第 1 节 被动运输 课前自主预习案
、水进出细胞的原理
1渗透作用具备的两个条
． 件
2动物细胞的吸水和失水 [连
． 线 ]
3植物细胞的吸水和失水 [填． 图 ]
(1)成熟植物细胞的结
构：
(2)探究植物细胞的吸水和失
水：
(3)发生质壁分离的原
因：
、自由扩散和协助扩散
1．物质进出细胞， 顺浓度梯度的扩散称为被动运
输。
分为自由扩散和协助扩散两种类型。
2．自由扩散
(1) 概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。 (2)
体；不消耗能量
特点：高浓度→低浓度；不需要载(ATP)。
(3) 条件 (动力 )：浓度差。
(4) 实例： H2O、O2、 CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素等物质。 3．协助扩散
(1) 概念：进出细胞的物质借助膜上的转运蛋白的扩散方式。 (2)
不消耗能量
特点：高浓度→低浓度；需要载体；(ATP) 。
(3) 条件：需借助膜上的转运蛋白，可分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。 (4) 实例：葡萄糖进入红细胞。
1.判断下列叙述的正误 (1)
用
具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作
( )
(2) 植物细胞放在 0.3 g/mL 的蔗糖溶液中，都能发生质壁分离现象 ( ) (3) (4)
细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性 ( )
植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组
成
( )
(5)
相对分子质量小的物
质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内
( )
葡萄糖
(6)
进入红细胞需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量，属于协助扩散
( )
(7)
进行的
水分子进入细胞，是通过自由扩散方式
( )
载体蛋白和通道蛋
(8)
白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的
( )
答案： (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7) × (8)× 2．将人的红细胞放入
4 ℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是 ( ) A．红细胞膜具有水溶性
B．红细胞的液泡体积增大 C．蒸馏水大量进入红细胞 D．低温时红细胞膜流动性增大
解析： 将人的红细胞放入 4 ℃ 蒸馏水中，红细胞会因大量蒸馏水进入而破裂；红细胞膜 是脂溶性的；人的红细胞中没有液泡；因低温时分子运动减慢而导致细胞膜的流动性降低。
答案： C
3．植物细胞的质壁分离过程中，与细胞壁分离的是 ( )
A ．细胞核 B．原生质层 C．细胞质 D．液泡膜
解析： 植物细胞的质壁分离现象指的是原生质层与细胞壁的分离。 答案： B
4．将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，主要原因是 （ ） A．液泡膜内外溶液有浓度差 B．原生质层相当于一层半透膜 C．细胞壁是全透性的 D．水分子可以自由出入细胞
解析： 植物细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质，原生质层具 有选择透过性，相当于半透膜。把成熟的植物细胞放在溶液中，原生质层两侧的溶液具有浓 度差，但 A 项说的是液泡膜内外溶液有浓度差，故错误。 题 意不符。
答案： B
C、D 选项的说法虽然正确，但与
课堂互动探究案
【课程标准】 阐明质膜具有选择透过性 观察植物细胞的质壁分离和复原 【素养达成】
1．知道细胞吸水和失水的原理。 （科学思维 ）
2．学会探究实验的基本步骤。 （科学探究 ） 3．进行关于植物细胞吸水和失水的实验设
计和操作。
（科学探究 ）
4．举例说出细胞膜是选择透过性膜。 （生命观念 ）
5．通过列表比较， 掌握被动运输方式的二种类型； 掌握区分自由扩散和协助扩散的方
法。 （科学思维 ）
