新人教版高中生物必修一精講與精練高分突破考點專題系列4.1 被動運輸（解析版）

第四章細胞的物質輸入和輸出

4.1·被動運輸

1.滲透作用的概念及發(fā)生條件

(1)概念:水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴散，稱為滲透作用。

(2)發(fā)生條件①具有半透膜:可以是生物性的選擇透過性膜，如細胞膜;也可以是物理性的過濾膜，如玻璃紙。

②半透膜兩側的溶液具有濃度差。

2.滲透現(xiàn)象的分析

半透膜

(1)水分子能通過半透膜，而蔗糖分子無法通過。

(2)單位體積的液體中，蔗糖溶液中的水分子少于清水中的水分子，所以水分子由清水移向蔗糖溶液的速率大于反向移動速率，從而導致長頸漏斗內的液體總量增多、液面升高，直至滲透平衡。

3.自由擴散和協(xié)助擴散

自由擴散(簡單擴散)

(1)概念:物質通過簡單的擴散作用進出細胞的方式。

(2)特點:順濃度梯度運輸，不需要消耗能量，不需要轉運蛋白協(xié)助。

(3)影響轉運速率的因素:膜內外物質濃度梯度的大小。

(4)舉例:不帶電荷的無機小分子(如CO2、O2)和脂溶性的有機小分子(如甘油、乙醇、苯等)。

協(xié)助擴散(易化擴散)

(1)概念:物質借助膜上的轉運蛋白進出細胞的擴散方式。

(2)特點:順濃度梯度運輸，不需要消耗能量，需要轉運蛋白的協(xié)助。

(3)影響轉運速率的因素:膜內外物質濃度梯度的大小，第轉運蛋白的種類和數(shù)量。

(4)舉例:-些離子和小分子有機物(如葡萄糖、氨基酸等)。

轉運蛋白

(1)載體蛋白:只容許與自身結合部位相適應的分子或離子通過，而且每次轉運時都會發(fā)生自身構象的改變。

(2)通道蛋白:只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過。分子或離子通過時，不需要與通道蛋白結合。

思路點撥

(1)自由擴散和協(xié)助擴散都是順濃度梯度運輸，都不需要細胞提供能量，屬于被動運輸。

(2)水分子的跨膜運輸可以通過自由擴散，但更多的是借助細胞膜上的水通道蛋白進行協(xié)助擴散。

圖中曲線a、b表示物質跨（穿）膜運輸?shù)膬煞N方式，下列表述正確的是（）A．脂溶性小分子物質不能通過方式a運輸B．人的紅細胞吸收葡萄糖和水分子都可能是方式bC．與方式a有關的轉運蛋白覆蓋于細胞膜表面D．抑制細胞呼吸對方式a和b的轉運速率均有影響【答案】B【詳解】A、脂溶性小分子物質以自由擴散方式跨膜，即能通過方式a運輸，A錯誤；B、水分子難以大量通過磷脂雙分子層，人的成熟紅細胞吸收葡萄糖和水分子都可能是協(xié)助擴散，B正確；C、方式a為自由擴散，不需要借助轉運蛋白，C錯誤；D、抑制細胞呼吸對方式a沒有作用，被動運輸過程不需要能量，D錯誤。故選B。如圖曲線表示完全相同的兩個植物細胞分別放置在A、B溶液中，細胞失水量的變化情況。相關敘述不正確的是（）A．該實驗可選取綠色植物成熟的葉肉細胞來進行B．若B溶液的濃度稍減小，則曲線中a點下移C．兩條曲線的差異是由于A、B溶液濃度不同導致D．6min時取出兩個細胞用顯微鏡觀察，均可看到質壁分離現(xiàn)象【答案】C【詳解】A、成熟葉肉細胞有大液泡，同時有顏色，方便觀察，可以使用，A正確；B、若B溶液濃度稍減小，失水量將減少，a點會下移，失水量和濃度差成正比，B正確；C、細胞在A溶液中只發(fā)生質壁分離，在B溶液中發(fā)生質壁分離后自動復原，這與兩種溶液的溶質有關系，B溶液中溶質可以進入細胞，而A溶液中的溶質不能進入細胞，C錯誤；D、據(jù)圖可知，6min時，兩個細胞均有失水，失水量大于0，用顯微鏡觀察，均可看到質壁分離現(xiàn)象，D正確。故選C。

