高考生物一轮复习《第1节 被动运输》教案（两套）

第1节被动运输第1课时细胞的吸水或失水内容标准要求核心素养对接学业质量水平1.阐述渗透现象的原理及条件2.探究植物细胞的吸水和失水1.生命观念——结构与功能相适应，细胞的结构决定细胞通过渗透作用吸水或失水水平二2.科学思维——分析与综合，对渗透作用现象进行分析，理解渗透作用原理水平二知识点1：渗透现象的原理及条件知识梳理渗透现象的原理及条件1.原理渗透作用。2.条件3.渗透作用概念：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散叫渗透作用科学探究——渗透作用的原理与应用A、B分别表示渗透作用装置，据图思考下列问题：渗透作用与扩散作用的区别：渗透作用必须有选择透过性膜(半透膜)，扩散作用则不一定需要；扩散作用适于各种物质，渗透作用仅指溶剂分子(1)渗透达到平衡，半透膜两侧的水分子________(填“是”或“不是”)静止不动的。(2)Δh不变时，S1、S2浓度的大小关系为：S1________S2(填“>”“<”或“＝”)(S1、S2中溶质不能通过半透膜)。(3)在B图所示的U形玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。①一段时间后，两管中液面的变化为：左管液面________，右管液面________。(填“升高”“降低”或“不变”)②如同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为：左管液面________，右管液面________。(4)若溶质能通过半透膜则上述A、B装置内S1、S2液面如何变化(初始浓度：S1>S2)?提示(1)不是(2)>(3)①升高降低②降低升高(4)因为S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则最初单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的，随着溶质的扩散，最终S1和S2溶液浓度相等，外观上表现为S1溶液液面先上升后下降，最终S1和S2溶液液面持平。[典例1]如图为渗透装置示意图，a、b分别为不同浓度的蔗糖溶液。据图判断，下列叙述错误的是()A.若c为一层纱布，则不会发生此现象B.实验开始时，c两侧的溶液浓度大小是a>bC.实验过程中漏斗管内的液面先上升后保持稳定D.当漏斗管内的液面停止上升时，水分子进出漏斗达到动态平衡解析渗透作用的发生需要半透膜，如果c为纱布则不能发生渗透作用，A正确；由于漏斗内的液面升高，所以b的浓度大于a，B错误；当漏斗内的液面升高到一定程度后不再升高，因为液体压强的作用与浓度差的作用正好相反，C正确；当渗透作用达到平衡状态时，仍有水分子通过半透膜，无非两个方向上的渗透处于平衡状态，D正确。答案B[变式训练1]如图为渗透装置示意图，一段时间后出现的现象不包括()A.漏斗内的液面升高B.有些水分子由蔗糖溶液通过半透膜进入清水C.有些水分子由清水通过半透膜进入蔗糖溶液D.半透膜两侧的溶液浓度相等解析蔗糖溶液的浓度大于清水，通过渗透作用由清水进入蔗糖溶液的水分子数较多，从而导致液面升高。由于蔗糖分子不能通过半透膜，所以清水的浓度始终低于蔗糖溶液。答案D联想质疑★科学解释：蔗糖溶液的物质的量浓度小，由蔗糖溶液一侧流向葡萄糖溶液一侧的水分子数多于由葡萄糖溶液一侧流向蔗糖溶液一侧的水分子数。★植物细胞与动物细胞的渗透系统。1.渗透装置中，当漏斗内液面不再上升时，半透膜两侧还存在水分子的进出吗？提示存在。漏斗内液面不再上升时，水分子通过半透膜的双向扩散速率相等。2.溶液浓度指的是质量浓度吗？提示指物质的量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液，质量浓度相同，但10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大。知识点2：细胞的吸水和失水知识梳理1.动物细胞的吸水和失水(以哺乳动物成熟的红细胞为例)半透膜浓度差细胞状态细胞膜相当于一层半透膜外界溶液浓度＞细胞质的浓度皱缩＜膨胀＝不变2.成熟植物细胞的结构3.(1)半透膜：植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，称为原生质层，具有选择透过性，相当于一层半透膜。(2)浓度差：细胞内的液体环境主要是指植物液泡内部的细胞液，当它和外界溶液有浓度差时，发生吸水或失水。(3)原理和现象①外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。②外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。[典例2]若如图表示植物细胞渗透作用的图解，下列说法中错误的是()A.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜B.一定条件下，活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水C.当溶液浓度甲>乙时，细胞发生渗透失水，当溶液浓度乙>甲时，细胞发生渗透吸水D.当溶液浓度甲＝乙时，细胞处于动态平衡状态，没有水分子通过原生质层进出细胞解析植物的原生质层相当于半透膜；当溶液浓度甲>乙时，细胞发生渗透失水，当溶液浓度乙>甲时，细胞发生渗透吸水；当细胞内外溶液浓度相等时，细胞处于动态平衡状态，此时水分子进出细胞的速率相等。答案D[变式训练2]将小鼠红细胞放入一定浓度的KNO3溶液中，红细胞体积随时间的变化如图所示，下列有关叙述正确的是()A.KNO3溶液的起始渗透压小于红细胞内液的起始渗透压B.与B点相比，A点对应时刻红细胞内液的渗透压较大C.AB段细胞失水使红细胞内液的渗透压大于KNO3溶液，从而出现BC段的变化D.B点对应的时刻，KNO3溶液与红细胞内液的渗透压相等解析由图可知，由红细胞在一定浓度的KNO3溶液中刚开始时体积减小，说明KNO3溶液的浓度大于红细胞内液的浓度，因而KNO3溶液的起始渗透压大于红细胞内液的起始渗透压，A错误；与B点相比，A点对应时刻红细胞内液的渗透压较小，因而发生渗透失水导致体积减小，B错误；AB段细胞发生了失水，但不是导致BC段变化的原因，BC段变化的原因是由于红细胞主动吸收K＋、NOeq\o\al(－,3)，导致红细胞内液的渗透压大于KNO3溶液，C错误。答案D联想质疑★KNO3溶液造成的质壁分离及自动复原现象。★盐碱地中，植物吸水困难。课堂小结随堂检测1.将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，主要原因是()A.液泡膜内外溶液有浓度差B.原生质层相当于一层半透膜C.细胞壁是全透性的D.水分可以自由出入细胞解析细胞内原生质层包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质，原生质层相当于一层半透膜。把成熟的植物细胞放在溶液中，原生质层两侧的溶液具有浓度差，但A项说的是液泡膜内外溶液有浓度差，故错误。C、D选项的说法虽然正确，但与题意不符。答案B2.当你连续吃咸菜时，你的口腔黏膜会有干涩的感觉。其原因是()A.口腔黏膜细胞质浓度大于外界溶液浓度，细胞失水B.口腔黏膜细胞质浓度小于外界溶液浓度，细胞失水C.口腔黏膜细胞质浓度大于外界溶液浓度，细胞吸水D.口腔黏膜细胞质浓度小于外界溶液浓度，细胞吸水解析连续吃咸菜，口腔黏膜细胞质的浓度小于外界溶液的浓度，导致细胞失水，使口腔黏膜出现干涩感觉。答案B3.如图甲烧杯中是5%的淀粉液，图乙烧杯中是5%的葡萄糖液，将装有蒸馏水的透析袋分别放入图甲、乙烧杯中(水和葡萄糖分子能通过透析袋的膜)放置一小时后()A.图甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度不变B.图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低C.图甲烧杯中透析袋内的液体加入碘液后呈蓝色D.