高中生物新苏教版必修第一册2.3.1细胞质膜具有选择透过性作业

九细胞质膜具有选择透过性【基础通关】(20分钟·70分)一、选择题(共7小题,每小题5分,共35分)1.(2021·宝鸡高一检测)哺乳动物细胞在0.9%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%NaCl溶液中,红细胞失水皱缩并发生质壁分离B.在0.9%NaCl溶液中,没有水分子进出红细胞而不发生形变C.在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞会吸水膨胀甚至有的破裂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【解析】选C。在高于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用失水皱缩,质壁分离发生在植物细胞中,A错误;在0.9%NaCl溶液中水分子进出红细胞处于动态平衡,B错误;在低于0.9%NaCl溶液中,红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂,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,即水分子多的一侧运输到水分子少的一侧,D错误。2.蔗糖不能透过红细胞的细胞膜。将红细胞分别浸入高浓度的蔗糖溶液和蒸馏水中,一段时间后细胞形态发生的变化是()A.皱缩、涨破 B.涨破、皱缩C.皱缩、皱缩 D.膨胀、膨胀【解析】选A。红细胞浸入高浓度的蔗糖溶液中,会由于外界浓度大而失水皱缩;在蒸馏水中会由于外界浓度小而吸水涨破,A正确。3.胭脂红是一种水溶性的大分子食用色素,呈红色。用无色洋葱鳞片叶内表皮制备“观察细胞质壁分离及复原实验”的临时装片时,可用高浓度(质量浓度为g/mL)的胭脂红溶液作为外界溶液,观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述,正确的是(A.发生细胞质壁分离现象时,表皮细胞的液泡为红色B.发生细胞质壁分离复原现象时,内表皮细胞内的无色区域变大C.用不同浓度的胭脂红溶液处理细胞后,均能观察到质壁分离和复原现象D.当质壁分离不能复原时,细胞仍具有正常生理功能【解析】选B。胭脂红是一种水溶性的大分子食用色素,正常情况下不能进入细胞内,所以发生细胞质壁分离现象时,无色洋葱鳞片叶内表皮细胞的液泡为无色,A错误;当发生细胞质壁分离复原现象时,液泡吸水变大,表皮细胞内的无色区域变大,B正确;当用大于细胞液浓度的胭脂红溶液处理细胞后,能发生质壁分离现象,当用小于细胞液浓度的胭脂红溶液处理细胞后,不能发生质壁分离现象,然后再将已发生质壁分离的表皮细胞用小于细胞液浓度的胭脂红溶液处理,可发生质壁分离复原现象,C错误;当质壁分离不能复原时,说明细胞已失去活性或死亡,细胞不具有正常生理功能,D错误。4.质壁分离和复原实验可以说明或证明下列中的()①植物细胞的死活②原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大③当外界浓度大于细胞液浓度时,细胞渗透失水;反之,细胞则渗透吸水④原生质层具有选择透过性⑤细胞壁的主要成分是纤维素A.①③④⑤ B.①②③④C.②③④⑤ D.①④⑤【解析】选B。质壁分离和复原实验可以证明②、③,说明原生质层具有选择透过性,从而可以判断细胞的死活,因为死亡细胞的原生质层具有全透性。另外还可以测定细胞液的浓度。5.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<乙<丙 B.甲>乙>丙C.甲=乙,乙<丙 D.甲<乙,乙=丙【解析】选A。根据渗透作用原理可知,水分子只能由浓度低的一侧向浓度高的一侧扩散,因此由题图可知,甲可以向乙、丙两个方向扩散,说明甲的浓度最低,即甲<乙、甲<丙,又因为乙可以向丙侧扩散,说明乙的浓度比丙低,即乙<丙,则图中三个细胞的细胞液浓度关系是甲<乙<丙,故选A。6.将洋葱鳞茎从土壤中拔出,立即取其鳞片叶表皮置于g·mL-1的蔗糖溶液中,待细胞形态不再发生变化,将该表皮从蔗糖溶液中取出并置于清水中,当细胞形态再次不发生变化时,则(A.细胞中的含水量与实验开始时相等B.细胞液中蔗糖浓度较实验开始时高C.细胞壁对原生质层的“挤压”达到最大程度D.细胞液渗透压消失,细胞不再吸水【解析】选C。取鳞片叶表皮置于g·mL-1的蔗糖溶液中,细胞失水,待细胞形态不再发生变化,此时细胞液的浓度等于蔗糖浓度,将该表皮从蔗糖溶液中取出并置于清水中,细胞吸水,当细胞形态再次不发生变化时,细胞吸水量达到最大,此时细胞中的含水量略大于实验开始时,A错误;根据A选项的分析,实验结束时,细胞液的浓度略低于实验开始时,细胞液的浓度较实验开始时低,外界的蔗糖不能进入植物细胞,故细胞内没有蔗糖,B错误;实验结束时,细胞吸水量达到最大,细胞壁对原生质层的“挤压”达到最大程度,C正确;实验结束时,细胞吸水量达到最大,此时细胞液也有一定的浓度,细胞液有一定渗透压,D7.(多选)在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中,显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述不正确的是()A.乙所示细胞的细胞液浓度比甲低B.甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生C.由乙转变为丙的过程中没有水分子从细胞内到细胞外D.由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜【解析】选A、C、D。乙中细胞质壁分离程度最大,失水最多,所以乙细胞的细胞液浓度比甲高,A错误;同一个细胞可先发生质壁分离,然后再发生质壁分离后的复原,所以甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生,B正确;质壁分离过程中水分子通过细胞质膜一直都是双向的,只是流出细胞的水分子多于流进细胞的水分子,C错误;由题图可知:乙的放大倍数和甲相同,故由观察甲到观察乙放大倍数不变,D错误。二、非选择题(共2小题,共35分)8.(16分)如图所示,图乙细胞是将图甲细胞放置于一定浓度的蔗糖溶液中的结果,图丙是将另外一种植物的细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为mol·L-1的蔗糖溶液和1mol·L-1的硝酸钾溶液中,原生质层的体积随时间变化的曲线图,请据图回答:(1)图丙的A、B、C三曲线中,表示细胞在蒸馏水、mol·L-1的蔗糖溶液、1mol·L-1的硝酸钾溶液中体积变化的分别是__________。

