資源簡介

4.1被動運輸
學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
1．下列對圖中各結構的判斷及描述，錯誤的是（　　）

A．①為核膜：具有選擇透過性，由2層磷脂雙分子層構成
B．②為核孔：是DNA等大分子物質進出細胞核的通道
C．③為內質網：具有較大的膜面積，是蛋白質加工和運輸的通道
D．④為核糖體：由RNA和蛋白質構成，是合成蛋白質的場所
2．某小組以紫色洋蔥外表皮、黑藻為材料，用不同濃度的蔗糖溶液進行質壁分離及復原的實驗，結果如下表。
實驗材料 蔗糖溶液濃度（g/mL） 0．1 0．2 0．3 0．4 0．5
紫色洋蔥外表皮 質壁分離時間 —— 184 101 50 39
清水復原時間 —— 46 40 58 ——
黑藻 質壁分離時間 —— —— 231 160 120
清水復原時間 —— —— 350 172 151
備注: 1．“——”表示沒有發生質壁分離或復原； 2．質壁分離的時間記法是從滴下溶液開始到約50%的細胞出現明顯質壁分離為止；清水復原的時間記法是從滴下清水開始到約50%的細胞恢復到原來的狀態為止。
下列相關敘述，不正確的是（ ）
A．紫色洋蔥外表皮細胞在失水的過程中吸水能力逐漸增強
B．滴加 0.3g/mL蔗糖溶液后的第231秒，黑藻的大多數細胞開始失水
C．用0.5g/mL的蔗糖溶液處理后，紫色洋蔥外表皮細胞可能已死亡
D．由實驗結果可知，黑藻的細胞液濃度可能大于紫色洋蔥外表皮
3．如圖是將洋蔥表皮細胞浸入某種濃度蔗糖溶液或清水中所發生的變化，有關說法錯誤的是（ ）

A．圖1到圖2過程是浸入蔗糖溶液中發生的變化
B．圖1所示細胞的吸水能力比圖2所示細胞弱
C．圖2所示細胞中①處的液體是清水
D．圖2所示細胞的原生質層與細胞壁發生了分離
4．圖甲是某動物細胞長時間處在不同濃度的NaCl溶液中，體積（V）與初始體積（V0）之比的變化曲線；圖乙是某植物細胞在一定量的250mmol·L-1的KNO3溶液中細胞失水量的變化情況。下列分析正確的是（ ）

A．從圖甲可見細胞內的NaCl的濃度是150mmol·L-1
B．圖乙中A點細胞失水量最大，此時細胞的體積最小，細胞吸水能力也最小
C．圖乙中B點細胞中液泡體積和細胞液濃度均與O點時狀態相同
D．若該動物細胞長時間處在甲圖中300mmol·L-1的NaCl溶液中可能會因失水過多而死亡
5．甲、乙分別表示兩種物質跨膜運輸方式。下列有關敘述錯誤的是（ ）

A．甲所示的載體蛋白運輸時發生構象改變
B．甲、乙兩種跨膜運輸方式均不消耗能量
C．水通過自由擴散進入細胞，不能通過乙方式進入細胞
D．圖中載體蛋白和通道蛋白可統稱為轉運蛋白
6．為了驗證紅細胞的細胞膜上含有水通道蛋白，進行了甲組（將豬的成熟紅細胞置于蒸餾水中）、乙組（將等量用通道蛋白抑制劑處理的豬的成熟紅細胞置于同等量的蒸餾水中）兩組實驗，觀察紅細胞體積的變化及破裂情況。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A．細胞運輸水分子的方式都是從低濃度到高濃度溶液
B．預測實驗結果為相同時間內乙組細胞體積增大的程度大于甲組
C．該實驗能夠說明水分子的運輸方式是否以協助擴散為主
D．水通道蛋白加工需要內質網、高爾基體參與
7．下圖為載體蛋白通過構象改變介導溶質（葡萄糖）協助擴散的模型。有關該模型說法錯誤的是（　　）

A．若膜外側溶質濃度高，凈效果表現為溶質順濃度梯度進入細胞
B．載體蛋白與通道蛋白都是跨膜蛋白，都只能與特定的溶質結合
C．狀態A溶質結合位點在膜外側暴露；狀態B溶質結合位點在膜內側暴露
D．狀態A與狀態B兩種構象的轉變是隨機發生，不依賴是否有溶質結合和是否完全可逆
8．用相同的培養液培養水稻和番茄幼苗，三種離子的初始濃度相同。一段時間后，測定培養液中各種離子的濃度，結果如圖所示。下列敘述錯誤的是（ ）
A．不同植物對離子的需求情況有所不同
B．三種離子中，水稻對SiO44-需求量最大
C．植物對離子的吸收速率不同，與載體的數量有關
D．當離子濃度高于初始濃度時，說明該植物不吸收該離子
9．下圖表示物質出入細胞的一種方式，下列分析不正確的是（ ）
A．該圖所示為物質的協助擴散過程
B．圖中膜蛋白可控制各種物質進出細胞
C．載體蛋白每次轉運物質都會發生自身構象的改變