糖醋蒜是大家比较喜欢的一种食品，但如果只用蔗糖来腌制大蒜，糖分很难进入内部， 如果与醋酸共同使用，醋酸会杀死大蒜细胞，糖分就很容易进入大蒜内部了。据此可见，物 质的进进出出都要经过细胞的边界 —— 细胞膜。
细胞内外的许多物质并不能自由地出入细胞，细胞膜能够对进出细胞的物质进行选择。 那么细胞内外的物质到底是怎样通过细胞膜的呢？
探究点一 水进出细胞的原理
师问导学】
请结合上图分析：
1．液面高度差 H 会不会一直升高，为什么？
答案： 不会。长颈漏斗中的液面升高时，液体产生的静水压也随之变大，当静水压增大 到和渗透压相等时 （二者的方向相反，静水压向外、渗透压向内 ），通过半透膜进出长颈漏斗的 水分子数相等，因此，液面就不再升高了。
2．当液面不再升高时，长颈漏斗内外液体的浓度相等吗？
答案： 不相等。当水分子进出达到动态平衡时，长颈漏斗中溶液浓度仍高于烧杯中的液 体浓度。
3．溶液浓度指的是质量浓度吗？
答案： 溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如 10%葡萄糖溶液和 10%蔗糖溶液，质 量浓度相同，但 10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大。
4．如果增加蔗糖溶液的浓度，最终形成的液面高度差 H 会如何变化？
答案： 高度差 H 会增大。
5．如果半透膜的面积增大一倍， 其他条件不变， 液面高度差 H 会不会变化？达到 H 的
时
间会不会变化？
答案： 内外溶液的浓度差不变，液面高度差 H 不会变，但是由于半透膜面积增大，达到
H 的时间会变短。
【智涂笔记】
[易错警示 ] 有关渗透作用的三个误区
(1) 半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观测到的现象是由双向水 分
子运动的差别所导致的液面改变。
(2) 当半透膜两侧的溶液达到平衡时，是指两侧的水分子运动达到平衡，而两侧溶液的浓 度
并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。
(3) 水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度是指物质的量浓度， 是
单位体积中微粒的多少，不是质量分数。
[方法规律 ] 判断渗透系统中液体变化的方法 (1) 液面变化的判断：
① 若半透膜两侧， A 侧溶质可以通过半透膜， B 侧溶质不能通过半透膜，则 B 侧液面升 高。
② 若半透膜两侧 A 侧和 B 侧溶质相同， 且均不能通过半透膜， 则浓度高的一侧液面升高。
③ 若半透膜两侧的溶质均能通过半透膜，则不存在高度差。
(2) 高度差的大小决定于浓度差的大小，浓度差越大，高度差越大。
(3) 浓度变化：渗透系统中，溶质不能通过半透膜时，实验刚开始浓度大的一侧达到平衡 后
的浓度仍大于另一侧。
师说核心】
1．渗透作用的原理 (1) 渗透装置图解：
(2) 当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因：
分析下图可知：漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差为 H 1，由于水槽中与漏斗中的 液体具有浓度差，即具有渗透压差，所以水分子有进入漏斗的趋势；但是 透压的平衡使半透膜两侧水分子的交换速率相同时，液面不再升高
H1 产生的压强与渗
2．渗透作用的应用 渗透作用发生条件的验证：
检测反馈】
1． (合格必考 )如图，甲、乙为两个渗透装置。甲图是发生渗透作用时的初始状态，乙图
是较长时间之后，根据漏斗内外的水分子达到动态平衡时的状态。判断下列有关叙述，错误 的是 (
)
A．图甲中③为半透膜，水分子能自由通过
B．图甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度 C．图乙中溶液①的浓度与溶液②的浓度相等
D．图甲中溶液①和②浓度差越大，则图乙中的水柱越高
解析： 图中③代表半透膜，水分子能自由通过，而大分子不能通过， A 正确；图甲和图乙 比较，漏斗内液面上升，说明漏斗内溶液 ② 浓度高于烧杯中溶液 ①，B 正确；因为漏斗内液柱 压力的作用，当液面不再上升时，溶液 ②的浓度依然大于溶液 ① 的浓度，故 C 错误；图甲中 溶液①和②浓度差越大，则水分跨膜运输的数量越多，则图乙中的水柱上升得越高， D 正确。
答案： C
2．（等级选考 ）如图表示渗透作用装置图， 其中半透膜为猪膀胱膜， 图 1、3 表示初始
状态，
