4.1 被动运输-2024-2025学年新高一生物预习讲义（2019人教版必修1）

4.1 被动运输 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（把握考点） 模块五 小试牛刀过关测 1.结构与功能观：细胞的结构决定细胞通过渗透作用吸水或失水。（生命观念） 2.分析与综合：对渗透作用现象进行分析，理解渗透作用的原理。（科学思维） 3.归纳与比较：比较总结两种被动运输方式的异同。（科学思维） 4.探究植物细胞的吸水与失水。（科学探究） 被动运输 一、水进出细胞的原理 1.渗透作用 （1）实验装置：下图为渗透现象示意图，在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，玻璃纸(又叫赛璐玢)是一种半透膜，水分子可以 它，而蔗糖分子则 。往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等，这时，玻璃纸两侧的蔗糖溶液和水存在 。 （2）实验现象及分析 ①过一段时间后，会出现如上图所示现象，既：漏斗管内的液面 ，这是由于 的。事实上半透膜两侧的水分子都能够通过 作用自由进出,但由于蔗糖溶液中水的相对含量(水的相对含量是指： )比烧杯中的水的相对含量 ,因此烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中的水扩散到烧杯中的速度相对 ,导致漏斗中水量 ,液面 。如果漏斗管足够长,当管内的液面上升到一定高度之后,液面将 ，这是因为： 。（P62“问题探讨1”） ②如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，漏斗管中的液面将 。 如果用一层纱布代替玻璃纸，因为纱布不是 膜,孔隙很大,可溶于水的物质都可能自由通过,包括 分子都能通过，因而液面 升高。（P62“问题探讨2、3”） （3）渗透作用： ，称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是 。 2.水进出细胞的原理 （1）水进出动物细胞 ①哺乳动物的红细胞特点：红细胞中的血红蛋白是 物质, （能、不能）透过细胞膜,它相当于“渗透现象示意图”中的 。（P63“思考·讨论”讨论1） ②实验及现象：将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中，一段时间后，红细胞将会发生以下的变化：当外界溶液的浓度比 的浓度低时，细胞 ；当外界溶液的浓度比 的浓度高时，细胞 ；当外界溶液的浓度与 的浓度相同时，细胞 。 ③结论：水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的，都是通过 。 思考：1.红细胞内的血红蛋白能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”装置中的什么物质？ 2. 红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？ 3. 当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ 4. 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 5. 临床上为什么要用生理盐水？ （2）水进出植物细胞 ①植物细胞的结构：植物细胞的细胞膜外面有一层细胞壁，对于水分子来说，细胞壁是全透性的，即 ，细胞壁的作用主要是 ，伸缩性比较 。成熟的植物细胞由于 占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是 ， 称为原生质层。水进出成熟的植物细胞，主要是指 。 ②实验探究:植物细胞的吸水和失水（观察植物细胞的质壁分离及复原） 材料用具： 的洋葱鳞片叶，质量浓度为 的蔗糖溶液，清水。 方法步骤： 第1步：制作洋葱鳞片叶 的临时装片。 第2步：用 显微镜观察洋葱鳞片叶 细胞中紫色的 的大小，以及 的位置。 第3步：从盖玻片的一侧滴入 溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，盖玻片下面的洋葱鳞片叶表皮就浸润在 溶液中。 第4步：用 显微镜观察，看细胞的 是否逐渐变小， 在什么位置， 是否变化。 第5步：在盖玻片的一侧滴入 ，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，洋葱鳞片叶表皮又浸润在 中。 第6步：用 显微镜观察，看 是否逐渐变大， 的位置有没有变化， 有没有变化。 ③实验结果分析：植物细胞的原生质层相当于一层 ，植物细胞也是通过 吸水和失水的。当细胞液的浓度 外界溶液的浓度时，细胞液中的水就透过 进入外界溶液中，使 都出现一定程度的收缩。当细胞 时，由于 ，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度 外界溶液的浓度时，外界溶液中的水就透过 进人细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生 。 思考：1.植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？ 2.本实验所用的实验材料是什么？为什么？ 3.可以选用洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验吗？ 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.质壁分离后，细胞壁和原生质层之间的空隙充满的是什么？ 6.根尖分生区细胞会不会出现质壁分离？ 7.本试验选用0.3g/mL的蔗糖溶液，若改用较高浓度的蔗糖溶液作为试剂，会发生质壁分离的现象吗？如若发生质壁分离，滴加清水后会发生质壁分离的复原吗？ 3.被动运输：像水分子这样，物质以 方式进出细胞， 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。被动运输又分为 两类。 二、自由扩散和协助扩散 1.自由扩散：有些小分子物质，很容易自由地通过细胞膜的磷脂双分子层，如氧和二氧化碳，甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物也较易通过 进出细胞。像这样， 的方式，叫作自由扩散，也叫 。如上图序号 对应的跨膜运输方式。 2.协助扩散： 和一些小分子有机物如 等，不能自由地通过细胞膜。镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助这些物质 梯度跨膜运输，这些蛋白质称为 。这种 ，叫作协助扩散，也叫 。如上图序号 对应的跨膜运输方式。 3.转运蛋白：转运蛋白可以分为 两种类型，上图中的④表示 ，⑤表示 。载体蛋白只容许 ，而且每次转运时都会发生 ；通道蛋白只容许 通过。分子或离子通过通道蛋白时， （需要、不需要）与通道蛋白结合。水分子能以 进出细胞，但水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以 方式进出细胞的。 4.自由扩散与协助扩散特点：由于自由扩散与协助扩散都是 进行跨膜运输的， （需要、不需要）消耗细胞内化学反应产生的能量，因此膜内外 会直接影响物质运输的速率，但协助扩散需要 ，因而某些物质运输的速率还与 有关。 教材习题01 物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关。判断下列有关物质跨膜运输的表述是否正确。 (1)细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。( ) (2)水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的。（ ） (3)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。（ ） 笔记·感悟 教材习题02 下列各项无法通过质壁分离实验证明的是（ ） A.成熟植物细胞的死活 B.原生质层比细胞壁的伸缩性大 C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水 D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞 教材习题03 假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液溶质的浓度均比细胞液溶质的浓度高，在显微镜下连续观察甲乙两细胞的变化是（ ） A.甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原 B.甲乙两细胞发生质壁分离，但乙细胞随后又发生质壁分离复原 C.甲乙两细胞发生质壁分离，但甲细胞随后又发生质壁分离复原 D.甲乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原 1．某同学为验证膜的通透性设计了如图所示的渗透装置，实验开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面齐平。下列有关叙述正确的是（    ） A．漏斗内液面逐渐升高，且上升的速率先加快后减慢 B．漏斗内的水分子和蔗糖分子不能透过半透膜进入烧杯 C．当漏斗内液面不再升高时，半透膜两侧液体的渗透压相同 D．当半透膜两侧水分子进出速率相等时，漏斗内液面保持稳定 2．哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是 A．在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离 B．在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞 C．在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂 D．渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散 3．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，由此可推测正确的是  ( ) A．a<b，且细胞正在发生质壁分离 B．光学显微镜下能观察到该细胞有水分子的进出 C．将该细胞浸润在蒸馏水中一段时间后，细胞会略微膨胀 D．实验的主要原理是活的植物细胞都能够发生渗透作用 4．在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理。下列有关叙述正确的是（　　） A．三次观察均为低倍镜观察，没有使用高倍镜观察 B．实验中两次处理过程：第一次用吸水纸吸引时滴加的液体为清水，第二次用吸水纸吸引时滴加的液体为质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液 C．若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离 D．该实验方案因为只设计了一组实验，所以没有遵循对照原则 5．某兴趣小组进行了4组植物细胞质壁分离实验，结果如图所示。下列对实验结果的预测，错误的是（　　） 选项 实验材料 溶液 实验现象 A 洋葱紫色鳞片叶内表皮 加入红墨水的蔗糖溶液 呈现甲图现象，①②无色，③红色 B 红色玫瑰花瓣 清水 呈现乙图现象，①无色，②红色 C 白色山茶花叶片 蔗糖溶液 呈现甲图现象，①②③均无色 D 黑藻叶片 蔗糖溶液 呈现甲图现象，①②绿色，③无色 A．A B．B C．C D．D 6．图甲、图乙分别表示载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质被动运输方式，其中通道蛋白介导的运输速率比载体蛋白介导的运输速率快1000倍以上。下列叙述错误的是（    ） A．载体蛋白可转运离子而通道蛋白只能转运分子 B．载体蛋白在运输物质的过程中其空间结构会发生改变 C．图甲载体蛋白介导的运输速率通常会受到载体蛋白数量的限制 D．图乙通道蛋白介导的运输速率快是因为溶质分子不需要与通道蛋白结合 7．某同学在做“植物细胞质壁分离与复原实验”时，用物质的量浓度都为2mol/L的乙二醇溶液和蔗糖溶液分别浸泡洋葱细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如右图所示。下列叙述正确的是（    ） A．两组实验过程中均有水分子透过细胞膜不断地进、出细胞 B．在1min后，处于蔗糖溶液中细胞的细胞液浓度开始升高 C．在2min时，处于乙二醇溶液中细胞开始吸收乙二醇 D．洋葱的所有活细胞都可发生质壁分离现象 8．把体积与质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液用半透膜（允许水分子和葡萄糖分子通过，不允许蔗糖分子通过）隔开（如图所示），最终甲、乙两侧液面的情况及浓度关系是（　　） A．甲侧低于乙侧，且乙侧溶液浓度较高 B．甲侧高于乙侧，且乙侧溶液浓度较低 C．甲侧高于乙侧，且甲、乙两侧溶液浓度相等 D．甲侧低于乙侧，且甲、乙两侧溶液浓度相等 9．为探究渗透作用的条件，生物学习小组的同学设计了下图装置。在 U型管的底部安装半透膜，在甲、乙两侧注入等量的蒸馏水，然后将两个装有等量、等质量分数的淀粉和葡萄糖溶液的透析袋，分别置于甲、乙两侧的蒸馏水中，一段时间后分别取两侧溶液用斐林试剂进行检测，同时在乙侧加入适量碘-碘化钾溶液（透析袋和半透膜大分子无法通过，小分子可以自由通过）。下列说法错误的是（    ） A．甲、乙两侧均会产生砖红色沉淀 B．液面稳定后甲侧的液面高于乙侧 C．甲侧的透析袋内呈现蓝色、乙侧不会呈现蓝色 D．葡萄糖可以通过协助扩散的方式通过透析袋和半透膜 10．用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为材料探究植物细胞的吸水和失水，在实验过程中观察到了如下图所示细胞形态。据图分析，相关说法中错误的是（    ） A．质壁分离发生过程中，丙处溶液吸水能力增强 B．质壁分离发生过程中，乙处的颜色会逐渐加深 C．只根据图③无法判断甲、丙两处溶液的浓度大小关系 D．当外界为KNO3溶液，可能观察到②→①→③→①→②的动态变化 11．水分子进入细胞的两种方式如图所示，下列关于水通道蛋白的叙述正确的是（　　） A．水分子借助水通道蛋白转运时会与通道蛋白结合 B．水通道蛋白转运水分子时会发生自身构象的改变 C．钙离子也可以借助图中的水通道蛋白进入细胞 D．水分子的跨膜运输方式可体现细胞膜的选择透过性 12．图是钾离子通道模式图，它由四个相同的亚基形成了一个倒圆锥体，在宽的一端外部有一个选择性的“过滤器”。下列叙述错误的是（    ） A．K+通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合 B．此通道蛋白对通过的离子具有选择性 C．此通道的运输速率受到K+浓度差的影响 D．此通道蛋白对K+的运输可以双向进行 13．如图所示为某学生利用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行的某实验的基本操作步骤。请据图回答问题： （1）你认为他做该实验的目的是 ，该实验 （填“有”或“无”）对照实验。 （2）B步骤主要观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色 的大小和 的位置。 （3）C步骤中吸水纸的作用是 。 （4）某学生在F步骤观察时，视野中的细胞与D步骤看到的完全一样，最可能的原因是 。 （5）浸泡在一定浓度的KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞，发生质壁分离后又自动复原，其自动复原是因为 。 1．下图是研究渗透作用的装置。甲是发生渗透作用时的初始状态，乙是较长时间之后达到动态平衡的状态。下列有关叙述错误的是（    ） A．若③为一层纱布，则不会发生此现象 B．甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度 C．乙中溶液①和②之间没有水分子运动 D．甲到乙过程中水柱上升速度逐渐减慢 2．将人体红细胞分别置于浓度为0.9%、0.6%、1.2%的a、b、c三组氯化钠溶液中，一段时间后对其形态叙述正确的是（    ） A．a组细胞水分不进出，细胞形态也不发生变化 B．c组细胞因渗透失水而发生质壁分离 C．b组细胞可能因渗透吸水而胀破 D．若向a组烧杯中加入适量蔗糖，细胞皱缩后又恢复原状 3．萎蔫的叶片放在清水中会变得硬挺，糖拌西红柿会渗出好多水，施肥过多会出现“烧苗”现象，这些现象都说明植物细胞会发生吸水和失水，为验证上述问题；某兴趣活动小组的同学撕取洋葱的外表皮，做了“观察质壁分离和复原”实验，下列关于该实验的描述，正确的是（　　） A．质壁分离中壁指细胞壁，质指细胞质，动物细胞没有细胞壁不能作此实验的实验材料 B．在低倍镜下找到含有紫色大液泡的细胞，把物像移到视野中央，换高倍镜进一步观察 C．可用中央液泡的大小、原生质层的位置或液泡的颜色变化作为观察指标 D．显微镜下可清晰地观察到核孔 4．1988年，科学家阿格雷（P．Agre）分离出红细胞膜上的水通道蛋白（AQP1），他将含有AQP1蛋白和不含AQP1蛋白的人工合成脂质膜构成的球体（脂质体），放在同一种低浓度溶液中，结果如下图示。结合相关知识分析，下列叙述错误的是（    ） A．水分子不能通过不含AQPI的人工脂质膜 B．含AQP1的脂质膜对水分子转运速率更高 C．水分子跨膜运输的方式有自由扩散和协助扩散 D．推测肾小管上皮细胞的质膜上可能存在AQP 5．某种分子以自由扩散和载体蛋白介导的协助扩散方式穿过细胞膜的转运速率差异很大，如图所示，相关叙述合理的是载体蛋白（　　） A．自由扩散的转运速率比协助扩散更快 B．载体蛋白只能介导被动运输，不能介导主动运输 C．肾小管重吸收水的速率较快的主要原因是有载体蛋白的协助 D．图中协助扩散出现最大转运速率的原因可能是载体蛋白数量有限 6．某生物兴趣小组的同学将 A、B 两种植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中，培 养相同时间后检测其重量变化，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．甲浓度条件下，A植物细胞的细胞液浓度变大 B．乙浓度条件下，B植物细胞的吸水能力变小 C．由图可知，实验前B植物成熟细胞的细胞液浓度大于A植物 D．五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙<戊<甲<丁<乙 7．把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后，取蚕豆叶下表皮制作临时装片，先滴加清水进行观察，然后用0．3g/mL的蔗糖溶液取代清水，短时间内继续观察，结果如图所示。对此现象的推断最合理的是（　　） A．清水中保卫细胞因发生质壁分离而使气孔开放 B．清水中水分子以被动运输的方式进入保卫细胞 C．蔗糖进入保卫细胞后，细胞吸水导致气孔关闭 D．滴加蔗糖溶液后，保卫细胞的吸水能力将减弱 8．某兴趣小组利用一定浓度的M溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，下图一为显微镜下观察到的该细胞的某一时刻示意图，图二为实验过程中测得其x/y值随时间的变化曲线图。下列叙述正确的是（    ） A．t2时细胞液浓度等于t₀时细胞液浓度 B．随着x/y值增大，细胞吸水能力增强 C．M溶液的溶质微粒从t1时开始进入细胞 D．t3时细胞内外存在浓度差，水分子进出处于动态平衡 9．科学家麦金农测出了K+通道蛋白的立体结构，揭示了离子通道的工作原理。下图为肾小管上皮细胞利用通道蛋白重吸收K+的相关过程示意图。下列叙述错误的是（    ） A．肾小管上皮细胞重吸收K+的方式为协助扩散 B．通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质 C．