D．該過程可體現細胞膜的選擇透過性
10．成熟的植物細胞在較高濃度的外界溶液中，會發生質壁分離現象，圖甲是發生質壁分離的植物細胞，圖乙是顯微鏡下觀察到的某一時刻的圖像。請據圖回答下列問題：

(1)圖甲中細胞的質壁分離指的是細胞壁和__________的分離，后者的結構包括[_________]和[_________] (填數字)以及二者之間的細胞質。
(2)若將正常的洋蔥鱗片葉外表皮細胞置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，一段時間后發生的現象是 ____________；
若將其置于lmol/L的KNO3溶液中，發生的現象是_____________。
(3)圖乙是某同學觀察植物細胞質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大小關系是_____________。
(4)若甲圖是某同學向濃度為30%的蔗糖溶液中加入適量的紅墨水(含紅色染料)，用黑藻作實驗材料做質量分離實驗，則5.6處的顏色分別是_____________。
(5)甲、乙兩位同學分別用菠菜和苔蘚為材料觀察葉綠體的形態和分布。甲制作臨時裝片時，需用鑷子撕取菠菜_____________作為材料，而乙可以直接把蘚類的小葉做成裝片放在顯微鏡下觀察，這主要是因為_____________。觀察細胞質的流動，可用細胞質基質中_____________的運動作為標志。植物細胞的細胞質處于不斷流動的狀態，這對于活細胞完成生命活動的意義是_____________。
試卷第1頁，共3頁
試卷第1頁，共3頁
參考答案：
1．B
【分析】分析題圖：①核膜是雙層膜，具有選擇透過性；②核孔可以控制物質進出細胞核；③內質網的在細胞內面積很大，為許多種酶提供附著位點；④核糖體由RNA 和蛋白質構成，是翻譯的場所。
【詳解】A、①為核膜，是雙層膜，由2層磷脂雙分子層構成，核膜具有選擇透過性，可讓某些小分子物質通過，A正確；
B、②為核孔，是大分子物質進出細胞核的通道，但DNA分子不可自由進出，B錯誤；
C、③為內質網，具有較大的膜面積，可為多種酶提供附著位點，是蛋白質加工和運輸的通道，C正確；
D、④為核糖體，由rRNA和蛋白質構成，是合成蛋白質的場所，D正確。
故選B。
2．B
【分析】質壁分離復原的原理：當細胞液的濃度大于外界溶液的濃度時，細胞就會通過滲透作用而吸水，外界溶液中的水分就通過原生質層進入到細胞液中，整個原生質層就會慢慢地恢復成原來的狀態，緊貼細胞壁，使植物細胞逐漸發生質壁分離復原。
【詳解】A、紫色洋蔥外表皮細胞在失水的過程中，液泡中的細胞液濃度越來越大，其顏色逐漸加深，吸水能力逐漸增強，A正確；
B、質壁分離的時間記法是從滴下溶液開始到約50%的細胞出現明顯質壁分離為止，滴加 0.3g/mL蔗糖溶液后的第231秒，黑藻的50%的細胞出現明顯質壁分離，說明黑藻的大多細胞已經失水，而不是開始失水，B錯誤；
C、用0.5g/mL的蔗糖溶液處理后，紫色洋蔥外表皮細胞不能發生質壁分離后復原，說明紫色洋蔥外表皮細胞可能已死亡，C正確；
D、由表格可知，蔗糖溶液濃度為0.2g/mL時，紫色洋蔥外表皮細胞能發生質壁分離，故紫色洋蔥外表皮細胞液濃度小于0.2g/mL，而黑藻細胞不能發生質壁分離，說明黑藻的細胞液濃度大于或等于0.2g/mL，因此由實驗結果可知，黑藻的細胞液濃度大于紫色洋蔥外表皮，D正確。
故選B。
3．C
【分析】當細胞液的濃度小于外界溶液的濃度時，細胞液中的水分就透過原生質層進入外界溶液中，使細胞壁和原生質層都出現一定的收縮。由于原生質層比細胞壁的收縮性大，當細胞不斷失水時，原生質層就會與細胞壁逐漸分離開，也就是發生了質壁分離，當細胞液的濃度大于外界溶液的濃度時，外界溶液中的水分就透過原生質層進入細胞液中，整個原生質層就會慢慢地恢復成原來的狀態，使植物細胞逐漸發生質壁分離復原。
【詳解】A、圖1到圖2為細胞質壁分離過程，細胞失水導致的，說明細胞外濃度大于細胞液濃度，是浸入蔗糖溶液中發生的變化，A正確；
B、圖1到圖2為細胞質壁分離過程，質壁分離過程中細胞逐漸失水，細胞液濃度逐漸變大，細胞吸水能力逐漸變強，因此，圖1所示細胞的吸水能力比圖2所示細胞弱，B正確；
C、細胞壁具有全透性，圖2中①表示外界溶液即蔗糖溶液，C錯誤；