1．在觀察植物細胞的質壁分離和復原過程中，某同學在視野中看到活著的洋蔥表皮細胞正處于如圖所示狀態(tài)。a、b分別表示兩處溶液的濃度，由此推測（）A．此時a>b，細胞滲透吸水B．此時a=b，滲透系統(tǒng)保持動態(tài)平衡C．此時a<b，細胞滲透失水D．上述3種情況都有可能【答案】D【詳解】A、若此時a細胞液＞b細胞外液，則表明細胞吸收的水分比失去的水分多，從而表現(xiàn)為細胞滲透吸水，A符合題意；B、若此時a細胞液=b細胞外液，則表明細胞吸收的水分與失去的水分相當，滲透系統(tǒng)處于動態(tài)平衡狀態(tài)，B符合題意；C、若此時a細胞液＜b細胞外液，則表明細胞吸收的水分比失去的水分少，從而表現(xiàn)為細胞滲透失水，C符合題意；D、因此，上述三種情況都有可能，D符合題意。故選D。2．如圖細胞吸水力隨質壁分離程度變化曲線，下列相關敘述中，正確的是（）A．細胞吸水力與質壁分離程度呈負相關B．細胞不發(fā)生質壁分離就沒有吸水力C．細胞處于A點時，細胞液濃度不一定小于外界溶液濃度D．質壁分離過程中只有水分子出細胞，而沒有水分子進入細胞【答案】C【詳解】A、在一定范圍內，細胞吸水力與質壁分離程度呈正相關，A錯誤；B、未發(fā)生質壁分離時，細胞吸水與失水維持動態(tài)平衡，不能說明沒有吸水力，B錯誤；C、細胞處于A點時，細胞吸水力持續(xù)上升，細胞液濃度可大于外界溶液濃度，C正確；D、質壁分離過程中水分子同時進出原生質層，D錯誤。故選C。3．哺乳動物細胞在0．9%NaCl溶液中仍能保持其正常形態(tài)。將兔紅細胞置于不同濃度的NaCl溶液中，一段時間后制作臨時裝片，用顯微鏡觀察并比較其形態(tài)變化。下列敘述錯誤的是（）A．在0.9%的NaCl溶液中，紅細胞形態(tài)未變，是由于水分子進出細胞達到平衡B．在低于0.9%的NaCl溶液中，紅細胞因滲透吸水，會膨脹甚至有的破裂C．在高于0.9%的NaCl溶液中，紅細胞因滲透失水，會皺縮并可能發(fā)生質壁分離D．在低于或高于0.9%的NaCl溶液中，均有可能存在形態(tài)未變的紅細胞【答案】C【詳解】A、在0.9%NaCl溶液中水分子進出紅細胞處于動態(tài)平衡，A正確；B、低于0.9%NaCI溶液中，紅細胞因滲透作用吸水膨脹甚至有的破裂，B正確；C、在高于0.9%NaCI溶液中,紅細胞因滲透作用失水皺縮，動物細胞沒有細胞壁，不發(fā)生質壁分離現(xiàn)象，C錯誤；D、每個紅細胞的細胞內液不一定相同，在低于或高于0.9%的NaCl溶液中，均有可能存在形態(tài)未變的紅細胞，D正確。故選C。4．當蔗糖溶液滴到一杯水中時，下列有關分子擴散的敘述中，錯誤的是（）A．蔗糖分子向水中運動 B．水分子向蔗糖溶液運動C．水分子和蔗糖分子最終分布均勻 D．平衡時，水分子仍然運動，蔗糖分子不再運動【答案】D【詳解】當蔗糖溶液滴到一杯水中時，蔗糖分子向水中運動，水分子向蔗糖溶液運動，平衡時，水分子和蔗糖分子最終分布均勻。D符合題意。故選D。5．假定將甲、乙兩個同種植物的成熟細胞分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，兩種溶液均比細胞液的濃度高，蔗糖分子不能透過原生質層，甘油分子可以較快地透過原生質層。在顯微鏡下連續(xù)觀察，甲、乙兩細胞的變化是（）A．甲、乙兩細胞發(fā)生質壁分離后，不再發(fā)生質壁分離復原B．甲、乙兩細胞發(fā)生質壁分離，隨后乙細胞又發(fā)生質壁分離復原C．甲、乙兩細胞發(fā)生質壁分離，隨后甲細胞又發(fā)生質壁分離復原D．甲、乙兩細胞均發(fā)生質壁分離，后又均發(fā)生質壁分離復原【答案】B【詳解】由于蔗糖溶液和甘油溶液濃度均比細胞液的濃度高，所以甲乙兩細胞都能發(fā)生質壁分離。又因為蔗糖分子不能透過原生質層，甘油分子可以較快地透過原生質層，所以放入蔗糖溶液中的細胞不發(fā)生質壁分離復原現(xiàn)象，而放入甘油溶液中的細胞質壁分離后又發(fā)生質壁分離復原現(xiàn)象。ACD錯誤，B正確。故選B。6．有一種物質能順濃度梯度進出細胞膜，但卻不能順濃度梯度進出無蛋白質的磷脂雙層膜。這種物質出人細胞膜的方式是（）A．自由擴散 B．協(xié)助擴散 C．主動運輸 D．胞吞、胞吐【答案】B【詳解】該物質進出細胞的方式順濃度梯度，說明是被動運輸，即自由擴散或協(xié)助擴散；卻不能順濃度梯度進出無蛋白質的磷脂雙層膜，說明沒有蛋白質，該物質不能運輸，說明運輸過程需要轉運蛋白質，因此該物質進出細胞的方式是協(xié)助擴散，B正確。

