《被动运输》课件

第1节被动运输第4章内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习学习目标1.通过探究“植物细胞的吸水和失水”,说明水分子进出植物细胞的原理,阐释原生质层的选择透过性与质壁分离及其复原的关系。2.通过对水分子进出细胞方式的探索学习,初步建构被动运输的概念,能比较自由扩散和协助扩散的异同点。3.通过对被动运输的具体实例的讨论,分析细胞膜的成分、结构与物质跨膜运输功能之间的关系,尝试运用物质跨膜运输的知识解决有关实际问题。课前篇自主预习一、水进出细胞的原理1.原理。细胞吸水和失水的原理是渗透作用,该作用发生须具备两个条件:要点笔记

半透膜两侧的水分子进行的是双向运动,而不是单向运动,观察到的现象是由水分子双向运动的差异所导致的液面改变。2.动物细胞可以看作一个渗透装置。动物细胞膜相当于半透膜,若细胞膜内部的细胞质和外侧的外界溶液具有浓度差,则动物细胞会发生吸水或失水。3.红细胞在不同浓度外界溶液中的形态变化。(1)当外界溶液的浓度小于细胞质浓度时,细胞吸水;(2)当外界溶液的浓度大于细胞质浓度时,细胞失水;(3)当外界溶液的浓度等于细胞质浓度时,水分进出细胞处于动态平衡。【微思考】

为什么吃咸瓜子容易使人口干?答案

吃咸瓜子后外界溶液浓度升高,导致口腔上皮细胞失水。预习反馈判断正误。(1)植物细胞的细胞液是指细胞内的液体。(

×

)(2)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量分数。(

×

)(3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中,不能发生渗透作用。(

×

)(4)水分子通过细胞壁的扩散称为渗透作用。(

×

)(5)细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。(√)二、探究植物细胞的吸水和失水1.成熟植物细胞的结构2.质壁分离中的“质”和“壁”分别指植物细胞的原生质层、细胞壁。

【微思考】

当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,成熟植物细胞会产生什么现象?答案

细胞失水,发生质壁分离。预习反馈1.判断正误。(1)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。(

×

)(2)质壁分离过程中水分子运动只能单向进行。(

×

)(3)成熟的植物细胞发生质壁分离过程中,细胞的吸水能力逐渐减小。(

×

)(4)质壁分离是指原生质层与细胞壁分离。(√)2.下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3

mL清水,乙玻璃管内注入3

mL一定浓度的盐水,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、乙中均升高答案

B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;开始时,乙管下部细胞失水,使液面升高,但由于细胞可以吸收钠离子和氯离子,使细胞液浓度增大,一段时间后,细胞液浓度大于乙玻璃管内溶液浓度,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。三、自由扩散和协助扩散(一)自由扩散和协助扩散1.自由扩散(1)自由扩散又叫简单扩散,是指物质通过简单的扩散作用进出细胞。(2)方向:从高浓度一侧到低浓度一侧。(3)条件:不需要转运蛋白,也不需要消耗细胞内化学反应产生的能量。(4)举例:氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等进出细胞。2.协助扩散(1)协助扩散又叫易化扩散,是指借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。(2)方向:从高浓度一侧到低浓度一侧。(3)条件:需要转运蛋白的协助,转运蛋白有载体蛋白和通道蛋白两种。(二)人类对通道蛋白的探索历程

时间/科学家观点或成果1950年发现水分子在通过细胞膜时的速率高于通过人工膜1988年,阿格雷成功分离出水通道蛋白20世纪60年代提出植物细胞中存在钾离子通道1998年,麦金农解析了钾离子通道蛋白的立体结构预习反馈判断正误。(1)水分子和脂质分子都可以通过自由扩散进入细胞。(√)(2)自由扩散和协助扩散都不需要转运蛋白和细胞内化学反应产生的能量。(

×

)(3)在一定浓度范围内,协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成正比。(√)(4)同种物质在不同情况下的运输方式可能不同。(√)(5)通过通道蛋白协助的一定是协助扩散。(√)(6)水分子进入细胞,主要是通过自由扩散方式进行的。(