D、圖1到圖2為細胞質壁分離過程，圖2所示細胞的原生質層與細胞壁發生了分離，D正確。
故選C。
4．D
【分析】1、圖甲為不同NaCl溶液濃度和細胞體積與初始體積之比，該比值等于1，說明外界溶液濃度與細胞質濃度相等；若該比值大于1，則說明外界溶液濃度小于細胞質濃度，細胞吸水，比值越大則外界溶液濃度越小，細胞吸水越多；若該比值小于1，則說明外界溶液濃度大于細胞質濃度，細胞失水，比值越小則外界溶液濃度越大，細胞失水越多。
2、圖乙為隨處理時間細胞失水量的變化，分析圖像可知，該植物細胞在處理過程中先失水發生了質壁分離，A點細胞失水量達到最大值，而在此之后，細胞失水量逐漸減少，即發生了質壁分離復原。
【詳解】A、圖甲中，150mmol L-1NaCl溶液中細胞體積與初始體積之比等于1，說明該溶液濃度與細胞液的滲透壓相等，即細胞內的滲透壓與外液溶液中的150mmol·L-1的NaCl的濃度相同，但由于細胞液中還有其它離子，故不能說明細胞內的NaCl的濃度是150mmol·L-1，A錯誤；
B、圖乙中A點細胞失水量最大，此時細胞的體積最小，細胞液的濃度最大，細胞吸水能力也最強，B錯誤；
C、據圖可知，圖乙中植物細胞失水量先變大后變小，B點后細胞吸水量減少，說明NaCl溶液中的鈉離子和氯離子被吸收進入細胞，則B點時細胞液濃度比初始濃度（O點）增大，C錯誤；
D、據圖可知，該動物細胞處在甲圖中300mmol·L-1的NaCl溶液中細胞失水，故若該動物細胞長時間處在甲圖中300mmol·L-1的NaCl溶液中可能會因失水過多而死亡，D正確。
故選D。
5．C
【分析】圖中兩種物質均是順濃度通過細胞膜，且需要細胞膜上轉運蛋白的協助，均屬于協助擴散方式。
【詳解】A、由甲圖可知，溶質分子通過載體蛋白運輸時，載體蛋白的構象發生了變化，A正確；
B、根據圖中物質運輸方向，甲、乙所示的溶質分子運輸的動力均來自于濃度差，不消耗能量，都屬于協助擴散，B正確；
C、 水分子可以通過自由擴散進入細胞，但也可通過水通道蛋白，即通過乙方式進入細胞，C錯誤；
D、 圖中載體蛋白和通道蛋白可統稱為轉運蛋白，均可參與細胞內外的物質運輸，D正確。
故選C。
6．B
【分析】自由擴散的方向是從高濃度向低濃度，不需載體和能量，常見的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等；協助擴散的方向是從高濃度向低濃度，需要轉運蛋白，不需要能量，如紅細胞吸收葡萄糖；主動運輸的方向是從低濃度向高濃度，需要載體蛋白和能量，常見的如小腸絨毛上皮細胞吸收氨基酸、葡萄糖，K+等。大分子物質進出細胞的方式為胞吞和胞吐。該過程不需要載體蛋白，需要消耗能量，但需要蛋白質的參與。
【詳解】A、水分子的運輸方式為自由擴散或協助擴散，因此水分子的運輸方向都是從水分子相對濃度高的一側移向水分子相對濃度低的一側，即由低濃度到高濃度溶液中運輸，A正確；
B、預測實驗結果為相同時間內乙組細胞體積增大的程度小于甲組，因為水分子進入乙組細胞的方式只有自由擴散這一種方式，B錯誤；
C、該實驗的結果表現為甲組紅細胞漲破的速率快于乙組，而乙組因為水分子進入細胞的協助擴散方式被抑制而表現為漲破速度減慢，因而該實驗結果能夠說明水分子的運輸方式是否以協助擴散為主，C正確；
D、水通道蛋白位于細胞膜上，其加工過程需要內質網、高爾基體參與，D正確。
故選B。
7．B
【分析】協助擴散：借助轉運蛋白（載體蛋白和通道蛋白）的擴散方式；順濃度梯度運輸，如紅細胞吸收葡萄糖。
【詳解】A、協助擴散的特點之一是物質順濃度梯度運輸，因此若膜外側溶質濃度高，凈效果表現為溶質順濃度梯度進入細胞，A正確；
B、通道蛋白在轉運特定的溶質時，不與溶質結合，B錯誤；
C、據圖可知，載體蛋白有兩種構象（狀態A、狀態B），狀態A時溶質結合位點在膜外側暴露，狀態B時溶質結合位點在膜內側暴露，C正確；
D、狀態A與狀態B兩種構象的轉變是隨機發生，不依賴是否有溶質結合和是否完全可逆，而與該溶質在膜兩側的濃度差有關，D正確。
故選B。
8．D
【分析】分析柱形圖：水稻吸收水的相對速度比吸收Ca2+、Mg2+多，造成培養液中Ca2+、Mg2+ 濃度上升；番茄吸收水的相對速度比吸收SiO44-多，造成培養液中SiO44-濃度上升。兩種植物吸收離子不同，水稻對SiO44--吸收較多，而番茄對Ca2+、Mg2+ 吸收較多，說明不同植物吸收離子具有選擇性。
