高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 被动运输练习题

第4章　细胞的物质输入和输出

第1节　被动运输

必备知识基础练

1.下列属于渗透作用的是(　　)

A.水分子通过细胞壁

B.葡萄糖分子通过细胞膜

C.K+通过原生质层

D.水分子通过原生质层

2.如图表示植物细胞渗透作用图解,下列说法错误的是(　　)

A.成熟植物细胞发生渗透作用的主要原因是原生质层相当于一层半透膜

B.不成熟的植物细胞,如根尖分生区细胞,不能发生渗透吸水或失水

C.当溶液浓度甲>乙时,成熟植物细胞会因渗透发生失水而发生质壁分离现象

D.当溶液浓度甲=乙时,细胞处于渗透平衡状态,但仍有水分子由甲→乙

3.将人的红细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡半小时之后的结果如下图所示,依照红细胞外形的变化判断蔗糖溶液的浓度,由高到低排列,正确的是(　　)

A.甲>乙>丙>丁 B.丁>甲>乙>丙

C.丙>丁>甲>乙 D.丙>乙>丁>甲

4.质壁分离与复原实验具有广泛的应用,下列不能通过该实验实现的是(　　)

A.比较不同植物细胞的细胞液浓度大小

B.粗略估算人成熟红细胞的细胞内液浓度

C.鉴别、区分硝酸钾溶液和蔗糖溶液

D.鉴别根尖成熟区细胞是否具有活性

5.关于“观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原”实验,下列叙述错误的是(　　)

A.原生质层的伸缩性大于细胞壁,但通透性小于细胞壁

B.随着质壁分离的进行,液泡的颜色变深

C.用盐酸处理表皮细胞,更容易观察到质壁分离现象

D.实验过程中,至少需要对装片进行三次观察并记录结果

6.(2022黑龙江哈三中高一期中)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,而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度　④葡萄糖能通过协助扩散顺浓度梯度运输

A.①② B.①③ C.①④ D.②④

7.(2022黑龙江哈九中高一期中)下列关于物质X跨膜运输的描述,错误的是(　　)

A.若X跨膜运输的方式是自由扩散,其运输速率不会受到温度变化影响

B.若X是葡萄糖,则在顺浓度梯度的情况下通过协助扩散进入人的红细胞

C.若X跨膜运输的方式是协助扩散,则其运输速率与转运蛋白的数量有关

D.如果X是脂溶性小分子物质,其跨膜运输的方式一般是自由扩散

8.(2021江苏宿迁高一期中调研)某校研究性学习小组利用如下实验材料做相关实验。请分析回答下列问题。

(1)用上述材料进行质壁分离实验,应选择的最佳实验材料是　　　　(填序号)。 

(2)在观察质壁分离实验中,将同一材料平均分为三份,分别放在A、B、C三种不同浓度的蔗糖溶液中,实验结果分别如下图1、2、3所示(图中只分别表示出一个细胞),这三种蔗糖溶液的浓度由大到小依次是　　>　　>　　。(用字母表示) 

(3)将图3所示细胞放入　　　　　　　　中,细胞能由图3恢复成图1所示的状态,此过程称为　　　　　　　　。 

关键能力提升练

9.将若干生理状况基本相同、长度为3 cm的鲜萝卜条均分为四组,分别置于三种浓度相同的溶液(实验组)和清水(对照组)中,测量每组萝卜条的平均长度,结果如下图。据图分析,下列叙述错误的是(　　)

A.鲜萝卜细胞膜上运载甘油的转运蛋白比运载葡萄糖的转运蛋白的数量多

B.对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性相对较小

C.蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为细胞不吸收蔗糖分子

D.实验结束后,蔗糖溶液组中的萝卜条的细胞液浓度比实验前大

10.(多选)(2022黑龙江大庆高一期中)科学家用含水通道蛋白的爪蟾卵母细胞和不含水通道蛋白的爪蟾卵母细胞进行分组实验,实验现象如图。下列关于水通道蛋白的叙述,正确的是              (　　)

