4.1被动运输（第2课时）（导学案）生物人教版必修1

该高中生物学导学案聚焦被动运输第2课时，核心内容包括自由扩散和协助扩散的概念、特点、实例及影响因素，以及载体蛋白与通道蛋白的作用机制。课前通过填空预习铺垫基础，课堂结合讨论与表格比较两种扩散类型及转运蛋白异同，构建从概念到机制的学习支架。 资料亮点在于分层次习题设计（筑基、拓能、冲刺），结合水通道蛋白、医学输液等生活实例，培养科学思维（比较分析）和探究实践能力，强化生命观念中的结构与功能观，助力学生自主学习与教师教学效果评估。

4.1被动运输（第2课时）（导学案） (1)说出被动运输的概念，明确其分为自由扩散和协助扩散两种类型。 (2)阐明自由扩散和协助扩散的特点、实例及影响因素。 (3)比较载体蛋白和通道蛋白的异同，理解转运蛋白在协助扩散中的作用。 (4)运用被动运输的原理分析生活中相关现象（如水通道蛋白、医学输液等）。 【学习重点】 (1)自由扩散和协助扩散的概念、特点和实例。 (2)转运蛋白（载体蛋白、通道蛋白）的作用特点。 【学习难点】 (1)比较自由扩散与协助扩散的异同。 (2)理解载体蛋白和通道蛋白在协助扩散中的不同机制。 请阅读教材P62-64，完成以下填空。 (1)被动运输是指物质以 方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的 。 (2)自由扩散是指物质通过简单的 进出细胞，不需要 协助，不消耗能量。 (3)协助扩散是借助膜上的 进出细胞的扩散方式，不消耗能量。 (4)转运蛋白分为 和 两种类型。载体蛋白只容许与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的分子或离子通过。 (5)水分子跨膜运输的方式包括 和 ，但以 为主。 (6)协助扩散的速率除受浓度差影响外，还受 和 等因素影响。 一、实验探究→一、自由扩散和协助扩散 阅读课本p65-66，完成以下任务。 【讨论】1.被动运输的概念及类型？ 【讨论】2.自由扩散的概念、特点、实例及影响因素？ 【讨论】3.协助扩散的概念、特点、实例及影响因素？ 【讨论】4.完成下列表格。 转运蛋白类型 载体蛋白 通道蛋白 转运特点 自身构象 是否与转运的 分子结合 是否有特异性 实例 【筑基·必备知识通关】 1．水分子进出细胞的两种方式如图所示，下列叙述错误的是（    ） A．水分子更多的是通过水通道蛋白进出细胞的 B．水分子借助水通道蛋白转运时不需要与通道蛋白结合 C．水分子进细胞需要消耗细胞内化学反应所释放的能量 D．水分子的跨膜运输方式可体现细胞膜的选择透过性 2．异氟烷是临床常用的脂溶性吸入麻醉药，能直接穿过神经细胞膜的磷脂双分子层，抑制神经传导。其运输方式是（　　） A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．胞吞 3．哺乳动物成熟红细胞的主要功能是运输O2和CO2，如图是哺乳动物成熟红细胞膜上部分物质跨膜运输示意图，①-⑤表示相关过程。下列叙述正确的是（    ） A．该细胞吸收的葡萄糖进入线粒体彻底氧化分解 B．该细胞能大量合成血红蛋白、载体蛋白等 C．水分子只能通过过程⑤进入细胞 D．过程①②④⑤都不消耗能量，气体A是O2 4．水分子进入细胞的两种方式如图所示，下列叙述正确的是（　　） A．水分子借助水通道蛋白转运时会与通道蛋白结合 B．水分子通过通道蛋白是逆浓度梯度运输的 C．水分子进入细胞需要消耗细胞内化学反应所释放的能量 D．水分子的跨膜运输方式可体现细胞膜的选择透过性 5．如图为水分子通过哺乳动物细胞膜的两种方式，下列有关分析正确的是（     ） A．水分子通过方式1的运输量只与细胞膜上磷脂分子的紧密程度相关 B．图示水的两种运输方式均与体外环境温度变化有关，温度低则运输慢 C．水分子通过方式2的运输速率比方式1快且不与通道蛋白结合 D．