×

)(7)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。(

×

)课堂篇探究学习探究点一渗透作用1.结合下图分析渗透现象发生的条件和原理。

(1)蔗糖溶液液面上升的原因是什么?答案

水分子可以通过半透膜,而蔗糖分子不能通过,单位体积的清水中的水分子含量大于蔗糖溶液中的水分子含量,因此单位时间内由烧杯进入漏斗的水分子数大于由漏斗进入烧杯的水分子数,导致漏斗内液面上升。(2)为什么当液面上升到一定程度时,液面不再上升?答案

漏斗中的液面高于烧杯中的液面,液面差为ΔH,由于烧杯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。当漏斗内高出烧杯液面的液体产生的压强与渗透压处于平衡状态时,半透膜两侧水分子的交换率(进出)相同,液面不再升高。(3)当液面不再上升时半透膜两侧的浓度相等吗?答案

不相等。当液面不再上升时半透膜两侧仍存在浓度差。2.【科学思维】

某市一工人在高温环境下工作数小时中暑,没有及时就医,病情加重。后来,该工人被送入医院,经诊治,该工人病情加重的原因是过量饮水导致水中毒。联系渗透现象分析,为什么短时间内过量喝水会引起水中毒?答案

短时间饮用过量的水,肾脏不能及时将多余的水排出,使得血液被稀释,血浆的渗透压降低,引起水中毒。【归纳提升】1.典型渗透装置的分析(1)半透膜内的溶质不能透过半透膜,水分子可以透过半透膜。(2)若S1溶液浓度大于S2溶液,则单位时间内由S2→S1的水分子数多于由S1→S2的水分子数,外观上表现为S1液面上升。(3)在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差Δh,则S1溶液的浓度仍大于S2溶液。因为液面高的一侧形成的压强,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。2.浓度、渗透压与吸水力的辨析溶液渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目:溶质微粒越多,溶液浓度越高,对水的吸引力越大,溶液渗透压越高。即浓度高→渗透压高→吸水力大。细胞液中的溶质微粒和外界溶液中的溶质微粒,哪一侧单位体积的溶质微粒数目多,该侧的溶液浓度就大,该侧渗透压就高,吸水力就大。【探究应用】

1.右图所示为渗透作用实验装置,实验开始时长颈漏斗内外液面平齐,记作零界面。实验开始后,长颈漏斗内部液面的变化趋势为(注:坐标原点处表示零界面,膀胱膜不变形)(

)答案

B解析

根据图示,烧杯中的液体为蒸馏水,长颈漏斗中的液体为蔗糖溶液。故在单位时间内,由烧杯中进入漏斗中的水分子数比由漏斗中进入烧杯中的水分子数多,故开始时液面快速升高;随着液面升高,漏斗内高出烧杯内液面的液体产生的压强会阻止水分子向漏斗内扩散;当单位时间内进出漏斗的水分子数相等时,液面不再升高。2.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(

)答案

C解析

a的细胞液浓度最大,所以b和c都失水,a吸水;b>c,所以b又从c吸水,C项正确。3.下图表示渗透作用装置,一段时间后液面上升的高度为h,其中半透膜为膀胱膜,装置中溶液A、a起始浓度分别用MA、Ma表示;如果A、a均为蔗糖溶液,且开始时Ma>MA,则达到平衡后MA与Ma的关系是(

)A.MA>Ma

B.MA<Ma

C.MA=Ma

D.不确定答案

B解析

蔗糖分子不能通过半透膜,开始时Ma>MA,水分子从水槽中进入漏斗,达到平衡时,因液面高的一侧溶液的压强大,会阻止水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散,故达到平衡后MA<Ma。探究点二探究植物细胞的吸水和失水萎蔫的叶片浸泡在清水中,很快变得硬挺;白菜剁馅放盐后很快有水分渗出;施肥过多会导致“烧苗”,这些现象都说明植物细胞也会发生渗透吸水或失水。1.实验原理(1)植物细胞的

