练案14 第4章 第1节 第2课时 自由扩散和协助扩散-【成才之路•练案】2026-2027学年高中生物必修1 分子与细胞 同步新课程学习指导(人教版)

练案[14] 第4章第1节 [第2课时自由扩散和协助扩散] 学业考达标练 B.乙醇和氧气进出细胞的跨膜运输方式相同 一、选择题 C.温度对性激素通过生物膜无影响 1.下列哪项是自由扩散的特点 D.水跨膜运输的方式可以是自由扩散，也可以是 协助扩散 A.物质从高浓度的一侧到低浓度的一侧 B.需要转运蛋白的协助 6.下列关于转运蛋白的叙述，错误的是 A.转运蛋白可分为载体蛋白和通道蛋白两种类型 C.需要消耗细胞代谢释放的能量 B.载体蛋白具有专一性，通道蛋白不具有专一性 D.物质从低浓度一侧到高浓度一侧 C.分子或离子经通道蛋白时，不需要与通道蛋白 2.水孔蛋白是存在于某些细胞（如肾小管上皮细胞） 结合 膜上的一种通道蛋白，其作用是帮助水分子顺浓 D.运输不同物质的转运蛋白种类和数量一般不 度梯度进行跨膜运输。下列叙述正确的是( 相同 A.水分子通过水孔蛋白进行跨膜运输属于自由 7.维生素D属于脂质的一种，人体组织细胞吸收维 扩散 生素D的量主要取决于 () B.水分子通过水孔蛋白进行跨膜运输需要消耗 A.环境温度和氧气的含量 能量 B.细胞膜上维生素D含量及其转运蛋白数量 C.破坏水孔蛋白的结构后，水分子不能进出细胞 C.细胞膜上维生素D转运蛋白的数量 D.肾小管上皮细胞重吸收水分的速率受膜内外水 D.细胞外溶液与细胞质中维生素D的浓度差 分子的浓度和水孔蛋白的数量影响 二、非选择题 3.细胞膜是细胞的重要结构。下列关于细胞膜的叙 8.下面A、B是两种被动运输方式的转运速率和细胞 述，错误的是 外浓度之间的关系曲线： 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 率 速率 C.性激素、甘油等小分子物质跨膜方式是自由扩散 细胞外浓度 细胞外浓度 细胞能量供应 D.动物细胞能通过渗透作用吸收水分 B 4.下列物质进出细胞的方式中，必须依赖于细胞膜 (1)图A表示的转运方式是 ,其转运速率 上转运蛋白才能完成的是 ( 主要取决于 A.O2进入肺泡细胞B.H,0进入根毛细胞 (2)图B表示的方式若是协助扩散，那么ab段的 C.葡萄糖进入红细胞D.酒精进入胃上皮细胞 限制因素是 ,bc段的限制因素是 5.下列与物质跨膜运输有关的叙述，错误的是( ) A.葡萄糖顺浓度梯度的跨膜运输需转运蛋白的 (3)请在图C中画出被动运输的转运速率和细胞 协助 能量供应的关系曲线。 209 选择考提升练 3.哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道 一、选择题 蛋白，硝酸银(AgNO3)可使水通道蛋白失去活性。 1.1950年，科学家用氢的同位素标记水分子进行研 下列叙述错误的是 () 究时，发现水分子在通过细胞膜时的速率高于通 A.经AgNO,处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会 过人工膜（只含磷脂双分子层）的速率。1988年， 膨胀 科学家成功分离到水通道蛋白，证明水分子可以 B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会 通过协助扩散进入细胞。下列相关叙述正确的是 变小 ( C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会 A.水分子通过协助扩散进出细胞的速率慢于自由 迅速膨胀 扩散 D.未经AgNO,处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会 B.水通道蛋白转运水分子时需要消耗细胞代谢产 迅速变小 生的能量 4.如图表示被转运的物质以协助扩散的方式排出细 C.细胞可以通过增加细胞膜上的水通道蛋白数量 胞的过程，有关分析错误的是 来增加吸水速率 D.水通道蛋白在转运水分子时，水分子都需要与 载体蛋白一 多构象A 覆构象B 水通道蛋白结合 被转运的物质 载体结 合位点 2.科学家麦金农测出了K通道蛋白的立体结构，揭 示了K通道的工作原理。下列叙述错误的是 A.载体蛋白构象发生改变的过程中需要消耗能量 B.