2024人教版(2019)高中生物学必修1练习题--第1节　被动运输（含解析）

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2024人教版高中生物学必修1
第1节　被动运输
A级 必备知识基础练
1.下列属于渗透作用的是(　　)
A.水分子通过细胞壁
B.葡萄糖分子通过细胞膜
C.K+通过原生质层
D.水分子通过原生质层
2.将新鲜紫色洋葱绿色叶片的叶肉细胞,放入加有少量红墨水的0.3 g/mL的蔗糖溶液中,在显微镜下观察到其细胞状态如图所示。有关此时叶肉细胞的生理过程,下列相关叙述正确的是(　　)
A.细胞可能正在吸水,恢复原状
B.在该状态下的细胞,单位时间内进出的水分子数目相同
C.此时图中的①为红色,②为绿色
D.图中②和③构成的结构称为原生质层
3.将家兔红细胞甲、乙、丙(细胞内部溶液浓度相等)分别置于三种不同浓度(a、b、c)的溶液中,水分子的跨膜运输示意图如下(箭头方向表示水分子的进出,箭头粗细表示水分子出入的多少)。下列说法正确的是(　　)
A.据图可知,三种溶液浓度为cB.甲细胞发生了渗透吸水现象
C.光学显微镜下可以观察到乙细胞有水分子进出
D.如果把丙细胞换成洋葱表皮细胞,则其会涨破
4.质壁分离与复原实验具有广泛的应用,下列不能通过该实验实现的是(　　)
A.比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
B.粗略估算人成熟红细胞的细胞内液浓度
C.鉴别、区分硝酸钾溶液和蔗糖溶液
D.鉴别根尖成熟区细胞是否具有活性
5.[2023北京北师大附中高一期末]某研究小组用紫色洋葱鳞片叶外表皮为实验材料,制成临时装片后,利用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液和清水,进行植物细胞吸水和失水的观察。下列叙述不正确的是(　　)
A.图乙所示细胞出现质壁分离,b处充满蔗糖溶液
B.图甲到图乙的变化是由于细胞周围溶液浓度低于细胞液浓度
C.发生质壁分离和复原,说明原生质层伸缩性大于细胞壁
D.原生质层相当于半透膜,植物细胞通过渗透作用吸水和失水
6.下列关于自由扩散和协助扩散的叙述,正确的是(　　)
①都不消耗能量　②都不需要转运蛋白　③自由扩散只能顺浓度梯度,而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度　④葡萄糖能通过协助扩散顺浓度梯度运输
A.①② B.①③ C.①④ D.②④
7.[2023广东广州高一期末]水分子通过细胞膜的方式有自由扩散和协助扩散(借助水通道蛋白)两种。为研究水分子的主要跨膜运输方式,科研人员将生理状况相同且良好的非洲爪蟾卵母细胞平均分为两组并放入等量等浓度的低渗溶液中。甲组不做处理,乙组加入通道蛋白抑制剂。假设加入的成分对溶液的渗透压不会造成影响,一段时间后,测定低渗溶液中细胞的水通透速率。下列相关说法合理的是(　　)
A.无论甲组还是乙组,水分子都是从低渗溶液进入细胞且单向移动
B.若水分子的主要跨膜运输方式是协助扩散,则甲组细胞的水通透速率比乙组的快
C.若水分子的主要跨膜运输方式是自由扩散,则乙组细胞的水通透速率比甲组的快
D.适当增加两组细胞的呼吸强度会明显增加两组细胞的水通透速率
8.[2023江西赣州开学考试]科学家研究发现,细胞膜的跨膜蛋白中,有一种与水的跨膜运输有关的水通道蛋白。请回答下列问题。
(1)细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白,核糖体上合成的多肽链,需要在　　　　　　　　中加工和修饰后,再运输到细胞膜上。
(2)从细胞膜的结构分析,由于　　　　　　　　　　　　　　,水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。现在研究确认,细胞膜上的水通道蛋白能帮助水分子从低渗溶液向高渗溶液跨膜运输,这种水分子跨膜运输的方式是　　　　。