相当于半透膜,细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性,原生质层的伸缩性

细胞壁的伸缩性。

(2)外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞

,原生质层

→发生

。

(3)外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞

→已发生质壁分离的细胞发生

现象。

原生质层大于失水收缩质壁分离吸水质壁分离复原2.实验步骤

紫细胞壁质量浓度为0.3g/mL的蔗糖缩小变深原生质层清水变大变浅细胞壁3.本实验制作一个临时装片,但有三次观察(见实验步骤),请分析本实验的对照设置有什么特点。答案

本实验的对照设置属于自身对照。第1次和第2次观察形成对照,第2次观察是实验组;第2次和第3次观察形成对照,第3次观察是实验组。【归纳提升】1.质壁分离的原因和表现2.巧判细胞能否发生质壁分离与复原(1)从细胞角度分析①具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。②死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离现象。(2)从溶液角度分析①在一定浓度的溶质不能跨膜运输的溶液中,发生质壁分离现象。②在一定浓度的溶质可跨膜运输的溶液中,先发生质壁分离,后自动复原,如KNO3溶液等。③在高浓度溶液中质壁分离现象明显,但不能复原,因为溶液浓度过高,细胞失水过多而死亡。④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞,不适于作为质壁分离实验的溶液。3.质壁分离与质壁分离复原实验的应用(1)比较不同植物细胞的细胞液浓度不同的植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液→观察细胞吸水后的状态和质壁分离程度大小→推断不同植物细胞细胞液浓度的大小。(2)判断植物细胞的死活只有活的植物细胞才有质壁分离与质壁分离复原现象。(3)测定细胞液的浓度将细胞放入一系列具有浓度梯度的蔗糖溶液中,观察细胞质壁分离的情况,即可测定该细胞液的浓度范围。(4)观察植物细胞的细胞膜光镜下观察植物细胞,正常植物细胞的细胞膜很薄,又紧贴细胞壁,不容易看到,质壁分离后,原生质层的最外面即为细胞膜。【探究应用】1.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答案

D解析

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,D项正确。要透过“现象”看本质,避免先入为主直接认定发生了质壁分离。2.(2021广东)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(

)A.比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后>①处理后B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③答案

A解析

由题图可知,蔗糖溶液①处理保卫细胞后,细胞的气孔开度变化不大,说明蔗糖溶液①的浓度与保卫细胞的细胞液浓度接近,保卫细胞由初始状态经过蔗糖溶液③处理后,气孔开度变大,说明细胞吸水,保卫细胞的细胞液浓度下降,因此③处理后保卫细胞细胞液浓度<①处理后保卫细胞细胞液浓度,A项错误,C项正确。用蔗糖溶液②处理细胞后,气孔开度变小,说明细胞失水,可观察到质壁分离现象,B项正确。由以上分析可知,蔗糖溶液①可以近似为保卫细胞的等渗溶液,蔗糖溶液②为保卫细胞的高渗溶液,蔗糖溶液③则为保卫细胞的低渗溶液,故三种蔗糖溶液的浓度高低为②>①>③,D项正确。3.某同学在实验室中做“植物细胞的吸水和失水”实验时,在老师的帮助下,进行了一系列的创新实验,实验步骤和现象如下表:实

验

组过5

min再过5

min滴加清水后过5

min①质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液x无变化质壁分离复原②质量浓度为0.5g/mL的蔗糖溶液质壁分离y无变化③物质的量浓度为0.1mol/L的KNO3溶液质壁分离质壁分离复原z④物质的量浓度为1mol/L的醋酸溶液无变化无变化无变化对上表的推断或解释不正确的是(

)A.x为质壁分离,因为细胞壁的伸缩性弱于原生质层B.z为细胞稍增大,细胞液颜色稍变浅C.y为质壁分离,滴加清水后无变化,原因可能是细胞失水过多而死亡D.④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量答案

