第4章 第1节 被动运输(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物必修1（人教版2019 多选版）

[基础达标练] 1．将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，主要原因是(　　) A．液泡膜内外溶液有浓度差 B．原生质层相当于一层半透膜 C．细胞壁是全透性的 D．水分可以自由出入细胞 解析　细胞内原生质层主要包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质，原生质层具有选择透过性，相当于半透膜。把成熟的植物细胞放在溶液中，原生质层两侧的溶液具有浓度差，但A项说的是液泡膜内外溶液有浓度差，故错误；C、D选项的说法虽然正确，但与题意不符。 答案　B 2．某学习小组设计了如图所示的渗透装置，U形管左右两侧的葡萄糖和麦芽糖质量浓度相等，膀胱膜不允许溶质分子通过，实验前左右两侧的液面平齐。下列有关分析正确的是(　　) A．实验开始后，左侧液面升高而右侧液面降低 B．用纱布或滤纸取代膀胱膜会出现同样的实验现象 C．实验过程中，水分子只能从右侧通过膀胱膜进入左侧 D．实验达到平衡状态时，在两侧分别加入等量的麦芽糖酶，则两侧液面的高度差增大 解析　若U形管左右两侧分别加入质量浓度相等的葡萄糖和麦芽糖溶液，且半透膜不允许溶质分子通过，由于葡萄糖的相对分子质量较小，葡萄糖溶液中单位体积内溶质分子较多，吸水力较大，则实验现象是左侧液面高于右侧，A正确；纱布或滤纸会允许溶质分子和水分子通过，因此二者取代膀胱膜不会出现同样的实验现象，B错误；实验过程中，水分子不仅能从右侧通过膀胱膜进入左侧，也能通过膀胱膜从左侧进入右侧，只不过刚开始进入左侧的水分子较多，进而导致左侧液面上升，C错误；实验达到平衡状态时，在两侧分别加入等量的麦芽糖酶，则随着麦芽糖被分解，右侧溶液吸水力增大，则两侧液面的高度差减小，D错误。 答案　A 3．(2024·德州期中)细胞活性是细胞生物学实验的一项重要检测指标，受多种环境因素影响。下列细胞中不具有细胞活性的是(　　) A．台盼蓝染液染色后呈蓝色的口腔上皮细胞 B．光学显微镜下观察到细胞质流动的叶肉细胞 C．适宜蔗糖溶液中能发生质壁分离的植物细胞 D．人鼠细胞融合实验中，红绿荧光分布均匀的细胞 解析　用台盼蓝鉴定细胞死活，被染色的细胞是死细胞，因为死细胞的细胞膜失去了对台盼蓝的选择透过性，能进去而被染成蓝色，符合题意，A正确；活细胞中的细胞质是流动的，叶肉细胞中的叶绿体随细胞质的流动而运动，故光学显微镜下观察到细胞质流动的叶肉细胞是活细胞，不符合题意，B错误；适宜蔗糖溶液中能发生质壁分离的植物细胞说明其原生质体和细胞壁能发生分离，是活细胞，不符合题意，C错误；人、鼠细胞融合实验中，不同颜色的荧光物质之所以分布均匀，是因为细胞膜具有一定的流动性，具有流动性的细胞为活细胞，不符合题意，D错误。 答案　A 4．在探究植物细胞质壁分离及复原实验中，某同学绘制的显微镜下紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞示意图如图。下列叙述错误的是(　　) A．图中阴影部分不呈现紫色 B．a/b值可作为细胞失水程度的指标 C．实验初始浓度大小：外界溶液浓度大于细胞液浓度 D．图示时刻浓度大小：外界溶液浓度等于细胞液浓度 解析　题图为处于质壁分离状态的细胞，此时无法判断外界溶液浓度与细胞液浓度之间的大小关系。如果液泡继续变小，则外界溶液浓度大于细胞液浓度；如果液泡大小不变，则外界溶液浓度等于细胞液浓度；如果液泡逐渐变大，则外界溶液浓度小于细胞液浓度，D错误。 答案　D 5．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运输，而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度运输　④都是被动运输　⑤葡萄糖可以通过协助扩散顺浓度梯度运输 A．①②④　　　　　 B．①③④ C．①④⑤ D．①② 解析　自由扩散和协助扩散都不消耗能量，都属于被动运输，①④正确；自由扩散不需要转运蛋白协助，协助扩散需要转运蛋白协助，②错误；自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输的，③错误；葡萄糖有时可以通过协助扩散顺浓度梯度运输，例如人体成熟红细胞吸收葡萄糖，⑤正确，故选C。 答案　C 6．图中①②③表示物质出入细胞的不同方式，下列叙述错误的是(　　) A．①可以表示氧进入肺泡细胞的方式 B．②可以表示葡萄糖进入红细胞的方式 C．