高中生物人教版（2019）必修第一册学案：4.1被动运输

4.1被动运输
学习目标
1、通过模拟实验，观察渗透现象。
2、进行关于植物细胞吸水和失水的实验，分析植物的吸水和失水。
3、概述被动运输的两种方式和特点。
一、水进出细胞的原理
基础梳理
1、渗透作用
（1）概念
指水分子（或其他溶剂分子）通过 的扩散。
（2）条件
a.有一层 b.半透膜两侧的溶液有
（3）方向
水分子（或其他溶剂分子）从相对含量 的一侧向相对含量 的一侧渗透。
2、水分子进出动物细胞
过程 条件 现象
吸水 外界溶液的浓度<细胞质的浓度
失水 外界溶液的浓度>细胞质的浓度
平衡 外界溶液的浓度＝细胞质的浓度
3、水分子进出植物细胞
（1）细胞壁具有 。
（2）植物细胞的原生质层由 、 和 三层构成。
（3）实验步骤
（4）植物细胞的原生质层相当于一层 。当 浓度小于外界溶液浓度时，细胞通过 失水，细胞壁和原生质层发生分离，此现象为 。发生质壁分离的细胞，当 浓度小于外界溶液浓度时，细胞通过 吸水，细胞壁和原生质层慢慢地恢复成原来的状态，此现象称为 。
易错提示
（1）所有的小分子物质都可以通过半透膜。 （ ）
（2）达到渗透平衡时，半透膜两侧的水分子不再运动。（ ）
（3）植物细胞的细胞壁是半透膜。 （ ）
（4）动物细胞和植物细胞放进水中都吸水涨破。 （ ）
（5）动物细胞不会发生质壁分离现象。 （ ）
二、被动运输
基础梳理
1、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 和 两类。
2、自由扩散：物质通过简单的 进出细胞，又称为 。
方向：物质分子从 一侧运动到 一侧。
条件：该物质在细胞膜两侧的溶液中存在 。
举例： 。
3、协助扩散：进出细胞的物质借助 的扩散。
方向：物质分子从 一侧运动到 一侧。
条件：该物质在细胞膜两侧溶液有 ，且有 的协助。
举例： 。
4、转运蛋白分为 和 。
载体蛋白： 。
通道蛋白： 。
易错提示
（1）水分子都是通过自由扩散进出细胞的。 （ ）
（2）被动运输的运输速率只与膜内外物质浓度梯度有关。 （ ）
（3）某些物质运输的速率与转运蛋白的数量有关。 （ ）
随堂训练
1、某同学为探究膜的通透性而设计了如图所示的渗透装置，开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平。在长颈漏斗内液面上升的过程中( )
A.液面上升的速率先逐渐加快后逐渐减慢最终维持稳定
B.水分子只能通过半透膜从清水向蔗糖溶液扩散
C.当漏斗内液面保持不变时,水分子不再通过半透膜扩散
D.当半透膜两侧水分子进出速率相等时,长颈漏斗内液面最高
2、下列有关细胞吸水和失水的叙述,正确的是( )
A.可以用口腔上皮细胞来观察质壁分离
B.当外界溶液的浓度比细胞内的浓度低时,哺乳动物的红细胞失水皱缩
C.当外界溶液的浓度比细胞液的浓度低时,洋葱鳞片叶的表皮细胞吸水涨破
D.细胞吸水和失水是水分子顺浓度梯度跨膜运输的结果
3、若将一个成熟的植物细胞浸润在一定浓度的蔗糖溶液中，当平衡后，细胞仍保持活性状态，则下列有关说法正确的是( )
A.细胞可能吸水膨胀，此时细胞液浓度大于外界溶液浓度
B.细胞可能吸水膨胀，此时细胞液浓度小于外界溶液浓度
C.细胞可能未发生质壁分离，此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度
D.细胞可能发生生质壁分离，此时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度
4、在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中,依次观察到的结果示意图如下,其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是( )
A.甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象
B.甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大
C.乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度
D.细胞发生渗透作用至丙状态,一段时间后该细胞会破裂
5、下列各项不可以通过质壁分离实验加以证明的是( )
A.成熟植物细胞的死活
B.蛋白质、淀粉、纤维素的吸水性依次递减
C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水
D.原生质层比细胞壁伸缩性大
6、二氧化碳进出细胞膜的方式是( )
A.自由扩散 B.自由扩散和主动运输
C.主动运输 D.渗透作用
7、有一种物质只能顺浓度梯度进出细胞，却不能顺浓度梯度进出无蛋白质的磷脂双分子层膜。这种物质出入细胞膜的方式是( )
A.自由扩散 B.协助扩散
C.主动运输 D.胞吞和胞吐
8、下列关于自由扩散与协助扩散的说法中，正确的是( )
①都不需要能量
②都不需要载体
③自由扩散只能顺浓度梯度，而协助扩散既可以顺浓度梯度也可以逆浓度梯度
④都是被动运输
⑤一些较大的分子如葡萄糖，可以通过协助扩散顺浓度梯度运输
A.①②④ B.①③④ C.①④⑤ D.①②⑤
9、成熟的植物细胞具有中央大液泡,可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。下图甲表示渗透装置吸水示意图,图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系,图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。请回答下列问题。