其装置内溶液 A、B、a、b 浓度分别用 MA、MB、Ma、Mb表示，图 2、4 分别表示一段时间后 的状态，液面上升的高度分别为 h1、 h2。如果 A、 B、a、b 均为蔗糖溶液，且 MA>MB、Ma
＝ M b> M A ，则达到平衡后
(
Ma >Mb A ． h1> h2，C．h1 B．h1>h2，Ma Ma＝Mb>MA，所以两个漏斗中的液面都会上升，由于 A 与 a 的浓 度差要小于 B 与 b 的浓度差，所以 h2的高度要大于 h1；同时由于图 2 中吸水相对要少，所以 解析： 由于 MA > M、 B a 的溶液浓度相对较高。 答案： D 探究点二 细胞的吸水和失水 【师问导学】 如图是将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞先放到 0.3 g/mL 的蔗糖溶液中 （甲 ），再放到清水中 （乙）的实验过程的图解，请分析并回答下列问题： 1．该细胞的原生质层包括图中的哪些部分 （请用图中数字回答 ）? 答案： 包括 [2]、[3] 、[4]。 2．甲过程中， [5] 的颜色如何变化？其吸水能力又如何变化？ 答案： 颜色变深，吸水能 力逐渐增强。 3．甲过程中，进入 [1]和[4] 的物质分别是什么液体？ 答案： 细胞壁是全透性的，进入 [1]的有水和蔗糖，而进入 [4] 细胞质的只有水。 4．有位同学错取了 3 g/mL 的蔗糖溶液， 发现做完甲过程后， 再做乙过程几乎没有观察到 相关现象，分析原因可能是什么？ 答案： 溶液浓度太高，细胞过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原。 5．回答与实验相关的问题： (1) 为什么要用紫色洋葱外表皮作为实验材料？ (2) 实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？ (3) 发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质？ 答案： (1) 紫色洋葱外表皮细胞的细胞液中有花青素，使液泡中的细胞液呈紫色，有利于观察。 (2) 观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的状态形成对照。 (3) 因为细胞壁是全透性的，所以洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。 【智涂笔记】 [知识整合 ] (1) 原生质层不包括全透性的细胞壁；在质壁分离的过程中，洋葱鳞片叶的外表皮细胞的 细 胞液浓度逐渐升高，颜色加深，吸水能力增强；若外界溶液浓度太高，会导致细胞过度失 水而死亡。 (2) 质壁分离和质壁分离复原中水分子移动都是双向的；结果是双向水分子运动的差异所 导 致的现象。 (3) 质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因为细胞壁是全透 性 的，且有水分子通过原生质层渗出来。 (4) 若用 50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡。 (5) 若用尿素、乙二醇、 KNO 3、NaCl 做实验会出现自动复原现象，因外界物质会转移到 细胞内而引起细胞液浓度升高。 [规律方法 ] 判断细胞能否发生质壁分离及复原的规律 (1) 从细胞角度分析 ① 死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离。 ② 具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离。 (2) 从溶液角度分析 ① 在一定浓度、溶质 (如蔗糖 )不能穿膜的溶液中发生质壁分离。 ② 在一定浓度、溶质 (如葡萄糖、 KNO 3、尿素、乙二醇 )可穿膜的溶液中先发生质壁分离 后自动复原。 ③ 在高浓度溶液 (如 0.5 g/mL 的蔗糖溶液 ) 中可发生质壁分离，但不会发生复原。 [规律方法 ] 细胞的状态与吸水和失水的判断 (1) 当处于质壁分离的过程中时，细胞失水量大于吸水量，此时外界溶液浓度高于细胞液 的 浓度。 (2) 当细胞处于质壁分离复原的过程中时，细胞失水量小于吸水量，此时外界溶液浓度低 于 细胞液浓度。 (3) 当细胞处于平衡状态时，细胞失水量等于吸水量。 师说核心】 1．植物细胞与渗透装置的比较 据图分析可知： (1) 原生质层 —— 具有选择透过性，相当于半 透膜。 (2) 浓度差 —— 细胞液与外界溶液之间具有浓 3．