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专题04物质运输猜想1考查渗透装置中液面的变化选择题猜想2辨析物质的运输方式非选择题为主猜想1:考查渗透装置中液面的变化1.如图为常见的渗透装置,图中半透膜只允许水分子和单糖分子通过,二糖分子不能通过,初始时半透膜两侧液面高度一致,S1溶液是0.1g/mL的葡萄糖溶液。下列相关叙述正确的是()A.半透膜和生物膜对物质都具有选择透过性,且原理完全相同B.若S2溶液是清水,则S1溶液液面先升高,最终S1与S2溶液液面平齐C.若S2溶液是0.3g/mL的葡萄糖溶液,则平衡后S2溶液液面高于S1溶液液面D.若S2溶液是0.1g/mL的蔗糖溶液,则平衡后S2溶液液面与S1溶液液面平齐2.如图为U形渗透装置,把质量分数相同的果糖溶液和蔗糖溶液用膀胱膜(允许水分子通过,不允许蔗糖和果糖分子通过)隔开,实验起始前液面高度相同。下列推测和判断错误的是(
)A.起始前两侧溶液质量浓度相等,但物质的量浓度不相等B.推测装置内溶液渗透平衡时,乙侧溶液液面高于甲侧C.装置内溶液渗透平衡时,将没有水分子通过中间的膀胱膜D.用纱布或滤纸取代膀胱膜不会出现相同的实验现象3.为研究成熟植物细胞的渗透现象,设计简易渗透装置如图甲所示,S1、S2为不同浓度的蔗糖溶液。将洋葱表皮细胞浸入某种浓度的蔗糖溶液或清水中所发生的变化如图乙所示。下列相关叙述中错误的是(
)A.图甲中,达到渗透平衡时,S1和S2溶液浓度的大小关系是S1>S2B.图甲中,若用KNO3溶液代替蔗糖溶液,最终S1和S2溶液的高度差会变大C.图乙中左侧细胞的吸水能力比右侧细胞弱D.图乙中相当于图甲中半透膜的是③④⑤4.如图为研究渗透作用的实验装置,下列分析错误的是(
)A.漏斗内溶液()和漏斗外溶液()为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致,渗透平衡时的液面差为Δh,此时和浓度大小关系为B.动物细胞的细胞膜可以看作一层半透膜C.选两套渗透装置标X、Y,在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,漏斗内分别加入适量的蔗糖溶液和溶液,调节漏斗内外液面高度一致,渗透平衡时出现液面差的是XD.图中渗透达到平衡,半透膜两侧仍有水分子的进出5.兴趣小组制作了A、B两渗透装置如图。其中X、Y、Z分别为蒸馏水、0.3g/mL葡萄糖溶液、0.3g/mL淀粉溶液。半透膜允许水分子和单糖通过,不允许二糖和多糖通过。下列说法错误的()A.A中左侧液面先降后升,最终左右液面持平B.将A中X换成等量0.3g/mL的淀粉溶液,左侧液面会先降后升最终高于右侧C.B中烧杯溶液液面会下降且下降的速率逐渐减缓D.B液面不再变化后,水分子通过半透膜向两侧扩散的速率不同6.如图为研究渗透作用的实验装置,下列分析错误的是(
)A.图中渗透达到平衡,半透膜两侧仍有水分子的进出B.图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的原生质层,它的伸缩性比细胞壁大C.选两套渗透装置标X、Y,在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,漏斗内分别加入适量的蔗糖溶液和NaCl溶液,调节漏斗内外液面高度一致,渗透平衡时出现液面差的是XD.漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致,渗透平衡时的液面差为△h,此时S1和S2浓度大小关系为S1=S27.如图所示为平衡时的渗透装置,漏斗内外分别加入蔗糖溶液甲、蔗糖溶液乙,平衡时记为蔗糖溶液甲′、蔗糖溶液乙′,半透膜不允许二糖通过,在此基础上继续实验。下列说法正确的是(
)A.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,则平衡时m变大B.若向漏斗中加入与甲等浓度的蔗糖溶液,则平衡时m变大C.若向漏斗中加入与甲'等浓度的蔗糖溶液,则平衡时m变小D.若向漏斗中加入与乙等浓度的蔗糖溶液,则平衡时m变大8.图1是显微镜下观察到的某一时刻的细胞图像。图2表示一种渗透作用装置。图3是另一种渗透装置,一段时间后液面上升的高度为h。这两个装置所用的半透膜都不能让蔗糖分子通过,但可以让葡萄糖分子和水分子通过。下列说法错误的是(
)A.若图1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,则此时细胞液浓度大于或等于外界溶液浓度B.图2中,若A为0.3g/mL葡萄糖溶液,B为清水,则平衡后A侧液面与B侧液面一样高C.图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,那么随着时间的推移,h将会越来越小D.图3中,如果A、a均为蔗糖溶液,则开始时浓度大小关系为a>A猜想2:辨析物质的运输方式9.Ⅰ、用0.5g/mL的蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶表皮细胞,一段时间后观察到细胞由A图状态变化为B图状态,请回答下列问题:(1)B图细胞处于状态,细胞处于该状态的内因除了原生质层相当于半透膜之外还有。(2)B图细胞中的原生质层包括(填标号),B图中①处的液体是。Ⅱ、图1表示某生物膜结构,图中A、B、D表示某些物质,a、b、c、d、e表示物质出入细胞膜的几种方式,图2表示四种不同物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异,请根据图回答下面的问题:(3)图1代表1972年由辛格和尼科尔森创建的模型。图2细胞中钾离子运进该细胞对应图1中的运输方式是(填字母)。10.人体细胞膜上存在多种转运葡萄糖的载体(GLUT,简称G,包括G1、G2、G3、G4等多种转运体)。请回答下列问题:(1)据图1分析,胰岛素是人体内唯一能够降低血液中的葡萄糖(血糖)浓度的激素。图1表示当血糖浓度升高时,胰岛素与细胞膜上蛋白M结合,启动细胞内一系列信号转导,引起携带G(GLUT)的囊泡与细胞膜发生融合,进而增加了细胞膜上G的数量,促进了葡萄糖的吸收,最终使血糖浓度下降。该过程体现了细胞膜具有功能。(2)研究表明,G1分布于大部分成体组织细胞,其中红细胞含量较丰富。G2主要分布于肝脏细胞。由图2可知两种转运体中,与葡萄糖的亲和力更强,保障了细胞在血糖浓度较低时也能以较高速率从细胞外摄入葡萄糖。在红细胞中,随细胞外葡萄糖浓度增加,葡萄糖的摄入速率不再增加,其最可能的原因是。(3)图3是肾小管上皮细胞物质跨膜运输示意图。据图可知,肾小管上皮细胞从原尿中吸收葡萄糖的方式是,判断依据是;肾小管上皮细胞从原尿中吸收葡萄糖的转运载体与葡萄糖进入组织液的转运载体的种类(答“相同”或“不同”)。