第一节被动运输-【初高中·衔接直通车】2024年初升高生物衔接直通车（江苏专版）

初高中衔接直通车·生物学 第四章 细胞的物质输入和输出 第一节 被动运输 新课知识学习 知识点一 水进出细胞的原理 2. 细胞的吸水和失水 (1)动物细胞(哺动物的红细胞)的吸水 1.渗透作用 和失水 (1)概念:是指水分子(或其他溶剂分子)通 半透膜 浓度差 细胞状态 过半透膜的扩散。 7 细胞膜相 皱缩 外界溶液 细胞质 当于一层 膨胀 具有半透膜 浓度 浓度 (2)发生的条件 半透膜 不变 半透膜两侧具有浓度差 (2)植物细胞的吸水和失水 (3)渗透作用发生的原理 [全透性:即水分子和溶解在水 二.细胞特性 里的物质均能通过 伸缩性:小 一-细胞膜 r具有选择透过性 一液泡膜原生质层特性 和当于半透膜 两者之间 。庶糖分子 H的细胞质 仲缩性大 。水分子 细胞液:液泡内的液体 渗透作用示意图 ①外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞失 1.清水 2.半透膜 3.糖溶液 水,发生质壁分离现象。 4.开始时的液面 5.上升的液面 ②外界溶液浓度之细胞液浓度时,细胞吸 水,发生质壁分离复原现象。 ①以半透膜为界面,单位体积清水中的水 【典题例析】 分子数多于燕糖溶液中的水分子数,所以 【例1】下图是研究渗透作用的装置。甲是 在单位时间内由清水进入蘑糖溶液中的水 发生渗透作用时的初始状态,乙是较长时 分子数多于由庶糖溶液进入清水中的水分 间之后达到动态平衡的状态。下列有关叙 。 述错误的是 ) 子数。因此,一段时间后,漏斗管内的液面 会上升。 ②水分子通过半透膜是由于半透膜两侧存 1② 在浓度差,水分子从水的相对含量高的一 ② 1 侧向相对含量低的一侧渗透。 乙 62 第二篇 高中知识预习 A.若③为一层纱布,则不会发生此现象 操作三:将操作二中的洋葱表皮置于清水中观察 B. 甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度 □-清水(重复几次) ①吸水纸吸引 C.乙中溶液①和②之间没有水分子运动 临时装片 D. 甲到乙过程中水柱上升速度逐渐减慢 中央液泡逐渐变大(紫色变浅) 【解析】若③为一层纱布,没有选择透过 ②低倍显微镜观察 [原生质层逐渐贴近细胞壁 性,溶质和溶剂分子都能透过纱布,因此不 3.质壁分离实验的拓展应用 会发生此现象,A正确;从甲到乙,漏斗液 (1)判断成熟植物细胞是否有生物活性 面上升,根据渗透原理,说明甲中溶液②的 待测成熟植物细胞十一定浓度的蘑糖溶液 浓度大于溶液①的浓度,B正确;乙中达到 渗透平衡后,是溶液①和②之间水分子进 发生质壁分离→活(细胞) 出达到了平衡,而不是没有水分子运动, 镜检 (不发生质壁分离→死(细胞) C错误:甲到乙过程中,半透膜两侧溶液浓 (2)测定细胞液浓度范围 度差逐渐变小,水分由①进入②的速率减 待测细胞十一系列浓度梯度的蘑糖溶 小,因此甲到乙过程中水柱上升速度逐渐 分别镜检 减慢,D正确。 液 →细胞液浓度介干未发生质 【答案】C 壁分离和刚发生质壁分离的庶糖溶液 【对点练习】 浓度之间。 1.下列现象属于渗透作用的是 -~_ (3)比较不同植物细胞的细胞液浓度 A.庶糖在水中溶解后使水变甜 不同植物细胞+同一浓度的蘑糖溶液 B.阴雨天放在空气中的食盐潮解 分别镜检 C.小麦种子浸在水中逐渐胀大 发生质壁分离所需时间越短,细 D.新鲜菜叶放在清水中变硬 胞液浓度越小,反之细胞液浓度越大。 【典题例析】 知识点二 探究植物细胞的吸水和失水 【例2】 将洋葱某部位细胞放入一定浓度的物 1.