資源簡介

4.1被動運輸
【新知導(dǎo)學(xué)】
水進出細胞的原理
1.滲透作用
(1)含義：水分子(或其他溶劑分子)通過 的擴散。
(2)方向：從水相對含量高的一側(cè)向相對含量 的一側(cè)滲透。
2.水進出動物細胞(以哺乳動物紅細胞為例)
(1)動物細胞所形成的“滲透裝置”
①半透膜： 。
②濃度差： 與外界溶液之間的濃度差。
(2)現(xiàn)象
①當(dāng)外界溶液濃度 細胞質(zhì)的濃度時，細胞失水。
②當(dāng)外界溶液濃度 細胞質(zhì)的濃度時，水分子進出平衡。
③當(dāng)外界溶液濃度 細胞質(zhì)的濃度時，細胞吸水。
3.水進出植物細胞(以成熟植物細胞為例)
植物細胞所形成的“滲透裝置”
(1)半透膜(原生質(zhì)層)：細胞膜、 以及兩層膜之間的細胞質(zhì)。
(2)濃度差： 與外界溶液之間的濃度差。
①外界溶液濃度 細胞液濃度時，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。
②外界溶液濃度 細胞液濃度時，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。
4.植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原
（1）實驗原理
成熟的植物細胞的 相當(dāng)于一層半透膜，細胞液具有一定的濃度，能夠滲透失水和吸水。
（2）實驗步驟及現(xiàn)象
制作裝片：制作洋蔥鱗片葉外表皮的臨時裝片
↓
低倍鏡觀察：有一個紫色的中央大液泡，原生質(zhì)層緊貼細胞壁
↓
滴加蔗糖溶液：在蓋玻片的一側(cè)滴加蔗糖溶液，在另一側(cè)用 吸引
↓
低倍鏡觀察：觀察液泡大小和原生質(zhì)層的位置
↓
滴加清水：在蓋玻片的一側(cè)滴加清水，在另一側(cè)用吸水紙吸引
↓
低倍鏡觀察：觀察液泡大小和原生質(zhì)層的位置
（3）發(fā)生質(zhì)壁分離的原因
①外因：外界溶液濃度 細胞液濃度。
②內(nèi)因：原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性 。
自由擴散和協(xié)助擴散
1.概念：物質(zhì)以擴散方式進出細胞， 消耗細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱為 。
2.類型
(1)自由擴散
①概念：物質(zhì)通過簡單的 進出細胞。
②特點： (填“順”或“逆”)濃度梯度； (填“需要”或“不需要”)載體；
(填“需要”或“不需要”)能量。
③舉例： 、脂質(zhì)小分子等。
(2)協(xié)助擴散
①概念：借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進出細胞的物質(zhì)擴散方式。
②特點： (填“順”或“逆”)濃度梯度； (填“需要”或“不需要”)載體；
(填“需要”或“不需要”)能量。
③舉例： 通過通道蛋白進出細胞。
3.影響因素
(1)被動運輸?shù)乃俾手苯邮苣?nèi)外物質(zhì) 的影響。
(2)協(xié)助擴散的速率還與 的數(shù)量有關(guān)。
4.轉(zhuǎn)運蛋白
(1)分類：載體蛋白和 。
(2)特點：具有 。
①載體蛋白： 容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過，且每次轉(zhuǎn)運時都會發(fā)生自身構(gòu)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 與通道蛋白結(jié)合。
(3)實例
①水分子的運輸更多的是借助細胞膜上的 以 方式進出細胞。還可以以
方式進出細胞。
②細胞膜上還存在一些無機鹽離子的通道蛋白。(例如：Na＋通道、K＋通道)
【問題思考】
1.發(fā)生質(zhì)壁分離的洋蔥鱗片葉外表皮細胞的原生質(zhì)層與細胞壁之間是何物質(zhì)？
2.在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有“肥大燒苗”的說法，請用你學(xué)到的知識解釋其中的生物學(xué)原理。
3.轉(zhuǎn)運蛋白分為載體蛋白和通道蛋白兩種類型，二者的區(qū)別是什么？
【易錯辨析】
1.植物細胞放在0.3g/mL的蔗糖溶液中，都能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。（ ）
2.具有半透性的結(jié)構(gòu)都具有選擇透過性。（ ）
3.小分子、離子通過細胞膜的方式可能不同。（ ）
4.甘油是極性分子，所以不能以自由擴散的方式通過細胞膜。（ ）
5.哺乳動物成熟的紅細胞吸收葡萄糖時，需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助，可以逆濃度梯度進行。（ ）