故選B。7．某同學利用下圖所示的滲透裝置來比較蔗糖溶液甲、乙的濃度大小。剛開始時漏斗內外液面等高，一段時間后漏斗內液面上升的高度為h。當液面不再上升時兩者濃度大小為（）A．甲=乙 B．甲>乙 C．甲<乙 D．甲=乙【答案】B【詳解】當液面不再上升時，水分子進入漏斗的動力等于水分子出漏斗的動力，由于存在高度差產(chǎn)生的壓力，則蔗糖溶液甲對水的吸引力大于蔗糖溶液乙對水的吸引力，因此蔗糖溶液甲的濃度大于蔗糖溶液乙的濃度，才能使兩者的動力相等，即B正確，ACD錯誤。故選B。8．洋蔥表皮細胞質壁分離和復原實驗過程中，液泡的體積會隨外界溶液中溶質濃度的變化而改變，如圖所示。圖中①、②兩處滴加的溶液分別是（）A．清水、清水 B．清水、30%蔗糖溶液C．30%蔗糖溶液、清水 D．30%蔗糖溶液、30%蔗糖溶液【答案】C【詳解】質壁分離的表現(xiàn)現(xiàn)象：液泡由大變小，細胞液顏色由淺變深。因此①處滴加溶液后，液泡的體積逐漸變小，細胞發(fā)生滲透失水，因此該處細胞外液濃度大于細胞液中的濃度，即滴加30%蔗糖溶液；②處滴加溶液后，液泡的體積逐漸變變大，細胞發(fā)生滲透吸水，因此該處滴加清水。C正確，ABD錯誤。故選C。9．下列關于水分子進出細胞方式的說法中正確的是（）A．水分子都是以自由擴散的方式進出細胞的B．水分子都是以協(xié)助擴散的方式進出細胞的C．水分子進出細胞的方式主要為協(xié)助擴散D．水分子進出細胞的方式為主動運輸【答案】C【詳解】A、水分子不都是以自由擴散的方式進出細胞的，A錯誤；B、水分子不都是以協(xié)助擴散的方式進出細胞的，B錯誤；C、水分子進出細胞的方式主要為協(xié)助擴散，還有自由擴散方式，C正確；D、水分子進出細胞的方式有自由擴散和協(xié)助擴散兩種形式，D錯誤。故選C。10．將洋蔥細胞放入大于細胞液濃度的KNO3溶液中，一段時間后用顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)該細胞未發(fā)生質壁分離，其原因可能是該細胞（）①是死細胞②大量吸水漲破細胞③是根尖分生區(qū)細胞④大量失水⑤質壁分離后又自動復原A．①②③ B．①③⑤ C．②③⑤ D．②④⑤【答案】B【詳解】①死細胞的細胞膜失去選擇透過性，不能發(fā)生滲透作用，也就沒有質壁分離和復原現(xiàn)象，①正確；②植物細胞有細胞壁，不可能吸水漲破，②錯誤；③根尖分生區(qū)細胞是幼小的植物細胞，沒有大液泡，同樣不能發(fā)生質壁分離和復原現(xiàn)象，③正確；④成熟的植物細胞置于大于該細胞細胞液濃度的硝酸鉀溶液中，細胞失水，發(fā)生質壁分離，則在顯微鏡下能觀察到質壁分離，④錯誤；⑤活的成熟的植物細胞在濃度大于細胞液的硝酸鉀溶液中，由于滲透作用失水，發(fā)生質壁分離，又由于植物細胞主動吸收溶液中的鉀離子和硝酸根離子，最終導致細胞液濃度大于硝酸鉀溶液，通過滲透作用吸水，又會自動發(fā)生質壁分離復原，⑤正確。故選B。1．下列有關實驗材料選擇的敘述，錯誤的是（）A．