資源簡介

生物學 必修1［RJ］（不定項）
人教生物必修1知識梳理及訓練
4.1 被動運輸
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知識點1　滲透作用
1．滲透作用概念：水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴散。
2．滲透作用的原理
(1)漏斗管內液面上升的原因：單位時間內由清水進入蔗糖溶液的水分子數多于由蔗糖溶液進入清水的水分子數。
(2)發生滲透作用的液面高度差H不會一直升高的原因：長頸漏斗中的液面升高時，液體產生的靜水壓也會隨之變大，當靜水壓增大到和滲透壓相等時(二者的方向相反，靜水壓向下、滲透壓向上)，通過半透膜進出長頸漏斗的水分子數相等，因此，液面就不再升高了。
(3)滲透方向：水分子從水的相對含量高的一側向相對含量低的一側滲透。
3．滲透作用發生的條件
(1)具有半透膜。
(2)膜兩側溶液具有濃度差。
知識歸納
1．滲透平衡≠濃度相等
滲透平衡只意味著半透膜兩側水分子移動達到平衡狀態，既不可看作沒有水分子移動，也不可看作兩側溶液濃度絕對相等。滲透平衡后，溶液濃度高的一側液面高(同樣的液面高的一側溶液濃度也高)；濃度差越大，液面高度差也越大。
2．滲透系統的溶液濃度
研究滲透作用時溶液濃度是指物質的量濃度而非質量濃度：如質量分數為10%的葡萄糖溶液和質量分數為10%的蔗糖溶液，質量濃度相同，但葡萄糖溶液的物質的量濃度大，即單位體積中溶質分子的數目多，溶劑分子的數目少，故水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移動。
3．水的運輸特點
水分子通過半透膜的擴散都是雙向進行的，但由低濃度向高濃度一側擴散速率更快。
知識點2　水進出動物細胞的原理
1．實驗材料：哺乳動物的紅細胞、不同濃度的氯化鈉溶液。
2．現象
(1)當外界溶液的濃度<細胞質的濃度，細胞吸水膨脹。
(2)當外界溶液的濃度>細胞質的濃度，細胞失水皺縮。
(3)當外界溶液的濃度＝細胞質的濃度，細胞形態不變。
3．結論
(1)水進出動物細胞的原理是滲透作用。
(2)動物細胞的細胞膜相當于一層半透膜。
知識點3　水進出植物細胞的原理
1．成熟植物細胞結構
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2．探究植物細胞的吸水和失水
(1)實驗原理
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(2)實驗儀器和材料
觀察細胞失水和吸水的狀態需用儀器為顯微鏡；材料為紫色洋蔥鱗片葉的外表皮；試劑為質量濃度為0.3__g/mL的蔗糖溶液、清水。
(3)實驗過程
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(4)實驗結果
外界溶液 中央液泡大小 顏色 原生質層位置 細胞大小
蔗糖溶液 逐漸變小 紫色逐漸加深 與細胞壁逐漸分離 基本不變
清水 逐漸變大 紫色逐漸變淺 與細胞壁逐漸緊貼 基本不變
(5)實驗結論
①植物細胞的原生質層相當于半透膜。
②植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的。
③當細胞液濃度<外界溶液濃度時，細胞失水，由于原生質層伸縮性大于細胞壁，發生質壁分離。
④發生質壁分離的細胞，當細胞液濃度>外界溶液濃度時，細胞吸水，發生質壁分離的復原。
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發生質壁分離的細胞壁內側的溶液是什么？請說出判斷依據。
提示：植物細胞壁是全透性的，發生質壁分離的細胞壁內側的溶液是外界溶液。
(6)注意事項
①實驗成功的關鍵之一是實驗材料的選擇
a．選擇的實驗材料必須是新鮮的，以保證細胞膜具有選擇透過性。
b．要用含有大液泡的植物細胞。
