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人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 被动运输教案设计
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这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 被动运输教案设计，共14页。教案主要包含了水进出细胞的原理，探究植物细胞的吸水和失水，被动运输等内容，欢迎下载使用。
一、水进出细胞的原理
1.渗透作用
(1)概念：是指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。
拓展提升 活细胞内的生物膜只允许水分子自由透过，其所选择的离子及一些小分子物质也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子物质均不能透过，是严格的半透膜。
(2)渗透作用发生的条件eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(有一层半透膜,半透膜两侧的溶液具有浓度差))
(3)渗透作用发生的原理
①原理：以半透膜为界面，单位体积清水中的水分子数多于蔗糖溶液中的水分子数，所以在单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水的水分子数。因此，一段时间后，漏斗管内的液面会升高。
②渗透的方向：水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
思维点拨 (1)渗透系统中水分子透过半透膜的移动是双向的，最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。
(2)组成渗透系统的两种溶液，浓度差越大，最终形成的液面高度差越显著。
(3)相同质量浓度的两种溶液组成的渗透系统，水分子向溶质分子相对较小的溶液中流动较多。
2.水分子进出动物细胞
3.植物细胞的渗透系统
(1)达到渗透平衡时，半透膜两侧的水分子进行的是双向运动( )
(2)动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨破( )
(3)植物细胞壁是全透性的，其作用是保护和支持细胞( )
(4)原生质层由细胞壁、细胞膜、液泡膜及所有细胞质组成( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
1.如果渗透实验中，烧杯内不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，漏斗管内液面还会升高吗？
提示 漏斗管内液面不会升高，因为半透膜两侧溶液没有浓度差。
2.渗透实验中，液面高度差H会不会一直升高，为什么？
提示 不会。漏斗管中的液面升高时，液体产生的静水压也随之变大，当静水压增大到和渗透压相等时(以半透膜为界，二者的方向相反，静水压向外、渗透压向内)，单位时间内透过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等。因此，液面高度差不会一直升高。
3.如果渗透实验中，半透膜的面积增大一倍，其他条件不变，液面高度差H会不会变化？达到H的时间会不会变化？
提示 半透膜两侧溶液的浓度差不变，液面高度差H不会变，但是由于半透膜面积增大，因此达到H的时间会变短。
拓展提升 渗透原理在生产、生活中的应用
(1)对农作物合理灌溉，降低了土壤溶液浓度，促进水分的吸收，满足农作物对水分的需要。
(2)盐碱地中植物更易缺水或不易存活；一次施肥过多，会造成“烧苗”现象。这些都是因为土壤溶液浓度过高，根细胞不易吸水，甚至失水造成的。
(3)糖渍、盐渍食品(如盐渍新鲜鱼、肉)不易变质的原因是在食品的表面和内部形成了高浓度的糖、盐溶液，使微生物(如细菌)不能生存、繁殖。
(4)医用生理盐水的质量浓度为0.9%，与人体细胞生存的液体环境的浓度基本相等，可以维持细胞的正常形态。
二、探究植物细胞的吸水和失水
1.实验原理
(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞壁与原生质层均具有一定的伸缩性，但原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。
(2)外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞失水，原生质层收缩程度比细胞壁大→发生质壁分离。
(3)外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞吸水→已发生质壁分离的细胞发生质壁分离复原现象。
2.实验步骤
3.实验结论
(1)成熟植物细胞能与外界溶液进行渗透作用，当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离。
(2)当细胞外溶液浓度小于发生质壁分离的细胞的细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离的复原。
4.注意事项
(1)实验成功的关键之一是实验材料的选择。要选取成熟的、液泡带有一定颜色的植物组织进行实验，便于观察实验现象。