黑藻葉片是觀察葉綠體和細胞質流動的良好材料B．西瓜汁雖富含糖分，但不是鑒定還原性糖的理想材料C．觀察質壁分離的實驗必須選擇含大液泡的植物細胞D．用哺乳動物紅細胞制備細胞膜是因為紅細胞沒有其他膜結構【答案】C【詳解】A、黑藻葉片含有葉綠體，葉片簡單，是觀察葉綠體和細胞質流動的良好材料，A正確；B、西瓜汁雖富含糖分，但不是鑒定還原性糖的理想材料，因為西瓜汁本身含有色素，對實驗結果有干擾作用，B正確；C、觀察質壁分離的實驗不是必須選擇含大液泡的植物細胞，其他含有大液泡，且有細胞壁的細胞也可以，C錯誤；D、用哺乳動物紅細胞制備細胞膜是因為紅細胞沒有其他膜結構，D正確。故選C。2．將某植物花冠切成大小和形狀相同的細條，分為a、b、c、d、e和f組（每組的細條數(shù)相等），取上述6組細條分別置于不同濃度的蔗糖溶液中，浸泡相同時間后測量各組花冠細條的長度，結果如圖所示。假如蔗糖溶液與花冠細胞之間只有水分交換，則（）A．實驗后，a組液泡中的溶質濃度比b組的高B．浸泡導致f組細胞中液泡的失水量小于b組的C．a(chǎn)組細胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗能量多于b組D．使細條在浸泡前后長度不變的蔗糖濃度介于0．4～0．5mol·L－1之間【答案】D【詳解】A、據(jù)圖可推知a組吸水多于b組，因此實驗后a組液泡細胞液中溶質濃度低于b組，A錯誤；B、根據(jù)分析，實驗前長度與實驗后長度的比值小于1表明細胞吸水，比值大于1表明細胞失水，說明f組細胞失水，b組細胞吸水，故浸泡導致f組細胞中液泡的失水量大于b組，B錯誤；C、細胞的吸水或失水都不需要消耗ATP，C錯誤；D、由c、d兩組之間存在比值為1的數(shù)值可知，c組吸水，d組失水，故使細條在浸泡前后長度不變的蔗糖濃度介于0.4～0.5mol?L-1之間，D正確。故選D。3．實驗小組從新鮮的紫色洋蔥鱗片葉外表皮上選取初始液泡體積相等的甲、乙、丙三個細胞分別置于等濃度的蔗糖溶液中，各細胞的液泡體積隨時間的變化曲線如下圖所示（假設蔗糖分子不能進出細胞，各細胞存活）。下列相關敘述正確的是（）A．初始狀態(tài)下細胞液濃度大小關系為：丙>乙>甲B．t1時刻水分子進出各細胞處于動態(tài)平衡C．t1時刻各細胞的細胞液濃度均等于外界蔗糖溶液的濃度D．細胞乙的細胞液中蔗糖的濃度和外界蔗糖溶液的濃度相等【答案】B【詳解】A、根據(jù)圖示可知，甲表現(xiàn)為吸水，初始狀態(tài)下甲的細胞液滲透壓大于外界蔗糖溶液的滲透壓；乙細胞液泡體積不變，乙的細胞液滲透壓和外界蔗糖溶液的滲透壓相等；丙表現(xiàn)為失水，丙的細胞液滲透壓小于外界蔗糖溶液的滲透壓，因此初始狀態(tài)下細胞液濃度大小關系為甲＞乙＞丙，A錯誤；B、t1時刻各組細胞液泡體積均不再發(fā)生變化，此時水分進出細胞達到動態(tài)平衡，B正確；C、t1時刻甲表現(xiàn)為吸水膨脹，由于存在細胞壁的束縛，其細胞液濃度應大于外界蔗糖溶液的濃度，C錯誤；D、細胞乙初始狀態(tài)下其滲透壓和外界蔗糖溶液的滲透壓相等，但是細胞液中存在多種溶質分子，而不是只有蔗糖一種溶質分子，因此細胞乙的細胞液中蔗糖的濃度小于外界蔗糖溶液的濃度，D錯誤。