資源簡介

4.1被動運輸
學習目標
1、通過模擬實驗，觀察滲透現象。
2、進行關于植物細胞吸水和失水的實驗，分析植物的吸水和失水。
3、概述被動運輸的兩種方式和特點。
一、水進出細胞的原理
基礎梳理
1、滲透作用
（1）概念
指水分子（或其他溶劑分子）通過 的擴散。
（2）條件
a.有一層 b.半透膜兩側的溶液有
（3）方向
水分子（或其他溶劑分子）從相對含量 的一側向相對含量 的一側滲透。
2、水分子進出動物細胞
過程 條件 現象
吸水 外界溶液的濃度<細胞質的濃度
失水 外界溶液的濃度>細胞質的濃度
平衡 外界溶液的濃度＝細胞質的濃度
3、水分子進出植物細胞
（1）細胞壁具有 。
（2）植物細胞的原生質層由 、 和 三層構成。
（3）實驗步驟
（4）植物細胞的原生質層相當于一層 。當 濃度小于外界溶液濃度時，細胞通過 失水，細胞壁和原生質層發生分離，此現象為 。發生質壁分離的細胞，當 濃度小于外界溶液濃度時，細胞通過 吸水，細胞壁和原生質層慢慢地恢復成原來的狀態，此現象稱為 。
易錯提示
（1）所有的小分子物質都可以通過半透膜。 （ ）
（2）達到滲透平衡時，半透膜兩側的水分子不再運動。（ ）
（3）植物細胞的細胞壁是半透膜。 （ ）
（4）動物細胞和植物細胞放進水中都吸水漲破。 （ ）
（5）動物細胞不會發生質壁分離現象。 （ ）
二、被動運輸
基礎梳理
1、物質以 方式進出細胞, 消耗細胞內化學反應所釋放的能量,這種物質跨膜運輸方式稱為被動運輸。被動運輸又分為 和 兩類。
2、自由擴散：物質通過簡單的 進出細胞，又稱為 。
方向：物質分子從 一側運動到 一側。
條件：該物質在細胞膜兩側的溶液中存在 。
舉例： 。
3、協助擴散：進出細胞的物質借助 的擴散。
方向：物質分子從 一側運動到 一側。
條件：該物質在細胞膜兩側溶液有 ，且有 的協助。
舉例： 。
4、轉運蛋白分為 和 。
載體蛋白： 。
通道蛋白： 。
易錯提示
（1）水分子都是通過自由擴散進出細胞的。 （ ）
（2）被動運輸的運輸速率只與膜內外物質濃度梯度有關。 （ ）
（3）某些物質運輸的速率與轉運蛋白的數量有關。 （ ）
隨堂訓練
1、某同學為探究膜的通透性而設計了如圖所示的滲透裝置，開始時燒杯內的液面和長頸漏斗內的液面相平。在長頸漏斗內液面上升的過程中( )
A.液面上升的速率先逐漸加快后逐漸減慢最終維持穩定
B.水分子只能通過半透膜從清水向蔗糖溶液擴散
C.當漏斗內液面保持不變時,水分子不再通過半透膜擴散
D.當半透膜兩側水分子進出速率相等時,長頸漏斗內液面最高
2、下列有關細胞吸水和失水的敘述,正確的是( )
A.可以用口腔上皮細胞來觀察質壁分離
B.當外界溶液的濃度比細胞內的濃度低時,哺乳動物的紅細胞失水皺縮
C.當外界溶液的濃度比細胞液的濃度低時,洋蔥鱗片葉的表皮細胞吸水漲破
D.細胞吸水和失水是水分子順濃度梯度跨膜運輸的結果
3、若將一個成熟的植物細胞浸潤在一定濃度的蔗糖溶液中，當平衡后，細胞仍保持活性狀態，則下列有關說法正確的是( )
A.細胞可能吸水膨脹，此時細胞液濃度大于外界溶液濃度
B.細胞可能吸水膨脹，此時細胞液濃度小于外界溶液濃度
C.細胞可能未發生質壁分離，此時細胞液濃度一定等于外界溶液濃度
D.細胞可能發生生質壁分離，此時細胞液濃度一定小于外界溶液濃度
4、在觀察某植物細胞的質壁分離及質壁分離復原實驗中,依次觀察到的結果示意圖如下,其中①、②指細胞結構。下列敘述正確的是( )
