資源簡介

第1節 被動運輸（第1課時）
【學習目標】
1．通過對滲透作用的分析理解水進出細胞的原理
2．探究植物細胞的吸水和失水
【課前學習】
1．水分子（或其他溶劑分子）通過 的擴散，稱為 。如果半透膜兩側存在 ，滲透的方向就是水分子從水的 的一側向 的一側滲透。
2．滲透作用必需具備兩個條件：（1）具有 ；（2） 。
3．動物細胞在等滲溶液中形態保持正常，但在低滲溶液中由于吸水而 ，在高滲溶液中由于 皺縮。
4．植物細胞壁的特性是 ，原生質層由 構成，可以看作一種 。液泡內的液體叫 ，當它和外界溶液存在溶液差時，會發生 。當外界溶液濃度高于細胞液濃度時，細胞會 而出現 現象，反之，細胞會 而出現 現象。
【答案】1．半透膜 滲透作用 濃度差 相對含量高 相對含量低 2．半透膜 半透膜兩側溶液具有濃度差 3．膨脹 失水 4．全透性 細胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細胞質 半透膜
【課上學習】
任務一：滲透裝置分析，歸納發生滲透作用的條件
任務二：通過分析水進出哺乳動物紅細胞的示意圖，分析水進出動物細胞的原理是通過滲透作用
任務三：探究：植物細胞的吸水和失水
思 考：
1．該實驗過程共觀察了3次，制作臨時裝片后觀察，滴加蔗糖溶液后觀察，再次滴加清水后觀察。每一次是什么樣的實驗現象呢？
2．解釋滴加 0．3g/mL的蔗糖溶液后液泡變小的原因。
3．水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？
4．分析鹽堿地不利于植物生長的原因。為什么有些植物耐鹽堿？
5．臨床上為什么使用0．9%NaCl即生理鹽水輸液
【課后練習】
1．如圖為簡單滲透裝置，圖甲是初始狀態，圖乙是一段時間后的平衡狀態。下列相關敘述錯誤的是（ ）
A．初始狀態和平衡狀態時①的濃度均小于②
B．水分子進出③的速率相等時即為平衡狀態
C．圖乙裝置中滲透作用仍在發生
D．液面上升的速率逐漸減慢直至為0
2．下列有關質壁分離與復原的說法錯誤的是（　　）
A．將家兔紅細胞放入較高濃度溶液中不會發生質壁分離
B．質壁分離過程中細胞吸水能力逐漸增強
C．1mol/L的葡萄糖溶液和1mol/L的氯化鈉溶液滲透壓大小相等
D．細胞膜和液泡膜都具有選擇透過性
3．如圖為適當濃度高滲溶液中的紅細胞照片，下列相關敘述錯誤的是（ ）
A．高滲溶液會導致紅細胞大量失水而皺縮
B．應把紅細胞放在生理鹽水中觀察其形態
C．紅細胞皺縮過程中只有水分子進出細胞
D．將皺縮的紅細胞放入清水中可能會漲破
4．下列可以發生質壁分離的是（ ）
A．動物的上皮細胞 B．人的紅細胞
C．根尖的分生組織 D．成熟的植物細胞
5．滲透作用發生的條件是（ ）
A．有半透膜即可 B．有濃度即可
C．有濃度差即可 D．有半透膜及其兩側要存在濃度差
6．下圖是細胞在不同濃度溶液中水分子的跨膜運輸示意圖，箭頭大小表示水分子數的多少。下列敘述正確的是（　　）
A．光學顯微鏡下可觀察到乙細胞有水分子的進出
B．若將人的成熟紅細胞放入9%NaCl溶液中，會出現圖丙所示現象，并發生質壁分離
C．若將人的成熟紅細胞放入0．9%NaCl溶液中，紅細胞形態未變是由于此時沒有水分子進出細胞
D．若將洋蔥表皮細胞放在0．3%mL的蔗糖溶液中，會出現如圖丙所示現象，達到平衡時，水分子進出細胞的狀況如圖乙所示