故選B。4．如圖是細胞膜的亞顯微結構模式圖，①~③表示構成細胞膜的物質。下列關于細胞膜結構和功能的敘述，不正確的是（）A．a(chǎn)過程可表示代謝廢物排出細胞的過程B．③與離子或分子結合后，在能量的推動下空間結構發(fā)生變化C．①與細胞間識別密切相關D．②構成了細胞膜的基本支架【答案】A【詳解】A、a過程是自由擴散，表示物質進入細胞的過程，A錯誤；B、離子或分子在與載體蛋白結合后，在能量推動下，載體蛋白空間結構發(fā)生變化，B正確；C、糖蛋白①功能與細胞識別和信息交流有關，C正確；D、磷脂雙分子層（②）為細胞膜的基本支架，D正確。故選A。5．將洋蔥鱗莖從土壤中拔出，立即取其鱗片葉表皮置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，待細胞形態(tài)不再發(fā)生變化，將該表皮從蔗糖溶液中取出并置于清水中，當細胞形態(tài)再次不發(fā)生變化時，則（）A．細胞中的含水量與實驗開始時相等B．細胞液的濃度較實驗開始時高C．細胞壁對原生質層的“擠壓”達到最大程度D．此時細胞液的滲透壓與細胞質基質不相等【答案】C【詳解】A、取其鱗片葉表皮置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，細胞失水，待細胞形態(tài)不再發(fā)生變化，此時細胞液的濃度等于蔗糖溶液濃度，將該表皮從蔗糖溶液中取出并置于清水中，細胞吸水，當細胞形態(tài)再次不發(fā)生變化時，細胞吸水量達到最大，此時細胞中的含水量略大于實驗開始時，A錯誤；B、實驗最終結束時，細胞外為清水，細胞比實驗初始時含水量多，細胞液濃度比實驗開始時低，B錯誤；C、實驗結束時，細胞吸水量達到最大，細胞壁對原生質層的“擠壓”達到最大程度，C正確；D、實驗結束時，細胞吸水量達到最大，水分進出細胞達到平衡狀態(tài)，此時細胞液的滲透壓與細胞質基質的滲透壓相等，D錯誤。故選C。6．將小鼠紅細胞放入一定濃度的KNO3溶液中，紅細胞體積隨時間變化如圖，有關敘述正確的是（）A．KNO3溶液的起始濃度小于紅細胞內液的起始濃度B．與B點相比，A點對應時刻紅細胞內液的滲透壓較大C．AB段失水使紅細胞內液的滲透壓大于KNO3溶液，從而出現(xiàn)BC段的變化D．B點對應的時刻，KNO3溶液與紅細胞內液的滲透壓相等【答案】D【詳解】A、據(jù)圖分析，AB段細胞體積變小，說明硝酸鉀溶液的起始滲透壓大于紅細胞內液的起始滲透壓，細胞失水，A錯誤；B、AB段細胞體積變小，細胞失水，則B點紅細胞內液的滲透壓大于A點，B錯誤；C、硝酸根離子和鉀離子以主動運輸?shù)姆绞竭M入細胞，使得細胞內液的滲透壓高于外界溶液，細胞吸水，才出現(xiàn)BC段，C錯誤；D、B點細胞體積不變，說明KNO3溶液與紅細胞內液的滲透壓相等，細胞吸水和失水處于動態(tài)平衡，D正確。故選D。7．