11.当植物生长在盐分含量较高的环境中时,植物体受到的高渗透压压力被称为盐胁迫。在盐化土壤中,大量Na+顺浓度梯度迅速流入细胞,对细胞造成一系列不良影响。少部分耐盐植物可通过Ca2+介导的离子跨膜运输来减少Na+在细胞内的积累,从而提高细胞抗盐胁迫的能力,该过程的主要机制如图所示。回答下列问题。(1)从渗透压的角度分析,在盐胁迫下,大多数植物很难生长的主要原因是。(2)据图推测,H+泵属于转运蛋白中的蛋白,它与H+结合后会发生的改变,从而将H+释放到细胞外。(3)在盐胁迫的条件下,Na+进入植物细胞的运输方式是,排出植物细胞的运输方式是。胞外Na+与受体结合使胞内H2O2增多,进而导致细胞内自由基含量升高。自由基造成细胞损伤甚至死亡的原因为(答出两点即可)。(4)据图分析,写出Ca2+调控植物抗盐胁迫的两条途径:①;②。12.土壤盐胁迫是制约植物生长的重要因素之一,氯化钠(NaCl)是造成植物盐胁迫的主要原因,高浓度Na+进入植物体内,引起植物内部离子失衡,造成毒害。植物可通过SOS途径维持植物胞内Na+/K+的稳态,响应盐胁迫,具体调节机制如图所示。请回答下列问题:(1)盐碱地上大多数植物很难生长,主要原因是。(2)图中物质跨膜运输体现了细胞膜具有的功能特点是;功能越复杂的细胞膜上,蛋白质的越多。(3)在高盐胁迫下,当盐浸入根周围的环境时,Na+借助通道蛋白HKT1以方式大量进入根部细胞。此时,Na+(填“会”或“不会”)与通道蛋白结合。(4)盐胁迫出现后,PA在细胞膜附近迅速聚集并与SOS2结合,使SCaBP8磷酸化,从而减缓了对AKTl的抑制作用,导致细胞K+浓度(填“增大”或“减小”)13.协同运输是一类特殊的主动运输,其物质跨膜运输所需要的能量直接来自膜两侧离子的电化学浓度梯度。如图甲为不同物质进出肾小管上皮细胞的模式图,图乙为不同葡萄糖浓度下GLUT2、SGLT1转运葡萄糖的速率曲线。请回答下列问题:(1)转运蛋白分为通道蛋白和载体蛋白,图甲中过程②的转运蛋白属于。(2)图甲中葡萄糖进、出细胞的方式分别为、,其中葡萄糖进入肾小管上皮细胞所需的动力来自;。(3)图乙中A与B相比限制葡萄糖转运速率的因素主要是;葡萄糖浓度为11mmol·L⁻¹时,限制GLUT2、SGLT1转运葡萄糖的主要因素分别是、。一、单选题1.(24-25高一上·河南驻马店·期末)某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验,渗透装置图甲漏斗内液面上升的高度与时间的关系如图乙所示,一成熟植物细胞刚好处于图丙所示状态。下列相关叙述错误的是()A.图甲中液面高度不再上升时,溶液a的浓度等于溶液b的浓度B.图乙中液面高度上升的速率下降是由于c两侧的溶液浓度差逐渐减小C.图丙细胞可能正发生质壁分离复原,细胞液浓度大于外界溶液浓度D.把洋葱根尖成熟区细胞放在含红墨水的0.3g/ml的蔗糖溶液中,②处呈红色,④⑤处呈无色2.(24-25高一上·内蒙古呼和浩特·期末)取两个分别装有等量淀粉溶液和葡萄糖溶液的透析袋,置于装有清水的A、B试管中。向A试管中加入适量的碘液,向B试管中加入适量的斐林试剂,观察实验现象。下列叙述正确的是(
)
A.透析袋对物质的进出具有选择透过性B.葡萄糖可以通过协助扩散进出透析袋C.A试管透析袋内溶液将发生颜色变化D.B试管透析袋外溶液出现砖红色沉淀3.(24-25高一上·安徽合肥·期末)图1是某同学进行“观察植物细胞质壁分离与复原”实验时观察到的细胞图像。图2、图3表示两种渗透装置,h是一段时间后液面上升的高度。假设蔗糖分子不能通过半透膜,但葡萄糖分子和水分子可以通过。下列叙述正确的是(
)A.图1中,细胞处于质壁分离状态,细胞液浓度应小于外界溶液浓度B.图2中,若A为0.3g/mL葡萄糖溶液,B为0.1g/mL葡萄糖溶液,则平衡后A侧液面高于B侧C.图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,那么随着时间的推移,h将会越来越小D.图3中,若A、a均为蔗糖溶液,则开始时浓度大小关系为Ma>MA,达到平衡后Ma=MA4.(24-25高一上·福建福州·期末)如图为常见的两套渗透装置,图中S1为0.3mol·L-1的蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为0.3mol·L-1的葡萄糖溶液。已知葡萄糖能通过半透膜,但蔗糖不能通过半透膜;两装置半透膜面积相同,初始时半透膜两侧液面高度一致,A装置一段时间后再加入蔗糖酶。下列有关叙述错误的是(
)A.装置A漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后开始下降B.装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降,最终S3和S2溶液液面持平C.渗透平衡时,水分子从S2侧进入S1侧的速度等于从S1侧进入S2侧的速度D.若不加入酶,装置A达到渗透平衡时半透膜两侧溶液浓度相等5.(24-25高一上·重庆·期末)图甲表示渗透装置,半透膜内部装有质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液;图乙表示放置在某溶液中的植物细胞失水量的变化情况;图丙表示蔗糖在不同细胞间运输、转化的过程。下列有关叙述错误的是()A.图甲中,若将蔗糖溶液换为等质量浓度的淀粉溶液,玻璃管内的液面高度会降低B.图乙表示的植物细胞在10min内发生质壁分离,10min后发生质壁分离复原C.图乙中A点细胞失水量最大,此时细胞的吸水能力最强D.图丙中,蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输6.(24-25高一上·重庆·期末)图为达到平衡状态的渗透装置,S1和S2为不同浓度的蔗糖溶液,只有水分子能通过半透膜,其他分子不能通过,m为达到平衡时的内外液面差。下列说法正确的是(
)
