4.1被动运输——高一生物学人教版（2019）必修一课时优化训练（含解析）

4.1被动运输
——高一生物学人教版（2019）必修一课时优化训练
一、单项选择题
1.将同一植物细胞放在三种不同浓度的蔗糖溶液中，制成装片，放在显微镜下观察，结果如图，则三个细胞所处蔗糖溶液的浓度关系是（ ）
A.①>②>③ B.③>①>② C.②>①>③ D.③>②>①
2.将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可发现（ ）
A.甲乙两细胞均发生质壁分离，随后均不发生质壁分离复原
B.甲乙两细胞均发生质壁分离，乙细胞随后发生质壁分离的复原
C.甲乙两细胞均发生质壁分离，随后均发生质壁分离的复原
D.甲乙两细胞均不发生质壁分离，也均不发生质壁分离的复原
3.如图为渗透装置示意图，一段时间后出现的现象不包括（ ）
A.漏斗内的液面升高
B.有些水分子由蔗糖溶液通过半透膜进入清水
C.有些水分子由清水通过半透膜进入蔗糖溶液
D.半透膜两侧的溶液浓度相等
4.用镊子撕下一个新鲜紫色洋葱鳞片叶的外表皮，等分成甲、乙两组，甲组细胞用浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处理，乙组细胞用浓度为2mol/L的乙二醇溶液处理，分别观察细胞的质壁分离现象。下列不能观察到的现象是（ ）
A.甲组细胞的细胞液颜色变深
B.甲组细胞出现质壁分离现象
C.乙组细胞发生质壁分离自动复原
D.乙组细胞的体积明显变小
5.某同学用新鲜的洋葱鳞片叶内表皮细胞、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液（含少量大分子红色色素）、清水等做质壁分离及复原实验时，根据视野中观察到的一个细胞绘制了如图。据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A.②③及两者间的细胞核构成原生质层
B.实验过程中④处的红色先变深后变浅
C.该表皮细胞可能正在进行质壁分离复原
D.质壁分离复原过程中细胞吸水能力增强
6.将植物的叶肉细胞放在清水中一段时间，细胞会呈现如图所示的形态（吸水膨胀）。已知该细胞保持如图形态一段时间，下列相关叙述正确的是（ ）
A.②状态时，水分子通过渗透作用进入漏斗
B.③状态时，水分子不再进出半透膜
C.若升高蔗糖溶液浓度，③中漏斗的液柱高度不变
D.②状态到③状态过程，液柱上升的速率不变
7.如图表示渗透作用的装置图，其中半透膜为膀胱膜，甲、丙装置中A、a、B、b溶液浓度分别用MA、Ma、Mg、Mb表示，乙、丁装置分别表示一段时间后甲、丙装置的状态，其中的溶液浓度分别为MA、Ma、MB、Mb，液面上升的高度分别为h1、h2。如果A、a、B、b均为蔗糖溶液，且Ma=Mb>MA>Mg，则达到平衡后（ ）
A.h1>h2、Ma〉Mb B. h1>h2、Ma〈Mb
C.h18.某同学用新鲜的洋葱鳞片叶内表皮细胞、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液（含少量大分子红色色素）、清水等做质壁分离及复原实验时，根据视野中观察到的一个细胞绘制了如图。据图分析正确的是（ ）