(2)滴加蔗糖溶液或清水时，应在载物台上操作，通过前后对比观察某个细胞的吸水和失水情况。
(3)选用的蔗糖溶液浓度要适宜。过低，不足以引起质壁分离或质壁分离所需时间过长；过高，可能造成植物细胞失水过多、过快而死亡，不能发生质壁分离复原现象。
(1)动物细胞不能发生质壁分离现象( )
(2)质壁分离的过程中，细胞的失水速率逐渐加快( )
(3)用0.5 g/mL的蔗糖溶液与用0.3 g/mL的蔗糖溶液进行实验，实验现象可能不同( )
(4)用适宜浓度的蔗糖溶液与用适宜浓度的KNO3溶液处理成熟植物细胞，实验现象相同
( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
1.发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质？
提示 因为细胞壁是全透性的，所以发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。
2.实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？
提示 观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的状态形成对照。
方法技巧 判断细胞能否发生质壁分离及复原的方法
(1)从细胞角度分析
①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离。
②生活状态下，具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离。
(2)从溶液角度分析
①在适宜浓度、溶质不能被吸收的溶液中发生质壁分离。
②在适宜浓度、溶质可被吸收的溶液中先发生质壁分离，后发生质壁分离自动复原。
③在高浓度溶液中可发生质壁分离，但因细胞失水过多而死亡，不会发生质壁分离复原。
三、被动运输
1.概念
物质以扩散方式进出细胞，不需要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。
2.分类
(1)自由扩散
①概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，也叫简单扩散。
②特点：顺浓度梯度扩散；不消耗能量；不需要转运蛋白的协助。
③实例：O2、CO2、甘油、乙醇、苯等通过自由扩散进出细胞。
拓展提升 (1)扩散的概念：物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。
(2)扩散的速率：气体中最快，液体中次之，固体中最慢；浓度差越大、温度越高、参与的粒子质量越小，扩散的速率越快。
(2)协助扩散
①概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散。
②特点：顺浓度梯度扩散；不消耗能量；需要转运蛋白的协助，物质运输速率与转运蛋白的数量有关。
③实例：血液中葡萄糖进入红细胞；多数水分子进出细胞。
④转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两类。
(1)自由扩散和协助扩散都是被动运输，分子从高浓度一侧通过细胞膜进入低浓度一侧( )
(2)水分子和气体分子进出细胞的方式是自由扩散，脂肪酸进出细胞的方式是协助扩散( )
(3)自由扩散和协助扩散都不需要转运蛋白和能量( )
(4)随物质浓度的增大，协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成正比( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
1.细胞膜上的转运蛋白有何特点？
提示 具有特异性：不同物质的转运蛋白不同，不同细胞膜上转运蛋白的种类和数量也不同；具有饱和性：当细胞膜上的转运蛋白达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随膜两侧浓度差的增大而增大。
2.同一种物质进出不同细胞的方式相同吗？
提示 不一定相同。如少数水分子以自由扩散方式进出细胞，更多的水分子借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。
1.(2018·福州期中)如图为成熟植物细胞渗透作用的图解，下列说法错误的是( )
A.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
B.一定条件下，活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水
C.当外界溶液甲的浓度＞细胞液乙的浓度时，细胞发生渗透失水
D.当外界溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度时，水分子停止进出细胞
答案 D
解析 植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，相当于一层半透膜，A正确；活的、成熟的植物细胞与外界溶液构成一个渗透系统，原生质层相当于一层半透膜，当细胞液与外界溶液存在浓度差时，细胞发生渗透失水或吸水，B正确；当外界溶液甲的浓度＞细胞液乙的浓度时，植物细胞就会失水，发生质壁分离，C正确；当外界溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡，D错误。
