41被動運輸（備作業(yè)）2021-2022學年高一生物（人教版2019必修1）

第1節(jié)被動運輸【教學重點】1、滲透作用的條件及原理。2、水進出細胞的原理。3、植物細胞吸水和失水的實驗操作。4、被動運輸及自由擴散和協(xié)助擴散的異同點?！窘虒W難點】1、滲透作用的條件及原理。2、水進出細胞的原理。3、植物細胞吸水和失水的實驗操作。4、被動運輸及自由擴散和協(xié)助擴散的異同點。【知識梳理】1．原生質(zhì)層包括細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)。2．植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因(1)外界溶液濃度大于細胞液濃度。(2)原生質(zhì)層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性。3．只有活的、具有中央大液泡的成熟植物細胞才可發(fā)生質(zhì)壁分離，動物細胞和根尖分生區(qū)細胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離。4．探究植物細胞的吸水和失水實驗(1)要選取成熟的、液泡帶有一定顏色的植物組織，便于觀察實驗現(xiàn)象。(2)選用的蔗糖溶液濃度要適宜。5．被動運輸包括自由擴散和協(xié)助擴散，二者都是順濃度梯度進行的跨膜運輸。6．自由擴散既不需要轉(zhuǎn)運蛋白，也不需要能量，少部分水、氣體及脂溶性物質(zhì)以自由擴散方式運輸。7．協(xié)助擴散需要轉(zhuǎn)運蛋白，但不需要能量，例如紅細胞吸收葡萄糖，大部分水通過水通道蛋白進出細胞。一、選擇題1.如圖實驗裝置中，半透膜只允許水分子和單糖分子透過，向a側(cè)加入質(zhì)量分數(shù)為5%的蔗糖溶液，向b側(cè)加入質(zhì)量分數(shù)為5%的葡萄糖溶液，初始狀態(tài)如圖，則下列關(guān)于液面的變化及相關(guān)敘述正確的是()A．a(chǎn)先降后升，b先升后降B．a(chǎn)先升后降，b先降后升C．當液面最終停止變化時，半透膜兩側(cè)溶液濃度相等D．當液面最終停止變化時，b側(cè)濃度高于a側(cè)【答案】A【解析】本實驗中的半透膜只允許葡萄糖、水分子透過，而蔗糖分子不能透過。相同質(zhì)量分數(shù)的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，由于葡萄糖的摩爾質(zhì)量較小，其物質(zhì)的量濃度就較大，水分子和葡萄糖都能透過半透膜，但分子小得多的水分子滲透速率要快得多。剛開始是水向物質(zhì)的量濃度大的葡萄糖溶液一方滲透，所以b液面高于a液面。后來葡萄糖也逐漸透過半透膜到達a側(cè)，使a側(cè)濃度升高，水又反向滲透，a液面又高于b液面。因此，a先降后升，b先升后降。但是，由于靜水壓的作用，當液面最終停止變化時，b側(cè)濃度低于a側(cè)。2．如圖為某同學制作的滲透裝置及實驗結(jié)果，下列有關(guān)分析正確的是()A．若a、b中均為蔗糖溶液，則兩者起始濃度相同B．若a、b中均為蔗糖溶液，則兩者當前濃度相同C．若將水槽中水換為b中溶液，則a液面將上升D．若將水槽中水換為b中溶液，則b液面將下降【答案】D【解析】若a、b中均為蔗糖溶液，b中液面高于a，說明b的起始濃度大于a，b的當前濃度高于a，A、B錯誤；b中溶液濃度大于a，當水槽中水換為b中溶液時，a中的水將進入水槽使液面下降，C錯誤；將水槽中水換為b中溶液，由于半透膜兩側(cè)溶液種類一樣，濃度一樣，b液面將下降，D正確。3．將盛有一定濃度蔗糖溶液的透析袋(蔗糖分子不能透過)浸入蒸餾水中，下圖能正確表示透析袋中蔗糖溶液濃度與時間關(guān)系的是()【答案】B【解析】透析袋中溶液的濃度高，透析袋滲透吸水，蔗糖溶液濃度下降，當達到平衡時，蔗糖溶液濃度不變，故選B。