一种离子通道蛋白可以允许多种离子通过 D．可通过探索通道蛋白的作用机制，研发相关药物，维护人类健康 10．确定植物组织的水势（细胞液浓度）有利于农肥的合理使用。小液流法是测定植物组织水势的常用方法，其原理是把高浓度溶液的一小液滴放到低浓度溶液中时，液滴下沉；反之则上升。甲与乙两组试管相同且依次编号为1~6号，相同的试管编号中加入相同浓度的蔗糖溶液。在甲试管中放入待测的植物材料一段时间后，从中取小液滴滴入乙试管（如图所示），结果如下表（注：甲试管内加入适量的甲烯蓝，甲烯蓝可使蔗糖溶液变蓝，忽略甲烯蓝对蔗糖浓度的影响）。下列相关叙述正确的是（ ） 乙组试管编号 1 2 3 4 5 6 1mol/L的蔗糖溶液（ml） 0．5 1 1．5 2 2．5 3 蒸馏水（ml） 9．5 9 8．5 8 7．5 7 蓝色小滴升降情况 ↓ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ A．由上表推知植物材料的细胞液浓度介于0．2~0．25mol·L-1之间 B．甲组1~3号试管中，植物材料水势变化最小的是3号 C．甲组4~6号试管中，植物材料的水势大于蔗糖溶液的水势，细胞吸水 D．甲组试管内植物材料水势达到稳定时，与小液滴的水势相同 11．自由扩散、协助扩散是两种物质跨膜运输方式，下图中①②是这两种运输方式的示意图，③④表示这两种运输方式的曲线。下列相关叙述中，错误的是（　　） A．这两种物质运输方式中，物质均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 B．图①③可用于表示自由扩散，不需要转运蛋白，其运输速率只受膜内外物质浓度梯度的大小影响 C．图②④可用于表示协助扩散，需要转运蛋白，其运输速率不只受膜内外物质浓度梯度的大小影响 D．图②中的载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的物质通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变 12．（不定项）下图表示被转运的溶质以易化扩散(即协助扩散)方式排出细胞的过程，有关分析正确的是（    ） A．载体蛋白构象发生改变的过程中需要消耗能量 B．载体结合位点与被转运的溶质之间具有专一性 C．人体成熟红细胞以该方式吸收葡萄糖 D．被转运的溶质从高浓度到低浓度，且具有载体饱和效应 13．某校兴趣小组开展了探究不同浓度的酒精对洋葱鳞片叶内表皮细胞毒害作用的课题研究，配制了体积分数分别为5%、10%、15%、20%、25%的酒精溶液，分别量取10mL上述溶液置于5个培养皿中，每个培养皿按如图所示步骤进行操作，实验中取每组溶液处理后的表皮制作3个临时装片。已知胭脂红是一种红色的水溶性的食用色素，不能进入活细胞。经预实验确认0．06g/mL的胭脂红溶液是一种高渗溶液（比细胞液渗透压高的溶液），实验中不计酒精分子引起的渗透压变化。回答下列问题： (1)该实验还需设置对照组，在其他条件不变的情况下，对照组除 外其他实验条件和处理方式均相同。步骤①中培养皿要加盖的原因是 。 (2)步骤⑤中为减小实验误差，应在 （填“低倍镜”“高倍镜”或“先低倍镜后高倍镜”）下观察。该实验中可通过观察并统计装片中发生质壁分离的细胞数目和细胞总数的比值来计算细胞的存活率的原因是 。实验中可依据 （实验现象）来判断表皮细胞发生了质壁分离。 (3)实验中每组溶液处理后的表皮需要制作3个临时装片的原因是 ，观察到用体积分数为5%、10%、15%、20%的酒精溶液处理的组别中，每组的3个临时装片中细胞发生质壁分离的程度不完全相同，原因可能是 。 (4)该兴趣小组观察并计算得到洋葱鳞片叶内表皮细胞的存活率与酒精浓度的关系如图所示，据此得出的结论是 。 14．科学工作者为了研究细胞膜上水通道蛋白（AQP）的功能，选用AQP缺失的非洲爪蟾卵母细胞进行实验，相关处理及结果见下表。已知等渗溶液的浓度与细胞内液体的浓度相当，低渗溶液的浓度比细胞内液体的浓度低。回答下列问题： 实验组号 在等渗溶液中进行的处理 在低渗溶液中测定卵细胞的水通透速率/(×-4cm·s-1) Ⅰ 将AQP缺失的卵母细胞放入等渗溶液中 27．9 Ⅱ 将AQP移植到AQP缺失的卵母细胞的膜上 210，0 Ⅲ 将部分Ⅱ组细胞放入含HgCl2的等渗溶液中 80．7 Ⅳ 将部分Ⅲ组细胞放入含试剂X的等渗溶液中 188．0 (1)发生渗透现象时，水分子的流动方向是从 （填“低渗溶液”或“高渗溶液”）通过半透膜流向 （填“低渗溶液”或“高渗溶液”）。将Ⅰ组的AQP缺失的卵母细胞放入低渗溶液后，水分子以 的方式穿过磷脂双分子层进入卵母细胞。 (2)已知Hg是在常温常压下呈液体状态的重金属，与Ⅱ组细胞相比，Ⅲ组细胞对水的通透性 ，原因可能是 。 (3)与Ⅲ组细胞相比，Ⅳ组细胞对水的通透性 ，原因可能是试剂X 。 (4)细胞膜上通道蛋白转运的物质具有特异性，从通道蛋白的角度分析，其原因是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.1 被动运输 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（把握考点） 模块五 小试牛刀过关测 1.结构与功能观：细胞的结构决定细胞通过渗透作用吸水或失水。（生命观念） 2.分析与综合：对渗透作用现象进行分析，理解渗透作用的原理。（科学思维） 3.归纳与比较：比较总结两种被动运输方式的异同。（科学思维） 4.探究植物细胞的吸水与失水。（科学探究） 被动运输 一、水进出细胞的原理 1.渗透作用 （1）实验装置：下图为渗透现象示意图，在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，玻璃纸(又叫赛璐玢)是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等，这时，玻璃纸两侧的蔗糖溶液和水存在浓度差。 （2）实验现象及分析 ①过一段时间后，会出现如上图所示现象，既：漏斗管内的液面升高，这是由于烧杯中的水分子进入漏斗中导致的。事实上半透膜两侧的水分子都能够通过扩散作用自由进出,但由于蔗糖溶液中水的相对含量(水的相对含量是指：单位体积中的水分子数)比烧杯中的水的相对含量低,因此烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中的水扩散到烧杯中的速度相对更快些,导致漏斗中水量增加,液面上升。如果漏斗管足够长,当管内的液面上升到一定高度之后,液面将不再上升，这是因为：管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度最终达到平衡。（P62“问题探讨1”） ②如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，漏斗管中的液面将保持不变（不会升高）。 如果用一层纱布代替玻璃纸，因为纱布不是半透膜,孔隙很大,可溶于水的物质都可能自由通过,包括水分子和蔗糖分子都能通过，因而液面不会升高。（P62“问题探讨2、3”） （3）渗透作用：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。 2.水进出细胞的原理 （1）水进出动物细胞 ①哺乳动物的红细胞特点：红细胞中的血红蛋白是有机大分子物质, 不能（能、不能）透过细胞膜,它相当于“渗透现象示意图”中的蔗糖分子。（P63“思考·讨论”讨论1） ②实验及现象：将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中，一段时间后，红细胞将会发生以下的变化：当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，细胞吸水膨胀；当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，细胞失水皱缩；当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，细胞形态不变。 ③结论：水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的，都是通过渗透作用。 思考：1.红细胞内的血红蛋白能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”装置中的什么物质？ 提示：不能。血红蛋白是有机大分子物质，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。 2. 红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？ 提示：相当于 3. 当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ 提示：不一定，如果浓度差较小，进入红细胞的水分少，细胞不会涨破。 4. 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 提示：取决于红细胞内外溶液的浓度差，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。 5. 临床上为什么要用生理盐水？ 提示：使红细胞既不吸水涨破，也不失水皱缩，维持正常的形态和功能。 （2）水进出植物细胞 ①植物细胞的结构：植物细胞的细胞膜外面有一层细胞壁，对于水分子来说，细胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通过细胞壁，细胞壁的作用主要是保护和支持细胞，伸缩性比较小。成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。水进出成熟的植物细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡。 ②实验探究:植物细胞的吸水和失水（观察植物细胞的质壁分离及复原） 材料用具：紫色的洋葱鳞片叶，质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，清水。 