D解析

洋葱表皮细胞在质量浓度为0.3

g/mL的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象,而在质量浓度为0.5

g/mL的蔗糖溶液中会因失水过多而死亡。在物质的量浓度为0.1

mol/L的KNO3溶液中,由于K+和

能跨膜运输,故洋葱表皮细胞先发生质壁分离后自动复原;K+和

进入细胞内,细胞液浓度增大,因此滴加清水后,细胞吸水,体积稍增大。物质的量浓度为1

mol/L的醋酸溶液会杀死细胞,故在该溶液中细胞无变化。探究点三自由扩散和协助扩散1.比较自由扩散和协助扩散。

方

式自由扩散协助扩散条件能量不需要

转运蛋白

实

例氧气、CO2、甘油、乙醇等离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等运输方向浓度

的一侧→浓度

的一侧

不需要不需要需要高低2.为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输?答案

因为自由扩散和协助扩散不需要消耗细胞内化学反应释放的能量,由膜内外物质浓度高低直接影响转运的方向和速度。3.协助扩散需要转运蛋白的协助,转运蛋白有什么特点?答案

转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只能转运与自身结合部位相适应的分子或离子,转运时自身构象会发生改变;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,且不与其结合。【归纳提升】比较通道蛋白和载体蛋白转运蛋白不

同

点相同点载体蛋白由特定部位与转运的分子、离子结合,发生构象改变具有选择性通道蛋白被转运的分子、离子无须与通道蛋白结合【探究应用】1.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.被动运输是细胞最重要的吸收和排出物质的方式答案

B解析

载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上不是静止不动的,A项错误;由图示可知,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项错误;被动运输无法保证细胞主动选择吸收所需物质,只能靠浓度梯度进行,因此被动运输不是细胞最重要的吸收和排出物质的方式,D项错误。2.下列物质中,能够通过自由扩散进出组织细胞的是(

)A.K+和Na+

B.氨基酸和葡萄糖C.O2和葡萄糖

D.甘油和CO2答案

D解析

一般情况下,脂溶性小分子以及气体(O2、CO2)以自由扩散的方式进出细胞。3.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答案

D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没有转运蛋白,协助扩散将受到抑制。1234567891011121314151617A组必备知识基础练1.下列有关细胞吸水和失水的叙述,正确的是(

)A.植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成B.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞一定会发生质壁分离C.渗透实验中,当半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子不再通过半透膜D.细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性,但有毒物质仍能进入细胞D1234567891011121314151617解析植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质组成,A项错误;当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞不一定会发生质壁分离,如死细胞、动物细胞不会发生质壁分离,根尖分生区细胞不含大液泡也不会发生质壁分离,B项错误;渗透实验中,当半透膜两侧溶液浓度相等时,水分子仍然能通过半透膜,这时进出的水分子达到动态平衡,C项错误;细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性,但有毒物质仍能进入细胞,说明细胞膜的控制作用是相对的,D项正确。12345678910111213141516172.若右图为植物细胞渗透作用的图解,下列叙述错误的是(

)A.当溶液浓度A>B时,细胞发生质壁分离B.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜C.未成熟的植物细胞不发生渗透失水或吸水D.细胞处于质壁分离状态时,不一定失水大于吸水C解析当溶液浓度A>B时,细胞会因渗透失水而发生质壁分离,A项正确;植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜及这两层膜之间的细胞质组成,相当于一层半透膜,B项正确;未成熟的植物细胞通常没有大液泡,但细胞膜也具有半透膜的功能,细胞内溶液与外界溶液存在浓度差时,细胞也能发生渗透吸水或失水,C项错误;细胞处于质壁分离状态时,可能正在发生质壁分离复原,故不一定失水大于吸水,D项正确。12345678910111213141516173.在质壁分离和质壁分离复原实验中,用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液浸润紫色洋葱鳞片叶外表皮,在显微镜下观察到下图所示结果,下列叙述正确的是(

)A.质壁分离过程中,细胞吸水能力增强B.L是细胞壁,N是细胞质基质C.清水处理后质壁分离复原,水分子进出平衡,细胞液和外界溶液浓度相等D.质壁分离复原过程中,水分子出细胞的过程属于渗透作用A1234567891011121314151617解析质壁分离过程中,细胞失水导致细胞液浓度变大,吸水能力增强,A项正确;图中L表示细胞壁,M表示原生质体,N表示外界溶液,B项错误;细胞水分子进出平衡时,由于细胞壁的存在,细胞液浓度和外界溶液浓度不一定相等,C项错误;水分子双向通过细胞膜等生物膜或原生质层的过程属于渗透作用,D项错误。12345678910111213141516174.(河北唐山高一期末)将新鲜的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中,发生的变化是(

