第4章 1.被动运输 课时2 自由扩散和协助扩散（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 该同步练习通过“基础巩固-综合运用-拓广探索”三层设计，实现从单一知识点到综合应用再到探究实践的进阶，强化生命观念与科学思维，适配新授课知识巩固需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|自由扩散、协助扩散的概念及实例|以选择题为主，含教材改编题（如第7题），强化结构与功能观| |综合运用|跨膜运输方式比较、生理功能分析|结合图表（如第13题）和多选题（如第14题），培养科学思维| |拓广探索|实验设计与结果分析|以探究实验题（第16题）呈现，提升探究实践能力|

课时 2 自由扩散和协助扩散 基础巩固 1. 下列物质进出细胞的方式中，必须依赖于细胞膜上转运蛋白才能完成的是 ( ) A. 进入毛细血管 B. 维生素D进入小肠上皮细胞 C. 葡萄糖进入红细胞 D. 酒精进入胃上皮细胞 【答案】C 【解析】 、维生素D、酒精进入细胞的方式是自由扩散，自由扩散不需要转运蛋白的协助，A、B、D不符合题意； 葡萄糖进入红细胞属于协助扩散，需要转运蛋白的协助，C 符合题意。 2. 细胞膜是细胞的重要结构。下列关于细胞膜的叙述, 错误的是 ( ) A. 乙醇通过细胞膜需要消耗能量 B. 水分子可以借助细胞膜上的通道蛋白通过细胞膜 C. 性激素、甘油等小分子物质跨膜方式是自由扩散 D. 同种物质在同种细胞中可有不同的跨膜运输方式 【答案】A 【解析】乙醇通过细胞膜的方式为自由扩散, 不需要消耗能量, A 错误。 3. 下列有关被动运输的叙述，正确的是 ( ) A. 被动运输都是物质顺浓度梯度的跨膜运输 B. 水分子通过被动运输进出细胞，大多数需要细胞膜上的载体蛋白 C. 转运蛋白常镶在细胞膜表面，在膜两侧分布不均 D. 自由扩散不消耗能量, 协助扩散消耗能量 【答案】A 【解析】水分子通过被动运输进出细胞，大多数运输方式为协助扩散，需要细胞膜上的水通道蛋白的协助，B 错误；转运蛋白一般是跨膜蛋白，C 错误；自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，均不消耗能量，D 错误。 4. 阿格雷因发现了水通道蛋白而获得诺贝尔化学奖。下列叙述正确的是 ( ) A. 水分子都通过水通道蛋白出入细胞 B. 甘油和乙醇的跨膜运输也都依靠通道蛋白 C. 等离子也可借助水通道蛋白进出细胞 D. 适当增加细胞膜上水通道蛋白数量，可提高水分子的跨膜运输速率 【答案】D 【解析】水分子还可以通过自由扩散的方式出入细胞, A 错误；甘油和乙醇的跨膜运输为自由扩散，不需要通道蛋白。 B 错误; 等离子借助钠离子通道进出细胞，由于通道蛋白的特异性，钠离子不能借助水通道蛋白进出细胞，C 错误； 水分子可以通过水通道蛋白进出细胞，适当增加细胞膜上水通道蛋白数量，可提高水分子的跨膜运输速率，D 正确。 5. 水分子通过生物膜的方式有如图所示的两种, 下列相关叙述错误的是 ( ) 第 5 题 A. 结构 a 是磷脂双分子层, 是生物膜的基本支架, 其内部具有疏水性 B. 水通道蛋白能运输水分子及溶于水的钾离子等物质, 不能运输其他物质 C. 水通道蛋白与载体蛋白的特性有差异, 如其运输水分子时不与之结合 D. 图示的两种方式都不需消耗能量，且方式 2 运输的速率大于方式 1 【答案】 【解析】磷脂由亲水性头部和疏水性尾部构成，图中结构 a 为磷脂双分子层, 是细胞中生物膜的基本支架, 内部是疏水的尾部, A 正确; 水通道蛋白有特异性, 能运输水分子, 但不能运输钾离子、氨基酸等物质, B 错误; 分子或离子通过通道蛋白时, 不需要与通道蛋白结合, 自身构象一般不发生改变, 因此水分子借助水通道蛋白转运时不需要与通道蛋白结合, C 正确; 方式 2 为协助扩散, 方式 1 为自由扩散, 自由扩散和协助扩散都不消耗能量, 方式 2 (协助扩散) 的运输速率大于方式 1 (自由扩散), D 正确。 