生物必修1《分子与细胞》第1节 被动运输当堂达标检测题

第4章　细胞的物质输入和输出

第1节　被动运输

基础过关练

题组一　分析判断渗透作用

1.(2022湖南长沙期末)污水净化中应用的超滤膜技术指的是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术,超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。在一定的压力下,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的其他小分子物质通过,达到将溶液净化、分离与浓缩的目的。下列说法中合理的是(　　)

A.超滤膜技术中使用的“滤膜”实质上是一种人造半透膜

B.超滤膜技术中使用的“滤膜”实质上是一种人造生物膜

C.超滤膜技术可以滤去污水中的各种污染物

D.透过“滤膜”的水,已被除去了臭味

2.如图所示的U形管中间被半透膜(体积小于或等于单糖的物质才能通过)隔开,两侧分别加入等量的0.1 mol·L-1的蔗糖溶液和麦芽糖溶液。一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的?若向U形管两侧加入等量某种微量物质,最终右侧液面上升,那么加入的这种微量物质最可能是什么?(　　)

注:蔗糖酶可催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖;麦芽糖酶可催化麦芽糖水解为葡萄糖。

A.右侧液面高度下降;葡萄糖

B.右侧液面高度下降;蒸馏水

C.两侧液面高度不变;麦芽糖酶

D.两侧液面高度不变;蔗糖酶

题组二　判断细胞吸水和失水情况

3.将a、b、c三组红细胞(细胞内的液体浓度相同)分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行实验,浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。下列叙述错误的是(　　)

A.图中所示细胞外界溶液的浓度,a组的比b组的高

B.浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量

C.若向a组烧杯中加入少量葡萄糖,则其细胞可能会皱缩后恢复原状

D.上述实验中引起细胞形态的改变而消耗能量的数量比较:c>b>a

4.将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液,一小时后测定马铃薯条质量变化率,结果如表。下列叙述中正确的是(　　)

A.Ⅰ的浓度最低  B.Ⅱ的浓度较Ⅰ低

C.Ⅳ的浓度最高  D.Ⅳ可能是蒸馏水

题组三　观察植物细胞的吸水和失水

5.(2021河北唐山期末)探究植物细胞的吸水和失水实验不可以说明或证明的是(　　)

A.植物细胞的死活

B.细胞壁的主要成分是纤维素

C.原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大

D.原生质层相当于半透膜

6.(2022山东新泰中学期中)如图是某同学用紫色洋葱鳞片叶的外表皮做“植物细胞的质壁分离及复原”的实验中所观察到的细胞图,下列叙述正确的是(　　)

A.图中1、2、6组成了细胞的原生质层

B.图中细胞处于质壁分离状态,此时6处的浓度一定大于7处的浓度

C.图中1是细胞壁,6中充满了外界溶液

D.图中7是细胞液,在细胞发生质壁分离过程中,其颜色逐渐变浅

7.(2022四川成都树德中学月考)在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如下图所示)。下列有关叙述正确的是(　　)

A.第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域

B.第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处

C.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体,以免污染镜头

D.为了节约实验时间,通常可以省略第一次显微观察步骤

题组四　辨析自由扩散和协助扩散

8.(2022安徽皖西联盟月考)如图甲、乙分别表示由载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质运输方式,其中通道介导的运输速率比载体介导的快一千倍。下列叙述错误的是(　　)

甲

乙

A.细胞膜上的大多数蛋白质具有一定的流动性

B.这两种蛋白对运输的物质可能均具有专一性

C.通道介导的运输速率较快可能是因为其消耗的能量较多

D.载体介导的运输速率会受到载体蛋白数量的限制

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

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能力提升练

能力提升练

题组一　综合分析细胞吸水和失水

1.(2022福建龙岩武平一中期中)某同学在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中,依次观察到的结果示意图如下所示,其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是　(　　)

A.甲图所示状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象

B.甲图中,细胞膜、核膜及中间的细胞质相当于一层半透膜,即原生质层

C.甲→乙的变化过程中,液泡吸水能力会逐渐增强

D.乙→丙的变化过程中,细胞会因持续吸水而涨破

2.(2022山东滕州期中)直饮机的核心部件是逆渗透膜,其原理是通过水压使水由较高浓度溶液的一侧渗透至较低浓度溶液一侧,细菌及有害物质几乎不能透过逆渗透膜,如下图所示。下列叙述正确的是(　　)