方法步骤： 第1步：制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片。 第2步：用低倍显微镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡的大小，以及原生质层的位置。 第3步：从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，盖玻片下面的洋葱鳞片叶表皮就浸润在蔗糖溶液中。 第4步：用低倍显微镜观察，看细胞的中央液泡是否逐渐变小，原生质层在什么位置，细胞大小是否变化。 第5步：在盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，洋葱鳞片叶表皮又浸润在清水中。 第6步：用低倍显微镜观察，看中央液泡是否逐渐变大，原生质层的位置有没有变化，细胞的大小有没有变化。 ③实验结果分析：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。当细胞不断失水时，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水就透过原生质层进人细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生质壁分离的复原。 思考：1.植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？ 提示：不会。（因为细胞壁具有保护和支持的作用） 2.本实验所用的实验材料是什么？为什么？ 提示：紫色洋葱鳞片叶外表皮。有大液泡，并且液泡有颜色，容易观察。 3.可以选用洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验吗？ 提示：它是成熟植物细胞，能发生质壁分离。但大液泡是无色，不易观察 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？ 提示：观察洋葱鳞片叶外表皮细胞在清水中的正常状态，以此来判断滴加蔗糖溶液后细胞是否发生质壁分离，起到对照作用。 5.质壁分离后，细胞壁和原生质层之间的空隙充满的是什么？ 提示：充满的是外界溶液（蔗糖溶液）。 6.根尖分生区细胞会不会出现质壁分离？ 提示：不会，不是成熟的植物细胞，没有大液泡。 7.本试验选用0.3g/mL的蔗糖溶液，若改用较高浓度的蔗糖溶液作为试剂，会发生质壁分离的现象吗？如若发生质壁分离，滴加清水后会发生质壁分离的复原吗？ 提示：会发生质壁分离，但浓度过高会引起植物过度失水而死，将不能再发生质壁分离复原现象。 3.被动运输：像水分子这样，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。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。 二、自由扩散和协助扩散 1.自由扩散：有些小分子物质，很容易自由地通过细胞膜的磷脂双分子层，如氧和二氧化碳，甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物也较易通过自由扩散进出细胞。像这样，物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散。如上图序号①对应的跨膜运输方式。 2.协助扩散：离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等，不能自由地通过细胞膜。镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助这些物质顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。这种借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。如上图序号②③对应的跨膜运输方式。 3.转运蛋白：转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，上图中的④表示载体蛋白，⑤表示通道蛋白。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（需要、不需要）与通道蛋白结合。水分子能以自由扩散进出细胞，但水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。 4.自由扩散与协助扩散特点：由于自由扩散与协助扩散都是顺浓度梯度进行跨膜运输的，不需要（需要、不需要）消耗细胞内化学反应产生的能量，因此膜内外物质浓度梯度的大小会直接影响物质运输的速率，但协助扩散需要转运蛋白，因而某些物质运输的速率还与转运蛋白的数量有关。 教材习题01 物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关。判断下列有关物质跨膜运输的表述是否正确。 (1)细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。( ) (2)水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的。（ ） (3)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。（ ） 笔记·感悟 (1)答案:√细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。 (2)答案:× 水分子进入细胞的方式是自由扩散或协助扩散。 (3)答案:×载体蛋白在转运分子和离子时与分子或离子结合，并且自身构象发生改变;通道蛋白不与所转运的分子或离子结合。 教材习题02 下列各项无法通过质壁分离实验证明的是（ ） A.成熟植物细胞的死活 B.原生质层比细胞壁的伸缩性大 C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水 D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞 答案：D 解析：只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离,质壁分离的内因是原生质层比细胞壁的伸缩性大。发生质壁分离时细胞失水,不能证明水分子可以通过通道蛋白进入细胞。 教材习题03 假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液溶质的浓度均比细胞液溶质的浓度高，在显微镜下连续观察甲乙两细胞的变化是（ ） A.甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原 B.甲乙两细胞发生质壁分离，但乙细胞随后又发生质壁分离复原 C.甲乙两细胞发生质壁分离，但甲细胞随后又发生质壁分离复原 D.甲乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原 答案：B 解析：由于两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高、甲乙两细胞都会失水发生质壁分离,但由于甘油能进入细胞,所以乙细胞随后又发生质壁分离复原。 1．某同学为验证膜的通透性设计了如图所示的渗透装置，实验开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面齐平。下列有关叙述正确的是（    ） A．漏斗内液面逐渐升高，且上升的速率先加快后减慢 B．漏斗内的水分子和蔗糖分子不能透过半透膜进入烧杯 C．当漏斗内液面不再升高时，半透膜两侧液体的渗透压相同 D．当半透膜两侧水分子进出速率相等时，漏斗内液面保持稳定 【答案】D 【分析】渗透作用是指水分通过半透膜从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧的扩散。膀胱膜是生物材料，具有选择透过性，可以看成半透膜。渗透装置中漏斗中水分上升到一定高度，液面不再上升，达到渗透平衡。 【详解】A、漏斗内液面逐渐升高，升高到一定高度维持稳定，不再升高，由于漏斗内浓度越来越低，故上升的速率一直减慢，A错误； B、漏斗内的水分子可以透过半透膜进入烧杯，B错误； C、当漏斗内液面不再升高时，半透膜两侧水分子的进出量相等，由于漏斗内液面更高，故漏斗内液体的渗透压更高，C错误； D、当半透膜两侧水分子进出速率相等时，半透膜两侧水分子的进出量相等，漏斗内液面保持稳定，D正确。 2．哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是 A．在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离 B．在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞 C．在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂 D．渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散 【答案】C 【分析】0.9%的生理盐水与人和哺乳动物血浆中无机盐的浓度相同，水分子进出细胞膜达到动态平衡，因此红细胞能保持正常形态。在低浓度的溶液中，红细胞会吸水涨破，在高浓度的溶液中，红细胞会吸水皱缩。 【详解】在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但红细胞无细胞壁结构，故不会发生质壁分离，A选项错误；在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于水分子进出细胞膜达到动态平衡，而不是没有水分子进出细胞，B选项错误；在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞会吸水甚至导致涨破，C选项正确；渗透是指水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的扩散，D选项错误。 