A.实验初始时S1的浓度大于S2的浓度,实验结束后S1的浓度等于S2的浓度B.若往漏斗内加入少量的蔗糖酶,m会变小C.若往漏斗外加入少量的蔗糖,m会变大D.若吸出漏斗内高出液面的溶液,m会变小二、解答题7.(24-25高一上·云南·期末)水稻属于盐碱敏感型粮食作物,在我国有悠久的栽培历史。土地盐碱化严重制约着水稻的种植面积及产量,限制了我国的农业生产发展。研究人员发现水稻植株对盐胁迫和碱胁迫的响应存在着显著的差异,下图为海水稻的根细胞调节相关物质运输抵抗盐碱环境的生理过程,回答下列问题:(1)水分子通过半透膜的扩散,称为。据图分析,水分子进入海水稻根细胞的方式有。(2)盐碱地中含过量的钠盐,如NaCl、NaHCO3、Na2CO3等,会对海水稻的生存造成威胁。据图分析,Na+进出细胞的方式(填“相同”或“不同”),海水稻缓解细胞质基质中过量Na+毒害的途径有。(3)水稻植株通过产生抗菌蛋白应对病原菌感染,保障其正常生长。抗菌蛋白分泌到细胞外的方式为,该过程体现了细胞膜具有的结构特点。8.(24-25高一上·陕西渭南·期末)物质跨膜运输方式多样。图1是细胞膜的结构模式图,A、B、D表示组成细胞膜的物质,a、b、c、d、e表示细胞内不同物质的运输方式,图2是葡萄糖的一种跨膜运输方式,回答下列问题:(1)罗伯特森在电镜下看到了细胞膜暗-亮-暗的三层结构,从而提出细胞膜都有三层结构构成的假说,而在新的观察和实验证据的基础上辛格和尼科尔森提出了细胞膜的模型。(2)若图1为胃黏膜上皮细胞的细胞膜,人在饮酒时,酒精是通过方式(填字母)进入细胞的;水分子跨膜运输方式是(填字母),水分子通过水通道蛋白进入细胞时,(填“需要”或“不需要”)与通道蛋白结合。(3)若图1为小肠绒毛上皮细胞,其以方式(填字母)吸收氨基酸,该运输过程中消耗的能量由ATP直接提供,供能时ATP末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合,使载体蛋白,导致其空间结构发生变化。(4)图2所示,葡萄糖通过转运蛋白GLUT2进入肝细胞的影响因素有。(5)图1中a过程主要体现了细胞膜的功能。9.(24-25高一下·河北保定·期末)冰菜是一种耐盐性极强的盐生植物,其茎、叶表面有盐囊细胞,富含钠、钾、胡萝卜素、氨基酸、抗酸化物等,是具有很高营养价值的蔬菜。如图表示盐囊细胞中几种离子的转运方式。回答下列问题:(1)据图分析,KUP将K+以的方式进入盐囊细胞。H+通过CLC进入细胞质基质的方式是,判断的依据是。(2)据图分析,盐囊细胞膜上同时具有运输和催化功能的载体蛋白是。(3)Cl-可通过CLC的运输进入液泡大量积累,该过程并未消耗ATP中的能量,推测Cl-可进入液泡的原因是。(4)NHX对Na+的运输有利于提高耐盐性,原因可能是。10.(24-25高一上·湖南益阳·期末)柽柳等耐盐植物能够在盐胁迫逆境中正常生长,如图是其根细胞参与抵抗盐胁迫的部分结构示意图,其根细胞生物膜两侧H+形成的电化学梯度,在物质转运过程中发挥了重要作用。(1)H+转运出细胞的方式为,其转运蛋白构象(填“会”或“不会”)发生改变。(2)进一步研究发现,在盐胁迫下大量的Na+持续进入植物根部细胞,会抑制K+进入细胞,导致细胞中Na+/K+的比例异常,使细胞内的酶失活,影响蛋白质的正常合成。图中H+的分布差异使Na+在NHX的作用下进入液泡,请推测其意义是。(答出1点)(3)某研究小组提出:脯氨酸可通过调节柽柳细胞内Na+和K+浓度来增强其应对盐胁迫的能力。据此完善相关实验进行验证。材料选择:对照组(略);实验组应选取的植株(填序号)。①正常柽柳植株②无法合成脯氨酸转运蛋白的突变体柽柳植株培养环境:用一定浓度的NaCl溶液模拟盐胁迫环境。检测指标:。实验结果及结论:对照组与实验组的检测结果存在明显差异。
专题04物质运输猜想1考查渗透装置中液面的变化选择题猜想2辨析物质的运输方式非选择题为主猜想1:考查渗透装置中液面的变化1.如图为常见的渗透装置,图中半透膜只允许水分子和单糖分子通过,二糖分子不能通过,初始时半透膜两侧液面高度一致,S1溶液是0.1g/mL的葡萄糖溶液。下列相关叙述正确的是()A.半透膜和生物膜对物质都具有选择透过性,且原理完全相同B.若S2溶液是清水,则S1溶液液面先升高,最终S1与S2溶液液面平齐C.若S2溶液是0.3g/mL的葡萄糖溶液,则平衡后S2溶液液面高于S1溶液液面D.若S2溶液是0.1g/mL的蔗糖溶液,则平衡后S2溶液液面与S1溶液液面平齐【答案】B【详解】A、半透膜是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔薄膜,能否通过半透膜往往取决于分子的大小,而生物膜上具有转运蛋白等,且不同生物膜上转运蛋白种类和数量不同,因而对物质具有选择透过性,原理不相同,A错误;B、若S2溶液是清水,则水从S2溶液流向S1溶液,所以S1溶液液面先升高,由于葡萄糖能通过半透膜,最终由于葡萄糖扩散使两侧葡萄糖浓度相同,S2溶液的液面与S1溶液的液面平齐,B正确;C、若S2溶液是0.3g/mL的葡萄糖溶液,由于葡萄糖分子能透过半透膜,则最后两侧葡萄糖溶液浓度相等,两侧液面平齐,C错误;D、半透膜仅允许单糖分子和水分子通过,若S2、S1分别为0.1g/mL的蔗糖和葡萄糖溶液,蔗糖是二糖,不能通过半透膜,且单位体积内蔗糖分子数少于单位体积内葡萄糖分子数,则平衡后S2溶液液面低于S1溶液液面,D错误。故选B。2.如图为U形渗透装置,把质量分数相同的果糖溶液和蔗糖溶液用膀胱膜(允许水分子通过,不允许蔗糖和果糖分子通过)隔开,实验起始前液面高度相同。下列推测和判断错误的是(
)A.起始前两侧溶液质量浓度相等,但物质的量浓度不相等B.推测装置内溶液渗透平衡时,乙侧溶液液面高于甲侧C.装置内溶液渗透平衡时,将没有水分子通过中间的膀胱膜D.用纱布或滤纸取代膀胱膜不会出现相同的实验现象【答案】C【详解】A、甲、乙两侧分别是蔗糖溶液和果糖溶液,且质量浓度相同,由于蔗糖是二糖,果糖是单糖,因此两侧溶液的物质的量浓度不相等,A正确;B、甲侧溶液中溶质分子数少,因而其渗透压低于乙侧溶液,水分子进入乙侧溶液更多,使甲侧液面降低、乙侧溶液液面升高,B正确;C、渗透平衡时,仍有水分子通过膀胱膜,只是此时左右两侧水分子通过膀胱膜的速率相同,C错误;D、用纱布或滤纸取代膀胱膜不会出现相同的实验现象,因为纱布或滤纸不能阻挡蔗糖和果糖分子的跨膜移动,最终表现为甲、乙液面相等,D正确。故选C。3.为研究成熟植物细胞的渗透现象,设计简易渗透装置如图甲所示,S1、S2为不同浓度的蔗糖溶液。将洋葱表皮细胞浸入某种浓度的蔗糖溶液或清水中所发生的变化如图乙所示。下列相关叙述中错误的是(
)A.图甲中,达到渗透平衡时,S1和S2溶液浓度的大小关系是S1>S2B.图甲中,若用KNO3溶液代替蔗糖溶液,最终S1和S2溶液的高度差会变大C.图乙中左侧细胞的吸水能力比右侧细胞弱D.图乙中相当于图甲中半透膜的是③④⑤【答案】B【详解】A、渗透平衡时,Δh会产生压力,与S1溶液浓度差产生的压力大小相等,因此S1溶液的浓度仍然大于S2,A正确;B、当用KNO3溶液代替蔗糖溶液时,KNO3是强电解质,在溶液中会完全电离出K⁺和NO₃⁻,K⁺和NO₃⁻可以透过半透膜,最终膜两侧浓度相等,则S1和S2溶液的高度应为等高,B错误;C、图乙中左侧细胞到右侧细胞表示质壁分离过程,质壁分离过程中,细胞逐渐失水,细胞液浓度逐渐变大,细胞吸水能力逐渐变强,因此左侧所示细胞的吸水能力比右侧细胞弱,C正确;D、图乙中相当于图甲中半透膜结构的是原生质层,由③④⑤组成,即细胞膜、细胞质和液泡膜构成,D正确。故选B。4.如图为研究渗透作用的实验装置,下列分析错误的是(