6.協(xié)助擴散的速率與膜兩側(cè)的濃度差成正比。（ ）
【成果檢測】
1.滲透作用需要滿足的條件是( )
A.需要有半透膜 B.需要有濃度差和半透膜
C.需要有雜質(zhì) D.不需要任何條件
2.將三種洋蔥鱗片葉表皮細胞放在相同濃度的蔗糖溶液中，一段時間后制成臨時裝片放在顯微鏡下觀察到下圖不同狀態(tài)的細胞圖像。這3個細胞原來細胞液濃度的大小關(guān)系是( )
A.乙>甲>丙 B.甲<乙 <丙 C. 丙<乙<甲 D. 甲=乙=丙
3.在物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞街校杂蓴U散與協(xié)助擴散的相似之處是( )
A.低濃度→高濃度，不需要載體協(xié)助 B.高濃度→低濃度，需要載體協(xié)助
C.低濃度→高濃度，消耗能量 D.高濃度→低濃度，不消耗能量
4.下列關(guān)于被動運輸?shù)臄⑹觯e誤的是( )
A.包括自由擴散和協(xié)助擴散
B.只能順濃度梯度進行運輸
C.都不需要載體
D.都不需要能量
5.人體細胞的細胞質(zhì)濃度約等于0.9% NaCl，即生理鹽水的濃度。生活在海邊的人類即使口渴也不會飲用海水（海水濃度約為3.5% NaCl），如果飲用了海水，會造成人體細胞( )
A.吸水 B.維持原濃度 C.失水 D.脹破
6.觀察紫色洋蔥表皮細胞質(zhì)壁分離的實驗中，能看到的是現(xiàn)象是( )
A.液泡由大變小，紫色變淺 B. 液泡由小變大，紫色變淺
C.液泡由小變大，紫色變深 D. 液泡由大變小，紫色變深
答案以及解析
【新知導(dǎo)學(xué)】
半透膜 低 細胞膜 細胞質(zhì) 大于 等于 小于 液泡膜 細胞液 大于 小于 原生質(zhì)層 吸水紙 大于 大 不需要 被動運輸 擴散作用 順 不需要 不需要 氣體 順 需要 不需要 鉀離子 濃度梯度大小 轉(zhuǎn)運蛋白 通道蛋白 特異性 只 不需要 水通道蛋白 協(xié)助擴散 自由擴散
【問題思考】
1.因為細胞壁是全透性的，所以發(fā)生質(zhì)壁分離的洋蔥鱗片葉外表皮細胞的原生質(zhì)層與細胞壁之間是蔗糖溶液。
2.施肥過多會導(dǎo)致土壤溶液濃度過大，植物根部細胞失水過多，植株缺水而萎蔫。
3.載體蛋白只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過，而且每次轉(zhuǎn)運時都會發(fā)生自身構(gòu)象的改變；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，分子或離子通過通道蛋白時，不需要與通道蛋白相結(jié)合。
【易錯辨析】
× × √ × × ×
【成果檢測】
1.答案：B
解析：A、滲透作用的發(fā)生不僅僅需要半透膜，還需要半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差，A錯誤；B、根據(jù)以上分析已知，滲透作用的發(fā)生需要有濃度差和半透膜，B正確；C、雜質(zhì)的有無并不是滲透作用的必需條件，C錯誤；D、滲透作用的發(fā)生需要有濃度差和半透膜，D錯誤。故選B。
2.答案：C
解析：甲圖細胞保持了正常狀態(tài)，說明細胞液的濃度和蔗糖溶液的濃度相等;乙圖發(fā)生了輕微的質(zhì)壁分離，說明細胞液的濃度比蔗糖溶液的濃度略小;丙圖發(fā)生了嚴重的質(zhì)壁分離，說明細胞液的濃度比蔗糖溶液的濃度要更小。因此.答案選C。
3.答案：D
解析：自由擴散與協(xié)助擴散均屬于被動運輸，被動運輸?shù)倪\輸方向為：高濃度→低濃度，并且它們均不需要消耗能量；唯一的區(qū)別是，協(xié)助擴散需要載體的協(xié)助，故選D。
4.答案：C
解析：被動運輸包括自由擴散和協(xié)助擴散，自由擴散不需要載體，協(xié)助擴散需要載體.故C錯誤。
5.答案：C
解析：溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目，溶質(zhì)微粒越多，即溶液濃度越高,對水的吸引力越大;反過來,溶
液微粒越少即，溶濃度越低，對水的吸引力越小。
由于海水濃度高于人體細胞質(zhì)基質(zhì)，水分子從低濃度一側(cè)流向高濃度一側(cè)， 如果飲用了海水會出現(xiàn)失水的現(xiàn)象，如果失水過多
可能導(dǎo)致脫水，C正確。
故選C。
6.答案：D
解析：當(dāng)外界溶液濃度大于細胞液濃時，細胞失水，原生質(zhì)層收縮性大于細胞壁，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。在該過程中，由于液泡的細胞液中水分逐漸減少，而溶質(zhì)和色素等分子數(shù)量不變，所以液泡越來越小，且細胞液的濃度越來越高，紫色越來越深。
故選：D

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