新教材高中人教版生物必修一課件第4章第1節(jié)被動運輸

第4章細胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)被動運輸必備知識·基礎練·題組一概念·結(jié)論速判1.基于物質(zhì)運輸?shù)姆绞脚c物質(zhì)的特點和細胞膜的結(jié)構(gòu)有關,判斷下列觀點的正誤:(1)發(fā)生滲透作用的兩個基本條件是存在半透膜、膜兩側(cè)存在濃度差。()(2)利用U形管做滲透作用實驗(U形管中間用半透膜隔開)時,當管的兩側(cè)液面不再變化時,U形管兩側(cè)溶液的濃度一定相等。()分析:當滲透作用產(chǎn)生的拉力和液面差產(chǎn)生的壓力相等的時候,水分子進出U形管相等。此時液面高的一側(cè)濃度大于液面低的一側(cè)。√×(3)當外界溶液濃度大于細胞液濃度時,該細胞沒有發(fā)生質(zhì)壁分離,則該細胞一定是死細胞。()分析:活的動物細胞不會發(fā)生質(zhì)壁分離,但會發(fā)生滲透作用。(4)植物細胞的原生質(zhì)層包括細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核。()分析:植物細胞的原生質(zhì)層包括細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)。××(5)水分子和脂質(zhì)分子可以通過自由擴散進入細胞。()(6)在一定濃度范圍內(nèi),協(xié)助擴散的速率與膜兩側(cè)的濃度差成正比。()√√·題組二水進出細胞的原理2.(2021·天津高一檢測)利用高濃度的鹽水殺菌的原理是(

)A.鹽水中的氯化鈉具有殺菌作用B.由于滲透作用,細菌脫水死亡C.由于滲透作用,細菌因吸水過多而漲破D.高濃度鹽水中水分不足,不利于細菌生長【解析】選B。鹽水中的氯離子和鈉離子都沒有殺菌的作用,A錯誤;高濃度鹽水濃度過高,能導致細胞失水,所以利用高濃度的鹽水殺菌的原理是通過滲透作用使細菌脫水死亡,B正確;細菌在高濃度的鹽水中由于大量失水而失去活性,C錯誤;高濃度鹽水使細菌失水,從而不利于細菌生長,D錯誤。3.(2021·青島高一檢測)將家兔紅細胞置于不同濃度的蔗糖溶液中,水分子的跨膜運輸示意圖如下(箭頭方向表示水分子的進出,箭頭粗細表示水分子出入的多少)。下列敘述錯誤的是(

)A.一段時間后,甲細胞形態(tài)會發(fā)生皺縮B.乙細胞內(nèi)外對水分子的吸引能力相同C.光學顯微鏡下可觀察到丙細胞有水分子的進出D.甲、乙、丙細胞所處蔗糖溶液濃度大小比較:甲>乙>丙【解析】選C。甲細胞處于高濃度溶液中,細胞失水量大于吸水量,一段時間后,甲細胞形態(tài)會發(fā)生皺縮,A正確;乙細胞處于等濃度的溶液中,細胞吸水和失水處于動態(tài)平衡,乙細胞內(nèi)外對水分子的吸引能力相同,B正確;光學顯微鏡下觀察不到水分子進出細胞,C錯誤;甲細胞失水,乙細胞保持動態(tài)平衡,丙細胞吸水,說明甲、乙、丙細胞所處蔗糖溶液濃度大小為:甲>乙>丙,D正確?！ゎ}組三探究植物細胞的吸水和失水4.(2021·天津高一檢測)下列關于植物細胞質(zhì)壁分離與復原實驗的敘述,錯誤的是(

)A.該實驗已存在對照,不需要再增設一組對照組B.在該實驗中,操作步驟為制片→低倍鏡觀察→滴加蔗糖溶液→高倍鏡觀察C.用紫色洋蔥為材料進行該實驗,便于觀察實驗現(xiàn)象D.材料的不同位置細胞質(zhì)壁分離程度并不完全一致【解析】選B。該實驗為自身前后對照,不需要增設一組對照組,A正確;在該實驗中,操作步驟為制片→低倍鏡觀察→滴加蔗糖溶液→低倍鏡觀察→滴加清水→低倍鏡觀察,B錯誤;紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞含有紫色的中央大液泡,便于觀察實驗現(xiàn)象,C正確;不同細胞的細胞液濃度大小不同,故材料的不同位置其細胞質(zhì)壁分離程度并不完全一致,D正確。5.(教材習題改編)假如將植物根尖分生區(qū)細胞和葉肉細胞分別放入30%的蔗糖溶液中,在顯微鏡下連續(xù)觀察,可以預測兩種細胞的變化是(