实验原理 质M的水溶液中,发现其原生质体体积变化 (1)成熟植物细胞的原生质层相当于一层 情况如图所示,下列说法正确的是 ) 半透膜。 (2)细胞液具有一定的浓度,能渗透吸水和 __.. 失水。 (3)原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩 50- 性大。 2.实验步骤 操作一:观察新制取的洋葱表皮 时间(h) ①制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片 A.该部位细胞可能位于洋葱的根尖分 有一个紫色的中央大液泡 ②低倍显微镜观察 生区 原生质层紧贴细胞壁 B.在0~1h期间,细胞的吸水力逐渐降低 操作二,将洋葱表皮置于较高浓度的溶液中观察 C.2h后的体积变化可能与M进入细胞 吸引 (重复几次) 临时装片 内有关 低倍显微(中央液泡逐渐变小(紫色加深) D.原生质体相对体积完全恢复后无水进 镜观察 原生质层与细胞壁逐渐分离 出细胞 63 初高中衔接直通车·生物学 【解析】根据分析已知,该细胞可以发 (2)分为自由扩散和协助扩散两类。 细胞膜 生质壁分离和复原,说明该细胞有大液 细胞膜 外 内 外 内 泡,因此不可能是洋葱根尖分生区细胞, A错误;0~1h内,原生质体的相对体 积不断缩小,说明细胞在不断地失水,则 其细胞的吸水力逐渐升高,B错误;根据 A B 分析已知,2h后原生质体的体积增大, 2.自由扩散(也叫简单扩散) 可能是因为物质M进入了细胞,导致细 (1)图A表示的方式是自由扩散,是指物 胞液浓度升高而发生了吸水,C正确;原 质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。 (2)方向:从高浓度一侧到低浓度一侧。 生质体相对体积完全恢复后,水分进出 (3)条件:不需要载体,也不需要消耗能量。 细胞达到动态平衡,D错误。 (4)举例;氧气、二氧化碳、氮气、甘油、乙 【答案】C 醇、笨、脂舫酸等进出细胞。 【对点练习】 3.协助扩散(也叫易化扩散) 2.在M、N两种溶液中,分别放入某植物的 (1)图B表示的方式是协助扩散,是指借 同一类成熟细胞,观察实验结果如图所示 助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散 ( 。 下列相关叙述正确 方式。 再 ①转运蛋白可分为载体蛋白和通道蛋白两 种类型。 , ②载体蛋白只容许与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 0 46 发生自身构象的改变。 ③通道蛋白只容许与自身通道的直径和形 A.在M、N两种溶液中,水分子跨膜运输 状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离 的方式相同 子通过,分子或离子通过通道蛋白时,不需 B. 由图可知,在M溶液中该植物细胞的 要与通道蛋白结合。 细胞液浓度越来越小 (2)方向:从高浓度一侧到低浓度一侧。 C.N溶液中的溶质分子从m点开始进入 (3)条件:需要转运蛋白的协助 该植物细胞的细胞液 (4)举例:葡萄糖进入人体成熟的红细胞, 永分子借助细胞膜上的水通道蛋自以协里 D.n点时该植物细胞的细胞液浓度与初始 扩散的方式进出细胞。 浓度相同 【典题例析】 知识点三 自由扩散和协助扩散 【例3】 下列关于物质跨膜运输的表述,正 确的是 ) 1.被动运输 A.