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(限时30分钟 满分100分)
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．(2013·黄山七校联考)用酶解法除去新鲜紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的细胞壁得到原生质体，将其置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中，一段时间后，原生质体一定不发生( )
A．质壁分离 B．渗透失水
C．颜色加深 D．吸水力增大
解析：选A 将植物细胞除去细胞壁而得到的原生质体放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中会发生失水，液泡颜色加深，随着进一步失水，细胞液的浓度增大，吸水力增大。由于该外表皮细胞的细胞壁不存在，看不到质壁分离现象。
2．若右图表示植物细胞渗透作用的图解，下列说法中错误的是( )
A．植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
B．一定条件下，活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水
C．当溶液甲的浓度＞细胞液乙的浓度时，细胞发生渗透失水，当细胞液乙的浓度＞溶液甲的浓度时，细胞发生渗透吸水
D．当溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度时，细胞处于平衡状态，水分子不再通过原生质层
解析：选D 渗透作用是水分子通过半透膜的扩散，当溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度时，水分子仍进行扩散，只是进出处于平衡状态。
3．浸泡在一定浓度KNO3溶液中的洋葱表皮细胞，发生质壁分离后又出现质壁分离复原，与此过程直接相关的细胞器有( )
A．液泡 B．线粒体、液泡
C．线粒体 D．线粒体、高尔基体
解析：选B 质壁分离与水分的散失有关，水分的散失与液泡有关。质壁分离的自动复原与细胞吸收K＋和NO有关，细胞吸收K＋是主动运输过程，需要消耗能量，故该过程与线粒体有关。
4．与主动运输相比，协助扩散的特点是( )
A．运输物质没有选择性
B．运输物质的速率与物质的浓度成正比
C．需要载体蛋白的协助
D．只能将物质从高浓度的一侧运输到低浓度的一侧
解析：选D 协助扩散和主动运输都需要载体蛋白，因此都有选择性，并且运输物质的速率也都受载体蛋白数量的限制。协助扩散属于被动运输，只能顺浓度梯度运输物质。
5．为研究甲地某植物能不能移植到乙地生长，某生物学研究性学习小组设计了一个测定该植物细胞液浓度的实验方案，实验结果如下表：
浓度(mol/L)
0.15
0.2
0.25
0.3
质壁分离状况
不分离
刚分离
显著
显著
他们又测定了乙地土壤溶液浓度，发现乙地土壤溶液的浓度适合该植物生长，则乙地土壤溶液的浓度最可能是( )
A．≥0.2 B．≤0.2
C．＜0.2 D．0.15＜土壤溶液＜0.3
解析：选C 由表格信息知：该植物细胞液浓度为0.2 mol/L，该植物要能在乙地生长，则必须保证能正常吸水，即土壤溶液浓度小于细胞液浓度。
6．(2013·苏北四市调研)某同学在做植物细胞质壁分离实验时，观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小，这说明( )
A．洋葱表皮细胞是活细胞
B．细胞液的溶质透出细胞
C．蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度
D．细胞壁收缩导致中央液泡失水
解析：选A 活细胞才会发生质壁分离；当细胞具有活性时，细胞膜具有选择透过性，不允许细胞液的溶质透出；由于外界蔗糖溶液的浓度高于细胞液的浓度，导致细胞失水，中央液泡逐渐缩小。
7．以紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述正确的是( )
A．细胞在发生质壁分离时能观察到紫色中央液泡逐渐增大
B．滴加质量浓度0.5 g/mL的蔗糖溶液比0.3 g/mL蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间长
C．滴加清水后，质壁分离的细胞又复原，说明此细胞是活细胞
D．用任何浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液都不能引起细胞质壁分离
解析：选C 质壁分离是因为液泡中细胞液的水分不断渗出，因而紫色中央液泡会逐渐缩小；滴加0.5 g/mL的蔗糖溶液时，外界溶液与细胞液浓度差更大，单位时间内细胞失水更多，发生质壁分离所用时间更短；用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液，导致植物细胞短时间内大量失水，会观察到质壁分离现象。若NaCl溶液浓度过高，细胞失水过多而死亡，则无法观察到质壁分离自动复原现象。
8．(2013·宜昌模拟)将某植物细胞分为两组，分别浸于浓度为0.3 g/mL的(Ⅰ)蔗糖溶液与(Ⅱ)尿素溶液中，然后每5分钟用显微镜观察一次，并测量原生质体(即仅由细胞膜包住细胞质的细胞部分，不含细胞壁)的相对表面积，其结果如右下图所示。则下列叙述错误的是( )
A．实验开始后20分钟，(Ⅰ)和(Ⅱ)两组的细胞均发生质壁分离
B．实验开始后30分钟，(Ⅰ)的细胞中必含蔗糖
C．实验开始后30分钟，(Ⅱ)的细胞中必含尿素
D．此图显示尿素可通过细胞膜，而蔗糖却不能通过细胞膜
解析：选B 蔗糖溶液和尿素溶液均使细胞发生了质壁分离，使细胞原生质体的相对表面积缩小；20分钟后放入蔗糖溶液的细胞相对表面积不再发生变化，说明失水达到了最大程度，此时细胞不一定死亡，蔗糖溶液不一定能进入细胞；20分钟后放入尿素溶液中的细胞开始吸水，处于复原过程是由于细胞能吸收尿素，使细胞液浓度上升所致。