水只能从浓度低的溶液向浓度高的溶液运输，最终两者浓度达到相等 【拓能·关键能力进阶】 6．研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种，构建腹泻模型。用某种草药进行治疗，发现草药除了具有抑菌作用外，对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3（AQP3）的相对表达量也有影响，结果如图。下列叙述错误的是（     ） A．本实验的自变量为是否饲喂草药以及不同位置的小肠区段 B．水的吸收以水通道蛋白的协助扩散为主，自由扩散为辅 C．治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，缓解腹泻 D．治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加 7．为验证水通道蛋白（AQP）的功能及探究Hg2+对AQP功能的影响，科研人员利用囊泡（囊泡膜上嵌入了AQP）和低渗溶液进行了三组实验，实验设计及结果如图所示。下列叙述正确的是（     ） A．水分子只能以协助扩散的方式进入囊泡内 B．水分子通过AQP时会与AQP发生结合 C．Hg2+对AQP的功能起到促进作用 D．温度会对上述实验结果产生影响 8．研究发现油/水分配系数越大，物质脂溶性越强，越容易通过细胞膜，如图为溶质的脂溶性与细胞膜相对通透率的关系示意图。下列叙述正确的是（　　） A．甘油的脂溶性强，跨膜运输方式为自由扩散 B．与乙烯二醇相比，葡萄糖难以自由通过细胞膜 C．乙醇溶液中，洋葱外表皮细胞可发生明显的质壁分离 D．尿素的相对通透率远低于水，其跨膜运输需消耗ATP 9．从红色苋菜根部取最适宜做质壁分离与复原实验的细胞，将其浸润在质量浓度为0.3g·mL−1的KNO3溶液中制成临时装片，用显微镜观察到如图甲所示图像，图乙表示实验过程中相关物质跨膜运输的两种方式。下列叙述正确的是（     ） A．该实验所取细胞可能是苋菜根的分生区细胞 B．图甲中细胞的状态表明，细胞正在发生质壁分离 C．由于图甲中的O具有全透性，Q处充满了空气 D．图乙中曲线②可表示水分子进出苋菜细胞的方式 10．一对保卫细胞在经不同浓度的蔗糖溶液处理后的变化如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．保卫细胞的原生质层相当于半透膜 B．蔗糖溶液浓度②＞①＞③ C．平衡后细胞液浓度丙＞乙＞丁 D．水分子主要以自由扩散的方式进入丁细胞 【冲刺·核心素养拓展】 11．仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境中，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列叙述错误的是（    ） A．水分子通过被动运输方式进出细胞，不消耗ATP B．失水比例相同的情况下，内层细胞更易发生质壁分离 C．水通道蛋白对水分子具有专一性，其运输速率受环境温度的影响 D．干旱环境中内部薄壁细胞更快合成多糖，有利于外层细胞的光合作用 12．人体细胞膜具有不同类型的磷脂（SM、PC、PE、PS和PI），PC与PE的含量占比在细胞膜内外侧有较大差异。与PC 相比，PE 极性头部空间占位较小，二者在磷脂双分子层的不等比分布可影响脂双层的曲度。下表为人体成熟红细胞膜中几种磷脂分布的百分比，据表分析下列相关叙述正确的是（　　） SM PC PE PS PI 细胞膜X侧的含量（%） 21 18 5 3 3 细胞膜Y侧的含量（%） 3 7 22 14 4 A．X侧为细胞内侧面，Y侧为细胞外侧面 B．脂肪酸与磷酸结合形成磷脂，磷脂使膜具有屏障作用 C．人体成熟红细胞的细胞膜、细胞器膜、核膜等构成生物膜系统 D．