)A.液泡的颜色逐渐变浅

B.水分子单向流出细胞C.出现质壁分离现象

D.细胞体积明显减小C解析由于0.3

g/mL的蔗糖溶液的浓度大于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度,所以细胞不断失水,而原生质层的伸缩性又大于细胞壁,所以原生质层与细胞壁逐渐分离,液泡的颜色逐渐变深,A项不符合题意,C项符合题意;该过程中细胞不断失水,即水分子出细胞的速率大于进入细胞的速率,B项不符合题意;由于植物细胞壁的伸缩性很小,所以细胞体积变化不明显,D项不符合题意。12345678910111213141516175.如图为以紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料,观察植物细胞质壁分离和复原实验的主要步骤。下列叙述错误的是(

)A.实验可以证明原生质层相当于一层半透膜B.B步骤主要观察细胞中紫色液泡的大小以及原生质层的初始状态C.C步骤中用吸水纸引流,使细胞浸润在蔗糖溶液中D.实验设计不科学,没有设置对照实验D1234567891011121314151617解析原生质层相当于一层半透膜,这是本实验得以完成的理论依据,A项正确;B步骤在低倍镜下主要观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色中央液泡的大小以及原生质层的初始状态,B项正确;C步骤吸水纸的主要作用是加速外界溶液的更换速度,使细胞浸润在蔗糖溶液中,C项正确;本实验没有另外单独设置其他组别,本实验中实验组形成前后自身对照,故仍然遵循对照原则,D项错误。12345678910111213141516176.[教材第67页“拓展应用”]将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中,形态不再变化时的细胞图像如图所示,下列关于三个细胞的细胞液浓度,判断正确的是(

)①实验前B<A<C

②实验前B>A>C

③实验后B≥A=C

④实验后B<A<CA.①③

B.②③C.①④

D.②④B1234567891011121314151617解析三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中,A、C都发生质壁分离,C分离程度较大,说明蔗糖溶液浓度>细胞A细胞液浓度>细胞C细胞液浓度,B没有发生质壁分离,说明B细胞液浓度≥蔗糖溶液浓度,故实验前B>A>C;由于B没有发生质壁分离,故实验后B细胞液浓度还是大于或等于实验后蔗糖溶液浓度,A和C发生质壁分离,实验后细胞液浓度和实验后蔗糖溶液浓度相当,实验后B≥A=C,B项符合题意。12345678910111213141516177.质壁分离和复原是某些生物细胞为响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是(

)A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关B.质壁分离复原过程中,细胞的吸水能力逐渐降低C.质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁D.质壁分离现象证明水分子可通过通道蛋白进入细胞D解析施肥过多导致土壤溶液浓度过高,根毛细胞失水发生质壁分离,故“烧苗”现象与质壁分离有关,A项正确;质壁分离复原过程中,细胞逐渐吸水,细胞的渗透压下降,细胞的吸水能力逐渐降低,B项正确;质壁分离过程中,细胞膜可局部或全部脱离细胞壁,C项正确;质壁分离能证明水分子可以进出细胞,但不能证明水分子可通过通道蛋白进入细胞,D项错误。12345678910111213141516178.[教材第66页图4-4变式]如图表示物质进入细胞膜的两种方式,结合图解分析,下列叙述正确的是(

)A.甲、乙两种物质都能够自由出入细胞B.甲、乙两种物质都是细胞代谢所必需的物质C.甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输D.随外界物质浓度升高,甲、乙两种物质运输速率都不断增大C1234567891011121314151617解析乙物质进入细胞内需要转运蛋白协助,不能自由出入细胞,A项错误;甲物质以自由扩散的方式进入细胞,乙物质以协助扩散的方式进入细胞,但不能说明两种物质是细胞代谢必需的物质,B项错误;甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输,C项正确;乙物质的运输方式是协助扩散,运输速率先随浓度的升高而增大,但受转运蛋白数量的限制,增大到一定程度而不再发生改变,D项错误。12345678910111213141516179.(广东广州高一期末)钾离子通道模式如图所示,其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”,下列关于钾离子通道的叙述,正确的是(

