4-1-被動(dòng)運(yùn)輸(2019人教版必修1)(解析版)

4.1被動(dòng)運(yùn)輸核心知識(shí)梳理核心知識(shí)梳理一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理1．原理細(xì)胞吸水和失水的原理是__滲透__作用，該作用發(fā)生需具備兩個(gè)條件：2．動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水(1)條件①動(dòng)物細(xì)胞可以構(gòu)成一個(gè)滲透裝置，其中細(xì)胞膜相當(dāng)于__半透膜__。②細(xì)胞膜兩側(cè)存在__濃度差__。(2)吸水與失水①當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞__吸水膨脹__；②當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞__失水皺縮__；③當(dāng)外界溶液濃度等于細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，水分__進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡__。3．植物細(xì)胞的吸水和失水(1)成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)(2)質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原①當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水→質(zhì)壁__分離__；②發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞，當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水→__質(zhì)壁分離復(fù)原__；③當(dāng)外界溶液濃度等于細(xì)胞液濃度時(shí)，水分__進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡__。二、植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原1．實(shí)驗(yàn)原理成熟的植物細(xì)胞的__原生質(zhì)層__相當(dāng)于一層半透膜，__細(xì)胞液__具有一定的濃度，能夠滲透失水和吸水。2．實(shí)驗(yàn)過(guò)程制作裝片：制作__洋蔥鱗片葉外表皮__的臨時(shí)裝片低倍鏡觀察：有一個(gè)紫色的中央大液泡，__原生質(zhì)層__緊貼細(xì)胞壁滴加蔗糖溶液：在蓋玻片的一側(cè)滴加__蔗糖溶液__，在另一側(cè)用吸水紙吸引低倍鏡觀察：觀察__液泡__大小和__原生質(zhì)層__的位置滴加清水：在蓋玻片的一側(cè)滴加__清水__，在另一側(cè)用吸水紙吸引低倍鏡觀察：觀察__液泡__大小和__原生質(zhì)層__的位置3．將觀察的結(jié)果填入下表現(xiàn)象試劑中央液泡大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小蔗糖溶液__變小____與細(xì)胞壁分離____基本不變__清水恢復(fù)原狀__與細(xì)胞壁緊貼__基本不變4．質(zhì)壁分離發(fā)生的原因三、被動(dòng)運(yùn)輸1．概念：物質(zhì)以__擴(kuò)散__方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的__能量__，這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式稱為被動(dòng)運(yùn)輸。2．類型(1)自由擴(kuò)散①概念：物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的__擴(kuò)散作用__進(jìn)出細(xì)胞。②特點(diǎn)：__順__(填“順”或“逆”)濃度梯度；__不需要__(填“需要”或“不需要”)載體；__不需要__(填“需要”或“不需要”)能量。③舉例：__氣體、脂質(zhì)小分子等__。(2)協(xié)助擴(kuò)散①概念：借助膜上的__轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白__進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式。②特點(diǎn)：__順__(填“順”或“逆”)濃度梯度；__需要__(填“需要”或“不需要”)載體；__不需要__(填“需要”或“不需要”)能量。③舉例：__鉀離子通過(guò)通道蛋白出細(xì)胞__。3．影響因素(1)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)乃俾手苯邮苣?nèi)外物質(zhì)__濃度梯度__大小的影響。(2)協(xié)助擴(kuò)散的速率還與__轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白__的數(shù)量有關(guān)。