)A.漏斗内溶液()和漏斗外溶液()为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致,渗透平衡时的液面差为Δh,此时和浓度大小关系为B.动物细胞的细胞膜可以看作一层半透膜C.选两套渗透装置标X、Y,在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,漏斗内分别加入适量的蔗糖溶液和溶液,调节漏斗内外液面高度一致,渗透平衡时出现液面差的是XD.图中渗透达到平衡,半透膜两侧仍有水分子的进出【答案】A【详解】A、一般两侧溶液的浓度并不相等,因为液面高的一侧形成的静水压,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散,故两者浓度关系仍是S1>S2,A错误;B、动物细胞的细胞膜具有选择透过性,可看作一层半透膜,是动物细胞渗透吸水/失水的结构基础,B正确;C、由于蔗糖分子不可以通过半透膜,而KNO3可以电离出的K+、NO3-可以通过半透膜,因此渗透平衡时出现液面差的是X,而Y达到渗透平衡时漏斗内外液面高度一致,C正确;D、渗透平衡是“动态平衡”,半透膜两侧仍存在水分子的双向进出,只是进出速率相等,D正确。故选A。5.兴趣小组制作了A、B两渗透装置如图。其中X、Y、Z分别为蒸馏水、0.3g/mL葡萄糖溶液、0.3g/mL淀粉溶液。半透膜允许水分子和单糖通过,不允许二糖和多糖通过。下列说法错误的()A.A中左侧液面先降后升,最终左右液面持平B.将A中X换成等量0.3g/mL的淀粉溶液,左侧液面会先降后升最终高于右侧C.B中烧杯溶液液面会下降且下降的速率逐渐减缓D.B液面不再变化后,水分子通过半透膜向两侧扩散的速率不同【答案】D【详解】A、由于装置A左右存在浓度差,且Y的浓度大于X,所以左侧液面会下降,但由于Y溶液中的葡萄糖分子会进入X,导致X溶度增大,因此左侧液面又会上升,最终左右液面持平,A正确;B、如果A装置左侧替换为等量0.3g/ml淀粉溶液,由于开始时右侧物质的量浓度较高,所以左侧水分子流向右侧,左侧液面先降低,单糖分子又可以透过半透膜,导致左侧浓度升高,水分子又会流向左侧,最后左侧液面高于右侧,B正确;C、由于Z的浓度大于X的浓度,所以装置B中漏斗液面升高,但水分的进入导致Z溶液浓度下降,所以水分由烧杯进入漏斗的速率降低,所以烧杯中溶液液面下降的速率逐渐减缓,C正确;D、装置B达到渗透平衡后,水分子向半透膜两侧扩散的速度相同,D错误。故选D。6.如图为研究渗透作用的实验装置,下列分析错误的是(
)A.图中渗透达到平衡,半透膜两侧仍有水分子的进出B.图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的原生质层,它的伸缩性比细胞壁大C.选两套渗透装置标X、Y,在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,漏斗内分别加入适量的蔗糖溶液和NaCl溶液,调节漏斗内外液面高度一致,渗透平衡时出现液面差的是XD.漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致,渗透平衡时的液面差为△h,此时S1和S2浓度大小关系为S1=S2【答案】D【详解】A、渗透达到平衡时,半透膜两侧水分子进出的速率相等,仍有水分子的进出,A正确;B、植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,原生质层由细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成,原生质层的伸缩性比细胞壁大,B正确;C、蔗糖不能透过半透膜,NaCl溶液中的Na+和Cl-能透过半透膜,所以在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,漏斗内分别加入适量的蔗糖溶液和NaCl溶液,调节漏斗内外液面高度一致,渗透平衡时,蔗糖溶液的漏斗会出现液面差(X),而NaCl溶液的漏斗液面差会消失,C正确;D、漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,因为液面高的一侧形成的静水压,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散,故两者浓度关系仍是S1>S2,D错误。故选D。7.如图所示为平衡时的渗透装置,漏斗内外分别加入蔗糖溶液甲、蔗糖溶液乙,平衡时记为蔗糖溶液甲′、蔗糖溶液乙′,半透膜不允许二糖通过,在此基础上继续实验。下列说法正确的是(
)A.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,则平衡时m变大B.若向漏斗中加入与甲等浓度的蔗糖溶液,则平衡时m变大C.若向漏斗中加入与甲'等浓度的蔗糖溶液,则平衡时m变小D.若向漏斗中加入与乙等浓度的蔗糖溶液,则平衡时m变大【答案】B【分析】渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力,渗透压大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,溶质微粒越多,即溶液浓度越高,对水的吸引力越大,渗透压越高,反之亦然。【详解】A、若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,则其中溶质也被吸出,其漏斗中溶质减少,渗透压降低,吸水能力也减弱,则平衡时m将减小,A错误;B、若向漏斗中加入与甲等浓度的蔗糖溶液,漏斗内溶质增多,水分子进入漏斗的量增加,平衡时m增大,B正确;C、若向漏斗中加入与甲'等浓度的蔗糖溶液,漏斗内溶液浓度不变,与烧杯中溶液的浓度差也不变,水分子进出漏斗的速率不变,漏斗内液面高度不变,平衡时不变,C错误;D、分析题图可知,达到平衡时漏斗液面升高,说明蔗糖溶液甲的浓度大于蔗糖溶液乙的浓度,若向漏斗中加入与乙等浓度的蔗糖溶液,漏斗内溶液浓度降低,与烧杯中溶液的浓度差减小,水分子从漏斗进入烧杯的速率相对增大,漏斗内液面会下降,平衡时变小,D错误。故选B。8.图1是显微镜下观察到的某一时刻的细胞图像。图2表示一种渗透作用装置。图3是另一种渗透装置,一段时间后液面上升的高度为h。这两个装置所用的半透膜都不能让蔗糖分子通过,但可以让葡萄糖分子和水分子通过。下列说法错误的是(