A.②③及两者间的细胞核构成原生质层
B.实验过程中④处的红色先变深后变浅
C.该表皮细胞可能正在进行质壁分离复原
D.质壁分离复原过程中细胞吸水能力增强
9.葡萄糖进入人体红细胞的转运速率存在饱和值，该值的大小取决于（ ）
A.质膜上相应转运蛋白的数量 B.细胞内的氧气浓度
C.质膜上糖蛋白数量 D.细胞内外葡萄糖浓度差
10.水分子可以通过自由扩散的方式进出细胞，也可以通过水通道蛋白实现快速运输。下列说法错误的是（ ）
A.跨膜运输时水分子不需要与水通道蛋白结合
B.水分子通过水通道蛋白进入细胞的方式为协助扩散
C.水分子进出细胞更多情况下是通过自由扩散实现的
D.水分子进出细胞的两种方式均不耗能，属于被动运输
11.下列关于自由扩散与协助扩散的说法中，正确的是（ ）
都不需要能量
都不需要载体
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
都是被动运输
一些较大的分子如葡萄糖，可以通过协助扩散顺浓度梯度运输
A. B. C. D.
12.细胞膜的选择透过性使细胞内微环境相对稳定，下列能以自由扩散方式通过细胞膜的是（ ）
①蔗糖
②H2O
③葡萄糖
④甘油
⑤性激素
⑥氨基酸
⑦DNA
A.②③④⑤ B.②④⑤ C.②④⑤⑥ D.①②③④⑦
13.下列有关物质跨膜运输的表述正确的是（ ）
A.细胞膜和液泡膜都相当于半透膜
B.水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的
C.载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的
D.质壁分离实验能证明水分子可以通过通道蛋白进入细胞
二、非选择题
14.选取新鲜的洋葱鳞片叶制成临时装片，然后滴加浓度为X的蔗糖溶液，在显微镜下观察到某细胞发生了质壁分离，如图1所示，其中①~⑤表示细胞结构。图2表示该细胞的相对吸水能力随时间的变化情况。回答下列问题：
（1）据图Ⅰ分析，该细胞的______（填序号）相当于半透膜，且该部分结构的伸缩性与细胞壁的区别是______。
（2）蔗糖溶液的初始浓度X______（填“大于”“等于”或“小于”）图Ⅰ中细胞的初始浓度。
（3）分析图2可知，细胞的相对吸水能力逐渐增强的过程中，细胞液浓度的变化趋势是______，水分子进出细胞的过程中______（填“消耗”或“不消耗”）ATP。
15.根据所学知识回答下列问题：
（1）因为水分子很小，过去人们普遍认为水分子是以______________的方式进出细胞的。但是从水分子和细胞膜的结构特点来看：水分子是______________分子，而细胞膜的基本支架
是______________，磷脂分子的尾部是______________的，从而排列在内侧，所以水分子想自由通过细胞膜是比较困难的。
（2）1988年，美国的阿格雷成功的分离出水通道蛋白，并经科学家们研究发现，水分子通过水通道蛋白的速率高于通过人工脂双层膜的速率，请完善下列实验对此现象加以验证：
材料用具：人工脂双层膜制成的半透膜材料（蔗糖分子不能通过）、插入水通道蛋白的人工脂双层膜制成的半透膜材料、烧杯、漏斗、铁架台，0.3g/ml的蔗糖溶液，清水。
实验思路：
①按图示组装渗透作用装置2套，编号为甲、乙。
②作为实验组，甲的漏斗口用________________制成的半透膜材料封口；作为对照组，乙的漏斗口用________________制成的半透膜材料封口。
③一段时间后，观察并比较两组装置________________。
预期结果：________________。
由此可说明：水分子更多是借助细胞膜上的水通道蛋白以________________的方式进出细胞的。
答案以及解析
1.答案：B
解析：外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞失水，发生质壁分离现象，且浓度差越大，细胞失水越多，质壁分离现象越明显。①②③三图是同种细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，则质壁分离的现象越明显，说明外界溶液浓度越大，则三种蔗糖溶液的浓度关系是③>①>②。A、C，D错误，B正确。
2.答案：B
解析：据表可知，③④⑤组的细胞发生不同程度的质壁分离，质壁分离的内因是细胞壁和原生质层的收缩性不同，A正确；据表可知，②组细胞未发生质壁分离，故没有失水，④组细胞发生质壁分离，失水较多，B错误；本实验中洋葱外表皮的浓度介于未发生质壁的外界溶液浓度和刚刚发生质壁分离的浓度之间，故该洋葱外表皮细胞液浓度介于a~b溶液的浓度之间，C正确；据表可知，⑤组的细胞失水量最多，故实验中所使用的蔗糖溶液浓度最高的是⑤组，D正确。
3.答案：D
解析：蔗糖溶液的浓度大于清水，通过渗透作用由清水进入蔗糖溶液的水分子数较多，从而导致液面升高。由于蔗糖分子不能通过半透膜，所以清水的浓度始终低于蔗糖溶液。
4.答案：D
解析：AB、取新鲜的紫色洋葱鳞片叶外表皮，将甲组细胞置于0.3g/mL蔗糖溶液中，则细胞会由于失水而发生质壁分离，该过程中液泡体积变小，颜色加深，细胞液浓度变大，A、B能观察到，AB不符合题意；CD、乙组细胞用浓度为2mol/L的乙二醇溶液处理，植物先会由于外界溶液浓度高，失水发生质壁分离，但乙二醇会被植物细胞吸收，因此乙组植物细胞会发生质壁分离的自动复原，但由于细胞壁的伸缩性小于原生质体，因此乙组细胞的体积不会明显变小，C不符合题意，D符合题意。
5.答案：C