葡萄糖进入红细胞需要借助转运蛋白，但不消耗能量，属于协助扩散 13．甲、乙两种小分子物质的运输都与能量供应无关，且为不同的运输方式，其跨膜运输的运输速率与膜内外物质浓度差的关系如图1和图2所示，下列相关叙述错误的是（　　） A．物质甲可以表示性激素，物质乙可以表示葡萄糖分子 B．物质乙在浓度差大于7.5mmol/L后，运输速率不受物质乙浓度限制 C．脂溶性小分子以物质甲的方式跨膜运输，在细胞可承受范围内，其运输速率与浓度差呈正相关 D．物质乙跨膜运输过程都是通过载体蛋白发生可逆的构象变化实现的 14．图中甲、乙分别表示载体蛋白介导和通道蛋白介导的两种协助扩散方式，下列叙述错误的是（    ） A．载体蛋白和通道蛋白都具有特异性 B．两种转运蛋白转运物质时都会与其相结合 C．膜内外物质浓度梯度的大小会影响甲和乙的运输速率 D．载体蛋白只容许与自身结合部位适应的分子或离子通过 15．水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上，能介导水分子跨膜运输，以提高水分子的运输效率。不同浓度的NaCl溶液中，猪的红细胞体积和初始体积之比的变化曲线如图所示（O表示红细胞吸水涨破）。下列相关叙述正确的是（    ） A．水分子可以借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞 B．猪的红细胞在200mmol·L-1的NaCl溶液中能保持原来的形态 C．将相同的猪红细胞甲、乙分别置于A、B点对应浓度的NaCl溶液中，一段时间后，甲的吸水能力强于乙的 D．若将猪红细胞置于清水中，则该细胞会吸水膨胀，但是不会涨破 水通道蛋白 概念：水通道蛋白是一类位于细胞膜上的跨膜蛋白，能选择性、高效地介导水分子沿渗透梯度被动跨膜转运，是细胞调节水进出、维持渗透平衡的核心分子。 结构：含两个高度保守的基序，形成狭窄的水孔；在膜上以四聚体形式存在，每个单体独立构成水通道。 特点：①高选择性——只允许水分子通过，排斥离子和带电溶质；②快速转运——每秒可转运约10⁹个水分子，远快于简单扩散。 应用：水通道蛋白的研究有助于理解肾脏对水的重吸收、植物抗旱机制等，也为医学（如水肿治疗）提供新思路。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1被动运输（第2课时）（导学案） (1)说出被动运输的概念，明确其分为自由扩散和协助扩散两种类型。 (2)阐明自由扩散和协助扩散的特点、实例及影响因素。 (3)比较载体蛋白和通道蛋白的异同，理解转运蛋白在协助扩散中的作用。 (4)运用被动运输的原理分析生活中相关现象（如水通道蛋白、医学输液等）。 【学习重点】 (1)自由扩散和协助扩散的概念、特点和实例。 (2)转运蛋白（载体蛋白、通道蛋白）的作用特点。 【学习难点】 (1)比较自由扩散与协助扩散的异同。 (2)理解载体蛋白和通道蛋白在协助扩散中的不同机制。 请阅读教材P62-64，完成以下填空。 (1)被动运输是指物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 (2)自由扩散是指物质通过简单的扩散作用进出细胞，不需要转运蛋白协助，不消耗能量。 (3)协助扩散是借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式，不消耗能量。 (4)转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与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的分子或离子通过。 (5)水分子跨膜运输的方式包括自由扩散和协助扩散，但以协助扩散为主。 (6)协助扩散的速率除受浓度差影响外，还受转运蛋白数量和温度等因素影响。 