)A.若图1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,则此时细胞液浓度大于或等于外界溶液浓度B.图2中,若A为0.3g/mL葡萄糖溶液,B为清水,则平衡后A侧液面与B侧液面一样高C.图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,那么随着时间的推移,h将会越来越小D.图3中,如果A、a均为蔗糖溶液,则开始时浓度大小关系为a>A【答案】A【详解】A、若图1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,由于不知道该细胞是正在继续发生质壁分离还是复原,还是达到了动态平衡,因此不能确定此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系,细胞液浓度大于、小于或等于外界溶液浓度都有可能,A错误;B、图2中,若A为0.3g/mL葡萄糖溶液,B为清水,由于葡萄糖分子能透过半透膜,则液面会出现左侧先升高,然后右侧液面升高,最后两侧液面相平,B正确;C、图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,则半透膜两侧的浓度差会逐渐减少,随着时间的推移,h将会越来越小,C正确;D、据题图3分析可知,图3中开始时漏斗内液面上升,可推测开始时浓度大小关系为a>A,D正确。故选A。猜想2:辨析物质的运输方式9.Ⅰ、用0.5g/mL的蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶表皮细胞,一段时间后观察到细胞由A图状态变化为B图状态,请回答下列问题:(1)B图细胞处于状态,细胞处于该状态的内因除了原生质层相当于半透膜之外还有。(2)B图细胞中的原生质层包括(填标号),B图中①处的液体是。Ⅱ、图1表示某生物膜结构,图中A、B、D表示某些物质,a、b、c、d、e表示物质出入细胞膜的几种方式,图2表示四种不同物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异,请根据图回答下面的问题:(3)图1代表1972年由辛格和尼科尔森创建的模型。图2细胞中钾离子运进该细胞对应图1中的运输方式是(填字母)。【答案】(1)质壁分离细胞壁的伸缩性小于原生质层(原生质层的伸缩性大于细胞壁)(2)⑤⑥⑦细胞液(3)流动镶嵌a【分析】1、当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。当细胞不断失水时,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水就透过原生质层进入细胞液中,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,使植物细胞逐渐发生质壁分离的复原。2、物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。3、物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。【详解】(1)根据图示可知,B图细胞处于质壁分离状态,即此时细胞处于失水状态,出现质壁分离状态的内因除了原生质层相当于半透膜之外,还有细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性导致的。(2)图B是处于质壁分离状态的植物细胞,①为液泡,②是细胞壁与原生质层之间的物质,③为细胞壁,④为细胞核,⑤液泡膜,⑥细胞质,⑦为细胞膜,植物细胞的细胞膜⑦、液泡膜⑤及二者之间的细胞质⑥组成原生质层,即⑤⑥⑦可表示原生质层。B图中①处的液体是液泡中的细胞液。(3)图1代表1972年由辛格和尼科尔森创建的流动镶嵌模型。图2中细胞外钾离子浓度低于细胞内,因此钾离子进入该细胞为逆浓度梯度运输,方式为主动运输,即图1中的a。10.人体细胞膜上存在多种转运葡萄糖的载体(GLUT,简称G,包括G1、G2、G3、G4等多种转运体)。请回答下列问题:(1)据图1分析,胰岛素是人体内唯一能够降低血液中的葡萄糖(血糖)浓度的激素。图1表示当血糖浓度升高时,胰岛素与细胞膜上蛋白M结合,启动细胞内一系列信号转导,引起携带G(GLUT)的囊泡与细胞膜发生融合,进而增加了细胞膜上G的数量,促进了葡萄糖的吸收,最终使血糖浓度下降。该过程体现了细胞膜具有功能。(2)研究表明,G1分布于大部分成体组织细胞,其中红细胞含量较丰富。G2主要分布于肝脏细胞。由图2可知两种转运体中,与葡萄糖的亲和力更强,保障了细胞在血糖浓度较低时也能以较高速率从细胞外摄入葡萄糖。在红细胞中,随细胞外葡萄糖浓度增加,葡萄糖的摄入速率不再增加,其最可能的原因是。(3)图3是肾小管上皮细胞物质跨膜运输示意图。据图可知,肾小管上皮细胞从原尿中吸收葡萄糖的方式是,判断依据是;肾小管上皮细胞从原尿中吸收葡萄糖的转运载体与葡萄糖进入组织液的转运载体的种类(答“相同”或“不同”)。【答案】(1)信息交流或控制物质进出细胞(2)G1受细胞膜上相应载体数量的限制(3)主动运输葡萄糖转运方向是逆浓度梯度进行,同时消耗了钠离子的梯度势能不同【分析】题图分析,图2中肝细胞和红细胞摄入葡萄糖的速率比对照组自由扩散高,说明与蛋白质载体G1、G2有关,蛋白质在核糖体合成,需要经过内质网和高尔基体的加工。【详解】(1)胰岛素是人体内唯一能够降低血液中的葡萄糖(血糖)浓度的激素,图1表示当血糖浓度升高时,胰岛素与细胞膜上蛋白M结合,蛋白M作为胰岛素的受体,与胰岛素结合后,启动细胞内一系列信号转导,引起携带G(GLUT)的囊泡与细胞膜发生融合,进而增加了细胞膜上G的数量,促进了葡萄糖的吸收过程,最终使血糖浓度下降。该过程体现了细胞膜的信息交流或控制物质进出细胞的功能。(2)研究表明,G1分布于大部分成体组织细胞,其中红细胞含量较丰富。G2主要分布于肝脏细胞。结合图2信息可知,葡萄糖运输进入上述两种细胞需要载体协助,为协助扩散。图中G1与葡萄糖的亲和力较高,保障红细胞在血糖浓度低时也能以较高速率从细胞外液摄入葡萄糖。在红细胞和肝脏细胞中,随细胞外葡萄糖浓度增加,图中显示在红细胞和肝脏细胞中最终葡萄糖摄入速率都不再增加,这是受到了细胞膜上转运葡萄糖的载体数量的限制。(3)图3中显示葡萄糖进入肾小管上皮细胞时,葡萄糖转运方向是逆浓度梯度进行,同时消耗了钠离子的梯度势能,说明肾小管上皮细胞以主动运输方式吸收原尿中的葡萄糖。肾小管上皮细胞中的葡萄糖顺浓度梯度进入组织液,其运输方式为协助扩散,因此肾小管上皮细胞从原尿中吸收葡萄糖的转运载体与葡萄糖进入组织液的转运载体不同。11.当植物生长在盐分含量较高的环境中时,植物体受到的高渗透压压力被称为盐胁迫。在盐化土壤中,大量Na+顺浓度梯度迅速流入细胞,对细胞造成一系列不良影响。少部分耐盐植物可通过Ca2+介导的离子跨膜运输来减少Na+在细胞内的积累,从而提高细胞抗盐胁迫的能力,该过程的主要机制如图所示。回答下列问题。(1)从渗透压的角度分析,在盐胁迫下,大多数植物很难生长的主要原因是。(2)据图推测,H+泵属于转运蛋白中的蛋白,它与H+结合后会发生的改变,从而将H+释放到细胞外。