c．細胞液最好有顏色，紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液為紫色，易于觀察。
②滴加蔗糖溶液或清水時，應在載物臺上操作，通過前后對比觀察某個細胞的吸水和失水情況。
③選用的蔗糖溶液濃度要適宜
過低，不足以引起質壁分離或質壁分離所需時間過長；過高，可能造成植物細胞失水過多、過快而死亡，不能發生質壁分離復原現象。
④本實驗存在兩組對照實驗，均為自身對照。自身對照指對照組和實驗組在同一研究對象上進行，是實驗前后之間的對照。
知識點4　自由擴散和協助擴散
1．被動運輸
(1)概念：物質以擴散方式進出細胞，不需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種物質跨膜運輸的方式稱為被動運輸。
(2)類型：自由擴散和協助擴散。
2．自由擴散和協助擴散
(1)自由擴散
①定義：指物質通過簡單的擴散作用進出細胞的方式，用圖中A表示。
②實例：O2、CO2等；脂溶性小分子有機物，如甘油、乙醇、苯；少部分水等。
③條件
(2)協助擴散
①定義：指借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式，用圖中的B表示。
②實例：離子和一些小分子有機物如葡萄糖、氨基酸；大部分水等。
③條件
3．轉運蛋白類型
載體蛋白 通道蛋白
圖示
區別 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 通道蛋白只容許與自身通道直徑和形狀相適配、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，不需要與通道蛋白結合
知識拓展
1．載體蛋白的特性
(1)專一性：一種載體蛋白在對細胞內外物質進行運輸時只能對應地運送唯一的一種或性質非常相近的一類物質。
(2)飽和性：細胞膜上的載體蛋白數量有限，在運輸過程中當所有載體蛋白都已承擔相應的運輸任務時，運輸的速率不再因其他條件而加快。
2．通道蛋白的特性
(1)具有極高的轉運速率。
(2)并非連續性開放。
4．被動運輸的影響因素
(1)自由擴散與協助擴散都是順濃度梯度進行跨膜運輸的，因此膜內外物質濃度梯度的大小會直接影響物質運輸的速率。
(2)協助擴散需要轉運蛋白，因而某些物質運輸的速率還與轉運蛋白的數量有關。
知識拓展
影響被動運輸速率的其他因素
(1)溫度可以通過影響細胞膜的流動性，進而對自由擴散速率產生一定的影響。
(2)高溫、強酸、強堿、重金屬鹽、紫外線等可以引起蛋白質變性的因素，可以通過影響膜轉運蛋白的結構和功能，進而影響協助擴散的速率。
INCLUDEPICTURE"知識框架.TIF" INCLUDEPICTURE "知識框架.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE"本節聚焦.TIF" INCLUDEPICTURE "本節聚焦.TIF" \* MERGEFORMAT
1．細胞在什么情況下吸水或失水？
答案　外界溶液濃度>細胞內的液體濃度時，細胞失水；外界溶液濃度<細胞內的液體濃度時，細胞吸水。
2．植物細胞的質壁分離與復原現象說明什么？
答案　(1)植物細胞的原生質層相當于半透膜，植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的。(2)原生質層的伸縮性大于細胞壁。(3)該細胞是活的成熟的植物細胞。
3．兩種被動運輸的方式有什么異同？
答案　相同點：都是順濃度梯度進行跨膜運輸，都不需要能量。
不同點：自由擴散不需要轉運蛋白協助，影響因素只有膜內外物質濃度梯度的大小；協助擴散需要轉運蛋白協助，其影響因素還有轉運蛋白的數量。
INCLUDEPICTURE"學習目標自主檢測.TIF" INCLUDEPICTURE "學習目標自主檢測.TIF" \* MERGEFORMAT
