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2022届高考生物一轮复习 课时作业物质跨膜运输的实例和方式新人教版

2022届高考生物一轮复习 课时作业物质跨膜运输的实例和方式新人教版

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姓名：

- 11 -

课时作业(七)　物质跨膜运输的实例和方式
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
一、选择题
1．(2019·福建厦门湖滨中学阶段检测)关于探究植物细胞质壁分离和复原实验的叙述，正确的是(　　)
A．在发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力逐渐增强
B．该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有设计对照实验
C．该实验常选择洋葱鳞片叶的内表皮细胞，是因为有紫色中央液泡
D．在不同浓度蔗糖溶液中发生质壁分离的细胞，滴加清水后均能复原
A　[在质壁分离过程中细胞液浓度逐渐增加，细胞的吸水能力逐渐增强，A正确；该实验属于前后自身对照实验，B错误；该实验常选择含有紫色中央液泡的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，而内表皮细胞的液泡无色，不便于对实验现象进行观察，C错误；蔗糖溶液浓度过高会使细胞大量失水而死亡，再滴加清水也不能复原，D错误。]
2．载体运输学说认为，细胞膜上的载体蛋白属于内在蛋白，它有选择地与细胞膜一侧的分子或离子结合，形成载体—物质复合物，通过载体蛋白构象的变化，透过细胞膜，把分子或离子释放到细胞膜的另一侧。下列说法正确的是(　　)
A．载体运输的动力只能来自ATP
B．运输方向可以是顺浓度梯度也可以是逆浓度梯度
C．载体运输能体现出细胞的功能特性——流动性
D．H2O、小分子、离子必须借助载体才能进入细胞内
B　[载体运输的动力可以来自ATP，也可依赖于离子梯度形式储存的能量，A错误；运输方向可以是顺浓度梯度也可以是逆浓度梯度，B正确；载体运输能体现出细胞的结构特性——流动性，C错误；H2O不需要借助载体就能进入细胞内，D错误。]
3．下图表示动物肌肉细胞细胞膜转运部分物质的示意图，与图中信息不相符的是(　　)

A．甲侧为细胞外，乙侧为细胞内
B．Na＋既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输
C．图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP
D．图示中葡萄糖跨膜运输方式与细胞吸收甘油相同
答案：　D
4．如图为植物光合作用产物蔗糖在不同细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述正确的是(　　)

A．蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输
B．蔗糖在不同细胞间的运输方式为协助扩散
C．蔗糖从伴胞到筛管进行了信息传递
D．蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞
A　[据图分析，蔗糖的水解导致筛管内蔗糖浓度降低，有利于伴胞内的蔗糖顺浓度梯度运输到筛管，A正确；蔗糖在不同细胞间是通过胞间连丝运输的，不属于协助扩散，B错误；蔗糖从伴胞到筛管进行了物质的运输，没有交流信息，C错误；蔗糖不能进入薄壁细胞，其水解产生的单糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞，D错误。]
5．如图所示，在漏斗中加入的蔗糖溶液与蒸馏水液面齐平，一段时间后，待漏斗内液面不再变化时，再向漏斗中加入一定量的蔗糖酶。下列坐标曲线中能正确反映整个实验过程中漏斗内外溶液的液面高度差变化的是(　　)

C　[实验开始时，漏斗中蔗糖溶液浓度大于烧杯中的蒸馏水，烧杯中的水分向漏斗中渗透，漏斗液面升高。一段时间后，加入的蔗糖酶使蔗糖水解成葡萄糖和果糖，引起漏斗中溶液浓度进一步升高，漏斗液面继续升高。由于半透膜允许单糖分子透过，漏斗中的葡萄糖和果糖进入烧杯中，漏斗中的溶液浓度下降，漏斗液面随之下降，最终维持着一定的液面高度差。]
6．科学家在研究Na＋通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na＋，不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na＋，如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP，测得周围溶液中24Na＋的量如图所示。据图做出的下列推断，错误的是(　　)

A．加入某药物后，溶液中24Na＋的量不再增加
B．加入ATP后，细胞中24Na＋的量减少
C．“某药物”的作用机理是抑制ATP水解
D．“某药物”的作用机理是抑制细胞呼吸
C　[由题图知，在神经纤维膜外溶液中先加入某药物后，测得周围溶液中24Na＋的量停止增加；加入ATP后，周围溶液中24Na＋的量迅速增加，说明Na＋从神经细胞排出需要消耗能量，属于主动运输，而该药物的作用是抑制呼吸作用的进行。]
7．某同学设计的实验如图所示，实验开始时，U形管两侧液面相等，图中半透膜允许单糖通过。据图分析，下列说法错误的是(　　)