7．將紫色洋蔥鱗片葉外表皮浸潤在質量濃度為0．3g/mL的蔗糖溶液中，1min后進行顯微觀察，結果如圖。下列敘述錯誤的是（ ）
A．圖中L是細胞膜，M是液泡，N是細胞質
B．將視野中的細胞浸潤在清水中，該細胞會逐漸發生質壁分離復原
C．該實驗說明細胞膜與細胞壁在物質透過性上存在顯著差異
D．洋蔥根尖分生區細胞不宜作為該實驗的實驗材料
8．某同學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所示，其中①②指細胞結構。下列敘述正確的是（ ）
A．甲圖所示狀態時不存在水分子跨膜運輸進出細胞的現象
B．甲圖中，細胞膜、核膜及中間的細胞質相當于一層半透膜，即原生質層
C．甲→乙的變化過程中，液泡吸水能力會逐漸增強
D．乙→丙的變化過程中，細胞會因持續吸水而漲破
9．洋蔥是常用的生物學實驗材料。據下圖回答下列問題：
（1）紫色洋蔥鱗片葉__________細胞可用于觀察質壁分離實驗。質壁分離是指_______和細胞壁的分離。質壁分離的條件是_______________和________________________。
（2）圖中對脂肪染色時，使用的試劑是_______，在此實驗中需要利用體積分數為_______洗去浮色。在高倍鏡下觀察時，發現視野較暗，可通過調節__________和_____，使視野明亮。
10．下圖中A、B分別代表處于清水和溶液X中的紫色洋蔥外表皮細胞。請回答下列問題：
（1）顯微鏡下某細胞處于B狀態，則水分進出細胞的情況可能是_____ 。
A．滲透吸水 B．滲透失水 C．滲透平衡
（2）如果圖B中的細胞發生了質壁分離現象，其中的“質”是指________，它是由________（填標號）構成的結構相當于一層半透膜 ，能發生這樣的情況內因是________。
（3）若溶液X為0．5mol/L的KNO3溶液，觀察到細胞狀態變化為A→B→A，某同學也用KNO3溶液處理紫色洋蔥外表皮細胞，觀察細胞狀態變化卻始終為A→B，最可能的原因是________。
（4）若把引起50％左右的細胞發生初始質壁分離的外界溶液濃度稱為細胞液的等滲濃度。下表是某同學用不同濃度的蔗糖溶液、在不同作用時間下，記錄一個視野中的紫色洋蔥外表皮細胞發生質壁分離的數量（已知視野中共有細胞40個）：
處理時間 蔗糖溶液濃度 15秒 25秒 35秒 45秒 55秒
濃度A 5 9 13 14 14
濃度B 17 19 21 22 22
濃度C 26 28 29 31 31
濃度D 34 35 37 37 37
該表皮細胞液的濃度相當于蔗糖溶液哪一濃度？________（填編號）
參考答案
1．C 根據分析，乙圖漏斗液面升高，所以初始時①的濃度小于②，由于乙圖中漏斗液面高于燒杯，存在高度差，會產生相應的壓力作用于半透膜，使水分子進出半透膜達到平衡，此時平衡時①的濃度均小于②，A正確；半透膜允許水分子自由進出，當水分子進出③的速率相等時即為平衡狀態，B正確；圖乙中水分子進出達到平衡，所以沒有發生滲透作用，C錯誤；隨著水分進入漏斗，漏斗溶液濃度變小，因此和燒杯中溶液的濃度差減小，所以液面上升的速率逐漸減慢直至為0，D正確。
2．C 家兔紅細胞沒有細胞壁和原生質層，不具備發生質壁分離的條件，A不符合題意；
B、質壁分離過程中，細胞液濃度逐漸增大，吸水能力逐漸增強，B不符合題意；溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質微粒的數目，1mol/L的葡萄糖溶液和1mol/L的氯化鈉溶液中單位體積溶液中的溶質微粒數目不同，因此滲透壓不同，C符合題意；細胞膜和液泡膜都屬于生物膜，都有選擇透過性，D不符合題意。