【詳解】A、水稻吸收SiO44-多，對鎂離子吸收量少，而番茄對Ca2+、Mg2+吸收較多，說明不同植物吸收離子具有選擇性，A正確；
B、從圖上看，培養水稻一段時間后，培養液中剩余的SiO44-最少，可見三種離子中，水稻對SiO44-需求量最大，B正確；
C、植物吸收離子的方式為主動運輸，其運輸速率與載體蛋白的數量以及細胞呼吸供能有關，同一植物對不同離子的吸收有差異，可能與載體的數量有關，C正確；
D、若根細胞吸水的相對速率大于吸收離子的相對速率，結束時培養液中某離子濃度可能高于初始濃度，因此不能說明不吸收該離子，D錯誤。
故選D。
9．B
【分析】根據題意和圖示分析可知：圖中表示的物質出入細胞的方式需要載體協助，但不消耗能量，所以為協助擴散。
【詳解】A、該物質進出細胞是從高濃度向低濃度運輸，且需要載體協助，屬于協助擴散，A正確；
B、載體蛋白具有專一性，一個載體蛋白只能運輸一種或一類物質，B錯誤；
C、載體蛋白在運輸物質時會與被運輸的物質結合，其自身結構會發生改變，C正確；
D、選擇透過性的基礎是細胞膜上的載體蛋白具有特異性，該過程可體現細胞膜的選擇透過性，D正確。
故選B。
10．(1) 原生質層 ②細胞膜 ④液泡膜
(2) 質壁分離 先質壁分離后自動復原
(3)細胞液的濃度大于、等于或小于外界溶液的濃度
(4)綠色、紅色
(5) 稍帶些葉肉的下表皮
苔蘚是單個或單層細胞 葉綠體 細胞質的流動為細胞內物質的運輸創造了條件，從而保障了細胞生命活動的正常進行
【分析】分析圖甲，1是細胞壁，2是細胞膜，3是細胞核，4是液泡膜，5是細胞膜與液泡膜之間的細胞質，6是外界溶液，7是液泡。
【詳解】（1）細胞的質壁分離指的是細胞壁和原生質層的分離；原生質層包括②細胞膜、④液泡膜及兩者之間的細胞質。
（2）若將正常的洋蔥鱗片葉外表皮細胞置于0.3g/mL的蔗糖溶液中，由于蔗糖溶液濃度大于細胞液濃度，細胞失水，而蔗糖不能通過細胞膜進入細胞內，故一段時間后發生的現象是質壁分離；若將其置于1molL的KNO3溶液中，剛開始由KNO3溶液濃度大于細胞液濃度，細胞失水，發生質壁分離現象，后來由于植物細胞能主動吸收K+和NO3-，一段時間后，細胞液濃度增大，細胞吸水，細胞發生質壁分離后又自動復原的現象。
（3）根據題意和圖示分析可知：圖乙中的細胞可能處于質壁分離狀態，可能處于失水、吸水平衡狀態，也可能處于質壁分離復原狀態，所以此時細胞液濃度與外界溶液濃度的關系有細胞液的濃度大于、等于或小于外界溶液的濃度三種可能。
（4）5由于有細胞膜的選擇透過性作用，紅墨水不能進入，但黑藻有葉綠體，故呈綠色；由于細胞壁具有全透性，故6處是紅色。
（5）甲制作臨時裝片時，需用鑷子撕取菠菜稍帶些葉肉的下表皮作為材料，而乙可以直接把蘚類的小葉做成裝片放在顯微鏡下觀察，這主要是因為苔蘚是單個或單層細胞，而菠菜捎帶葉肉的下表皮細胞葉綠體數量少，體積大，便于觀察；葉綠體呈綠色，故觀察細胞質的流動，可用細胞質基質中葉綠體的運動作為標志；植物細胞的細胞質處于不斷流動的狀態，這對于活細胞完成生命活動的意義是細胞質的流動，為細胞內物質的運輸創造了條件，從而保障了細胞生命活動的正常進行。
答案第1頁，共2頁
答案第1頁，共2頁(共52張PPT)
PASSIVE TRANSPORT
第四章 細胞的物質輸入和輸出
被動運輸
被動運輸
人教版必修1
第1節
學習目標
感悟正常的物質進出對細胞代謝的重要意義，認同生物體的結構和功能相適應的特點。
生命觀念
分析比較不同細胞在不同濃度溶液中吸水、失水的情況。
科學思維
通過對“探究植物細胞的吸水和失水”實驗的設計和操作，進一步掌握探究類實驗的設計思路，提升實驗操作能力。
科學探究
核心素養
課堂導入
鹽腌制過的黃瓜皺皺巴巴，還會出很多水；而用清水泡過的青菜卻很硬挺，這是為什么呢？
鹽腌制過的黃瓜皺皺巴巴，會出很多水
用清水泡過的青菜很硬挺
問題探討
在一個長頸漏斗是漏斗口外密封上一層玻璃紙，往漏斗內注入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內外的液面高度相等。過一段時間后，會出現如右圖所示現象。
玻璃紙（又叫賽璐玢）是一種半透膜，水分子可以自由透過它，蔗糖分子則不能。