2.(2019·南京金陵中学模拟)在“植物细胞的吸水和失水”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理。下列有关叙述正确的是( )
A.第一次观察为低倍镜观察，后两次为高倍镜观察
B.第一次用吸水纸引流时滴加的液体为清水，第二次用吸水纸引流时滴加的液体为质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液
C.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离
D.若将质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液换成适宜浓度的KNO3溶液，不用滴加清水也能观察到质壁分离的复原
答案 D
解析 该实验只需用低倍镜观察即可，A错误；该实验过程中，第一次用吸水纸引流时滴加的是质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，目的是观察质壁分离，第二次用吸水纸引流时滴加的是清水，目的是观察质壁分离复原，B错误；紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞中几乎不含色素，实验现象观察不明显，并非不发生质壁分离，C错误；若将质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液换成适宜浓度的KNO3溶液，开始时，外界KNO3溶液浓度大于细胞液浓度，植物细胞渗透失水而出现质壁分离现象，由于K＋和NOeq \\al(－,3)能够被植物细胞吸收，随着离子不断进入细胞液中，细胞液的浓度逐渐增大，当细胞液的浓度大于外界溶液浓度时，细胞又会因吸水而出现质壁分离复原现象，D正确。
3.(2019·太原高一检测)质壁分离与复原实验具有广泛的应用，下列不能通过该实验来实现的是( )
A.比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
B.估算人成熟红细胞的细胞质浓度
C.鉴别、区分硝酸钾溶液和蔗糖溶液
D.判断根尖成熟区细胞是否具有活性
答案 B
解析 质壁分离指的是植物细胞在高渗环境下，因水分从液泡中流失而出现的原生质层与细胞壁分离的现象。只要膜两侧存在浓度差，且膜内高于膜外，植物细胞就可以渗透吸水，反之细胞就会失水，如果膜两侧浓度相等，则为渗透平衡，因此可以比较不同植物细胞的细胞液浓度大小，A正确；人成熟红细胞没有细胞壁，不能发生质壁分离，B错误；在硝酸钾溶液中，植物细胞发生质壁分离后会自动复原，而在蔗糖溶液中，植物细胞发生质壁分离后不会自动复原，C正确；活的根尖成熟区细胞可以发生质壁分离，而死细胞的细胞膜不能控制物质进出，不能发生质壁分离，D正确。
4.下列物质中，通过自由扩散进入组织细胞的一组是( )
A.K＋和Na＋ B.氨基酸和葡萄糖
C.O2和甘油 D.苯和蛋白质
答案 C
解析 小分子或脂溶性物质，如O2、CO2、甘油、乙醇、苯等以自由扩散的方式进出组织细胞。
5.在物质跨膜运输的方式中，自由扩散与协助扩散的相似之处是( )
A.低浓度→高浓度，不需要转运蛋白协助
B.高浓度→低浓度，需要转运蛋白协助
C.低浓度→高浓度，消耗能量
D.高浓度→低浓度，不消耗能量
答案 D
解析 自由扩散与协助扩散均属于被动运输，二者的运输方向均为高浓度→低浓度，且均不需要消耗能量。二者的区别在于协助扩散需要转运蛋白的协助。
6.某校研究性学习小组利用如下实验材料做相关实验，请分析回答下列问题：
(1)用上述材料进行质壁分离实验，应选择的最佳实验材料是________(填序号)。
(2)在观察质壁分离实验中，将同一材料平均分为三份，分别放在A、B、C三种不同浓度的蔗糖溶液中，实验结果分别如下图1、2、3所示(图中只分别表示出一个细胞)，这三种蔗糖溶液的浓度由大到小依次是______＞______＞______。(用字母表示)
(3)将图3所示细胞放入__________中，细胞能由图3恢复成图1所示的状态，此过程称为________________。
答案 (1)① (2)C B A (3)清水 质壁分离复原
解析 (1)紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞具有紫色大液泡，便于观察，且材料易取，是进行质壁分离实验的最佳材料。(2)当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞渗透失水，会发生质壁分离，而且蔗糖溶液浓度越高，细胞失水越多，质壁分离越明显；当蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水膨胀；当蔗糖溶液浓度等于细胞液浓度时，细胞形态不变。据图可知，蔗糖溶液浓度的大小关系是C＞B＞A。(3)将发生质壁分离的活细胞放入清水中后，细胞会发生渗透吸水，最终完成质壁分离复原。
题组一 水进出细胞的原理
1.(2018·重庆一中期末)如图是渗透系统的组成示意图，据图判断下列说法错误的是( )
A.图中半透膜可以是细胞膜，也可以是物理性的过滤膜(如玻璃纸)
B.要发生渗透作用，半透膜两侧的S1与S2溶液应该具有浓度差