A.利用了逆渗透膜具有的类似于细胞膜的识别功能

B.逆渗透过程与渗透作用不同的是水由高浓度溶液向低浓度溶液流动

C.逆渗透膜上有载体蛋白,可以选择性地控制有害物质的进出

D.逆渗透膜去除有害物质的能力胜过生物膜,通过逆渗透膜处理的水可放心饮用

3.(不定项)(2022辽宁六校协作体月考)下图为某种植物幼苗(大小、长势相同)均分为甲、乙两组后,在两种不同浓度的KNO3溶液中培养时鲜重的变化情况(其他条件相同且不变),下列有关叙述,不正确的是(　　)

A.6 h时,甲组幼苗因根系开始吸收K+、N,吸水能力增强,使鲜重逐渐提高

B.3 h时,甲组细胞细胞液的浓度小于外界溶液浓度,细胞仍在失水

C.12 h后,若继续培养,甲组和乙组幼苗的鲜重可能超过处理前

D.该实验若把KNO3溶液改为蔗糖溶液,结果相同

4.为探究膜的透性,设计了如图所示的实验装置,其中E、F、G为用猪膀胱制成的小袋,内盛有溶液甲或溶液乙,上端分别接上口径相同的小玻璃管,起初三支小玻璃管内的液面高度相同,已知体积VG>VE=VF,甲、乙、丙三种溶液分别为质量浓度为0.2 g/mL、0.1 g/mL、0.3 g/mL的蔗糖溶液。

(1)猪膀胱在本实验中起控制物质进出的作用,但不具有选择透过性,因此称其为　　　　膜。 

(2)几分钟后,三支小玻璃管中的液面将　　　　(填“上升”或“下降”),液面下降速度最快的是　　　　。 

(3)对比分析e、f小玻璃管中的现象可知,引起实验差异的原因是　　　　　　　　　　　　。影响f、g液面变化速率的因素中除浓度差外,还有　                                                         　。 

(4)若将两组这样的装置,一组放于37 ℃的恒温箱中,一组放于0 ℃的恒温箱中,几分钟后观察,可见两装置中e玻璃管中的现象是液面都下降,且放于37 ℃恒温箱中的较放于0 ℃恒温箱中的下降程度大,说明                                                                       　。 

题组二　有关被动运输的分析

5.(2022江苏常熟期中)下图表示某细胞膜受到外界环境的刺激被激活时,膜上发生的一系列变化,已知未受刺激时膜外Na+浓度远高于膜内。根据图分析,下列有关叙述错误的是(　　)

A.物质①的合成场所为内质网,物质②的合成场所为核糖体

B.激活时物质②空间结构发生了变化,其功能也会发生变化

C.图示Na+进入细胞的方式为协助扩散,属于被动运输

D.图示过程主要体现了细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能

6.(2021广东汕头华侨中学期末)脂质体是根据磷脂分子可在水中形成稳定的脂双层膜的原理而制备的人工膜(双层脂分子的球形结构),用脂质体包裹一定浓度的溶液后将其转移至蒸馏水中,脂质体膨胀破裂需要较长时间;科学家把从红细胞膜上提取并纯化的CHIP28(一种转运蛋白)嵌入脂质体后,重复上述操作发现脂质体快速膨胀破裂。下列叙述不合理的是(　　)

A.脂质体与细胞膜的组成成分完全相同

B.水分子进入脂质体(无CHIP28)的方式属于自由扩散

C.CHIP28能协助水分子通过脂质体

D.水分子进入红细胞可能存在两种方式

7.(2022黑龙江哈尔滨六中期中)比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性,结果如图,据此不能得出的推论是(　　)

A.离子以协助扩散方式通过人工膜

B.生物膜上存在着特殊的输送水分子的通道

C.生物膜对K+、Na+、Cl-的通透具有选择性

D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率

基础过关练

1.A　水体中的物质能否通过滤膜取决于物质分子与膜孔径的大小关系,因此滤膜实质上是一种半透膜,A正确,B错误;滤膜只允许水及比膜孔径小的其他小分子物质通过,而这些小分子物质中仍可能有污染物,C错误;有臭味的小分子物质可以透过滤膜,D错误。

