4.1 被动运输--人教版（2019）生物必修1同步练习题(含解析）

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2025人教版生物必修1
第1节　被动运输
A组必备知识基础练
1.下列有关细胞吸水和失水的叙述,正确的是(　　)
A.植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成
B.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞一定会发生质壁分离
C.渗透实验中,当半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子不再通过半透膜
D.细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性,但有毒物质仍能进入细胞
2.若右图为植物细胞渗透作用的图解,下列叙述错误的是(　　)
A.当溶液浓度A>B时,细胞发生质壁分离
B.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
C.未成熟的植物细胞不发生渗透失水或吸水
D.细胞处于质壁分离状态时,不一定失水大于吸水
3.在质壁分离和质壁分离复原实验中,用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液浸润紫色洋葱鳞片叶外表皮,在显微镜下观察到下图所示结果,下列叙述正确的是(　　)
A.质壁分离过程中,细胞吸水能力增强
B.L是细胞壁,N是细胞质基质
C.清水处理后质壁分离复原,水分子进出平衡,细胞液和外界溶液浓度相等
D.质壁分离复原过程中,水分子出细胞的过程属于渗透作用
4.(2024河北唐山高一期末)将新鲜的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,发生的变化是(　　)
A.液泡的颜色逐渐变浅
B.水分子单向流出细胞
C.出现质壁分离现象
D.细胞体积明显减小
5.如图为以紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料,观察植物细胞质壁分离和复原实验的主要步骤。下列叙述错误的是(　　)
A.实验可以证明原生质层相当于一层半透膜
B.B步骤主要观察细胞中紫色液泡的大小以及原生质层的初始状态
C.C步骤中用吸水纸引流,使细胞浸润在蔗糖溶液中
D.实验设计不科学,没有设置对照实验
6.[教材第67页“拓展应用”]将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中,形态不再变化时的细胞图像如图所示,下列关于三个细胞的细胞液浓度,判断正确的是(　　)
①实验前BA>C　③实验后B≥A=C　④实验后BA.①③ B.②③
C.①④ D.②④
7.质壁分离和复原是某些生物细胞为响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是 (　　)
A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关
B.质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低
C.质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁
D.质壁分离现象证明水分子可通过通道蛋白进入细胞
8.[教材第66页图4-4变式]如图表示物质进入细胞膜的两种方式,结合图解分析,下列叙述正确的是 (　　)
A.甲、乙两种物质都能够自由出入细胞
B.甲、乙两种物质都是细胞代谢所必需的物质
C.甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输
D.随外界物质浓度升高,甲、乙两种物质运输速率都不断增大
9.(2024广东广州高一期末)钾离子通道模式如图所示,其由四个相同的亚基形成了一个倒圆锥体,在宽的一端外部有一个选择性的“过滤器”,下列关于钾离子通道的叙述,正确的是(　　)
A.K+通过此通道蛋白时需要与其结合
B.Na+可以通过此通道蛋白进入细胞内
C.此通道蛋白对K+的运输可以双向进行
D.K+通过此通道蛋白运输属于协助扩散
10.[教材第68页“生物科学史话”](多选)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜上含有丰富的水通道蛋白,若破坏细胞膜上的水通道蛋白,水分子的跨膜运输速率变得异常缓慢。下列叙述正确的是(　　)
A.水分子与水通道蛋白的直径、形状相适配
B.水分子进出细胞的速率与水通道蛋白的数量无关
C.水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞
D.水分子通过水通道蛋白进行跨膜运输时需要消耗能量