图乙烧杯中透析袋内的液体加入斐林试剂后呈砖红色解析图甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度大于透析袋内蒸馏水的浓度，由于淀粉不可以通过透析袋，所以水分子从透析袋出来进入烧杯，导致透析袋外的淀粉液浓度降低，A错误；图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖可以进入透析袋，而透析袋内的水分子可以出来进入烧杯，所以烧杯中水分子增多，葡萄糖分子减少，则图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低，B正确；由于淀粉不可以通过透析袋，所以图甲烧杯中透析袋内没有淀粉，加入碘液后不会出现蓝色，C错误；图乙烧杯中葡萄糖可以进入透析袋，葡萄糖是还原糖，所以图乙烧杯加入斐林试剂后需水浴加热才可以变成砖红色，D错误。答案B4.半透膜对淀粉和葡萄糖的通透性不同(如图1)，预测图2的实验结果(开始时漏斗内外液面相平)最可能的是()A.图甲中水柱a将持续上升B.图甲中水柱a将保持不变C.图乙中水柱b将保持不变D.图乙中水柱b将先上升后下降解析因淀粉不能透过半透膜，故图甲中的水柱a上升到最大高度后将静止；因葡萄糖可以透过半透膜，故图乙漏斗内液体先表现吸水，水柱b上升，因葡萄糖的外渗，最终扩散平衡时内外葡萄糖浓度相等，即内外液面相平。答案D课时作业(时间：30分钟)知识点1渗透作用的原理和应用1.某同学设计了如右图所示的渗透作用的实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记作零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势可表示为()解析仔细观察图示，漏斗内为蒸馏水，实验开始后长颈漏斗内部液面将下降，由于实验初始阶段半透膜内外溶液浓度差较大，故液面下降速率较大，之后速率逐渐减少直至为0，达到动态平衡。答案A2.下图甲、乙、丙是三种不同浓度的蔗糖溶液，将2%的蔗糖溶液置于用半透膜做成的袋子中，绑紧后再分别置于甲、乙、丙三种蔗糖溶液中，一段时间后，观察其情形如图所示。试推测甲、乙、丙溶液浓度的高低顺序为()A.甲＞乙＞丙 B.甲＞丙＞乙C.乙＞甲＞丙 D.乙＞丙＞甲解析当袋子中蔗糖溶液的浓度高于外界溶液的浓度时，袋子将吸水膨胀；当袋子中蔗糖溶液的浓度等于外界溶液的浓度时，袋子形态将保持不变；当袋子中蔗糖溶液的浓度小于外界溶液的浓度时，袋子将失水皱缩。答案D3.如图所示，U型管中的半透膜可允许水分子和单糖通过，而不允许二糖通过，m侧是蒸馏水，n侧是0.3g/mL的蔗糖溶液，实验开始时m、n两侧液面等高。一段时间后，当m、n两侧液面不再变化时，向n侧加入蔗糖酶(假设蔗糖酶不影响溶液渗透压)。下列有关叙述正确的是()A.实验开始时，m、n两侧不会发生渗透作用B.实验开始后，n侧液面逐渐升高，当m、n两侧液面不再变化时两侧溶液浓度相等C.加入蔗糖酶之后，n侧液面先升高后降低D.加入蔗糖酶一段时间后，当m、n两侧液面不再变化时，n侧液面仍然明显高于m侧解析实验开始时，由于n侧溶液浓度大于m侧溶液浓度，所以m、n两侧会发生渗透作用，A错误；实验开始后，n侧液面会逐渐升高，由于蔗糖分子不能通过半透膜，所以当m、n两侧液面不再变化时，两侧溶液浓度仍不相等，B错误；当向n侧加入蔗糖酶后，蔗糖分解成葡萄糖和果糖，溶质分子增多，溶液浓度增大，n侧液面上升，由于半透膜允许葡萄糖、果糖通过，所以n侧液面又会下降，当m、n两侧液面不再变化时，m、n两侧液面基本等高，C正确、D错误。答案C4.市场上流行的直饮机的核心部件是逆渗透膜，它利用逆渗透原理，通过水压使水由较高浓度的一侧渗透至较低浓度的一侧，理论上，在较高浓度侧的所有细菌、不纯杂物及对人体有害的有机物和无机物均不能透过高精密的逆渗透膜，示意图如下。根据上述信息判断，下列有关叙述正确的是()A.逆渗透过程与渗透作用的原理不同B.逆渗透膜也具有细胞膜的识别功能C.逆渗透膜上有载体蛋白，可以选择性控制有害物质D.逆渗透膜除去有害物质的能力胜过生物膜，由其处理的水可放心饮用解析渗透作用的原理是水由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，因此逆渗透过程与渗透作用不同，A正确；逆渗透膜是半透膜，没有生物活性，因此不具有细胞膜的识别功能，B错误；逆渗透膜是通过膜上的小孔控制物质进出的，没有载体蛋白，C错误；逆渗透膜除去有害物质的能力仅仅是“理论上”胜过生物膜，但在加工过程中可能带来有害物质，因此，饮用时也要注意，D错误。答案A知识点2细胞的吸水和失水5.将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是()A.红细胞膜具有水溶性B.红细胞的液泡体积增大C.蒸馏水大量进入红细胞D.低温时红细胞膜流动性增大解析将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，红细胞会因大量蒸馏水进入而导致破裂；红细胞膜是脂溶性的；人的红细胞没有液泡；因低温时分子运动减慢而导致细胞膜的流动性降低。答案C6.将六个大小相同的马铃薯去皮之后，分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，数小时后取出称其重量。增减的重量与蔗糖溶液的浓度关系如图，根据图示判断，马铃薯细胞液浓度与下列哪项最为接近()A.0.4 B.0.8C.1.0 D.1.6解析在马铃薯的重量变化为0时，水分的进出达到平衡，细胞内外的浓度相等，此时对应的蔗糖溶液浓度即为马铃薯细胞液的浓度。答案C7.我国民间用盐渍法保存食品的原理是()A.浓盐水中的Cl－有杀菌作用B.浓盐水中含O2少，细菌无法生存C.由于渗透作用使细菌细胞失水死亡D.由于渗透作用使鱼、肉细胞过度吸水解析盐渍法就是人为造成外界溶液浓度大大高于细菌细胞内溶液的浓度，使细菌细胞失水死亡，从而阻止细菌的繁殖，进而保存食品。答案C8.将a、b、c三组红细胞分别置于不同浓度的钠溶液中进行实验，浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。下列叙述错误的是()A.图中所示细胞内液的渗透压，a组的比b组的高B.浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量C.若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能先皱缩后恢复原状D.上述实验中引起细胞形态的改变而消耗能量的多少比较：c>b>a解析根据图中信息，a组细胞基本可以维持原状，b组细胞吸水膨胀，c组细胞皱缩，细胞失水较多；与a组相比，b组细胞吸水，细胞内液渗透压较低；向a组烧杯中加入少量葡萄糖后，刚开始外界溶液渗透压大于细胞内液渗透压，细胞失水皱缩，后来葡萄糖进入细胞内，造成细胞内液渗透压大于外界溶液，细胞吸水恢复原状；细胞形态的改变是细胞通过渗透失水或吸水造成的，不消耗能量。答案D9.如图为两个大小相同的萝卜，分别在上面挖一个大小相同的洞，并在洞内各插入一支口径与洞口相同的玻璃管，甲玻璃管内注入3mL清水，乙玻璃管内注入3mL浓盐水，一段时间后，两玻璃管中液面变动情况是()A.甲中升高，乙中降低B.甲中降低，乙中先升高后降低C.甲、乙中均降低D.甲、乙中均升高解析依据细胞渗透作用原理，甲管下部细胞吸水，使液面下降；乙管下部细胞失水，使液面升高。细胞可以吸收钠离子和氯离子，乙玻璃管下部细胞可发生质壁分离复原，细胞吸水，液面又下降，B正确。答案B10.有一道凉菜叫“酸甜瓜”，其做法是把黄瓜切成条状或片状，然后加糖和醋并搅拌，放置一段时间后，黄瓜除了有酸甜味外，还变软了，口感特别好。下列是对黄瓜变软原因的分析，正确的是()A.蔗糖分子进入黄瓜细胞，使其细胞液浓度增大，细胞吸水B.醋酸分子进入黄瓜细胞，使其细胞液浓度增大，细胞吸水C.外界溶液的浓度小于黄瓜细胞的细胞液浓度，细胞失水D.外界溶液的浓度大于黄瓜细胞的细胞液浓度，细胞失水解析黄瓜变软是由于细胞失水而不再坚挺，失水的原因是糖和醋形成的外界溶液浓度高于细胞液的浓度。答案D11.下列关于动物细胞吸收水分的分析，错误的是()A.动物细胞能通过渗透作用吸收水分B.水分子可经过磷脂双分子层进入动物细胞C.动物细胞失水是顺相对含量梯度进行流动的D.动物细胞细胞质浓度升高可促进水分渗出解析动物细胞能通过渗透作用吸收水分，A正确；水分子可经过磷脂双分子层进入动物细胞，B正确；动物细胞失水是顺相对含量梯度进行流动的，C正确；动物细胞细胞质浓度升高可促进水分进入，D错误。