载体结合位点与被转运的物质的结合具有特异性 C.人体成熟红细胞以该方式吸收葡萄糖 99999 D.被转运的物质从高浓度到低浓度，且具有载体 K 饱和效应 K+的通道模式图 5.如图为植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运 A.通道蛋白是一类贯穿于整个磷脂双分子层的转 输、转化过程的示意图。下列相关叙述正确的是 运蛋白 B.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 蔗糖、胞间连丝 蔗糖水解酶 C.物质通过自由扩散的方式进出细胞的速率大于 。单糖转运 通过通道蛋白进出细胞的速率 。载体 D.K+通道开启或关闭过程会发生自身构象的改变 伴胞 筛管 薄壁细胞 210 A.蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输 二、非选择题 B.单糖逆浓度梯度转运至薄壁细胞 8.研究发现，水分子存在两种跨膜运输机制：一种是 C.能量生成抑制剂会直接抑制图中蔗糖的运输 自由扩散，另一种是通过水通道蛋白的协助扩散。 D.蔗糖可通过单糖转运载体转运至薄壁细胞 某兴趣小组为探究肾小管上皮细胞的吸水方式， 6.如图是在停止能量供应的条件下得出的曲线，曲 进行了如下实验。 线a、b表示物质跨膜运输的两种方式，下列叙述正 步骤 相关操作 确的是 实验分组：甲组：肾小管上皮细胞+生理 ① 盐水配制的HgCL2溶液 b 乙组：肾小管上皮细胞+X 将甲、乙两组制成装片，在盖玻片一侧滴 0被转运分子的浓度 ③ 清水，另一侧用吸水纸引流，重复多次，显 A.方式a和b的转运速率均与温度无关 微镜观察 B.与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面 ③ 统计一段时间内的细胞破裂数目 C.甘油、乙醇通过方式b运输 注：Hg2+能显著抑制水通道蛋白的活性。 D.方式b的最大转运速率与转运蛋白数量有关 回答下列问题： 7.协助扩散需要细胞膜上载体蛋白或通道蛋白的协 (1)人的肾小管上皮细胞吸水或失水取决于细胞 助。如图甲、乙分别表示载体介导和通道介导的 内外溶液的 。当外界溶液的浓度 两种协助扩散方式，其中通道介导的扩散速率比 (填“高于”或“低于”)细胞内溶液的 载体介导的快得多。下列有关叙述正确的是 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 一溶质分子 一溶质分子 Q8⊙我体蛋白 。°8通道蛋白 (答出其中一点)。步骤①中“X”应为 88g 08% 甲 乙 (3)实验结果及结论分析： A.该过程的运输速率只与膜两侧浓度差相关 若甲组和乙组破裂的细胞数目基本相同，说明 B.载体蛋白和通道蛋白均具有一定的特异性 水进入肾小管上皮细胞的主要方式是 C.甲、乙两种方式均存在溶质分子与相应蛋白质 若甲组破裂的细胞数目明显少于乙组，说明水 的结合过程 进入肾小管上皮细胞的主要方式是 D.该过程需要消耗能量 2115.C盐渍法主要是外界溶液浓度高于细菌的细胞质浓度，使 细菌失水而死亡，故选C。 6.B根据题意分析，将洋葱鳞片叶的表皮细胞浸入物质的量 浓度为1mol/L的KNO,溶液中，由于细胞外溶液浓度高，细 胞失水发生质壁分离，后来K和NO?进入细胞，使细胞液浓 度增大，细胞吸水，发生质壁分离复原现象，由于复原后的原 生质层的体积与分离前一样大，而有离子进人原生质层了，所 以复原后细胞液浓度增大。故选B。 7.B本题考查液泡变化与蔗糖溶液浓度的关系。洋葱外表皮 细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞壁是全透性的，A错 误：当细胞发生质壁分离时，则说明该细胞具有活性，只有活 的植物细胞才能因为内外溶液的浓度差而产生质壁分离，B 正确；由题干可知，中央液泡逐渐变小，细胞失水，蔗糖溶液浓 度大于细胞液浓度，C错误；细胞液浓度小于蔗糖溶液浓度导 致中央液泡失水，细胞会因失水而导致原生质层收缩，D错 误。故选B。 8.