实验操作步骤及现象 4．质壁分离及复原实验的应用 (1) 判断细胞的死活： (2) 测定细胞液浓度的范围： 待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别镜检，细胞液浓度 介于未发生质壁分离和刚 刚发生质壁分离的两种外界溶液的浓度之间。 (3) 比较不同植物细胞的细胞液浓度： 不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液镜检，比较刚发生 质壁分离时所需时间的长短→判 断细胞液浓度的大小 (时间越短，细胞液浓度越小 ) 。 5．质壁分离实验的拓展应用 (1) 判断细胞的生活情况：只有活的植物细胞才能发生质壁分离。 (2) 判断细胞壁和原生质层伸缩性的大小。 (3) 验证具有液泡的植物细胞能发生渗透作用，原生质层相当于半透膜。 (4) 观察植物细胞膜 (光镜下 )：发生质壁分离的细胞， 其细胞膜与细胞壁之间发生不同程度 的分离，此时则可用光学显微镜观察到细胞膜。 (5) 在生产生活中的应用 ①对农作物合理灌溉，既满足了农作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度， 有利于对水分的吸收。 ②盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度 过高，甚至超过了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水甚至失水造成的。 ③ 防腐杀菌：糖渍、盐渍食品不易变质的原因是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液， 使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能较长时间的保存。 ④ 医用生理盐水浓度为 0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞 保持正常的形态和功能。 检测反馈】 1． (合格必考 )如图是某同学用紫色洋葱鳞片叶的外表皮做“探究植物细胞的吸水和失 水”的实验中所观察到的细胞图。下列叙述正确的是 ( ) A．图中①②⑥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 解析： 图中 ①为细胞壁， ②与④以及两者之间的 ⑤共同组成了原生质层。由于 ①细胞壁 是全透性的，所以 ⑥ 处充满了外界溶液。细胞处于质壁分离状态但细胞此时不一定正在失水， 所以 ⑦处的浓度不一定小于 ⑥处的浓度。在质壁分离的过程中 ⑦是失水的，所以 ⑦的颜色应 该是逐渐加深。 答案： C 2． (合格必考 )植物体内有三个相邻的细胞 a、 b、c，已知它们的细胞液浓度大小关系是 a>b>c ，那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是 ( ) 解析： 细胞液的浓度越高，则吸水能力越强， a 细胞液浓度最高， c 细胞液浓度最低， b 介于 a、c 之间，因此选 C。 答案： C 3． (等级选考 )在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着 的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。 a、b 表示该部位的溶液浓度。由此可推测 ( ) A ． a>b，细胞渗透吸水 B． a＝ b，渗透系统保持动态平衡 C．a 解析： 图示细胞正处于 “质壁分离 ” 状态，要注意此状态下一步可以是液泡继续增大， 也可以是液泡继续变小，也可以是液泡不发生变化。因而该细胞可能正处于质壁分离过程中， 也可能处于质壁分离后的动态平衡过程中，也可能正处在发生质壁分离复原的过程中，故 D 项正确。 答案： D 4． (等级选考 )[2019 石·景山高一期末 ]下列各项不可以通过质壁分离实验加以证明的 是 () A．成熟植物细胞的死活 B．原生质层比细胞壁伸缩性大 C．成熟的植物细胞能进行渗透吸水 D．蛋白质、淀粉、纤维素的吸水性依次递减 解析： 质壁分离及复原实验能证明以下问题：细胞的死活；成熟的植物细胞是一个渗透 系统；原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性等。