(2)图乙细胞在质壁分离结束时,⑧处充满了________。

(3)图甲细胞中,全透性的结构是______(填序号)。图乙细胞中原生质层由______(填序号)构成。

(4)图丙中出现bc段的原因是:

__________________________________________________________________________________________________________。

【解析】(1)图丙的A、B、C三曲线中,A曲线表示细胞发生了渗透吸水,说明细胞所处的环境是蒸馏水;B曲线表示细胞体积先变小后又恢复原状,说明细胞开始时发生质壁分离,后自动复原,所以周围的环境是硝酸钾溶液;C曲线表示细胞发生了质壁分离,并保持一定的状态,此时细胞内外渗透压达到平衡,说明细胞周围环境为蔗糖溶液。(2)图乙细胞在质壁分离结束时,由于细胞壁是全透性的,而原生质层具有选择透过性,⑧处充满了外界溶液,即蔗糖溶液。(3)图甲细胞中,②细胞壁具有全透性,图乙细胞中分别表示液泡膜、细胞质、细胞质膜,这三者共同构成原生质层。(4)图丙中出现bc段的原因是:硝酸根离子与钾离子能进入细胞,细胞液浓度增加,使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原。答案:(1)A、C、B(2)蔗糖溶液(3)②(4)硝酸根离子与钾离子能进入细胞,使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原9.(19分)为探究植物A能否移植到某地生长,某生物学研究性学习小组通过质壁分离实验,用不同浓度的蔗糖溶液测定植物A根细胞液的浓度,实验结果如表:组别第1组第2组第3组第4组蔗糖浓度/(mol·L-1)质壁分离状态不分离刚分离显著分离显著分离请回答:(1)植物细胞的______相当于一层半透膜,细胞液与外界溶液之间存在______,因此,植物细胞可以通过________吸水和失水。

(2)植物A根细胞质壁分离过程中液泡的体积变化是______。

(3)第2、3、4组根细胞发生了质壁分离,从细胞结构角度分析,其原因是______________________________________________。