3．C 高滲溶液濃度高于細胞液，細胞因失水而皺縮，A正確；生理鹽水的濃度和細胞液的濃度相同，將紅細胞放在生理鹽水中，細胞可以保持正常形態，便于觀察，B正確；紅細胞皺縮過程中可能還存在其他物質進出細胞的情況，而不僅僅只是水分子，C錯誤；將皺縮的紅細胞放入清水中，由于沒有細胞壁的限制作用，細胞會因吸水過多而漲破，D正確。
4．D 動物的上皮細胞沒有細胞壁，也沒有原生質層，無法發生質壁分離，A錯誤；人的紅細胞沒有細胞壁，也沒有原生質層，無法發生質壁分離，B錯誤；根尖分生區組織細胞是未成熟細胞，無中央大液泡，所以不會發生滲透作用失水，也就不會發生質壁分離，C錯誤；成熟的植物細胞有大液泡，可以發生質壁分離以及復原現象，D正確。
5．D 結合分析可知，滲透作用產生必須具備兩個條件：半透膜和半透膜兩側的溶液具有濃度差，即D正確。
6．D 光學顯微鏡無法觀察到水分子運輸，A錯誤；若將人的成熟紅細胞放入9%NaCl溶液（高濃度）中，成熟紅細胞會失水，但不會發生質壁分離，因為紅細胞沒有細胞壁，B錯誤；0． 9%NaCl溶液為等滲溶液，若將人的成熟紅細胞放入0． 9%NaCl溶液中，紅細胞吸水和失水處于動態平衡，所以紅細胞形態不會改變，即此時既有水分子進入細胞也有水分子出細胞，C錯誤；若將洋蔥表皮細胞放在質量濃度為0．3g/mL的蔗糖溶液中，進入細胞內的水分子少于從細胞內向外流的水分子，細胞會失水，會出現如圖丙所示的現象，達到平衡時，水分子進出細胞平衡，會出現如圖乙所示現象，D正確。
7．A 細胞壁是具有全透性的，L是細胞壁，M是液泡，N是原生質層與細胞壁中間的部分，充滿的是蔗糖溶液，A錯誤；細胞浸潤在清水中時，細胞吸水，逐漸發生質壁分離復原，B正確；蔗糖分子可以通過細胞壁，但不能透過細胞膜，說明細胞膜與細胞壁在物質透過性上存在顯著差異，C正確；洋蔥根尖分生區細胞是分裂旺盛的細胞，沒有大液泡，質壁分離不明顯，D正確。
8．C 甲狀態時，水分子仍然跨膜運輸進出細胞，不過是處于動態平衡之中，A錯誤；甲圖中，細胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細胞質相當于一層半透膜，即原生質層，B錯誤；甲→乙的變化過程中細胞失水，液泡內細胞液的濃度越來越大，故吸水能力會逐漸增強，C正確；乙→丙的變化過程中細胞吸水，由于植物細胞存在細胞壁，細胞壁起到支持保護作用，故細胞不會因持續吸水而漲破，D錯誤。
9．【答案】（1） 外表皮 原生質層 外界溶液濃度大于細胞液濃度 細胞壁的伸縮性小于原生質層 （2） 蘇丹Ⅲ染液 50%的酒精 反光鏡 光圈
【解析】（1）紫色洋蔥鱗片葉外表皮由于具有紫色液泡，故是用于觀察質壁分離與質壁分離復原的理想材料；由于液泡占據了成熟的植物細胞90%~95%以上的體積，所以，這里的濃度差指的是細胞液的濃度與外界溶液濃度的差值，而且這兩種液體之間隔著的結構是細胞膜和液泡膜以及二者之間的細胞質，即原生質層，因此，質壁分離是指原生質層與細胞壁的分離；質壁分離的條件是外界溶液濃度大于細胞液濃度，此時會導致細胞失水，引起原生質層的 收縮，且細胞壁的伸縮性小于原生質層，因而發生了質壁分離。（2）圖中顯示的是橘黃色的脂肪顆粒，顯然對脂肪進行染色時所用試劑為蘇丹Ⅲ染液；為了能清楚觀察到被染成橘黃色的脂肪顆粒，在脂肪鑒定過程中需要用體積分數50%的酒精洗去浮色；在高倍鏡下觀察時，發現視野較暗，可通過調節反光鏡和大光圈，使視野明亮。