0 一、实验探究→一、自由扩散和协助扩散 阅读课本p65-66，完成以下任务。 【讨论】1.被动运输的概念及类型？ (1)概念：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的跨膜运输方式。 (2)类型:①自由扩散；②协助扩散 【讨论】2.自由扩散的概念、特点、实例及影响因素？ (1)概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。 (2)特点： ①顺浓度梯度运输:高➡低 ②不需要转运蛋白协助 ③不需要消耗能量 (3)实例： ①气体分子：O2、CO2、N2等 ②小分子物质：水、尿素等 ③脂溶性小分子：甘油、脂肪酸、乙醇、苯等 ④脂质分子：胆固醇、性激素等 (4)影响因素：浓度差、温度 【讨论】3.协助扩散的概念、特点、实例及影响因素？ (1)概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。 (2)特点： ①顺浓度梯度运输:高➡低 ②需要转运蛋白协助 ③不需要消耗能量 (3)实例： ①水分子通过水通道蛋白运输 ②离子通过离子通道蛋白运输 ③葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞 (4)影响因素：膜两侧浓度差、转运蛋白数量、温度(转运蛋白的活性)。 【讨论】4.完成下列表格。 【筑基·必备知识通关】 1．水分子进出细胞的两种方式如图所示，下列叙述错误的是（） A．水分子更多的是通过水通道蛋白进出细胞的 B．水分子借助水通道蛋白转运时不需要与通道蛋白结合 C．水分子进细胞需要消耗细胞内化学反应所释放的能量 D．水分子的跨膜运输方式可体现细胞膜的选择透过性 【答案】C 【详解】A、磷脂双分子层具有疏水性，水分子直接穿过磷脂双分子层的速率较低，因此更多的水分子是通过水通道蛋白进出细胞的，A正确； B、通道蛋白介导物质运输时，被转运的物质不需要与通道蛋白结合，只需符合大小、电荷等要求即可通过，B正确； C、水分子进出细胞的方式为被动运输，是顺浓度梯度进行的，不需要消耗细胞内化学反应释放的能量，C错误； D、细胞膜的选择透过性表现为水分子可以自由通过，部分小分子和离子也可通过，而其他大分子、离子等不能通过，水分子的跨膜运输可体现细胞膜的选择透过性，D正确。 2．异氟烷是临床常用的脂溶性吸入麻醉药，能直接穿过神经细胞膜的磷脂双分子层，抑制神经传导。其运输方式是（） A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．胞吞 【答案】A 【详解】A、自由扩散的特点为顺浓度梯度运输，不需要载体蛋白和能量，脂溶性小分子可通过相似相溶原理直接穿过磷脂双分子层，异氟烷是脂溶性物质，符合自由扩散的运输特征，A正确； B、协助扩散需要转运蛋白的协助，无法直接穿过磷脂双分子层，与题干信息不符，B错误； C、主动运输需要载体蛋白协助且消耗能量，无法直接穿过磷脂双分子层，不符合题意，C错误； D、胞吞是大分子物质进入细胞的方式，依赖细胞膜流动性，不需要穿过磷脂双分子层，异氟烷为小分子，不符合胞吞的特征，D错误。 故选A。 3．哺乳动物成熟红细胞的主要功能是运输O2和CO2，如图是哺乳动物成熟红细胞膜上部分物质跨膜运输示意图，①-⑤表示相关过程。下列叙述正确的是（） A．该细胞吸收的葡萄糖进入线粒体彻底氧化分解 B．该细胞能大量合成血红蛋白、载体蛋白等 C．水分子只能通过过程⑤进入细胞 D．过程①②④⑤都不消耗能量，气体A是O2 【答案】D 【详解】A、哺乳动物成熟的红细胞无线粒体，A错误； B、该细胞无细胞核和众多的细胞器，不能再合成蛋白质，B错误； C、水分子跨膜运输的方式有两种：自由扩散和协助扩散，因此水分子不是仅能通过过程⑤进入细胞，C错误； D、过程①②：气体（O₂、CO₂）的跨膜运输是自由扩散，不消耗能量；过程④：葡萄糖顺浓度梯度、需载体、不耗能，属于协助扩散，不消耗能量；过程⑤：水通过水通道蛋白的协助扩散，不消耗能量；红细胞运输O₂，O₂顺浓度梯度进入细胞，因此气体A是O₂，气体B是CO₂，D正确。 