A.研究表明,水分子更多的是借助水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的

B.根据细胞结构与功能相适应的观点推测,红细胞含水通道蛋白数量会比肾小管细胞多

C.两组实验的自变量为是否含有水通道蛋白

D.通过研究通道蛋白的作用,有利于探索调控的药物,维护人体健康

11.用质量浓度为2 mol/L的乙二醇溶液浸润某种植物细胞,观察质壁分离现象,得到其原生质体相对体积变化情况如下图所示。下列表述不正确的是(　　)

A.该细胞不可能是根尖分生区的细胞

B.AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大

C.BC段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡

D.用一定浓度的KNO3溶液代替乙二醇溶液,可得到类似的结果

12.(多选)美国科学家阿格雷和麦金农分别研究发现了水通道蛋白和钾离子通道蛋白,因此共同荣获2003年诺贝尔化学奖。下列说法正确的是(　　)

A.磷脂双分子层内部是疏水的,故水分子都要通过水通道蛋白出入细胞

B.甘油和酒精的运输与依靠通道蛋白的运输方式不同,需要消耗细胞中化学反应释放的能量

C.通道蛋白贯穿于细胞膜,分子或离子通过通道蛋白时无须与其结合

D.人的肾脏中肾小管细胞水通道蛋白发达,与水分的重吸收直接相关

13.(多选)根据红细胞发生溶血现象的快慢可判断物质运输的速率,其原理是进入红细胞中的物质能增大红细胞的渗透压,使更多水进入红细胞导致红细胞破裂,即发生溶血。某实验小组利用该原理研究了细胞膜对几种物质的通透性,得到如下数据。下列叙述不正确的是              (　　)

A.细胞膜对上述四种物质的通透性不同

B.细胞膜对甘油的运输速率和乙醇接近

C.红细胞一定不能从溶液中吸收葡萄糖

D.甘油和乙醇进入细胞的方式是自由扩散

14.图乙细胞是将图甲细胞放置于一定浓度蔗糖溶液中的结果;图丙是将另外一种植物的细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液和物质的量浓度为0.5 mol/L的尿素溶液中,观察原生质层的体积随时间变化的结果。请据图回答下列问题。

甲

乙

丙

(1)图甲细胞中,全透性的结构是　　　,图乙细胞中半透性的原生质层由　　　　　　构成(填编号)。 

(2)图乙细胞在质壁分离结束时,⑧处充满了　　　　　　。 

(3)图丙Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,表示细胞在蒸馏水中的是　　　　,表示在物质的量浓度为0.3 mol/L蔗糖溶液中的是　　　　。 

(4)物质的量浓度为0.3 mol/L蔗糖溶液浸泡的细胞,质壁分离达到最大值时,此时进出细胞的水分子数　　　(填“大于”“等于”或“小于”)从细胞出来的水分子数。 

(5)试简要分析Ⅱ、Ⅲ曲线差异的原因:Ⅱ是因为在物质的量浓度为0.5 mol/L尿素溶液中的细胞开始时因渗透失水而发生质壁分离,后由于　　　　　能进入细胞,使得质壁分离后的细胞因吸水而自动复原;Ⅲ由于　　　不能进入细胞,因此分离后不能发生自动复原。 

(6)BC段的细胞液浓度变化为　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”) 

参考答案

1.D　解析 渗透作用是指水分子或其他溶剂分子透过半透膜的扩散作用。细胞壁具有全透性,不属于半透膜,A项错误。葡萄糖和K+属于溶质而非溶剂,B、C两项错误。

2.B　解析 植物细胞的细胞膜、液泡膜和之间的细胞质构成原生质层,具有选择透过性,相当于一层半透膜,这是植物细胞发生质壁分离的内因,A项正确;不成熟的植物细胞,细胞膜相当于半透膜,与外界溶液存在浓度差时,也能发生渗透吸水或失水,B项错误;水分的运输方向是由低浓度运输到高浓度,当外界溶液浓度甲>乙时,成熟植物细胞发生渗透失水,而原生质层的伸缩性大于细胞壁,所以会发生质壁分离现象,C项正确;当溶液浓度甲=乙时,水分子在两种溶液间扩散的速率相等,即处于渗透平衡状态,只是不能通过可见现象表现出来,D项正确。

