4.1被动运输（同步练习）（含解析）—高一上学期生物人教版必修1

被动运输教材问题改编练习
1. （教材P62改编）下列现象属于渗透作用的是
A. 水分子通过植物细胞壁 B. 葡萄糖分子通过细胞膜
C. 蔗糖分子通过原生质层 D. 水分子通过动物细胞膜
2. （教材P63图4-1改编）将人体红细胞分别放入蒸馏水、0.5%NaCl溶液、0.9%NaCl溶液和10%NaCl溶液中，一段时间后，红细胞的形态变化是
A. 蒸馏水中的红细胞吸水但不会涨破
B. 0.9%NaCl溶液中的红细胞形态不变
C. 10%NaCl溶液中的红细胞吸水涨破
D. 0.5%NaCl溶液中的红细胞失水皱缩
3. （教材P64探究·实践改编）某生物实验小组利用紫色洋葱鳞片叶外表皮和黑藻的成熟叶片进行“探究植物细胞的吸水和失水”实验。下列叙述正确的是
A. 黑藻成熟叶片中的叶绿体会干扰实验现象的观察
B. 观察质壁分离及复原现象至少需在低倍镜下观察四次
C. 洋葱鳞片叶外表皮细胞紫色加深，吸水能力增强
D. 洋葱根尖分生区细胞也可发生质壁分离及复原现象
4. （教材P74非选择题T3改编）将取自同一植物同一部位的外表皮细胞分别置于质量分数为5%的蔗糖溶液和5%的NaNO3溶液中，液泡体积随时间的变化如下图。回答下列问题：
（1）a～b段，质量分数为5%的NaNO3溶液中的外表皮细胞的原生质体体积逐渐________，细胞液浓度逐渐________，细胞发生__________现象。
（2）b～c段，质量分数为5%的NaNO3溶液中外表皮细胞发生______________现象；c点后，液泡的体积不能继续增大，原因是________________________________________________________________________。
（3）d点时，取出质量分数为5%的蔗糖溶液中的外表皮细胞放置于清水中，发现细胞的液泡体积未发生变化，原因可能是________________________________________________________________________。
5. （教材P66改编）下列关于被动运输的叙述，错误的是
A. O2和CO2进入细胞时均不消耗能量
B. 离子通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合
C. 甘油和乙醇进入细胞不需要转运蛋白
D. 水分子只能以自由扩散的方式进出细胞
6. （教材P66图4-4改编）右图为a、b、c三种物质通过被动运输进入细胞示意图。回答下列问题：
（1）被动运输包括自由扩散和协助扩散，其中物质a进入细胞的方式为____________，物质b和物质c进入细胞的方式为______________。
（2）被动运输过程中，载体蛋白只容许 的分子或离子通过，且每次转运时都会改变____________。
（3）物质c进入细胞时__________（填“需要”或“不需要”）消耗能量，影响物质c跨膜运输速率的因素有 （答出2点即可）。
7. （教材P68生物科学史话改编）1950年，科学家用氢的同位素标记的水分子进行研究时发现，水分子通过细胞膜的速率高于通过人工膜（仅用脂类制成）。下列叙述正确的是
A. 通过该实验可推测细胞中存在输送水分子的通道
B. 水分子进出细胞不能体现细胞膜的选择透过性
C. 水分子进出细胞需消耗细胞内化学反应产生的能量
D. 剥离细胞膜上的蛋白质对水分子的运输速率无影响
8. （教材P67概念检测T3改编）将细胞液浓度为a的某植物细胞先放入浓度为b的蔗糖溶液中，待原生质层位置稳定后取出，再放入浓度为c的甘油溶液中。该过程中细胞一直保持活性且溶液浓度大小为c＞b＞a，下列分析不正确的是
A. 细胞液中水分子需经两层膜才能到达细胞外
B. 原生质层位置稳定后细胞吸水能力相对较高