4．水分子进入细胞的两种方式如图所示，下列叙述正确的是（） A．水分子借助水通道蛋白转运时会与通道蛋白结合 B．水分子通过通道蛋白是逆浓度梯度运输的 C．水分子进入细胞需要消耗细胞内化学反应所释放的能量 D．水分子的跨膜运输方式可体现细胞膜的选择透过性 【答案】D 【详解】A、通道蛋白的转运机制是形成亲水通道，让水分子顺浓度梯度快速通过，转运过程中水分子不与通道蛋白结合（载体蛋白才会与被运输物质结合），A错误； B、图中水分子从细胞外（高浓度）向细胞内（低浓度）运输，两种方式均为顺浓度梯度，不存在逆浓度梯度的情况，B错误； C、水分子的两种运输方式（自由扩散、协助扩散）都属于被动运输，不消耗ATP（细胞内化学反应释放的能量），仅依靠浓度差驱动，C错误； D、细胞膜允许水分子通过（自由扩散+水通道介导），但阻止其他溶质自由通过，体现了细胞膜允许部分物质通过、阻止其他物质通过的选择透过性，D正确。 5．如图为水分子通过哺乳动物细胞膜的两种方式，下列有关分析正确的是（） A．水分子通过方式1的运输量只与细胞膜上磷脂分子的紧密程度相关 B．图示水的两种运输方式均与体外环境温度变化有关，温度低则运输慢 C．水分子通过方式2的运输速率比方式1快且不与通道蛋白结合 D．水只能从浓度低的溶液向浓度高的溶液运输，最终两者浓度达到相等 【答案】C 【详解】A、方式1是水分子的自由扩散，运输量除和磷脂分子的紧密程度有关外，还与膜两侧水分子的数量多少相关，A错误； B、哺乳动物属于恒温动物，体温相对稳定，体外环境温度变化不会改变体内细胞所处的温度，因此水分子运输速率不会随体外温度降低而变慢，B错误； C、方式2是经水通道蛋白的协助扩散，运输速率远高于自由扩散的方式1，且通道蛋白运输物质时不需要与被运输的水分子结合，C正确； D、水分子跨膜运输是双向的，仅净运输方向是从溶质浓度低的一侧（水分子数量多）向溶质浓度高的一侧（水分子数量少）运输，且最终不一定两侧浓度相等，如动物细胞吸水涨破、植物细胞受细胞壁限制吸水后仍可能存在浓度差，D错误。 【拓能·关键能力进阶】 6．研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种，构建腹泻模型。用某种草药进行治疗，发现草药除了具有抑菌作用外，对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3（AQP3）的相对表达量也有影响，结果如图。下列叙述错误的是（） A．本实验的自变量为是否饲喂草药以及不同位置的小肠区段 B．水的吸收以水通道蛋白的协助扩散为主，自由扩散为辅 C．治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，缓解腹泻 D．治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加 【答案】A 【详解】A、本实验自变量除是否饲喂草药、小肠不同区段外，还有是否接种致病性大肠杆菌，A错误； B、水分子进出细胞存在自由扩散和借助水通道蛋白的协助扩散，肠道上皮细胞中水主要通过水通道蛋白以协助扩散方式运输，自由扩散占比少，B正确； C、水通道蛋白可促进肠道对水分吸收，治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量上升，肠道吸水能力增强，能减少肠道内水分滞留，进而缓解腹泻，C正确； D、治疗组回肠AQP3相对表达量高于对照组，水通道蛋白数量增多，回肠对水分的转运吸收速率与总量均增加，D正确。 7．