3.D　解析 水分子是从低浓度的一侧通过细胞膜到达高浓度的一侧。甲中的红细胞吸水破裂,说明其所处的蔗糖溶液的浓度最低;乙中的红细胞保持正常状态,说明水分子进出细胞处于动态平衡,其所处的蔗糖溶液的浓度与细胞质的浓度相等;丙中红细胞失水而皱缩,说明其所处的蔗糖溶液的浓度最高;丁中的红细胞吸水膨胀但没有破裂,说明其所处的蔗糖溶液的浓度低于细胞质浓度,但高于甲的蔗糖溶液的浓度,即蔗糖溶液的浓度由高到低为:丙>乙>丁>甲。

4.B　解析 质壁分离指的是植物细胞在高渗环境下,因水分从液泡中流失而出现的原生质层与细胞壁分离的现象;只要膜两侧存在浓度差,膜内高于膜外,植物细胞就可以渗透吸水,反过来细胞就会失水,如果两侧浓度相等,那就是渗透平衡,因此可以比较不同植物细胞的细胞液浓度大小,A项正确;人成熟红细胞没有细胞壁,不能发生质壁分离,B项错误;在硝酸钾溶液中植物细胞发生质壁分离后会自动复原,而在蔗糖溶液中发生质壁分离后不会自动复原,C项正确;活细胞可以发生质壁分离,而死细胞的细胞膜丧失选择透过性,不能发生质壁分离,D项正确。

5.C　解析 原生质层的伸缩性大于细胞壁,原生质层相当于一层半透膜,而细胞壁是全透性的,A项正确;在质壁分离过程中,水不断地从液泡中流出,导致细胞液的浓度不断增大,液泡颜色变深,B项正确;盐酸能杀死细胞,从而使表皮细胞不能发生质壁分离,C项错误;在质壁分离和复原的实验中,至少需要用显微镜观察三次细胞,分别是正常细胞、质壁分离的细胞和质壁分离复原的细胞,D项正确。

6.C　解析 自由扩散和协助扩散都不消耗能量,都是被动运输,①正确;自由扩散不需要转运蛋白,协助扩散需要转运蛋白,②错误;自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输,③错误;葡萄糖有时可以通过协助扩散顺浓度梯度运输,例如红细胞吸收葡萄糖,④正确。

7.A　解析 如果X跨膜运输的方式是自由扩散,温度会影响分子运动的速率,自由扩散运输速率会受到温度变化影响,A项错误;如果X是葡萄糖,则在顺浓度梯度的情况下可通过协助扩散进入红细胞,B项正确;若X跨膜运输的方式是协助扩散,协助扩散是顺浓度梯度运输,需要转运蛋白的协助,因此协助扩散运输速率与转运蛋白的数量有关,C项正确;如果X是脂溶性的物质,可以通过相似相溶进出细胞,其跨膜运输的方式一般是自由扩散,D项正确。

8.答案 (1)①

(2)C　B　A

(3)清水

(4)质壁分离复原

解析 (1)紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞具有紫色大液泡,便于观察,且材料易取,是进行质壁分离实验的最佳材料。

(2)当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时,细胞渗透失水,会发生质壁分离,而且蔗糖溶液浓度越高,细胞失水越多,质壁分离越明显;当蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水膨胀;当蔗糖溶液浓度等于细胞液浓度时,细胞形态不变。据图可知,蔗糖溶液浓度的大小关系是C>B>A。　