答案D12.下图1表示渗透作用装置，一段时间后液面上升的高度为h，其中半透膜为膀胱膜，装置溶液A、a起始浓度分别用MA、Ma表示；图2表示一个洋葱鳞片叶表皮细胞放在蔗糖溶液后发生质壁分离过程图。请根据图回答问题：(1)图1中，如果A、a均为蔗糖溶液，且开始时Ma>MA，则达到平衡后MA________Ma(填“大于”、“等于”或“小于”)。(2)图2中，如果B、b分别表示蔗糖溶液和细胞液，且起始浓度分别为MB、Mb，则达到平衡后MB________Mb(填“大于”、“等于”或“小于”)。(3)图1中的半透膜相当于图2中的________，由________(填数字)组成。图2过程中液泡的吸水能力如何变化？____________________________(4)若将图2细胞制成临时装片，并用光学显微镜观察，能观察到染色体吗？________。答案(1)小于(2)等于(3)原生质层1、3、5逐渐变大，最后不再变化(4)不能13.成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。请回答下列问题：(1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧溶液浓度大小是a________b。由图乙可知，漏斗中溶液吸水速率会________，最终液面不再上升，当液面不再上升时，c两侧溶液浓度大小是a________b。(2)图丙中相当于图甲中c结构的是________(填序号)，结构②中充满的液体是________________。(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水当中，发现细胞中液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？________。原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)由图甲中漏斗内液面上升可知，b溶液的浓度大于a溶液；图乙反映的是随吸水时间的延长，漏斗内液面升高的速度逐渐下降，这是由浓度差缩小造成的。考虑到漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，a溶液的浓度小于b溶液。(2)图甲中c为半透膜，在图丙中可将细胞膜③、液泡膜⑤和两层膜之间的细胞质④视作一层半透膜，结构②中充满的液体是外界溶液。(3)对植物细胞而言，由于细胞壁的存在，且细胞壁的弹性有限，因此，细胞不可能无限吸水，当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将不再吸水。答案(1)小于下降小于(2)③④⑤外界溶液(3)不能细胞壁的弹性有限，当细胞因吸水体积增大到细胞壁所能膨大的最大限度时，细胞将不再吸水第2课时探究植物细胞的吸水和失水与被动运输内容标准要求核心素养对接学业质量水平1.观察植物的质壁分离与复原2.掌握两种被动运输的方式1.科学探究——探究植物细胞的吸水与失水水平二2.科学思维——归纳比较两种被动运输方式的异同水平二知识点1：探究植物细胞的吸水与失水知识梳理观察植物细胞的质壁分离与复原(1)实验原理：①将成熟植物细胞放到一定浓度的溶液中，即能构成一个渗透系统。②细胞大量失水时，由于原生质层与细胞壁的伸缩性不同——当细胞不断失水时原生质层就会与细胞壁分离开来。(2)实验过程：eq\x(制作装片)—制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片↓eq\x(低倍镜观察)—有一个紫色的中央大液泡，原生质层紧贴细胞壁↓eq\x(滴加蔗糖溶液)—在盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸引流，重复几次↓eq\x(低倍镜观察)—观察液泡大小和原生质层的位置↓eq\x(滴加清水)—在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸引流，重复几次↓eq\x(低倍镜观察)—观察液泡大小和原生质层的位置本实验是教材中涉及“显微观察”实验中唯一的一个“只在低倍镜下”观察(不曾换“高倍镜”)的实验。(3)实验现象加蔗糖溶液加清水中央液泡大小变小恢复原状液泡颜色变深变浅原生质层的位置与细胞壁分离与细胞壁紧贴细胞大小基本不变基本不变质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁是全透性的且有水分子通过原生质层渗出来。科学探究——植物细胞的吸收和失水如图是观察植物细胞吸水和失水的操作步骤(1)步骤D的观察与步骤B观察到的结果相比，发生了________的现象。这种现象的发生有两个方面的原因：内因是___________，外因是_________。(2)通过步骤E处理后，步骤F中的观察结果相比D中的观察，发生了________的现象，该现象发生的外因是___________________________。(3)该实验以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为材料，优点是________________________________________________________________。(4)实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？(5)本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验有何影响？提示(1)质壁分离原生质层的伸缩性大于细胞壁细胞液浓度小于外界溶液浓度，导致细胞失水(2)质壁分离复原细胞液浓度大于外界溶液浓度，植物细胞吸水(3)紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞液泡大并且有颜色，便于观察(4)观察正常紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的状态形成对照。(5)选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，既能明显出现质壁分离，又不会杀死细胞。若浓度过高，质壁分离速度过快，细胞会因失水过多而死亡，不能再进行质壁分离复原；若浓度过低，不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。[典例1]将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则()A.实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高B.浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的C.a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗能量大于b组D.使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4～0.5(mol·L－1)之间答案D[变式训练1]如图所示，能正确表示显微镜下观察到的紫色洋葱表皮细胞质壁分离现象的是()解析由于当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，液泡逐渐缩小，颜色变深；由于细胞壁是全透性的，而细胞膜是选择透性膜，所以在原生质层和细胞壁之间是外界溶液，所以是无色的。答案D联想质疑引发质壁分离的2种原因：本实验存在两组对照实验1.什么样的细胞才可发生质壁分离？提示：具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。2.什么样的溶液可使植物细胞发生质壁分离后又自动复原？提示：一定浓度的溶质可透膜的溶液中可发生质壁分离后自动复原现象，如KNO3溶液、甘油等。★腌制的咸菜变的皱缩而萎软知识点2：被动运输知识梳理1.概念：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。2.