A．若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止上升时，半透膜两侧溶液浓度一定是相等的
B．若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，则实验现象为高浓度一侧的液面上升
C．若U形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液，则实验现象为高浓度一侧液面先上升，随后另一侧液面上升，最后两侧液面持平
D．若U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液，当液面停止上升时，半透膜两侧水分子移动达到平衡状态
A　[由题干可知，实验开始时，U形管两侧液面等高，当U形管中加入两种浓度不等的蔗糖溶液时，水分子从低浓度一侧流向高浓度一侧的较多，即高浓度一侧的液面上升，低浓度一侧的液面下降，直至液面不再变化，此时半透膜两侧浓度差产生的渗透压力与液面差产生的压力达到平衡，所以半透膜两侧溶液浓度不会相等，A错误、B正确；当液面停止上升时，半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，D正确；若U形管中加入两种浓度不等的葡萄糖溶液，开始时水分子总体表现为由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，因此高浓度一侧液面先上升，但随着葡萄糖分子通过半透膜进入低浓度一侧，最后两侧液面会持平，C正确。]
8．图1曲线表示完全相同的两个植物细胞分别放在A、B溶液中，细胞失水量的变化情况。图2表示在观察上述植物细胞的变化中，依次观察到的结果(①、②指细胞结构)。相关叙述正确的是(　　)

A．图2细胞是洋葱鳞片叶内表皮细胞，还可用于观察DNA和RNA的分布
B．用一定浓度的KNO3溶液代替B溶液，可得到类似的结果；若B溶液的浓度稍减小，则曲线中b点左移
C．甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②要大，乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度
D．ab段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大而细胞吸水能力在逐渐减小
B　[分析题图可知，图2细胞发生明显的质壁分离及质壁分离复原现象，而洋葱鳞片叶内表皮细胞几乎没有颜色，无法观察到明显的质壁分离及复原现象，A错误。将该植物细胞放在一定浓度的KNO3溶液中，也能发生质壁分离和复原；若B溶液浓度稍减小，细胞的失水量减少，则质壁分离复原所需的时间缩短，因此b点左移，B正确。甲→乙植物细胞发生质壁分离，其原因之一是结构①(细胞壁)的伸缩性小于结构②(原生质层)，乙→丙表示该植物细胞发生质壁分离后的复原，其原因是外界溶液浓度小于细胞液浓度，C错误。ab段细胞液浓度逐渐减小，D错误。]
9．某实验小组为探究不同浓度的KNO3溶液对马铃薯细胞渗透作用的影响，将一新鲜马铃薯块茎切出了粗细相同、长度均为5 cm的薯条若干，随机均分为4组进行了实验。实验结果如表(忽略测量误差)。下列分析不合理的是(　　)
组别
KNO3溶液
浓度(g/L)
马铃薯条在溶液中浸泡一段时间后的长度(cm)
浸泡30 min的长度
浸泡2 h的长度
1
20
5.02
5.20
2
40
4.75
5.00
3
60
4.48
4.70
4
80
4.29
4.29
A.马铃薯块茎细胞液的浓度位于20 g/L和40 g/L之间
B．第2组和第3组中的马铃薯细胞都发生了渗透失水和吸水
C．马铃薯细胞失水和吸水的过程中，原生质层相当于半透膜
D．2 h后将第4组的马铃薯条放在20 g/L的KNO3溶液中，其长度会变长
D　[分析表格可知，第1组中马铃薯细胞吸水，说明马铃薯块茎细胞液的浓度大于20 g/L；第2组中马铃薯细胞先发生渗透失水，随后随着钾离子和硝酸根离子通过主动运输进入细胞中，细胞会发生渗透吸水，说明马铃薯块茎细胞液的浓度小于40 g/L，A正确。第2组和第3组的马铃薯条浸泡30 min后都缩短(小于5 cm)，说明两组中的马铃薯细胞都发生了渗透失水，浸泡2 h时的长度都大于浸泡30 min时的长度，说明两组中的马铃薯细胞都发生了渗透吸水，B正确。马铃薯细胞失水和吸水的过程中，原生质层相当于半透膜，C正确。分析可知，第4组KNO3溶液浓度过高，马铃薯细胞已失水死亡，再将其放入低浓度的溶液(20 g/L的KNO3溶液)中，长度也不会发生变化，D错误。]
10．H＋的跨膜运输有的与质子泵(H＋的载体蛋白)有关。质子泵分为三种，一种为生成ATP的F­型质子泵，另外两种为消耗ATP的P­型质子泵和V­型质子泵。下列说法正确的是(　　)
A．F­型质子泵参与H＋逆浓度梯度运输
B．P­型质子泵参与H＋顺浓度梯度运输
C．类囊体薄膜上的质子泵为V­型质子泵
D．线粒体内膜上的质子泵为F­型质子泵
D　[F­型质子泵是一种能生成ATP的质子泵，而H＋逆浓度梯度运输需要消耗ATP，A错误；P­型质子泵和V­型质子泵是消耗ATP的质子泵，而H＋顺浓度梯度运输不消耗ATP，B错误；类囊体薄膜是生成ATP的场所之一，该膜上具有F­型质子泵，C错误；线粒体内膜是生成ATP的场所之一，该膜上的质子泵为F­型质子泵，D正确。]
11．(2019·陕西西安中学期中)如图所示，图乙是图甲发生渗透作用之后的示意图，图丙是根毛细胞示意图，图丁表示细胞体积随时间变化的曲线。下列叙述错误的是(　　)