1．(目標1)某興趣小組設計的簡易滲透吸水裝置如圖甲所示，圖甲中蔗糖溶液液面上升的高度與時間的關系如圖乙所示，滲透平衡時漏斗內外液面差為n。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．實驗開始時，b側液體的濃度大于a側
B．由圖乙可知圖甲中漏斗里溶液的吸水速率逐漸下降直至降為零
C．c處的半透膜不允許蔗糖分子通過
D．液面差達到n時，半透膜兩側無水分子進出
答案　D
解析　由圖甲中漏斗液面上升可知，實驗開始b側液體的濃度大于a側的，水分子進入漏斗的多，A正確；如圖乙所示，最終隨著兩者濃度差的減小及液體產生的靜水壓的影響，水面上升速率減小直到不再上升，B正確；由圖乙中漏斗內液面一直上升直到維持一定高度不再變化可知，c處的半透膜不允許蔗糖分子通過，否則漏斗內的液面會先上升后下降，C正確；液面差達到n時滲透達到平衡，此時水分子進出半透膜的量相等，達到動態平衡，D錯誤。
2．(目標1)在某植物細胞的質壁分離及質壁分離復原實驗中，觀察到的結果如圖所示，其中①②指細胞的相關結構。下列敘述正確的是(　　)
A．甲狀態時，不存在水分子跨膜運輸
B．在蔗糖溶液中，會自動發生乙→丙的變化
C．當細胞處于丙狀態且不再變化時，細胞液濃度等于外界溶液濃度
D．同一細胞處于乙狀態時的吸水能力大于其處于甲狀態時
答案　D
解析　甲狀態時存在水分子跨膜運輸進出細胞的現象，A錯誤；在蔗糖溶液中，由乙→丙說明發生了質壁分離復原，必須滿足外界蔗糖溶液的濃度＜細胞液的濃度，B錯誤；當細胞處于丙狀態且不再變化時細胞液濃度大于外界溶液濃度，C錯誤；同一細胞處于乙狀態時的細胞液濃度大于處于甲狀態時的細胞液濃度，則乙狀態時的吸水能力大于其處于甲狀態時，D正確。
3.(目標2)如圖所示為物質跨膜運輸的一種方式，下列相關敘述正確的是(　　)
A．O2以該方式進入紅細胞
B．該運輸方式是通過通道蛋白協助
C．運輸該物質的蛋白質難以運輸其他物質
D．該過程的運輸速率與膜兩側濃度差完全成正比
答案　C
解析　O2的運輸方式為自由擴散，A錯誤；從圖中看出，該運輸方式是通過載體蛋白的協助，B錯誤；載體蛋白有專一性的特點，故運輸該物質的蛋白質難以運輸其他物質，C正確；協助擴散的運輸速率不僅受膜兩側濃度差的影響，還與轉運蛋白的數量有關，D錯誤。
4．(不定項)(目標2)下列有關轉運蛋白的敘述正確的是(　　)
A．轉運蛋白包含載體蛋白和通道蛋白，兩種轉運蛋白都屬于膜蛋白
B．載體蛋白和通道蛋白都有控制特定物質跨膜運輸的功能
C．在物質運輸過程中，載體蛋白和通道蛋白均與被運輸的物質特異性結合
D．載體蛋白和通道蛋白在細胞膜上是靜止不動的
答案　AB
5.(目標1)在紫色洋蔥表皮細胞臨時裝片的蓋玻片一側滴加質量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液后，出現了如圖所示的情形，請回答：
(1)此細胞發生了______________現象，是細胞________的結果。
(2)圖中②的結構名稱是________，②④⑤共同構成了________。
(3)圖中⑦充滿了________，其濃度____________。
(4)將此細胞置于清水中，⑥的體積會________，是由于細胞____________的結果。
(5)在滴加質量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液后的過程中，顯微鏡下不可能觀察到的現象是(　　)
A．液泡縮小
B．細胞壁與原生質層分離
C．液泡顏色變淺
D．細胞核位于原生質層內
答案　(1)質壁分離　滲透失水
(2)細胞膜　原生質層
(3)蔗糖溶液　略小于0.3 g/mL
(4)變大　滲透吸水
(5)C
解析　(1)由圖示可知，圖中原生質層與細胞壁發生了分離，這是由于細胞發生滲透失水的結果。
(2)圖中②是細胞膜，④是細胞質，⑤是液泡膜，三者共同構成了原生質層。
(3)圖中⑦是原生質層與細胞壁分離后形成的空間，充滿了外界的蔗糖溶液，由于細胞失水，水分子進入蔗糖溶液，導致蔗糖溶液濃度會略有減小，此處的溶液濃度稍低于原來的蔗糖溶液。