10．【答案】（1）ABC（2） 原生質層 2、3、6（不全不給分） 原生質層比細胞壁的伸縮性大 （3）KNO3溶液濃度太高，細胞過度失水而死亡（4）B
【解析】（1）細胞處于B狀態時，細胞正處于質壁分離狀態。由于沒有對照，所以細胞既可能正在滲透吸水，也可能正在滲透失水，還有可能處于滲透平衡的狀態，因而ABC都正確。（2）質壁分離的“壁”是指細胞壁，“質”是指原生質層。原生質層是由細胞膜2、液泡膜3，以及兩者之間的細胞質6組成。發生質壁分離的內因是原生質層的伸縮性大于細胞壁。（3）鉀離子和硝酸根離子可以通過主動運輸被細胞吸收，因而能夠發生質壁分離自動復原的現象。但當硝酸鉀濃度太高時，細胞會因過度失水而死亡，原生質層的半透膜特性喪失，導致細胞無法自動復原。（4）細胞液的等滲濃度是引起50％左右的細胞發生初始質壁分離的外界溶液濃度，從表格中可以看出，濃度B的蔗糖溶液能使約50%的細胞發生初始質壁分離，因而ACD錯誤，B正確。第1節 被動運輸（第2課時）
【學習目標】
1．闡明細胞膜的選擇透過性
2．描述自由擴散和協助擴散的特點，明確結構與功能相適應的生命觀念；
【課前學習】
被動運輸
1．概念：物質以 進出細胞， 消耗細胞內 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： 和
【答案】1.擴散的方式 不需要 化學反應 2．自由擴散 協助擴散
轉運蛋白
分類： 和
載體蛋白：只容許與自身 相適應的分子或者離子通過，且每次轉運時都會發生 的改變。
通道蛋白：只容許與自身 相適配、 相適應的分子或離子通過。
【答案】1.通道蛋白 載體蛋白 2．結合部位 自身構象的改變 通道直徑和形狀 大小和電荷
【課上學習】
任務一：
通過人工合成脂雙層對不同物質的通透性，分析物質過膜的不同方式
圖-人工合成的脂雙層對物質的通透性
任務二：
歸納自由擴散和協助擴散的共性，概括被動運輸的概念
任務三：
比較載體蛋白和通道蛋白的異同，分析影響被動運輸的因素
載體蛋白 通道蛋白
圖示
區別
【課后練習】
1．物質出入細胞的方式中，自由擴散區別于協助擴散的是（ ）
A．由高濃度向低濃度擴散 B．需要載體
C．需要消耗有氧呼吸釋放的能量 D．不需要載體
2．下圖表示物質跨膜轉運的一種方式。據圖分析錯誤的是（ ）
A．這種轉運方式不可逆濃度梯度進行
B．細胞產生的能量不影響該物質的轉運速率
C．乙醇、離子和一些小分子都可以用這種方式通過細胞膜
D．載體蛋白在物質轉運過程中會發生自身構象的改變
3．氧氣進入人體肺泡細胞的方式是（　　）
A．協助擴散 B．自由擴散 C．主動運輸 D．胞吞
4．如圖表示某種物質跨膜運輸方式的示意圖。下列物質按圖示方式進入人體紅細胞的是（　　）
A．O2 B．氨基酸 C．葡萄糖 D．K＋
5．下列物質中，通過自由擴散進出組織細胞的是（ ）
A．K+和Na+ B．氨基酸和葡萄糖
C．O2和葡萄糖 D．甘油和CO2
6．葡萄糖通過質膜從濃度高的血漿一側轉運到濃度低的紅細胞內側，需載體蛋白參與，且不消耗能量，這種運輸的方式屬于（ ）
A．簡單擴散 B．易化擴散 C．主動運輸 D．滲透作用
7．下列物質中，以自由擴散的方式通過細胞膜進出細胞的是
A．鉀離子 B．乙醇 C．氨基酸 D．葡萄糖
8． 物質出入細胞的方式中，自由擴散區別于協助擴散的是：