半透膜是一類可以讓分子（水/離子/葡萄糖）物質通過，而較大分子（蔗糖）物質不能通過的一類多孔性膜。如：玻璃紙。
滲透現象示意圖
問題探討
蔗糖溶液
清水
玻璃紙（半透膜）
半透膜
蔗糖分子
水分子
半透膜：讓小分子通過而大分子不能通過的一類多孔性薄膜的總稱。
漏斗內的液體在升高
問題探討
01 / 漏斗內的液面為什么會升高？
單位時間從清水流入蔗糖溶液中的水分子數
單位時間從蔗糖溶液流入清水中的水分子數
＞
滲透作用
水分子（或其它溶劑分子）通過半透膜的擴散。
滲透作用結果
水分子可以通過半透膜進行雙向擴散，直到水分子進出速率達到動態平衡。
滲透作用中水的運輸方向
①從溶質的角度分析：
低濃度溶液 → 高濃度溶液
②從水分子自身的角度分析：
高含量一側 → 低含量一側
問題探討
02 /如果漏斗管足夠長，管內的液面會無限升高嗎？為什么？
不會，當管內的液面上升到一定高度之后，管中的水柱產生的重力將加快漏斗中水分向外擴散的速度，當____________________________最終達到平衡，液面將不再上升。
漏斗內滲透壓 = 液柱的壓力
滲透壓
指溶液中溶質微粒對水的吸引力。

問題探討
03 / 如果用一層紗布（全透性）代替玻璃紙，還會出現原來的現象嗎？
04 / 如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結果會怎樣？
A
30%蔗糖溶液
玻璃紙
清水
B
30%蔗糖溶液
紗布
清水
C
30%蔗糖溶液
玻璃紙
30%蔗糖溶液
條件① 半透膜
條件② 濃度差
滲透作用發生條件:
① 具有半透膜 ② 半透膜兩側的溶液具有濃度差
水進出細胞的原理
【討論】一個動物細胞能否構成一個滲透系統？
外界溶液
細胞質基質
蔗糖溶液
細胞膜
半透膜
相當于
相當于
濃度差
動物細胞與外界溶液組成了一個滲透系統
② 細胞內溶液與外界溶液存在濃度差
① 細胞膜相當于一層半透膜
水進出細胞的原理
水進出哺乳動物紅細胞的原理
低滲溶液
高滲溶液
等滲溶液
清水中
0.9% NaCl溶液中
20%的蔗糖溶液中
低滲溶液
外界溶液濃度
細胞質濃度
＜
吸水膨脹
高滲溶液
外界溶液濃度
細胞質濃度
＞
失水皺縮
等滲溶液
外界溶液濃度
細胞質濃度
＝
保持原狀
水進出細胞的原理
水進出哺乳動物紅細胞的原理
對病人注射藥物時，需將藥物溶解在生理鹽水（質量分數為0.9%的NaCl溶液）里進行注射，其目的是？
思考·討論
使紅細胞既不吸水漲破，也不失水皺縮，維持正常的形態和功能。
？
植物細胞會出現滲透失水和吸水的情況嗎？
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
水是如何進出植物細胞的呢？
將有些萎蔫的菜葉浸泡在清水中，不久，菜葉就會變的硬挺。
萎蔫的菜葉
草莓肥害導致的燒苗
對農作物施肥過多，會造成“燒苗”現象。
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
細胞質
液泡膜
細胞膜
細胞壁
全透性
選擇透過性
選擇透過性
原生質層
植物細胞壁對于水和大部分溶質是通透的，且伸縮性比較小
細胞內的液體環境主要指的是__________________
______________________組成原生質層
水分子進出細胞主要指的是水分子通過__________進出______
細胞里面的細胞液
原生質層
液泡
細胞膜、細胞質、液泡膜
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
細胞質
液泡膜
細胞膜
細胞壁
全透性
選擇透過性
選擇透過性
原生質層
植物細胞壁對于水和大部分溶質是通透的，且伸縮性比較小
滲透系統
原生質層
細胞內的 液體環境
—細胞液
外界溶液
半透膜
存在濃度差
構成
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
原生質層
細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質。（僅存在于成熟的植物細胞中，不包括細胞核和液泡中的細胞液）
原生質層和原生質體的區別？
原生質層
植物細胞中特指除去細胞壁后剩余部分。（包括細胞膜、細胞質和細胞核）。一個動物細胞即一團原生質體。