温度不会影响水分子的运输速率 D．水分子可通过方式①和方式③进入细胞 解析　①的运输方式是由高浓度运输到低浓度，不需要载体和能量，属于自由扩散，而氧进入肺泡细胞的方式也为自由扩散，A正确；②是通过载体蛋白运输，不消耗能量，从高浓度向低浓度运输，为协助扩散，可以表示葡萄糖进入红细胞的协助扩散，B正确；在一定温度范围内，升高温度会加快水分子的运输速率；而降低温度则减缓水分子的运输速率，C错误；水分子进入细胞的方式为自由扩散和利用通道蛋白运输的协助扩散，如图中方式①和方式③，D正确。 答案　C 7．取某一红色花冠的两个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞，将它们分别放置在甲、乙两种溶液中，测得细胞失水量的变化如图1，液泡直径的变化如图2，下列叙述错误的是(　　) A．图2中曲线Ⅰ和图1中乙溶液中细胞失水量曲线对应 B．甲、乙溶液的溶质不同 C．第2 min前乙溶液中花瓣细胞的失水速率小于甲溶液 D．第4 min后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡 解析　分析题图1可知，植物细胞放在甲溶液中，植物细胞的失水量逐渐增加，当达到一定的时间后，失水速率减慢，所以甲溶液是高渗溶液；放在乙溶液中，植物细胞失水量随时间延长而逐渐增加，达到一定时间后，细胞的失水量逐渐减少，超过4 min后细胞失水量为负值，即细胞吸水，逐渐发生质壁分离复原，因此乙溶液的溶质可以进入细胞。分析题图2可知，Ⅰ液泡先变小后恢复到原样，为乙溶液中的细胞变化曲线，Ⅱ液泡先变小后维持不变，为甲溶液中的细胞变化曲线。第4 min后乙溶液中细胞由于吸水发生了质壁分离复原，细胞并未死亡，D错误。 答案　D 8．小蚌兰叶片下表皮细胞的液泡呈紫色，是观察质壁分离与复原现象的良好材料。下表是某实验小组利用小蚌兰叶片下表皮细胞在不同浓度的蔗糖溶液中观察质壁分离和复原现象的结果。据表分析，下列叙述中不合理的是(　　) 蔗糖溶液质量浓度/(g/mL) 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 是否发生质壁分离现象 － － ＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋ 滴入清水后是否复原 － － 是 是 － 注：“－”表示不发生，“＋”表示发生，且“＋”越多表示发生程度越大。 A．该细胞的细胞液浓度约相当于0.35～0.40 g/mL的蔗糖溶液浓度 B．质量浓度为0.45 g/mL的蔗糖溶液较适合用于观察质壁分离和复原现象 C．当蔗糖溶液质量浓度为0.30 g/mL时，细胞内外无水分子的进出 D．质壁分离的过程中，小蚌兰叶片下表皮细胞的液泡颜色逐渐变深 解析　质量浓度为0.45 g/mL的蔗糖溶液，细胞发生质壁分离的程度明显，在清水中也能发生质壁分离的复原，则浓度为0.45 g/mL的蔗糖溶液较适合用于观察质壁分离和复原，B合理；蔗糖溶液质量浓度为0.30 g/mL时，细胞吸水，此时进入细胞的水分子多于排出细胞的水分子，C不合理；质壁分离的过程中，小蚌兰叶片下表皮细胞失水，液泡颜色加深，D合理。 答案　C 9．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，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________的分离，后者的结构包括[　]和[　]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________，植物细胞自身应具备的结构特点是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (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________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)将形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜B切条各5段，分别放在不同浓度的蔗糖溶液(甲～戊)中，一段时间后，取出红心萝卜的切条称重，结果如图c所示。 ①红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度________。 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________。 