发生质壁分离后的细胞，放到清水中，若 不能发生质壁分离则说明是死细胞， 反之是活细胞， A 正确； 质壁分离的内因是原生质层的伸 缩性大于细胞壁的伸缩性， B 正确；成熟的植物细胞具有大液泡，能进行渗透吸水， C 正确； 蛋白质、淀粉、纤维素的吸水性是吸胀吸水，未成熟的植物细胞中由于没有大液泡，采用吸 胀吸水。质壁分离实验中的细胞发生的是渗透吸水，不能证明蛋白质、纤维素和淀粉的亲水 性高低， D 错误。 答案： D 探究点三 自由扩散和协助扩散 【师问导学】 物质顺浓度梯度扩散进出细胞的过程称 为被动运输，结合下图分析其特点。 1．对两种方式进行比较，完成下表 是否需要 方式 方式 a 转运方向 载体蛋白 是否消 耗能量 浓度→ 浓度 方式 b、 c 浓度→ 浓度 (1)方式 a 中，物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做 (2)方式 b、c 中，进出细胞的物质借助转运蛋白的扩散，叫做 _______ 。 (3) ________________________________ 下列物质中，以方式 a运输的是 ；以方式 b、c运输的是 __________________________________ 。 ①O2 和 CO 2进出肺泡 ②苯被鼻黏膜细胞吸收 ③红细胞吸收血液中的葡萄糖 ④水分 进出根毛细胞 ⑤胆固醇进入肝细胞 ⑥甘油和乙醇被小肠上皮细胞吸收 (4) 方式 b、c 有何异同？ 答案： 高 低 不需要 不消耗 高 低 需要 不消耗 (1) 自由扩散 (2)协助扩散 (3) ①②④⑤⑥ ③ (4) b、c都是协助扩散方式；不同点： b 由载体蛋白协助， c由通道蛋白协助。 2．仔细 观察教材 P66图 4－4，思考并回答下列问题： (1)图示中绿色和红色的圆点多少表示什么意义？ (2) 由图示分析，自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？ (3) 试从物质运输动力角度分析，为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？ 答案： (1)表示细胞内外两种物质的浓度大小。 (2)都不需要消耗能量，因为二者都是顺浓度梯度进 行的。 (3) 自由扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差，即都是顺浓度梯度进行的，不 需 要消耗能量，所以统称为被动运输。 3．完成下列问题： (1)下表是乙醇分子进入细胞的运输速度与浓度差之间的关系，请在坐标 中绘出曲线。根 据图表可知，影响物质自由扩散的因素是 。 浓度差 (mmol/L) 0 1 3 5 7 9 运输速度 (分子 /秒) 0 5 10 15 20 25 【智涂笔记】 被动运输的影响因素 (1) 自由扩散的影响因素：物质运输速率主要取决于浓度差，也与物质分子大小和脂溶性 有 关。 (2)协助扩散的影响因素：除了膜两侧物质的浓度差外，还与膜上载体蛋白的种类和数量 有 关。当载体蛋白达到饱和时，物质浓度再增加，物质的运输速率也不再增加。 【师说核心】 1．自由扩散 实例： (1)水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差。 (2)当肺泡内氧的浓度大于肺泡细胞内部的浓度时， 氧便通过扩散作用进入肺泡细胞内部。 (3)组织细胞内由于细胞呼吸使二氧化碳浓度升高时， 二氧化碳便通过扩散作用排出细胞， 进入细胞外液，经血液循环运送至肺泡，最终排出体外。 2．协助扩散 实例：有一些物质不能自由通过细胞膜，如葡萄糖进入红细胞需要特殊蛋白质的协助。 实质：蛋白质 特异性 分为载体蛋 特点 白和通道蛋白两类 3．载体 饱和性 载体蛋白只容许自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身 构象的改变；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，不需要与其结合。 输 速度和浓度差的关系，请在坐标中绘出曲线。浓度差在 7.5 mmol/L 以后运输速度不再增加的 原因是 _______ 。由此可知，影响物质协助扩散的因素是 _________ 。 (2)下表是葡萄糖进入红细胞运 浓度差 (mmol/L) 1.5 8 3 15 4.5 24 6 30 7.5 31 9 31 运输速度 (离子 /秒) 答案： (1)如图 1 所示 溶液的浓度 (2) 如图 2 所示 受到载体蛋白数量的限制 浓度差和载体蛋白数量 4．