(4)根据表格中的实验结果,为保证植物A移植后能正常生存,则某地土壤溶液的浓度应≤________mol·L-1。

(5)研究小组拟进一步测定植物A根细胞的细胞液浓度,应在________蔗糖浓度之间,设置________________的蔗糖溶液重复进行上述实验。

【解析】(1)植物细胞液指液泡内的液体,外界的物质通过原生质层进入细胞液,故原生质层相当于一层半透膜;水通过渗透作用进出细胞,取决于膜两侧的浓度差。(2)植物A根细胞质壁分离过程中,细胞失水,液泡的体积逐渐变小。(3)当外界浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,由于细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性,逐渐出现了原生质层和细胞壁的分离。(4)根据表格分析,植物A在浓度为0.15mol·L-1的溶液中不发生质壁分离,细胞可以保持正常状态,故土壤浓度应≤0.15mol·L-1。(5)植物A在浓度为0.15mol·L-1的溶液中不发生质壁分离,而在浓度为0.2mol·L-1的溶液中刚好发生质壁分离,所以细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围,说明植物A的细胞液浓度为0.15～0.2mol·L-1,若要探究植物A细胞液的浓度,应设置不同浓度梯度的蔗糖溶液,重复上述实验。答案:(1)原生质层浓度差渗透作用(2)逐渐变小(3)原生质层比细胞壁的伸缩性更大,当细胞不断失水时,原生质层与细胞壁逐渐分离(5)0.15～0.2mol·L-1一系列浓度梯度【能力进阶】(10分钟·30分)1.(多选)(10分)(2021·哈尔滨高一检测)市场上新鲜的蔬菜叶片表面常残留水溶性有机农药。现取同一新鲜蔬菜若干,浸入一定量纯水中,每隔一段时间,取出一小片菜叶,测定其细胞液浓度,将结果绘制成如图所示的曲线,下列叙述不正确的是()A.从A到B,细胞大量吸水可导致细胞破裂B.从B到C,细胞失水出现质壁分离现象C.此类蔬菜需在纯水中浸泡较长时间方可清除残留农药D.从曲线可知表面残留的水溶性有机农药可被植物细胞吸收【解析】选A、B、C。植物细胞具有细胞壁,对植物细胞具有支持和保护作用,渗透吸水不会导致细胞破裂,A错误;从B到C细胞液浓度增大的原因是细胞吸收了农药,不能说明是否发生质壁分离现象,B错误;从细胞液浓度因吸水而下降,后又升高来看,说明有机农药溶于水中容易被植物细胞吸收,故此类蔬菜在纯水中浸泡较长时间不能清除残留农药,C错误;从曲线BC段变化可知,表面残留的水溶性有机农药可被植物细胞吸收,D正确。【实验·探究】2.(20分)(2021·南通高一检测)某学校兴趣小组开展了“探究不同浓度的酒精对洋葱鳞片叶内表皮细胞毒害作用”的课题研究。胭脂红是一种水溶性的食用色素,不能进入活细胞。经预实验确认g·mL-1[实验原理]①酒精积累对植物细胞有毒害作用;②活细胞可发生质壁分离,而死细胞不能。[材料用具]无水乙醇、蒸馏水、g·mL-1[实验步骤]步骤1:利用无水乙醇配制体积分数分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%的酒精溶液,再分别量取10mL上述酒精溶液置于6个加盖的培养皿中。步骤2:撕取洋葱鳞片叶内表皮分别置于步骤1制备的溶液中,浸泡处理30min。步骤3:将步骤2中的洋葱鳞片叶内表皮取出,分别放在蒸馏水中漂洗10min。步骤4:取每组溶液处理后的表皮制作3个临时装片,________。

步骤5:在低倍镜下,每个装片计数3个不同视野中发生质壁分离的细胞数和细胞总数,计入相应表格,统计各组表皮细胞发生质壁分离的百分率。请回答:(1)胭脂红不能进入活细胞,体现了细胞膜__________________________的功能。

(2)步骤1中,加盖的主要目的是__________________________。还需设置________作为对照组,其目的是______________________。

(3)步骤4中,“?”处的实验操作是

__________________________________________________________________________________________________。

(4)步骤5中,选择在低倍镜下进行观察计数,有助于减少实验误差,其原因是____________________________________________________________。本实验依据______________________________判断表皮细胞发生了质壁分离。

(5)该兴趣小组用计算得到的质壁分离细胞的百分率代表细胞的成活率,得到如图所示曲线。据图分析,你能得出的结论是_________________________________________________________________________。图中AB段细胞的成活率下降的可能原因是__________________________________导致了细胞死亡。

【解析】(1)胭脂红不能进入活细胞,而细胞需要的物质能进入活细胞,体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。(2)乙醇具有强挥发性,步骤1中,培养皿需要加盖的主要目的是防止酒精挥发,使酒精溶液浓度维持稳定。实验设计应遵循单一变量原则和对照原则,根据实验步骤可知,已设置6个不同浓度酒精的实验组,还需设置一组加入蒸馏水的培养皿作为对照组,目的是排除无关变量对实验结果的影响。(3)将洋葱鳞片叶内表皮用不同浓度酒精处理并漂洗后,可用0.