4．如圖是三個相鄰的植物細胞之間水分流動方向示意圖，圖中三個細胞的細胞液濃度關(guān)系是()A．甲<乙<丙 B．甲>乙>丙C．甲>乙，且乙<丙 D．甲<乙，且乙>丙【答案】A【解析】水運輸?shù)姆较蚓褪怯傻蜐舛热芤旱礁邼舛热芤?。題圖中水運輸?shù)姆较蛴屑住遥砸壹毎簼舛?gt;甲細胞液濃度；水運輸?shù)姆较蛴屑住员毎簼舛?gt;甲細胞液濃度；水運輸?shù)姆较蛴幸摇?，所以丙細胞液濃?gt;乙細胞液濃度。因此，圖中三個細胞的細胞液濃度關(guān)系是甲<乙<丙。5．圖1為光學顯微鏡下觀察到的某植物細胞質(zhì)壁分離的實驗結(jié)果圖，圖2為質(zhì)壁分離及其復原實驗流程圖，下列說法正確的是()A．圖1細胞若繼續(xù)發(fā)生質(zhì)壁分離，則該細胞的吸水能力增強B．圖1所示結(jié)果只能在圖2中C處觀察到C．圖1若視野比較暗，則只能通過調(diào)節(jié)反光鏡使視野變亮D．圖2實驗沒有設(shè)置對照【答案】A【解析】圖1細胞若繼續(xù)發(fā)生質(zhì)壁分離，細胞失水，則該細胞的吸水能力不斷增強，A正確；圖1所示結(jié)果可能處于質(zhì)壁分離過程中或者平衡狀態(tài)，也可能是質(zhì)壁分離復原過程中，因此可能在C處或E處觀察到，B錯誤；圖1若視野比較暗，可以通過調(diào)節(jié)反光鏡或者光圈使視野變亮，C錯誤；圖2實驗前后形成自身對照，D錯誤。6．將發(fā)生了質(zhì)壁分離的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞放入清水中，其液泡體積的變化如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．a(chǎn)點時，水分子既可進細胞也可出細胞B．與b點相比，a點時細胞液的滲透壓更大C．c點時原生質(zhì)層兩側(cè)溶液無濃度差D．a(chǎn)c時間段液泡體積增大，但細胞體積基本不變【答案】C【解析】c點時細胞膨脹，由于細胞壁的保護作用，水分子進出處于動態(tài)平衡，但此時原生質(zhì)層兩側(cè)溶液仍存在濃度差，C錯誤。7．利用高濃度的鹽水殺菌的原理是()A．鹽水中的氯與鈉具有殺菌作用B．由于滲透作用，細菌脫水死亡C．由于滲透作用，細菌因吸水過多而漲破D．高濃度鹽水中水分不足，不利于細菌生長【答案】B【解析】細菌的細胞膜相當于半透膜，所以當其和外界溶液接觸時會發(fā)生滲透作用，在高濃度的鹽水中會導致細胞失水過多而死亡。8．下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹觯_的是()A．水分子進入細胞，都是通過自由擴散方式進行的B．分子或離子通過通道蛋白時，不需要與通道蛋白結(jié)合C．被動運輸不消耗能量，也不需要借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白D．載體蛋白在轉(zhuǎn)運物質(zhì)時自身構(gòu)象不會發(fā)生改變【答案】B【解析】水分子更多的是借助細胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴散的方式進入細胞的，A錯誤；分子或離子通過通道蛋白時，不需要與通道蛋白結(jié)合，B正確；被動運輸包括自由擴散和協(xié)助擴散，其中協(xié)助擴散需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助，C錯誤；載體蛋白在轉(zhuǎn)運物質(zhì)時會與被轉(zhuǎn)運物質(zhì)結(jié)合，因此其自身構(gòu)象會發(fā)生改變，D錯誤。9．人體組織細胞從組織液(組織細胞之間的液體)中吸收甘油的速率主要取決于()A．細胞內(nèi)外甘油的濃度差B．細胞膜上甘油的數(shù)量C．細胞提供的能量多少D．細胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白種類【答案】A【解析】細胞吸收甘油的方式為自由擴散，不需要轉(zhuǎn)運蛋白，也不需要能量，所以甘油吸收速率與甘油濃度呈正比，即取決于細胞內(nèi)外甘油的濃度差。10．美國科學家阿格雷和麥金農(nóng)分別研究發(fā)現(xiàn)了水通道蛋白和鉀離子通道蛋白，因此共同榮獲2003年諾貝爾化學獎。下列說法正確的是()A．磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，故水分子都要通過水通道蛋白出入細胞B．甘油和酒精的運輸與依靠通道蛋白的運輸方式不同，需要消耗能量C．通道蛋白貫穿于細胞膜，分子或離子通過通道蛋白時需要與其結(jié)合D．人的腎臟中腎小管細胞水通道蛋白發(fā)達，與水分的重吸收直接相關(guān)【答案】D【解析】磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，故水分子主要通過水通道蛋白出入細胞，也可通過自由擴散出入細胞，A錯誤；甘油和酒精的運輸屬于自由擴散，不需要消耗能量，B錯誤；分子或離子通過通道蛋白時不需要與其結(jié)合，C錯誤；人的腎臟中腎小管細胞水通道蛋白發(fā)達，與水分的重吸收直接相關(guān)，D正確。11．下列關(guān)于物質(zhì)進出細胞的說法，正確的是()A．腌制糖醋蒜的過程中細胞通過主動吸收糖分而變甜B(yǎng)．人成熟的紅細胞置于生理鹽水中時沒有水分子進出細胞C．抑制細胞膜上轉(zhuǎn)運蛋白的作用不會影響性激素進入細胞D．水分子主要是通過自由擴散方式進出細胞的【答案】C【解析】腌制糖醋蒜的過程中細胞由于死亡失去了控制物質(zhì)出入細胞的能力，因此糖分進入到細胞內(nèi)而變甜，A錯誤；人成熟的紅細胞置于生理鹽水中時水分子進出細胞達到動態(tài)平衡，B錯誤；性激素屬于固醇類激素，可以通過自由擴散的方式進入細胞，因此抑制細胞膜上轉(zhuǎn)運蛋白的作用不會影響性激素進入細胞，C正確；水分子更多的是通過細胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴散的方式進出細胞的，D錯誤。12．如圖為細胞吸水力隨質(zhì)壁分離程度變化曲線。下列相關(guān)敘述中，正確的是()A．細胞吸水力與質(zhì)壁分離程度呈負相關(guān)B．細胞不發(fā)生質(zhì)壁分離就沒有吸水力C．如果增大外界溶液的濃度，則細胞的質(zhì)壁分離程度更大D．在質(zhì)壁分離復原的過程中，細胞吸水力應(yīng)逐漸升高【答案】C【解析】細胞吸水力與質(zhì)壁分離程度呈正相關(guān)，即質(zhì)壁分離程度越大，細胞吸水力越大，A錯誤；細胞的吸水力取決于其細胞液濃度高低，即便不發(fā)生質(zhì)壁分離，細胞液也具有一定濃度，B錯誤；如果增大外界溶液的濃度，則濃度差越大，導致細胞失水越多，細胞的質(zhì)壁分離程度更大，C正確；在質(zhì)壁分離復原的過程中，細胞液的濃度逐漸減小，細胞吸水力應(yīng)逐漸降低，D錯誤。13．下列關(guān)于植物細胞質(zhì)壁分離實驗的敘述，錯誤的是()A．與白色花瓣相比，采用紅色花瓣有利于實驗現(xiàn)象的觀察B．用黑藻葉片進行實驗時，葉綠體的存在會干擾實驗現(xiàn)象的觀察C．用紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位觀察到的質(zhì)壁分離程度可能不同D．紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的液泡中有色素，有利于實驗現(xiàn)象的觀察【答案】B【解析】黑藻細胞中的葉綠體(懸浮在細胞質(zhì)中)呈現(xiàn)綠色，該實驗需觀察原生質(zhì)層和細胞壁的分離，因此葉綠體并不會干擾實驗現(xiàn)象的觀察，B項錯誤。