)A.兩種細胞都發(fā)生質(zhì)壁分離B.根尖細胞不發(fā)生質(zhì)壁分離,葉肉細胞發(fā)生質(zhì)壁分離C.葉肉細胞不發(fā)生質(zhì)壁分離,根尖細胞發(fā)生質(zhì)壁分離D.都不發(fā)生質(zhì)壁分離【解析】選B。植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離的條件是:有大液泡,細胞液的濃度小于外界溶液濃度。根尖分生區(qū)細胞內(nèi)無大液泡,所以不會發(fā)生質(zhì)壁分離,葉肉細胞內(nèi)有大液泡,能發(fā)生質(zhì)壁分離。

【補償訓練】

(2021·荷澤高一檢測)將洋蔥表皮細胞除去細胞壁后,再放入0.3g/mL的蔗糖溶液中,在顯微鏡下觀察將發(fā)現(xiàn)(

)A.細胞形態(tài)正常B.細胞膨脹、破裂C.細胞發(fā)生質(zhì)壁分離D.細胞皺縮【解析】選D。放在等滲溶液中,細胞保持正常狀態(tài),A錯誤;0.3g/mL的蔗糖溶液對于洋蔥表皮細胞來說是高滲溶液,細胞不會發(fā)生滲透吸水,B錯誤;洋蔥表皮細胞除去細胞壁后,不會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,C錯誤;0.3g/mL的蔗糖溶液對于洋蔥表皮細胞來說是高滲溶液,細胞滲透失水皺縮,D正確?！ゎ}組四自由擴散和協(xié)助擴散6.如圖a是紫色洋蔥外表皮細胞質(zhì)壁分離示意圖,圖b是用一定濃度蔗糖溶液進行洋蔥質(zhì)壁分離及復原實驗過程中,在顯微鏡下觀察到的某一時刻圖像。請回答下列問題:(1)圖a中相當于半透膜的是____________(用圖中序號和文字表示),

出現(xiàn)質(zhì)壁分離及復原現(xiàn)象是由于

_________________________。

(2)圖b中質(zhì)壁之間的空白處充滿的是________,此時細胞正在進行的生理過程是________(填“失水”“吸水”或“無法判斷”)。

【解析】(1)圖a中相當于半透膜的是原生質(zhì)層,包括2細胞膜、4液泡膜以及兩層膜之間的3細胞質(zhì);出現(xiàn)質(zhì)壁分離及復原現(xiàn)象的內(nèi)因是原生質(zhì)層的伸縮性比細胞壁大。(2)由于細胞壁具有全透性,則圖b中質(zhì)壁之間的空白處充滿的是外界液體;圖b中的細胞可能處于質(zhì)壁分離狀態(tài)、動態(tài)平衡狀態(tài)、也可能處于質(zhì)壁分離復原狀態(tài),所以此時生理過程是無法判斷。答案:(1)2細胞膜、4液泡膜以及兩層膜之間的3細胞質(zhì)原生質(zhì)層的伸縮性比細胞壁大(2)外界液體(一定濃度蔗糖溶液或清水)無法判斷【典圖速填】下圖代表物質(zhì)運輸?shù)哪Ｊ綀D:(1)寫出下列結(jié)構(gòu)名稱:①_____________;②_____________;

(2)物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞綖?③_____________;④_____________;

兩種方式從運輸方式和所需條件上有什么異同點?______________________________________________________________________________________________。

通道蛋白載體蛋白協(xié)助擴散自由擴散兩種擴散都是從高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè);自由擴散不需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助,協(xié)助擴散需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助關鍵能力·綜合練一、選擇題(共9題,每題3分,共27分)1.(2021·濱州高一檢測)將同一紫色洋蔥鱗片葉外表皮制成兩組相同的臨時裝片,分別浸潤在甲、乙兩種溶液中,測得液泡體積的變化情況如圖所示。下列有關敘述錯誤的是(