9．某同学拟选择一种半透性的膜材料，用于自制渗透计。他采用如图1所示的装置(示意图)，对收集到的四种材料甲、乙、丙和丁进行实验，得到了倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线(如图2)。据图分析，该同学应选择的膜材料是( )
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
解析：选A 用甲、乙、丙、丁四种膜材料进行实验，由题中图2可知，只有甲材料一定是只允许水分子通过，为半透膜的理想材料。
10．(2013·琼海一模)同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”实验时，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表：
实验组
5分钟的现象
再过5分钟
滴加清水5分钟
①
0.3 mol·L－1蔗糖溶液
x
无变化
质壁分离复原
②
0.5 mol·L－1蔗糖溶液
质壁分离
y
无变化
③
1 mol·L－1 KNO3溶液
质壁分离
质壁分离复原
z
④
1 mol·L－1醋酸溶液
细胞大小无变化
细胞大小无变化
细胞大小无变化
对上表的推断或解释不正确的是( )
A．x为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层
B．y为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死
C．z为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅
D．④组细胞大小无变化是因为细胞吸水量等于失水量
解析：选D 由于细胞壁伸缩性弱于原生质层，植物细胞在高浓度蔗糖溶液中发生质壁分离，但如果蔗糖溶液浓度过高(如0.5 g·mL－1)，可能导致植物细胞失水过多死亡；在1 mol·L－1 KNO3溶液中，细胞先发生质壁分离，然后细胞因吸收K＋和NO使细胞液浓度升高而发生自动复原，再滴加清水，细胞会吸水，体积稍增大，细胞液颜色变浅。1 mol·L－1醋酸溶液会杀死细胞，使其原生质层失去选择透过性，故醋酸溶液中细胞大小不发生变化。
11．下图为渗透作用实验，开始时如图甲所示，A代表清水，B、C代表蔗糖溶液，过一段时间后结果如图乙，漏斗管内液面不再变化，h1、h2表示漏斗内液面与清水的液面差。下列说法错误的是( )
A．图甲中B的浓度一定大于C的浓度
B．图乙中B的浓度一定等于C的浓度
C．图甲A中的水分子扩散到B的速度大于A中水分子扩散到C的速度
D．图乙A中水分子扩散到B的速度等于B中水分子扩散到A的速度
解析：选B 半透膜两侧溶液有浓度差，浓度差越大，水分子扩散越快，漏斗管内的液面越高。据最终实验结果可断定图甲中B的浓度大于C的浓度。当管中液面上升到一定程度时，h1、h2段液柱产生的静水压与渗透压相等，此时水分子进出半透膜达到动态平衡，管中的液面停止上升。渗透压越大，表明溶液的浓度越大，又因h1＞h2，说明乙图中B的渗透压大于C的渗透压，也就是说B的浓度一定大于C的浓度。
12．将番茄和水稻分别培养在含Ca2＋、Mg2＋、SiO的培养液中。一段时间后，测定培养液中3种离子的浓度，结果如右图所示。该实验的结果不能说明( )
A．不同植物对同种离子的吸收量是不同的
B．同一种植物对不同离子的吸收量是不同的
C．与番茄相比，水稻对SiO需求量大，对Ca2＋需求量小
D．植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度呈正相关
解析：选D 由图可知，培养液在培养两种植物后，同种离子的浓度所发生的改变不同，说明不同植物对同种离子的吸收量不同；同一植物的培养液中不同离子的浓度改变量不同，说明同一植物对不同离子的吸收量是不同的；与番茄相比，水稻培养液中SiO的浓度下降较多，说明水稻对SiO的需求量大，Ca2＋浓度稍高于初始浓度，而番茄培养液中Ca2＋浓度远低于初始浓度，说明水稻对Ca2＋的需求量小。由图可知，植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度不呈正相关。
二、非选择题(共40分)
13．(10分)成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。请回答下列问题：
(1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a________b。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在________，最终液面不再上升，当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a________b。
(2)图丙中相当于图甲中c结构的是________(填序号)，结构②当中充满的液体是________。此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是________。
A．细胞液>外界溶液 B．细胞液<外界溶液
C．细胞液＝外界溶液 D．都有可能
(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，发现细胞液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？________，原因是_____________________________。
(4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞液泡体积也在增大。当液泡体积不再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等？________________。