6. 转运蛋白分为通道蛋白和载体蛋白两种类型。下列叙述错误的是 ( ) A. 借助于膜转运蛋白的物质运输都属于被动运输 B. 水分子进出细胞膜和人工膜的速率存在差异 C. 物质通过通道蛋白时, 通道蛋白的构象一般不会发生改变 D. 在依赖载体蛋白的运输中，载体蛋白要与被转运的物质结合 【答案】A 【解析】主动运输需要膜上的载体蛋白协助，所以借助于膜转运蛋白的物质运输不一定都属于被动运输，A 错误；由于细胞膜上有水通道蛋白，水分子进出细胞膜和人工膜的速率不同，往往通过水通道蛋白的速率要高，B 正确；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, 物质通过通道蛋白时, 不需要与通道蛋白结合,通道蛋白的构象一般不会发生改变, 正确。 7. (教材改编题)1998 年，美国科学家麦金农解析了 通道蛋白的立体结构，揭示了 通道的工作原理，下列叙述错误的是( ) 第 7 题 A. 机体可通过调节细胞膜上通道蛋白的数量或开关来调节物质的运输 B. 借助通道蛋白可以进行逆浓度梯度运输 C. 通道开启或关闭过程会发生自身构象的改变 D. 通道蛋白具有专一性,只运输 【答案】 B 【解析】根据模式图可确定, 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, 因此机体可通过调节细胞膜上通道蛋白的数量或开关来调节物质的运输, 正确; 借助通道蛋白进行跨膜运输不消耗能量，属于协助扩散，都是顺浓度梯度运输，B 错误；从题图上可以看出，K 通道开启或关闭过程会发生自身构象的改变，C 正确；通道蛋白只能运输特定的物质，有一定的专一性， 通道蛋白只运输 ， 正确。 8. 如图所示为人体成熟红细胞运输葡萄糖分子的示意图。下列相关叙述正确的是 ( ) 第 8 题 A. 图示葡萄糖进入细胞的方式为自由扩散 B. 人体成熟红细胞吸收葡萄糖分子时消耗 ATP C. 图示细胞膜上载体蛋白的合成必须有核糖体参与 D. 转运速率随膜外葡萄糖浓度升高不断增大 【答案】C 【解析】图示葡萄糖进入细胞的方式需要载体蛋白，顺浓度梯度运输，为协助扩散，A 错误；人体成熟红细胞吸收葡萄糖分子为协助扩散，不消耗 ATP，B 错误；核糖体是蛋白质合成的场所，因此图示细胞膜上载体蛋白的合成必须有核糖体参与，C正确；由于载体数量的限制，转运速率不可能随膜外葡萄糖浓度升高而不断增大，D 错误。 9. 如图甲、乙所示为两种与被动运输方式有关的曲线。下列相关叙述错误的是 ( ) 第 9 题 A. 甘油以方式甲进入细胞，氨基酸以方式乙进入细胞 B. 图甲代表的跨膜运输方式不需要转运蛋白 C. 图乙中限制 P 点转运速率的主要因素是转运蛋白的数量 D. 温度对甲所示运输方式的转运速率没有影响，对乙所示运输方式的转运速率有影响 【答案】 D 【解析】温度升高会使膜上的物质分子运动加快，有利于物质的运输，因此温度对图甲和图乙所示运输方式的转运速率均有影响, D 错误。 10. 维生素D属于脂质的一种, 人体组织细胞吸收维生素D的量主要取决于 ( ) A. 环境温度和氧气的含量 B. 细胞膜上维生素D含量及其转运蛋白数量 C. 细胞膜上维生素D转运蛋白的数量 D. 细胞外溶液与细胞质中维生素D的浓度差 【答案】 D 【解析】维生素D属于脂溶性物质, 以自由扩散的方式通过细胞膜，不消耗能量，不需要转运蛋白协助，其运输速率主要取决于膜两侧浓度差, 故组织细胞吸收维生素D的量主要取决于细胞外溶液与细胞质中维生素D的浓度差，D正确。 综合运用 11. (教材改编题) 下列有关物质跨膜运输的叙述错误的是 ( ) A. 细胞膜和液泡膜相当于半透膜 B. 脂溶性小分子进出细胞的方式通常属于自由扩散 C. 借助通道蛋白进入神经细胞属于协助扩散 D. 载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时, 作用机制是一样的 【答案】 D 【解析】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, 物质通过通道蛋白时, 不需要与通道蛋白结合, 通道蛋白的构象一般不会发生改变。