影响被动运输的因素有很多，下面 A 、 B 是两种被动运输方式的运输速率和被运输物 质的浓度之间的关系曲线： (1) _________________ A 表示的方式是 ______________________________ ，转运 速率主要取决于膜内外两侧物质的 ____________________________________________ (2)B 表示的方式可能是 _____ ，ab段主要受 _______ 的影响， bc 段受到 ___ 的限制，运输速率不能再上升。 (3) 请在 C 图中画出被动运输的运输速率和细胞能量供应的关系曲线。 答案： (1)自由扩散 浓度差 (2)协助扩散 浓度差 载体蛋白数量 (3) 【检测反馈】 1．(合格必考 )物质出入细胞的方式中，自由扩散区别于协助扩散的是 ( ) A ．由高浓度向低浓度扩散 B．需要载体 C．由低浓度向高浓度扩散 D ．不需要载体 解析：自由扩散与协助扩散的相同之处是顺浓度梯度 (高浓度 →低浓度 )，同时均不消耗能 量；不同之处表现在自由扩散不需要载体，而协助扩散需要载体。 答案： D 2． (等级选考 )甲、乙两种物质分别以自由扩散和协助扩散方式进入细胞，如果以人工合 成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则 ( ) A ．甲物质的运输被促进 B ．乙物质的运输被促进 C．甲物质的运输被抑制 D ．乙物质的运输被抑制 解析： 是否需要载体蛋白是自由扩散与协助扩散的区别。由于人工合成的无蛋白磷脂双 分子膜无蛋白质，也就没有载体蛋白，协助扩散将受到抑制。 答案： D 网络建构】 主干落实】 1．渗透作用发生的两个条件：一是半透膜，二是浓度差。 2．原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 3．植物细胞发生质壁分离的 原因： (1)外界溶液浓度大于细胞液浓度； (2)原生质层的伸缩 性大于细胞壁。 4．只有活的成熟植物细胞才可发生质壁分离，动物细胞和根尖分生区细胞不发生质壁分 离。 5．细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，选择透过性是活细胞的功能特性。 6．成熟植物细胞在一定浓度的 KNO 3、尿素等溶液中会发生先质壁分离后自动复原的现 象。 7．自由扩散既不需要载体， 也不需要能量， 水、气体及脂溶性物质以自由扩散方式运 输。 8．协助扩散需要载体，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。 课后分层检测案 12 被动运输 授课提示：对应学生用书 151 页 【合格考全员做】 (学业水平一、二 ) 1．下列现象利用到渗透作用原理的是 ( ) A ．氧气进入红细胞 B．水分子通过细胞壁 C． K ＋通过原生质层 D．红细胞在高浓度盐水中皱缩 ＋K解析： 渗透作用是指溶剂的跨膜运输，氧气是气体， 是溶质，因此 A 项、C 项均不属 于渗透作用。由于细胞壁是全透性的，不是半透膜，因此 B 项也不属于渗透作用。 答案： D 2．质壁分离实验中的“质”和“壁”分别是指 ( )A．细胞质、细胞壁 B．原生质层、细胞壁 C．细胞质基质、细胞壁 D．原生质、细胞壁 解析： 成熟的植物细胞可以发生质壁分离现象。原因是成熟的植物细胞中央有一个大液 泡，其内的细胞液有一定浓度，与外界溶液之间可形成浓度差。另外，细胞膜、液泡膜以及 两层膜之间的细胞质组成的原生质层可看做是一层半透膜，它与细胞壁的伸缩性不同，当细 胞失水时，原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大，从而导致两者的分离。 答案： B 3．下列关于生物膜和半透膜的说法，正确的是 ( ) A．半透膜是生物膜的一种 B．植物细胞发生质壁分离时，细胞膜相当于半透膜 C．生物膜和半透膜的主要成分都是脂质和蛋白质 D．半透膜可以让离子和小分子通过，生物膜只可以让部分离子和部分小分子通过 解析： 生物膜相当于半透膜，半透膜不是生物膜；植物细胞发生质壁分离是由于原生质 层相当于半透膜，半透膜可以是人工合成的如玻璃纸。 答案： D 4．人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于 ( ) A．组织液中甘油的浓度 B．细胞膜上载体的数量 C．细胞中 ATP 的数量 D．细胞膜上的某种载体数量 解析： 甘油进入组织细胞的方式是自由扩散，其吸收量主要取决于组织液中甘油的浓度， 与能量和载体无关。 答案： A 5．