A． 由高濃度向低濃度擴散 B．需要載體
C． 由低濃度向高濃度擴散 D．不需要載體
9．下列關于物質跨膜運輸的敘述，錯誤的是(　　)
A．協助擴散過程中需要蛋白質的參與
B．甘油和苯是通過自由擴散的方式進出細胞的
C．小分子物質都可以通過自由擴散的方式進出細胞
D．協助擴散過程中物質是從高濃度向低濃度運輸的,不消耗細胞中化學反應釋放的能量
10． 將紫色水蘿卜的塊根切成小塊放入清水中,水的顏色無明顯變化,若進行加熱,隨著水溫的增高,水的顏色逐漸變紅,其原因是
A．細胞壁在加溫中受到破壞 B．水溫增高，花青素的溶解度加大
C．細胞膜等生物膜失去了選擇透過性 D．水中化學物質發生了反應
11．比較生物膜和人工膜（雙層磷脂）對多種物質的通透性，結果如右圖。據此不能得出的推論是
A．生物膜上存在著協助H2O通過的物質
B．生物膜對K+、Na+、Cl-的通透具有選擇性
C．離子以易化（協助）擴散方式通過人工膜
D．分子的大小影響其通過人工膜的擴散速率
12．下面A、B是兩種被動運輸方式的轉運速率和細胞外濃度之間的關系曲線:
（1）圖A表示的轉運方式是__________,其轉運速率主要取決于__________。
（2）圖B表示的方式若是協助擴散,那么ab段的限制因素是__________,bc段的限制因素是__________。
（3）請在C圖中畫出被動運輸的轉運速率和細胞能量供應的關系曲線。
（4）下列物質中,以方式A進行轉運的有_______；以方式B進行轉運的有________。
①O2和CO2進出肺泡
②甘油和乙醇被小腸上皮細胞吸收
③紅細胞吸收血液中的葡萄糖
④膽固醇進入肝細胞
參考答案
1．D 自由擴散和協助擴散都是被動運輸，運輸方向都是高濃度向低濃度擴散，A錯誤;協助擴散需要載體蛋白的協助，而自由擴散不需要載體的協助，B錯誤;自由擴散和協助擴散都不需要消耗能量，C錯誤;自由擴散區別于協助擴散不需要載體，D正確。
2．C 分析圖可知，該運輸方式屬于協助擴散，協助擴散方向是順濃度梯度運輸，不可逆濃度梯度進行，A正確；協助擴散不需要能量，動力是濃度差，細胞產生的能量不會提高該物質的轉運速率，B正確；乙醇通過細胞膜的方式是自由擴散，C錯誤；圖中載體蛋白在運輸物質的過程中自身構象發生了變化，D正確。
3．B 氧氣屬于氣體，進入人體肺泡細胞的方式是自由擴散。B正確。
4．C O2進入紅細胞的方式為自由擴散，與圖示不相符，A錯誤；氨基酸進入紅細胞的方式為主動運輸，與圖示不相符，B錯誤；葡萄糖進入紅細胞方式是協助擴散，與圖示相符，C正確；K+進入紅細胞的方式為主動運輸，與圖示不相符，D錯誤。
5．D ABC、K+、Na+、和氨基酸、葡萄糖進出細胞需要載體蛋白的協助，不屬于自由擴散，ABC錯誤；D、甘油和CO2是通過自由擴散進出細胞的，D正確。
6．B 由題意可知，葡萄糖通過質膜順濃度梯度運輸，須載體蛋白參與，且不消耗能量，這種轉運方式屬于易化擴散，B正確。
7．B 8．D 9．C 10．C 11．C
12．（1）自由擴散　 濃度差 （2）濃度差　 轉運蛋白的數量
（3）
（4）①②④　 ③
【解析】（1）分析可知圖A表示的轉運方式為自由擴散,其轉運速率主要取決于細胞內外物質的濃度差。（2）圖B表示的轉運方式若是協助擴散,那么ab段的限制因素是細胞內外物質的濃度差,bc。

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