第1节 被动运输（第1课时）
【学习目标】
1．通过对渗透作用的分析理解水进出细胞的原理
2．探究植物细胞的吸水和失水
【课前学习】
1．水分子（或其他溶剂分子）通过 的扩散，称为 。如果半透膜两侧存在 ，渗透的方向就是水分子从水的 的一侧向 的一侧渗透。
2．渗透作用必需具备两个条件：（1）具有 ；（2） 。
3．动物细胞在等渗溶液中形态保持正常，但在低渗溶液中由于吸水而 ，在高渗溶液中由于 皱缩。
4．植物细胞壁的特性是 ，原生质层由 构成，可以看作一种 。液泡内的液体叫 ，当它和外界溶液存在溶液差时，会发生 。当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞会 而出现 现象，反之，细胞会 而出现 现象。
【答案】1．半透膜 渗透作用 浓度差 相对含量高 相对含量低 2．半透膜 半透膜两侧溶液具有浓度差 3．膨胀 失水 4．全透性 细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质 半透膜
【课上学习】
任务一：渗透装置分析，归纳发生渗透作用的条件
任务二：通过分析水进出哺乳动物红细胞的示意图，分析水进出动物细胞的原理是通过渗透作用
任务三：探究：植物细胞的吸水和失水
思 考：
1．该实验过程共观察了3次，制作临时装片后观察，滴加蔗糖溶液后观察，再次滴加清水后观察。每一次是什么样的实验现象呢？
2．解释滴加 0．3g/mL的蔗糖溶液后液泡变小的原因。
3．水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？
4．分析盐碱地不利于植物生长的原因。为什么有些植物耐盐碱？
5．临床上为什么使用0．9%NaCl即生理盐水输液
【课后练习】
1．如图为简单渗透装置，图甲是初始状态，图乙是一段时间后的平衡状态。下列相关叙述错误的是（ ）
A．初始状态和平衡状态时①的浓度均小于②
B．水分子进出③的速率相等时即为平衡状态
C．图乙装置中渗透作用仍在发生
D．液面上升的速率逐渐减慢直至为0
2．下列有关质壁分离与复原的说法错误的是（ ）
A．将家兔红细胞放入较高浓度溶液中不会发生质壁分离
B．质壁分离过程中细胞吸水能力逐渐增强
C．1mol/L的葡萄糖溶液和1mol/L的氯化钠溶液渗透压大小相等
D．细胞膜和液泡膜都具有选择透过性
3．如图为适当浓度高渗溶液中的红细胞照片，下列相关叙述错误的是（ ）
A．高渗溶液会导致红细胞大量失水而皱缩
B．应把红细胞放在生理盐水中观察其形态
C．红细胞皱缩过程中只有水分子进出细胞
D．将皱缩的红细胞放入清水中可能会涨破
4．下列可以发生质壁分离的是（ ）
A．动物的上皮细胞 B．人的红细胞
C．根尖的分生组织 D．成熟的植物细胞
5．渗透作用发生的条件是（ ）
A．有半透膜即可 B．有浓度即可
C．有浓度差即可 D．有半透膜及其两侧要存在浓度差
6．下图是细胞在不同浓度溶液中水分子的跨膜运输示意图，箭头大小表示水分子数的多少。下列叙述正确的是（ ）
A．光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出
B．若将人的成熟红细胞放入9%NaCl溶液中，会出现图丙所示现象，并发生质壁分离
C．若将人的成熟红细胞放入0．9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞
D．若将洋葱表皮细胞放在0．3%mL的蔗糖溶液中，会出现如图丙所示现象，达到平衡时，水分子进出细胞的状况如图乙所示
7．将紫色洋葱鳞片叶外表皮浸润在质量浓度为0．3g/mL的蔗糖溶液中，1min后进行显微观察，结果如图。下列叙述错误的是（ ）
A．图中L是细胞膜，M是液泡，N是细胞质
B．将视野中的细胞浸润在清水中，该细胞会逐渐发生质壁分离复原
C．该实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异
D．洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料
8．某同学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所示，其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是（ ）
A．甲图所示状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象