类型项目自由扩散(简单扩散)协助扩散(易化扩散)物质运输方向高浓度一侧→低浓度一侧高浓度一侧→低浓度一侧特点是否耗能否否是否需转运蛋白否是[典例2]如图显示物质P和Q跨膜出细胞，下列叙述正确的是()A.物质P可能是氧气B.物质Q一定是水分子C.物质P和Q出细胞都需要载体D.物质P和Q出细胞未必都消耗能量解析物质P出细胞逆浓度梯度为主动运输，物质Q出细胞顺浓度梯度，为被动运输，被动运输包括协助扩散和自由扩散，自由扩散不需要载体，氧气通过细胞膜为自由扩散，A错误；水分子通过细胞膜为自由扩散，但物质Q出细胞可能是协助扩散，也可能是自由扩散，自由扩散不需要载体，B、C错误；主动运输需要消耗能量，但被动运输不消耗能量，D正确。答案D[变式训练2]下列物质中，通过自由扩散方式进入小肠绒毛上皮细胞的是()气体和脂溶性的小分子有机物较易通过自由扩散进出细胞A.氨基酸B.胆固醇C.Na＋D.葡萄糖解析胆固醇属于脂溶性物质，进出细胞的方式是自由扩散，B正确。答案B[变式训练3]GLUT是某细胞的葡萄糖转运蛋白，其作用过程如图所示。下列相关叙述错误的是()A.GLUT顺浓度梯度转运葡萄糖B.GLUT的空间结构可发生改变C.GLUT的数量与转运葡萄糖的速率无关D.GLUT的转运功能具有专一性解析GLUT的数量与转运葡萄糖的速率有关，C错误。答案C联想质疑★自由扩散不需要载体蛋白，协助扩散需要载体蛋白或通道蛋白。课堂小结随堂检测1.植物细胞的质壁分离过程中，与细胞壁分离的是()A.细胞核 B.原生质层C.细胞质 D.液泡膜解析植物细胞的质壁分离现象指的是原生质层与细胞壁的分离。答案B2.将新鲜的苔藓植物叶片放入其中加有少量红墨水的质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会看到苔藓细胞的状态如图所示。此时，部位①和②的颜色分别是()A.无色、绿色 B.红色、绿色C.红色、无色 D.红色、红色解析苔藓植物叶片的细胞置于加有少量红墨水的质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中时，由于蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离现象。而原生质层具有选择透过性，细胞壁具有全透性，使得原生质层和细胞壁之间充满了含红墨水的蔗糖溶液，细胞质中含有的叶绿体使之呈现绿色。答案B3.下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是()A.与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察B.用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察解析黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察，故B错误。答案B4.实验表明，K＋不能通过磷脂双分子层的人工膜，但如果在人工膜中加入少量缬氨霉素(含12个氨基酸的脂溶性抗菌素)时，则K＋能通过膜从高浓度处向低浓度处扩散，则它通过人工膜的方式是()A.自由扩散 B.协助扩散C.主动运输 D.渗透作用解析由题意可知，K＋通过人工膜的运输需要缬氨霉素，所以不是自由扩散；K＋从高浓度处向低浓度处扩散，且缬氨霉素不能提供能量，所以也不是主动运输。综合分析，K＋通过人工膜的方式是协助扩散。答案B课时作业(时间：30分钟)知识点1探究植物细胞的吸水和失水1.持续观察在质量浓度为0.3g/mL蔗糖溶液中的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，发现中央液泡逐渐变小，说明()A.细胞壁是一层半透膜B.洋葱表皮细胞已经死亡C.蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D.细胞液的浓度逐渐增大解析由题干分析知，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在发生质壁分离，即在失水，因此蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞液的浓度逐渐增大。答案D2.右图为一处于质壁分离状态的细胞，M1、M2表示两处溶液浓度，请比较两者大小()A.M1>M2 B.M1<M2C.M1＝M2 D.上述三者都可能解析题干说细胞处于质壁分离状态，没有信息说明该状态是发生在什么过程中的，所以若处于质壁分离过程中，则M1>M2；若发生在质壁分离复原过程中，则M1<M2；若细胞失水与吸水处于动态平衡状态，则M1＝M2。答案D3.将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后用显微镜观察，发现该细胞未发生质壁分离，其原因可能是该细胞()①是死细胞②大量吸水③是根尖分生区细胞④大量失水⑤质壁分离后又自动复原A.①②③ B.①③⑤C.②③⑤ D.②④⑤解析死细胞不可能发生质壁分离；由于外界溶液浓度大于细胞液浓度，所以细胞不可能大量吸水；根尖分生区细胞不能发生质壁分离；一段时间后观察，细胞可能发生质壁分离后又自动复原。答案B4.用0.3g/mL的蔗糖溶液可以使洋葱表皮细胞发生质壁分离，在发生质壁分离的原生质层和细胞壁之间充满的物质是()A.蔗糖溶液 B.水C.细胞液 D.空气解析用0.3g/mL的蔗糖溶液可以使洋葱表皮细胞失水，发生质壁分离，因为细胞壁是全透性的，所以在原生质层和细胞壁之间充满的物质是外界溶液，即蔗糖溶液。答案A5.下列有关质壁分离及复原实验的实验材料及外界溶液的叙述，正确的是()①实验材料必须是成熟的植物活组织细胞②细胞液必须有颜色③细胞液最好有颜色④外界溶液必须对细胞无毒害作用⑤外界溶液浓度适中，不能过高或过低⑥外界溶液的浓度无特殊要求，任何浓度均可A.①③④⑤ B.①②④⑤C.①③④⑥ D.①②④⑥解析只有保持细胞生活状态，才能保持原生质层具有选择透过性，使细胞失水而发生质壁分离，再吸水复原。所选细胞的细胞液最好有颜色，这样便于观察和判断细胞质壁分离和复原的程度，但细胞液无颜色的植物细胞在相同的条件下也可以发生质壁分离和复原。外界溶液如果对细胞有毒害作用，可能会损伤或杀死细胞，使其失去选择透过性，也不能发生质壁分离和复原。外界溶液浓度要适中，不能过高或过低。答案A6.在实验桌上有蒸馏水、0.3g·mL－1蔗糖溶液、2g·mL－1蔗糖溶液三种溶液，所贴标签已经模糊不清，为了区分这三种溶液，标记为甲、乙、丙后用同一部位的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行了下图所示实验，根据镜检结果，下列相关叙述错误的是()A.实验2中的细胞处于质壁分离状态B.实验后细胞液的浓度为②>①>③C.可判断实验1的细胞正在吸水还是失水D.可判断甲、乙、丙三种溶液的浓度解析实验1中的细胞正处于质壁分离的状态，但无法判断此时细胞正在更大程度地质壁分离还是已达到质壁分离的最大程度，所以也就无法判断细胞是正在吸水还是失水。答案C7.假药亮菌甲素注射液，其溶剂二甘醇进入人体后导致急性肾衰竭，临床上用血液透析治疗。血透机工作原理如图，所用的透析管膜应具有的特点是()A.全透性 B.半透性C.膜上有载体蛋白 D.允许蛋白质通过解析利用血透机进行血液透析的目的是使血液中的代谢废物排出体外，而人体中的代谢废物属小分子物质，而对于人体比较重要的大分子不能通过，所以透析管膜应具有半透膜性质；透析管膜是人工膜，膜上没有载体蛋白。答案B8.将完全相同的两个植物细胞分别放置在a、b溶液中，分别对两个细胞失水量进行统计后绘制出相对应的甲、乙曲线。以下叙述正确的是()A.选取植物根尖分生区的细胞作为实验材料较为适宜B.若b溶液的浓度稍增大，则曲线的变化可能为A点上升，B点左移C.图中放入a、b溶液中的细胞发生质壁分离后放入清水中有可能都复原D.在0～4min内，两条曲线的差异不可能是细胞内外物质浓度差导致的解析根尖分生区细胞中无大液泡，不能用来作为观察质壁分离的实验材料，A错误；若b溶液的浓度增大，则浓度差增大，相同时间内失水的程度变大，复原时所需要的时间变长，即A点上移，B点右移，B错误；在0～4mim内，两种曲线的失水程度不同，有可能是由于浓度差不同引起，D错误。答案C9.