)A.甲溶液的物質(zhì)的量濃度大于乙溶液B.甲溶液中溶質(zhì)分子與乙溶液中溶質(zhì)分子不同C.乙溶液中的溶質(zhì)分子在2min前已開始進入細胞～6min乙溶液中細胞的細胞液濃度逐漸升高【解析】選C。在2min之前,處于甲溶液中的洋蔥表皮細胞液泡的直徑減小的速度更快,說明甲溶液的物質(zhì)的量濃度大于乙溶液,A正確;據(jù)圖分析,甲溶液中細胞質(zhì)壁分離后自動復原,說明細胞能吸收甲溶液中溶質(zhì)分子,而乙溶液中細胞只能發(fā)生質(zhì)壁分離,說明細胞不能吸收乙溶液中溶質(zhì)分子,B正確;乙溶液中細胞只能發(fā)生質(zhì)壁分離,說明乙溶液中的溶質(zhì)分子不能進入細胞,C錯誤;2～6min乙溶液中細胞液泡的體積變小,說明細胞逐漸滲透失水,細胞液的濃度不斷增大,D正確。2.(2021·濟南高一檢測)某同學設計的滲透實驗裝置如圖所示,燒杯中盛放有蒸餾水,圖中玻璃紙允許單糖透過。倒置的長漏斗中先裝入淀粉溶液,一段時間后再加入某種淀粉酶(可以將淀粉徹底水解)。該實驗過程中最可能出現(xiàn)的是(

)A.漏斗中剩余的物質(zhì)只剩下還原糖B.漏斗中加入斐林試劑后呈磚紅色C.一段時間后,向漏斗內(nèi)加入碘液,溶液顯無色D.漏斗內(nèi)的液面先上升,加酶后繼續(xù)上升,然后下降【解析】選D。淀粉酶可以將淀粉徹底水解形成葡萄糖,漏斗中剩余的物質(zhì)是葡萄糖溶液和淀粉酶,A錯誤;漏斗中加入斐林試劑后呈藍色,如果要有顏色反應,必須水浴加熱,才能呈現(xiàn)磚紅色,B錯誤;一段時間后,淀粉酶將淀粉徹底水解,向漏斗內(nèi)加入碘液,不能變成藍色,呈現(xiàn)碘液的顏色棕黃色或褐色,C錯誤;長頸漏斗中先裝入淀粉溶液,由于淀粉不能通過玻璃紙,導致漏斗液面上升;加入淀粉酶后,發(fā)生水解反應,生成很多葡萄糖,漏斗中溶質(zhì)分子變多,而葡萄糖進入燒杯需要一定的時間,所以液面應該繼續(xù)上升后再下降,D正確。3.(2021·濟南高一檢測)目前在人類細胞中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了13種水通道蛋白,下列細胞中含水通道蛋白最多的細胞是(

)A.皮膚細胞B.腎小管細胞C.神經(jīng)細胞 D.紅細胞【解析】選B。通道蛋白是一類跨越細胞膜雙分子層的蛋白質(zhì),可分為兩大類:離子通道蛋白和水通道蛋白。水通道蛋白,又名水孔蛋白,是一種位于細胞膜上的蛋白質(zhì)(內(nèi)在膜蛋白),在細胞膜上組成“孔道”,可控制水在細胞內(nèi)的進出。皮膚細胞分布在人體表層,主要起到保護、分泌和排泄等作用,細胞水通道蛋白相對較少,A不符合題意;腎小管細胞的主要作用是重吸收水分,故細胞水通道蛋白相對較多,B符合題意;神經(jīng)細胞的基本功能是通過接受、整合、傳導和輸出信息實現(xiàn)信息交換,細胞水通道蛋白相對較少,C不符合題意;紅細胞主要作用是運輸氧,細胞水通道蛋白相對較少,D不符合題意。4.(2021年河北適應性測試)植物細胞膜磷脂雙分子層對水有一定的通透性,但研究發(fā)現(xiàn)大量的水通過細胞膜上的水通道蛋白進出細胞。下列關于水通道蛋白與植物體內(nèi)水分代謝關系的敘述,錯誤的是(