圖1表示半透膜對淀粉和葡萄糖的透性不同，圖2是依據(jù)圖1設計的相關實驗。下列有關敘述正確的是（）A．圖甲中液面a將持續(xù)上升 B．圖甲中液面a將先上升后下降C．圖乙中液面b將持續(xù)上升 D．圖乙中液面b將先上升后下降【答案】D【詳解】A、甲圖中半透膜兩側是清水和淀粉溶液，存在濃度差，發(fā)生滲透作用，剛開始導致水柱升高，到一定高度后，由于液面高度差的存在，導致水柱不再升高，A錯誤；B、圖甲中a液面先上升，然后停止，B錯誤；CD、乙圖中半透膜兩側是清水和葡萄糖溶液，存在濃度差也發(fā)生滲透作用，剛開始導致水柱升高，當半透膜兩側的水分子達到動態(tài)平衡后，葡萄糖也能透過半透膜，并且也要在半透膜兩側達到動態(tài)平衡，所以使水柱又下降，C錯誤，D正確。故選D。8．將人的紅細胞放入蒸餾水中，一段時間后紅細胞破裂，主要原因是（）A．紅細胞具有水溶性B．紅細胞的液泡體積大C．蒸餾水大量進入紅細胞D．紅細胞膜不能控制物質進出【答案】C【詳解】A、紅細胞放在蒸餾水中會大量吸水進而導致漲破，不是具有水溶性導致的，A錯誤；B、人的紅細胞屬于動物細胞，沒有像成熟植物細胞那樣的大液泡，B錯誤；C、由于細胞膜具有選擇透過性，紅細胞放在蒸餾水中，由于外界濃度低于細胞內濃度，導致吸水漲破，即紅細胞漲破是吸水導致的，C正確；D、紅細胞膜具有選擇透過性，能控制物質進出，D錯誤。故選C。9．1組實驗中，5分鐘時細胞和外界溶液間水分流動的途經(jīng)是_____→_____→_____；3個時間點中，細胞吸水能力最大的是_____。10．45分鐘時，原生質層2側的溶液濃度大小關系可能是_____。如果用3H標記的水配制的蔗糖溶液，細胞質基質中_____（選“有”或“無”）放射性。11．2組試驗中，洋蔥表皮細胞質壁分離自動復原，主要因為KNO3以_____方式進入細胞，它與水分運輸方式的不同之處是_____，這些物質運輸方式體現(xiàn)了細胞膜的_____特點?！敬鸢浮?．細胞液細胞質基質細胞外液（蔗糖溶液）30分鐘時10．細胞液濃度大于或等于外界溶液濃度有11．主動運輸運輸過程需要能量和載體選擇透過性9．1組實驗中，5分鐘時發(fā)生質壁分離，細胞和外界溶液間水分流動的途經(jīng)是細胞液→細胞質基質→細胞外液（蔗糖溶液）；3個時間點中，細胞吸水能力最大的是質壁分離程度最大時期，因此是30分鐘時。10．45分鐘時，原生質層2側的溶液濃度大小關系可能是細胞液濃度大于或等于外界溶液濃度（有可能外界溶液濃度小于細胞液，但由于細胞壁的保護和支撐作用，不能繼續(xù)復原）。水分子不停的在細胞膜兩側運動，所以如果用3H標記的水配制的蔗糖溶液，細胞質基質中有放射性。11．2組試驗中，洋蔥表皮細胞質壁分離自動復原，主要因為KNO3以主動運輸方式進入細胞，它與水分運輸方式的不同之處是運輸過程需要能量和載體，這些物質運輸方式體現(xiàn)了細胞膜選擇透過性的特點。12．下面甲、乙圖是滲透裝置示意圖，丙圖是根毛細胞示意圖，請根據(jù)甲、乙、丙三圖回答下列問題：（甲圖是發(fā)生滲