課后培優(yōu)練課后培優(yōu)練級(jí)練培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.滲透作用在生物界普遍存在。下列現(xiàn)象中,屬于滲透作用的是()A.氧分子通過(guò)細(xì)胞壁B.葡萄糖分子通過(guò)細(xì)胞膜C.K+通過(guò)原生質(zhì)層D.水分子通過(guò)原生質(zhì)層【答案】D【解析】滲透作用是指水分子(或其他溶劑分子)通過(guò)半透膜的擴(kuò)散。細(xì)胞壁不是半透膜,葡萄糖和K+不是溶劑,而水是溶劑,原生質(zhì)層可看成半透膜,故D項(xiàng)符合題意。2.在“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原”實(shí)驗(yàn)中,之所以用已經(jīng)成熟的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料,是因?yàn)檫@樣的細(xì)胞具有()A.伸縮性很小的細(xì)胞壁B.功能完善的細(xì)胞膜C.能夠流動(dòng)的細(xì)胞質(zhì)D.大而醒目的液泡【答案】D【解析】用已經(jīng)成熟的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料主要是因?yàn)槌墒斓闹参锛?xì)胞才具有中央大液泡,便于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果,故D正確。3.下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞吸收水分的分析,錯(cuò)誤的是 ()A.動(dòng)物細(xì)胞通過(guò)自由擴(kuò)散吸水與氧氣無(wú)關(guān)B.水分子可經(jīng)過(guò)磷脂雙分子層進(jìn)入動(dòng)物細(xì)胞C.動(dòng)物細(xì)胞失水是順相對(duì)含量梯度進(jìn)行流動(dòng)的D.動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)濃度升高可促進(jìn)水分滲出【答案】D【解析】動(dòng)物細(xì)胞通過(guò)自由擴(kuò)散吸水,不耗能,與氧氣無(wú)關(guān),A正確;水分子可經(jīng)過(guò)磷脂雙分子層進(jìn)入動(dòng)物細(xì)胞,B正確;動(dòng)物細(xì)胞失水是順相對(duì)含量梯度進(jìn)行流動(dòng)的,C正確;動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)濃度升高可促進(jìn)水分進(jìn)入,D錯(cuò)誤。4.如圖顯示物質(zhì)P和Q跨膜出細(xì)胞，下列敘述正確的是()A．物質(zhì)P可能是氧氣B．物質(zhì)Q一定是水分子C．物質(zhì)P和Q出細(xì)胞都需要載體D．物質(zhì)P和Q出細(xì)胞未必都消耗能量【答案】D【解析】物質(zhì)P出細(xì)胞逆濃度梯度為主動(dòng)運(yùn)輸，物質(zhì)Q出細(xì)胞順濃度梯度，為被動(dòng)運(yùn)輸，被動(dòng)運(yùn)輸包括協(xié)助擴(kuò)散和自由擴(kuò)散，自由擴(kuò)散不需要載體，氧氣通過(guò)細(xì)胞膜為自由擴(kuò)散，A錯(cuò)誤；水分子通過(guò)細(xì)胞膜為自由擴(kuò)散，但物質(zhì)Q出細(xì)胞可能是協(xié)助擴(kuò)散，也可能是自由擴(kuò)散，自由擴(kuò)散不需要載體，B、C錯(cuò)誤；物質(zhì)Q進(jìn)行被動(dòng)運(yùn)輸，不消耗能量，D正確。5．在物質(zhì)出入細(xì)胞的方式中，自由擴(kuò)散區(qū)別于協(xié)助擴(kuò)散的是()A．由高濃度向低濃度擴(kuò)散 B．需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白C．由低濃度向高濃度擴(kuò)散 D．不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白【答案】D【解析】自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的相同之處是物質(zhì)順濃度梯度(高濃度→低濃度)跨膜運(yùn)輸，同時(shí)均不消耗能量；不同之處表現(xiàn)在自由擴(kuò)散不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，而協(xié)助擴(kuò)散需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練1.紫色洋蔥外表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后,在顯微鏡下觀察到的正確圖示是 ()【答案】C【解析】細(xì)胞核應(yīng)該位于細(xì)胞質(zhì)中;液泡內(nèi)有花青素導(dǎo)致液泡為紫色。2.透析袋通常是由半透膜制成的袋狀容器?