)A.水通道蛋白活性增強的植物葉片氣孔更易開放B.水通道蛋白活性減弱的植物細胞在高滲溶液中不發(fā)生質(zhì)壁分離C.水通道蛋白活性增強的植物在缺水條件下更易發(fā)生萎蔫D.水通道蛋白活性減弱的植物細胞伸長生長速度降低【解析】選B。保衛(wèi)細胞吸水膨脹會使氣孔開放,水通道蛋白活性增強的植物,水更容易進出細胞,所以氣孔更容易開放,A正確;水通道蛋白活性減弱的植物,水進出細胞受阻,所以在高滲溶液中質(zhì)壁分離的過程會減慢,但依舊會發(fā)生質(zhì)壁分離,B錯誤;水通道蛋白活性增強的植物,水更容易進出細胞,在缺水條件下,水容易離開細胞,不利于植物生存,容易發(fā)生萎蔫,C正確;水通道蛋白活性減弱的植物,水進出細胞受阻,細胞代謝受到影響,所以生長速度減慢,D正確。5.(2021年廣東適應性測試)某同學用黑藻葉臨時裝片觀察葉綠體后,進一步探究植物細胞的吸水和失水現(xiàn)象。下列敘述正確的是(

)A.可觀察到細胞中有螺旋帶狀葉綠體B.不同細胞的葉綠體運動方向一致C.高濃度乙醇可引起細胞的質(zhì)壁分離D.質(zhì)壁分離后期細胞吸水能力增強【解析】選D。本題主要考查植物細胞的吸水和失水相關知識。黑藻的葉綠體是球形、橢球形小顆粒,水綿葉綠體是螺旋帶狀,A錯誤;不同細胞的細胞質(zhì)流動方向不一致,因此葉綠體的運動方向也不一定一致,B錯誤;高濃度乙醇會使細胞死亡,C錯誤;質(zhì)壁分離后期細胞液濃度增大,吸水能力增強,D正確。6.(2021年重慶適應性測試)某興趣小組用相同生理狀態(tài)的洋蔥表皮進行“植物細胞的吸水和失水”實驗,記錄如下表:注:“-”表示沒有質(zhì)壁分離;“+”表示質(zhì)壁分離的程度下列敘述正確的是(

)A.①中,蔗糖濃度>細胞液濃度B.據(jù)表推測細胞液濃度范圍在～0.3g/mL之間C.步驟2-⑤中,質(zhì)壁分離可以復原D.步驟2-③的吸水速度>步驟2-②的吸水速度【解析】選D。本題主要考查植物細胞的吸水和失水實驗,即質(zhì)壁分離及復原實驗。①中沒有發(fā)生質(zhì)壁分離,所以細胞液濃度>蔗糖濃度,A錯誤;由表中步驟1-①可知細胞液濃度>0.1g/mL,步驟1-②可知,細胞液濃度<0.2g/mL,因此細胞液濃度的范圍在～0.2g/mL之間,B錯誤;步驟2-⑤中,加入清水,由質(zhì)壁分離程度沒發(fā)生變化可知,質(zhì)壁分離可能不可復原,C錯誤;步驟2-③發(fā)生質(zhì)壁分離,代表處于失水狀態(tài),細胞液濃度大,而步驟2-②沒有質(zhì)壁分離,細胞液濃度不變,D正確。7.(2021·青島高一檢測)下列關于自由擴散和協(xié)助擴散的說法中,正確的是(

)①都不需要能量②都不需要載體③自由擴散只能順濃度梯度,而協(xié)助擴散既可以順濃度梯度也可以逆濃度梯度④都是被動運輸⑤離子和一些有機分子如葡萄糖,可以通過協(xié)助擴散順濃度梯度運輸A.①②④

B.①③④

C.①④⑤

D.①②⑤【解析】選C。①都不需要能量,正確;②自由擴散不需要轉(zhuǎn)運蛋白,協(xié)助擴散需要轉(zhuǎn)運蛋白,錯誤;③自由擴散和協(xié)助擴散都只能順濃度梯度,錯誤;④都是被動運輸,動力是濃度差,正確;⑤離子和一些較大的分子如葡萄糖,可以通過協(xié)助擴散順濃度梯度運輸,如神經(jīng)細胞鈉離子進入細胞、葡萄糖進入紅細胞等,正確。所以正確的是①④⑤。8.(多選)(2021·天津高一檢測)用物質(zhì)的量濃度為2mol·L-1的乙二醇溶液和2mol·L-1的蔗糖溶液分別浸泡某種植物細胞,觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象,得到其原生質(zhì)層體積變化情況如圖所示。下列表述中不正確的是(