A．图甲中①处溶液浓度小于②处溶液浓度
B．图甲和图丙中都有半透膜或相当于半透膜的结构，两者的主要区别是图丙细胞膜上有载体蛋白，具有选择透过性
C．若把图丙所示细胞放在质量分数为5%的NaCl溶液中，在显微镜下连续观察一段时间(细胞有活性)发现其发生了质壁分离，但不会发生质壁分离复原
D．若把图丙所示细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，则图丁可表示细胞体积随时间推移而变化的曲线
C　[由图乙可知，图甲中②吸收水分使漏斗内液面升高，所以①处溶液浓度小于②处溶液浓度，A正确；图甲和图丙都有半透膜或相当于半透膜的结构，图丙中原生质层相当于半透膜，其上有载体蛋白，具有选择透过性，B正确；植物细胞可以吸收Na＋、Cl－，使细胞液浓度升高，所以根毛细胞处于质量分数为5%的NaCl溶液中时，会先发生质壁分离，后发生质壁分离复原，C错误；将图丙所示根毛细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞渗透失水，体积逐渐减小，但由于细胞壁的伸缩性有限，细胞体积不会无限收缩，则图丁可表示细胞体积随时间推移而变化的曲线，D正确。]
12．某研究小组用5种植物材料进行质壁分离实验。在相同的放大倍数下，记录视野中的细胞数目，然后滴加蔗糖溶液，记录从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间，绘制成图。下列说法正确的是(　　)

A．据图分析可知，5种植物材料中山茶细胞最小
B．该实验在观察质壁分离现象时，没有设计对照实验
C．若在发生质壁分离后滴加清水，则5种材料复原时间都不同
D. 5种材料中，红花继木发生质壁分离的速度最快
D　[在相同的放大倍数下，视野中的细胞数目山茶最少，说明其细胞最大，红花继木细胞最小，观察的细胞数目最多，A错误；蔗糖溶液滴加之前和之后形成前后相互对照，B错误；若在发生质壁分离后滴加清水，5种材料复原时间不好确定，C错误；5种材料中，红花继木从滴加蔗糖溶液到发生“初始质壁分离”的平均时间最短，发生质壁分离的速度最快，D正确。]
二、非选择题
13．研究表明，主动运输根据能量的来源不同分为三种类型，如图中a、b、c所示，■、▲、○代表跨膜的离子或小分子。

(1)图中细胞质基质存在于________(填“P”或“Q”)侧，判断依据是
_______________________________________________________________________。
(2)主动运输的特点是
_______________________________________________________________________。
(3)b类型中，○所代表的离子或小分子转运所需的能量来源于(　　)
A．浓度差所造成的势能
B．ATP直接提供能量
C．光能驱动
D．细胞内物质合成时释放的能量
(4)下列生物中，最有可能采用c类型进行主动运输的是(　　)
A．噬菌体 B．细菌
C．果蝇 D．小鼠
解析：：　分析题图，b为ATP直接提供能量的主动运输；c为光能驱动的主动运输。(1)根据质膜的结构可知，糖蛋白位于细胞外侧，所以P侧为细胞外的环境，Q侧为细胞内的环境。(2)主动运输需要能量和载体蛋白，把物质从低浓度一侧向高浓度一侧运输。(3)b类型中物质转运所需要的能量来源于ATP水解。(4)光能驱动的主动运输发生在少数细菌体内。
答案：　(1)Q　糖蛋白位于细胞外侧　(2)需要载体蛋白、逆浓度梯度、需要能量　(3)B　(4)B　
14．南通某校生物兴趣小组利用“小液流法”估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度，实验步骤和结果如下：
实验步骤：
①配制具有一定浓度梯度的蔗糖溶液。
②取12支干燥洁净的带塞试管，分成甲、乙两组，每组试管依次编为1～6号。向甲、乙两组相同编号的试管中加入相同浓度的蔗糖溶液4 mL，迅速塞紧试管，备用。
③取大小相似的黑藻叶片60片，随机均分为6组，分别加入甲组的6支试管中，并塞紧试管。放置20 min，期间多次摇动试管。再向甲组每支试管中均加入微量甲晞蓝粉末(忽略对蔗糖浓度的影响)，充分摇匀。