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
作出假設
設計實驗
實施實驗
分析結果
得出結論
提出問題
表達交流
細胞質
細胞膜
液泡膜
原生質層
水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？
原生質層是一層半透膜嗎？
探究植物細胞的吸水和失水
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
作出假設
設計實驗
實施實驗
分析結果
得出結論
提出問題
表達交流
探究植物細胞的吸水和失水
作出假設
Illustration by Icons8 from OUCH！
水分進出植物細胞是滲透作用，原生質層相當于一層半透膜。
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
作出假設
設計實驗
實施實驗
分析結果
得出結論
提出問題
表達交流
設計實驗
設計方案
將植物細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察液泡、原生質層及細胞大小的變化；再浸潤在清水中，觀察其大小的變化。
預期結果
在蔗糖溶液中植物細胞的中央液泡會變小，細胞皺縮；在清水中植物細胞的中央液泡會變大，細胞膨脹。
探究植物細胞的吸水和失水
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
作出假設
設計實驗
實施實驗
分析結果
得出結論
提出問題
表達交流
材料用具
探究植物細胞的吸水和失水
1
紫色洋蔥鱗片葉
2
質量分數為0.3g/mL的蔗糖溶液
3
清水
4
5
刀片
鑷子
6
滴管
7
8
蓋玻片
吸水紙
9
顯微鏡
外表皮細胞
載玻片
10
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
作出假設
設計實驗
實施實驗
分析結果
得出結論
提出問題
表達交流
探究植物細胞的吸水和失水
實驗步驟
滴清水
1
撕取洋蔥鱗片葉外表皮
3
蓋上蓋玻片，制成洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片
低倍鏡觀察
4
2
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
作出假設
設計實驗
實施實驗
分析結果
得出結論
提出問題
表達交流
探究植物細胞的吸水和失水
注意點
撕取洋蔥鱗片葉時要不帶葉肉且不宜過大，避免制作裝片時出現重疊和氣泡，撕取后要放入載玻片上的清水中。
步驟 低倍鏡觀察到的是正常狀態下的植物細胞
正常狀態下的植物細胞
4
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
作出假設
設計實驗
實施實驗
分析結果
得出結論
提出問題
表達交流
探究植物細胞的吸水和失水
實驗步驟
在蓋玻片的一側滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一側用吸水紙引流
在蓋玻片的一側滴加清水，在另一側用吸水紙引流
低倍鏡觀察
8
5
低倍鏡觀察
6
7
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
作出假設
設計實驗
實施實驗
分析結果
得出結論
提出問題
表達交流
探究植物細胞的吸水和失水
實驗步驟
正常狀態
三次低倍鏡觀察圖像對比
0.3g/mL的蔗糖溶液
清水
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
作出假設
設計實驗
實施實驗
分析結果
得出結論
提出問題
表達交流
探究植物細胞的吸水和失水
實驗步驟
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
作出假設
設計實驗
實施實驗
分析結果
得出結論
提出問題
表達交流
探究植物細胞的吸水和失水
正常狀態 高濃度狀態 低濃度狀態
圖像
液泡大小變化
原生質層位置
正常大小
逐漸變小
逐漸變大，恢復原來大小
原生質層 緊貼細胞壁
原生質層逐漸脫離細胞壁
原生質層逐漸 貼近細胞壁