解析　(1)原生质层包括[②]细胞膜和[④]液泡膜以及二者之间的[⑤]细胞质。(2)植物细胞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，并具有大液泡。(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，细胞可能正在发生质壁分离过程，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)由图可知，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。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。 答案　(1)原生质层　②　④ (2)外界溶液浓度高于细胞液浓度　原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，具有大液泡 (3)细胞液的浓度可能大于、等于或小于外界溶液的浓度 (4)①高　②降低 [素能提升练] 10．现将一洋葱鳞片叶外表皮细胞(初始状态如图a)置于一定浓度的KNO3溶液中，在不同时间观察其细胞状态(如图b～e所示)。下列相关叙述正确的是(　　) A．若状态b时细胞体积不再改变，此时细胞液与外界溶液浓度相等 B．状态e时细胞正在失水 C．图中所示的不同状态的细胞中，c状态的细胞吸水能力最强 D．b～e的观察时间由早到晚为b、d、e、c 解析　图中b状态的细胞液泡体积略有增大，说明细胞吸水，若细胞体积不再改变，可能是因为细胞壁的限制，此时细胞液浓度可能仍然大于外界溶液浓度，A错误；e状态的细胞可能处于质壁分离阶段，细胞正在失水，也可能处于质壁分离后的复原阶段，细胞正在吸水，B错误；图中所示的不同状态的细胞中，c状态的细胞质壁分离程度最大，细胞液浓度最大，细胞吸水能力最强，C正确；d、e状态的细胞可以代表质壁分离阶段，也可以代表质壁分离后的复原阶段，观察顺序不能确定，D错误。 答案　C 11．淡化海水可以采用反渗透技术。反渗透技术通过对半透膜一侧的海水施加压力，让水分子可以通过半透膜，但其他物质不能通过，如图所示。下列说法错误的是(　　) A．动物细胞的细胞膜和植物细胞的原生质层相当于一层半透膜 B．反渗透技术淡化海水时，水分子从低浓度溶液移向高浓度溶液 C．反渗透技术淡化海水一段时间后，图中淡水一侧的液面上升 D．在未施加压力的情况下，水分子总体从淡水向海水移动 解析　反渗透技术通过对半透膜一侧的海水施加压力，让水分子可以通过半透膜，故淡化海水时，水分子从高浓度溶液移向低浓度溶液，B错误。 答案　B 12．(不定项)(2023·洛阳期中)用物质的量浓度为2 mol·L－1的乙二醇溶液和质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A．原生质层相当于半透膜，其伸缩性大于细胞壁 B．要使该蔗糖溶液中的植物细胞快速复原，应将其置于清水中 C．植物细胞在120 s时开始吸收乙二醇，自动发生质壁分离的复原 D．bd段细胞内蔗糖溶液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等，因此不再失水 解析　原生质层包括细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质，具有选择透过性，相当于半透膜，其伸缩性大于细胞壁，A正确；要使该蔗糖溶液中的植物细胞快速复原，应将其置于清水中，细胞液浓度大于清水，快速吸水复原，B正确；乙二醇能自由扩散进入细胞，植物细胞在0 s时开始吸收乙二醇，C错误；bd段细胞内蔗糖溶液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等，水分进出细胞的速率相等，D错误。 答案　CD 13．(不定项)海水稻是一种在海边滩涂等地生长的、耐盐碱的水稻品种。研究发现，海水稻根部细胞的细胞液浓度比生长在普通土壤中的水稻(淡水稻)根部细胞的高。某兴趣小组欲验证上述结论，利用不同浓度的NaCl溶液分别处理海水稻和淡水稻的根部细胞，实验结果如下图所示。假设实验开始时两种水稻根部细胞原生质体体积大小相同，其他条件均相同且适宜。下列说法错误的是(　　) A．该实验的自变量是NaCl溶液的浓度 B．A、B两组分别为海水稻、淡水稻的根部细胞 C．海水稻根部细胞的细胞液浓度介于6～8 g/L NaCl溶液浓度之间 D．