41被动运输（备作业）2021-2022学年高一生物（人教版2019必修1）

第1节被动运输【教学重点】1、渗透作用的条件及原理。2、水进出细胞的原理。3、植物细胞吸水和失水的实验操作。4、被动运输及自由扩散和协助扩散的异同点。【教学难点】1、渗透作用的条件及原理。2、水进出细胞的原理。3、植物细胞吸水和失水的实验操作。4、被动运输及自由扩散和协助扩散的异同点。【知识梳理】1．原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。2．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的伸缩性。3．只有活的、具有中央大液泡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能发生质壁分离。4．探究植物细胞的吸水和失水实验(1)要选取成熟的、液泡带有一定颜色的植物组织，便于观察实验现象。(2)选用的蔗糖溶液浓度要适宜。5．被动运输包括自由扩散和协助扩散，二者都是顺浓度梯度进行的跨膜运输。6．自由扩散既不需要转运蛋白，也不需要能量，少部分水、气体及脂溶性物质以自由扩散方式运输。7．协助扩散需要转运蛋白，但不需要能量，例如红细胞吸收葡萄糖，大部分水通过水通道蛋白进出细胞。一、选择题1.如图实验装置中，半透膜只允许水分子和单糖分子透过，向a侧加入质量分数为5%的蔗糖溶液，向b侧加入质量分数为5%的葡萄糖溶液，初始状态如图，则下列关于液面的变化及相关叙述正确的是()A．a先降后升，b先升后降B．a先升后降，b先降后升C．当液面最终停止变化时，半透膜两侧溶液浓度相等D．当液面最终停止变化时，b侧浓度高于a侧【答案】A【解析】本实验中的半透膜只允许葡萄糖、水分子透过，而蔗糖分子不能透过。相同质量分数的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，由于葡萄糖的摩尔质量较小，其物质的量浓度就较大，水分子和葡萄糖都能透过半透膜，但分子小得多的水分子渗透速率要快得多。刚开始是水向物质的量浓度大的葡萄糖溶液一方渗透，所以b液面高于a液面。后来葡萄糖也逐渐透过半透膜到达a侧，使a侧浓度升高，水又反向渗透，a液面又高于b液面。因此，a先降后升，b先升后降。但是，由于静水压的作用，当液面最终停止变化时，b侧浓度低于a侧。2．如图为某同学制作的渗透装置及实验结果，下列有关分析正确的是()A．若a、b中均为蔗糖溶液，则两者起始浓度相同B．若a、b中均为蔗糖溶液，则两者当前浓度相同C．若将水槽中水换为b中溶液，则a液面将上升D．若将水槽中水换为b中溶液，则b液面将下降【答案】D【解析】若a、b中均为蔗糖溶液，b中液面高于a，说明b的起始浓度大于a，b的当前浓度高于a，A、B错误；b中溶液浓度大于a，当水槽中水换为b中溶液时，a中的水将进入水槽使液面下降，C错误；将水槽中水换为b中溶液，由于半透膜两侧溶液种类一样，浓度一样，b液面将下降，D正确。3．将盛有一定浓度蔗糖溶液的透析袋(蔗糖分子不能透过)浸入蒸馏水中，下图能正确表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间关系的是()【答案】B【解析】透析袋中溶液的浓度高，透析袋渗透吸水，蔗糖溶液浓度下降，当达到平衡时，蔗糖溶液浓度不变，故选B。4．如图是三个相邻的植物细胞之间水分流动方向示意图，图中三个细胞的细胞液浓度关系是()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】水运输的方向就是由低浓度溶液到高浓度溶液。题图中水运输的方向有甲→乙，所以乙细胞液浓度>甲细胞液浓度；水运输的方向有甲→丙，所以丙细胞液浓度>甲细胞液浓度；水运输的方向有乙→丙，所以丙细胞液浓度>乙细胞液浓度。因此，图中三个细胞的细胞液浓度关系是甲<乙<丙。5．图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离的实验结果图，图2为质壁分离及其复原实验流程图，下列说法正确的是()A．图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞的吸水能力增强B．图1所示结果只能在图2中C处观察到C．图1若视野比较暗，则只能通过调节反光镜使视野变亮D．图2实验没有设置对照【答案】A【解析】图1细胞若继续发生质壁分离，细胞失水，则该细胞的吸水能力不断增强，A正确；图1所示结果可能处于质壁分离过程中或者平衡状态，也可能是质壁分离复原过程中，因此可能在C处或E处观察到，B错误；图1若视野比较暗，可以通过调节反光镜或者光圈使视野变亮，C错误；图2实验前后形成自身对照，D错误。6．将发生了质壁分离的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放入清水中，其液泡体积的变化如图所示。下列叙述错误的是()A．a点时，水分子既可进细胞也可出细胞B．与b点相比，a点时细胞液的渗透压更大C．c点时原生质层两侧溶液无浓度差D．ac时间段液泡体积增大，但细胞体积基本不变【答案】C【解析】c点时细胞膨胀，由于细胞壁的保护作用，水分子进出处于动态平衡，但此时原生质层两侧溶液仍存在浓度差，C错误。7．利用高浓度的盐水杀菌的原理是()A．盐水中的氯与钠具有杀菌作用B．由于渗透作用，细菌脱水死亡C．由于渗透作用，细菌因吸水过多而涨破D．高浓度盐水中水分不足，不利于细菌生长【答案】B【解析】细菌的细胞膜相当于半透膜，所以当其和外界溶液接触时会发生渗透作用，在高浓度的盐水中会导致细胞失水过多而死亡。8．下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是()A．