)A.該細胞可能是某種植物根尖分生區(qū)的細胞段曲線表明細胞液濃度在逐漸增大段表明該細胞開始因失水過多而逐漸死亡D.用一定濃度的KNO3溶液,可得到類似蔗糖溶液的結(jié)果【解析】選A、C、D。植物根尖分生區(qū)的細胞無大液泡,不能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,A錯誤;AB段原生質(zhì)層的相對體積減少,說明細胞失水,細胞液濃度在逐漸增大,B正確;用蔗糖溶液,因蔗糖不能進入細胞,只能發(fā)生質(zhì)壁分離,又由于蔗糖溶液濃度較大,細胞會失水過多而死亡,所以BD段細胞已死亡,C錯誤;KNO3溶液的離子可以進入細胞液,發(fā)生的現(xiàn)象是先質(zhì)壁分離再復原,而蔗糖溶液中細胞質(zhì)壁分離后不能復原,D錯誤。9.(多選)(2021·棗莊高一檢測)下列關于物質(zhì)跨膜運輸?shù)谋硎?錯誤的是(

)A.水分子進入細胞,主要是通過自由擴散方式進行的B.分子或離子通過通道蛋白時,不需要與通道蛋白結(jié)合C.被動運輸不消耗能量,也不需要借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白D.載體蛋白在轉(zhuǎn)運物質(zhì)時自身構(gòu)象不會發(fā)生改變【解析】選A、C、D。水分子進入細胞主要是通過協(xié)助擴散進入細胞,因為膜上有專門供水分子進出的通道,協(xié)助擴散的速度快于自由擴散,A錯誤;通道蛋白貫穿于細胞膜,分子或離子通過通道蛋白時不需要與其結(jié)合,直接從通道進出細胞,B正確;被動運輸不消耗能量,但被動運輸中的協(xié)助擴散需要轉(zhuǎn)運蛋白,C錯誤;載體蛋白在轉(zhuǎn)運離子或分子時,會與離子或分子結(jié)合,導致發(fā)生自身構(gòu)象的改變,D錯誤。二、非選擇題(共2題,共23分)10.(11分)(2021·宿州高一檢測)以紫色洋蔥鱗片葉為材料進行細胞質(zhì)壁分離實驗,圖1為光鏡下的顯微照片,圖2為細胞模式圖。請據(jù)圖回答下列問題:(1)質(zhì)壁分離中的“質(zhì)”是指________________。從細胞膜組成和結(jié)構(gòu)的角度來推測,在質(zhì)壁分離過程中水分可經(jīng)過細胞膜中的__________________進出細胞。

(2)若同一細胞用不同濃度蔗糖溶液處理,所用蔗糖溶液濃度越低,則X/Y值越________;若不同細胞用相同濃度蔗糖溶液處理,細胞的正常細胞液濃度越低,則X/Y值越________。

(3)如果從蓋玻片的一側(cè)滴入的是加有某種植物細胞不吸收的紅色染料的0.3g/mL的蔗糖溶液,則在顯微鏡下觀察到M、N處顏色分別是____________。

(4)圖1和圖2哪一個屬于物理模型:_________________________。

【解析】(1)質(zhì)壁分離中的“質(zhì)”是指原生質(zhì)層。水分進出細胞時要經(jīng)過細胞膜上的磷脂雙分子層。(2)圖中Y是細胞長度,X是原生質(zhì)層長度,所以X/Y表示質(zhì)壁分離的程度,該值越小,說明質(zhì)壁分離程度越大,則失水越多。(3)原生質(zhì)層具有半透膜的功能,具有選擇透過性,紅色物質(zhì)不能到達原生質(zhì)層中,細胞壁是全透的,因而紅色染料可進入,M、N處顏色分別是紫色、紅色。(4)圖1是實物圖像,圖2是示意圖,屬于物理模型。答案:(1)原生質(zhì)層磷脂雙分子層和水通道(或只答磷脂雙分子層)

(2)大小(3)紫色、紅色(4)圖211.(12分)如圖A、B是兩種被動運輸方式的轉(zhuǎn)運速率和細胞外濃度之間的關系曲線:(1)圖A表示的轉(zhuǎn)運方式是________,其轉(zhuǎn)運速率主要取決于________。

(2)圖B表示的方式若是協(xié)助擴散,那么ab段的限制因素是________,bc段的限制因素是___________________________________。

(3)請在圖C中畫出被動運輸?shù)霓D(zhuǎn)運速率和細胞能量供應的關系曲線。(4)下列物質(zhì)中,以方式A進行轉(zhuǎn)運的有________;以方式B進行轉(zhuǎn)運的有________。

①O2和CO2進出肺泡②