为验证水通道蛋白（AQP）的功能及探究Hg2+对AQP功能的影响，科研人员利用囊泡（囊泡膜上嵌入了AQP）和低渗溶液进行了三组实验，实验设计及结果如图所示。下列叙述正确的是（） A．水分子只能以协助扩散的方式进入囊泡内 B．水分子通过AQP时会与AQP发生结合 C．Hg2+对AQP的功能起到促进作用 D．温度会对上述实验结果产生影响 【答案】D 【详解】A、不含AQP的囊泡组（Ⅰ组）也存在水分子进入的情况，说明水分子还可通过自由扩散的方式进入囊泡，A错误； B、通道蛋白转运物质时不需要与被转运的物质结合，因此水分子通过AQP（水通道蛋白，属于通道蛋白）时不会与其发生结合，B错误； C、对比Ⅱ组和Ⅲ组，加入Hg2+后水分子通过速率明显降低，说明Hg2+对AQP的功能起抑制作用，C错误； D、温度会影响膜的流动性、水通道蛋白的活性以及水分子的运动速率，因此会对上述实验结果产生影响，D正确。 8．研究发现油/水分配系数越大，物质脂溶性越强，越容易通过细胞膜，如图为溶质的脂溶性与细胞膜相对通透率的关系示意图。下列叙述正确的是（） A．甘油的脂溶性强，跨膜运输方式为自由扩散 B．与乙烯二醇相比，葡萄糖难以自由通过细胞膜 C．乙醇溶液中，洋葱外表皮细胞可发生明显的质壁分离 D．尿素的相对通透率远低于水，其跨膜运输需消耗ATP 【答案】B 【详解】A、由图可知甘油的油/水分配系数最小，脂溶性弱，甘油是小分子物质，以自由扩散方式跨膜运输，A错误； B、相对分子质量小的不带电的极性分子（如尿素、乙醇）、脂溶性分子等容易通过细胞质膜，离子（如Na+、K+)因与水的结合而脂溶性大大降低，相对分子质量大的不带电的极性分子（如葡萄糖）和各种带电的极性分子都难以自由通过细胞膜，B正确； C、乙醇是脂溶性小分子，可自由扩散进出细胞，在乙醇溶液中，洋葱外表皮细胞不能出现明显的质壁分离现象，若乙醇浓度过高还会直接杀死细胞，C错误； D、尿素的跨膜运输方式为自由扩散，不需要消耗ATP，D错误。 9．从红色苋菜根部取最适宜做质壁分离与复原实验的细胞，将其浸润在质量浓度为0.3g·mL−1的KNO3溶液中制成临时装片，用显微镜观察到如图甲所示图像，图乙表示实验过程中相关物质跨膜运输的两种方式。下列叙述正确的是（） A．该实验所取细胞可能是苋菜根的分生区细胞 B．图甲中细胞的状态表明，细胞正在发生质壁分离 C．由于图甲中的O具有全透性，Q处充满了空气 D．图乙中曲线②可表示水分子进出苋菜细胞的方式 【答案】D 【详解】A、质壁分离与复原实验需要选用含有中央大液泡的成熟植物细胞，苋菜根分生区细胞没有中央大液泡，不适宜作为该实验的材料，A错误； B、图甲中细胞处于质壁分离状态，可能正在发生质壁分离，也可能正在发生质壁分离复原，还可能处于渗透平衡状态，B错误； C、图甲中O是细胞壁，具有全透性，Q为细胞壁与原生质层之间的间隙，由于细胞浸润在KNO3溶液中，因此Q处充满的是被稀释的KNO3溶液，C错误； D、图乙中曲线②的运输速率与O2浓度无关，说明该运输方式不消耗能量，属于被动运输，水分子进出苋菜细胞的方式主要为协助扩散，也有一部分为自由扩散，属于被动运输，D正确。 10．一对保卫细胞在经不同浓度的蔗糖溶液处理后的变化如图所示。下列叙述错误的是（） A．保卫细胞的原生质层相当于半透膜 B．蔗糖溶液浓度②＞①＞③ C．平衡后细胞液浓度丙＞乙＞丁 D．水分子主要以自由扩散的方式进入丁细胞 【答案】D 【详解】A、保卫细胞是成熟植物细胞，其原生质层（细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质）具有选择透过性，相当于渗透作用的半透膜，A正确； B、甲→乙过程气孔缩小，保卫细胞失水，说明蔗糖溶液①浓度高于甲的细胞液浓度；乙→丙过程气孔几乎关闭，保卫细胞失水更多，说明蔗糖溶液②浓度高于①；丙→丁过程气孔打开，保卫细胞吸水膨胀，说明蔗糖溶液③浓度低于丙的细胞液浓度，因此蔗糖溶液浓度②＞①＞③，B正确； C、渗透平衡时细胞液浓度与外界溶液浓度大致相等，外界蔗糖溶液浓度②＞①＞③，因此平衡后细胞液浓度丙＞乙＞丁，C正确； D、水分子跨膜运输主要通过细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进行，仅少量通过自由扩散运输，因此“水分子主要以自由扩散的方式进入丁细胞”的表述错误，D错误。 