(3)在盐胁迫的条件下,Na+进入植物细胞的运输方式是,排出植物细胞的运输方式是。胞外Na+与受体结合使胞内H2O2增多,进而导致细胞内自由基含量升高。自由基造成细胞损伤甚至死亡的原因为(答出两点即可)。(4)据图分析,写出Ca2+调控植物抗盐胁迫的两条途径:①;②。【答案】(1)土壤盐分过多,导致渗透压过大,大部分植物根部细胞无法正常吸收水分甚至失水死亡(2)载体自身构象(空间结构)(3)协助扩散主动运输自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时,对生物膜损伤比较大;自由基会攻击DNA,可能引起基因突变;攻击蛋白质,使蛋白质活性下降(4)胞外Ca2+抑制转运蛋白A转运Na⁺进入细胞胞内Ca2+促进转运蛋白C将Na⁺转运出细胞【分析】小分子物质跨膜运输的方式包括:自由扩散、协助扩散、主动运输。自由扩散高浓度到低浓度,不需要载体,不需要能量;协助扩散是从高浓度到低浓度,不需要能量,需要载体;主动运输从低浓度到高浓度,需要载体,需要能量。大分子或颗粒物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐,不需要载体,消耗能量。【详解】(1)盐胁迫时,土壤盐分过多→土壤溶液渗透压远高于植物根细胞的细胞液渗透压。根据渗透作用原理:当外界溶液渗透压>细胞液渗透压时,细胞会发生渗透失水,无法正常吸收水分,甚至因过度失水而死亡,因此大多数植物难以生长。(2)H⁺泵转运H⁺时消耗了ATP(图中ATP水解为ADP),主动运输依赖载体蛋白(需与物质结合、消耗能量/依赖电化学梯度),因此H⁺泵属于载体蛋白。载体蛋白的工作机制是:与被转运物质(H⁺)结合后,自身的空间结构(构象)发生改变,从而将物质转运到膜的另一侧。(3)Na⁺进入细胞:盐胁迫下胞外Na⁺浓度远高于胞内,转运蛋白A转运Na⁺时顺浓度梯度、需转运蛋白协助但不消耗ATP,属于协助扩散。Na⁺排出细胞:转运蛋白C转运Na⁺出细胞时逆浓度梯度(胞内Na⁺浓度低于胞外,排出需逆浓度),且依赖H⁺泵建立的H⁺电化学梯度供能,属于主动运输。自由基的危害:攻击生物膜的磷脂分子,破坏膜的结构与功能;攻击DNA,导致基因突变;攻击蛋白质,使蛋白质变性失活。(4)结合图中信号通路分析:胞外Ca2+通过“抑制作用”箭头影响转运蛋白A→胞外Ca2+抑制转运蛋白A转运Na⁺进入细胞;胞内Ca2+通过箭头促进转运蛋白C的功能→胞内Ca2+促进转运蛋白C将Na⁺转运出细胞。12.土壤盐胁迫是制约植物生长的重要因素之一,氯化钠(NaCl)是造成植物盐胁迫的主要原因,高浓度Na+进入植物体内,引起植物内部离子失衡,造成毒害。植物可通过SOS途径维持植物胞内Na+/K+的稳态,响应盐胁迫,具体调节机制如图所示。请回答下列问题:(1)盐碱地上大多数植物很难生长,主要原因是。(2)图中物质跨膜运输体现了细胞膜具有的功能特点是;功能越复杂的细胞膜上,蛋白质的越多。(3)在高盐胁迫下,当盐浸入根周围的环境时,Na+借助通道蛋白HKT1以方式大量进入根部细胞。此时,Na+(填“会”或“不会”)与通道蛋白结合。(4)盐胁迫出现后,PA在细胞膜附近迅速聚集并与SOS2结合,使SCaBP8磷酸化,从而减缓了对AKTl的抑制作用,导致细胞K+浓度(填“增大”或“减小”)【答案】(1)土壤溶液浓度大于植物根部细胞液浓度,使植物无法从土壤中获得充足的水分(2)选择透过性种类和数量(3)协助扩散不会(4)增大【分析】物质跨膜运输的主要方式包括自由扩散、协助扩散和主动运输。1、自由扩散:是指物质分子顺浓度梯度从高浓度一侧运输到低浓度一侧,不需要膜运输蛋白的协助。这种方式适用于小而不带电的极性分子,如氧气、二氧化碳等气体、尿素等。2、协助扩散:是顺浓度梯度的运输方式,但需要通道蛋白或载体蛋白的协助。这种方式适用于极性小分子和无机离子,如葡萄糖进入红细胞就是通过这种方式进行的。3、主动运输:是逆浓度梯度的运输方式,需要载体蛋白的协助,并且消耗细胞代谢能,通常是ATP。这种方式适用于大分子和带电离子,如钠离子、钾离子等。主动运输分为原发性主动运输和继发性主动运输,前者直接消耗ATP,后者则间接消耗ATP。【详解】(1)由于盐碱地含盐量高,土壤溶液浓度大于植物根部细胞液浓度,导致植物无法从土壤中获得充足的水分甚至萎蔫(植物细胞渗透失水),大多数植物难以在盐碱地生长。(2)图中物质跨膜运输需要借助转运蛋白,体现了细胞膜具有选择透过性的功能特点;功能越复杂的细胞膜上,蛋白质的种类和数量越多,不同的转运蛋白能转运特定的物质,转运蛋白的数量也会影响物质运输的速率和量。(3)在高盐胁迫下,Na+借助通道蛋白HKT1进入根部细胞,这种方式是协助扩散,此时Na+不会与通道蛋白结合,只是通过通道蛋白形成的通道进行运输。(4)盐胁迫出现后,由于减缓了对AET1的抑制作用,AET1是K+通道,其抑制作用减缓,会使K+进入细胞增多,导致细胞中K+浓度增大。13.协同运输是一类特殊的主动运输,其物质跨膜运输所需要的能量直接来自膜两侧离子的电化学浓度梯度。如图甲为不同物质进出肾小管上皮细胞的模式图,图乙为不同葡萄糖浓度下GLUT2、SGLT1转运葡萄糖的速率曲线。请回答下列问题:(1)转运蛋白分为通道蛋白和载体蛋白,图甲中过程②的转运蛋白属于。(2)图甲中葡萄糖进、出细胞的方式分别为、,其中葡萄糖进入肾小管上皮细胞所需的动力来自;。(3)图乙中A与B相比限制葡萄糖转运速率的因素主要是;葡萄糖浓度为11mmol·L⁻¹时,限制GLUT2、SGLT1转运葡萄糖的主要因素分别是、。【答案】(1)通道蛋白(2)主动运输协助扩散膜两侧Na+的浓度梯度(3)葡萄糖浓度载体蛋白的数量Na+浓度【分析】物质跨膜运输方式有:自由扩散:顺浓度梯度、不需转运蛋白和能量。协助扩散:顺浓度梯度、需要转运蛋白,不需要能量。主动运输:逆浓度梯度、需要转运蛋白和能量。【详解】(1)水分子的运输可以是自由扩散或者协助扩散,过程②是水分子的协助扩散,是通过水通道蛋白实现的,因过程②的转运蛋白属于通道蛋白。(2)葡萄糖进入肾小管上皮细胞时,需借助SGLT1转运蛋白,且依赖Na+的电化学浓度梯度,属于主动运输;葡萄糖出肾小管上皮细胞时,通过GLUT2转运蛋白,顺浓度梯度运输,属于协助扩散;葡萄糖进入肾小管上皮细胞所需的动力来自膜两侧Na+的浓度梯度。(3)图乙中A与B相比,限制葡萄糖转运速率的因素主要是葡萄糖浓度,因为在A点,随着葡萄糖浓度升高,转运速率还在上升,说明葡萄糖浓度是限制因素。葡萄糖浓度为11mmol·L−1时,GLUT2的转运速率不再随葡萄糖浓度升高而大幅上升,限制其转运葡萄糖的主要因素是载体蛋白的数量;SGLT1的转运速率仍随葡萄糖浓度升高而上升(但上升幅度小),限制其转运葡萄糖的主要因素是能量(细胞内外Na+浓度差)。一、单选题1.