载体蛋白在转运离子或分子时会与离子或分子结合, 发生自身构象的改变。两者作用机制是不一样的, D 错误。 12. 阻断血管平滑肌和心肌细胞膜上的钙通道蛋白,可以抑制细胞 内流,从而产生降压作用。下列有关叙述中，正确的是( ) A. 血管平滑肌细胞外的 内流属于主动运输 B. 与钙通道蛋白的特殊位点结合才能进入细胞 C. 人体内的 大多以离子的形式存在 D. 哺乳动物血液中 含量太低会导致肌肉抽搐 【答案】D 【解析】血管平滑肌细胞外的 通过钙通道蛋白内流, 属于协助扩散而非主动运输, 错误; 通过钙通道蛋白时不需要与特殊位点结合,只有载体蛋白才需要结合, 错误；人体内的 主要存在于骨骼和牙齿中，以碳酸钙等化合物形式存在，C 错误；血液中 含量过低会引发抽搐， 含量过高会导致肌无力， 正确。 13. (多选)如图所示为蔗糖在不同植物细胞间运输、转化过程的示意图。下列相关叙述正确的有 ( ) 第 13 题 A. 图中的物质运输过程都不需要消耗能量 B. 图中的运输方式体现了胞间连丝的信息传递功能 C. 单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞 D. 蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输 【答案】 AD 【解析】从图中可以看出,物质运输过程都是顺浓度梯度,不需要消耗能量, 正确; 图中蔗糖通过胞间连丝顺浓度梯度运进筛管细胞，体现了胞间连丝的运输功能，图中的运输方式体现了细胞膜控制物质进出的功能，B 错误；图示单糖通过单糖转运载体顺浓度梯度转运至薄壁细胞，C 错误； 蔗糖分子通过胞间连丝进行运输，水解后形成单糖，筛管中蔗糖浓度降低，有利于蔗糖顺浓度梯度由伴胞转运至筛管，D 正确。 14.(多选)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，结果如图所示。下列叙述正确的有 ( ) 第 14 题 A. 水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅 B. 模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻 C. 治疗后空肠、回肠 AQP3 相对表达量提高，缓解腹泻，减少致病菌排放 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】BCD 【解析】水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的协助扩散, A 错误; 模型组空肠 AQP3 相对表达量降低, 空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻，B正确；治疗后空肠、回肠 AQP3 相对表达量提高，对水的转运增加，缓解腹泻，减少致病菌排放，C正确；治疗组回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加，D 正确。 15. (多选)如图所示为某同学进行“洋葱表皮细胞的质壁分离与复原”实验时绘制的几幅图。 下列有关叙述错误的有 ( ) 第 15 题 A. 甲一乙，细胞液的离子浓度减小 B. 乙一丙，细胞吸水速率逐渐加快 C. 甲一乙一丙的变化过程中不存在水分子与通道蛋白的结合 D. 丙状态时细胞吸水至不再膨胀，水分子通道关闭 【答案】 【解析】甲一乙,细胞失水,细胞液的离子浓度变大, 错误;乙→丙,细胞吸水,随着细胞吸水,细胞液浓度逐渐减小，细胞吸水速率逐渐降低，B错误；甲一乙一丙的变化过程中, 水主要通过水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞, 水分子不需要与通道蛋白结合, 正确; 丙状态时细胞吸水至不再膨胀, 水分子进出达到动态平衡, 但水分子通道没有关闭，D 错误。