(4)將已發生質壁分離的植物細胞置于清水中，由于細胞液濃度高于外界的清水濃度，細胞滲透吸水，液泡體積變大。
(5)用顯微鏡觀察植物細胞的質壁分離過程中，由于細胞滲透失水，可以看到液泡體積逐漸變小，液泡顏色變深，細胞壁與原生質層分離，細胞核位于原生質層內，不會看到液泡顏色變淺。
INCLUDEPICTURE"重難突破易錯攻克.TIF" INCLUDEPICTURE "重難突破易錯攻克.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE"題型4-1-1.TIF" INCLUDEPICTURE "題型4-1-1.TIF" \* MERGEFORMAT
[例1]　如圖A、B為兩套滲透裝置圖(圖中S1為30%蔗糖溶液、S2為蒸餾水、S3為30%葡萄糖溶液)；已知葡萄糖能通過半透膜，但蔗糖不能通過半透膜，下列敘述正確的是(　　)
A．裝置A滲透過程中水分子通過半透膜的方向是S2→S1
B．裝置A達到滲透平衡后，S1溶液濃度與S2溶液濃度相等
C．裝置A漏斗中溶液液面上升速率逐漸加快
D．裝置B的現象是S3溶液液面先上升后下降，最終S3和S2溶液液面持平
解題分析　裝置A滲透過程中水分子通過半透膜的方向是雙向的，但水分子從S2到S1的數目明顯多于從S1到S2的數目，漏斗內液面上升，A錯誤；裝置A達到滲透平衡后，由于漏斗中液面上升而存在高度差勢能，所以S1溶液濃度仍大于S2溶液濃度，B錯誤；S1為30%蔗糖溶液濃度大于S2蒸餾水，所以漏斗中溶液液面上升，但隨著液面高度差的增大，液面上升速率逐漸下降直至降為0，C錯誤；由于葡萄糖能通過半透膜，所以裝置B的現象是S3溶液液面先上升后下降，最終S3和S2溶液液面持平，D正確。
答案　D
題后歸納
滲透現象中液面變化的判斷方法
半透膜兩側分別為濃度不同的A、B溶液，有以下三種情況：
(1)若A側溶質(如葡萄糖等)可以通過半透膜，B側溶質不能通過半透膜，則最終B側液面升高。
(2)若A側和B側溶質是同種物質且均不能通過半透膜，則最終濃度高的一側液面升高。
(3)若A、B兩側溶液的溶質均能通過半透膜，則最終兩側不存在高度差。
INCLUDEPICTURE"題型4-1-2.TIF" INCLUDEPICTURE "題型4-1-2.TIF" \* MERGEFORMAT
[例2]　撕取新鮮的紫色洋蔥鱗片葉外表皮，置于質量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中，顯微鏡下觀察的結果如下圖。下列相關敘述，不正確的是(　　)
A．圖②中細胞發生了質壁分離現象
B．將溶液換為清水后，可發生②到①的變化
C．圖②中細胞壁與原生質層之間的液體是蔗糖溶液
D．圖中從①到②的變化是水分單向流出細胞造成的
解題分析　質量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液濃度大于細胞液濃度，將細胞置于質量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中，紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞會發生質壁分離，因此②中細胞發生了質壁分離現象，A正確；將溶液換為清水后，細胞會發生滲透吸水，可發生②到①的變化，B正確；因為細胞壁是全透性的，因此將細胞置于質量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中，圖②中細胞壁與原生質層之間的液體是蔗糖溶液，C正確；水分子進出細胞是雙向的，不是單向的，D錯誤。
答案　D
[例3]　(不定項)植物液泡中的花青素是天然的酸堿指示劑，在酸性環境中偏紅色，而堿性環境條件下偏藍色。通常情況下，紫色洋蔥外表皮細胞細胞液pH偏酸性，從而使液泡呈現紫紅色。某實驗小組的同學用蔗糖、Na2MoO4(鉬酸鈉)以及新鮮的紫色洋蔥做了如下所示的拓展實驗(已知Na2MoO4是一種無色的強堿弱酸鹽，水解后會使溶液呈堿性，MoO會進入細胞)。據此推測下列說法錯誤的是(　　)