C. 放入甘油溶液后细胞会发生质壁分离及复原
D. 若细胞发生质壁分离复原，则先运输水后运输甘油
9. （教材P63图4-1改编）将某哺乳动物的红细胞置于不同浓度的NaCl溶液中，红细胞的体积与初始体积之比（V/V0）的变化曲线如下。下列相关叙述不正确的是
A. 当V/V0大于1时，细胞外界NaCl溶液浓度大于细胞质浓度
B. 在150 mmol·L-1NaCl溶液中水分子进出细胞的速率基本相等
C. 用100 mmol·L-1NaCl溶液处理红细胞可制备纯净的细胞膜
D. 用300 mmol·L-1NaCl溶液处理红细胞可能导致红细胞死亡
10. （教材P74非选择题T3）
10-1. 变题型：以选择题形式考查
某生物小组将某植物细胞分别浸泡在2 mol·L-1的乙二醇溶液和2 mol·L-1的蔗糖溶液中，并测定其原生质体（除去细胞壁后余下的细胞结构）的相对体积，如下图所示。下列相关叙述正确的是
A. A→B段植物细胞的原生质体和细胞壁均明显收缩
B. 60 s时2 mol·L-1蔗糖溶液中细胞原生质体与细胞壁间充满水
C. 乙二醇进入植物细胞导致120 s后原生质体体积增大
D. B→D段植物细胞与外界蔗糖溶液仍会发生水分交换
10-2. 变情境：测量不同溶液中的萝卜条长度
某同学将若干生理状况基本相同，长度均为3 cm的鲜萝卜条分为三组，分别置于清水、物质的量浓度相同的甘油溶液和物质甲溶液中，每隔一定时间后测量每组萝卜条的平均长度，结果如下图所示。回答下列问题：
（1）在清水中，萝卜条长度先稍微增长，后基本保持不变，说明萝卜细胞发生了______，导致原生质体体积______。
（2）根据实验结果可以推测，萝卜细胞的细胞膜上可能有运输________________（填“甘油”“物质甲”或“甘油和物质甲”）的载体，原因是 。
（3）实验结束后，甘油溶液和物质甲溶液中的萝卜条长度均接近3 cm，此时萝卜细胞的细胞液浓度应______（填“大于”“小于”或“等于”）实验前，原因是________________________________ 。
11. （教材P67拓展应用T1改编）科研人员培育出能在盐（碱）浓度0.6%以上的盐碱地种植的海水稻。某生物小组使用不同浓度的NaCl培养液培养该种海水稻的根尖成熟区细胞，并测定细胞液中无机盐与可溶性糖的相对浓度，结果如下图所示。回答下列问题：
（1）海水稻在盐碱地中能够正常生长，依赖于细胞膜具有______________。大多数作物很难在盐碱地上生长，主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
（2）若以NaCl溶液浓度为150 mmol·L-1界分低盐胁迫和高盐胁迫。在高盐胁迫下，海水稻的根尖成熟区表皮细胞可能会出现________________现象，根据实验结果推测，海水稻主要通过______________________________________________的方法适应高盐胁迫环境。
（3）该生物小组猜测海水稻根尖成熟区细胞的细胞液浓度大于普通水稻根尖成熟区细胞的细胞液浓度，若利用质壁分离实验的方法进行判断，请写出实验设计思路：
1. 答案：D 解析：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散称为渗透作用。细胞壁具有全透性，因此水分子通过植物细胞壁不属于渗透作用，A不符合题意；细胞膜和原生质层均相当于半透
膜，但葡萄糖分子和蔗糖分子不属于溶剂分子，B、C不符合题意；水分子通过动物细胞膜属于渗透作用，D符合题意。
2. 答案： B 解析：人体红细胞的细胞膜相当于一层半透膜，在蒸馏水中，红细胞会吸水涨破，A错误；0.9%NaCl溶液（生理盐水）的渗透压与人体红细胞细胞内液相当，因此在0.9%NaCl溶液中红细胞形态不变，B正确；人体红细胞细胞内液的渗透压小于10%的NaCl溶液，大于0.5%的NaCl溶液，故红细胞在10%NaCl溶液中失水皱缩，而在0.5%NaCl溶液中会吸水膨胀，C、D错误。