3．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，由此可推测正确的是  ( ) A．a<b，且细胞正在发生质壁分离 B．光学显微镜下能观察到该细胞有水分子的进出 C．将该细胞浸润在蒸馏水中一段时间后，细胞会略微膨胀 D．实验的主要原理是活的植物细胞都能够发生渗透作用 【答案】C 【分析】分析图形，图中细胞处于质壁分离状态，可能处于质壁分离过程、质壁分离平衡状态或质壁分离复原过程；a表示细胞液、b表示细胞外液。 【详解】A、根据以上分析已知，图中细胞处于质壁分离状态，可能处于质壁分离过程、质壁分离平衡状态或质壁分离复原过程，A错误； B、水分子进出细胞在光学显微镜下是观察不到的，B错误； C、将该细胞浸润在蒸馏水中一段时间后，细胞不断吸水，由于细胞壁的限制，细胞的体积会略微膨胀，C正确； D、只有成熟的具有大液泡的植物细胞才能发生渗透作用，D错误。 4．在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理。下列有关叙述正确的是（　　） A．三次观察均为低倍镜观察，没有使用高倍镜观察 B．实验中两次处理过程：第一次用吸水纸吸引时滴加的液体为清水，第二次用吸水纸吸引时滴加的液体为质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液 C．若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离 D．该实验方案因为只设计了一组实验，所以没有遵循对照原则 【答案】A 【分析】1、在探究植物细胞的吸水和失水”实验中，第--次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蒸馏水中的正常状态，第二次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蔗糖溶液中的质壁分离状态，第三次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蒸馏水中的质壁分离复原状态。 2、成熟的植物细胞构成渗透系统，可发生渗透作用。质壁分离的原因：外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度；内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层。 【详解】A、由于紫色洋葱磷片叶外表皮细胞的液泡足够大，本次实验使用低倍镜就可清晰观察到细胞的状况，不需要高倍镜观察，A正确； B、实验中两次处理过程：第一次用吸水纸吸引时滴加的液体为质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液以使细胞质壁分离；第二次用吸水纸吸引时滴加的液体为清水，以使细胞质壁分离复原，B错误； C、若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，依然会发生质壁分离，只是不便于实验观察，C错误； D、该实验方案使用同一个紫色洋葱磷片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理，遵循了自身前后对照原则，D错误。 5．某兴趣小组进行了4组植物细胞质壁分离实验，结果如图所示。下列对实验结果的预测，错误的是（　　） 选项 实验材料 溶液 实验现象 A 洋葱紫色鳞片叶内表皮 加入红墨水的蔗糖溶液 呈现甲图现象，①②无色，③红色 B 红色玫瑰花瓣 清水 呈现乙图现象，①无色，②红色 C 白色山茶花叶片 蔗糖溶液 呈现甲图现象，①②③均无色 D 黑藻叶片 蔗糖溶液 呈现甲图现象，①②绿色，③无色 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【分析】植物细胞之所以能发生质壁分离，是由于具有发生渗透作用的两个条件：具有半透膜和半透膜两侧具有浓度差。图中的半透膜是由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质构成的原生质层，浓度差是指细胞液和外界溶液之间的浓度差。 【详解】A、洋葱紫色鳞片叶内表皮，加入红墨水的蔗糖溶液，细胞会发生质壁分离，呈现甲图现象，①细胞质无色，②细胞无色，③蔗糖溶液，为红色，A正确； B、红色玫瑰花瓣置于清水中，细胞会吸水，但由于细胞壁的存在，细胞体积基本不变，呈现乙图现象，①细胞质无色，②细胞液呈红色，B正确； C、白色山茶花叶片置于蔗糖溶液中，细胞会发生质壁分离，呈现甲图现象，①细胞质无色，②细胞液无色，③蔗糖溶液，无色，C正确； D、黑藻叶片置于蔗糖溶液中，细胞会发生质壁分离，呈现甲图现象，①中含有叶绿体，呈绿色，②细胞液无色，③为蔗糖溶液，无色，D错误。 6．图甲、图乙分别表示载体蛋白和通道蛋白介导的两种物质被动运输方式，其中通道蛋白介导的运输速率比载体蛋白介导的运输速率快1000倍以上。下列叙述错误的是（    ） A．载体蛋白可转运离子而通道蛋白只能转运分子 B．载体蛋白在运输物质的过程中其空间结构会发生改变 C．图甲载体蛋白介导的运输速率通常会受到载体蛋白数量的限制 D．图乙通道蛋白介导的运输速率快是因为溶质分子不需要与通道蛋白结合 【答案】A 【分析】据图分析，甲、乙两图物质跨膜运输特点是由高浓度运输到低浓度，需要载体蛋白和通道蛋白，不需要能量，都属于协助扩散。 【详解】A、通道蛋白也能转运离子，如Na+内流方式为通过钠离子通道蛋白的协助扩散，A错误； B、载体蛋白拥有能与被运载物结合的特异的受体结构域，该结构域对被运载物有较强的亲和性，在被运载物结合之后载体蛋白会将被运载物与之固定，然后通过改变其空间结构使得结合了被运载物的结构域向生物膜另一侧打开，B正确； C、图甲介导的物质运输需要载体蛋白的协助，其运输速率通常会受到载体蛋白数量的限制，C正确； D、通道蛋白介导的物质运输过程中，该物质不需要与通道蛋白结合，运输速率快，D正确。 7．某同学在做“植物细胞质壁分离与复原实验”时，用物质的量浓度都为2mol/L的乙二醇溶液和蔗糖溶液分别浸泡洋葱细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体体积变化情况如右图所示。下列叙述正确的是（    ） A．两组实验过程中均有水分子透过细胞膜不断地进、出细胞 B．在1min后，处于蔗糖溶液中细胞的细胞液浓度开始升高 C．在2min时，处于乙二醇溶液中细胞开始吸收乙二醇 D．洋葱的所有活细胞都可发生质壁分离现象 【答案】A 【分析】题图分析，某种植物细胞处于乙二醇溶液中，外界溶液浓度高于细胞液浓度，发生质壁分离，质生质体体积变小，细胞液浓度增大；随后由于乙二醇溶液以自由扩散的方式进入细胞，细胞液浓度增加，细胞吸水，发生质壁分离复原；而植物细胞处于蔗糖溶液中，外界溶液浓度高于细胞液浓度，发生质壁分离，质生质体体积变小；蔗糖不能进入细胞，不会发生自动复原。 【详解】A、水分子可通过自由扩散进出细胞，在两组实验过程中均有水分子透过细胞膜不断地进、出细胞，A正确； B、在1min后，由于处于2mol／L蔗糖溶液中的细胞的原生质体体积逐渐变小后趋于稳定，说明此时间段细胞还在失水并趋于渗透平衡，则细胞液浓度缓慢升高后趋于稳定，B错误； C、乙二醇中的细胞一开始就吸收乙二醇，不是从2min开始，C错误； D、并不是该植物的所有活细胞在一定条件下都能发生质壁分离及复原现象，能发生质壁分离及复原现象的细胞须具有大液泡等结构，D错误。 8．把体积与质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液用半透膜（允许水分子和葡萄糖分子通过，不允许蔗糖分子通过）隔开（如图所示），最终甲、乙两侧液面的情况及浓度关系是（　　） A．甲侧低于乙侧，且乙侧溶液浓度较高 B．甲侧高于乙侧，且乙侧溶液浓度较低 C．甲侧高于乙侧，且甲、乙两侧溶液浓度相等 D．甲侧低于乙侧，且甲、乙两侧溶液浓度相等 【答案】A 【分析】渗透压是水分子或其它溶剂分子通过半透膜时对半透膜产生的压力。渗透压的大小与单位体积溶液中溶质分子的多少有关，单位体积溶液中溶质分子数多，渗透压就大；反之亦然。 半透膜是一种只允许某些物质透过，而不允许另一些物质透过的薄膜。 【详解】因为葡萄糖是单糖，蔗糖是二糖，所以在体积与质量分数相同的情况下，葡萄糖分子数目多于蔗糖分子数目，故开始时，水分子整体表现为由乙侧向甲侧流动，导致甲侧液面升高；由于葡萄糖能通过半透膜而蔗糖不能，故一段时间后，乙侧溶液浓度逐渐增大，最终水分子整体表现为由甲侧流向乙侧，乙侧液面高于甲侧液面。由于有液面高度差产生的静水压存在，所以乙侧溶液浓度高于甲侧，A正确，BCD错误。 9．为探究渗透作用的条件，生物学习小组的同学设计了下图装置。在 U型管的底部安装半透膜，在甲、乙两侧注入等量的蒸馏水，然后将两个装有等量、等质量分数的淀粉和葡萄糖溶液的透析袋，分别置于甲、乙两侧的蒸馏水中，一段时间后分别取两侧溶液用斐林试剂进行检测，同时在乙侧加入适量碘-碘化钾溶液（透析袋和半透膜大分子无法通过，小分子可以自由通过）。下列说法错误的是（    ） A．甲、乙两侧均会产生砖红色沉淀 B．液面稳定后甲侧的液面高于乙侧 C．甲侧的透析袋内呈现蓝色、乙侧不会呈现蓝色 D．葡萄糖可以通过协助扩散的方式通过透析袋和半透膜 【答案】D 【分析】分析题意：透析袋和半透膜允许水、葡萄糖分子通过，大分子物质淀粉不能通过。 【详解】A、斐林试剂可用于检测还原糖，葡萄糖属于小分子物质，可通过半透膜，故甲、乙两侧均含有葡萄糖，一段时间后分别取两侧溶液用斐林试剂进行检测，则甲、乙两侧均会产生砖红色沉淀，A正确； B、由于葡萄糖能透过半透膜，而淀粉不能透过半透膜，则页面稳定后甲侧的渗透压高，液面高于乙侧，B正确； C、碘-碘化钾溶液可与淀粉反应呈蓝色，由于淀粉不能透过半透膜，故只有甲侧有淀粉而乙侧没有，在乙侧加入适量碘-碘化钾溶液，碘-碘化钾也会透过半透膜，故甲侧的透析袋内呈现蓝色、乙侧不会呈现蓝色，C正确； D、协助扩散是指小分子物质通过生物膜的方式，透析袋和图中的半透膜不属于生物膜，D错误。 10．