解析：(1)漏斗内液面的上升是由细胞吸水引起的，水从浓度低的一侧向浓度高的一侧移动的速度快，因此，由图甲中漏斗内液面上升可知，b液体的浓度大于a；图乙反映的是随吸水时间的延长，漏斗内液面升高的高度逐渐减小，这是由浓度差缩小造成的。考虑到漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，a的浓度仍小于b。(2)图甲中c为半透膜，在图丙中可将细胞膜③、液泡膜⑤和两层膜之间的细胞质④视作一层半透膜，结构②当中充满的液体是外界溶液；由于无法判断细胞是在吸水还是失水，因此，无法确定此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系。(3)对植物细胞而言，由于细胞壁的存在，且细胞壁的弹性有限，因此，细胞不可能无限吸水，当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将不再吸水。(4)液泡体积不再增大时，细胞液浓度不一定和外界溶液的浓度相等，也可能是由于细胞壁的束缚，虽然细胞液的浓度大于外界溶液的浓度，液泡体积也不再增大。
答案：(1)小于 下降 小于 (2)③④⑤ 外界溶液 D (3)不能 细胞壁对原生质层有支持和保护的作用 (4)不一定
14．(15分)下图中甲、乙两图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图。请根据甲、乙、丙三图回答下列问题(注：甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后达到平衡的状态)：
(1)典型的渗透装置必须具备两个条件：①____________________________________
(指明甲图中相应部位)；②____________________________________。
(2)比较甲图中①和②处溶液浓度的大小：____＞____。
(3)甲图中的③相当于丙图中的________，它与丙图中相应结构的区别是________________________________________________________________________。
(4)若把根毛细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，它会出现________现象。再放入清水中，它又出现________现象。
(5)若把根毛细胞放在0.9 g/m的蔗糖溶液中，它会出现什么变化？________________。过一段时间再放入清水中，此时根毛细胞与上题中放入清水中的变化一样吗？________。原因是：________________________________________________________________________。
(6)盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是______________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)渗透作用发生必须具备半透膜及半透膜两侧溶液存在浓度差这两个条件。(2)由乙图可知内部溶液浓度高于外部，所以①小于②。(3)原生质层包括细胞膜、细胞质、液泡膜，相当于一层半透膜。由于载体蛋白的存在使得原生质层具有选择透过性。(4)、(5)细胞外溶液浓度高于细胞液浓度，细胞失水发生质壁分离。细胞外溶液浓度低于细胞液浓度，细胞吸水发生质壁分离复原现象。(6)盐碱地的土壤溶液浓度较高，当土壤溶液浓度大于根毛细胞液浓度时，细胞失水萎蔫。
答案：(1)具有半透膜(甲图中的③) 膜两侧溶液具有浓度差 (2)② ①
(3)⑦ 甲图中的③为物理过滤膜，没有生物活性；而乙图中的⑦为生物膜，具有选择透过性
(4)质壁分离 质壁分离复原
(5)质壁分离 不一样 由于蔗糖溶液浓度过高，根毛细胞失水过多，导致根毛细胞死亡，因此与上题的变化不一样，不能出现质壁分离复原现象
(6)土壤溶液浓度大于根毛细胞液浓度，造成根毛细胞失水
15．(15分)植物根尖成熟区的主要功能是吸收水分和矿质元素离子。下图表示刚施肥后的根尖成熟区表皮细胞在土壤溶液中的状态。请据图回答：
(1)该部位的表皮细胞与功能相适应的结构特点是____________________________
________________。
(2)图中根表皮细胞此时所处的生理状态是________________。此时，还能吸收水分和矿质离子吗？____________________________________________________________。
(3)现提供0.3 g/mL的蔗糖溶液、1 mol/L的硝酸钾溶液、1 mol/L的醋酸溶液三种药品(以上溶液的浓度均比一般细胞液浓度大)、紫色洋葱、显微镜。请你选择一种正确的药品及其他必要的仪器用具，设计一个简单的实验，证实你对第(2)题第二问的判断。
实验步骤：①取一干净的载玻片，在中央加入1滴________________；②撕取紫色洋葱鳞片叶表皮，平展于液滴中，盖上盖玻片，置于显微镜下观察。
实验现象：细胞先出现________，后慢慢________。
实验结论：由此证明了______________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根毛细胞适应吸收水分和矿质离子的特点是形成突起的根毛扩大了吸收面积。(2)细胞通过渗透作用吸收水分，动力来自细胞内外的浓度差，而吸收矿质离子是通过主动运输，动力来自细胞代谢产生的ATP，因此该细胞不能吸收水分，但能吸收矿质离子。(3)0.3 g/mL的蔗糖溶液能使洋葱表皮细胞发生质壁分离；1 mol/L的硝酸钾溶液可使洋葱表皮细胞发生质壁分离和复原；1 mol/L的醋酸溶液可杀死细胞。所以证实对第(2)题第二问的判断应选择1 mol/L的硝酸钾溶液。
答案：(1)细胞表面有突起的根毛(或细胞表面向外突起)；有大液泡 (2)细胞失水，出现质壁分离 不能吸收水分，仍能吸收矿质离子 (3)1 mol/L的硝酸钾溶液 质壁分离 自动复原 细胞失水处于质壁分离状态时，仍能吸收矿质离子
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