(3)哺乳动物成熟的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破,有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验,验证这个推测是正确的。(要求:写出实验思路、预期实验结果)
B级 能力素养提升练
9.将若干生理状况基本相同、长度为3 cm的鲜萝卜条均分为四组,分别置于三种浓度相同的溶液(实验组)和清水(对照组)中,测量每组萝卜条的平均长度,结果如下图所示。据图分析,下列叙述错误的是(　　)
A.鲜萝卜细胞膜上运载甘油的转运蛋白比运载葡萄糖的转运蛋白的数量多
B.对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性相对较小
C.蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为细胞不吸收蔗糖分子
D.实验结束后,蔗糖溶液组中的萝卜条的细胞液浓度比实验前大
10.[多选][2023江西上饶高一期末]协助扩散需要细胞膜上载体蛋白或通道蛋白的协助。如图甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种协助扩散方式,其中通道介导的扩散速率比载体介导的快得多。下列有关叙述不正确的是(　　)
甲
乙
A.该过程的运输速率与膜两侧浓度差完全呈正相关
B.载体蛋白和通道蛋白均具有一定的特异性
C.甲、乙两种方式均存在溶质分子与相应蛋白质的结合过程
D.该过程需要消耗能量
11.[多选][2023辽宁沈阳郊联体月考]气孔是植物表皮所特有的结构之一,通常由两个保卫细胞构成,其结构如下图所示。为观察不同浓度的蔗糖溶液对气孔开闭的影响,制作夹竹桃叶上表皮临时装片,用三种不同浓度的溶液处理一段时间后,水分交换达到平衡,结果如下图所示:①气孔开度不变;②气孔关闭;③气孔开度明显增大(注:实验材料中的保卫细胞细胞液初始浓度相等,整个实验过程中细胞均保持活性且蔗糖分子不能进入保卫细胞),下列叙述正确的是(　　)
A.实验开始时,3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
B.水分交换达到平衡时,①②③中的细胞液浓度均与外界蔗糖溶液浓度相等
C.气孔开度增大的过程中,保卫细胞的吸水能力逐渐增强
D.实验过程中②中最可能观察到质壁分离现象
12.[多选]某同学用物质的量浓度为2 mol/L的乙二醇溶液和2 mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,进行细胞质壁分离实验,实验现象如图所示。下列有关叙述不正确的是(　　)
A.蔗糖分子能够进入细胞液,而乙二醇则不能
B.AC段细胞液浓度先减小后增大
C.AD段细胞液吸水能力先逐渐增大后基本不变
D.BD段没有水分子的进出
13.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。下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。
甲
乙
丙
(1)由图甲漏斗液面上升可知,实验初始时c两侧的浓度大小是a　　　b。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在逐渐　　　　,最终液面不再上升。当液面不再上升时,因为漏斗内液柱有压力作用,c两侧浓度大小是a　　b。
(2)图丙中的③④⑤组成的结构名称是　　　　,该结构相当于图甲中的结构　　　　(填字母)。结构②中充满着外界溶液,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,发现细胞没有发生质壁分离复原现象,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