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
作出假設
設計實驗
實施實驗
分析結果
得出結論
提出問題
表達交流
探究植物細胞的吸水和失水
將本小組探究的過程、結果和結論與其他小組交流，聽取他們的質疑并進行解釋。如果有必要，對本小組的實驗方案進行修改。
交流討論
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
細胞失水，原生質層與細胞壁分離開來
外界溶液濃度 > 細胞液濃度
外界溶液濃度 ＜ 細胞液濃度
細胞吸水，與細胞壁分離的原生質層慢慢恢復原來的狀態
(1) 植物細胞的原生質層相當于一層半透膜；
(2) 植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的。
質壁分離
質壁分離復原
結論
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
質壁分離的表現
清水
蔗糖溶液
宏觀上
質壁分離的表現
植物由堅挺 → 萎蔫
① 液泡（大→小）
② 細胞液顏色（淺→深）
③ 原生質層與細胞壁分離
微觀上
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
質壁分離的表現
【1】從實驗當中的質壁分離，“質”和“壁”分別指的是什么呢？
“質”指原生質層，“壁”指細胞壁
【2】質壁分離的原因：
①外界溶液濃度 > 細胞液濃度
②原生質層的伸縮性 > 細胞壁的伸縮性
內因
①原生質層具有選擇透過性
外因
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
質壁分離的表現
【3】觀察質壁分離和復原，對材料的要求：
① 活細胞
② 細胞有大液泡
③ 外界溶液濃度 > 細胞液濃度
【4】介于細胞膜與細胞壁之間的溶液：
外界溶液
水進出細胞的原理
水進出植物細胞的原理
植物細胞會由于過多吸水而漲破嗎？
不會。（因為細胞壁具有保護和支持的作用）
可以選用黑藻進行實驗嗎？
將0.3g/ml的蔗糖溶液換成適宜濃度的甘油，實驗結果會有什么不同？
因細胞主動或被動吸收溶質微粒而使細胞液濃度增大，植物細胞會吸水引起質壁分離后的自動復原。
可以。如圖所示。
被動運輸
像水分子這樣，物質以__________進出細胞，_______消耗細胞內化學反應所釋放的_____，這種物質跨膜運輸方式稱為______
______。
被動運輸分為_________和_________兩類。
擴散方式
不需要
能量
被動
運輸
自由擴散
協助擴散
載體蛋白
通道蛋白
細胞外
細胞內
自由擴散
協助擴散
協助擴散
自由擴散和協助擴散示意圖
被動運輸
01/ 自由擴散
概念
物質通過簡單的擴散作用進出細胞。也叫簡單擴散。
特點
① 順濃度梯度運輸
② 不需要轉運蛋白協助
③ 不需要消耗能量
自由擴散
實例
氣體、水、尿素、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子
被動運輸
01/ 自由擴散
影響因素
濃度差、溫度
擴散速度
濃度差
擴散速度
轉運蛋白
擴散速度
能量
視頻 / 自由擴散過程
被動運輸
被動運輸
【問題】水分子僅以自由擴散的方式進出細胞？
【材料】曾經人們普遍認為，水分子都是通過自由擴散進出細胞的。但在之后的一些研究中發現，水分子以擴散作用穿過脂雙層的速率非常緩慢。僅憑擴散作用很難解釋紅細胞在水溶液中很快吸水膨脹而溶血的現象。
被動運輸
02/ 協助擴散
概念
借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散，也叫易化擴散。
特點
① 順濃度梯度運輸
② 需要轉運蛋白協助
③ 不需要消耗能量
實例
氣體、水、尿素、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子
被動運輸
02/ 協助擴散
實例
紅細胞吸收葡萄糖、水通道蛋白等
影響因素
濃度差、轉運蛋白種類和數量、溫度
擴散速度
濃度差
擴散速度
能量
視頻 / 協助擴散（易化擴散）過程
被動運輸
03/ 轉運蛋白
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生自身構象的改變。