在用紫色洋葱A及B的外表皮细胞分别制成的5个装片上依次滴加5种不同浓度的蔗糖溶液，相同时间后原生质体的体积变化如图所示。下列叙述不正确的是()A.紫色洋葱A比B的外表皮细胞的细胞液浓度高B.两种紫色洋葱外表皮细胞都发生质壁分离的蔗糖溶液浓度是乙和丁C.将处于乙浓度蔗糖溶液中的紫色洋葱B外表皮细胞的装片置于清水中，一定会发生质壁分离复原D.实验后丙溶液中紫色洋葱B外表皮细胞的吸水能力小于戊溶液中的紫色洋葱B外表皮细胞解析处于乙浓度蔗糖溶液中的紫色洋葱B外表皮细胞失水，但无法据此判断紫色洋葱B外表皮细胞是否已经过度失水死亡，因此无法判断再将其置于清水后能否发生质壁分离复原现象，C错误。答案C知识点2被动运输10.甲、乙两种物质分别以自由扩散和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则()A.甲物质的运输被促进 B.乙物质的运输被促进C.甲物质的运输被抑制 D.乙物质的运输被抑制解析是否需要转运蛋白是自由扩散与协助扩散的区别。由于人工合成的无蛋白磷脂双分子膜无蛋白质，也就没有转运蛋白，协助扩散将受到抑制。答案D11.图中甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种跨膜方式，其中通道介导的扩散速度比载体介导的快1000倍。下列叙述正确的是()A.载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的B.载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性C.甲、乙两种方式中只有甲属于被动运输D.载体蛋白和通道蛋白在每次转运时都会发生自身构象的改变解析载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上不是静止不动的，A错误；甲、乙两种方式都是将溶质分子从高浓度一侧运输到低浓度一侧，需要转运蛋白的协助，属于被动运输中的协助扩散，C错误；在转运时，只有载体蛋白发生自身构象的改变，通道蛋白不发生，D错误。答案B12.水通道蛋白对水有专一性，能使水分子顺浓度梯度进出细胞。下列有关说法，错误是()A.水通道不能协助氨基酸进入细胞内B.水分子通过水通道的过程不消耗能量C.一种物质可能有多种跨膜运输方式D.加入蛋白质抑制剂会提高水通道跨膜运输水分子的速率解析水通道具有专一性，不能协助氨基酸进入细胞内，A正确；水分子通过水通道的过程是顺浓度梯度的，不消耗能量，B正确；一种物质可能有多种跨膜运输方式，如水可以通过自由扩散和协助扩散跨膜运输，C正确；加入蛋白质抑制剂会降低水通道跨膜运输水分子的速率，D错误。答案D13.回答下列问题。(1)将储藏的马铃薯(块茎)放入蒸馏水中，水分通过________的方式进入马铃薯细胞，引起马铃薯鲜重增加。随着蒸馏水处理时间延长，该马铃薯鲜重不再增加，此时，马铃薯细胞的渗透压比处理前的________________。(2)将高温杀死的马铃薯细胞放入高浓度的NaCl溶液中，________(填“会”或“不会”)发生质壁分离现象。(3)将发芽的马铃薯制成匀浆，使其与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀，说明该马铃薯匀浆中含有________________。解析本题考查物质出入细胞的方式及还原糖的鉴定的有关知识。(1)水分以被动运输的方式跨膜运输，马铃薯细胞吸水，细胞液浓度降低，渗透压降低。(2)死细胞原生质层变成全透性，故将高温杀死的马铃薯细胞放入高浓度的NaCl溶液中不会发生质壁分离。(3)还原性糖与斐林试剂反应，生成砖红色沉淀，故该实验现象说明马铃薯匀浆中含有还原性糖。答案(1)被动运输低(2)不会(3)还原性糖14.成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象，下图a是发生质壁分离的植物细胞，图b是显微镜下观察到的某一时刻的图像。请据图回答下列问题：(1)图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和________的分离，后者的结构包括[]和[](填图中序号)以及二者之间的细胞质。(2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是___________________________________________________________________________，植物细胞自身应具备的结构特点是____________________________。(3)图b是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片，此时细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是_______________________________。(4)将形状、大小相同的红心萝卜A和红心萝卜B幼根各5段，分别放在不同浓度的蔗糖溶液(甲～戊)中，一段时间后，取出红心萝卜的幼根称重，结果如图c所示，据图分析：①红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度________。②在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，一段时间后红心萝卜A的细胞液浓度会________。解析(2)发生质壁分离的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，而植物细胞自身具备的结构特点是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，并具有大液泡。(3)在观察植物细胞质壁分离与复原实验中，当细胞处于质壁分离状态时，此时细胞可能正在发生质壁分离过程，也可能质壁分离完成，还可能处于质壁分离的复原过程中，因此，细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是细胞液浓度小于、等于或大于外界溶液浓度。(4)由图中两种红心萝卜的质量变化结果可知，甲～戊五种蔗糖溶液的浓度大小为丙＜戊＜甲＜丁＜乙，甲为红心萝卜A的等渗溶液，戊为红心萝卜B的等渗溶液，因此红心萝卜A比红心萝卜B的细胞液浓度高。在甲蔗糖溶液中加入适量的清水，溶液浓度降低，红心萝卜A吸水一段时间后，细胞液浓度降低。答案(1)原生质层②④(2)外界溶液浓度高于细胞液浓度原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，具有大液泡(3)细胞液的浓度可能小于、等于或大于外界溶液的浓度(4)①高②降低第4章细胞的物质输入和输出《第1节被动运输》复习教案【知识梳理】一、水进出细胞的原理1．渗透作用具备的两个条件2．动物细胞的吸水和失水[连线]3．植物细胞的吸水和失水[填图](1)成熟植物细胞的结构：(2)探究植物细胞的吸水和失水：(3)发生质壁分离的原因：二、自由扩散和协助扩散1．物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散称为被动运输。分为自由扩散和协助扩散两种类型。2．自由扩散(1)概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。(2)特点：高浓度→低浓度；不需要载体；不消耗能量(ATP)。(3)条件(动力)：浓度差。(4)实例：H2O、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素等物质。3．协助扩散(1)概念：进出细胞的物质借助膜上的转运蛋白的扩散方式。(2)特点：高浓度→低浓度；需要载体；不消耗能量(ATP)。(3)条件：需借助膜上的转运蛋白，可分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。(4)实例：葡萄糖进入红细胞。【即时检测】1.