非選擇題14．某校研究性學習小組利用如下實驗材料做相關(guān)實驗，請分析回答下列問題：(1)用上述材料進行質(zhì)壁分離實驗，應(yīng)選擇的最佳實驗材料是________(填序號)。(2)在觀察質(zhì)壁分離實驗中，將取自同一材料同一區(qū)域的三個細胞分別放在A、B、C三種不同濃度的蔗糖溶液中，實驗結(jié)果分別如下圖1、2、3所示，這三種蔗糖溶液的濃度由大到小依次是________＞________＞________(用字母表示)。(3)將圖3細胞放入__________中，細胞能由圖3恢復成圖1的狀態(tài)，此過程稱為____________________?！敬鸢浮?1)①(2)CBA(3)清水質(zhì)壁分離復原【解析】(1)紫色洋蔥鱗片葉的外表皮細胞具有大液泡，在較高濃度的外界溶液中可以發(fā)生質(zhì)壁分離，其有紫色液泡便于觀察。(2)當蔗糖溶液濃度高于細胞液濃度時，細胞滲透失水，會發(fā)生質(zhì)壁分離，而且蔗糖溶液濃度越高，細胞失水越多，質(zhì)壁分離越明顯；當蔗糖溶液濃度小于或等于細胞液濃度時，細胞不會發(fā)生質(zhì)壁分離。據(jù)圖可知，蔗糖溶液濃度的大小關(guān)系是C＞B＞A。(3)將發(fā)生質(zhì)壁分離的活細胞放入清水中后，細胞會發(fā)生滲透吸水，最終完成質(zhì)壁分離復原。15．成熟的植物細胞在較高濃度的外界溶液中，會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，下圖a是發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細胞，圖b是顯微鏡下觀察到的某一時刻的圖像。請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖a中細胞的質(zhì)壁分離指的是細胞壁和__________的分離，后者的結(jié)構(gòu)包括[]和[]以及二者之間的細胞質(zhì)。(2)植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離所需的外界條件是______________________________________，植物細胞自身應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)特點是____________________________________________。(3)圖b是某同學觀察植物細胞質(zhì)壁分離與復原實驗時拍下的顯微照片，此時細胞液濃度與外界溶液濃度的關(guān)系是__________________________________________。(4)將形狀、大小相同的紅心蘿卜A和紅心蘿卜B幼根各5段，分別放在不同濃度的蔗糖溶液(甲～戊)中，一段時間后，取出紅心蘿卜的幼根稱重，結(jié)果如圖c所示，據(jù)圖分析：①紅心蘿卜A比紅心蘿卜B的細胞液濃度________。②在甲蔗糖溶液中加入適量的清水，一段時間后紅心蘿卜A的細胞液濃度會________。【答案】(1)原生質(zhì)層②④(2)外界溶液濃度高于細胞液濃度原生質(zhì)層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性(3)細胞液的濃度可能大于、等于或小于外界溶液的濃度(4)①高②降低【解析】(1)質(zhì)壁分離是原生質(zhì)層和細胞壁的分離，原生質(zhì)層包括細胞膜、液泡膜以及二者之間的細胞質(zhì)。(2)發(fā)生質(zhì)壁分離的外界條件是外界溶液濃度大于細胞液濃度，而植物自身具備的結(jié)構(gòu)特點是原生質(zhì)層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性。(3)在觀察植物細胞質(zhì)壁分