A.甲狀態時不存在水分子跨膜運輸進出細胞的現象
B.甲→乙變化的原因之一是結構①的伸縮性比②的要大
C.乙→丙的變化是由于外界溶液濃度小于細胞液濃度
D.細胞發生滲透作用至丙狀態,一段時間后該細胞會破裂
5、下列各項不可以通過質壁分離實驗加以證明的是( )
A.成熟植物細胞的死活
B.蛋白質、淀粉、纖維素的吸水性依次遞減
C.成熟的植物細胞能進行滲透吸水
D.原生質層比細胞壁伸縮性大
6、二氧化碳進出細胞膜的方式是( )
A.自由擴散 B.自由擴散和主動運輸
C.主動運輸 D.滲透作用
7、有一種物質只能順濃度梯度進出細胞，卻不能順濃度梯度進出無蛋白質的磷脂雙分子層膜。這種物質出入細胞膜的方式是( )
A.自由擴散 B.協助擴散
C.主動運輸 D.胞吞和胞吐
8、下列關于自由擴散與協助擴散的說法中，正確的是( )
①都不需要能量
②都不需要載體
③自由擴散只能順濃度梯度，而協助擴散既可以順濃度梯度也可以逆濃度梯度
④都是被動運輸
⑤一些較大的分子如葡萄糖，可以通過協助擴散順濃度梯度運輸
A.①②④ B.①③④ C.①④⑤ D.①②⑤
9、成熟的植物細胞具有中央大液泡,可與外界溶液構成滲透系統進行滲透吸水或滲透失水。下圖甲表示滲透裝置吸水示意圖,圖乙表示圖甲中液面上升的高度與時間的關系,圖丙表示成熟植物細胞在某外界溶液中的一種狀態(此時細胞有活性)。請回答下列問題。
(1)由圖甲漏斗液面上升可知，實驗初始時。兩側濃度大小是a b,由圖乙可知漏斗中溶液吸水速率在 ，最終液面不再上升，當液面不再上升時，c兩側濃度大小是a b。
(2)圖丙中相當于圖甲中c結構的是 (填序號)，結構②中充滿的液體是 此時細胞液的濃度與外界溶液的濃度大小關系是
A.細胞液＞外界溶液
B.細胞液＜外界溶液
C.細胞液＝外界溶液
D.都有可能
(3)把一個已經發生質壁分離的細胞浸入低濃度的蔗糖溶液中，發現細胞液泡體積在增大。當液泡體積不再增大時，細胞液濃度是否一定和外界溶液濃度相等 。
10、如圖,圖一表示物質進入細胞的過程,圖二表示物質運輸速度與細胞內外物質濃度差的關系,請據圖回答。
1.圖一中物質進入細胞的方式與圖二中曲線的對應關系是:A對應 ,B對應 。
2.方式A和B的共同點是 。
3.影響方式甲OM段和MN段的運輸速度的主要因素分別是 。
4.O2進入小腸上皮細胞應是圖二中的 ;血漿中葡萄糖進入紅細胞的過程是圖二中的 。
答案解析
1 答案：D
解析：本題主要考查滲透作用發生的條件及原理。液面上升的過程中，漏斗內外濃度差減小，則速率起始最快，之后減慢最終維持穩定，A錯誤；在長頸漏斗內液面逐漸上升的過程中，有水分子通過半透膜從清水向蔗糖溶液擴散，也有水分子通過半透膜從蔗糖溶液向清水擴散，只是水分子進去得多，出來得少，B錯誤；當漏斗內液面保持不變時，仍然存在水分子的擴散，只是擴散達到動態平衡，C錯誤；當半透膜兩側水分子進出速率相等時，長頸漏斗內液面最高，D正確。
2 答案：D
解析：口腔上皮細胞沒有細胞壁,不能發生質壁分離,A錯誤;當外界溶液的濃度比細胞內的濃度低時,哺乳動物的紅細胞可能會因持續吸水而漲破,B錯誤;植物細胞有細胞壁的保護,不會吸水漲破,C錯誤;水分子進出細胞取決于細胞內外溶液的濃度差,當外界溶液濃度高于細胞液的濃度時,細胞失水, 當外界溶液濃度低于細胞液的濃度時,細胞吸水,細胞吸水和失水都是水分子順濃度梯度跨膜運輸的結果,D正確。
3 答案：A