B．甲图中，细胞膜、核膜及中间的细胞质相当于一层半透膜，即原生质层
C．甲→乙的变化过程中，液泡吸水能力会逐渐增强
D．乙→丙的变化过程中，细胞会因持续吸水而涨破
9．洋葱是常用的生物学实验材料。据下图回答下列问题：
（1）紫色洋葱鳞片叶__________细胞可用于观察质壁分离实验。质壁分离是指_______和细胞壁的分离。质壁分离的条件是_______________和________________________。
（2）图中对脂肪染色时，使用的试剂是_______，在此实验中需要利用体积分数为_______洗去浮色。在高倍镜下观察时，发现视野较暗，可通过调节__________和_____，使视野明亮。
10．下图中A、B分别代表处于清水和溶液X中的紫色洋葱外表皮细胞。请回答下列问题：
（1）显微镜下某细胞处于B状态，则水分进出细胞的情况可能是_____ 。
A．渗透吸水 B．渗透失水 C．渗透平衡
（2）如果图B中的细胞发生了质壁分离现象，其中的“质”是指________，它是由________（填标号）构成的结构相当于一层半透膜 ，能发生这样的情况内因是________。
（3）若溶液X为0．5mol/L的KNO3溶液，观察到细胞状态变化为A→B→A，某同学也用KNO3溶液处理紫色洋葱外表皮细胞，观察细胞状态变化却始终为A→B，最可能的原因是________。
（4）若把引起50％左右的细胞发生初始质壁分离的外界溶液浓度称为细胞液的等渗浓度。下表是某同学用不同浓度的蔗糖溶液、在不同作用时间下，记录一个视野中的紫色洋葱外表皮细胞发生质壁分离的数量（已知视野中共有细胞40个）：
处理时间 蔗糖溶液浓度 15秒 25秒 35秒 45秒 55秒
浓度A 5 9 13 14 14
浓度B 17 19 21 22 22
浓度C 26 28 29 31 31
浓度D 34 35 37 37 37
该表皮细胞液的浓度相当于蔗糖溶液哪一浓度？________（填编号）
参考答案
1．C 根据分析，乙图漏斗液面升高，所以初始时①的浓度小于②，由于乙图中漏斗液面高于烧杯，存在高度差，会产生相应的压力作用于半透膜，使水分子进出半透膜达到平衡，此时平衡时①的浓度均小于②，A正确；半透膜允许水分子自由进出，当水分子进出③的速率相等时即为平衡状态，B正确；图乙中水分子进出达到平衡，所以没有发生渗透作用，C错误；随着水分进入漏斗，漏斗溶液浓度变小，因此和烧杯中溶液的浓度差减小，所以液面上升的速率逐渐减慢直至为0，D正确。
2．C 家兔红细胞没有细胞壁和原生质层，不具备发生质壁分离的条件，A不符合题意；
B、质壁分离过程中，细胞液浓度逐渐增大，吸水能力逐渐增强，B不符合题意；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，1mol/L的葡萄糖溶液和1mol/L的氯化钠溶液中单位体积溶液中的溶质微粒数目不同，因此渗透压不同，C符合题意；细胞膜和液泡膜都属于生物膜，都有选择透过性，D不符合题意。
3．C 高渗溶液浓度高于细胞液，细胞因失水而皱缩，A正确；生理盐水的浓度和细胞液的浓度相同，将红细胞放在生理盐水中，细胞可以保持正常形态，便于观察，B正确；红细胞皱缩过程中可能还存在其他物质进出细胞的情况，而不仅仅只是水分子，C错误；将皱缩的红细胞放入清水中，由于没有细胞壁的限制作用，细胞会因吸水过多而涨破，D正确。
4．D 动物的上皮细胞没有细胞壁，也没有原生质层，无法发生质壁分离，A错误；人的红细胞没有细胞壁，也没有原生质层，无法发生质壁分离，B错误；根尖分生区组织细胞是未成熟细胞，无中央大液泡，所以不会发生渗透作用失水，也就不会发生质壁分离，C错误；成熟的植物细胞有大液泡，可以发生质壁分离以及复原现象，D正确。
5．D 结合分析可知，渗透作用产生必须具备两个条件：半透膜和半透膜两侧的溶液具有浓度差，即D正确。
6．D 光学显微镜无法观察到水分子运输，A错误；若将人的成熟红细胞放入9%NaCl溶液（高浓度）中，成熟红细胞会失水，但不会发生质壁分离，因为红细胞没有细胞壁，B错误；0． 9%NaCl溶液为等渗溶液，若将人的成熟红细胞放入0． 9%NaCl溶液中，红细胞吸水和失水处于动态平衡，所以红细胞形态不会改变，即此时既有水分子进入细胞也有水分子出细胞，C错误；若将洋葱表皮细胞放在质量浓度为0．3g/mL的蔗糖溶液中，进入细胞内的水分子少于从细胞内向外流的水分子，细胞会失水，会出现如图丙所示的现象，达到平衡时，水分子进出细胞平衡，会出现如图乙所示现象，D正确。