用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为材料探究植物细胞的吸水和失水，在实验过程中观察到了如下图所示细胞形态。据图分析，相关说法中错误的是（    ） A．质壁分离发生过程中，丙处溶液吸水能力增强 B．质壁分离发生过程中，乙处的颜色会逐渐加深 C．只根据图③无法判断甲、丙两处溶液的浓度大小关系 D．当外界为KNO3溶液，可能观察到②→①→③→①→②的动态变化 【答案】B 【分析】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；由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，发生质壁分离。无论发生质壁分离还是质壁分离复原，水分子一直都在进出细胞。 【详解】A、质壁分离发生过程中，细胞液浓度增大，丙处溶液吸水能力增强，A正确； B、质壁分离发生过程中，失去的主要是细胞液的水，乙细胞质的颜色不会逐渐加深，B错误； C、由图可知，该细胞可能正在渗透失水或吸水，无法判断甲、丙两处溶液的浓度大小关系，C正确； D、当外界为KNO3溶液，细胞会发生质壁分离，原生质体体积缩小，但由于K＋和N03－不断被吸收进入细胞，使细胞液浓度增大而吸水，原生质体体积又恢复正常，因此可能会观察到②→①→③→①→②的动态变化，D正确。 11．水分子进入细胞的两种方式如图所示，下列关于水通道蛋白的叙述正确的是（　　） A．水分子借助水通道蛋白转运时会与通道蛋白结合 B．水通道蛋白转运水分子时会发生自身构象的改变 C．钙离子也可以借助图中的水通道蛋白进入细胞 D．水分子的跨膜运输方式可体现细胞膜的选择透过性 【答案】D 【分析】1、物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，常见的有水、气体、甘油、苯、酒精等。 2、进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散，如红细胞吸收葡萄糖。 3、从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白质的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、钾离子等。 【详解】A、水分子借助水通道蛋白转运时不需要与通道蛋白结合，从高浓度一侧运输到低浓度一侧，不需要能量，为协助扩散，A错误； B、水通道蛋白在转运水分时自身构象不会发生改变，B错误； C、水通道蛋白具有专一性，据此可知，生物体内的钙离子不可以借助图中的蛋白质进行运输，C错误； D、以上两种运输方式一个是自由扩散，一个是协助扩散，二者都能体现生物膜的选择透过性，D正确。 12．图是钾离子通道模式图，它由四个相同的亚基形成了一个倒圆锥体，在宽的一端外部有一个选择性的“过滤器”。下列叙述错误的是（    ） A．K+通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合 B．此通道蛋白对通过的离子具有选择性 C．此通道的运输速率受到K+浓度差的影响 D．此通道蛋白对K+的运输可以双向进行 【答案】D 【分析】协助扩散需要借助细胞膜上的转运蛋白的协助，转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，其中分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白的结合。 【详解】A 、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， K+通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合， A 正确； B、此通道蛋白对通过的离子具有选择性，例如，水分子和 Na+不能借助 K+通道蛋白进出细胞，B正确； C、结合题意可知， K+可通过通道蛋白进出细胞，则其方式是协助扩散，膜内外物质浓度梯度的大小会直接影响协助扩散速率，浓度差越大扩散速率越快， C正确； D、钾离子通道由四个相同的亚基形成了一个倒圆锥体，在宽的一端外部有一个选择性的“过滤器”，故此通道蛋白对K+的运输只能单向进行，D错误。 13．如图所示为某学生利用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行的某实验的基本操作步骤。请据图回答问题： （1）你认为他做该实验的目的是 ，该实验 （填“有”或“无”）对照实验。 （2）B步骤主要观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色 的大小和 的位置。 （3）C步骤中吸水纸的作用是 。 （4）某学生在F步骤观察时，视野中的细胞与D步骤看到的完全一样，最可能的原因是 。 （5）浸泡在一定浓度的KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞，发生质壁分离后又自动复原，其自动复原是因为 。 【答案】 观察植物细胞的质壁分离与复原（或探究植物细胞的失水和吸水，或证明原生质层是一层半透膜，答案合理即可） 有 液泡 原生质层 引流，使细胞浸润在蔗糖溶液中 细胞失水过多而死亡 K+和会进入细胞内，使细胞外液浓度低于细胞液浓度，细胞重新吸水 【分析】1、质壁分离的原理：原生质层包括细胞膜和液泡膜以及它们之间的细胞质，原生质层相当于一层半透膜，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。 2、质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁,使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。 【详解】（1）据图分析实验过程可知，C和E步骤是改变细胞外溶液浓度的大小，观察其对洋葱鳞片叶外表皮细胞的影响，可推知此实验的目的是观察植物细胞的质壁分离与复原。 （2）B步骤时还没有发生质壁分离，此时主要是观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色液泡的大小和原生质层的位置，以便与D步骤比较。 （3）C步骤中吸水纸的作用是使洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中。 （4）F步骤时洋葱鳞片叶外表皮细胞不能发生质壁分高复原的原因可能是质壁分离时间过长，细胞长时间浸润在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中导致细胞失水过多而死亡或0.3 g/mL蔗糖溶液对所用表皮细胞来说浓度过高，会使其失水过快过多而死亡。 （5）K+和会进入细胞内，使细胞外液浓度低于细胞液浓度，细胞重新吸水，自动复原。 1．下图是研究渗透作用的装置。甲是发生渗透作用时的初始状态，乙是较长时间之后达到动态平衡的状态。下列有关叙述错误的是（    ） A．若③为一层纱布，则不会发生此现象 B．甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度 C．乙中溶液①和②之间没有水分子运动 D．甲到乙过程中水柱上升速度逐渐减慢 【答案】C 【分析】渗透作用是指水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度一侧运输到高浓度一侧；条件是半透膜和浓度差。（1）半透膜可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。（2）半透膜两侧的溶液具有浓度差。浓度差的实质是单位体积溶液中溶质分子数的差，即物质的量浓度之差，即摩尔浓度而不是质量浓度。 【详解】A、若③为一层纱布，没有选择透过性，溶质和溶剂分子都能透过纱布，因此不会发生此现象，A正确； B、从甲到乙，漏斗液面上升，根据渗透原理，说明甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度，B正确； C、乙中达到渗透平衡后，是溶液①和②之间水分子进出达到了平衡，而不是没有水分子运动，C错误； D、甲到乙过程中，半透膜两侧溶液浓度差逐渐变小，水分由①进入②的速率减小，因此甲到乙过程中水柱上升速度逐渐减慢，D正确。 2．将人体红细胞分别置于浓度为0.9%、0.6%、1.2%的a、b、c三组氯化钠溶液中，一段时间后对其形态叙述正确的是（    ） A．a组细胞水分不进出，细胞形态也不发生变化 B．c组细胞因渗透失水而发生质壁分离 C．b组细胞可能因渗透吸水而胀破 D．若向a组烧杯中加入适量蔗糖，细胞皱缩后又恢复原状 【答案】C 【分析】1、红细胞在不同浓度的外界溶液中所产生的不同变化：①当外界溶液浓度＜细胞内液的溶质浓度时，红细胞吸水膨胀；②当外界溶液浓度＞细胞内液的溶质浓度时，红细胞失水皱缩；③当外界溶液浓度=细胞内液的溶质浓度时，红细胞吸水与失水处于动态平衡，细胞形状不改变。 2、由图可知：红细胞浸入a溶液中保持正常形态，说明a溶液浓度等于细胞内液的溶质浓度；红细胞浸入b溶液中吸水膨胀，说明b溶液浓度小于细胞内液的溶质浓度；红细胞浸入c溶液中失水皱缩，说明c溶液浓度大于细胞内液的溶质浓度。 【详解】A、图a中红细胞放置于浓度为0.9% 的生理盐水，浓度为0.9%的生理盐水与动物细胞内液等渗，水分进出处于动态平衡，故红细胞浸入a溶液中保持正常形态，A错误； B、发生质壁分离的前提之一是具有细胞壁和原生质体，图中用的是人体红细胞，为动物细胞，无细胞壁，故不会发生质壁分离现象，B错误； C、动物细胞膜相当于一层半透膜，允许水分子进出，b组细胞内液浓度大于外界浸泡液溶度， 浸泡过程中也有水分子从b组细胞渗出，但渗入的水分多于渗出的水分，故b组细胞可能因渗透吸水而胀破，C正确； D、若向a组烧杯加入少量蔗糖，则由于外界溶液浓度较高，细胞会发生失水，所以细胞会皱缩，D错误。 3．萎蔫的叶片放在清水中会变得硬挺，糖拌西红柿会渗出好多水，施肥过多会出现“烧苗”现象，这些现象都说明植物细胞会发生吸水和失水，为验证上述问题；某兴趣活动小组的同学撕取洋葱的外表皮，做了“观察质壁分离和复原”实验，下列关于该实验的描述，正确的是（　　） A．