水分子进入细胞，都是通过自由扩散方式进行的B．分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合C．被动运输不消耗能量，也不需要借助膜上的转运蛋白D．载体蛋白在转运物质时自身构象不会发生改变【答案】B【解析】水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进入细胞的，A错误；分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，B正确；被动运输包括自由扩散和协助扩散，其中协助扩散需要转运蛋白的协助，C错误；载体蛋白在转运物质时会与被转运物质结合，因此其自身构象会发生改变，D错误。9．人体组织细胞从组织液(组织细胞之间的液体)中吸收甘油的速率主要取决于()A．细胞内外甘油的浓度差B．细胞膜上甘油的数量C．细胞提供的能量多少D．细胞膜上的转运蛋白种类【答案】A【解析】细胞吸收甘油的方式为自由扩散，不需要转运蛋白，也不需要能量，所以甘油吸收速率与甘油浓度呈正比，即取决于细胞内外甘油的浓度差。10．美国科学家阿格雷和麦金农分别研究发现了水通道蛋白和钾离子通道蛋白，因此共同荣获2003年诺贝尔化学奖。下列说法正确的是()A．磷脂双分子层内部是疏水的，故水分子都要通过水通道蛋白出入细胞B．甘油和酒精的运输与依靠通道蛋白的运输方式不同，需要消耗能量C．通道蛋白贯穿于细胞膜，分子或离子通过通道蛋白时需要与其结合D．人的肾脏中肾小管细胞水通道蛋白发达，与水分的重吸收直接相关【答案】D【解析】磷脂双分子层内部是疏水的，故水分子主要通过水通道蛋白出入细胞，也可通过自由扩散出入细胞，A错误；甘油和酒精的运输属于自由扩散，不需要消耗能量，B错误；分子或离子通过通道蛋白时不需要与其结合，C错误；人的肾脏中肾小管细胞水通道蛋白发达，与水分的重吸收直接相关，D正确。11．下列关于物质进出细胞的说法，正确的是()A．腌制糖醋蒜的过程中细胞通过主动吸收糖分而变甜B．人成熟的红细胞置于生理盐水中时没有水分子进出细胞C．抑制细胞膜上转运蛋白的作用不会影响性激素进入细胞D．水分子主要是通过自由扩散方式进出细胞的【答案】C【解析】腌制糖醋蒜的过程中细胞由于死亡失去了控制物质出入细胞的能力，因此糖分进入到细胞内而变甜，A错误；人成熟的红细胞置于生理盐水中时水分子进出细胞达到动态平衡，B错误；性激素属于固醇类激素，可以通过自由扩散的方式进入细胞，因此抑制细胞膜上转运蛋白的作用不会影响性激素进入细胞，C正确；水分子更多的是通过细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞的，D错误。12．如图为细胞吸水力随质壁分离程度变化曲线。下列相关叙述中，正确的是()A．细胞吸水力与质壁分离程度呈负相关B．细胞不发生质壁分离就没有吸水力C．如果增大外界溶液的浓度，则细胞的质壁分离程度更大D．在质壁分离复原的过程中，细胞吸水力应逐渐升高【答案】C【解析】细胞吸水力与质壁分离程度呈正相关，即质壁分离程度越大，细胞吸水力越大，A错误；细胞的吸水力取决于其细胞液浓度高低，即便不发生质壁分离，细胞液也具有一定浓度，B错误；如果增大外界溶液的浓度，则浓度差越大，导致细胞失水越多，细胞的质壁分离程度更大，C正确；在质壁分离复原的过程中，细胞液的浓度逐渐减小，细胞吸水力应逐渐降低，D错误。13．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【答案】B【解析】黑藻细胞中的叶绿体(悬浮在细胞质中)呈现绿色，该实验需观察原生质层和细胞壁的分离，因此叶绿体并不会干扰实验现象的观察，B项错误。非选择题14．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的三个细胞分别放在A、B、C三种不同浓度的蔗糖溶液中，实验结果分别如下图1、2、3所示，这三种蔗糖溶液的浓度由大到小依次是________＞________＞________(用字母表示)。(3)将图3细胞放入__________中，细胞能由图3恢复成图1的状态，此过程称为____________________。【答案】(1)①(2)CBA(3)清水质壁分离复原【解析】(1)紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞具有大液泡，在较高浓度的外界溶液中可以发生质壁分离，其有紫色液泡便于观察。(2)当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞渗透失水，会发生质壁分离，而且蔗糖溶液浓度越高，细胞失水越多，质壁分离越明显；当蔗糖溶液浓度小于或等于细胞液浓度时，细胞不会发生质壁分离。据图可知，蔗糖溶液浓度的大小关系是C＞B＞A。(3)将发生质壁分离的活细胞放入清水中后，细胞会发生渗透吸水，最终完成质壁分离复原。15．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[]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________。【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(3)细胞液的浓度可能大于、等于或小于外界溶液的浓度(4)①高②降低【解析】(1)质壁分离是原生质层和细胞壁的分离，原生质层包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质。(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。(3)在观察植物细胞质壁分