(3)将发生质壁分离的活细胞放入清水中后,细胞会发生渗透吸水,最终完成质壁分离复原。

9.A　解析 甘油为脂溶性小分子,进入细胞的方式为自由扩散,所以细胞膜上没有运输甘油的转运蛋白,A项错误;对照组中萝卜条细胞吸水,但由于细胞壁的伸缩性相对较小,所以细胞体积增大较小,B项正确;在蔗糖溶液中,萝卜条细胞失水发生质壁分离,由于蔗糖分子不能通过细胞膜,达到渗透平衡状态时,蔗糖溶液的浓度仍然大于或等于细胞液浓度,因此萝卜条不能恢复原长度,C项正确;蔗糖溶液组中的细胞失水,所以细胞液浓度比实验前大,D项正确。

10.ACD　解析 从图中看出,在含有水通道蛋白的卵母细胞中,细胞吸水能力明显增强,说明水分子更多的是借助水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞,A项正确;肾小管细胞可以对原尿中的水进行重吸收,而红细胞主要是运输氧气,所以红细胞含水通道蛋白数量会比肾小管细胞少,B项错误;比较两组实验,说明自变量为卵母细胞是否含有水通道蛋白,C项正确;通过研究通道蛋白的作用,有利于探索调控的药物,维护人体健康,D项正确。

11.C　解析 能发生质壁分离的细胞是具有大液泡的成熟植物细胞,根尖分生区细胞是未成熟的植物细胞,因此该种细胞不可能是根尖分生区细胞;AB段原生质体相对体积不断减小,说明细胞液浓度逐渐增大;BC段由于乙二醇进入细胞内,导致质壁分离复原;用一定浓度的KNO3溶液处理该细胞,由于K+和N能够进入细胞内,因此也会发生质壁分离后自动复原。

12.CD　解析 磷脂双分子层内部是疏水的,故水分子主要通过水通道蛋白出入细胞,A项错误;甘油和酒精的运输属于自由扩散,不需要消耗细胞中化学反应释放的能量,B项错误;分子或离子通过通道蛋白时不需要与其结合,C项正确;人的肾脏中肾小管细胞水通道蛋白发达,与水分的重吸收直接相关,D项正确。

13.BC　解析 根据处于不同溶液中的红细胞溶血速度的快慢可知,细胞膜对上述四种物质的通透性不同,A项正确;根据3比2先溶血可知,细胞膜对甘油的运输速率大于乙醇,B项错误;红细胞可以通过协助扩散吸收葡萄糖,C项错误;甘油和乙醇均通过自由扩散进入细胞,D项正确。

14.答案 (1)②　

(2)蔗糖溶液

(3)Ⅰ　Ⅲ

(4)等于

(5)尿素　蔗糖

(6)减小

解析 (1)植物细胞中具有全透性的是细胞壁,原生质层包括细胞膜、液泡膜和之间的细胞质。(2)⑧处是细胞膜和细胞壁之间的间隙,由于细胞壁具有全透性,因此⑧处充满了蔗糖溶液。(3)图丙中,在一定时间内,曲线Ⅰ原生质体体积逐渐增加,说明细胞吸水,因此曲线Ⅰ代表细胞在蒸馏水中,曲线Ⅲ原生质体体积逐渐减少,说明细胞发生质壁分离,因此曲线Ⅲ代表细胞在物质的量浓度为0.3 mol/L的蔗糖溶液中,而曲线Ⅱ,原生质体体积先减小再回复原状,说明细胞先发生质壁分离后又自动复原,因此曲线Ⅱ表示细胞在物质的量浓度为0.5 mol/L的尿素溶液。(4)质壁分离达到最大值时,细胞内外溶液浓度达到平衡,此时进出细胞的水分子数等于从细胞出来的水分子数。(5)曲线Ⅱ发生质壁分离及自动复原的原因是:尿素可以被细胞吸收,因此刚开始时物质的量浓度为0.5 mol/L的尿素溶液高于细胞液浓度,细胞失水发生质壁分离,而在这个过程中尿素也逐渐进入细胞,最后细胞液浓度高于外界溶液浓度,细胞吸水质壁分离复原。(6)BC段属于细胞吸水过程,溶液浓度减小。