7．A 细胞壁是具有全透性的，L是细胞壁，M是液泡，N是原生质层与细胞壁中间的部分，充满的是蔗糖溶液，A错误；细胞浸润在清水中时，细胞吸水，逐渐发生质壁分离复原，B正确；蔗糖分子可以通过细胞壁，但不能透过细胞膜，说明细胞膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异，C正确；洋葱根尖分生区细胞是分裂旺盛的细胞，没有大液泡，质壁分离不明显，D正确。
8．C 甲状态时，水分子仍然跨膜运输进出细胞，不过是处于动态平衡之中，A错误；甲图中，细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质相当于一层半透膜，即原生质层，B错误；甲→乙的变化过程中细胞失水，液泡内细胞液的浓度越来越大，故吸水能力会逐渐增强，C正确；乙→丙的变化过程中细胞吸水，由于植物细胞存在细胞壁，细胞壁起到支持保护作用，故细胞不会因持续吸水而涨破，D错误。
9．【答案】（1） 外表皮 原生质层 外界溶液浓度大于细胞液浓度 细胞壁的伸缩性小于原生质层 （2） 苏丹Ⅲ染液 50%的酒精 反光镜 光圈
【解析】（1）紫色洋葱鳞片叶外表皮由于具有紫色液泡，故是用于观察质壁分离与质壁分离复原的理想材料；由于液泡占据了成熟的植物细胞90%~95%以上的体积，所以，这里的浓度差指的是细胞液的浓度与外界溶液浓度的差值，而且这两种液体之间隔着的结构是细胞膜和液泡膜以及二者之间的细胞质，即原生质层，因此，质壁分离是指原生质层与细胞壁的分离；质壁分离的条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，此时会导致细胞失水，引起原生质层的 收缩，且细胞壁的伸缩性小于原生质层，因而发生了质壁分离。（2）图中显示的是橘黄色的脂肪颗粒，显然对脂肪进行染色时所用试剂为苏丹Ⅲ染液；为了能清楚观察到被染成橘黄色的脂肪颗粒，在脂肪鉴定过程中需要用体积分数50%的酒精洗去浮色；在高倍镜下观察时，发现视野较暗，可通过调节反光镜和大光圈，使视野明亮。
10．【答案】（1）ABC（2） 原生质层 2、3、6（不全不给分） 原生质层比细胞壁的伸缩性大 （3）KNO3溶液浓度太高，细胞过度失水而死亡（4）B
【解析】（1）细胞处于B状态时，细胞正处于质壁分离状态。由于没有对照，所以细胞既可能正在渗透吸水，也可能正在渗透失水，还有可能处于渗透平衡的状态，因而ABC都正确。（2）质壁分离的“壁”是指细胞壁，“质”是指原生质层。原生质层是由细胞膜2、液泡膜3，以及两者之间的细胞质6组成。发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁。（3）钾离子和硝酸根离子可以通过主动运输被细胞吸收，因而能够发生质壁分离自动复原的现象。但当硝酸钾浓度太高时，细胞会因过度失水而死亡，原生质层的半透膜特性丧失，导致细胞无法自动复原。（4）细胞液的等渗浓度是引起50％左右的细胞发生初始质壁分离的外界溶液浓度，从表格中可以看出，浓度B的蔗糖溶液能使约50%的细胞发生初始质壁分离，因而ACD错误，B正确。第1节 被动运输（第2课时）
【学习目标】
1．阐明细胞膜的选择透过性
2．描述自由扩散和协助扩散的特点，明确结构与功能相适应的生命观念；
【课前学习】
被动运输
1．概念：物质以 进出细胞， 消耗细胞内 所释放的能量，这种物质跨膜运输的方式称为被动运输
2．类型： 和
【答案】1.扩散的方式 不需要 化学反应 2．自由扩散 协助扩散
转运蛋白
分类： 和
载体蛋白：只容许与自身 相适应的分子或者离子通过，且每次转运时都会发生 的改变。
通道蛋白：只容许与自身 相适配、 相适应的分子或离子通过。
【答案】1.通道蛋白 载体蛋白 2．结合部位 自身构象的改变 通道直径和形状 大小和电荷
【课上学习】
任务一：
通过人工合成脂双层对不同物质的通透性，分析物质过膜的不同方式
图-人工合成的脂双层对物质的通透性
任务二：
归纳自由扩散和协助扩散的共性，概括被动运输的概念
任务三：
比较载体蛋白和通道蛋白的异同，分析影响被动运输的因素
载体蛋白 通道蛋白
图示
区别
【课后练习】
1．物质出入细胞的方式中，自由扩散区别于协助扩散的是（ ）
A．由高浓度向低浓度扩散 B．需要载体
C．需要消耗有氧呼吸释放的能量 D．不需要载体
2．下图表示物质跨膜转运的一种方式。据图分析错误的是（ ）
A．这种转运方式不可逆浓度梯度进行
