛋白的限制，
8、物 质运输速率不再随物质浓度差的增大而增大，D 错误。 10如图为物质出入细胞的两种方式示意图，请据图回答： (1)图中 A 表示_方式，B 表示_方式。 (2)O2和葡萄糖两种物质中，可以通过 B 方式进入红细胞的是_。 (3)与A方式相比， B方式的主要特点是需要借助_， 该物质是在细胞内的_ 上合成的。 (4)影响 B 方式运输速率的因素为_。 答案 (1)自由扩散(或简单扩散) 协助扩散(或易化扩散) (2)葡萄糖 (3)转运蛋白 核糖体 (4)细胞膜两侧物质的浓度梯度大小和转运蛋白的数量 B 组 综合强化练 1下列关于细胞吸水和失水的叙述，错误的是( ) A红细胞去除膜蛋白后水的运输
9、速率降低 B细菌具有细胞壁，可以用它观察到质壁分离现象 C水分子以协助扩散的形式进入细胞时不与通道蛋白结合 D原生质层与细胞壁伸缩性的差异是发生质壁分离的重要条件 答案 B 解析 质壁分离是原生质层与细胞壁的分离， 细菌无大液泡， 故不能用于观察质壁分离现象， B 错误。 2(2019 山东济宁月考)协助扩散需要细胞膜上转运蛋白的协助。图甲、乙分别表示载体介导 和通道介导的两种协助扩散方式，其中通道介导的扩散比载体介导快 1 000 倍。下列有关叙 述正确的是( ) A载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的 B载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性 C甲、乙两种方式均存在溶质分子和相应蛋白质的
10、结合过程 D水分子可以通过这两种方式进出细胞 答案 B 解析 载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上不是静止不动的，A 项错误；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，通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小 和电荷相适宜的分子或离子通过，故载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性，B 项正确； 图乙所示通道蛋白参与的协助扩散过程不需要溶质分子与相应蛋白质结合，C 项错误；水分 子可以通过不需要转运蛋白协助的自由扩散和需要水通道蛋白介导的协助扩散两种方式进出 细胞，D 项错误。 3 (2020 山东高一期末)将同一紫色洋葱鳞片叶外表皮制成两组相同的临时装片， 分别浸润在 甲、乙两种溶液
11、中，测得液泡体积的变化情况如图所示。下列有关叙述错误的是( ) A甲溶液的物质的量浓度大于乙溶液 B甲溶液中溶质分子与乙溶液中溶质分子不同 C乙溶液中的溶质分子在 2 min 前已开始进入细胞 D26 min，乙溶液中细胞的细胞液浓度逐渐升高 答案 C 解析 分析题图可知，在 2 min 之前，相比于乙溶液，处于甲溶液中的洋葱表皮细胞液泡的 直径减小的速度更快，因此甲溶液浓度更大，A 正确；根据以上分析可知，植物细胞在甲溶 液中先发生质壁分离而后发生质壁分离复原过程，因此甲溶液中的溶质可以进入细胞内，而 植物细胞在乙溶液中只发生了质壁分离过程，说明乙溶液的溶质不能进入细胞内，B 正确、 C 错
12、误；26 min，乙溶液中细胞逐渐渗透失水，细胞液的浓度不断增大，细胞的吸水能力 逐渐增大，D 正确。 4.将两个细胞液浓度相同的洋葱鳞片叶外表皮细胞分别置于 A、B 溶液中，细胞失水量的情 况，如图所示。下列相关叙述不正确的是( ) A该实验可选取绿色植物成熟的叶肉细胞来进行 B若 B 溶液的浓度稍增大，则曲线中 b 点右移 C两条曲线的差异是由于 A、B 溶液浓度不同导致 D6 min 时将 A、B 溶液中的外表皮细胞取出，用显微镜观察，均可看到质壁分离现象 答案 C 解析 绿色植物成熟的叶肉细胞有中央大液泡，当其处于高于细胞液浓度的外界溶液中时， 细胞会发生渗透作用而失水，A 正确；若
13、B 溶液的浓度稍增大，细胞失水速率变快、失水量 变多，a 点上升，外界溶液浓度升高，细胞吸水延迟出现，复原时间延长，所以 b 点应右移， B 正确；曲线图显示，处于 A 溶液中的细胞一直处于失水状态，说明其溶液的溶质不能被细 胞吸收，处于 B 溶液中的细胞，随时间的推移，细胞失水量先逐渐增加而后又逐渐减少，说 明其溶液的溶质可能为小分子物质，可被细胞吸收，因此两条曲线的差异可能是由于两种溶 液的溶质的差异所导致， C 错误； 6 min 时两个细胞都处于失水状态， 均可看到质壁分离现象， D 正确。 5 美国科学家阿格雷和麦金农分别研究发现了水通道蛋白和钾离子通道蛋白， 因此共同荣获 2003
14、 年诺贝尔化学奖。下列说法正确的是( ) A磷脂双分子层内部是疏水的，故水分子都要通过水通道蛋白出入细胞 B甘油和酒精的运输与依靠通道蛋白的运输方式不同，需要消耗能量 C通道蛋白贯穿于细胞膜，分子或离子通过通道蛋白时需要与其结合 D人的肾脏中肾小管细胞水通道蛋白发达，与水分的重吸收直接相关 答案 D 解析 磷脂双分子层内部是疏水的，故水分子主要通过水通道蛋白出入细胞，也可通过自由 扩散出入细胞，A 错误；甘油和酒精的运输属于自由扩散，不需要消耗能量，B 错误；分子 或离子通过通道蛋白时不需要与其结合，C 错误；人的肾脏中肾小管细胞水通道蛋白发达， 与水分的重吸收直接相关，D 正确。 6下列关于