(1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时。两侧浓度大小是a b,由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在 ，最终液面不再上升，当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a b。
(2)图丙中相当于图甲中c结构的是 (填序号)，结构②中充满的液体是 此时细胞液的浓度与外界溶液的浓度大小关系是
A.细胞液＞外界溶液
B.细胞液＜外界溶液
C.细胞液＝外界溶液
D.都有可能
(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞液泡体积在增大。当液泡体积不再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等 。
10、如图,图一表示物质进入细胞的过程,图二表示物质运输速度与细胞内外物质浓度差的关系,请据图回答。
1.图一中物质进入细胞的方式与图二中曲线的对应关系是:A对应 ,B对应 。
2.方式A和B的共同点是 。
3.影响方式甲OM段和MN段的运输速度的主要因素分别是 。
4.O2进入小肠上皮细胞应是图二中的 ;血浆中葡萄糖进入红细胞的过程是图二中的 。
答案解析
1 答案：D
解析：本题主要考查渗透作用发生的条件及原理。液面上升的过程中，漏斗内外浓度差减小，则速率起始最快，之后减慢最终维持稳定，A错误；在长颈漏斗内液面逐渐上升的过程中，有水分子通过半透膜从清水向蔗糖溶液扩散，也有水分子通过半透膜从蔗糖溶液向清水扩散，只是水分子进去得多，出来得少，B错误；当漏斗内液面保持不变时，仍然存在水分子的扩散，只是扩散达到动态平衡，C错误；当半透膜两侧水分子进出速率相等时，长颈漏斗内液面最高，D正确。
2 答案：D
解析：口腔上皮细胞没有细胞壁,不能发生质壁分离,A错误;当外界溶液的浓度比细胞内的浓度低时,哺乳动物的红细胞可能会因持续吸水而涨破,B错误;植物细胞有细胞壁的保护,不会吸水涨破,C错误;水分子进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差,当外界溶液浓度高于细胞液的浓度时,细胞失水, 当外界溶液浓度低于细胞液的浓度时,细胞吸水,细胞吸水和失水都是水分子顺浓度梯度跨膜运输的结果,D正确。
3 答案：A
解析：细胞可能吸水膨胀，对细胞壁产生压力，细胞壁会对原生质体有反作用力，保护细胞不会涨破，此时细胞液浓度大于外界溶液浓度，A正确,B错误;细胞可能未发生质壁分离，此时细胞液浓度等于或大于外界溶液浓度，C错误；细胞可能发生了质壁分离，此时细胞液浓度等于外界溶液浓度,D错误。
4 答案：C
解析：本题考查植物细胞的渗透作用、细胞的质壁分离及复原等知识。甲图中细胞维持正常形态,则进入细胞的水分子和从细胞出去的水分子一样多,处于动态平衡状态,A错误;甲→乙发生了渗透失水,细胞发生质壁分离,原因之一是结构①(细胞壁)的伸缩性比结构②(细胞膜)的伸缩性要小,B错误;乙→丙发生了渗透吸水,此时外界溶液浓度比细胞液浓度小,C正确;丙细胞可能发生渗透吸水,但由于细胞壁的存在,植物细胞渗透吸水后只会膨胀不会涨破,D错误。
5 答案：B
解析：A、死亡的成熟植物细胞的细胞膜丧失了选择透过性,不会发生质壁分离及其复原,A正确;
B、质壁分离与复原实验的原理是渗透作用,而蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性是通过吸胀吸水实现的,因此无法通过实验鉴定其亲水性,B错误;
C、质壁分离利用的是渗透作用原理,因此能够证明植物细胞能进行渗透吸水,C正确;
D、因为原生质层比细胞壁伸缩性大,所以原生质层收缩的多,从而出现了质壁分离及复原现象,D正确.
所以B选项是正确的.
6 答案：A
解析：二氧化碳进出细胞膜的方式是自由扩散，特点：运输方向由高浓度到低浓度，不需要载体和能量；故选A。
7 答案：B
解析：只能顺浓度梯度进出细胞，却不能顺浓度梯度进出无蛋白质的磷脂双分子层膜，说明这种物质出入细胞需要载体蛋白，则只能对应协助扩散，B正确；自由扩散不需载体蛋白，主动运输是逆浓度梯度进行，胞吞、胞吐与顺逆浓度无关，也不需要载体蛋白，故A、 C、D错误。
8 答案：C
解析：自由扩散和协助扩散都属于被动运输，都是顺浓度梯度进行的，都不需要消耗能量，协助扩散需要载体蛋白的协助，一些较大的分子如葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，故选C。
9 答案：(1)小于；下降；小于
(2)③④⑤ 外界溶液 D
(3)不一定
解析： (1)据图甲分析，漏斗液面上升，水分是从低浓度溶液流向高浓度溶液，故a小于b。据图乙曲线分析，漏斗液面上升高度随时间推移越来越小，故漏斗中溶液吸水的速率在下降。当液面不再上升时，半透膜两侧压力相等，渗透作用平衡，但是a仍然小于b。
(2)细胞的原生质层(③细胞膜④细胞质⑤液泡膜)相当于半透膜。结构②是细胞壁和原生质层的空隙，充满外界溶液。图丙细胞原生质层和细胞壁分离，可能处于质壁分离状态或者复原状态，也可能处于平衡状态。
(3)植物细胞的细胞壁弹性有限，当液泡体积不再增大时有可能是受限制于细胞壁的阻碍，而不一定是处于“渗透平衡”状态，故细胞浓度和外界溶液浓度不一定相等。
10 答案：1.乙; 甲; 2.都是顺浓度梯度,都不需要提供能量; 3.浓度差和载体的数量; 4.乙; 甲
解析：1.图一中A为自由扩散,B为协助扩散,图二中乙为自由扩散,甲为协助扩散。
2.自由扩散和协助扩散的共同点是都是顺浓度梯度运输,都不需要提供能量。
3.图二中影响协助扩散OM段和MN段的运输速度的因素分别为细胞内外的浓度差和载体的数量。
4.O2进入肺泡细胞的方式为自由扩散;人体血浆中葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散。
2