A．經甲過程處理后，顯微鏡下可見有的液泡紫紅色變深，細胞發生質壁分離
B．至乙過程處理后，發生質壁分離的細胞其液泡由紫紅色到淺藍色再到深藍色，發生質壁分離復原
C．若甲過程改用0.9 g/mL的蔗糖，重復上述實驗，也可以看到質壁分離復原現象
D．乙過程中鉬是植物細胞必需的大量元素，進入液泡會提高細胞液的滲透壓，從而促進了細胞吸水復原
解題分析　甲是將紫色洋蔥鱗片葉浸潤在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，細胞失水，細胞液濃度增大，顯微鏡下可見有的液泡紫紅色變深，細胞發生質壁分離，A正確；乙是將紫色洋蔥鱗片葉浸潤在0.01 mol/L Na2MoO4溶液中，細胞吸水且MoO會進入細胞，使得細胞內呈現堿性，因此發生質壁分離的細胞其液泡由紫紅色到淺藍色再到深藍色，發生質壁分離復原，B正確；若甲過程改用0.9 g/mL的蔗糖，濃度過高，重復上述實驗，細胞短時間會大量失水導致細胞死亡，只能看到質壁分離過程，看不到質壁分離復原現象，C錯誤；鉬是植物細胞必需的微量元素，D錯誤。
答案　CD
技法提升
判斷細胞是否發生質壁分離和復原的方法
(1)從細胞角度分析
①死細胞、動物細胞、未成熟植物細胞不發生質壁分離。
②具有中央大液泡的成熟植物細胞能發生質壁分離。
(2)從溶液角度分析
①若溶質分子不能穿膜，在一定濃度的該種溶液中細胞只發生質壁分離，不能自動復原。
②若溶質分子能穿膜，在一定濃度的該種溶液中，細胞先發生質壁分離，后自動復原，如一定濃度的KNO3溶液。
③在高濃度溶液中細胞可發生質壁分離，但細胞會因過度失水而死亡，不再發生質壁分離復原。
④鹽酸、酒精、醋酸等能殺死細胞，不會發生質壁分離及復原現象。
INCLUDEPICTURE"題型4-1-3.TIF" INCLUDEPICTURE "題型4-1-3.TIF" \* MERGEFORMAT
[例4]　為探究植物A能否移植到甲地生長，某生物研究性學習小組通過實驗測定了植物A細胞液的濃度，實驗結果如下表。為保證植物A移植后能正常生存，則甲地土壤溶液的濃度應(　　)
濃度(mol/L) 0.15 0.2 0.25 0.3
質壁分離狀態 不分離 剛分離 顯著分離 顯著分離
A.≤0.15 mol/L B．≤0.2 mol/L
C．≥0.15 mol/L D．≥0.2 mol/L
解題分析　據表格分析：植物A細胞液介于沒有質壁分離和剛分離之間的濃度，為0.15～0.2 mol/L，故為保證植物A移植后能正常生存，則甲地土壤溶液的濃度應≤0.15 mol/L，植物才能正常吸水，A正確。
答案　A
技法提升
質壁分離與復原應用
(1)判斷植物細胞的死活
（2）測定細胞液濃度的范圍
待測細胞＋一系列濃度梯度的蔗糖溶液細胞液濃度介于未發生質壁分離和剛剛發生質壁分離的兩種外界溶液的濃度之間。
（3）比較不同植物細胞的細胞液濃度
不同植物細胞＋同一濃度的蔗糖溶液比較剛發生質壁分離時所需時間的長短→判斷細胞液濃度的大小（時間越短，細胞液濃度越小）。
（4）鑒別不同種類的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）
INCLUDEPICTURE"題型4-1-4.TIF" INCLUDEPICTURE "題型4-1-4.TIF" \* MERGEFORMAT
[例5]　如圖表示物質出入細胞的方式，下列有關敘述正確的是（　　）
A.圖中①③代表自由擴散
B.①與②③的區別是②③需要轉運蛋白的協助，故②③物質運輸速率只與轉運蛋白數量有關
C.通道蛋白對物質的大小、形狀、電荷等沒有選擇性
D.載體蛋白與運輸的物質結合后，通過自身構象的改變來轉運物質，離子或分子通過通道蛋白時，不需要與通道蛋白結合
解題分析　圖中①代表的物質運輸方式為自由擴散，②③代表的物質運輸方式為協助擴散，A錯誤；影響協助擴散物質運輸速率的因素為膜內外物質濃度梯度的大小和轉運蛋白的數量，B錯誤；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，C錯誤。