(1)细胞质细胞核液泡液泡膜 (2)全透性半透 (3)液泡质壁分离蔗糖溶液质壁分离复原 【解析】植物细胞的细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细 胞质称为原生质层，植物细胞的原生质层相当于一层半透膜， 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，细胞液的浓度 升高，颜色加深，当达到一定程度时，由于原生质层的伸缩性 大，细胞壁的伸缩性小，从而发生质壁分离，此时若将该细胞 放入清水中，细胞又会吸水导致质壁分离复原。 选择考提升练 1.D若a是淀粉溶液，b中加人碘液，碘液可透过半透膜，与淀 粉发生反应，则a会变蓝，A错误：若a是蛋白质溶液，b中加 入双缩脲试剂，双缩脲试剂可以通过半透膜，而蛋白质分子不 能通过半透膜，故b中不会发生紫色反应，会变紫色，B错 误；若a是葡萄糖溶液，b中加入斐林试剂后，透析袋内的溶 液不会立即出现砖红色沉淀，需要进行水浴加热，C错误。故 选D。 2.A由题图分析可知，甲细胞处于高浓度溶液中，细胞失水量 大于吸水量，甲细胞发生了渗透失水现象，B错误；光学显微 镜下可观察到细胞体积的变化，不能观察到水分子的进出，C 错误：若把丙细胞换成洋葱表皮细胞，植物细胞膜外有细胞 壁，对细胞起支持和保护作用，则该细胞不会涨破，D错误。 故选A。 3.B随着水分子进入半透膜袋，半透膜袋两侧溶液的浓度差 逐渐缩小，蔗糖溶液的吸水能力逐渐下降，且不断高出的液柱 也会产生压强，阻止水分子继续进入半透膜袋，因此，图甲中 玻璃管内液面上升速率逐渐减慢，最终停止上升，A正确；从 图乙曲线可知，该植物细胞发生质壁分离后又自动复原，该植 物细胞从开始就能从溶液M中吸收溶质，B错误：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正确：蔗糖是二糖，淀粉是多糖，若将质 量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液换为质量浓度为0.3gmL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，D正确。故选B。 4.D丙溶液中的萝卜条吸水，细胞未发生质壁分离，A错误： 甲和乙在处理5min时有交点，5mim过后乙进一步失水，说 明此时乙没有死亡，B错误；实验过程中，甲溶液中的萝卜条 发生了质壁分离及自动复原，说明甲的溶质能被萝卜条细胞 吸收：乙溶液中萝卜条没有发生质壁分离自动复原，说明乙的 溶质不能被萝卜条细胞吸收，C错误；利用不同浓度的同种溶 液可估测出萝卜条细胞液的浓度范围，细胞液浓度介于细胞 刚刚发生质壁分离和未发生质壁分离的溶液浓度之间，D正 确。故选D。 29 5.A由于蔗糖溶液和甘油溶液浓度均比细胞液的浓度高，所 以水稻和小麦的叶肉细胞都能发生质壁分离；又因为蔗糖分 子不能透过细胞膜，甘油分子可以较快地透过细胞膜，所以放 入蔗糖溶液中的水稻细胞不发生质壁分离复原，而放入甘油 溶液中的小麦细胞质壁分离后又发生质壁分离复原。故A 正确，B、C、D错误。故选A。 6.B表中信息显示：该植物在浓度为0.19mol·L1的蔗糖溶 液中不分离，在浓度为0.23mol·L的蔗糖溶液中刚发生 分离，而细胞液的浓度范围应介于刚发生质壁分离和未发生 质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间，即介于0.19~0.23mol· L之间：在此基础上结合题意“乙地土壤溶液的浓度适合该 植物生长”可推知：该植物细胞能够从乙地土壤溶液中吸收 水分，所以乙地土壤溶液的浓度应低于该植物细胞液的浓度， 最可能是<0.23，B正确，A、C、D均错误。故选B。 7.D本实验中壳膜相当于渗透装置中的半透膜，A正确：由于 壳膜内的浓度大于外界溶液的浓度，外界清水透过壳膜进入 到壳膜内的蔗糖溶液中，导致蛋壳下沉，吃水线低于烧杯的水 面，B正确：若将清水换为质量分数为15%的NaC溶液，由于 壳膜内的浓度小于外界溶液的浓度，壳膜内的水就透过壳膜 进入壳膜外，导致蛋壳上浮，由于Na和C1都可以通过半透 膜，因此半透膜两侧的浓度差很快消失，壳膜外的水就透过壳 膜进入壳膜内，导致蛋壳下沉，C正确：水分子进出壳膜达到 平衡后，水分子仍会进出壳膜，D错误。故选D。 8.