质壁分离中壁指细胞壁，质指细胞质，动物细胞没有细胞壁不能作此实验的实验材料 B．在低倍镜下找到含有紫色大液泡的细胞，把物像移到视野中央，换高倍镜进一步观察 C．可用中央液泡的大小、原生质层的位置或液泡的颜色变化作为观察指标 D．显微镜下可清晰地观察到核孔 【答案】C 【分析】植物细胞吸水的原理是：当细胞液浓度大于周围水溶液浓度时，植物细胞吸水；当植物细胞液浓度小于周围水溶液浓度时，植物细胞失水。 【详解】A、质壁分离中壁指细胞壁，质指原生质层，动物细胞没有细胞壁不能作此实验的实验材料，A错误； B、观察质壁分离以及复原的实验中，可以只在低倍镜下观察，B错误； C、质壁分离实验可用中央液泡的大小、原生质层的位置或液泡的颜色变化作为观察指标，C正确； D、在普通显微镜下看不到细胞核上的核孔，D错误。 4．1988年，科学家阿格雷（P．Agre）分离出红细胞膜上的水通道蛋白（AQP1），他将含有AQP1蛋白和不含AQP1蛋白的人工合成脂质膜构成的球体（脂质体），放在同一种低浓度溶液中，结果如下图示。结合相关知识分析，下列叙述错误的是（    ） A．水分子不能通过不含AQPI的人工脂质膜 B．含AQP1的脂质膜对水分子转运速率更高 C．水分子跨膜运输的方式有自由扩散和协助扩散 D．推测肾小管上皮细胞的质膜上可能存在AQP 【答案】A 【分析】由图可知，含有AQP1蛋白的脂质体吸水膨胀的时间短，说明水分子能通过AQP1蛋白，这种方式为协助扩散。 【详解】A、水分子能通过自由扩散通过不含AQPI的人工脂质膜，A错误； B、含AQP1的脂质膜能通过协助扩散转运水分子，其对水分子转运速率更高，B正确； C、水分子的跨膜运输方式为自由扩散和协助扩散，其中更多以协助扩散的方式进行，C正确； D、肾小管和集合管能通过协助扩散促进对水的重吸收，推测肾小管上皮细胞的质膜上可能存在AQP，D正确。 5．某种分子以自由扩散和载体蛋白介导的协助扩散方式穿过细胞膜的转运速率差异很大，如图所示，相关叙述合理的是载体蛋白（　　） A．自由扩散的转运速率比协助扩散更快 B．载体蛋白只能介导被动运输，不能介导主动运输 C．肾小管重吸收水的速率较快的主要原因是有载体蛋白的协助 D．图中协助扩散出现最大转运速率的原因可能是载体蛋白数量有限 【答案】D 【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需载体和能量，常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要载体，不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体和能量，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖，K+等。 【详解】A、据图可知，在被转运分子浓度较低时，载体蛋白介导的扩散速率大于自由扩散的速率，A错误； B、载体蛋白可介导被动运输中的协助扩散，也可介导主动运输，B错误； C、肾小管重吸收水的方式主要是协助扩散，协助扩散时需要水通道蛋白运输，C错误； D、图示自由扩散与载体蛋白介导的扩散速率在被转运分子浓度较高时出现差异，载体蛋白介导的扩散速率出现了最大值，可能是载体蛋白数量有限，限制了物质运输的速率，D正确。 6．某生物兴趣小组的同学将 A、B 两种植物的成熟叶片置于不同浓度的蔗糖溶液中，培 养相同时间后检测其重量变化，结果如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．甲浓度条件下，A植物细胞的细胞液浓度变大 B．乙浓度条件下，B植物细胞的吸水能力变小 C．由图可知，实验前B植物成熟细胞的细胞液浓度大于A植物 D．五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙<戊<甲<丁<乙 【答案】B 【分析】在甲～戊不同浓度的蔗糖溶液中，B植物比A植物的吸水能力强，保水能力也较强，说明B植物比A植物更耐干旱。 【详解】A、甲浓度条件下，A植物细胞质量减少，说明细胞失水，细胞液浓度变大，液泡体积变小，A正确； B、乙浓度条件下，B植物细胞质量减轻，说明B植物细胞失水，其细胞的细胞液浓度变大，细胞的吸水能力变大，B错误； C、由图可知，丙浓度下，植物B的增加质量大于植物A，说明植物B的吸水量大于植物A，则实验前，两种植物细胞液浓度的大小关系为B>A，C正确； D、以植物B作为研究对象，丙浓度下细胞吸水最多，则丙浓度的溶液浓度最小，其次是戊，甲溶液中植物B既不吸水也不失水，与细胞液浓度相等，乙浓度下失水最多，则乙的浓度最大，因此五种蔗糖溶液浓度的大小关系为丙＜戊＜甲＜丁＜乙，D正确。 7．把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后，取蚕豆叶下表皮制作临时装片，先滴加清水进行观察，然后用0．3g/mL的蔗糖溶液取代清水，短时间内继续观察，结果如图所示。对此现象的推断最合理的是（　　） A．清水中保卫细胞因发生质壁分离而使气孔开放 B．清水中水分子以被动运输的方式进入保卫细胞 C．蔗糖进入保卫细胞后，细胞吸水导致气孔关闭 D．滴加蔗糖溶液后，保卫细胞的吸水能力将减弱 【答案】B 【分析】质壁分离的原理：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。 【详解】A、清水中保卫细胞吸水使气孔开放，细胞并未发生质壁分离，A错误； B、清水中水分子以自由扩散或协助扩散（统称为被动运输）的方式进入细胞，B正确； C、用一定浓度的蔗糖溶液代替清水后，细胞失水导致气孔关闭，C错误； D、滴加蔗糖溶液后，保卫细胞失水，其吸水能力将增强，D错误。 8．某兴趣小组利用一定浓度的M溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，下图一为显微镜下观察到的该细胞的某一时刻示意图，图二为实验过程中测得其x/y值随时间的变化曲线图。下列叙述正确的是（    ） A．t2时细胞液浓度等于t₀时细胞液浓度 B．随着x/y值增大，细胞吸水能力增强 C．M溶液的溶质微粒从t1时开始进入细胞 D．t3时细胞内外存在浓度差，水分子进出处于动态平衡 【答案】D 【分析】据图分析，处于一定浓度的M溶液中的细胞，随时间的推移，细胞失水量先逐渐增加，说明细胞发生质壁分离；而后又逐渐减少，说明M物质可被细胞吸收，细胞液浓度增加，发生质壁分离的复原。 【详解】A、t2时细胞恢复到t0状态，由于M溶液中的溶质微粒可以进入细胞膜，故t2时细胞液浓度增大，大于t0时细胞液浓度，A错误； B、随着x/y值增大，细胞吸水，但吸水能力逐渐减弱，B错误； C、x/y值增大说明M物质可被细胞吸收，且M溶液的溶质微粒从开始时刻就能进入植物细胞，C错误； D、在t3时，由于溶质不断进入细胞液，质壁分离复原后由于细胞壁的阻挡，体积不再增大，所以细胞内外还存在浓度差，此时水分子进出细胞平衡，D正确。 9．科学家麦金农测出了K+通道蛋白的立体结构，揭示了离子通道的工作原理。下图为肾小管上皮细胞利用通道蛋白重吸收K+的相关过程示意图。下列叙述错误的是（    ） A．肾小管上皮细胞重吸收K+的方式为协助扩散 B．通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质 C．一种离子通道蛋白可以允许多种离子通过 D．可通过探索通道蛋白的作用机制，研发相关药物，维护人类健康 【答案】C 【分析】生物膜上的转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两类。 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。 【详解】A、该图为肾小管上皮细胞利用通道蛋白重吸收K+的示意图，K+是从高浓度到低浓度运输，其运输方式为协助扩散，A正确； B、通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质，包含离子通道蛋白和水通道蛋白，B正确； C、通道蛋白具有专一性，一种离子通道只允许一种或一类离子通过，C错误； D、可通过探索通道蛋白的作用机制，有利于探索调控的药物，维护人体健康，D正确。 10．确定植物组织的水势（细胞液浓度）有利于农肥的合理使用。小液流法是测定植物组织水势的常用方法，其原理是把高浓度溶液的一小液滴放到低浓度溶液中时，液滴下沉；反之则上升。甲与乙两组试管相同且依次编号为1~6号，相同的试管编号中加入相同浓度的蔗糖溶液。在甲试管中放入待测的植物材料一段时间后，从中取小液滴滴入乙试管（如图所示），结果如下表（注：甲试管内加入适量的甲烯蓝，甲烯蓝可使蔗糖溶液变蓝，忽略甲烯蓝对蔗糖浓度的影响）。下列相关叙述正确的是（ ） 乙组试管编号 1 2 3 4 5 6 1mol/L的蔗糖溶液（ml） 0．5 1 1．5 2 2．5 3 蒸馏水（ml） 9．5 9 8．5 8 7．5 7 蓝色小滴升降情况 ↓ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ A．由上表推知植物材料的细胞液浓度介于0．2~0．25mol·L-1之间 B．甲组1~3号试管中，植物材料水势变化最小的是3号 C．甲组4~6号试管中，植物材料的水势大于蔗糖溶液的水势，细胞吸水 D．甲组试管内植物材料水势达到稳定时，与小液滴的水势相同 【答案】B 【解析】1、本实验的实验原理：当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞吸水，使外界溶液浓度升高，导致乙组蓝色小滴下降；当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞失水，使外界溶液浓度降低，导致乙组蓝色小滴上升；当外界溶液浓度等于细胞液浓度时，细胞水分进出平衡，外界溶液浓度不变，导致乙组蓝色小滴扩散。 2、根据实验步骤分析，实验的自变量蔗糖溶液的浓度，因变量是细胞的吸水和失水，观察指标是蓝色小液滴的移动方向（小液滴放到低浓度溶液中时，液滴下沉；反之则上升。）。1-6号试管中蔗糖溶液的浓度逐渐升高，由于乙组3号试管中，液滴移动方向向下，乙组4号试管中，液滴移动方向向上，推知植物材料的细胞液浓度介于0．15~0．