4.1被动运输课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

第四章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 你吃比较咸的食物时，例如你吃腌制的咸菜，连续嗑盐的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？ 糖拌西红柿放置一段时间后，会出现很多“汁”，“汁”中的水是哪来的？ 与生活的联系 以上两个实例都与水进出细胞有关，那么水是如何进出细胞的呢？ 一、水分进出细胞的原理 生活中我们会发现： ①一杯水中滴入几滴红墨水，一段时间后整杯水都会变成红色 ②炒菜时的香味可以飘到别的地方 扩散作用：指物质分子从相对含量多向相对含量少的地方自由运动直到均匀分布的现象(气体、溶质和溶剂分子等） 问题探讨 在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，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，使漏斗内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如图所示现象。 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。 半透膜： 一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类多孔性薄膜的总称。如：玻璃纸、鸡蛋的壳膜等。 【拓展】半透膜与选择透过性膜 半透膜：一些小分子物质(如水)能透过，而另一些较大物质则不能透过的多孔性薄膜。能否跨膜取决于物质的直径与孔径的大小。 根据是否具 有生命现象 非生物膜：玻璃纸、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣 生物膜：细胞膜、核膜、细胞器膜 选择透过性膜：是指具有活性的生物膜，对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性，如细胞膜。 注意：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。 Q1.漏斗管内的液面为什么会升高？ 动画演示 动画演示 蔗糖分子 水分子 半透膜 烧杯中水的相对含量 蔗糖溶液中 水的相对含量 烧杯中的水分子进入漏斗内导致的。 单位时间从清水流入蔗糖溶液中的水分子数 单位时间从蔗糖溶液流入清水中的水分子数 Q2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 不会，当管内的液面上升到一定高度之后，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，液面将不再上升。 漏斗内渗透压 = 液柱的重力 渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力，大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目 Q3.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 不会，因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都能够自由通过，水分子和蔗糖分子都能通过。 条件一 ：具有半透膜 Q4.如果烧杯中不是清水？而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？ 条件二：膜两侧溶液具有浓度差 漏斗中的液面将保持不变。 1.渗透作用 (1)概念：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散 (2)发生的条件 ②膜两侧溶液具有浓度差 ①具有半透膜 注意：指物质的量浓度，不是质量浓度 (3)水分子渗透方向(双向) 水相对含量高 低浓度溶液 渗透压低 水相对含量低 高浓度溶液 渗透压高 ②溶质角度分析： 低浓度溶液→高浓度溶液 ①水分子角度分析： 相对含量高→相对含量低含量 （渗透压低） （渗透压高） (4)渗透平衡 溶液S1 溶液S2 ①液面高度不发生变化，水分子双向运动速率相等， 即动态平衡 ②渗透平衡时： △h的液体重力=漏斗中溶质的吸水力(渗透压) 平衡前：S2＞S1 S表示溶液浓度 渗透过程： 平衡后： S2↓ S1↑ S2＞S1 注意：浓度差越大，高度差就越大，渗透速率越快。只要存在高度差，则存在浓度差，且液面高的一侧溶液浓度更大。 1.下图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜，甲、丙装置中A、B、a、b溶液浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，乙、丁装置分别表示一段时间后甲、丙装置的状态，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>Mb B.h1>h2、Ma<Mb C.h1<h2、Ma<Mb D.h1<h2、Ma>Mb D 练一练 2.如图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，水分子可以透过半透膜，而蔗糖分子则不能。当渗透达到平衡时，液面差为m。下列叙述正确的是( ) A.渗透平衡时，溶液S1的浓度等于溶液S2的浓度 B.若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m变小 C.达到渗透平衡时，仍有水分子透过半透膜进出 D.