必修1《分子与细胞》第1节 被动运输一课一练

第4章　第1节

A　级·基础达标练

一、选择题

1．如图为一个渗透装置，假设溶质分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和b平齐。下列判断不正确的是（　D　）

A．如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙的浓度，则液面a会下降，液面b会上升

B．如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，则液面a会上升，液面b会下降

C．当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度不一定相等

D．当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压一定相等

解析：如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙的浓度，则水主要由甲向乙扩散，导致液面a下降，液面b上升；如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，由于蔗糖是二糖，葡萄糖是单糖，因此甲的物质的量浓度大于乙的，甲的渗透压大于乙的，因此液面a会上升，液面b会下降；当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，由于两侧的溶质分子可能不同，因此甲、乙溶液的浓度不一定相等；由于两侧溶质分子可能不同，当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压不一定相等。

2．下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是（　B　）

A．水分子进入细胞，都是通过自由扩散方式进行的

B．分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合

C．被动运输不消耗能量，也不需要借助膜上的转运蛋白

D．载体蛋白在转运物质时自身构象不会发生改变

解析：水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进入细胞的，A错误；分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，B正确；被动运输包括自由扩散和协助扩散，其中协助扩散需要转运蛋白的协助，C错误；载体蛋白在转运物质时会与被转运物质结合，因此其自身构象会发生改变，D错误。

3．图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离的实验结果图，图2为质壁分离及其复原实验流程图，下列说法正确的是（　A　）

A．图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞的吸水能力增强

B．图1所示结果只能在图2中C处观察到

C．图1若视野比较暗，则只能通过调节反光镜使视野变亮

D．图2实验没有设置对照

解析：图1细胞若继续发生质壁分离，细胞失水，则该细胞的吸水能力不断增强，A正确；图1所示结果可能处于质壁分离过程中或者平衡状态，也可能是质壁分离复原过程中，因此可能在C处或E处观察到，B错误；图1若视野比较暗，可以通过调节反光镜或者光圈使视野变亮，C错误；图2实验前后形成自身对照，D错误。

4．半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同（如图1），预测图2的实验结果（开始时漏斗内外液面相平）最可能的是（　D　）

A．图甲中水柱a将持续上升

B．图甲中水柱a将保持不变

C．图乙中水柱b将保持不变

D．图乙中水柱b将先上升后下降

解析：因淀粉不能透过半透膜，故图甲中的水柱a上升到最大高度后将静止，A、B错误；因葡萄糖可以透过半透膜，故图乙漏斗内液体先表现吸水，水柱b上升，因葡萄糖的外渗，最终扩散平衡时内外葡萄糖浓度相等，即内外液面相平，C错误，D正确。

5．（2022·安徽高一期末）某同学采用如图1所示的装置（初始液面如图），分别对甲、乙、丙、丁四种膜材料，进行四组渗透实验，四组实验中倒置漏斗中的液面高度随时间变化的曲线如图2所示。据图分析，下列说法错误的是（　B　）

A．甲组实验使用了半透膜，蔗糖分子不能透过

B．乙组实验的漏斗和烧杯内都可以检测到蔗糖

C．丙组实验可能也采用了半透膜，但实验过程中可能破损

D．丁组实验使用了全透膜，漏斗液面最终与烧杯平齐

解析：图1是渗透作用装置，漏斗内装的是蔗糖溶液，烧杯中是清水，由于渗透作用液面逐渐升高，图2中只有膜材料甲使得漏斗内液面上升，说明甲是一种半透膜，不允许蔗糖通过，A正确；乙材料的漏斗内液面没有变化，说明膜材料是不透膜，烧杯内不能检测到蔗糖，B错误；丙材料膜的漏斗内液面先升高，说明可能也采用了半透膜，但液面后又下降，可能实验过程中破损，C正确；丁材料膜使液面下降，是全透膜，漏斗液面最终与烧杯平齐，D正确。故选B。

6．如图表示与自由扩散、协助扩散有关的图例或曲线。下列选项中对应正确的是（　C　）

A．肺泡上皮细胞吸收氧气——①④

B．人的成熟红细胞吸收葡萄糖——②③

C．甘油进出细胞——①③

D．肌肉细胞吸收水——②④

解析：①②表示两种跨膜运输方式，分别是自由扩散、协助扩散，③④表示两种影响因素曲线，分别对应自由扩散、协助扩散。肺泡上皮细胞吸收氧气是自由扩散，对应①③；人的成熟红细胞吸收葡萄糖属于协助扩散，对应②④；甘油进出细胞属于自由扩散，对应①③；肌肉细胞吸收水的方式是自由扩散和协助扩散，对应①②③④。