)A.K+通过此通道蛋白时需要与其结合B.Na+可以通过此通道蛋白进入细胞内C.此通道蛋白对K+的运输可以双向进行D.K+通过此通道蛋白运输属于协助扩散D1234567891011121314151617解析K+通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合,A项错误;此通道蛋白对通过的离子具有选择性,Na+不可以通过此通道蛋白进入细胞内,B项错误;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,C项错误;借助通道蛋白进出细胞的物质扩散方式都属于协助扩散,故K+通过此通道蛋白运输属于协助扩散,D项正确。123456789101112131415161710.[教材第68页“生物科学史话”](多选)哺乳动物成熟红细胞的细胞膜上含有丰富的水通道蛋白,若破坏细胞膜上的水通道蛋白,水分子的跨膜运输速率变得异常缓慢。下列叙述正确的是(

)A.水分子与水通道蛋白的直径、形状相适配B.水分子进出细胞的速率与水通道蛋白的数量无关C.水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞D.水分子通过水通道蛋白进行跨膜运输时需要消耗能量AC1234567891011121314151617解析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,水分子与水通道蛋白的直径、形状相适配,A项正确;水分子通过水通道蛋白运输的方式是协助扩散,该过程中水通道蛋白的数量会影响水分子的转运速率,B项错误;水分子可以以自由扩散和协助扩散的方式进出细胞,更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞,C项正确;水分子通过水通道蛋白进行跨膜运输时方式是顺浓度梯度的协助扩散,不需要消耗能量,D项错误。123456789101112131415161711.用物质的量浓度为2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,观察细胞的质壁分离现象,得到其原生质体(去除植物细胞壁后的结构)体积变化情况如图所示。1234567891011121314151617(1)图中1min后,处于2mol/L蔗糖溶液中细胞的液泡体积大小变化为____________________。紫色洋葱鳞片叶外表皮经2mol/L的乙二醇溶液处理后,发生的变化为__________________________________;该曲线不同于2mol/L的蔗糖溶液处理组的原因是________________________。缓慢缩小后趋于稳定

先发生质壁分离,后发生质壁分离复原

乙二醇能够以自由扩散的方式进入细胞,使细胞液浓度增加,细胞吸水,发生质壁分离复原;而蔗糖不能进入细胞内1234567891011121314151617(2)参与协助扩散的转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白,载体蛋白只允许与______________相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生______________。(3)若将甲、乙、丙三种细胞液浓度不同的洋葱鳞片叶外表皮细胞,分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,当水分交换达到平衡时观察发现细胞甲未发生变化,细胞乙体积增大,细胞丙发生了质壁分离。假设在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,则甲、乙、丙三种细胞原本的细胞液浓度大小关系为________。

自身结合部位

自身构象的改变

乙>甲>丙

1234567891011121314151617解析

(1)图中1

min后,处于2

mol/L蔗糖溶液中的原生质体体积先变小后趋于稳定,细胞失水,液泡体积缓慢缩小后趋于稳定,紫色洋葱鳞片叶外表皮经2

mol/L的乙二醇溶液处理后,120

s之前原生质体体积变小,说明发生质壁分离,120

s之后原生质体体积变大,说明发生质壁分离复原,该曲线不同于2

mol/L的蔗糖溶液处理组的原因是乙二醇能够以自由扩散的方式进入细胞,使细胞液浓度增加,细胞吸水,发生质壁分离复原;而蔗糖不能进入细胞内。(2)载体蛋白只允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。1234567891011121314151617(3)由题意可知,三种不同浓度的植物细胞分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,甲细胞的体积基本不变,水分交换前,细胞甲的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度;乙细胞的体积增大,细胞吸水,水分交换前,细胞乙的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度;丙细胞发生了质壁分离,细胞失水,水分交换前,细胞丙的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度,可判断三种细胞原本的细胞液浓度的大小关系为乙>甲>丙。1234567891011121314151617B组能力素养提升练12.(山东潍坊高一期末)红苋菜的液泡中含有花青素,将红苋菜叶片分成三组分别放在清水(甲组)、0.3g/mL的蔗糖溶液(乙组)及沸水(丙组)中,下列说法错误的是(