(1)小于 (2)等于 (3)原生质层1、3、5逐渐变大，最后不再变化 (4)不能 【解析】(1)如果都是蔗糖溶液，蔗糖分子不能透过半透膜， 漏斗内的液面较高，是通过其具有较高的渗透压即浓度来实 现的，故仍然是M>M。(2)细胞不再进行吸水和失水时即 渗透平衡时，细胞液浓度和外界溶液浓度是相等的。图2中， 如果B、b分别表示蔗糖溶液和细胞液，且起始浓度分别为 M.、M,则达到平衡后M,等于M。(3)图2中1细胞膜、3 液泡膜及二者之间的5细胞质构成了原生质层，也是相当于 一层半透膜。图2过程中细胞失水，细胞液浓度逐渐增大，液 泡的吸水能力逐渐变大，最后不再变化。(4)鳞片叶表皮细 胞已经高度分化，一般不能分裂，故不能观察到染色体。 练案[14] 学业考达标练 1.A自由扩散的特点是物质进行顺浓度梯度运输，即从高浓 度一侧运输到低浓度一侧，不需要转运蛋白和能量，故选A。 2.D水分子通过水孔蛋白进行跨膜运输属于协助扩散，A错 误；水分子通过水孔蛋白顺浓度梯度进行跨膜运输，不需要消 耗能量，B错误；破坏水孔蛋白的结构后，水分子还能通过自 由扩散方式进出细胞，C错误：肾小管上皮细胞重吸收水分的 速率受膜内外水分子的浓度和水孔蛋白的数量影响，D正确。 故选D。 3.A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。故选A。 4.CO,、酒精进人细胞的方式是自由扩散，水进出细胞的方式 可以是协助扩散，也可以是自由扩散，自由扩散不需要转运蛋 白的协助，A、B、D不符合题意；葡萄糖进人红细胞，属于协助 扩散，需要转运蛋白的协助，C符合题意。故选C。 5.C葡萄糖顺浓度梯度的跨膜运输是协助扩散的方式，需转 运蛋白的协助，A正确：乙醇和氧气进出细胞的跨膜运输都是 自由扩散，B正确：性激素通过生物膜是自由扩散的方式，温 度影响膜的流动性，进而影响性激素通过生物膜的速率，C错 误：水分子可以穿过磷脂分子层的间隙，通过自由扩散的方式 6 进出细胞，也可以通过水通道蛋白的介导通过协助扩散进出 细胞，D正确。故选C。 6.B转运蛋白具有专一性，转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋 白，一般而言，运输不同物质的转运蛋白种类和数量不相同， 所以载体蛋白和通道蛋白均具有专一性，B错误。故选B。 7.D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。故选D。 8.(1)自由扩散浓度差 (2)浓度差转运蛋白的数量 (3)见解析图 【解析】(1)分析可知图A表示的转运方式为自由扩散，其 转运速率主要取决于细胞内外物质的浓度差。(2)图B表示 的转运方式若是协助扩散，那么ab段的限制因素是细胞内外 物质的浓度差，沁段转运速率不再增加，说明限制因素不再 是浓度差，而是转运蛋白的数量。(3)被动转运不需要消耗 能量，因此，物质转运速率不会随能量的增加而改变，故绘图 如下： 速率 细胞能量供应 选择考提升练 1.C水分子通过协助扩散进出细胞的速率快于自由扩散，A 错误；水通道蛋白转运水分子时的方式是协助扩散，该方式不 需要消耗细胞代谢产生的能量，B错误；水分子可通过水通道 蛋白进入细胞，故细胞可以通过增加细胞膜上的水通道蛋白 数量来增加吸水速率，C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，分 子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，D错误。 故选C。 2.C转运蛋白包括通道蛋白和载体蛋白，通道蛋白是一类贯 穿于整个磷脂双分子层的转运蛋白，A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，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，B正确：物质通过自由扩散的方式 进出细胞的速率小于通过通道蛋白进出细胞的速率，因为在 一定浓度差下，协助扩散有通道蛋白的协助，C错误；由题图 可知，K通道开启或关闭过程会发生自身构象的改变，D正 确。故选C。 