解析：細胞可能吸水膨脹，對細胞壁產生壓力，細胞壁會對原生質體有反作用力，保護細胞不會漲破，此時細胞液濃度大于外界溶液濃度，A正確,B錯誤;細胞可能未發生質壁分離，此時細胞液濃度等于或大于外界溶液濃度，C錯誤；細胞可能發生了質壁分離，此時細胞液濃度等于外界溶液濃度,D錯誤。
4 答案：C
解析：本題考查植物細胞的滲透作用、細胞的質壁分離及復原等知識。甲圖中細胞維持正常形態,則進入細胞的水分子和從細胞出去的水分子一樣多,處于動態平衡狀態,A錯誤;甲→乙發生了滲透失水,細胞發生質壁分離,原因之一是結構①(細胞壁)的伸縮性比結構②(細胞膜)的伸縮性要小,B錯誤;乙→丙發生了滲透吸水,此時外界溶液濃度比細胞液濃度小,C正確;丙細胞可能發生滲透吸水,但由于細胞壁的存在,植物細胞滲透吸水后只會膨脹不會漲破,D錯誤。
5 答案：B
解析：A、死亡的成熟植物細胞的細胞膜喪失了選擇透過性,不會發生質壁分離及其復原,A正確;
B、質壁分離與復原實驗的原理是滲透作用,而蛋白質、淀粉、纖維素的親水性是通過吸脹吸水實現的,因此無法通過實驗鑒定其親水性,B錯誤;
C、質壁分離利用的是滲透作用原理,因此能夠證明植物細胞能進行滲透吸水,C正確;
D、因為原生質層比細胞壁伸縮性大,所以原生質層收縮的多,從而出現了質壁分離及復原現象,D正確.
所以B選項是正確的.
6 答案：A
解析：二氧化碳進出細胞膜的方式是自由擴散，特點：運輸方向由高濃度到低濃度，不需要載體和能量；故選A。
7 答案：B
解析：只能順濃度梯度進出細胞，卻不能順濃度梯度進出無蛋白質的磷脂雙分子層膜，說明這種物質出入細胞需要載體蛋白，則只能對應協助擴散，B正確；自由擴散不需載體蛋白，主動運輸是逆濃度梯度進行，胞吞、胞吐與順逆濃度無關，也不需要載體蛋白，故A、 C、D錯誤。
8 答案：C
解析：自由擴散和協助擴散都屬于被動運輸，都是順濃度梯度進行的，都不需要消耗能量，協助擴散需要載體蛋白的協助，一些較大的分子如葡萄糖進入紅細胞的方式是協助擴散，故選C。
9 答案：(1)小于；下降；小于
(2)③④⑤ 外界溶液 D
(3)不一定
解析： (1)據圖甲分析，漏斗液面上升，水分是從低濃度溶液流向高濃度溶液，故a小于b。據圖乙曲線分析，漏斗液面上升高度隨時間推移越來越小，故漏斗中溶液吸水的速率在下降。當液面不再上升時，半透膜兩側壓力相等，滲透作用平衡，但是a仍然小于b。
(2)細胞的原生質層(③細胞膜④細胞質⑤液泡膜)相當于半透膜。結構②是細胞壁和原生質層的空隙，充滿外界溶液。圖丙細胞原生質層和細胞壁分離，可能處于質壁分離狀態或者復原狀態，也可能處于平衡狀態。
(3)植物細胞的細胞壁彈性有限，當液泡體積不再增大時有可能是受限制于細胞壁的阻礙，而不一定是處于“滲透平衡”狀態，故細胞濃度和外界溶液濃度不一定相等。
10 答案：1.乙; 甲; 2.都是順濃度梯度,都不需要提供能量; 3.濃度差和載體的數量; 4.乙; 甲
解析：1.圖一中A為自由擴散,B為協助擴散,圖二中乙為自由擴散,甲為協助擴散。
2.自由擴散和協助擴散的共同點是都是順濃度梯度運輸,都不需要提供能量。
3.圖二中影響協助擴散OM段和MN段的運輸速度的因素分別為細胞內外的濃度差和載體的數量。
4.O2進入肺泡細胞的方式為自由擴散;人體血漿中葡萄糖進入紅細胞的方式為協助擴散。
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