11.用物质的量浓度为2 mol/L的乙二醇溶液和2 mol/L的蔗糖溶液分别处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体(去除植物细胞壁后的结构)体积变化情况如图所示。
(1)图中1 min后,处于2 mol/L蔗糖溶液中细胞的液泡体积大小变化为　　　　　　　　。紫色洋葱鳞片叶外表皮经2 mol/L的乙二醇溶液处理后,发生的变化为　　　　　　　　;该曲线不同于2 mol/L的蔗糖溶液处理组的原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)参与协助扩散的转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白,载体蛋白只允许与　　　　　相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生　　　　　。
(3)若将甲、乙、丙三种细胞液浓度不同的洋葱鳞片叶外表皮细胞,分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,当水分交换达到平衡时观察发现细胞甲未发生变化,细胞乙体积增大,细胞丙发生了质壁分离。假设在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,则甲、乙、丙三种细胞原本的细胞液浓度大小关系为　　　　　。
B组能力素养提升练
12.(2024山东潍坊高一期末)红苋菜的液泡中含有花青素,将红苋菜叶片分成三组分别放在清水(甲组)、0.3 g/mL的蔗糖溶液(乙组)及沸水(丙组)中,下列说法错误的是(　　)
A.甲组中细胞吸水,原生质层变薄,最终水进出达到平衡
B.乙组中细胞失水,发生质壁分离现象
C.丙组中原生质层被破坏,水变成红色
D.一段时间后,各组叶片细胞吸水能力为甲组>乙组>丙组
13.(多选)图甲半透膜袋内有50 mL质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液,图乙为放置在某溶液中植物细胞失水量的变化情况,下列叙述正确的是(　　)
甲
乙
A.甲玻璃管内液面上升速率逐渐降低,最终液面与清水液面形成一定高度差
B.若将图甲蔗糖溶液换为质量浓度为0.3 g/mL的淀粉溶液,则玻璃管液面与清水液面的高度差变小
C.图乙中a点植物细胞失水量最大,此时细胞的吸水能力最强
D.图乙中细胞在10 min内发生质壁分离,b点后开始质壁分离自动复原
14.(2024河北唐山高一期末)有些学校的教学楼、办公楼等场所安装了直饮水机。直饮水机的核心部件是逆渗透膜,其原理是通过加压使水由较高浓度溶液一侧渗透至较低浓度溶液一侧,颗粒物、固体有形物、细菌等有害物质不能透过逆渗透膜,如下图所示。根据上述信息判断,下列有关叙述错误的是 (　　)
A.逆渗透膜相当于半透膜
B.与渗透作用相比,逆渗透过程需要外部提供能量
C.一段时间后,左侧溶液的浓度会变小
D.逆渗透膜处理的水应经过检测后才可放心饮用
15.[教材第67页图4-5变式]GLUT2是肝细胞的葡萄糖转运蛋白,其作用过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.GLUT2逆浓度梯度转运葡萄糖
B.GLUT2的转运功能具有专一性
C.GLUT2的状态A变为B时空间结构不变
D.GLUT2的数量与转运葡萄糖速率无关
16.如图为肾小管上皮细胞重吸收水和K+通道蛋白运输K+的示意图。下列叙述错误的是(　　)
A.水分子跨膜运输的方式有自由扩散和协助扩散
B.图中K+的运输属于协助扩散,不需要消耗能量
C.物质直径只要比通道蛋白的通道直径小就可以进出细胞
D.细胞可通过调节通道蛋白的数量来调节物质运输速率
17.下图表示某生物膜结构,图中A~E表示某些物质或结构,①~④表示物质跨膜运输方式。据图回答下列问题。(“[　]”中填字母或数字序号,“　　”上填文字)
(1)若图示为动物细胞的细胞膜,构成细胞膜的基本支架是[　]　　　　,细胞膜的结构特点是具有　　　　。细胞内有用的成分不会轻易流失到细胞外,这与细胞膜　　　　　　　　的功能有关。
(2)甘油通过方式[　]　　　　进入细胞,该过程　　　　(填“会”或“不会”)受温度的影响。
(3)肝细胞膜运输葡萄糖分子的过程如下图所示,葡萄糖进入肝细胞的运输方式是　　　　。据图可知,载体蛋白的两种状态是由于蛋白质的　　　　发生改变的结果。
第1节　被动运输
1.D　植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质组成,A项错误;当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞不一定会发生质壁分离,如死细胞、动物细胞不会发生质壁分离,根尖分生区细胞不含大液泡也不会发生质壁分离,B项错误;渗透实验中,当半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子仍然能通过半透膜,这时进出的水分子达到动态平衡,C项错误;细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性,但有毒物质仍能进入细胞,说明细胞膜的控制作用是相对的,D项正确。