(24-25高一上·河南驻马店·期末)某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验,渗透装置图甲漏斗内液面上升的高度与时间的关系如图乙所示,一成熟植物细胞刚好处于图丙所示状态。下列相关叙述错误的是()A.图甲中液面高度不再上升时,溶液a的浓度等于溶液b的浓度B.图乙中液面高度上升的速率下降是由于c两侧的溶液浓度差逐渐减小C.图丙细胞可能正发生质壁分离复原,细胞液浓度大于外界溶液浓度D.把洋葱根尖成熟区细胞放在含红墨水的0.3g/ml的蔗糖溶液中,②处呈红色,④⑤处呈无色【答案】A【详解】A、图甲中液面高度不再上升时,由于漏斗中高出烧杯液面的水柱存在压强,溶液a的浓度大于溶液b的浓度,A错误;B、膜两侧的浓度差越大,液面高度上升速率越快,图乙中液面高度上升的速率下降是由于c两侧的溶液浓度差逐渐减小,B正确;C、图丙细胞可能正在发生质壁分离,可能处于平衡状态,也有可能正发生质壁分离复原,若图丙细胞可能正发生质壁分离复原,细胞液浓度大于外界溶液浓度,C正确;D、细胞壁具有全透性,细胞膜具有选择透过性,把洋葱根尖成熟区细胞放在含红墨水的0.3g/ml的蔗糖溶液中,②处呈红色,④⑤处呈无色,D正确。故选A。2.(24-25高一上·内蒙古呼和浩特·期末)取两个分别装有等量淀粉溶液和葡萄糖溶液的透析袋,置于装有清水的A、B试管中。向A试管中加入适量的碘液,向B试管中加入适量的斐林试剂,观察实验现象。下列叙述正确的是(
)
A.透析袋对物质的进出具有选择透过性B.葡萄糖可以通过协助扩散进出透析袋C.A试管透析袋内溶液将发生颜色变化D.B试管透析袋外溶液出现砖红色沉淀【答案】C【详解】A、透析袋由半透膜构成,大分子无法通过半透膜,小分子可以自由通过,因此透析袋对物质的进出没有选择透过性,A错误;B、半透膜上没有蛋白质,协助扩散是顺浓度运输,需要蛋白质的协助,因此葡萄糖进出透析袋不是协助扩散,B错误;C、向A试管中加入适量的碘液,碘能进入透析袋,透析袋内的淀粉遇碘变蓝,因此A试管透析袋内溶液将发生颜色变化,C正确;D、葡萄糖属于还原糖,还原糖与斐林试剂发生作用,在水浴加热(50~65℃)的条件下会生成砖红色沉淀,向B试管中加入适量的斐林试剂,虽然葡萄糖能通过透析袋而进入清水中,但因没有进行水浴加热,所以B试管透析袋外溶液不会出现砖红色沉淀,D错误。故选C。3.(24-25高一上·安徽合肥·期末)图1是某同学进行“观察植物细胞质壁分离与复原”实验时观察到的细胞图像。图2、图3表示两种渗透装置,h是一段时间后液面上升的高度。假设蔗糖分子不能通过半透膜,但葡萄糖分子和水分子可以通过。下列叙述正确的是(
)A.图1中,细胞处于质壁分离状态,细胞液浓度应小于外界溶液浓度B.图2中,若A为0.3g/mL葡萄糖溶液,B为0.1g/mL葡萄糖溶液,则平衡后A侧液面高于B侧C.图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,那么随着时间的推移,h将会越来越小D.图3中,若A、a均为蔗糖溶液,则开始时浓度大小关系为Ma>MA,达到平衡后Ma=MA【答案】C【分析】质壁分离的原因:
内因:原生质层相当于一层半透膜,原生质层的伸缩性比细胞壁的大;
外因:外界溶液浓度比细胞液浓度大。【详解】A、由于不知道该细胞是正在继续发生质壁分离还是复原,还是达到了动态平衡,因此不能确定此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系,细胞液浓度大于、小于或等于外界溶液浓度都有可能,A错误;B、图2中,由于葡萄糖分子能透过半透膜,则液面会出现左侧先升高,然后右侧液面升高,最后两侧液面相平,B错误;C、图3中,若每次平衡后都将产生的水柱h移走,则半透膜两侧的浓度差会逐渐减少,随着时间的推移,h将会越来越小,C正确;D、图3中开始时漏斗内液面上升,可推测Ma>MA,但由于漏斗内液柱压力的作用,当液面不再上升时,由于浓度差和液柱压力的作用相等,水分进出平衡,因此MA小于Ma,D错误。故选C。4.(24-25高一上·福建福州·期末)如图为常见的两套渗透装置,图中S1为0.3mol·L-1的蔗糖溶液、S2为蒸馏水、S3为0.3mol·L-1的葡萄糖溶液。已知葡萄糖能通过半透膜,但蔗糖不能通过半透膜;两装置半透膜面积相同,初始时半透膜两侧液面高度一致,A装置一段时间后再加入蔗糖酶。下列有关叙述错误的是(
)A.装置A漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后开始下降B.装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降,最终S3和S2溶液液面持平C.渗透平衡时,水分子从S2侧进入S1侧的速度等于从S1侧进入S2侧的速度D.若不加入酶,装置A达到渗透平衡时半透膜两侧溶液浓度相等【答案】D【分析】渗透作用是指水分通过半透膜,从溶质浓度低的溶液向溶质浓度高的溶液的转移现象。分析题意可知,图A中S1为0.3mol/L的蔗糖溶液、S2为蒸馏水,所以漏斗内液面上升;图B中S2为蒸馏水、S3为0.3mol/L葡萄糖溶液,而葡萄糖能通过半透膜,所以右侧液面先上升,后下降。【详解】A、装置A因渗透作用,水分子进入漏斗使液面上升,加酶后,蔗糖被蔗糖酶催化为葡萄糖和果糖,漏斗中溶液浓度继续增大,液面会继续上升,但是由于葡萄糖能透过半透膜,所以漏斗内溶液浓度减小,而烧杯中溶液浓度增大,故漏斗中液面开始下降,A正确;B、由于葡萄糖能通过半透膜,所以装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降,最终S3和S2溶液液面持平,B正确;C、水分子会同时从S1侧进入S2侧,以及从S2侧进入S1侧,并且这两种方向的水分子移动速度是相等的。正是由于这两个方向的移动速度相同,才使得半透膜两侧的水分子数量不再发生宏观上的变化,从而达到了渗透平衡,C正确;D、装置A达到渗透平衡后,由于漏斗中溶液存在重力势能,水分子进出半透膜速率相等,但装置A中漏斗内的蔗糖不可能进入到烧杯中,所以S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度,D错误。故选D。5.(24-25高一上·重庆·期末)图甲表示渗透装置,半透膜内部装有质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液;图乙表示放置在某溶液中的植物细胞失水量的变化情况;图丙表示蔗糖在不同细胞间运输、转化的过程。下列有关叙述错误的是()A.图甲中,若将蔗糖溶液换为等质量浓度的淀粉溶液,玻璃管内的液面高度会降低B.图乙表示的植物细胞在10min内发生质壁分离,10min后发生质壁分离复原C.图乙中A点细胞失水量最大,此时细胞的吸水能力最强D.