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 题号 13 14 15 答案 拓广探索 16. 图甲是物质 A 通过细胞膜被肾小管上皮细胞吸收的示意图，图乙是与物质跨膜运输相关的曲线图，请回答以下问题: 第 16 题 (1)物质 A 跨膜运输的方式是_____，判断理由是_____。 其中 B 代表_____，其运输方式也可用图乙中的曲线_____(填序号)表示。如果物质 A 释放到细胞外，则转运方向是_____(选填“I→II”或“II→II”）。 (2)图甲中细胞膜是在_____(选填“光学显微镜”或“电子显微镜”)下放大的结果。该膜的模型被称为_____， 科学家用该模型很好地解释了生物膜的结构及特点。 (3)图乙中曲线 ① 反映出物质运输速率与_____有关。 (4)图甲所示的方式需要参与的细胞器通常是_____。 (5)研究发现，水分子存在两种跨膜运输机制:一种是自由扩散, 另一种是通过水通道蛋白的协助扩散。某兴趣小组为探究肾小管上皮细胞的吸水方式，进行了如下实验。 注: 能显著抑制水通道蛋白的活性。 步骤 相关操作 一 实验分组: A 组: 肾小管上皮细胞 十生理盐水配置的 溶液 B 组:肾小管上皮细胞+X 二 将 A、B 两组制成装片，在盖玻片一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引，重复多次，显微镜观察 三 统计一段时间内的细胞破裂数目 回答下列问题: ① 人的肾小管上皮细胞吸水或失水取决于细胞内外溶液的_____。当外界溶液的浓度_____(选填“高于”或 “低于”)细胞内溶液的浓度时，细胞会吸水膨胀甚至破裂。 ② 自由扩散与协助扩散的共同点有__________(答出其中一点)。步骤① 中“X”应为 。 ③ 实验结果及结论分析: 若 A 组和 B 组破裂的细胞数目基本相同，说明水进入肾小管上皮细胞的主要方式是_____；若 A 组破裂的细胞数目明显少于 B 组，说明水进入肾小管上皮细胞的主要方式是_____。 【答案】(1)协助扩散 物质 A 顺浓度、需要转运蛋白运输 转运蛋白 ② II I (2)电子显微镜 流动镶嵌模型(3)膜内外浓度差 (4) 核糖体 (5)①浓度差 低于 ② 都是顺浓度梯度进行跨膜运输(或不需要消耗细胞化学反应产生的能量) 等量的生理盐水 ③ 自由扩散 协助扩散 【解析】(1)据图甲分析，物质 A 从高浓度向低浓度运输，应属于协助扩散, 其中 B 物质表示载体; I 侧含有糖蛋白, 表示细胞膜外。根据图乙分析，①曲线图表示细胞外浓度与运输速率成正比，运输方式是自由扩散；曲线图②表示物质运输可顺浓度进行需要转运蛋白，运输方式是协助扩散。 I 侧含有糖蛋白，代表膜外，如果物质 A 释放到细胞外，则转运方向是 II → I。(2)图甲中细胞膜的结构图是亚显微结构模式图, 该图是在电子显微镜下观察得到的; 该膜的模型被称为流动镶嵌模型, 很好地解释了生物膜的结构及特点。 (3)图乙中曲线①反映的是自由扩散，而影响自由扩散的因素主要是膜两侧的浓度差。(4)图甲所示的方式是协助扩散，该过程需要转运蛋白的协助，蛋白质的合成场所是核糖体。(5)① 人的肾小管上皮细胞吸水或失水取决于细胞内外溶液的浓度差。当外界溶液的浓度低于细胞内溶液的浓度时，细胞会吸水膨胀甚至破裂。② 自由扩散和协助扩散的相同点有:都不需要能量，都是由高浓度向低浓度扩散，其中自由扩散不需要载体参与，协助扩散需要载体参与。 由题意可知, 溶液中的 能显著抑制水通道蛋白的活性，所以 A 组中水通过水通道蛋白的协助扩散被抑制， B 组不能抑制水通道蛋白的活性，所以 B 组中 X 是等量的生理盐水。③ 因为 组中， 能显著抑制水通道蛋白的活性，若 组和 组破裂的细胞数目基本相同，说明水跨膜不需要通道蛋白, 进而可知水进入肾小管上皮细胞的主要方式是自由扩散; 若 A 组破裂的细胞数目明显少于 B 组, 说明水跨膜需要通道蛋白，进而可知水进入肾小管上皮细胞的主要方式是协助扩散。 学科网（北京）股份有限公司 $