，F(xiàn)將質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液裝入透析袋,再放于清水中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。30min后,會(huì)發(fā)現(xiàn) ()A.試管中的液體濃度減小B.試管中的液體濃度增大C.透析袋脹大D.透析袋縮小【答案】C【解析】蔗糖不能透過(guò)半透膜,試管內(nèi)液體為清水,濃度不變,A、B錯(cuò)誤;根據(jù)滲透發(fā)生的條件,由于透析袋內(nèi)為蔗糖,使得透析袋內(nèi)外兩側(cè)具有濃度差,所以水分子從低濃度流向高濃度,因此水分進(jìn)入透析袋內(nèi)的速率大于水分子從透析袋內(nèi)流出的速率,導(dǎo)致透析袋脹大,C正確,D錯(cuò)誤。3.有一道涼菜叫“酸甜瓜”,其做法是把黃瓜切成條狀或片狀,然后加糖和醋并攪拌,放置一段時(shí)間后,黃瓜除了有酸甜味外,還變軟了,口感特別好。下列是對(duì)黃瓜變軟原因的分析,正確的是 ()A.蔗糖分子進(jìn)入黃瓜細(xì)胞,使其細(xì)胞液濃度增大,細(xì)胞吸水B.醋酸分子進(jìn)入黃瓜細(xì)胞,使其細(xì)胞液濃度增大,細(xì)胞吸水C.外界溶液的濃度小于黃瓜細(xì)胞的細(xì)胞液濃度,細(xì)胞失水D.外界溶液的濃度大于黃瓜細(xì)胞的細(xì)胞液濃度,細(xì)胞失水【答案】D【解析】黃瓜變軟是由于細(xì)胞失水而不再堅(jiān)挺,失水的原因是糖和醋形成的外界溶液濃度高于細(xì)胞液的濃度。4.將甲、乙兩種植物的塊莖切成形狀、大小相同的細(xì)條,分別置于質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中,對(duì)其失水量進(jìn)行測(cè)量后繪制了如圖曲線。下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.與圖相關(guān)細(xì)胞的原生質(zhì)層會(huì)有一定程度的收縮B.由圖推知甲植物細(xì)胞液濃度小于乙植物細(xì)胞液濃度C.4min時(shí)細(xì)胞液的濃度小于外界溶液的濃度D.隨細(xì)胞失水量增加能量的消耗量逐漸增多【答案】D【解析】據(jù)圖分析,甲、乙在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),失水量逐漸增加最后趨于穩(wěn)定,因此相關(guān)細(xì)胞的原生質(zhì)層都會(huì)有一定程度的收縮,A正確;據(jù)圖分析可知,甲的失水量大于乙,說(shuō)明甲植物細(xì)胞液濃度小于乙植物細(xì)胞液濃度,B正確;4min時(shí),細(xì)胞仍然在失水,說(shuō)明細(xì)胞液的濃度小于外界溶液的濃度,C正確;水分通過(guò)細(xì)胞膜的方式是自由擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散,不需要消耗能量,D錯(cuò)誤。5.小蚌蘭葉片正面呈綠色,背面呈紫紅色,常用作盆栽觀賞。某興趣小組為探究氣孔開閉與細(xì)胞吸水、失水的關(guān)系進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):①配制不同濃度的蔗糖溶液;②制作小蚌蘭葉片下表皮臨時(shí)裝片;③用顯微鏡觀察小蚌蘭葉片下表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離程度及氣孔張開程度;④將小蚌蘭葉片下表皮臨時(shí)裝片中的清水換成不同濃度的蔗糖溶液;⑤觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果如表(“-”表示不能發(fā)生,“+”表示能發(fā)生,“+”越多表示程度越大),分析回答:蔗糖溶液濃度/(g·mL-1)0.200.250.300.350.400.450.500.55質(zhì)壁分離程度----+++++++++氣孔張開程度++++++++++++---(1)選用小蚌蘭葉片下表皮作實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)是__________________,植物細(xì)胞原生質(zhì)層的選擇透過(guò)性取決于____________(填結(jié)構(gòu))。

(2)實(shí)驗(yàn)步驟④的正確操作方法是__________________________。

(3)小蚌蘭葉片下表皮細(xì)胞液滲透壓與濃度在__________的蔗糖溶液相當(dāng)。

(4)結(jié)果表明,細(xì)胞____________導(dǎo)致氣孔關(guān)閉。這種現(xiàn)象在自然界中對(duì)植物體生存的意義是________________________________。

(5)小蚌蘭葉片細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的過(guò)程中細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的濃度________(填“大于”“小于”或“等于”)液泡中細(xì)胞液的濃度。