【冲刺·核心素养拓展】 11．仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境中，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列叙述错误的是（） A．水分子通过被动运输方式进出细胞，不消耗ATP B．失水比例相同的情况下，内层细胞更易发生质壁分离 C．水通道蛋白对水分子具有专一性，其运输速率受环境温度的影响 D．干旱环境中内部薄壁细胞更快合成多糖，有利于外层细胞的光合作用 【答案】B 【详解】A、水分子进出细胞的方式为自由扩散或通过水通道蛋白的协助扩散，二者都属于被动运输，均不消耗ATP，A正确； B、质壁分离的原理是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，失水时二者收缩程度不同导致分离，由题干可知内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大，因此失水比例相同的情况下，内层细胞的细胞壁和原生质层收缩程度更接近，更难发生质壁分离，B错误； C、水通道蛋白属于转运蛋白，对运输的物质具有专一性，只能运输水分子，温度会影响膜的流动性和水通道蛋白的空间结构，因此其运输速率受环境温度的影响，C正确； D、干旱环境中内部薄壁细胞快速将单糖合成多糖，会降低自身细胞渗透压，水分会从渗透压较低的内层细胞流向渗透压更高的外层光合细胞，为外层细胞提供充足的光合作用原料水，有利于光合作用进行，D正确。 故选B。 12．人体细胞膜具有不同类型的磷脂（SM、PC、PE、PS和PI），PC与PE的含量占比在细胞膜内外侧有较大差异。与PC相比，PE极性头部空间占位较小，二者在磷脂双分子层的不等比分布可影响脂双层的曲度。下表为人体成熟红细胞膜中几种磷脂分布的百分比，据表分析下列相关叙述正确的是（） SM PC PE PS PI 细胞膜X侧的含量（%） 21 18 5 3 3 细胞膜Y侧的含量（%） 3 7 22 14 4 A．X侧为细胞内侧面，Y侧为细胞外侧面 B．脂肪酸与磷酸结合形成磷脂，磷脂使膜具有屏障作用 C．人体成熟红细胞的细胞膜、细胞器膜、核膜等构成生物膜系统 D．葡萄糖进入红细胞需要借助转运蛋白，但不消耗能量，属于协助扩散 【答案】D 【详解】A、细胞膜内侧的磷脂分子层较外侧的磷脂分子层曲度大，与PC相比，PE极性头部空间占位较小，故PE含量较多的属于细胞膜内侧，即Y侧为细胞内侧面，X侧为细胞外侧面，A错误； B、磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，并非脂肪酸与磷酸直接结合形成磷脂，B错误； C、人体成熟红细胞没有细胞器膜和核膜，只有细胞膜，不能构成生物膜系统，C错误； D、葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，需要借助转运蛋白，但不消耗能量，D正确。 故选D。 13．甲、乙两种小分子物质的运输都与能量供应无关，且为不同的运输方式，其跨膜运输的运输速率与膜内外物质浓度差的关系如图1和图2所示，下列相关叙述错误的是（） A．物质甲可以表示性激素，物质乙可以表示葡萄糖分子 B．物质乙在浓度差大于7.5mmol/L后，运输速率不受物质乙浓度限制 C．脂溶性小分子以物质甲的方式跨膜运输，在细胞可承受范围内，其运输速率与浓度差呈正相关 D．