被動運輸
03/ 轉運蛋白
通道蛋白
只容許與自身通道直徑和形狀相匹配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過；不需要與分子或離子結合。
鉀離子通道模式圖
水通道蛋白的結構模式圖
被動運輸
載體蛋白 通道蛋白
轉運特點
自身構象
是否與轉運的分子結合
是否有特異性
只容許與自身結合部位相適應的分子或離子通過
改變
結合
具有
載體蛋白和通道蛋白的對比
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
不改變
不結合
具有
（續下頁）
被動運輸
載體蛋白 通道蛋白
實例
圖示
（接上頁）
葡萄糖通過載體蛋白進入紅細胞
水分子通過水通道蛋白進出細胞
載體蛋白和通道蛋白的對比
被動運輸
物質出入細胞膜的方式 自由擴散 協助擴散
運輸方向 是否消耗能量（ATP） 是否需要轉運蛋白
舉例
影響因素
高濃度 低濃度
（順濃度梯度）
不消耗
不需要
需要
氧氣、二氧化碳、乙醇、苯等
葡萄糖、氨基酸、水等
自由擴散和協助擴散的對比
細胞膜內外物質的濃度差
濃度差；轉運蛋白的數量
（續下頁）
被動運輸
物質出入細胞膜的方式 自由擴散 協助擴散
圖例
曲線圖
（一定濃度范圍內）
自由擴散和協助擴散的對比
（接上頁）
被動運輸
絕大部分保濕防凍產品中都有油脂類物質（如：甘油），想一想，這是為什么呢？
油脂類物質通過自由擴散的方式被細胞吸收，能吸收一部分空氣的水分，同時它可以使一部分自由水轉化為結合水，減少水分的散失，降低結
冰點；從而可以防干燥，還能一定程度上防凍。
課堂小結
課堂小結
Summary
細胞的物質輸入和輸出
細胞的吸水和失水
滲透作用的兩個條件
動物細胞
植物細胞
1. 半透膜
2. 濃度差
外界溶液濃度＜細胞液濃度 細胞吸水
外界溶液濃度＜細胞液濃度 細胞失水
外界溶液濃度＝細胞液濃度 細胞形態不變
外界溶液濃度＜細胞液濃度 質壁分離
外界溶液濃度＞細胞液濃度 質壁分離復原
質壁分離超過一定限度不能復原
課堂小結
課堂小結
Summary
細胞的物質輸入和輸出
例子：紅細胞吸收葡萄糖
自由擴散
協助擴散
特點：順濃度梯度，需要轉運蛋白，不需要能量
轉運蛋白：載體蛋白和通道蛋白
特點：順濃度梯度，不需要轉運蛋白，不需要能量
例子：氣體分子；甘油、乙醇、苯等脂溶性物質
當堂檢測
【1】利用高濃度鹽水（NaCl溶液）殺菌防腐的原理是（ ）
D
A
鹽水中的Cl－有殺菌防腐的作用
B
鹽水中的Na＋不利于細菌的生活
C
鹽水是中性的，不適于細菌的生活
D
由于滲透作用使細菌細胞內的水分滲出而死亡
當堂檢測
【2】某同學用紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞、滴加了紅墨水的蔗糖溶液（質量濃度為0.3g/mL)、蒸餾水等材料，制成觀察植物細胞質壁分離和復原實驗的臨時裝片。下圖是該同學根據所觀察到的圖像繪制而成。下列分析中，不正確的是（ ）
A
A
結構①②③構成原生質層
B
①內液體為紅色，②內液體為紫色
C
該圖所示細胞可能正在發生質壁分離，也可能正在發生質壁分離復原
D
若將該圖所示細胞放于清水中，可能會發生質壁分離復原
①
②
③
④
⑤
當堂檢測
【3】協助物質順濃度梯度跨膜運輸的轉運蛋白分為載體蛋白和通道蛋白兩種（如圖，其中通道蛋白的轉運速率比載體蛋白快得多。）下列敘述正確的是（ ）選項及參考答案見下頁
當堂檢測
【3】下列敘述正確的是（ ）
C
A
載體蛋白轉運物質時自身構象不發生變化
B
載體蛋白轉運物質具有專一性，而通道蛋白沒有
C
載運蛋白的數量會限制其轉運物質的速率
D
通道蛋白的轉運速率越快，推測其轉運物質耗能更多
當堂檢測
【4】下列關于自由擴散和協助擴散的敘述，正確的是（ ）
C
A
①②④
B
①③④
C
①④⑤
D
①②⑤
① 都不消耗能量
② 都不需要轉運蛋白
③
④ 都是被動運輸
⑤ 葡萄糖有時候可以通過協助擴散順濃度梯度運輸
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

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