水分子进入细胞,主要是通过自由扩散 (1)概念:物质以扩散方式进出细胞,不需 方式进行的 要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这 B.分子或离子通过通道蛋白时,不需要与 种物质跨膜运输方式称为被动运输。 通道蛋白结合 64 第二篇 高中知识预习 C.被动运输不消耗能量,也不需要借助膜 物质结合,因此其自身构象会发生改变, 上的转运蛋白 D错误。 D.载体蛋白在转运物质时自身构象不会 【答案】B 发生改变 【对点练习】 【解析】水分子通过自由扩散的方式进 3. 人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主 ( 入细胞,A错误;分子或离子通过通道蛋 要取决于 ) 白时,不需要与通道蛋白结合,B正确; A.组织液中甘油的浓度 被动运输包括自由扩散和协助扩散,其 B.细胞膜上载体的数量 中协助扩散需要载体蛋白的协助,C错 C.细胞中ATP的数量 误;载体蛋白在转运物质时会与被转运 D.细胞膜上的某种载体数量 课时达标一演练C 1. 下列关于“观察植物细胞的质壁分离与复 A.图中①③代表两种被动运输,②代表主 原”的实验叙述正确的是 ) ( 动运输 A.细胞液浓度大于外界溶液浓度时,植物 B.②③需要转运蛋白的协助,故其物质运 细胞发生质壁分离 输速率只与转运蛋白数量有关 B.细胞液浓度小于外界溶液浓度时,植物 C.通道蛋白对转运物质的大小、形状、电 细胞发生质壁分离复原 荷等没有选择性 C.细胞液浓度小于外界溶液浓度时,植物 D.载体蛋自与运输的物质结合后,通过自 细胞发生质壁分离 身构象的改变来转运物质 D.细胞液浓度等于外界溶液浓度时,植物 4.人的红细胞浸在质量浓度为x的食盐水 细胞发生质壁分离 中,既不吸水也不失水;而浸在质量浓度为 2.有一种物质能顺浓度梯度进出细胞,但 v的食盐水中,红细胞破裂;浸在质量浓度 却不能顺浓度梯度进出无蛋白质的碳 为的食盐水中,红细胞收缩。这3种食 脂双分子层。这种物质出入细胞的方 盐水的质量浓度大小依次为 ( ) 式是 ( A.x>y>z B.yx>x A.自由扩散 B.协助扩散 C.z>y>x D.x>x>y C.主动运输 D.胞吞和胞吐 5.下列细胞能发生质壁分离的一组是 ) 3.图中①②③表示物质出入细胞的方式,下 ①食用的糖醋蒜细胞;②蚕豆叶的表皮 ( 列有关叙述正确的是 ~ 细胞;③植物的根毛细胞;④人的口腔 细胞外。 ##。#。 上皮细胞;用解离液解离的洋葱根尖 细胞;根尖分生区细胞。 ## A.① B.②③ 细胞 C.①②③④ D.②③ 65 初高中衔接直通车·生物学 6.(多选)图甲、图乙分别表示载体蛋白和通 A.通道蛋白介导的运输速率较快可能是 道蛋白介导的两种物质被动运输方式,其 因为不消耗ATP 中通道蛋白介导的运输速率比载体蛋白介 B.载体蛋白在运输物质的过程中其空间 导的运输速率快1000倍以上。下列叙述 结构会发生改变 正确的是 ( ) C.载体蛋白介导的运输速率会受到载体 _溶分子 ■体白 蛋白数量的限制 m D.载体蛋自和通道蛋自均具有一定的特 “ 异性 图甲 第二节 主动运输与胞吞、胞吐 新课知识学习 知识点一 主动运输 (2)图乙表示氧气含量对运输速率的影响, 细胞吸收离子的方式是主动运输,图乙中 1.主动运输 氧气含量为0时,物质运输速率不为0,其 (1)右图表示的方式是主动 外细胞膜内 载体 原因是细胞通过无氧呼吸提供能量,Q点 运输。 蛋白 后离子吸收速率不再增加的原因是载体蛋 (2)方向:从低浓度一侧到 白达到饱和(载体蛋白的数量有限)。 高浓度蛋白一侧。 