答案　D
INCLUDEPICTURE"課時作業.TIF" INCLUDEPICTURE "課時作業.TIF" \* MERGEFORMAT
[單項選擇題]
INCLUDEPICTURE"圓點.TIF" INCLUDEPICTURE "圓點.TIF" \* MERGEFORMAT 知識點一　滲透作用
1.如圖甲、乙為兩個滲透裝置。甲圖是發生滲透作用時的初始狀態，乙圖是較長時間之后通過漏斗內外的水分子達到動態平衡時的狀態。下列有關敘述錯誤的是（　　）
A.圖甲中③為半透膜，水分子能自由通過
B.圖甲中溶液②的濃度大于溶液①的濃度
C.圖乙中溶液①的濃度與溶液②的濃度相等
D.圖乙時，水分子進出漏斗的速率相等
答案　C
解析　在圖乙中，高出液面的水柱所產生的壓力應與滲透壓平衡，水柱產生的壓力向下，而滲透壓的方向應向上，漏斗內液體濃度仍高于燒杯中液體濃度。
INCLUDEPICTURE"圓點.TIF" INCLUDEPICTURE "圓點.TIF" \* MERGEFORMAT 知識點二　水進出細胞的原理
2.蔗糖不能透過紅細胞的細胞膜。將紅細胞分別浸入高濃度的蔗糖溶液和蒸餾水中，一段時間后細胞形態發生的變化是（　　）
A.皺縮、漲破 B.漲破、皺縮
C.皺縮、皺縮 D.膨脹、膨脹
答案　A
3.下列有關觀察植物細胞質壁分離及復原實驗的實驗材料及外界溶液的敘述，正確的是（　　）
①實驗材料必須是成熟的植物活組織細胞　②細胞液必須有顏色　③細胞液最好有顏色　④外界溶液必須對細胞無毒害作用　⑤外界溶液濃度適中，不能過高或過低　⑥外界溶液的濃度無特殊要求，任何濃度均可
A.①③④⑤ B.①②④⑤
C.①③④⑥ D.①②④⑥
答案　A
4.下列關于“觀察植物細胞的質壁分離和復原”的實驗有關敘述正確的是（　　）
A.該實驗中共進行了三次觀察，第一次觀察為低倍鏡觀察，后兩次為高倍鏡觀察
B.該實驗中共進行了兩次處理，第一次處理滴加的液體為清水，第二次滴加的液體為質量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液
C.若將紫色洋蔥鱗片葉的外表皮換成內表皮，則不會發生質壁分離
D.紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞中不屬于原生質層的有細胞壁、細胞核和細胞液
答案　D
解析　“觀察植物細胞的質壁分離和復原”實驗中，一般需要進行三次顯微觀察，第一次是正常細胞的觀察，第二次是質壁分離細胞的觀察，第三次是質壁分離復原細胞的觀察，三次觀察均為低倍鏡觀察，A錯誤；第一次處理滴加的液體是質量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液，觀察質壁分離現象，第二次滴加的液體為清水，觀察質壁分離復原現象，B錯誤；紫色洋蔥鱗片葉的內表皮也會發生質壁分離，但不含色素，現象不明顯，C錯誤；原生質層是指細胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細胞質，所以不屬于原生質層的有細胞壁、細胞核和細胞液，D正確。
5.如圖是某同學用紫色洋蔥鱗片葉外表皮做“植物細胞的吸水和失水”的實驗時，所觀察到的細胞圖，下列敘述正確的是（　　）
A.圖中1、2、6組成了細胞的原生質層
B.圖中細胞處于質壁分離狀態，6處溶液濃度大于7處
C.圖中1是細胞壁，6中充滿了蔗糖溶液
D.圖中7是細胞液，在細胞發生質壁分離過程中，其顏色逐漸變深
答案　D
解析　圖中2、4、5組成了細胞的原生質層，A錯誤；圖中細胞處于質壁分離狀態，但不能判斷細胞處于質壁分離過程中還是質壁分離后的復原過程中，或是處于滲透平衡狀態，因此無法判斷6處和7處溶液濃度的大小，B錯誤；如果該細胞處于質壁分離后的復原過程，則6處為清水，C錯誤；圖中7是細胞液，在細胞發生質壁分離過程中，其顏色逐漸變深，D正確。