15、物质进出细胞的说法，正确的是( ) A腌制糖醋蒜的过程中细胞通过主动吸收糖分而变甜 B人成熟的红细胞置于生理盐水中时没有水分子进出细胞 C抑制细胞膜上转运蛋白的作用不会影响性激素进入细胞 D水分子主要是通过自由扩散方式进出细胞的 答案 C 解析 腌制糖醋蒜的过程中细胞由于死亡失去了控制物质出入细胞的能力，因此糖分进入到 细胞内而变甜，A 错误；人成熟的红细胞置于生理盐水中时水分子进出细胞达到动态平衡， B 错误；性激素属于固醇类激素，可以通过自由扩散的方式进入细胞，因此抑制细胞膜上转 运蛋白的作用不会影响性激素进入细胞，C 正确；水分子更多的是通过细胞膜上的水通道蛋 白以协助扩散的方式进出细胞
16、的，D 错误。 7科学家研究发现，细胞膜的跨膜蛋白中，有一种与水的跨膜运输有关的水通道蛋白。请回 答下列问题： (1)细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白， 核糖体上合成的肽链， 需要在_ 中加工和修饰后，再运输到细胞膜上。 (2)从细胞膜的结构分析，由于_，水分子自由扩散通过细胞膜 时会受到一定的阻碍。现在研究确认，细胞膜上的水通道蛋白能帮助水分子从低渗溶液向高 渗溶液跨膜运输，这种水分子跨膜运输的方式是_。 (3)哺乳动物成熟的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破，有人推测这可能与水通道蛋白有关。 请设计实验，验证这个推测是正确的。(要求：写出实验思路、预期实验结果) 答案 (1)内质网和高尔
17、基体 (2)磷脂双分子层内部具有疏水性 协助扩散 (3)实验思路： 将 哺乳动物成熟的红细胞分成等量的两份，编号为甲组、乙组，将甲组红细胞膜中的蛋白质破 坏，乙组红细胞不做处理，然后将两组细胞同时置于蒸馏水中，测定两组细胞吸水涨破所需 的时间。预期实验结果：乙组吸水涨破所需时间较甲组短，说明推测正确。 解析 (1)根据蛋白质的合成与分泌过程可知，核糖体合成的肽链需要先后经过内质网和高尔 基体的加工和修饰，才能成为成熟的蛋白质分泌到细胞外或运输到细胞膜上。(2)细胞膜的基 本支架是磷脂双分子层，其内部具有疏水性，所以水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定 的阻碍。根据题意可知，水分子通过水通道蛋白
18、的运输是从低渗溶液向高渗溶液运输的，因 此该运输方式为协助扩散。(3)根据题意可知，要验证哺乳动物成熟的红细胞在低渗溶液中能 迅速吸水涨破与水通道蛋白有关， 则根据实验的单一变量原则和对照性原则， 设计实验思路： 将哺乳动物成熟的红细胞分成等量的两份，编号为甲组、乙组，将甲组红细胞膜中的蛋白质 破坏，乙组红细胞不做处理，然后将两组细胞同时置于蒸馏水中，测定两组细胞吸水涨破所 需的时间。若乙组吸水涨破所需时间较甲组短，说明推测正确。 8 (2019 东北育才学校高一月考)成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中， 会发生质壁分离 现象，下图 a 是发生质壁分离的植物细胞，图 b 是显微镜下观察到的某
19、一时刻的图像。请据 图回答下列问题： (1)图 a 中细胞的质壁分离指的是细胞壁和_的分离， 后者的结构包括 和 以及二者之间的细胞质。 (2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是_，植 物细胞自身应具备的结构特点是_。 (3)图 b 是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时细胞液浓度与外 界溶液浓度的关系是_。 (4)将形状、大小相同的红心萝卜 A 和红心萝卜 B 幼根各 5 段，分别放在不同浓度的蔗糖溶 液(甲戊)中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，结果如图 c 所示，据图分析： 红心萝卜 A 比红心萝卜 B 的细胞液浓度_。 在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间
20、后红心萝卜 A 的细胞液浓度会_。 答案 (1)原生质层 (2)外界溶液浓度高于细胞液浓度 原生质层的伸缩性大于细 胞壁的伸缩性 (3)细胞液的浓度可能大于、等于或小于外界溶液的浓度 (4)高 降低 解析 (1)质壁分离是原生质层和细胞壁的分离，原生质层包括细胞膜、液泡膜以及二者之间 的细胞质。 (2)发生质壁分离的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，而植物自身具备的结构特点是 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 (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，此时细胞可能正在 发生质壁分离，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，细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是细胞液浓度大于、等于或 小于外界溶液浓度。 (4)由图中两种红心萝卜的质量变化结果可知，甲戊五种蔗糖溶液的浓度大小为丙戊 甲丁乙，甲为红心萝卜 A 的等渗溶液，戊为红心萝卜 B 的等渗溶液，因此红心萝卜 A 比 红心萝卜 B 的细胞液浓度高。在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，溶液浓度降低，红心萝卜 A 吸水，一段时间后，细胞液浓度降低。