判断下列叙述的正误(1)具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用()(2)植物细胞放在0.3g/mL的蔗糖溶液中，都能发生质壁分离现象()(3)细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性()(4)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成()(5)相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内()(6)葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量，属于协助扩散()(7)水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的()(8)载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√(7)×(8)×2．将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是()A．红细胞膜具有水溶性B．红细胞的液泡体积增大C．蒸馏水大量进入红细胞D．低温时红细胞膜流动性增大解析：将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，红细胞会因大量蒸馏水进入而破裂；红细胞膜是脂溶性的；人的红细胞中没有液泡；因低温时分子运动减慢而导致细胞膜的流动性降低。答案：C3．植物细胞的质壁分离过程中，与细胞壁分离的是()A．细胞核B．原生质层C．细胞质D．液泡膜解析：植物细胞的质壁分离现象指的是原生质层与细胞壁的分离。答案：B4．将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，主要原因是()A．液泡膜内外溶液有浓度差B．原生质层相当于一层半透膜C．细胞壁是全透性的D．水分子可以自由出入细胞解析：植物细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质，原生质层具有选择透过性，相当于半透膜。把成熟的植物细胞放在溶液中，原生质层两侧的溶液具有浓度差，但A项说的是液泡膜内外溶液有浓度差，故错误。C、D选项的说法虽然正确，但与题意不符。答案：B【课程标准】阐明质膜具有选择透过性观察植物细胞的质壁分离和复原【素养达成】1．知道细胞吸水和失水的原理。(科学思维)2．学会探究实验的基本步骤。(科学探究)3．进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。(科学探究)4．举例说出细胞膜是选择透过性膜。(生命观念)5．通过列表比较，掌握被动运输方式的二种类型；掌握区分自由扩散和协助扩散的方法。(科学思维)糖醋蒜是大家比较喜欢的一种食品，但如果只用蔗糖来腌制大蒜，糖分很难进入内部，如果与醋酸共同使用，醋酸会杀死大蒜细胞，糖分就很容易进入大蒜内部了。据此可见，物质的进进出出都要经过细胞的边界——细胞膜。细胞内外的许多物质并不能自由地出入细胞，细胞膜能够对进出细胞的物质进行选择。那么细胞内外的物质到底是怎样通过细胞膜的呢？【互动探究】探究点一水进出细胞的原理【师问导学】请结合上图分析：1．液面高度差H会不会一直升高，为什么？答案：不会。长颈漏斗中的液面升高时，液体产生的静水压也随之变大，当静水压增大到和渗透压相等时(二者的方向相反，静水压向外、渗透压向内)，通过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等，因此，液面就不再升高了。2．当液面不再升高时，长颈漏斗内外液体的浓度相等吗？答案：不相等。当水分子进出达到动态平衡时，长颈漏斗中溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度。3．溶液浓度指的是质量浓度吗？答案：溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液，质量浓度相同，但10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大。4．如果增加蔗糖溶液的浓度，最终形成的液面高度差H会如何变化？答案：高度差H会增大。5．如果半透膜的面积增大一倍，其他条件不变，液面高度差H会不会变化？达到H的时间会不会变化？答案：内外溶液的浓度差不变，液面高度差H不会变，但是由于半透膜面积增大，达到H的时间会变短。【智涂笔记】[易错警示]有关渗透作用的三个误区(1)半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。(2)当半透膜两侧的溶液达到平衡时，是指两侧的水分子运动达到平衡，而两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。(3)水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度是指物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是质量分数。[方法规律]判断渗透系统中液体变化的方法(1)液面变化的判断：①若半透膜两侧，A侧溶质可以通过半透膜，B侧溶质不能通过半透膜，则B侧液面升高。②若半透膜两侧A侧和B侧溶质相同，且均不能通过半透膜，则浓度高的一侧液面升高。③若半透膜两侧的溶质均能通过半透膜，则不存在高度差。(2)高度差的大小决定于浓度差的大小，浓度差越大，高度差越大。(3)浓度变化：渗透系统中，溶质不能通过半透膜时，实验刚开始浓度大的一侧达到平衡后的浓度仍大于另一侧。【师说核心】1．渗透作用的原理(1)渗透装置图解：(2)当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因：分析下图可知：漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差为H1，由于水槽中与漏斗中的液体具有浓度差，即具有渗透压差，所以水分子有进入漏斗的趋势；但是H1产生的压强与渗透压的平衡使半透膜两侧水分子的交换速率相同时，液面不再升高。2．渗透作用的应用渗透作用发生条件的验证：【检测反馈】1．(合格必考)如图，甲、乙为两个渗透装置。甲图是发生渗透作用时的初始状态，乙图是较长时间之后，根据漏斗内外的水分子达到动态平衡时的状态。判断下列有关叙述，错误的是()A．图甲中③为半透膜，水分子能自由通过B．图甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度C．图乙中溶液①的浓度与溶液②的浓度相等D．图甲中溶液①和②浓度差越大，则图乙中的水柱越高解析：图中③代表半透膜，水分子能自由通过，而大分子不能通过，A正确；图甲和图乙比较，漏斗内液面上升，说明漏斗内溶液②浓度高于烧杯中溶液①，B正确；因为漏斗内液柱压力的作用，当液面不再上升时，溶液②的浓度依然大于溶液①的浓度，故C错误；图甲中溶液①和②浓度差越大，则水分跨膜运输的数量越多，则图乙中的水柱上升得越高，D正确。答案：C2．(等级选考)如图表示渗透作用装置图，其中半透膜为猪膀胱膜，图1、3表示初始状态，其装置内溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，图2、4分别表示一段时间后的状态，液面上升的高度分别为h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA＞MB、Ma＝Mb＞MA，则达到平衡后()A．h1＞h2，Ma＞MbB．h1＞h2，Ma＜MbC．h1＜h2，Ma＜MbD．h1＜h2，Ma＞Mb解析：由于MA＞MB、Ma＝Mb＞MA，所以两个漏斗中的液面都会上升，由于A与a的浓度差要小于B与b的浓度差，所以h2的高度要大于h1；同时由于图2中吸水相对要少，所以a的溶液浓度相对较高。答案：D探究点二细胞的吸水和失水【师问导学】如图是将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞先放到0.3g/mL的蔗糖溶液中(甲)，再放到清水中(乙)的实验过程的图解，请分析并回答下列问题：1．该细胞的原生质层包括图中的哪些部分(请用图中数字回答)?答案：包括[2]、[3]、[4]。2．甲过程中，[5]的颜色如何变化？