3. 答案： C 解析：黑藻成熟叶片中的叶绿体的存在使原生质层呈绿色，通过观察细胞中绿色范围的大小判断细胞吸水和失水的情况，因此叶绿体有利于实验现象的观察，A错误；为观察质壁分离及复原现象，同一装片至少需在低倍镜下观察三次，即质壁分离前、质壁分离时和质壁分离复原时，B错误；洋葱鳞片叶外表皮细胞紫色加深，说明细胞液浓度增大，细胞吸水能力增强，C正确；洋葱根尖分生区细胞不含中央大液泡，不能发生质壁分离及复原现象，D错误。
4. 答案：（1）减小 增大 质壁分离 （2）质壁分离复原 植物外表皮细胞具有细胞壁，且细胞壁的伸缩性较小 （3）外表皮细胞严重失水导致细胞死亡，无法发生质壁分离复原
解析：（1）由图可知，a～b段，5%的NaNO3溶液中的外表皮细胞的液泡体积逐渐减小，说明此时细胞失水，发生质壁分离现象，细胞原生质体体积逐渐减小，细胞液浓度逐渐增大。（2）b～c段，5%的NaNO3溶液中的外表皮细胞的液泡体积逐渐增大，说明此时细胞吸水，发生质壁分离复原现象；c点后，液泡体积不能继续增大，是因为植物外表皮细胞具有细胞壁，且细胞壁的伸缩性较小。（3）在5%的蔗糖溶液中，外表皮细胞的液泡体积持续减小，说明该细胞持续失水，d点时，取出该细胞放置于清水中，发现细胞的液泡体积未发生变化，原因可能是该细胞严重失水导致细胞死亡，无法发生质壁分离复原。
5. 答案： D 解析：O2和CO2通过自由扩散进入细胞，不需要消耗能量，A正确；分子或离子通过通道蛋白时，不与通道蛋白结合，B正确；甘油、乙醇等脂溶性小分子有机物通过自由扩散进出细胞，不需要转运蛋白，C正确；水分子既能通过自由扩散进出细胞，又能借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞，D错误。
6. 答案：（1）自由扩散 协助扩散 （2）与自身结合部位相适应 自身构象 （3）不需要 膜内外物质c的浓度差、细胞膜上相应通道蛋白的数量
解析：（1）被动运输包括自由扩散和协助扩散。由图可知，物质a进入细胞不需要转运蛋白，物质b和物质c进入细胞分别需要载体蛋白和通道蛋白的协助，因此物质a进入细胞的方式为自由扩散，物质b和物质c进入细胞的方式为协助扩散。（2）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，且每次转运时都会发生自身构象的改变。（3）物质c进入细胞时不需要消耗能量，影响物质c跨膜运输速率的因素有膜内外物质c的浓度差、细胞膜上相应通道蛋白的数量。
7. 答案：A 解析：人工膜仅用脂类制成，水分子通过细胞膜的速率远高于通过人工膜，可推测细胞中存在特殊的输送水分子的通道，A正确；水分子进出细胞能够体现出细胞膜具有选择透过性，B错误；水分子进出细胞的方式包括自由扩散和协助扩散，两种方式均不需要细胞提供能量，C错误；水分子更多的是借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞，剥离细胞膜上的蛋白质后，水分子仅能以自由扩散的方式进出细胞，导致其运输速率显著降低，D错误。
8. 答案： D 解析： 由于溶液浓度b＞a，细胞失水，发生质壁分离，细胞中原生质层位置稳定后，细胞液渗透压增大，吸水能力相对较高，B正确；细胞液中的水分子先后经液泡膜、细胞膜两层膜到达细胞外，A正确；由于溶液浓度大小为c＞b＞a，因此将细胞放入甘油溶液后，细胞继续失水，质壁分离程度进一步增大，但由于甘油分子可以自由扩散的方式进入细胞，导致细胞液渗透压逐渐增大，故细胞随后会吸水发生质壁分离复原，C正确；甘油分子和水分子均可以自由扩散的方式进出细胞，在细胞质壁分离复原的过程中，可以同时进行水分子和甘油分子的运输，D错误。