将人体血液置于质量分数为 9% 的食盐溶液中制成装片后，用显微镜观察，可以发现 血细胞呈现 ( ) A．质壁分离 B．正常状态 C．细胞膜破裂 D ．细胞皱缩 解析： 血细胞所处的环境相当于浓度为 0.9%的生理盐水， 现将其放入质量分数为 9%的食 盐溶液中，红细胞会失水皱缩。 答案： D 6．紫色洋葱外表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜下观察到的正确图示是 ( ) 解析： 细胞核应该位于细胞质中；液泡内有花青素导致液泡为紫色。 答案： C 7．某校研究性学习小组利用如下实验材料做相关实验，请分析并回答下列问题： (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) 离实验中，将取自同一材料、同一区域的三个细胞分别放在 在观察质壁分 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，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 细胞放入 中，细胞能由图 3 恢复成图 1 的状 态，此过程称为 解析： (1)紫色洋葱鳞片叶的表皮细胞具有大液泡，在较高浓度的外界溶液中可以发生质 壁分离，紫色液泡便于观察。 (2)当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞渗透失水，会导致 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 或等于细胞液浓度时，细胞不会发生质壁分离。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。 答案： (1) ① (2)C B A (3) 清水 质壁分离复原 【等级考选学做】 (学业水平三、四 ) 8．某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记 作零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为 () 解析： 根据图示，烧杯中的液体为蔗糖溶液，长颈漏斗中的液体为蒸馏水。故在单位时 间内，由漏斗中进入烧杯中的水分子比从烧杯中进入漏斗中的水分子要多，故开始时液面快 速下降，当进出水分子相等时，液面不再下降。 答案： A 9．撕取紫色洋葱鳞片叶外表皮，分为两份。假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状 态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中 浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖 溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小 是 ( ) A．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等 B．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高 C．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低 D．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞无法比较 解析： 将两份完全相同的紫色洋葱外表皮细胞分别放入完全营养液和蒸馏水中浸泡相同 时间，放入蒸馏水中的外表皮细胞因吸水较多，而使甲组细胞的细胞液浓度大于乙组细胞的 细胞液浓度。由于甲组细胞的细胞液与 0.3 g/mL 蔗糖溶液的浓度差小于乙组细胞的细胞液与 0.3 g/mL 蔗糖溶液的浓度差，所以乙组细胞水分渗出量多。 答案： C 10．为探究植物 A 能否移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物 A 细胞液的浓度，实验结果如下表。为保证植物 A 移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓 度应 ( ) 浓度 (mol/L) 质壁分离状态 0.15 不分离 0.2 刚分离 0.25 显著分离 0.3 显著分离 A ．≤ 0.15 mol/L B．≤ 0.2 mol/L C．