6.向裝有相同體積、不同濃度NaCl溶液的各試管（①～⑤）中分別加入等量的小鼠肝細胞懸液，放置適宜的一段時間后，通過相關技術測得各試管中肝細胞的體積（平均體積）和數量，統計結果如圖。下列分析錯誤的是（　　）
A.試管①中細胞數量較少是由細胞吸水破裂造成的
B.試管③中吸水漲破的細胞較②的少
C.試管⑤中的細胞表現為失水皺縮
D.本實驗證明了NaCl可促進細胞的增殖
答案　D
解析　分析題圖可知，試管①中NaCl溶液濃度較小，大多數細胞吸水漲破，導致試管①中細胞數量較少，A正確；試管③中細胞數量比②的多，說明試管③中吸水漲破的細胞較②的少，B正確；試管⑤較試管④細胞數量不變，說明未發生吸水漲破，而細胞體積減小，表現為失水皺縮，C正確；在試管③以后，隨著NaCl溶液濃度的增加，細胞數量幾乎不變，故本實驗不能證明NaCl可促進細胞的增殖，D錯誤。
INCLUDEPICTURE"圓點.TIF" INCLUDEPICTURE "圓點.TIF" \* MERGEFORMAT 知識點三　自由擴散和協助擴散
7.下列關于自由擴散和協助擴散的敘述，正確的是（　　）
①都不消耗能量　②都不需要轉運蛋白　③自由擴散只能順濃度梯度進行，而協助擴散既可以順濃度梯度進行，也可以逆濃度梯度進行　④都是被動運輸　⑤葡萄糖有時可以通過協助擴散順濃度梯度運輸
A.①②④ B.①③④
C.①④⑤ D.①②⑤
答案　C
8.下列一定屬于自由擴散的是（　　）
A.動物肺泡細胞釋放CO2
B.血液中葡萄糖進入紅細胞
C.K＋通過離子通道進行的運輸
D.水分子通過水通道蛋白進入細胞
答案　A
9.如圖表示被動運輸中溶質濃度與擴散速度的關系，下列敘述不正確的是（　　）
A.自由擴散中溶質擴散的速度隨溶質濃度的增加而增加
B.協助擴散中溶質擴散的速度隨溶質濃度的增加而增加
C.協助擴散的速度受到膜上轉運蛋白數量的限制
D.在一定范圍內，相同溶質濃度時，協助擴散的速度大于自由擴散
答案　B
解析　在一定的范圍內，協助擴散中溶質擴散的速度隨溶質濃度的增加而增加，而超過一定的濃度后，溶質擴散的速度不再隨著溶質濃度的增加而增加，B錯誤；協助擴散需要轉運蛋白的協助，其擴散速度受膜上轉運蛋白數量的限制，C正確。
10.水分子除通過自由擴散進出細胞外，更多的是借助細胞膜上的水通道蛋白以協助擴散的方式進出細胞。下列相關說法錯誤的是（　　）
A.水分子通過水通道蛋白轉運時不需要消耗能量
B.水分子通過水通道蛋白時需要與通道蛋白結合
C.水通道蛋白的數量會影響水分子的轉運速率
D.溫度會影響水通道蛋白對水分子的轉運速率
答案　B
解析　水分子通過水通道蛋白轉運時以協助擴散的方式進出細胞，需要轉運蛋白，不需要消耗能量，A正確；溫度會影響水通道蛋白的構象，從而影響對水分子的轉運速率，D正確。
[不定項選擇題]
11.將相同的兩個植物細胞分別放置在A、B兩種溶液中，對細胞失水量進行統計后繪制出如下曲線。下列敘述不正確的是（　　）
A.A、B兩溶液的溶質相同，只是濃度不同
B.a點之前，B溶液中的溶質已經開始進入細胞
C.在0～4 min內兩條曲線有差異，說明A溶液濃度大于B溶液
D.處理到10 min時，兩溶液中的細胞液濃度都等于外界溶液濃度
答案　ACD
解析　分析題圖可知，植物細胞放在A溶液中，植物細胞的失水量逐漸增加，A溶液是高滲溶液；放在B溶液中，植物細胞失水量隨時間延長而逐漸增加，達到一定時間后，細胞的失水量逐漸減少，說明B溶液中溶質可進入細胞，如硝酸鉀溶液等。結合分析可知，在B溶液中可以發生質壁分離復原過程，A溶液只有質壁分離，故兩者的溶質不同，而兩者的濃度可能相同，A錯誤；a點時細胞失水量開始減少，說明a點之前，B溶液中的溶質已經開始進入細胞，B正確；分析題圖可知，在0～4 min內兩條曲線有差異，A溶液濃度可能大于B溶液，也可能等于，C錯誤；處理到10 min以后，A溶液中細胞繼續失水，10 min時細胞液濃度小于外界溶液濃度，10 min前B溶液中細胞已開始吸水，則10 min時細胞液濃度大于外界溶液濃度，D錯誤。