解析：②是细胞膜，③是液泡膜，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，A错误；④是细胞液，洋葱鳞片叶内表皮细胞液泡中没有色素，不能观察到④处的颜色变化，B错误；质壁分离复原过程中细胞吸水能力逐渐减弱，D错误。
6.答案：B
解析：该实验不需要另外设置对照组，细胞吸水前后形态对比构成前后自身对照，A错误；细胞液浓度大于外界溶液，存在浓度差，且植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，仍发生渗透作用，B正确；与正常形态的叶肉细胞相比，该细胞由于吸水，导致其细胞液浓度低，吸水能力降低，C错误；细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞会通过渗透作用而吸水，故将题图细胞移至低于细胞液浓度的蔗糖溶液中，细胞不会失水，D错误。
7.答案：D
解析：由于Ma=Mb>MA>MB，所以甲和丙装置中的水分子都会渗透进入漏斗，使漏斗液面升高，又因Ma与MA的浓度差小于Mb与MB的浓度差，a中吸水量小于b中吸水量，因此h1MbA、B、C错误，D正确。
8.答案：C
解析：A、②是细胞膜，③是液泡膜，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，A错误；
B.④是细胞液，洋葱鳞茎叶内表皮细胞液泡中没有色素，不能观察到④处的颜色变化，B错误；
C.图中细胞处于质壁分离的状态，该表皮细胞可能正在进行质壁分离复原，C正确；
D.质壁分离复原过程中细胞吸水能力减弱，D错误。
9.答案：A
解析：A、由于协助扩散需要转运蛋白协助，所以葡萄糖通过细胞膜进入红细胞的运输速度大小主要取决于细胞膜上相应转运蛋白的数量，A正确；
B.由于协助扩散不需要消耗能量，而氧浓度与细胞呼吸提供能量有关，所以葡萄糖通过细胞膜进入红细胞的运输与细胞内的氧浓度无关，B错误；
C.糖蛋白与细胞识别有关，而与运载物质无关，C错误；
D.由于葡萄糖进入红细胞属于协助扩散，所以其运输速度的饱和值大小主要取决于相应转运蛋白的数量，而不是由细胞内外葡萄糖浓度差决定，D错误。
10.答案：C
解析：AB、水分子可以以协助扩散的方式进入细胞，该过程中主要是借助水通道蛋白进行的，跨膜运输时水分子与水通道蛋白不结合，AB正确；C、水分子进出细胞更多情况下是通过协助扩散实现的，以保证细胞水分代谢的需求，C错误；D、水分子进出细胞的两种方式为自由扩散或协助扩散，均不耗能，属于被动运输，D正确。
11.答案：C
解析：自由扩散和协助扩散都属于被动运输，都是顺浓度梯度进行的，且都不需要消耗能量，协助扩散需要转运蛋白的协助，一些较大的分子如葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散。故选C。
12.答案：B
解析：①蔗糖一般不会进入细胞内，①错误；
②H2O进出细胞的方式为自由扩散或者协助扩散，②正确；
③葡萄糖进出细胞方式为协助扩散和主动运输，③错误；
④甘油属于脂质，进出细胞的方式为自由扩散，④正确；
⑤性激素属于脂质，进出细胞的方式为自由扩散，⑤正确；
⑥氨基酸进出细胞一般为主动运输，⑥错误；
⑦DNA一般不会出细胞核，更不会出细胞外，⑦错误。
综上所述，以自由扩散方式通过细胞膜的是②④⑤，B正确，ACD错误。
故选B。
13.答案：A
解析：A、细胞膜和液泡膜都相当于渗透装置中的半透膜，对于物质的运输具有选择性，A正确；
B.水分子进入细胞，是以自由扩散或协助扩散的方式进行的，B错误；
C.结合分析可知，载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是不一样的，载体蛋白分子结构会发生变化，而离子通道结构不发生变化，C错误；
D.质壁分离实验可以证明水分子进入细胞，但不能证明水分子进入细胞的方式，D错误。
故选A。
14.答案：（1）③④⑤；该部分结构的伸缩性大于细胞壁的
（2）大于
（3）逐渐增大至稳定；不消耗
解析：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，其中序号③④⑤表示原生质层，且原生质层的伸缩性大于细胞壁的。蔗糖溶液的初始浓度大于图1中细胞的初始浓度，细胞失水出现质壁分离现象。由图2可知，细胞的相对吸水能力逐渐增强后趋于稳定，说明细胞液的浓度逐渐增大最后趋于稳定，水分子进出细胞的方式是被动运输不需要消耗ATP。
15.答案：（1）自由扩散；极性；磷脂双分子层；疏水
（2）插入水通道蛋白的人工脂双层膜；人工脂双层膜；漏斗内液面高度变化；甲高于乙；协助扩散
解析：（1）因为水分子很小，过去人们普遍认为水分子是以自由扩散的方式进出细胞的；水分子是极性分子，而细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，磷脂分子的尾部是亲水的，从而排列在内侧，磷脂分子的头部是疏水的，排列在外侧，所以水分子想自由通过细胞膜是比较困难的。
（2）②由题可知实验的自变量是：人工脂双层膜是否插入水通道蛋白，作为实验组，甲的漏斗口用插入水通道蛋白的人工脂双层膜制成的半透膜材料封口；作为对照组，乙的漏斗口用人工脂双层膜制成的半透膜材料封口。
③渗透装作用是指溶质分子通过半透膜，从溶质浓度低的溶液向溶质浓度高的溶液的转移现象，所以观察比较两组装置漏斗内液面高度变化；由题干信息可知水通过水通道蛋白进行运输，故预期结果：甲高于乙；由此可说明：水分子更多是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞的。