2.C　当溶液浓度A>B时,细胞会因渗透失水而发生质壁分离,A项正确;植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜及这两层膜之间的细胞质组成,相当于一层半透膜,B项正确;未成熟的植物细胞通常没有大液泡,但细胞膜也具有半透膜的功能,细胞内溶液与外界溶液存在浓度差时,细胞也能发生渗透吸水或失水,C项错误;细胞处于质壁分离状态时,可能正在发生质壁分离复原,故不一定失水大于吸水,D项正确。
3.A　质壁分离过程中,细胞失水导致细胞液浓度变大,吸水能力增强,A项正确;图中L表示细胞壁,M表示原生质体,N表示外界溶液,B项错误;细胞水分子进出平衡时,由于细胞壁的存在,细胞液浓度和外界溶液浓度不一定相等,C项错误;水分子双向通过细胞膜等生物膜或原生质层的过程属于渗透作用,D项错误。
4.C　由于0.3 g/mL的蔗糖溶液的浓度大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度,所以细胞不断失水,而原生质层的伸缩性又大于细胞壁,所以原生质层与细胞壁逐渐分离,液泡的颜色逐渐变深,A项不符合题意,C项符合题意;该过程中细胞不断失水,即水分子出细胞的速率大于进入细胞的速率,B项不符合题意;由于植物细胞壁的伸缩性很小,所以细胞体积变化不明显,D项不符合题意。
5.D　原生质层相当于一层半透膜,这是本实验得以完成的理论依据,A项正确;B步骤在低倍镜下主要观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色中央液泡的大小以及原生质层的初始状态,B项正确;C步骤吸水纸的主要作用是加速外界溶液的更换速度,使细胞浸润在蔗糖溶液中,C项正确;本实验没有另外单独设置其他组别,本实验中实验组形成前后自身对照,故仍然遵循对照原则,D项错误。
6.B　三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中,A、C都发生质壁分离,C分离程度较大,说明蔗糖溶液浓度>细胞A细胞液浓度>细胞C细胞液浓度,B没有发生质壁分离,说明B细胞液浓度≥蔗糖溶液浓度,故实验前B>A>C;由于B没有发生质壁分离,故实验后B细胞液浓度还是大于或等于实验后蔗糖溶液浓度,A和C发生质壁分离,实验后细胞液浓度和实验后蔗糖溶液浓度相当,实验后B≥A=C,B项符合题意。
7.D　施肥过多导致土壤溶液浓度过高,根毛细胞失水发生质壁分离,故“烧苗”现象与质壁分离有关,A项正确;质壁分离复原过程中,细胞逐渐吸水,细胞的渗透压下降,细胞的吸水能力逐渐降低,B项正确;质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁,C项正确;质壁分离能证明水分子可以进出细胞,但不能证明水分子可通过通道蛋白进入细胞,D项错误。
8.C　乙物质进入细胞内需要转运蛋白协助,不能自由出入细胞,A项错误;甲物质以自由扩散的方式进入细胞,乙物质以协助扩散的方式进入细胞,但不能说明两种物质是细胞代谢必需的物质,B项错误;甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输,C项正确;乙物质的运输方式是协助扩散,运输速率先随浓度的升高而增大,但受转运蛋白数量的限制,增大到一定程度而不再发生改变,D项错误。
9.D　K+通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,A项错误;此通道蛋白对通过的离子具有选择性,Na+不可以通过此通道蛋白进入细胞内,B项错误;钾离子通道由四个相同的亚基形成了一个倒圆锥体,在宽的一端外部有一个选择性的“过滤器”,故此通道蛋白对K+的运输只能单向进行,C项错误;借助通道蛋白进出细胞的物质扩散方式都属于协助扩散,故K+通过此通道蛋白运输属于协助扩散,D项正确。
10.AC　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,水分子与水通道蛋白的直径、形状相适配,A项正确;水分子通过水通道蛋白运输的方式是协助扩散,该过程中水通道蛋白的数量会影响水分子的转运速率,B项错误;水分子可以以自由扩散和协助扩散的方式进出细胞,更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞,C项正确;水分子通过水通道蛋白进行跨膜运输时方式是顺浓度梯度的协助扩散,不需要消耗能量,D项错误。
11.答案 (1)缓慢缩小后趋于稳定　先发生质壁分离,后发生质壁分离复原　乙二醇能够以自由扩散的方式进入细胞,使细胞液浓度增加,细胞吸水,发生质壁分离复原;而蔗糖不能进入细胞内　(2)自身结合部位　自身构象的改变　(3)乙>甲>丙