)A.甲组中细胞吸水,原生质层变薄,最终水进出达到平衡B.乙组中细胞失水,发生质壁分离现象C.丙组中原生质层被破坏,水变成红色D.一段时间后,各组叶片细胞吸水能力为甲组>乙组>丙组D1234567891011121314151617解析将红苋菜叶片放在清水(甲组)中,细胞吸水,原生质层变薄,最终水进出达到平衡,A项正确;将红苋菜叶片放在0.3

g/mL的蔗糖溶液(乙组)中,0.3

g/mL的蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度,细胞失水,发生质壁分离现象,B项正确;将红苋菜叶片放在沸水(丙组)中,原生质层被破坏,生物膜失去选择透过性,色素进入外界溶液中,水变成红色,C项正确;乙组中细胞失水,则吸水能力最强,丙组中细胞失去活性没有吸水能力,一段时间后,细胞吸水能力为乙组>甲组>丙组,D项错误。123456789101112131415161713.(多选)图甲半透膜袋内有50mL质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液,图乙为放置在某溶液中植物细胞失水量的变化情况,下列叙述正确的是(

)A.甲玻璃管内液面上升速率逐渐降低,最终液面与清水液面形成一定高度差B.若将图甲蔗糖溶液换为质量浓度为0.3g/mL的淀粉溶液,则玻璃管液面与清水液面的高度差变小C.图乙中a点植物细胞失水量最大,此时细胞的吸水能力最强D.图乙中细胞在10min内发生质壁分离,b点后开始质壁分离自动复原甲

乙ABC1234567891011121314151617解析随着水进入半透膜袋,半透膜袋两侧的浓度差缩小,蔗糖溶液的吸水能力下降,另外,不断高出的液柱也会进一步阻止水进入半透膜袋,因此,图甲中玻璃管内液面上升速率逐渐降低,最终停止上升,A项正确;蔗糖是二糖,淀粉是多糖,若将质量浓度为0.3

g/mL的蔗糖溶液换为质量浓度为0.3

g/mL的淀粉溶液,会导致漏斗内溶液的渗透压下降,玻璃管内的液面高度会下降,即玻璃管液面与清水液面的高度差变小,B项正确;图乙中a点植物细胞失水量最大,此时植物细胞的细胞液浓度最大,细胞的吸水能力最强,C项正确;a点后细胞失水量减少,即开始吸水,开始质壁分离自动复原,D项错误。123456789101112131415161714.(河北唐山高一期末)有些学校的教学楼、办公楼等场所安装了直饮水机。直饮水机的核心部件是逆渗透膜,其原理是通过加压使水由较高浓度溶液一侧渗透至较低浓度溶液一侧,颗粒物、固体有形物、细菌等有害物质不能透过逆渗透膜,如下图所示。根据上述信息判断,下列有关叙述错误的是(

)A.逆渗透膜相当于半透膜B.与渗透作用相比,逆渗透过程需要外部提供能量C.一段时间后,左侧溶液的浓度会变小D.逆渗透膜处理的水应经过检测后才可放心饮用C1234567891011121314151617解析逆渗透膜是人工合成的半透膜,A项正确;根据题意可知,逆渗透过程是水分子逆浓度梯度运输,所以消耗能量,而渗透作用中水分子是顺相对含量梯度进行的,不需要消耗能量,B项正确;直饮水机原理是通过水压使水由较高浓度溶液一侧渗透至较低浓度溶液一侧,颗粒物、固体有形物、细菌等有害物质不能透过逆渗透膜,意味着左侧的溶液浓度会越来越大,左侧溶液的渗透压也会变大,C项错误;逆渗透膜除有害物质的能力仅仅是“理论上”胜过生物膜,但是在加工的过程中可能带来有害物质,因此逆渗透膜处理的水应经过检测后才可放心饮用,D项正确。123456789101112131415161715.[教材第67页图4-5变式]GLUT2是肝细胞的葡萄糖转运蛋白,其作用过程如图所示。下列叙述正确的是(

)A.GLUT2逆浓度梯度转运葡萄糖B.GLUT2的转运