二、非选择题

7．成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象，下图a是发生质壁分离的植物细胞，图b是显微镜下观察到的某一时刻的图像。请据图回答下列问题：

（1）图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和原生质层的分离，后者的结构包括[②]和[④]以及二者之间的细胞质。

（2）植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是外界溶液浓度高于细胞液浓度，植物细胞自身应具备的结构特点是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。

（3）图b是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是细胞液的浓度可能大于、等于或小于外界溶液的浓度。

（4）将形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜B幼根各5段，分别放在不同浓度的蔗糖溶液（甲～戊）中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，结果如图c所示，据图分析：

①红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度高。

②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后红心萝卜A的细胞液浓度会降低。

解析：（1）质壁分离是原生质层和细胞壁的分离，原生质层包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质。

（2）发生质壁分离的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，而植物自身具备的结构特点是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。

（3）在观察植物细胞质壁分离与复原实验中，当细胞处于质壁分离状态时，此时细胞可能正在发生质壁分离，也可能质壁分离完成，细胞原生质层大小处于相对静止状态，还可能处于质壁分离的复原过程中，因此，细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是细胞液浓度大于、等于或小于外界溶液浓度。

（4）①由图中两种红心萝卜的质量变化结果可知，甲～戊五种蔗糖溶液的浓度大小为丙<戊<甲<丁<乙，甲为红心萝卜A的等渗溶液，戊为红心萝卜B的等渗溶液，因此红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度高。②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，溶液浓度降低，红心萝卜A吸水，一段时间后，细胞液浓度降低。

B　级·合格达标练

一、选择题

1．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（　B　）

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：由图乙可知，B中吸水比C中多，所以图甲中B的浓度比C的浓度高，A正确；图乙中B和C的浓度大小比较还要考虑液体压力的作用，液体压力的作用与浓度差的作用达到平衡状态，所以B与清水的浓度差要大于C与清水的浓度差，因此B的浓度一定大于C的浓度，B错误；图甲中由于B浓度大于C浓度，所以水分子从A扩散到B的速度比从A扩散到C的速度快，C正确；图乙中达到动态平衡时，水分子由A扩散到B的速度和由B扩散到A的速度相等，D正确。

2．在无任何相反压力时，渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂，不同的细胞用不同的机制解决这种危机。下图表示高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀，据此推断下列说法正确的是（　A　）

A．动物细胞避免渗透膨胀需要载体蛋白的协助

B．植物细胞吸水达到渗透平衡时，细胞内外溶液浓度相等

C．若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会升高

D．三种细胞发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜

解析：动物细胞避免渗透膨胀需要载体蛋白将离子运输到细胞外，以减小细胞内液的渗透压，防止细胞渗透吸水涨破，A正确；植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水，但是由于细胞壁的支撑作用，吸水到一定程度后达到平衡，但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度，B错误；原生生物生活在低渗溶液中，会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，若将原生生物置于高于细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会降低，C错误；动物细胞和原生生物发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜，而植物细胞发生渗透吸水的原理是原生质层相当于半透膜，D错误。

3．（2021·河南省洛阳市高一期末）用洋葱鳞片叶表皮细胞制备“质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是（　D　）

A．正在发生质壁分离的细胞，其细胞液的吸水能力逐渐减弱

B．质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相等

C．用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离自动复原现象

D．在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会涨破

解析：正在发生质壁分离的细胞，由于不断失水，导致细胞液浓度增加，吸水能力增加，A错误；由于有细胞壁的保护，细胞不可能无限吸水，因此质壁分离复原后细胞液的浓度可能大于外界溶液浓度，B错误；若硝酸钾溶液浓度过高导致植物细胞过度失水而死亡，则不能发生质壁分离自动复原，C错误；在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会涨破，D正确。

4．研究发现，水分子进入植物细胞的两种方式如图所示。下列叙述错误的是（　B　）

A．根毛细胞吸水能力与其细胞中水的相对含量有关

B．土壤溶液浓度过高时，植物细胞吸水需要消耗能量

C．水分子通过水通道蛋白是顺浓度梯度运输的

D．水分子通过水通道蛋白的跨膜运输方式为协助扩散

解析：根毛细胞吸水能力与其细胞液中水的相对含量有关，如细胞液中水的相对含量少，则根毛细胞吸水能力强，A正确；据题图分析可知，土壤溶液浓度过高时，植物细胞吸水困难，但吸水不需要消耗能量，B错误；据题图分析可知，水分子通过水通道蛋白是顺浓度梯度进行的，C正确；据题图分析可知，水分子通过水通道蛋白的跨膜运输方式为协助扩散，D正确。