能量 【典题例析】 (3)条件:需要载体蛋白的 【例1】 下表是正常生理条件下,人体红细 协助,需要消耗能量。 胞和血浆中K 和Na 离子浓度测定值 (mol/L)。 (4)举例:氢基酸、葡萄糖、 K 核苷酸,各种离子等进出细胞。 Na (5)意义:保证了活细胞能够按照生命活动 红细胞 150 26 的需要,主动选择吸收所需要的营养物质, 血浆 5 144 排出代谢废物和对细胞有害的物质 下列分析正确的是 2. 影响主动运输的因素 A. Na 以协助扩散从幻细胞进入而浆 ) B.K 从红细胞进入血浆需要消耗能量 C. K 以主动运输方式进入红细胞 细胞外浓度 D. Na 以自由扩散方式进入红细胞 0 氧气含量 0 时间 【解析】 正常生理条件下,红细胞内 图甲 图乙 K 浓度远高于血浆,表明K是逆浓度 (1)图甲表示的物质运输方式是主动运输, 梯度进入红细胞的,是主动运输,C正 该方式是逆浓度梯度进行的,受载体蛋白 确;K从红细胞顺浓度梯度进入血浆 的数量和能量供应的影响。 不需要消耗能量,B不正确;红细胞内 66参考答案 说明的内客，C错误：受精卵横缢后有核的一半能分裂， 子总是顺着其相对含量的梯度跨膜运蝓，故在植物细胞 无核的一半则停止分裂，说明细胞核对代谢的控制作 的质壁分离及质壁分离复原过程中水的跨膜运输方式 用，D正确。 都是被动运輸，A正确：该植物细胞在M溶液中发生质 2.CDNA是细胞生物的遗传物质，DNA主要存在于细 壁分离，液泡因失水体积变小，细隐液浓度会变大，B错 胞核内，细胞核是细胞的控制中心，A正确：因为细胞核 误；N溶液中的溶质分子在m点之前就已经开始缓慢 控制细胞的代谢和遗传，所以细胞核是细胞的拉制中 进入该植物细胞的细胞液，C错误；从失水量的变化情 心，B正确：核糖体是蛋白质合成的主要场所，C错误： 况来看，0、n两点时细胞体积相同，但是n点前，外界溶 细胞核是遗传物质储存和复制的场所，因此细胞核能作 液中溶质进入细胞液，故点时该植物细胞的细胞液浓 为细胞的控制中心，D正确。 度大于初始浓度，D错误。 3.A生物膜系统主要包括细胞膜、细胞器膜、核膜：核膜 3.A甘油进出细胞是通过自由扩散，方向是顺浓度梯 具有双层膜，外膜与内质网膜直接相连，A错误：细胞核 度，既不需要载体蛋白的协助，也不消耗细胞的能量，即 是道传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，B正确： 仅取决于组织液中甘油的浓度，A正确：自由扩散不需 mRNA是在细胞核内合成的大分子物质，运出细胞核 要载体，B错误：组织细胞从组织液中吸收甘油不消耗 是通过核孔复合物完成的，需要消耗能量的，C正确；核 能量，C错误：自由扩散不雪要载体，D错误。 孔是细胞核和细胞质之间物质交换和信息交流的通道， 课时达标演练 所以代谢旺盛细胞核孔较多，核仁较大，D正确。 1C细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，不会 4.D核膜是双层膜，把核内物质与细胞质分开，保证细 发生质壁分离，A错误：细胞液求度小于外界溶液浓度 胞核的相对独立性，A正确；染色质（染色体）主要成分 时，细胞失水，植物细胞会发生质壁分离，B错误，C正 是蛋白质和DNA,B正确：核仁与某种RNA的合成以 确：细胞液浓度等于外界溶液浓度时，水分进出细胞达 及核糖体的形成有关，一般而言，蛋白质合成越旺盛的 到平衡，不会发生质壁分离，D错误。 细胞核仁越大，C正确：核孔是细胞质与细胞核物质交 2.B物质进出细胞的方式顺浓度梯度，说明是被动运输， 换的道道，实现了核质之间的物质交换和信息交流，但 并不是细胞间的信息交流，D错误。 