3.B经AgNO3处理的红细胞，水通道蛋白失去活性，但水可以 通过自由扩散的形式进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会吸 水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会失水变小，A正确，B错误：未经 AgNO3处理的红细胞，水可通过水通道蛋白快速进出细胞， 也可通过自由扩散进出细胞，故其在低渗蔗糖溶液中会迅速 吸水膨胀，在高渗蔗糖溶液中会迅速失水变小，C、D正确。故 选B。 4.A分析题意可知，被转运的物质以协助扩散的方式排出细 胞，该过程不需要消耗能量，A错误；载体结合位点与被转运 的物质的结合具有特异性，B正确；人体成熟红细胞吸收葡萄 糖的方式为协助扩散，C正确：协助扩散的运输方向是从高浓 度到低浓度，运输速率受载体蛋白数量的限制，具有载体饱和 效应，D正确。故选A。 5.A蔗糖分子通过胞间连丝进行运输，水解后形成单糖，通过 单糖转运载体顺浓度梯度运输，速率加快，A正确：图示单糖 通过单糖转运载体顺浓度梯度转运至薄壁细胞，B错误；图中 蔗糖运输不消耗能量，单糖顺浓度梯度运输也不消耗能量，故 能量生成抑制剂不会直接抑制图中蔗糖的运输，C错误；蔗糖 属于二糖，不能通过单糖转运载体转运至薄壁细胞，D错误。 故选A。 6.D由题图可知，中物质运输速率与物质的浓度呈正相关， 则a为自由扩散，b中物质运输速率随物质浓度的增大而增 大，达到一定数值后，因受转运蛋白数量的限制而保持稳定， 则b为协助扩散，温度可影响膜的流动性，故方式和b的运 输速率均与温度有关，A错误；a为自由扩散，不需要载体蛋 白，B错误：甘油、乙醇等通过自由扩散（即方式a)运输，C错 误：b为协助扩散，最大转运速率与转运蛋白数量有关，D正 确。故选D。 7.B协助扩散需要转运蛋白的协助，其运输速率既与膜两侧 浓度差相关，又与转运蛋白的数量相关，因此并不是与膜两侧 浓度差完全呈正相关，A错误：载体蛋白和通道蛋白均具有一 定的特异性，B正确；载体蛋白在转运离子或分子时会与离子 或分子结合，而离子或分子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋 白结合，C错误；该过程为协助扩散，协助扩散不需要消耗能 量，D错误。故选B。 8.(1)浓度差低于 (2)都是顺浓度梯度进行跨膜运输（或不需要消耗细胞内化 学反应释放的能量)等量的生理盐水 (3)自由扩散协助扩散 【解析】(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 自由扩散不需要转运蛋白参与，协助扩散需要转运蛋白参与。 由题意可知，HgC2溶液中的Hg能显著抑制水通道蛋白的 活性，所以甲组中水通过水通道蛋白的协助扩散被抑制，乙组 不能抑制水通道蛋白的活性，所以乙组中X是等量的生理盐 水。(3)因为甲组中，Hg能显著抑制水通道蛋白的活性，若 甲组和乙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；若甲组破裂的细胞数目明显少于乙组，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。 练案[15] 学业考达标练 1.C氧气、甘油、脂肪酸、水以被动运输方式进人细胞，不需要 消耗能量，不受呼吸酶抑制剂的影响：K、氨基酸、葡萄糖以 主动运输方式进入小肠绒毛上皮细胞，需要消耗能量，受呼吸 酶抑制剂的影响。故选C。 2.C细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，胞吐和胞吞过 程依赖于细胞膜的流动性特点。氧气进入肌细胞属于自由扩 散，不能体现流动性，A错误；甲状腺细胞吸收钾离子是主动 运输，不能体现流动性，B错误：胰岛素的分泌属于胞吐，能够 体现流动性，C正确：植物细胞吸收水分属于自由扩散和协助 扩散，不能体现流动性，D错误。故选C。 3.B氧气进入红细胞的方式是自由扩散，A错误：根细胞通过 主动运输的方式吸收无机盐离子，B正确；酒精通过自由扩散 的方式进人胃黏膜细胞，C错误；消化腺细胞通过胞吐分泌消 化酶，D错误。故选B。 4.B被动运输是顺浓度梯度运输的，A错误：被动运输和主动 运输都能运输相对分子质量小的物质或离子，B正确；被动运 输包括自由扩散和协助扩散，自由扩散不需要转运蛋白，C错 误；被动运输是顺浓度梯度运输的，不消耗细胞内化学反应所 释放的能量，D错误。故选B。