5．如图表示洋葱表皮细胞在不同溶液中，细胞吸水力和细胞壁内部结构相对体积（正常状态为1.0）的相互关系图解。以下说法错误的是（　B　）

A．若将该细胞置于0.3 g/mL（浓度高于细胞液）的蔗糖溶液中，则该细胞会发生B→A过程，在滴入清水后，又会发生A→B过程

B．若将该细胞置于0.1 g/mL（浓度稍高于细胞液）的KNO3溶液中，则该细胞只能发生B→A过程，而不能发生A→B过程

C．若将该细胞置于0.5 g/mL（浓度大大高于细胞液）的蔗糖溶液中，则该细胞会发生B→A过程，在滴入清水后，不会发生A→B过程

D．当细胞处于A状态时，细胞壁与质膜之间充满的是外界溶液

解析：若将该细胞置于0.3 g/mL（浓度高于细胞液）的蔗糖溶液中，细胞会失水，发生图示B→A过程；再放入清水中，细胞会吸水，又发生A→B过程，A正确；若将该细胞置于0.1 g/mL（浓度稍高于细胞液）的KNO3溶液中，细胞可先质壁分离再自动复原，则该细胞既能发生B→A过程，又能发生A→B过程，B错误；若将该细胞置于0.5 g/mL（浓度大大高于细胞液）的蔗糖溶液中，细胞失水发生质壁分离，因此该细胞会发生B→A过程；由于过度失水所以不能复原，因此在滴入清水后不会发生A→B过程，C正确；当细胞处于A状态时，细胞的吸水能力很强，说明细胞此时处于质壁分离状态，细胞壁与质膜之间充满的是外界溶液，D正确。

6．科学研究发现，细胞膜上有专门供水分子进出的水通道蛋白。下列有关说法错误的是（　C　）

A．水分子可通过自由扩散和协助扩散进出细胞

B．肾小管和集合管上皮细胞分布较多水通道蛋白

C．水分子的进出体现了细胞膜具有一定的流动性

D．同等条件下水分子通过细胞膜的速率远远高于人工膜

解析：水分子可以通过自由扩散进出细胞，也可以借助水通道蛋白进行协助扩散，即水分子可通过自由扩散和协助扩散进出细胞，A正确；肾小管、集合管具有重吸收水的作用，对于水的重吸收依赖于水通道蛋白的协助，能加快水的运输，因此肾小管和集合管上皮细胞分布较多水通道蛋白，B正确；水分子的进出体现了细胞膜具有选择透过性功能特点，C错误；细胞膜和人工膜的区别在于人工膜一般没有蛋白质，因此，同等条件下水分子通过细胞膜的速度远远高于人工膜，D正确。故选C。

二、非选择题

7．如图所示，图乙细胞是将图甲细胞放置于一定浓度的蔗糖溶液中的结果，图丙是将另外一种植物的细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和0.5 mol/L的尿素溶液中，原生质的体积随时间变化的曲线图，请据图回答：

（1）图乙细胞中，全透性的结构是⑨（填编号），图乙细胞中半透性的原生质层由⑪⑫⑬构成（填编号）。

（2）图乙细胞在质壁分离结束时，⑧处充满了蔗糖溶液。

（3）图丙的A、B、C三曲线中，表示在0.5 mol/L的尿素溶液中的是B。

（4）bc段的细胞液浓度变化为减小（填“增大”“减小”“不变”）。

解析：甲图：①到⑥分别是细胞液、细胞壁、细胞核、液泡膜、细胞膜、细胞质；乙图：⑦到⑬分别是细胞液、细胞外液、细胞壁、细胞核、液泡膜、细胞质、细胞膜；丙图：A曲线表示细胞发生了渗透吸水，说明所处的环境是蒸馏水；B曲线表示细胞体积先变小后又恢复原状，说明细胞开始时发生质壁分离，后自动复原，所以周围的环境是尿素溶液；C曲线表示细胞发生了质壁分离，并保持一定的状态，此时细胞内外渗透压达到平衡，说明细胞周围环境为蔗糖溶液。

（1）图乙细胞中，⑨细胞壁具有全透性，图乙细胞中⑪⑫⑬分别表示液泡膜、细胞质、细胞膜，这三者共同构成原生质层。（2）乙图细胞在质壁分离结束时，⑧处充满了细胞外液，即蔗糖溶液。（3）据分析可知，图丙的A、B、C三曲线中，表示在0.5 mol/L的尿素溶液中的是B。（4）bc段细胞吸水，质壁分离自动复原，细胞液浓度变化为减小。