14.[2023山东临沂三中高一期末]下图为肝细胞膜运输葡萄糖分子的示意图。请回答问题。
(1)葡萄糖进入肝细胞的运输方式是　　　　　　　。当血糖浓度升高时,葡萄糖进入肝细胞合成肝糖原,以降低血糖浓度。
(2)载体的两种状态是蛋白质的　　　　　　　　发生改变的结果。
(3)该载体不能运送氨基酸分子进入肝细胞,体现了载体具有　　　　性。
(4)影响肝细胞吸收葡萄糖的速率的因素有　　　　　　　　　　　　　(答出一项)。
第1节　被动运输
1.D　渗透作用是指水分子或其他溶剂分子透过半透膜的扩散作用。细胞壁具有全透性,不属于半透膜,A项错误。葡萄糖和K+属于溶质而非溶剂,B、C两项错误。
2.C　将细胞放入0.3 g/mL的蔗糖溶液中,细胞会失水,发生质壁分离,A项错误;在图示状态下的细胞,可能继续失水,也可能达到渗透平衡,若达到渗透平衡,则单位时间内出细胞的水分子数等于进细胞的水分子数,B项错误;蔗糖可以透过细胞壁,但不能透过细胞膜,因此部位①是红色的,部位②是细胞膜以内,液泡膜以外的部分,细胞膜具有选择透过性,红墨水不能通过,但其中含有叶绿体,所以部位②是绿色的(植物叶片原来的颜色),C项正确;原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,而图中②为细胞质,③为液泡,D项错误。
3.A　由题图可知,甲细胞处于高浓度溶液中,细胞失水量大于吸水量,甲细胞发生了渗透失水现象,B项错误;光学显微镜下可观察到细胞体积的变化,不能观察到水分子的进出,C项错误;若把丙细胞换成洋葱表皮细胞,由于植物细胞膜外有细胞壁,对细胞起支持和保护作用,故该细胞不会涨破,D项错误。
4.B　只要膜两侧存在浓度差,膜内浓度高于膜外浓度,植物细胞就可以渗透吸水,反过来细胞就会失水,如果两侧浓度相等,那就是渗透平衡,因此可以比较不同植物细胞的细胞液浓度大小;人成熟红细胞没有细胞壁,不能发生质壁分离;在硝酸钾溶液中植物细胞发生质壁分离后会自动复原,而在蔗糖溶液中发生质壁分离后不会自动复原;活细胞可以发生质壁分离,而死细胞的细胞膜丧失选择透过性,不能发生质壁分离。
5.B　图乙所示细胞出现质壁分离现象,此时细胞壁以内、原生质层以外的部分充满了蔗糖溶液,A项正确;图甲到图乙发生了细胞的渗透失水,是由细胞液浓度低于细胞周围溶液浓度导致的,B项错误;发生质壁分离和复原的内因是原生质层伸缩性大于细胞壁,C项正确;原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成,相当于渗透装置的半透膜,植物细胞的吸水和失水是通过渗透作用实现的,D项正确。
6.C　自由扩散和协助扩散都不消耗能量,都是被动运输,①正确;自由扩散不需要转运蛋白,协助扩散需要转运蛋白,②错误;自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输,③错误;葡萄糖有时可以通过协助扩散顺浓度梯度运输,例如红细胞吸收葡萄糖,④正确。
7.B　无论甲组还是乙组,水分子都是在低渗溶液与细胞之间双向移动,A项不合理;若水分子的主要跨膜运输方式是协助扩散,乙组加入通道蛋白抑制剂会对水分子的跨膜运输造成影响,所以甲组细胞的水通透速率比乙组的快,B项合理;若水分子的主要跨膜运输方式是自由扩散,加入通道蛋白抑制剂不会对水分子的跨膜运输造成影响,甲组细胞和乙组细胞的水通透速率大致相同,C项不合理;由于自由扩散和协助扩散都属于被动运输,不需要消耗能量,适当增加两组细胞的呼吸强度不会明显增加两组细胞的水通透速率,D项不合理。
8.答案 (1)内质网和高尔基体　(2)磷脂双分子层内部具有疏水性　协助扩散　(3)实验思路:将哺乳动物成熟的红细胞分成等量的两份,编号为甲组、乙组,将甲组红细胞膜中的蛋白质破坏,乙组红细胞不做处理,然后将两组细胞同时置于蒸馏水中,测定两组细胞吸水涨破所需要的时间。预期实验结果:乙组细胞吸水涨破所需时间较甲组短,说明推测正确