【答案】(1)其細(xì)胞的中央大液泡呈紫紅色,便于觀察細(xì)胞膜和液泡膜(2)從蓋玻片的一側(cè)滴加蔗糖溶液,在另一側(cè)用吸水紙吸引,重復(fù)多次(3)0.35～0.40g·mL-1(4)失水有利于減少水分的散失(5)大于【解析】(1)小蚌蘭葉片下表皮細(xì)胞的中央大液泡呈紫紅色,便于觀察。植物細(xì)胞原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、液泡膜以及兩者之間的細(xì)胞質(zhì),由于細(xì)胞膜和液泡膜都具有選擇透過(guò)性,故原生質(zhì)層具有選擇透過(guò)性。(2)實(shí)驗(yàn)步驟④用引流法:從蓋玻片的一側(cè)滴加蔗糖溶液,在另一側(cè)用吸水紙吸引,重復(fù)多次,保證細(xì)胞充分浸潤(rùn)在溶液中。(3)細(xì)胞液濃度與細(xì)胞沒(méi)發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離之間的外界溶液濃度相當(dāng),為0.35～0.40g·mL-1。(4)據(jù)表格分析,細(xì)胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)氣孔關(guān)閉,降低蒸騰作用,減少水分散失。(5)質(zhì)壁分離時(shí)液泡細(xì)胞液水分流向細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)進(jìn)而流向外界溶液,故外界溶液濃度大于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)濃度,而細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)濃度大于細(xì)胞液濃度。培優(yōu)第三階——高考沙場(chǎng)點(diǎn)兵1.（2021湖南卷）質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原是某些生物細(xì)胞響應(yīng)外界水分變化而發(fā)生的滲透調(diào)節(jié)過(guò)程。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.施肥過(guò)多引起的“燒苗”現(xiàn)象與質(zhì)壁分離有關(guān)B.質(zhì)壁分離過(guò)程中，細(xì)胞膜可局部或全部脫離細(xì)胞壁C.質(zhì)壁分離復(fù)原過(guò)程中，細(xì)胞的吸水能力逐漸降低D.1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的滲透壓大小相等【答案】D【解析】溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目，1mol/L的NaCl溶液和1mol/L的葡萄糖溶液的滲透壓不相同，因NaCl溶液中含有鈉離子和氯離子，故其滲透壓高于葡萄糖溶液，D錯(cuò)誤。故選D。2.（2022全國(guó)甲卷）植物成熟葉肉細(xì)胞的細(xì)胞液濃度可以不同。現(xiàn)將a、b、c三種細(xì)胞液濃度不同的某種植物成熟葉肉細(xì)胞，分別放入三個(gè)裝有相同濃度蔗糖溶液的試管中，當(dāng)水分交換達(dá)到平衡時(shí)觀察到：①細(xì)胞a未發(fā)生變化；②細(xì)胞b體積增大；③細(xì)胞c發(fā)生了質(zhì)壁分離。若在水分交換期間細(xì)胞與蔗糖溶液沒(méi)有溶質(zhì)的交換，下列關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)的敘述，不合理的是（）A.水分交換前，細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度B.水分交換前，細(xì)胞液濃度大小關(guān)系為細(xì)胞b>細(xì)胞a>細(xì)胞cC.水分交換平衡時(shí)，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度大于細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度D.水分交換平衡時(shí)，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度【答案】C【解析】由題分析可知，水分交換達(dá)到平衡時(shí)細(xì)胞a未發(fā)生變化，既不吸水也不失水，細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖溶液的濃度；細(xì)胞b的體積增大，說(shuō)明細(xì)胞吸水，水分交換前，細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度；細(xì)胞c發(fā)生質(zhì)壁分離，說(shuō)明細(xì)胞失水，水分交換前，細(xì)胞c的細(xì)胞液濃度小于外界蔗糖溶液的濃度。A、由于細(xì)胞b在水分交換達(dá)到平衡時(shí)細(xì)胞的體積增大，說(shuō)明細(xì)胞吸水，則水分交換前，細(xì)胞b的細(xì)胞液濃度大于外界蔗糖溶液的濃度，A正確；B、水分交換達(dá)到平衡時(shí)，細(xì)胞a的細(xì)胞液濃度等于外界蔗糖