即自由扩散或协助扩散：但没有蛋白质，物质不能运输， 说明运输过程需要载体蛋白质，因此协助扩散。 5.A除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的 3.D①是自由扩散，②和③属于协助扩散，都是被动运 红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核，A错误： 输，A错误：影响②③物质运输速率除了转运蛋白数量 染色体的主要成分是DNA和蛋白质，B正确：核孔并非 外，也与膜两侧的物质浓度差有关，B错误：通道蛋白对 是一个简单的通道，而是由多种蛋白质组成的一个复杂 物质的运输具有特异性，所以对转运物质的大小、形状、 而精细的结构，对进出核孔的物质具有严格调控作用， 电荷等有选择性，C错误：转运蛋白包括载体蛋白和道 表现出明显的选择性，C正确；核仁与某种RNA的合成 道蛋白两种，其中载体蛋白与运输的物质结合后，通过 以及核糖体的形成有关，若核仁受到破杯会影响核糖体 自身构象的改变来转运物质，D正确。 的形成，D正确。 4D人的红细胞浸在质量浓度为x的食盐水中，既不吸 6.BCD变形虫去核后代谢会渐渐停止，是因为细胞核是 细胞代谢的控制中心，A错误：易被碱性染料染色的结 水也不失水，说明细胞质的浓度与x食盐水的浓度相 构为染色质（染色体），绝大多数真核细胞中含有染色 等：浸在y浓度的食盐水中，红细胞破裂，是因为y食盐 质，B正确：伞藻的嫁接实验是为了与核移植实验对照， 水的浓度小于细胞质的浓度，细隐吸水所致：浸在之浓 度食盐水中的红细胞收缩，是因为？食盐水的浓度大于 单做嫁接实验不能说明细胞核控制伞藻伞帽的形状，因 为有可能是由细胞质中的遗传信息控制的，两个实验对 细胞质的浓度，细胞失水所致。可见，这三种食盐水的 照才能说明细胞核是细胞遗传的控制中心，C正确：细 质量浓度大小依次为>x>y。A、B,C错误，D正确。 胞核是遗传的控制中心，对真核细胞来说，失去了细胞 5,D①糖醋蒜细胞是死细胞，不能发生质壁分离，①错 核就失去了分裂能力，D正确。 误；②蚕豆叶表皮细胞具有大液泡，能通过渗透作用失 水，可以发生质壁分离，②正确：③植物的根毛细胞具有 第四章细胞的物质输入和输出 大液泡，能通过渗透作用失水，可以发生质壁分离，③正 第一节被动运输 确：④人的口腔上皮细胞无细胞壁，无原生质层，不能发 新课知识学习 生质壁分离，①错误：⑤用解离液解离的洋葱根尖细胞 对点练习 是死如胞，不能发生质壁分离，⑤错误：⑥根尖分生区细 1.D燕糖在水中的溶解没有经过半凌膜，只是扩散现 胞无成熟的大液泡，不能通过渗透作用失水，⑥错误。 象，A不符合题意：食盐潮解是食盐吸收环境中水分子 6.BCD通道蛋白介导的运输方式属于被动运输，不需要 的过程，B不符合题意：小麦种子在水中逐渐胀大是依 消耗能量，A错误；主动运输的载体蛋白拥有能与被运 靠亲水性物质吸水，C不符合题意；斯鲜莱叶是由植物 载物结合的特异的受体结构域，该结构战对被运载物有 细胞构成的，细胞膜和液泡膜均具有选择透过性，细胞 较强的亲和性，在协助转运被运载物的过程中，会发生 液与清水之间存在浓度差，因此可通过渗透作用吸水， 结构的改变，B正确：载体蛋白介导的运输方式属于主 使莱叶变硬，D符合题意。 动运输，需要载体的协助，其运输速率会受到载体蛋白 2.A由图可知，M溶液中的细胞只发生质壁分离，而N 数量的限制，C正确：载体蛋白和通道蛋白两种膜蛋白 溶液中的细胞发生质壁分离及质壁分离的复原，但水分 对运输的物质均具有专一性，D正确。 103