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，再次平衡 时m将增大。 C 3.有一只U形试管，底部有一半透膜将两侧溶液隔开。U形管a侧装有蔗糖溶液，b侧装有葡萄糖溶液。请分析： 蔗糖 葡萄糖 (1)若a侧为0.6mol/L蔗糖溶液，b侧为0.3mol/L葡萄糖溶液，且水能通过，蔗糖和葡萄糖不能通过半透膜，液面高度会如何变化？ a侧液面上升 (2)若a侧为质量分数10%蔗糖溶液，b侧为质量分数10%葡萄糖溶液，且水能通过，蔗糖和葡萄糖不能通过半透膜，液面高度会如何变化？ b侧液面上升 (3)若a侧为质量分数10%蔗糖溶液，b侧为质量分数10%葡萄糖溶液，且水和葡萄糖能通过，蔗糖不能通过，液面高度会如何变化？ b侧液面先上升后下降，a侧上升，最终a侧高于b侧 加蔗糖酶 4.如图，A、B两个长颈漏斗都是质量分数为10%的蔗糖溶液，烧杯中是清水，A漏斗的体积小于B漏斗的，一段时间后两个漏斗的液面高度如何？ 溶液体积大，吸收水多，液面高度大。 A B 变式：如图，A、B两个长颈漏斗都是质量分数为10%的蔗糖溶液，烧杯中是清水，A、B两个漏斗中液体体积相同，一段时间后两个漏斗的液面高度如何？ 5.如图A所示的甲、乙、丙三个渗透装置中，三个漏斗颈的内径相等，漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液，且漏斗内液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积不同，如下表所示。图B中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。曲线1、2、3 与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是（ ） 装置编号 甲 乙 丙 半透膜面积 S S/2 S 蔗糖溶液体积 T T 2T A.1—乙；2—甲；3—丙 B.1—丙；2—甲；3—乙C.1—甲；2—乙；3—丙 D.1—丙；2—乙；3—甲 B 2.水进出动物细胞 思考：细胞是个开放的生命系统，如果将装置中的漏斗换成动物细胞还会不会吸水？一个动物细胞能否构成一个渗透系统？ 外界溶液 细胞膜 半透膜 蔗糖溶液 细胞质基质 相当于 相当于 浓度差 动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统 ②细胞内溶液与外界溶液存在浓度差 ①细胞膜相当于一层半透膜 外 界 溶 液 浓 度 细 胞 质 的 浓 度 小于 吸水膨胀、涨破 大于 失水皱缩 低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液 0.9% NaCl溶液中 20%的蔗糖溶液中 清水中 等于 保持原状 将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中 思考·讨论 1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？ 是(是“相当于”，不是“等同”)。 红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。 2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ 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？ 不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。 4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？ 取决于红细胞内外溶液的浓度差，一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。 5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？ 因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。 水分进出植物细胞也是通过渗透作用吗？ 3.水进出植物细胞 生活现象： 对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象 将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺 盐腌制过的黄瓜，皱皱巴巴，还会出水 3.水进出植物细胞 成熟植物细胞的结构 成熟植物细胞模式图 细胞膜 细胞液 细胞质 液泡膜 细胞壁 原生质层 ①细胞壁是全透性，伸缩性小 ②成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液 ③细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层 提示：水分进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡 ？ 能否把整个原生质层看作是一层半透膜呢？ 探究·实践 探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验，记录结果 分析结果，得出结论 表达与交流 进一步探究 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层是否相当于一层半透膜？ 原生质层相当于一层半透膜，水分进出植物细胞是通过渗透作用。 科学探究的一般过程 提出问题 作出假设 设计实验 1.