2.D　蔗糖和麦芽糖都是二糖,等量的0.1 mol·L-1的两种溶液加入被半透膜隔开的U形管中,一段时间后左右两侧液面高度相等。如果向U形管两侧加入等量的蔗糖酶,左侧蔗糖将水解为葡萄糖和果糖,而右侧麦芽糖不会被水解,由此左侧溶液浓度大于右侧的麦芽糖溶液浓度,导致左侧液面首先会高于右侧,但由于半透膜允许单糖分子透过,葡萄糖和果糖进入右侧,使右侧溶液浓度升高,右侧液面将上升,最后高于左侧。

3.D　a组细胞形态正常,b组细胞吸水膨胀,c组细胞失水皱缩,故图示中外界溶液浓度由小到大为b<a<c,A、B正确;向a组烧杯中加入少量葡萄糖后,刚开始外界溶液渗透压大于细胞质渗透压,细胞失水皱缩,后来葡萄糖进入细胞内,造成细胞质渗透压大于外界溶液,细胞吸水后可能恢复原状,C正确;细胞形态的改变是细胞通过渗透失水或吸水造成的,该过程不消耗能量,D错误。

方法技巧

通过比较外界溶液和细胞质的浓度

大小来判断细胞吸水、失水

　　当外界溶液浓度大于细胞质浓度时,细胞失水;当外界溶液浓度小于细胞质浓度时,细胞吸水;当外界溶液浓度与细胞质的浓度相等时,细胞失水量和吸水量相等。

4.A　Ⅰ组中的马铃薯条吸水增重,Ⅰ组溶液浓度比马铃薯条细胞液浓度低;Ⅱ、Ⅲ两组中的马铃薯条失水减重,Ⅱ、Ⅲ两组溶液浓度比马铃薯条细胞液浓度高,且Ⅱ组溶液浓度大于Ⅲ组溶液浓度;Ⅳ组中的马铃薯条质量不变,Ⅳ组的溶液浓度和马铃薯条细胞液浓度相同,所以溶液浓度大小关系为Ⅰ<Ⅳ<Ⅲ<Ⅱ,A正确。

5.B　待测细胞若能发生质壁分离和复原,说明细胞是活细胞,A不符合题意;植物细胞的吸水和失水实验不能证明细胞壁的成分,B符合题意;成熟的植物细胞能发生质壁分离,说明原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大,C不符合题意;原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,具有选择透过性,相当于半透膜,D不符合题意。

6.C　图中细胞膜2、液泡膜4、两层膜之间的细胞质5组成了细胞的原生质层,A错误;由于无法确定图中细胞正处于质壁分离还是质壁分离复原或者是在动态平衡中,因此无法确定6、7处的浓度,B错误;图中1是细胞壁,细胞壁是全透性的,因此6中充满了外界溶液,C正确;图中7是细胞液,在细胞发生质壁分离过程中,细胞失水,细胞液浓度逐渐增大,其颜色逐渐变深,D错误。

7.B　第一次观察不能观察到较大的细胞质基质区域,可观察到紫色大液泡;第二次观察时植物细胞置于一定浓度的蔗糖溶液中,植物细胞因失水发生质壁分离,质壁分离首先发生在细胞的角隅处;吸水纸的目的是使洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蔗糖溶液或清水中,进而使细胞发生质壁分离或质壁分离复原;第一次显微观察起对照作用,不能省略。

8.C　载体蛋白和通道蛋白均具有专一性,B正确;通道介导的运输速率较快与其结构特点有关,题述两种运输方式都是被动运输,不消耗能量,C错误;载体蛋白和通道蛋白转运的物质运输速率都受到相应蛋白数量的限制,D正确。

9.C　①②分别表示自由扩散、协助扩散,③物质运输速率与物质浓度呈正相关,表示自由扩散,④物质运输速率除受物质浓度的影响外,还与转运蛋白数量有关,表示协助扩散。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,因此选C。

能力提升练

1.C　甲状态时,水分子仍然跨膜运输进出细胞,A错误;甲图中,细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质相当于一层半透膜,即原生质层,B错误;甲→乙的变化过程中细胞失水,液泡内细胞液的浓度越来越大,故吸水能力会逐渐增强,C正确;乙→丙的变化过程中细胞吸水,由于植物细胞存在细胞壁,细胞壁起到支持和保护作用,故细胞不会因持续吸水而涨破,D错误。