其吸水能力又如何变化？答案：颜色变深，吸水能力逐渐增强。3．甲过程中，进入[1]和[4]的物质分别是什么液体？答案：细胞壁是全透性的，进入[1]的有水和蔗糖，而进入[4]细胞质的只有水。4．有位同学错取了3g/mL的蔗糖溶液，发现做完甲过程后，再做乙过程几乎没有观察到相关现象，分析原因可能是什么？答案：溶液浓度太高，细胞过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原。5．回答与实验相关的问题：(1)为什么要用紫色洋葱外表皮作为实验材料？(2)实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？(3)发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质？答案：(1)紫色洋葱外表皮细胞的细胞液中有花青素，使液泡中的细胞液呈紫色，有利于观察。(2)观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的状态形成对照。(3)因为细胞壁是全透性的，所以洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。【智涂笔记】[知识整合](1)原生质层不包括全透性的细胞壁；在质壁分离的过程中，洋葱鳞片叶的外表皮细胞的细胞液浓度逐渐升高，颜色加深，吸水能力增强；若外界溶液浓度太高，会导致细胞过度失水而死亡。(2)质壁分离和质壁分离复原中水分子移动都是双向的；结果是双向水分子运动的差异所导致的现象。(3)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因为细胞壁是全透性的，且有水分子通过原生质层渗出来。(4)若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡。(5)若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。[规律方法]判断细胞能否发生质壁分离及复原的规律(1)从细胞角度分析①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离。②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离。(2)从溶液角度分析①在一定浓度、溶质(如蔗糖)不能穿膜的溶液中发生质壁分离。②在一定浓度、溶质(如葡萄糖、KNO3、尿素、乙二醇)可穿膜的溶液中先发生质壁分离后自动复原。③在高浓度溶液(如0.5g/mL的蔗糖溶液)中可发生质壁分离，但不会发生复原。[规律方法]细胞的状态与吸水和失水的判断(1)当处于质壁分离的过程中时，细胞失水量大于吸水量，此时外界溶液浓度高于细胞液的浓度。(2)当细胞处于质壁分离复原的过程中时，细胞失水量小于吸水量，此时外界溶液浓度低于细胞液浓度。(3)当细胞处于平衡状态时，细胞失水量等于吸水量。【师说核心】1．植物细胞与渗透装置的比较据图分析可知：(1)原生质层——具有选择透过性，相当于半透膜。(2)浓度差——细胞液与外界溶液之间具有浓度差。2．质壁分离的原因及表现3．实验操作步骤及现象4．质壁分离及复原实验的应用(1)判断细胞的死活：(2)测定细胞液浓度的范围：待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别镜检，细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的两种外界溶液的浓度之间。(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度：不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液镜检，比较刚发生质壁分离时所需时间的长短→判断细胞液浓度的大小(时间越短，细胞液浓度越小)。5．质壁分离实验的拓展应用(1)判断细胞的生活情况：只有活的植物细胞才能发生质壁分离。(2)判断细胞壁和原生质层伸缩性的大小。(3)验证具有液泡的植物细胞能发生渗透作用，原生质层相当于半透膜。(4)观察植物细胞膜(光镜下)：发生质壁分离的细胞，其细胞膜与细胞壁之间发生不同程度的分离，此时则可用光学显微镜观察到细胞膜。(5)在生产生活中的应用①对农作物合理灌溉，既满足了农作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于对水分的吸收。②盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水甚至失水造成的。③防腐杀菌：糖渍、盐渍食品不易变质的原因是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能较长时间的保存。④医用生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。【检测反馈】1．(合格必考)如图是某同学用紫色洋葱鳞片叶的外表皮做“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中所观察到的细胞图。下列叙述正确的是()A．图中①②⑥组成了细胞的原生质层B．图中细胞处于质壁分离状态，此时⑥处的浓度一定大于⑦处的浓度C．图中①是细胞壁，⑥中充满了外界溶液D．图中⑦是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅解析：图中①为细胞壁，②与④以及两者之间的⑤共同组成了原生质层。由于①细胞壁是全透性的，所以⑥处充满了外界溶液。细胞处于质壁分离状态但细胞此时不一定正在失水，所以⑦处的浓度不一定小于⑥处的浓度。在质壁分离的过程中⑦是失水的，所以⑦的颜色应该是逐渐加深。答案：C2．(合格必考)植物体内有三个相邻的细胞a、b、c，已知它们的细胞液浓度大小关系是a>b>c，那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是()解析：细胞液的浓度越高，则吸水能力越强，a细胞液浓度最高，c细胞液浓度最低，b介于a、c之间，因此选C。答案：C3．(等级选考)在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度。由此可推测()A．a>b，细胞渗透吸水B．a＝b，渗透系统保持动态平衡C．a<b，细胞渗透失水D．上述三种情况都有可能解析：图示细胞正处于“质壁分离”状态，要注意此状态下一步可以是液泡继续增大，也可以是液泡继续变小，也可以是液泡不发生变化。因而该细胞可能正处于质壁分离过程中，也可能处于质壁分离后的动态平衡过程中，也可能正处在发生质壁分离复原的过程中，故D项正确。答案：D4．(等级选考)下列各项不可以通过质壁分离实验加以证明的是()A．成熟植物细胞的死活B．原生质层比细胞壁伸缩性大C．成熟的植物细胞能进行渗透吸水D．蛋白质、淀粉、纤维素的吸水性依次递减解析：质壁分离及复原实验能证明以下问题：细胞的死活；成熟的植物细胞是一个渗透系统；原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性等。发生质壁分离后的细胞，放到清水中，若不能发生质壁分离则说明是死细胞，反之是活细胞，A正确；质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，B正确；成熟的植物细胞具有大液泡，能进行渗透吸水，C正确；蛋白质、淀粉、纤维素的吸水性是吸胀吸水，未成熟的植物细胞中由于没有大液泡，采用吸胀吸水。质壁分离实验中的细胞发生的是渗透吸水，不能证明蛋白质、纤维素和淀粉的亲水性高低，D错误。答案：D探究点三自由扩散和协助扩散【师问导学】物质顺浓度梯度扩散进出细胞的过程称为被动运输，结合下图分析其特点。1．对两种方式进行比较，完成下表方式转运方向是否需要载体蛋白是否消耗能量方式a____浓度→____浓度____________方式b、c____浓度→____浓度____________(1)方式a中，物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做_______________________________________________________。