解析 (1)图中1 min后,处于2 mol/L蔗糖溶液中的原生质体体积先变小后趋于稳定,细胞失水,液泡体积缓慢缩小后趋于稳定,紫色洋葱鳞片叶外表皮经2 mol/L的乙二醇溶液处理后,120 s之前原生质体体积变小,说明发生质壁分离,120 s之后原生质体体积变大,说明发生质壁分离复原,该曲线不同于2 mol/L的蔗糖溶液处理组的原因是乙二醇能够以自由扩散的方式进入细胞,使细胞液浓度增加,细胞吸水,发生质壁分离复原;而蔗糖不能进入细胞内。(2)载体蛋白只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变。(3)由题意可知,三种不同浓度的植物细胞分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,甲细胞的体积基本不变,水分交换前,细胞甲的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度;乙细胞的体积增大,细胞吸水,水分交换前,细胞乙的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度;丙细胞发生了质壁分离,细胞失水,水分交换前,细胞丙的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度,可判断三种细胞原本的细胞液浓度的大小关系为乙>甲>丙。
12.D　将红苋菜叶片放在清水(甲组)中,细胞吸水,原生质层变薄,最终水进出达到平衡,A项正确;将红苋菜叶片放在0.3 g/mL的蔗糖溶液(乙组)中,0.3 g/mL的蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度,细胞失水,发生质壁分离现象,B项正确;将红苋菜叶片放在沸水(丙组)中,原生质层被破坏,生物膜失去选择透过性,色素进入外界溶液中,水变成红色,C项正确;乙组中细胞失水,则吸水能力最强,丙组中细胞失去活性没有吸水能力,一段时间后,细胞吸水能力为乙组>甲组>丙组,D项错误。
13.ABC　随着水进入半透膜袋,半透膜袋两侧的浓度差缩小,蔗糖溶液的吸水能力下降,另外,不断高出的液柱也会进一步阻止水进入半透膜袋,因此,图甲中玻璃管内液面上升速率逐渐降低,最终停止上升,A项正确;蔗糖是二糖,淀粉是多糖,若将质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液换为质量浓度为0.3 g/mL的淀粉溶液,会导致漏斗内溶液的渗透压下降,玻璃管内的液面高度会下降,即玻璃管液面与清水液面的高度差变小,B项正确;图乙中a点植物细胞失水量最大,此时植物细胞的细胞液浓度最大,细胞的吸水能力最强,C项正确;a点后细胞失水量减少,即开始吸水,开始质壁分离自动复原,D项错误。
14.C　逆渗透膜是人工合成的半透膜,A项正确;根据题意可知,逆渗透过程是水分子逆浓度梯度运输,所以消耗能量,而渗透作用中水分子是顺相对含量梯度进行的,不需要消耗能量,B项正确;直饮水机原理是通过水压使水由较高浓度溶液一侧渗透至较低浓度溶液一侧,颗粒物、固体有形物、细菌等有害物质不能透过逆渗透膜,意味着左侧的溶液浓度会越来越大,左侧溶液的渗透压也会变大,C项错误;逆渗透膜除有害物质的能力仅仅是“理论上”胜过生物膜,但是在加工的过程中可能带来有害物质,因此逆渗透膜处理的水应经过检测后才可放心饮用,D项正确。
15.B　GLUT2转运葡萄糖的过程不消耗能量,为协助扩散,为顺浓度梯度转运葡萄糖,A项错误;GLUT2属于转运蛋白,转运蛋白的功能具有专一性,B项正确;对比GLUT2的状态A与状态B说明GLUT2的空间结构可发生改变,即GLUT2的状态A变为B时空间结构改变,C项错误;协助扩散的转运速率与转运蛋白数量有关,在一定范围内,转运蛋白数量越多,转运物质的速率越大,D项错误。
16.C　水分子的跨膜运输方式有自由扩散和协助扩散,其中协助扩散是其主要的跨膜运输方式,A项正确;K+借助K+通道蛋白从高浓度一侧被运输到低浓度一侧,该过程属于协助扩散,不需要消耗能量,B项正确;通道蛋白对物质的运输具有选择性,并非直径比通道直径小的物质就可以通过通道蛋白进出细胞,C项错误;水分子和K+的运输需要借助通道蛋白来实现,细胞可通过调节细胞膜上通道蛋白的数量来调节物质的运输速率,D项正确。
17.答案 (1)E　磷脂双分子层　一定的流动性　控制物质进出细胞(或选择透过性)
(2)②　自由扩散　会
(3)协助扩散　自身构象
解析 (1)若图示为动物细胞的细胞膜,构成细胞膜的基本支架是E磷脂双分子层;细胞膜的结构特点表现为具有一定的流动性。细胞内有用的成分不会轻易流失到细胞外,这与细胞膜控制物质进出细胞的功能有关,细胞膜在控制物质进出方面表现出选择透过性的特点。(2)甘油为脂溶性小分子,其进入细胞的方式是自由扩散,对应图中的②,该过程不消耗能量,但会受温度的影响,因为温度会影响分子运动的速度。(3)图示肝细胞膜运输葡萄糖分子是顺浓度梯度进行的,同时需要载体蛋白的协助,因此,葡萄糖进入肝细胞的运输方式是协助扩散。据图可知,载体蛋白的两种状态是由蛋白质的自身构象发生改变的结果。
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