12.下圖甲、乙表示溶質分子a、b進入細胞的運輸方式。下列分析錯誤的是（　　）
A.溶質分子a、b進入細胞的方式都是協助擴散
B.溶質分子a進入細胞時，蛋白質1的構象會發生變化
C.蛋白質2屬于載體蛋白，蛋白質1屬于通道蛋白
D.蛋白質1具有選擇性，蛋白質2不具有選擇性
答案　CD
[非選擇題]
13.把同一植物相同的細胞分別放入蒸餾水、質量濃度為0.3 g/mL蔗糖溶液和質量濃度為0.5 g/mL甘油溶液中，記錄原生質體的體積隨時間的變化關系，結果如圖1曲線A、B、C所示，試回答下列問題：
（1）圖1表示細胞在蔗糖溶液中的是曲線　　　　，表示細胞在甘油溶液中的是曲線　　　　。
（2）曲線B出現bc段的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）若圖2 A、B、C表示的是同一材料不同區域的細胞放在同一濃度的蔗糖溶液中的最終實驗結果，此時三個細胞的細胞液濃度關系是　　　　　　　。
答案　（1）C　B
（2）甘油分子可以（通過自由擴散）進入細胞液，使細胞液濃度增大，細胞由失水變為吸水，直至平衡
（3）A＞B＞C
解析　（3）圖2中A細胞未發生質壁分離，則A細胞細胞液濃度≥初始外界蔗糖溶液濃度，B、C細胞發生質壁分離且此時處于平衡狀態，則B、C細胞細胞液濃度＝此時外界蔗糖溶液濃度，又由于B細胞失水量少于C細胞，所以B細胞所處外界蔗糖溶液濃度＞C細胞所處外界蔗糖溶液濃度，因此三個細胞的細胞液濃度關系是A＞B＞C。
14.科學工作者為了研究細胞膜上水通道蛋白（AQP）的功能，選用AQP缺失的非洲爪蟾卵母細胞進行實驗，相關處理及結果如表所示。已知等滲溶液的濃度與細胞內液體的濃度相當，低滲溶液的濃度比細胞內液體的濃度低。回答下列問題：
組別 在等滲溶液中進行的處理 在低滲溶液中測定卵母細胞的水通過速率（相對值）
Ⅰ 將AQP缺失的卵母細胞放入等滲溶液中 27.9
Ⅱ 將AQP移植到AQP缺失的卵母細胞的膜上 210.0
Ⅲ 將部分Ⅱ組細胞放入含HgCl2的等滲溶液中 80.7
Ⅳ 將部分Ⅲ組細胞放入含試劑X的等滲溶液中 188.0
（1）發生滲透現象時，水分子的流動方向是從　　　　（填“低滲溶液”或“高滲溶液”）通過半透膜流向　　　　（填“低滲溶液”或“高滲溶液”）。將Ⅰ組的AQP缺失的卵母細胞放入低滲溶液后，水分子以　　　　的方式穿過磷脂雙分子層進入卵母細胞。
（2）已知Hg是在常溫常壓下呈液體狀態的重金屬，與Ⅱ組細胞相比，Ⅲ組細胞對水的通透性　　　　，原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）與Ⅲ組細胞相比，Ⅳ組細胞對水的通透性　　　　，原因可能是試劑X　　　　　　　　　　　　　。
（4）細胞膜上通道蛋白轉運物質時具有特異性，從通道蛋白的角度分析，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　（1）低滲溶液　高滲溶液　自由擴散
（2）減弱　重金屬Hg抑制了部分AQP的功能
（3）增強　恢復了部分AQP的功能
（4）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
解析　（1）發生滲透現象時水分子進行被動運輸，水分子的流動方向是從低滲溶液（水分子含量高）通過半透膜流向高滲溶液（水分子含量少）。將Ⅰ組的AQP缺失的卵母細胞放入低滲溶液后，由于缺少通道蛋白協助，水分子以自由擴散的方式穿過磷脂雙分子層進入卵母細胞。
（2）由Ⅰ、Ⅱ組實驗可知，膜上存在AQP時，卵母細胞對水的通透性較強。與Ⅱ組細胞相比，推測Ⅲ組重金屬Hg抑制了部分AQP的功能，導致細胞對水的通透性減弱。
（3）Ⅳ組將部分Ⅲ組細胞放入含試劑X的等滲溶液中，Ⅳ組細胞對水的通透性增強，結合Ⅲ組實驗推測可能是放入的試劑X恢復了部分AQP的功能。
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