如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会 ；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 。 2.如何使细胞外溶液的浓度提高或降低？ 3.如何看到细胞？需要用到什么材料和器具？ 4.对实验结果做出预测——细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化？ 失水 吸水 实验思路：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液 和清水中，用显微镜观察液泡、原生质层、 细胞大小的变化。 实施实验，记录结果 1.实验材料的选择 (1)成熟的植物活细胞，保证细胞具有中央大液泡和原生质层。 (2)细胞液应具有颜色(如紫色洋葱鳞片叶外表皮)，易于观察。如果细胞无色(如紫色洋葱鳞片叶内表皮)，可在外界溶液中加染料。 (3) 还可以使用具有较多叶绿体的材料，如黑藻，通过观察叶绿体分布情况判断是否发生质壁分离现象 2.实验试剂的选择 (1)对细胞无害。 盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于用作实验试剂。 (2)用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液作为外界溶液，浓度不能过高(细胞失水过多而死亡)；过低(质壁分离现象不明显)。 实施实验 3.实验步骤 质壁分离 质壁分离复原 引流法 细胞的正常形态 液泡(细胞液) 外界溶液 细胞壁 注意： (1)本实验存在两组自身对照(对照组和实验组在同一装片中先后进行) 滴加蔗糖溶液 滴加清水 质壁分离 质壁分离复原 第一次对照 第二次对照 (2)三次观察，缺一不可，教材中唯一一个只在低倍镜下观察的实验 (3)此实验可以证明原生质层具有选择透过性 对照组 实验组 对照组 实验组 探究·实践 探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验，记录结果 分析结果，得出结论 表达与交流 进一步探究 科学探究的一般过程 实施实验，记录结果 现象 试剂 中央液泡 原生质层 的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 逐渐变小，颜色变深 逐渐变大，颜色变浅 逐渐恢复原来位置 基本不变 逐渐脱离细胞壁 基本不变 思考：细胞的吸水能力发生了怎样的变化？ 探究·实践 探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验，记录结果 分析结果，得出结论 表达与交流 进一步探究 科学探究的一般过程 分析结果，得出结论 细胞失水，原生质层与细胞壁分离开来 细胞吸水，与细胞壁分离的原生质层慢慢恢复原来的状态 当细胞液浓度 < 外界溶液浓度 当细胞液浓度 > 外界溶液浓度 实验结论：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。 ②浓度差——细胞液与外界溶液存在浓度差 ①半透膜——原生质层 探究·实践 探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验，记录结果 分析结果，得出结论 表达与交流 进一步探究 科学探究的一般过程 表达与交流 (1)质壁分离的原因： (2)介于细胞膜与细胞壁之间的溶液： 内因：原生质层相当于半透膜 原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性 外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度 外界溶液 探究·实践 探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验，记录结果 分析结果，得出结论 表达与交流 进一步探究 科学探究的一般过程 进一步探究 质壁分离及复原发生的条件 (1)从细胞角度分析 (2)从溶液角度分析 ①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。 ②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。 ①溶质不能透过半透膜，只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。 探究·实践 探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验，记录结果 分析结果，得出结论 表达与交流 进一步探究 科学探究的一般过程 进一步探究 质壁分离及复原发生的条件 (2)从溶液角度分析 ②溶质可透过半透膜，如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等可发生质壁分离，并能自动复原，因为K＋、NO3_、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。 ③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。 【拓展】质壁分离与复原实验的应用 1.判断成熟植物细胞的死活 2.测定植物细胞细胞液浓度范围 待测成熟 植物细胞 一定浓度 蔗糖溶液 镜检 发生质 壁分离 无质壁 分离 活细胞 死细胞 待测成熟植物细胞 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间 3.比较不同植物细胞的细胞液浓度大小 4.