物质乙跨膜运输过程都是通过载体蛋白发生可逆的构象变化实现的 【答案】D 【详解】A、物质甲随着浓度差的增大，运输速率一直在增加，说明物质甲的运输方式为自由扩散；物质乙在一定的浓度差范围内，随着浓度差的增大，运输速率增大，超过一定的浓度差，浓度差再增大，运输速率不发生改变，说明物质乙的运输方式为协助扩散，性激素的跨膜运输方式为自由扩散，可用甲表示，葡萄糖的跨膜运输方式也可能为协助扩散，可用乙表示，A正确； B、物质乙在浓度差大于7.5mmol/L后，运输速率几乎不变，故不受物质乙浓度限制，而是受转运蛋白数量的限制，B正确； C、脂溶性小分子的运输方式为自由扩散，其运输速率与浓度差呈正相关，C正确； D、物质乙的运输方式为协助扩散，运输过程可能是通过载体蛋白发生可逆的构象变化实现的，也可能通过通道蛋白实现，D错误。 故选D。 14．图中甲、乙分别表示载体蛋白介导和通道蛋白介导的两种协助扩散方式，下列叙述错误的是（） A．载体蛋白和通道蛋白都具有特异性 B．两种转运蛋白转运物质时都会与其相结合 C．膜内外物质浓度梯度的大小会影响甲和乙的运输速率 D．载体蛋白只容许与自身结合部位适应的分子或离子通过 【答案】B 【详解】A、载体蛋白只能结合特定的物质（如甲图中载体蛋白只运输特定分子），通道蛋白也只允许特定离子/分子通过（如离子通道有选择性），A正确； B、载体蛋白（甲）转运物质时，需要与物质结合（结合后载体蛋白构象改变，完成运输）；但通道蛋白（乙）是形成“通道”，物质通过通道时不与通道蛋白结合，只是顺浓度梯度通过通道，B错误； C、协助扩散是顺浓度梯度运输，浓度梯度越大，物质运输的动力越强，运输速率通常越高（在转运蛋白数量足够的前提下）。因此浓度梯度会影响甲、乙的运输速率，C正确； D、载体蛋白的结合部位具有特异性，只有与结合部位结构匹配的分子/离子才能与之结合并被运输，D正确。 故选B。 15．水通道蛋白位于部分细胞的细胞膜上，能介导水分子跨膜运输，以提高水分子的运输效率。不同浓度的NaCl溶液中，猪的红细胞体积和初始体积之比的变化曲线如图所示（O表示红细胞吸水涨破）。下列相关叙述正确的是（） A．水分子可以借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞 B．猪的红细胞在200mmol·L-1的NaCl溶液中能保持原来的形态 C．将相同的猪红细胞甲、乙分别置于A、B点对应浓度的NaCl溶液中，一段时间后，甲的吸水能力强于乙的 D．若将猪红细胞置于清水中，则该细胞会吸水膨胀，但是不会涨破 【答案】A 【详解】A、水进出细胞的方式有自由扩散和借助水通道蛋白的跨膜运输，后者是顺浓度梯度、需载体但不消耗能量，属于协助扩散，A正确； B、猪红细胞的等渗溶液浓度对应“体积与初始体积之比应为1”的NaCl浓度，200mmol·L-1的NaCl溶液中，细胞体积比小于1，说明细胞失水皱缩，无法保持原有形态，B错误； C、将相同的猪红细胞甲、乙分别置于A、B点对应浓度的NaCl溶液中，由图可知：B点NaCl溶液浓度高于A点，红细胞在B点失水更多，细胞液浓度更高，吸水能力更强。因此一段时间后，乙的吸水能力强于甲的，C错误； D、猪红细胞无细胞壁，置于清水中会持续吸水，最终涨破，D错误。 故选A。 水通道蛋白 概念：水通道蛋白是一类位于细胞膜上的跨膜蛋白，能选择性、高效地介导水分子沿渗透梯度被动跨膜转运，是细胞调节水进出、维持渗透平衡的核心分子。 结构：含两个高度保守的基序，形成狭窄的水孔；在膜上以四聚体形式存在，每个单体独立构成水通道。 特点：①高选择性——只允许水分子通过，排斥离子和带电溶质；②快速转运——每秒可转运约10⁹个水分子，远快于简单扩散。 应用：水通道蛋白的研究有助于理解肾脏对水的重吸收、植物抗旱机制等，也为医学（如水肿治疗）提供新思路。 / 学科网（北京）股份有限公司 $