2.B　逆渗透膜没有生物活性,因此不具有细胞膜的识别功能,A错误。渗透作用的原理是水分子从水相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透,即水分子从低浓度溶液向高浓度溶液一侧扩散;逆渗透过程的原理是通过水压使水由较高浓度溶液的一侧渗透至较低浓度溶液一侧,B正确。逆渗透膜是通过膜上的小孔控制物质进出的,膜上没有载体蛋白,C错误。逆渗透膜不能除去全部有毒有害的化学物质,D错误。

3.ACD　甲组幼苗先发生质壁分离后自动复原,而乙组幼苗发生质壁分离后不能复原,可能是由于KNO3溶液浓度过高,细胞大量失水死亡。0 h开始,甲组幼苗根系就开始吸收K+、N,A错误;3 h时,甲组幼苗鲜重仍然处于下降状态,即细胞仍在失水,因此甲组植物细胞细胞液的浓度小于外界溶液浓度,B正确;由于甲组幼苗根系不断吸收K+、N,12 h后幼苗有可能超过处理前的鲜重,乙组幼苗不断失水可能造成严重萎蔫最后死亡,C错误;该实验若把KNO3溶液改为蔗糖溶液,由于蔗糖溶液不能通过原生质层,则甲组幼苗不会发生质壁分离的自动复原,D错误。

4.答案　(1)半透　(2)下降　g管　(3)E、F中溶液浓度不同　猪膀胱袋表面积大小不同　(4)温度影响水分子的渗透作用

解析　(2)小玻璃管中的液面高度与小袋内的液体体积和浓度均有关。三种溶液的浓度大小顺序为溶液丙>溶液甲>溶液乙,对于E、F、G三个小袋来说,半透膜外侧溶液浓度都大于半透膜内侧溶液浓度,三个小袋都会通过渗透作用向外散失水分。比较F、G两个小袋,G小袋体积大于F小袋,G小袋表面积大于F小袋,所以在相同时间内G小袋向外散失水分更多一些,g玻璃管中液面下降更快,下降幅度更大。比较E、F两个小袋,体积大小相同,但E小袋和外界溶液的浓度差小于F小袋和外界溶液的浓度差,故在相同时间内E小袋失水最少,液面下降幅度最小。因此,几分钟后,三支小玻璃管中的现象是液面都下降,下降程度g管>f管>e管。(3)对比分析E、F小袋中,蔗糖溶液浓度不同,e、f小玻璃管中的现象说明了水分子能通过半透膜从溶液浓度低的一侧向溶液浓度高的一侧渗透,且浓度差越大渗透越快。影响f、g液面变化速率的因素除浓度差外,还有猪膀胱袋表面积大小。(4)温度会影响水分子的渗透作用。

5.D　物质①是磷脂分子,属于脂质,合成场所是内质网,物质②是蛋白质,合成场所是核糖体,A正确;未激活的物质②不能运输钠离子,物质②激活后,空间结构发生了变化,其功能也发生变化,能够运输钠离子,B正确;钠离子运输时需要转运蛋白的协助,属于协助扩散,协助扩散属于被动运输,C正确;图中显示的是钠离子的运输,主要体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,不能体现细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能,D错误。

6.A　脂质体是由磷脂分子构成的,而细胞膜的组成成分主要是磷脂和蛋白质,故两者组成成分不完全相同,A错误;水分子进入无CHIP28(转运蛋白)的脂质体,没有转运蛋白协助,属于自由扩散,B正确;由于从红细胞膜上提取并纯化的CHIP28嵌入脂质体后,进行实验操作时发现脂质体快速膨胀破裂(水进入更快),说明CHIP28能协助水分子通过脂质体,C正确;水分子进入红细胞可能存在自由扩散和协助扩散两种方式,D正确。

7.A　协助扩散需要转运蛋白协助,人工膜没有蛋白质,说明离子通过人工膜的方式不属于协助扩散,A错误;生物膜对H2O的通透性大于人工膜,说明生物膜上存在着协助H2O通过的物质如特殊的输送水分子的通道,B正确;生物膜对K+、Na+、Cl-的通透性不同,说明生物膜对K+、Na+、Cl-的通透具有选择性,C正确;图中人工膜对不同分子的通透性不同,可见分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率,D正确。