④将乙组蔗糖溶液摇匀，用弯头毛细吸管从甲组试管中吸取少量蓝色溶液，插入乙组相同编号试管内的溶液中部，从毛细吸管一端轻轻挤出1小滴蓝色溶液(如图)。观察蓝色小滴的升降情况，并做好记录。
实验结果：

乙组试管编号
1
2
3
4
5
6
加入的蔗糖溶液浓度(mol/L)
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
蓝色小滴升降情况
↓
↓
↓
↑
↑
↑
请回答下列问题：
(1)步骤②中，装有不同浓度蔗糖溶液的试管要及时塞紧的目的是
_______________________________________________________________________。
步骤③不同试管中加入的黑藻叶片的大小和数量要相同，这属于对实验________变量的控制。
(2)乙组试管1、2、3中蓝色小滴均下降，原因是
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________，
其中下降最慢的是试管________中的蓝色小滴。
(3)取出甲组6支试管中的黑藻叶片进行显微观察，可发现试管________中的黑藻叶片细胞内叶绿体分布最密集。
(4)根据实验结果可估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于________________之间。若要使估测结果更准确，则实验思路是
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
解析：：　成熟的植物细胞具有原生质层，相当于半透膜，因此当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，植物细胞就会失水，导致细胞液浓度变大，外界溶液浓度变小；反之，会导致细胞液浓度变小，外界溶液浓度变大。(1)本实验的目的是通过渗透失水或吸水估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度，因此要控制好无关变量对溶液浓度的影响，因此装有不同浓度蔗糖溶液的试管要及时塞紧的目的是防止因水分蒸发而导致蔗糖溶液浓度发生改变。步骤③不同试管中加入的黑藻叶片的大小和数量要相同，这属于对实验无关变量的控制。(2)蓝色小滴下降或上升与液滴浓度与蔗糖溶液浓度的大小有关，当蓝色小滴的浓度大于蔗糖溶液的浓度时，蓝色小滴下降，反之蓝色小滴就上升。 因此乙组试管1、2、3中蓝色小滴均下降，原因是甲组1、2、3试管中黑藻叶片的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度，细胞吸水，导致试管中蔗糖溶液浓度上升，蓝色小滴密度大于乙组相同编号试管内溶液的密度，且密度相差越小，下降越慢，故3号下降最慢。(3)由于乙组4、5、6号试管中的蓝色小滴上升，说明其密度小于乙试管内的蔗糖溶液密度，进一步可知甲组的4、5、6号试管的黑藻叶片细胞发生了渗透失水，导致蔗糖溶液浓度降低，进而蓝色小滴的密度也降低。由于乙组6号的蔗糖溶液浓度最大，因此对应的甲组刚开始的蔗糖溶液浓度最大，导致其中的黑藻叶片细胞失水最多，其中的叶绿体分布最密集。(4)分析表格可知，蔗糖溶液浓度为0.15 mol/L时，蓝色小滴下降，说明黑藻叶片吸水，此时黑藻叶片细胞液浓度大于外界蔗糖溶液浓度；而蔗糖溶液浓度为0.20 mol/L时，蓝色小滴上升，说明黑藻叶片失水，此时黑藻叶片的细胞液浓度小于外界的蔗糖溶液浓度，因此可估测黑藻叶片细胞的细胞液浓度介于0.15～0.20 mol/L之间。若要使估测结果更准确，则实验思路是在0.15～0.20 mol/L之间缩小浓度梯度，继续进行上述实验，蓝色小滴不移动时试管中的蔗糖溶液浓度与黑藻叶片细胞液浓度相当。
答案：　(1)防止因水分蒸发而导致蔗糖溶液浓度发生改变　无关　(2)甲组1、2、3试管中黑藻叶片的细胞液浓度大于蔗糖溶液浓度，细胞吸水，导致试管中蔗糖溶液浓度上升，蓝色小滴密度大于乙组相同编号试管内溶液的密度　3　(3)6　(4)0.15～0.20 mol/L　在0.15～0.20 mol/L　之间缩小浓度梯度，继续进行上述实验，蓝色小滴不移动时试管中的蔗糖溶液浓度与黑藻叶片细胞液浓度相当