图丙中,蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输【答案】B【分析】乙图中植物细胞在一定浓度的某溶液中细胞失水量先增加后减少。丙图中伴胞细胞中蔗糖通过胞间连丝顺浓度梯度运进筛管细胞;而蔗糖要运进薄壁细胞需要将蔗糖水解为单糖并通过转运载体才能运输,并且也是顺浓度梯度进行运输。【详解】A、淀粉是多糖,分子质量远大于蔗糖,所以若将质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液换为质量浓度为0.3g/mL的淀粉溶液,淀粉溶液的物质的量浓度低,渗透压小,玻璃管内的液面高度会降低,A正确;B、图乙表示的植物细胞在某溶液中处理的10min内处于质壁分离状态,但从A点细胞的失水量开始减少,说明此时细胞已经开始吸水,到10min时,细胞已经处于复原的状态,B错误;C、图乙中A点细胞失水量最大,细胞液浓度最大,此时细胞的吸水能力最强,C正确;D、分析图可知,图丙中,蔗糖的水解形成单糖有利于蔗糖顺浓度梯度运输,D正确。故选B。6.(24-25高一上·重庆·期末)图为达到平衡状态的渗透装置,S1和S2为不同浓度的蔗糖溶液,只有水分子能通过半透膜,其他分子不能通过,m为达到平衡时的内外液面差。下列说法正确的是(
)
A.实验初始时S1的浓度大于S2的浓度,实验结束后S1的浓度等于S2的浓度B.若往漏斗内加入少量的蔗糖酶,m会变小C.若往漏斗外加入少量的蔗糖,m会变大D.若吸出漏斗内高出液面的溶液,m会变小【答案】D【分析】发生渗透作用的条件是:一是要有半透膜,二是半透膜两侧要有浓度差。漏斗下有一层半透膜,漏斗内外起始时液面相平,而后液面上升,说明初始时S1溶液的浓度大于S2溶液的浓度,满足发生渗透作用的条件。【详解】A、当渗透达到平衡时,液面高度差产生的液体压强等于半透膜两侧浓度差形成的渗透压,因此,溶液S1的浓度大于溶液S2的浓度,A错误;B、若向漏斗中加入蔗糖分子,半透膜两侧浓度差变大,则平衡时m变大;若往漏斗内加入少量的蔗糖酶,使蔗糖分解生成单糖,半透膜两侧浓度差变大,平衡时m变大,B错误;C、若往漏斗外加入外少量的蔗糖或蔗糖酶,则导致半透膜两侧浓度差变小,那么平衡时m均变小,C错误;D、吸出漏斗内高出液面的溶液,漏斗内溶液浓度下降,漏斗外溶液浓度上升,m变小,D正确。故选D。二、解答题7.(24-25高一上·云南·期末)水稻属于盐碱敏感型粮食作物,在我国有悠久的栽培历史。土地盐碱化严重制约着水稻的种植面积及产量,限制了我国的农业生产发展。研究人员发现水稻植株对盐胁迫和碱胁迫的响应存在着显著的差异,下图为海水稻的根细胞调节相关物质运输抵抗盐碱环境的生理过程,回答下列问题:(1)水分子通过半透膜的扩散,称为。据图分析,水分子进入海水稻根细胞的方式有。(2)盐碱地中含过量的钠盐,如NaCl、NaHCO3、Na2CO3等,会对海水稻的生存造成威胁。据图分析,Na+进出细胞的方式(填“相同”或“不同”),海水稻缓解细胞质基质中过量Na+毒害的途径有。(3)水稻植株通过产生抗菌蛋白应对病原菌感染,保障其正常生长。抗菌蛋白分泌到细胞外的方式为,该过程体现了细胞膜具有的结构特点。【答案】(1)渗透作用自由扩散和协助扩散(2)不同把钠离子运出细胞或运入液泡(3)胞吐一定的流动性【分析】由图可知,细胞质基质中的pH大于细胞外和液泡里,说明氢离子细胞外多于细胞质基质,液泡里多于细胞质基质。【详解】(1)水分子通过半透膜的扩散称为渗透作用,图中水可以通过自由扩散进入细胞,也可以通过通道蛋白以协助扩散的方式进入细胞。(2)钠离子以协助扩散进入细胞,借助氢离子顺浓度梯度的运输将钠离子以主动运输运出细胞,故钠离子进出细胞的方式不同。海水稻通过把钠离子运出细胞,或运入液泡、增大细胞液浓度、促进细胞吸水或分泌抗菌蛋白等途径抵抗盐碱环境。(3)抗菌蛋白分泌到细胞外的方式为胞吐,需要消耗能量,该过程体现了细胞膜具有一定的流动性。8.(24-25高一上·陕西渭南·期末)物质跨膜运输方式多样。图1是细胞膜的结构模式图,A、B、D表示组成细胞膜的物质,a、b、c、d、e表示细胞内不同物质的运输方式,图2是葡萄糖的一种跨膜运输方式,回答下列问题:(1)罗伯特森在电镜下看到了细胞膜暗-亮-暗的三层结构,从而提出细胞膜都有三层结构构成的假说,而在新的观察和实验证据的基础上辛格和尼科尔森提出了细胞膜的模型。(2)若图1为胃黏膜上皮细胞的细胞膜,人在饮酒时,酒精是通过方式(填字母)进入细胞的;水分子跨膜运输方式是(填字母),水分子通过水通道蛋白进入细胞时,(填“需要”或“不需要”)与通道蛋白结合。(3)若图1为小肠绒毛上皮细胞,其以方式(填字母)吸收氨基酸,该运输过程中消耗的能量由ATP直接提供,供能时ATP末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合,使载体蛋白,导致其空间结构发生变化。(4)图2所示,葡萄糖通过转运蛋白GLUT2进入肝细胞的影响因素有。(5)图1中a过程主要体现了细胞膜的功能。【答案】(1)蛋白质—脂质—蛋白质流动镶嵌(2)bb、c不需要(3)a磷酸化(4)膜两侧葡萄糖的浓度差、转运蛋白GLUT2的数量和活性(5)控制物质进出细胞【分析】题图分析,图1是细胞膜的结构模型,A是蛋白质分子,B是磷脂双分子层,D是多糖;a是细胞通过主动运输方式吸收物质的过程,b是细胞通过自由扩散方式吸收物质的过程,c、d是通过协助扩散进入细胞的过程,e是通过主动运输方式排出物质过程;图2是是葡萄糖顺浓度梯度通过协助扩散进行转运的过程。【详解】(1)早期对细胞膜结构的研究中,罗伯特森通过电镜观察到细胞膜呈现“暗-亮-暗”的三层结构。他结合当时的认知,提出细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的静态假说,认为蛋白质分子均匀分布在脂质两侧。随着技术发展和更多实验证据的积累,辛格和尼科尔森发现细胞膜并非静态结构,而是具有流动性。他们提出了流动镶嵌模型,该模型强调磷脂双分子层构成膜的基本支架,蛋白质分子有的镶在、有的部分或全部嵌入、有的贯穿于磷脂双分子层中,且磷脂和蛋白质都具有一定的流动性。(2)酒精是脂溶性小分子,通过自由扩散(方式b)进入细胞。水分子运输:水分子跨膜运输有两种方式,一是直接通过磷脂双分子层的自由扩散(方式b),二是通过水通道蛋白的协助扩散(方式c)。水分子通过水通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,通道蛋白仅提供运输通道。(3)氨基酸是小分子有机物,小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸是逆浓度梯度进行的,需要载体蛋白和能量,属于主
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