解析 (1)根据蛋白质的合成与分泌过程可知,核糖体上合成的多肽链需要先后经过内质网和高尔基体的加工和修饰,才能成为成熟的蛋白质分泌到细胞外或运输到细胞膜上。(2)细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,其内部具有疏水性,所以水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。根据题意可知,水分子可通过水通道蛋白从低渗溶液向高渗溶液跨膜运输,因此该运输方式为协助扩散。(3)根据题意可知,要验证哺乳动物成熟的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破与水通道蛋白有关,则根据实验的单一变量原则和对照原则,设计实验思路:将哺乳动物成熟的红细胞分成等量的两份,编号为甲组、乙组,将甲组红细胞膜中的蛋白质破坏,乙组红细胞不做处理,然后将两组细胞同时置于蒸馏水中,测定两组细胞吸水涨破所需的时间。若乙组细胞吸水涨破所需时间较甲组短,说明推测正确。
9.A　甘油为脂溶性小分子物质,进入细胞的方式为自由扩散,所以细胞膜上没有运输甘油的转运蛋白,A项错误;对照组中萝卜条细胞吸水,但由于细胞壁的伸缩性相对较小,所以细胞体积增大较小,B项正确;在蔗糖溶液中,萝卜条细胞失水发生质壁分离,由于蔗糖分子不能通过细胞膜,因此萝卜条不能恢复原长度,C项正确;蔗糖溶液组中的萝卜条细胞失水,所以细胞液浓度比实验前大,D项正确。
10.ACD　载体蛋白需要与被转运的离子和分子结合,因此具有饱和性,A项错误;载体蛋白只容许与其自身结合部位相适应的分子或离子通过,通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,因此均具有一定的特异性,B项正确;载体蛋白需要与被转运的分子或离子结合,通道蛋白不需要,C项错误;协助扩散不需要消耗能量,D项错误。
11.AD　由题图可知,①气孔不变,②气孔关闭、细胞失水,③气孔变大、细胞吸水,因此三种蔗糖溶液的浓度高低为②>①>③,A项正确;③细胞吸水,由于细胞壁的支持和保护作用,细胞体积不能无限增大,水分交换达到平衡时,细胞液的浓度大于或等于外界蔗糖溶液的浓度,B项错误;气孔开度增大的过程中,细胞在吸水,则细胞液的浓度逐渐减小,保卫细胞的吸水能力逐渐减弱,C项错误;实验过程中②气孔关闭,细胞失水,最可能观察到细胞质壁分离现象,D项正确。
12.ABD　蔗糖分子不能进入细胞液,而乙二醇可以,A项错误;AC段原生质体体积先减小后变大,因此细胞液浓度先增大后减小,B项错误;AD段原生质体体积先减小后不变,因此细胞液吸水能力先逐渐增大后基本不变,C项正确;BD段原生质体体积趋于稳定,水分子通过原生质层进出细胞达到动态平衡,D项错误。
13.答案 (1)小于(或<)　降低　小于(或<)
(2)原生质层　c　D
(3)不能　细胞壁对原生质层有支持和保护的作用
(4)质壁分离过程中,细胞过度失水,已经死亡
14.答案 (1)协助扩散
(2)空间结构(自身构象)
(3)专一
(4)细胞内外葡萄糖的浓度差、细胞膜上葡萄糖载体蛋白的数量
解析 (1)图中可见葡萄糖进入肝细胞是顺浓度梯度且需要载体蛋白,所以运输方式是协助扩散。血糖升高时,葡萄糖进入肝细胞合成肝糖原以降低血糖。(2)载体的两种状态是蛋白质的空间结构发生改变的结果。(3)该载体只能转运葡萄糖,不能运送氨基酸分子,体现了载体具有专一性。(4)据图分析,葡萄糖进入肝细胞的方式是协助扩散,影响肝细胞吸收葡萄糖的速率的因素有细胞内外葡萄糖的浓度差、细胞膜上葡萄糖载体蛋白的数量。
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