比较未知浓度溶液的浓度大小 不同植 物细胞 同一浓度蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小， 反之则细胞液浓度越大 同一植物的 相同成熟细胞 未知 浓度的溶液 镜检 发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小 6.农业生产中的水肥管理(合理施肥、合理灌溉) 7.高浓度的食盐水可杀菌防腐，是因为高浓度的食盐水可使引起食品腐败变质的微生物过度失水而死亡。 5.鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液） 成熟植 物细胞 不同种 类溶液 镜检 只发生 质壁分离 质壁分离 后自动复原 溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液） 溶质能透过半透膜（如KNO3溶液） 1.某生物实验小组利用紫色洋葱鳞片叶外表皮和黑藻的成熟叶片进行“探究植物细胞的吸水和失水”实验。下列叙述正确的是（　 ） A.黑藻成熟叶片中的叶绿体会干扰实验现象的观察 B.观察质壁分离及复原现象至少需在低倍镜下观察四次 C.实验中洋葱鳞片叶外表皮细胞紫色加深，吸水能力增强 D.洋葱根尖分生区细胞也可发生质壁分离及复原现象 叶绿体使原生质层呈绿色，可以通过观察细胞中绿色范围的大小来判断细胞吸水和失水的情况 无中央大液泡 C 2.某同学选用紫色洋葱鳞片叶的外表皮观察细胞质壁分离和复原现象，显微镜下观察到的细胞如图所示。下列有关叙述错误的是(　　 ) A.该细胞正在发生质壁分离 B.B/A的值越大细胞的吸水能力越小 C.出现该实验现象的条件之一是原生质层的伸缩性大于细胞壁 D.将洋葱鳞片叶内表皮置于混有台盼蓝的蔗糖溶液中也可观察到质壁分离现象 A 3.质壁分离和复原实验可以说明或证明下列中的(　　) ①植物细胞的死活　 ②原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大　 ③当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞渗透失水；反之，细胞则渗透吸水 ④原生质层具有选择透过性　 ⑤细胞壁的主要成分是纤维素 A.①③④⑤ B.①②③④ C.②③④⑤ D.①④⑤ 具有活性的细胞才能发生质壁分离和复原 才能产生浓度差 B 4.如图表示以紫色洋葱表皮细胞为实验材料，用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.3 g/mL的尿素溶液及清水进行相关实验(时间m表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间n表示开始用清水处理洋葱表皮)，测得的该细胞原生质体体积的变化，图中代表尿素溶液处理结果的是(　 　) A.a B.b C.c D.d 清水：细胞吸水，细胞壁支撑保护作用 0.5 g/mL蔗糖：细胞质壁分离，蔗糖浓度过高，细胞失活，滴加清水后不能复原 0.3g/mL蔗糖：细胞质壁分离，滴加清水后质壁分离复原 0.3g/mL尿素：细胞质壁分离，能发生自动质壁分离复原 B 5.(2017·全国卷Ⅱ，4)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示，下列叙述正确的是(　　) C A.0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内 B.0～1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等 C.2～3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压 D.0～1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压 二、自由扩散和协助扩散 1.被动运输 (1)概念：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。 (2)类型：被动运输分为自由扩散和协助扩散两类。 资料1：人工合成的脂双层对物质的通透性 (1)为什么O2、CO2 能够通过人工脂双层？ O2、CO2分子很小，能从磷脂分子的间隙穿过 (2)为什么甘油、苯、乙醇等脂溶性小分子能够通过人工脂双层？ 磷脂双分子层是脂溶性物质，甘油、苯、乙醇等物质可以通过相似相溶原理进出脂双层 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，叫做自由扩散，也叫简单扩散。 (2)特点： 不需要转运蛋白 不消耗能量 顺浓度梯度(高浓度→低浓度) (3)实例： ①气体分子，如O2、CO2、N2等 ②少部分水、尿素等小分子 ③脂溶性物质，如乙醇、甘油、苯、脂肪酸、固醇等 (4)影响因素 ①浓度差（膜两侧的浓度差越大，扩散速率越快） ②温度（影响分子的运动速度和细胞膜的流动性） 浓度差 扩散速率 转运蛋白/能量 扩散速率 O2（能量） 扩散速率 【思考】(1)若肺泡壁、毛细血管壁为单细胞层，则O2从肺泡腔进入血液需要穿过几层生物膜？ (2)O2从肺泡腔进入组织细胞的线粒体需要穿过几层生物膜？ 4层 11层 资料1：人工合成的脂双层对物质的通透性 (3)葡萄糖不能通过脂双层，但是小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？ (4)Na + 、 K +、Ca 2+ 等能跨膜运输，但图示显示了这些离子不能通过脂双层，这是怎么一回事？ 推测：葡萄糖、Na + 、 K +、Ca 2+ 等通过细胞膜上的转运蛋白运输 3.协助扩散 (1)概念：物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。 (2)特点： 需要转运蛋白 不消耗能量 顺浓度梯度(高浓度→低浓度) (3)实例： ①大部分水 ②葡萄糖进入红细胞 ③神经细胞静息状态下K+外流和兴奋时Na+内流 (4)影响因素 ①浓度差（膜两侧的浓度差越大，扩散速率越快） ③温度（影响转运蛋白和生物膜的活性） ②转运蛋白的数量 浓度差 扩散速率 P P点之后的速率受转运蛋白数量限制 转运蛋白的数量 扩散速率 P P点之后的速率受膜内外浓度差限制 O2（能量） 扩散速率 拐点前：看横坐标 拐点后：除横坐标外其他影响因素 4.转运蛋白的类型 转运蛋白：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输。 (1)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。 (2)通道蛋白：只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小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，不需要与通道结合。 (包括主动运输、协助扩散) (只参与协助扩散) K+ 离子通道结构模式图 (3)比较载体蛋白和通道蛋白的异同 名称 载体蛋白 通道蛋白 所转运的物质     是否与被转运物质结合 转运物质时自身构象是否改变 运输方式 实例 与自身结合部位相适应的分子或离子 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 结合 不结合 改变 不一定 协助扩散/主动运输 协助扩散 葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞 水通道蛋白 钾离子、钠离子通道蛋白 资料2：由“生物膜和人工膜对同种物质的通透性差异”的实验结果，推测水分子是如何通过细胞膜的？ 水分子通过人工膜的速率：10-3cm/s 水分子通过生物膜的速率：10-2cm/s 推测： 水分子不仅可以通过自由扩散运输，还可以借助转运蛋白通过协助扩散运输。 实验结果： 1988年，美国科学家阿格雷从红细胞和肾小管细胞中分离出一种新的膜蛋白，后来经过实验获得了该蛋白的氨基酸序列结构，证实了水通道蛋白的存在。目前，人们已经从细菌、酵母菌、植物、动物的细胞中分离出多种水通道蛋白。 水通道蛋白结构模式图 Peter Agre 水的跨膜运输方式： (1)自由扩散 (2)协助扩散——水通道蛋白(主要) 51 科学家阿格雷在红细胞膜上发现了一种疏水性跨膜蛋白AQP1。他将这种蛋白镶嵌在人工合成的脂质体上，并将镶嵌有AQP1的脂质体和普通脂质体同时放入蒸馏水中，每隔一段时间观察，结果如图所示。 由上述实验结果，你能得出什么推论？ 疏水性跨膜蛋白AQP1能够加快水分子进入细胞的速率。 单一变量：有无AQP1蛋白 脂质体 【拓展】 52 练习与应用 一、概念检测 1. 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。 （ ） √ × × 2.基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，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 D 3.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，两种溶液的浓度均比细胞的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测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.甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原 C.只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原 D.甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原 B 55 二、拓展应用 1.细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，请设计实验，测定该细胞的细胞液的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路，并分析其中的基本原理。 【提示】可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液，将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中，适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，据此推算出细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。 2.温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗？请你提出假设，并设计检验该假设的实验方案。 【答案】假设：温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率。 设计实验提示：可以借用本节问题探讨中的渗透装置进行实验。将该渗透装置置于不同温度的环境中，通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢，判定温度是否影响水分子的扩散速度，实验中要注意排除各种无关变量的干扰，如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相等，以确保实验的准确性。 57 $