经不同浓度的NaCl溶液处理，海水稻根部细胞都会发生质壁分离现象 解析　本实验目的是验证海水稻根部细胞的细胞液浓度比生长在普通土壤中的水稻(淡水稻)根部细胞的高，实验的自变量是水稻类型和NaCl浓度，A错误；实验的自变量是水稻类型和NaCl浓度，横坐标是NaCl浓度，则不同组别是不同水稻类型，据图可知，A组的原生质体体积较大，故推测A、B两组分别为海水稻、淡水稻的根部细胞，B正确；据图可知，虚线表示细胞液浓度与外界溶液浓度相等时的浓度，则海水稻的细胞液浓度应在其两侧，故介于6～8 g/L NaCl溶液浓度之间，C正确；只有当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，海水稻根部细胞才会发生质壁分离现象，图示4 g/L NaCl浓度不会让海水稻根部细胞发生质壁分离现象，D错误。 答案　AD 14．如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题： (1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。一段时间后，液面高度差为Δh，此时S1和S2浓度的大小关系为________。 (2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的________。 (3)另选一套渗透装置，在烧杯和漏斗内均加入相同浓度的蔗糖溶液，调节漏斗内外液面高度一致。一段时间后，漏斗内液面的变化情况是________，原因是________________ ________________________________________________________。 (4)某学生将3%的KNO3溶液滴加在载玻片上的洋葱鳞片叶表皮细胞上，观察到了植物细胞的质壁分离现象，1小时后企图再次观察时却观察不到质壁分离现象了，请分析其原因________________________________________________________________________。 解析　水分子通过半透膜，从浓度低的溶液向浓度高的溶液转移的现象，为渗透现象；漏斗内液面上升，则漏斗内溶液(S1)浓度大于漏斗外溶液(S2)浓度。(1)渗透平衡后一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂从低浓度一侧向高浓度一侧运动，平衡后漏斗内液面较高，因此渗透平衡后的两者浓度关系是S1>S2。(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞的原生质层，原生质层相当于一层半透膜。(3)另选一套渗透装置，在烧杯和漏斗内均加入相同浓度的蔗糖溶液，调节漏斗内外液面高度一致，由于漏斗内外液体没有浓度差，即半透膜两侧的水分子向对侧扩散的速率相同，所以一段时间后，漏斗内液面不变。(4)由于细胞主动选择吸收K＋和NO离子，导致细胞液的浓度增大，细胞吸水，从而发生了质壁分离自动复原的现象。 答案　(1)S1>S2　(2)原生质层　(3)不变　漏斗内外液体没有浓度差，水分子进出达到动态平衡　(4)细胞主动选择吸收K＋和NO离子，细胞液浓度升高，细胞吸水发生质壁分离的自动复原 15．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) ________________________________________________________________________ 解析　(1)根据蛋白质的合成与分泌过程可知，核糖体合成的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，水分子通过水通道蛋白的运输是从低渗溶液向高渗溶液运输的，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性原则，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，乙组红细胞不作处理，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。若乙组吸水涨破所需时间较甲组短，说明推测正确。 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，乙组红细胞不作处理，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。预期实验结果：乙组吸水涨破所需时间较甲组短，说明推测正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$