(2)方式b、c中，进出细胞的物质借助转运蛋白的扩散，叫做________。(3)下列物质中，以方式a运输的是____________；以方式b、c运输的是________。①O2和CO2进出肺泡②苯被鼻黏膜细胞吸收③红细胞吸收血液中的葡萄糖④水分进出根毛细胞⑤胆固醇进入肝细胞⑥甘油和乙醇被小肠上皮细胞吸收(4)方式b、c有何异同？答案：高低不需要不消耗高低需要不消耗(1)自由扩散(2)协助扩散(3)①②④⑤⑥③(4)b、c都是协助扩散方式；不同点：b由载体蛋白协助，c由通道蛋白协助。2．仔细观察教材P66图4－4，思考并回答下列问题：(1)图示中绿色和红色的圆点多少表示什么意义？(2)由图示分析，自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？(3)试从物质运输动力角度分析，为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？答案：(1)表示细胞内外两种物质的浓度大小。(2)都不需要消耗能量，因为二者都是顺浓度梯度进行的。(3)自由扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差，即都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，所以统称为被动运输。3．完成下列问题：(1)下表是乙醇分子进入细胞的运输速度与浓度差之间的关系，请在坐标中绘出曲线。根据图表可知，影响物质自由扩散的因素是________。浓度差(mmol/L)013579运输速度(分子/秒)0510152025【智涂笔记】被动运输的影响因素(1)自由扩散的影响因素：物质运输速率主要取决于浓度差，也与物质分子大小和脂溶性有关。(2)协助扩散的影响因素：除了膜两侧物质的浓度差外，还与膜上载体蛋白的种类和数量有关。当载体蛋白达到饱和时，物质浓度再增加，物质的运输速率也不再增加。【师说核心】1．自由扩散实例：(1)水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差。(2)当肺泡内氧的浓度大于肺泡细胞内部的浓度时，氧便通过扩散作用进入肺泡细胞内部。(3)组织细胞内由于细胞呼吸使二氧化碳浓度升高时，二氧化碳便通过扩散作用排出细胞，进入细胞外液，经血液循环运送至肺泡，最终排出体外。2．协助扩散实例：有一些物质不能自由通过细胞膜，如葡萄糖进入红细胞需要特殊蛋白质的协助。3．载体eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(实质：蛋白质,特点\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(特异性分为载体蛋,白和通道蛋白两类,饱和性))))载体蛋白只容许自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与其结合。(2)下表是葡萄糖进入红细胞运输速度和浓度差的关系，请在坐标中绘出曲线。浓度差在7.5mmol/L以后运输速度不再增加的原因是________。由此可知，影响物质协助扩散的因素是________。浓度差(mmol/L)1.534.567.59运输速度(离子/秒)81524303131答案：(1)如图1所示溶液的浓度(2)如图2所示受到载体蛋白数量的限制浓度差和载体蛋白数量图1图24．影响被动运输的因素有很多，下面A、B是两种被动运输方式的运输速率和被运输物质的浓度之间的关系曲线：(1)A表示的方式是________，转运速率主要取决于膜内外两侧物质的________。(2)B表示的方式可能是________，ab段主要受________的影响，bc段受到____________的限制，运输速率不能再上升。(3)请在C图中画出被动运输的运输速率和细胞能量供应的关系曲线。答案：(1)自由扩散浓度差(2)协助扩散浓度差载体蛋白数量(3)【检测反馈】1．(合格必考)物质出入细胞的方式中，自由扩散区别于协助扩散的是()A．由高浓度向低浓度扩散B．需要载体C．由低浓度向高浓度扩散D．不需要载体解析：自由扩散与协助扩散的相同之处是顺浓度梯度(高浓度→低浓度)，同时均不消耗能量；不同之处表现在自由扩散不需要载体，而协助扩散需要载体。答案：D2．(等级选考)甲、乙两种物质分别以自由扩散和协助扩散方式进入细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则()A．甲物质的运输被促进B．乙物质的运输被促进C．甲物质的运输被抑制D．乙物质的运输被抑制解析：是否需要载体蛋白是自由扩散与协助扩散的区别。由于人工合成的无蛋白磷脂双分子膜无蛋白质，也就没有载体蛋白，协助扩散将受到抑制。答案：D【网络建构】【主干落实】1．渗透作用发生的两个条件：一是半透膜，二是浓度差。2．原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。3．植物细胞发生质壁分离的原因：(1)外界溶液浓度大于细胞液浓度；(2)原生质层的伸缩性大于细胞壁。4．只有活的成熟植物细胞才可发生质壁分离，动物细胞和根尖分生区细胞不发生质壁分离。5．细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，选择透过性是活细胞的功能特性。6．成熟植物细胞在一定浓度的KNO3、尿素等溶液中会发生先质壁分离后自动复原的现象。7．自由扩散既不需要载体，也不需要能量，水、气体及脂溶性物质以自由扩散方式运输。8．协助扩散需要载体，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。课后检测：被动运输1．下列现象利用到渗透作用原理的是()A．氧气进入红细胞B．水分子通过细胞壁C．K＋通过原生质层D．红细胞在高浓度盐水中皱缩解析：渗透作用是指溶剂的跨膜运输，氧气是气体，K＋是溶质，因此A项、C项均不属于渗透作用。由于细胞壁是全透性的，不是半透膜，因此B项也不属于渗透作用。答案：D2．质壁分离实验中的“质”和“壁”分别是指()A．细胞质、细胞壁B．原生质层、细胞壁C．细胞质基质、细胞壁D．原生质、细胞壁解析：成熟的植物细胞可以发生质壁分离现象。原因是成熟的植物细胞中央有一个大液泡，其内的细胞液有一定浓度，与外界溶液之间可形成浓度差。另外，细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成的原生质层可看做是一层半透膜，它与细胞壁的伸缩性不同，当细胞失水时，原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大，从而导致两者的分离。答案：B3．下列关于生物膜和半透膜的说法，正确的是()A．半透膜是生物膜的一种B．植物细胞发生质壁分离时，细胞膜相当于半透膜C．生物膜和半透膜的主要成分都是脂质和蛋白质D．半透膜可以让离子和小分子通过，生物膜只可以让部分离子和部分小分子通过解析：生物膜相当于半透膜，半透膜不是生物膜；植物细胞发生质壁分离是由于原生质层相当于半透膜，半透膜可以是人工合成的如玻璃纸。答案：D4．人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于()A．组织液中甘油的浓度B．细胞膜上载体的数量C．细胞中ATP的数量D．细胞膜上的某种载体数量解析：甘油进入组织细胞的方式是自由扩散，其吸收量主要取决于组织液中甘油的浓度，与能量和载体无关。答案：A5．将人体血液置于质量分数为9%的食盐溶液中制成装片后，用显微镜观察，可以发现血细胞呈现()A．质壁分离B．正常状态C．细胞膜破裂D．细胞皱缩解析：血细胞所处的环境相当于浓度为0.9%的生理盐水，现将其放入质量分数为9%的食盐溶液中，红细胞会失水皱缩。答案：D6．紫色洋葱外表皮细胞发生质壁分离后，在显微镜下观察到的正确图示是()解析：细胞核应该位于细胞质中；液泡内有花青素导致液泡为紫色。答案：C7．某校研究性学习小组利用如下实验材料做相关实验，请分析并回答下列问题：(1)用上述材料进行质壁分离实验，应选择的最佳实验材料是________(填序号)。(2)在观察质壁分离实验中，将取自同一材料、同一区域