9. 答案： A 解析：当V/V0大于1时，红细胞的体积大于初始体积，红细胞吸水，细胞外界NaCl溶液浓度小于细胞质的浓度，A错误；在150 mmol·L-1NaCl溶液中，红细胞的体积与初始体积相等，说明水分子进出红细胞的速率基本相等，B正确；在100 mmol·L-1NaCl溶液中，红细胞吸水涨破，用100 mmol·L-1NaCl溶液处理红细胞可制备纯净的细胞膜，C正确；在300 mmol·L-1NaCl溶液中，V/V0接近0.5，红细胞处于失水状态，可能会导致细胞死亡，D正确。
10-1. 答案： C 解析： A→B段2 mol·L-1蔗糖溶液中原生质体的体积减小，说明细胞失水，发生质壁分离，此时细胞壁与原生质体间充满蔗糖溶液，由于植物细胞壁的伸缩性差，故此时只有原生质体发生明显收缩，A、B错误；在2 mol·L-1乙二醇溶液中，初始时，植物细胞失水，发生质壁分离，同时乙二醇以自由扩散的方式进入植物细胞，细胞液浓度逐渐增大，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，植物细胞吸水，发生质壁分离复原，使该植物细胞在120 s后原生质体体积逐渐增大，C正确；B→D段，植物细胞原生质体体积基本保持不变，说明细胞由于长时间处于失水状态，已经死亡，此时不会再发生水分交换，D错误。
10-2. 答案： （1）吸水 增大 （2）物质甲 在甘油溶液和物质甲溶液中萝卜条长度先减小后增加，说明萝卜细胞发生了质壁分离及复原，甘油和物质甲可以进入萝卜细胞，但甘油进入细胞时不需要载体协助，因此推测萝卜细胞细胞膜上可能有运输物质甲的载体
（3）大于 实验过程中甘油和物质甲进入萝卜细胞，使得实验后萝卜细胞细胞液浓度大于实验前
解析：（1）在清水中，萝卜条长度先稍微增长，后基本保持不变，说明萝卜细胞吸水，导致原生质体体积增大。（2）在甘油溶液和物质甲溶液中，萝卜条长度均先减小后增加，说明开始时萝卜细胞失水发生质壁分离，导致萝卜条长度逐渐减小，但随着甘油和物质甲进入萝卜细胞，细胞液浓度逐渐大于外界溶液浓度，萝卜细胞吸水发生质壁分离复原，萝卜条长度逐渐增大。根据实验结果可知，甘油和物质甲可以进入萝卜细胞，但由于甘油进入细胞时不需要载体协助，故推测萝卜细胞的细胞膜上可能有运输物质甲的载体。（3）由（2）可知，实验过程中有甘油和物质甲进入萝卜细胞，故实验后甘油溶液和物质甲溶液中的萝卜细胞细胞液浓度应大于实验前。
11. 答案：（1）选择透过性 盐碱地中土壤溶液浓度过高，导致植物无法从土壤中获取充足的水分 （2）质壁分离 大幅度提高细胞内可溶性糖的相对浓度 （3）配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，分别取海水稻根尖成熟区细胞和普通水稻根尖成熟区细胞，进行质壁分离实验，观察对比两种水稻的根尖成熟区细胞在各浓度下发生质壁分离的情况
解析：（1）细胞膜具有选择透过性的功能特点是海水稻在盐碱地中能够正常生长的基础。盐碱地中土壤溶液浓度过高，导致植物无法从土壤中获取充足的水分，故大多数作物很难生长。（2）在高盐胁迫下，细胞液浓度小于外界溶液浓度，细胞可能会出现质壁分离现象。由图可知，低盐胁迫时，无机盐相对浓度上升较快，而可溶性糖的相对浓度变化不大，高盐胁迫时，可溶性糖的相对浓度迅速上升，因此可推测海水稻通过大幅度提高细胞内可溶性糖的相对浓度的方法来适应高盐胁迫环境。（3）实验目的为探究海水稻根尖成熟区细胞与普通水稻根尖成熟区细胞细胞液浓度的大小关系。实验设计时应遵循对照原则和单一变量原则，利用质壁分离原理设计实验，因此可配制一系列浓度梯度的外界溶液，如蔗糖溶液，分别取海水稻根尖成熟区细胞和普通水稻根尖成熟区细胞，进行质壁分离实验，观察对比两种细胞在各浓度下发生质壁分离的情况。