2mol·L-1之间。 【详解】A、据分析可知，据表格数据推知植物材料的细胞液浓度介于0．15~0．2mol·L-1之间，A错误； B、乙组1~3号试管中，蓝色小滴下降，说明甲组1~3号试管中，植物细胞吸水。甲组1~3号试管中，蔗糖溶液的浓度逐渐升高，与细胞液浓度差逐渐降低，植物细胞吸水量逐渐减少，植物材料水势变化最小的是3号，B正确； C、乙组4~6号试管中，蓝色小滴上升，说明甲组4~6号试管中，植物材料的水势小于蔗糖溶液的水势，细胞失水，C错误； D、由于细胞壁的限制作用，在低浓度外界溶液中，植物细胞不再吸水时，细胞液浓度仍然大于外界溶液的浓度。故甲组试管内植物材料水势达到稳定时，不一定与小液滴的水势相同，D错误。 11．自由扩散、协助扩散是两种物质跨膜运输方式，下图中①②是这两种运输方式的示意图，③④表示这两种运输方式的曲线。下列相关叙述中，错误的是（　　） A．这两种物质运输方式中，物质均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 B．图①③可用于表示自由扩散，不需要转运蛋白，其运输速率只受膜内外物质浓度梯度的大小影响 C．图②④可用于表示协助扩散，需要转运蛋白，其运输速率不只受膜内外物质浓度梯度的大小影响 D．图②中的载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的物质通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变 【答案】B 【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需载体和能量，常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要载体，不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体和能量，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖，K+等。 【详解】A、①②分别是自由扩散、协助扩散的示意图，自由扩散、协助扩散都是顺深度梯度运输物质，物质均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，A正确； B、图①③可用于表示自由扩散，不需要转运蛋白，自由扩散运输速率除受膜内外物质浓度梯度的大小影响，还受温度等因素的影响，B错误； C、图②④可用于表示协助扩散，其运输速率除受膜内外物质浓度梯度的大小影响外，还受载体蛋白数量的限制，C正确； D、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发生自身构象的改变，图②中的载体蛋白也是如此，D正确。 12．（不定项）下图表示被转运的溶质以易化扩散(即协助扩散)方式排出细胞的过程，有关分析正确的是（    ） A．载体蛋白构象发生改变的过程中需要消耗能量 B．载体结合位点与被转运的溶质之间具有专一性 C．人体成熟红细胞以该方式吸收葡萄糖 D．被转运的溶质从高浓度到低浓度，且具有载体饱和效应 【答案】BCD 【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需载体和能量；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要载体，不需要能量；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体和能量。 【详解】A、由题图可知，易化扩散过程中载体蛋白构象发生改变不需要消耗能量，A错误； B、载体结合位点与被转运的溶质之间特异性结合，具有专一性，B正确； C、人体成熟红细胞以易化扩散方式吸收葡萄糖，C正确； D、易化扩散是顺浓度梯度运输，需要载体，具有载体饱和效应，D正确。 13．某校兴趣小组开展了探究不同浓度的酒精对洋葱鳞片叶内表皮细胞毒害作用的课题研究，配制了体积分数分别为5%、10%、15%、20%、25%的酒精溶液，分别量取10mL上述溶液置于5个培养皿中，每个培养皿按如图所示步骤进行操作，实验中取每组溶液处理后的表皮制作3个临时装片。已知胭脂红是一种红色的水溶性的食用色素，不能进入活细胞。经预实验确认0．06g/mL的胭脂红溶液是一种高渗溶液（比细胞液渗透压高的溶液），实验中不计酒精分子引起的渗透压变化。回答下列问题： (1)该实验还需设置对照组，在其他条件不变的情况下，对照组除 外其他实验条件和处理方式均相同。步骤①中培养皿要加盖的原因是 。 (2)步骤⑤中为减小实验误差，应在 （填“低倍镜”“高倍镜”或“先低倍镜后高倍镜”）下观察。该实验中可通过观察并统计装片中发生质壁分离的细胞数目和细胞总数的比值来计算细胞的存活率的原因是 。实验中可依据 （实验现象）来判断表皮细胞发生了质壁分离。 (3)实验中每组溶液处理后的表皮需要制作3个临时装片的原因是 ，观察到用体积分数为5%、10%、15%、20%的酒精溶液处理的组别中，每组的3个临时装片中细胞发生质壁分离的程度不完全相同，原因可能是 。 (4)该兴趣小组观察并计算得到洋葱鳞片叶内表皮细胞的存活率与酒精浓度的关系如图所示，据此得出的结论是 。 【答案】(1) 不添加酒精 防止酒精挥发 (2) 低倍镜 具有生物活性的细胞膜具有选择透过性，胭脂红不能进入活细胞 细胞壁和原生质层之间出现红色 (3) 避免偶然性对实验结果的影响 每组细胞的细胞液浓度不完全相同 (4)在较低浓度范围内，酒精对植物细胞基本无毒害作用；当酒精浓度超过20%后，对植物细胞的毒害作用明显加大 【分析】质壁分离的条件： 从细胞角度分析：①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞等不发生质壁分离现象。②具有中央大液泡、细胞壁和一定的细胞液浓度的细胞才可发生质壁分离现象。 从溶液角度分析：①在一定浓度、溶质不能穿膜的溶液中，细胞只会发生质壁分离，不能自动复原。如0.3 g/mL的蔗糖溶液。②在一定浓度、溶质可穿膜的溶液中，细胞先发生质壁分离，后自动复原。如葡萄糖、甘油、尿素、乙醇、NaCl、KNO3溶液等。③在高浓度溶液中，细胞可发生质壁分离现象，但会过度失水死亡而不再复原。如3g/mL的蔗糖溶液。 【详解】（1）该实验还需设置对照组，在其他条件不变的情况下，对照组除不添加酒精外其他实验条件和处理方式均相同，以保证单一变量。步骤①中培养皿要加盖的原因是防止酒精挥发，使酒精溶液浓度维持稳定。 （2）步骤⑤中，选择在低倍镜下进行观察计数，有助于减少实验误差，其原因是低倍镜下，视野中观察到细胞数目相对较多，避免样本数目过少造成实验误差。由于0.06g·mL-1的的胭脂红溶液是一种高渗溶液，而具有生物活性的细胞膜具有选择透过性，使胭脂红不能进入活细胞，因此该实验中可通过观察并统计装片中发生质壁分离的细胞数目和细胞总数的比值来计算细胞的存活率，可依据细胞壁和原生质层之间出现红色来判断表皮细胞发生了质壁分离。 （3）实验中每组溶液处理后的表皮需要制作3个临时装片的原因是避免偶然性。观察到用体积分数为5%、10%、15%、20%的酒精溶液处理的组别中，每组的3个临时装片中细胞发生质壁分离的程度不完全相同，原因可能是每组细胞的细胞液浓度不完全相同。 （4）分析曲线：当酒精浓度小于20%时，细胞的存活率为100%，当酒精浓度大于20%时，随着酒精浓度的升高，细胞平均成活率降低，当酒精浓度大于25%时，细胞平均成活率为0，即此时细胞都已经死亡，能得出的结论是在较低浓度范围内，酒精对植物细胞基本无毒害作用;当酒精浓度超过20%后，对植物细胞的毒害作用明显加大。 14．科学工作者为了研究细胞膜上水通道蛋白（AQP）的功能，选用AQP缺失的非洲爪蟾卵母细胞进行实验，相关处理及结果见下表。已知等渗溶液的浓度与细胞内液体的浓度相当，低渗溶液的浓度比细胞内液体的浓度低。回答下列问题： 实验组号 在等渗溶液中进行的处理 在低渗溶液中测定卵细胞的水通透速率/(×-4cm·s-1) Ⅰ 将AQP缺失的卵母细胞放入等渗溶液中 27．9 Ⅱ 将AQP移植到AQP缺失的卵母细胞的膜上 210，0 Ⅲ 将部分Ⅱ组细胞放入含HgCl2的等渗溶液中 80．7 Ⅳ 将部分Ⅲ组细胞放入含试剂X的等渗溶液中 188．0 (1)发生渗透现象时，水分子的流动方向是从 （填“低渗溶液”或“高渗溶液”）通过半透膜流向 （填“低渗溶液”或“高渗溶液”）。将Ⅰ组的AQP缺失的卵母细胞放入低渗溶液后，水分子以 的方式穿过磷脂双分子层进入卵母细胞。 (2)已知Hg是在常温常压下呈液体状态的重金属，与Ⅱ组细胞相比，Ⅲ组细胞对水的通透性 ，原因可能是 。 (3)与Ⅲ组细胞相比，Ⅳ组细胞对水的通透性 ，原因可能是试剂X 。 (4)细胞膜上通道蛋白转运的物质具有特异性，从通道蛋白的角度分析，其原因是 。 【答案】(1) 低渗溶液 高渗溶液 自由扩散 (2) 减弱 重金属Hg破坏了部分AQP的空间结构 (3) 增强 恢复了部分AQP的功能 (4)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 【分析】水分子可以通过自由扩散或协助扩散进出细胞。 【详解】（1）发生渗透现象时，水分子进行被动运输，水分子的流动方向是从低渗溶液（水分子含量高）通过半透膜流向高渗溶液（水分子含量少）。 将Ⅰ组的AQP缺失的卵母细胞放入低渗溶液后，由于缺少通道蛋白协助，水分子以自由扩散的方式穿过磷脂双分子层进入卵母细胞。 （2）水分子的流动方向是从低渗溶液（水分子含量高）通过半透膜流向高渗溶液（水分子含量少），需要通道蛋白协助，与Ⅱ组细胞相比，由于Ⅲ组重金属Hg破坏了部分AQP的空间结构，导致细胞对水的通透性减弱。 （3）分析表格可知，Ⅲ组重金属Hg破坏了部分AQP的空间结构，导致细胞对水的通透性减弱，Ⅳ组将部分Ⅲ组细胞放入含试剂X的等渗溶液中，Ⅳ组细胞对水的通透性增强，由此推测可能是放入的试剂X恢复了部分AQP的空间结构。 （4）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，所以细胞膜上通道蛋白转运的物质具有特异性。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$