B．细胞产生的能量不影响该物质的转运速率
C．乙醇、离子和一些小分子都可以用这种方式通过细胞膜
D．载体蛋白在物质转运过程中会发生自身构象的改变
3．氧气进入人体肺泡细胞的方式是（ ）
A．协助扩散 B．自由扩散 C．主动运输 D．胞吞
4．如图表示某种物质跨膜运输方式的示意图。下列物质按图示方式进入人体红细胞的是（ ）
A．O2 B．氨基酸 C．葡萄糖 D．K＋
5．下列物质中，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
6．葡萄糖通过质膜从浓度高的血浆一侧转运到浓度低的红细胞内侧，需载体蛋白参与，且不消耗能量，这种运输的方式属于（ ）
A．简单扩散 B．易化扩散 C．主动运输 D．渗透作用
7．下列物质中，以自由扩散的方式通过细胞膜进出细胞的是
A．钾离子 B．乙醇 C．氨基酸 D．葡萄糖
8． 物质出入细胞的方式中，自由扩散区别于协助扩散的是：
A． 由高浓度向低浓度扩散 B．需要载体
C． 由低浓度向高浓度扩散 D．不需要载体
9．下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是( )
A．协助扩散过程中需要蛋白质的参与
B．甘油和苯是通过自由扩散的方式进出细胞的
C．小分子物质都可以通过自由扩散的方式进出细胞
D．协助扩散过程中物质是从高浓度向低浓度运输的,不消耗细胞中化学反应释放的能量
10． 将紫色水萝卜的块根切成小块放入清水中,水的颜色无明显变化,若进行加热,随着水温的增高,水的颜色逐渐变红,其原因是
A．细胞壁在加温中受到破坏 B．水温增高，花青素的溶解度加大
C．细胞膜等生物膜失去了选择透过性 D．水中化学物质发生了反应
11．比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性，结果如右图。据此不能得出的推论是
A．生物膜上存在着协助H2O通过的物质
B．生物膜对K+、Na+、Cl-的通透具有选择性
C．离子以易化（协助）扩散方式通过人工膜
D．分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率
12．下面A、B是两种被动运输方式的转运速率和细胞外浓度之间的关系曲线:
（1）图A表示的转运方式是__________,其转运速率主要取决于__________。
（2）图B表示的方式若是协助扩散,那么ab段的限制因素是__________,bc段的限制因素是__________。
（3）请在C图中画出被动运输的转运速率和细胞能量供应的关系曲线。
（4）下列物质中,以方式A进行转运的有_______；以方式B进行转运的有________。
①O2和CO2进出肺泡
②甘油和乙醇被小肠上皮细胞吸收
③红细胞吸收血液中的葡萄糖
④胆固醇进入肝细胞
参考答案
1．D 自由扩散和协助扩散都是被动运输，运输方向都是高浓度向低浓度扩散，A错误;协助扩散需要载体蛋白的协助，而自由扩散不需要载体的协助，B错误;自由扩散和协助扩散都不需要消耗能量，C错误;自由扩散区别于协助扩散不需要载体，D正确。
2．C 分析图可知，该运输方式属于协助扩散，协助扩散方向是顺浓度梯度运输，不可逆浓度梯度进行，A正确；协助扩散不需要能量，动力是浓度差，细胞产生的能量不会提高该物质的转运速率，B正确；乙醇通过细胞膜的方式是自由扩散，C错误；图中载体蛋白在运输物质的过程中自身构象发生了变化，D正确。
3．B 氧气属于气体，进入人体肺泡细胞的方式是自由扩散。B正确。
4．C O2进入红细胞的方式为自由扩散，与图示不相符，A错误；氨基酸进入红细胞的方式为主动运输，与图示不相符，B错误；葡萄糖进入红细胞方式是协助扩散，与图示相符，C正确；K+进入红细胞的方式为主动运输，与图示不相符，D错误。
5．D ABC、K+、Na+、和氨基酸、葡萄糖进出细胞需要载体蛋白的协助，不属于自由扩散，ABC错误；D、甘油和CO2是通过自由扩散进出细胞的，D正确。
6．B 由题意可知，葡萄糖通过质膜顺浓度梯度运输，须载体蛋白参与，且不消耗能量，这种转运方式属于易化扩散，B正确。
7．B 8．D 9．C 10．C 11．C
12．（1）自由扩散 浓度差 （2）浓度差 转运蛋白的数量
（3）
（4）①②④ ③
【解析】（1）分析可知图A表示的转运方式为自由扩散,其转运速率主要取决于细胞内外物质的浓度差。（2）图B表示的转运方式若是协助扩散,那么ab段的限制因素是细胞内外物质的浓度差,bc。