≥ 0.2 mol/L D ．≥ 0.3 mol/L 解析： 当植物细胞液浓度小于周围土壤溶液浓度时，细胞会失水发生质壁分离，植物将 不能正常生存。由表中信息可知，该植物细胞液的浓度介于 此，为保证植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应 答案： A 0.15 mol/L 和 0.2 mol/L 之 间。因 ≤ 0.15 mol/L 。 11.在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图所示。若将处 于 b 浓度溶液中的萝卜条移入 a 浓度溶液中，则该萝卜条的质量将 ( ) A．不变 B ．增大 C．减小 D ．先增后减 解析：从题图中可以看出： a 点表示水分进出细胞达到平衡状态， b 点细胞处于失水状态。 当把 b 浓度溶液中的萝卜条移入 a 浓度溶液中后，细胞吸水，质量增大。 答案： B 12．如图 1 所示， a 杯中放质量浓度为 0.5 g/mL 的蔗糖溶液， b 杯中放等量清水。将 一块 白萝卜条劈成“人”字形，分别放入 a、b 两杯中，几十分钟后观察其变化。 (1)a 杯中萝卜条体积 _____ 渗透作用 _______________ 。 ，这是因为细胞液浓度 蔗糖溶液浓度， 细胞就通过 作用 _________________________ (2)b 杯中萝卜条体积 _____ ，这是因为细胞液浓度 外界清水， 细胞就通过渗透 (3) _________________ 显微镜下可观察到 a 杯中 的萝卜细胞形态如图 2 中 _____________________________________ 图所示，处于 _______ 状 态；若将其放入清水中，细胞没有发生质壁分离复原，说明细胞 ______________ 。⑧处溶液是 ___ 。 (4) ______________________________ 图 2 中 B 图细胞中的原生质层包括 ( 填标号 )。 萝卜条缩水 解析： (1)a 杯中由于萝卜细胞液的浓度小于蔗糖溶液的浓度，细胞渗透失水， 体积变小。 (2)b 杯中由于萝卜细胞液的浓度大于清水浓度，细胞渗透吸水，萝卜条体积增大。 (3)a杯中细胞失水，发生质壁分离，如 B 图所示。若再放入清水中，没有发生质壁分离复 原， 说明细胞因过度失水而死亡。 ⑧ 处充满了外界溶液，因为细胞壁是全透性的。 括细胞膜、液泡膜以及夹在两层膜之间的细胞质，即图中的 ??? 。 答案： (1)缩小 小于 失水 (2) 增大 大于 吸水 (3)B 质壁分离 死亡 蔗糖溶液 (4)??? 素养养成练】 由于过度失水而 (4)原生质层包 13．为探究膜的透性，实验小组的同学设计了如图所示的实验装置，其中 E、 F、G 为用 3支 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 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) _______________________________ 几分钟后， 3 支小玻璃管中的液面将 _______________________________________________ (上升、下降 ) ，其液面高度变化的大小排 序是 _______________ 。 (2) 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 (3) 组放于 0 ℃的恒温箱中，几分钟 若将两组这样的装置，一组放于 37 ℃的恒温箱中，一 后观察，可见两装置中 e玻璃管中的现象是两装置中 e玻璃管的液面都下降，且放于 37 ℃恒 温箱中的较放于 0 ℃恒温箱中的下降速度大，说明 ______________________ 。 解析： (1)丙溶液浓度高于甲、乙溶液浓度，所以三支小玻璃管的液面均下降，由于甲、 丙溶液浓度差小于乙、丙溶液浓度差，所以 e管液面下降幅度最小，由于 G 体积大于 F 体积， 所以 g 管液面下降幅度较大。 (2)E 和 F 中溶液浓度不同， 所以 e 和 f 小玻璃管中的液面下降幅 度不同。 (3)与 0 ℃相比， 37 ℃条件下液面下降速度更大， 说明温度影响物质跨膜运输的速率。 答案： (1)下降 g 管 >f 管 >e 管 (2) E、F 中溶液浓度不同 (3) 温度影响物质跨膜运输的速率
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