C.若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则表现为漏斗管内液面上升
D.在达到渗透平衡时，若存在如图所示的液面高度差Δh，则S1溶液浓度等于S2溶液浓度
答案 D
解析 半透膜通常是指某些物质能通过，而另一些物质不能通过的多孔性薄膜，如细胞膜、膀胱膜以及人工制造的胶棉薄膜、玻璃纸等，A正确；若要发生渗透作用，除了要有半透膜外，半透膜的两侧需存在浓度差，B正确；若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2流向S1的水分子数多于由S1流向S2的水分子数，表现为漏斗管内液面上升，C正确；若存在如图所示的液面高度差Δh，说明达到渗透平衡时，S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度，D错误。
2.(2019·西安高一检测)将盛有一定浓度的蔗糖溶液的透析袋的袋口扎紧后浸于蒸馏水中，如图表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间的关系，正确的是( )
答案 B
解析 将盛有一定浓度的蔗糖溶液的透析袋放在蒸馏水中后，水分子的整体运动方向是向透析袋中扩散，蔗糖溶液浓度不断降低，但受到透析袋容积的限制，一定时间后水分子进出达到动态平衡，此时蔗糖溶液浓度下降到一定程度，并保持相对稳定。
3.a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度＞b细胞液浓度＞c细胞液浓度。下列图中能正确表示三者之间水分子总体流动方向的是( )
答案 C
解析 当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞渗透吸水；反之，当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞渗透失水。由于a细胞液浓度＞b细胞液浓度＞c细胞液浓度，故三者之间水分子总体流动方向如C项所示。
4.下列有关哺乳动物红细胞吸水和失水的分析，正确的是( )
A.当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，红细胞一定会吸水涨破
B.当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，红细胞一定会失水皱缩
C.当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，没有水分子进出红细胞
D.该实验表明红细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜的流动性
答案 B
解析 当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，红细胞一定会吸水，但不一定会涨破，A错误；当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，红细胞一定会失水皱缩，B正确；当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，水分子进出红细胞处于动态平衡，C错误；该实验表明红细胞吸水或失水的多少取决于外界溶液与细胞质的浓度差，D错误。
题组二 实验：观察植物细胞的质壁分离及复原
5.(2018·江苏扬州中学期末)用洋葱鳞片叶外表皮制作“观察细胞质壁分离及复原实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是( )
A.将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象
B.将细胞浸润在清水中，细胞吸水膨胀但一般不会破裂
C.用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离现象
D.某条件下，质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能
答案 B
解析 观察植物细胞质壁分离实验时，植物细胞始终处于生活状态，若将装片在酒精灯上加热，细胞会死亡，将无法观察到质壁分离现象，A错误；由于植物细胞外面有细胞壁的支持，所以当植物细胞浸润在清水中时，一般不会像动物细胞一样由于吸水过多而破裂，B正确；用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞后，只有大于细胞液浓度的溶液才有可能使细胞失水发生质壁分离，而等于或小于细胞液浓度的溶液则不能使细胞发生质壁分离，C错误；某条件下，细胞发生质壁分离而不能复原时，说明细胞过度失水已死亡，细胞的正常生理功能丧失，D错误。
6.如图为植物细胞吸水和失水的原理图，其中①②表示外界溶液浓度与细胞液浓度的大小关系，③表示细胞结构，则①②③处依次是( )
A.①＞ ②＜ ③原生质层
B.①＞ ②＜ ③原生质体
C.①＜ ②＞ ③原生质层
D.①＜ ②＞ ③细胞膜
答案 A
解析 植物细胞失水的条件是外界溶液浓度＞细胞液浓度，吸水的条件是外界溶液浓度＜细胞液浓度；植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
7.(2019·烟台质检)以紫色洋葱鳞片叶为材料进行细胞质壁分离和复原的实验，原生质层长度和细胞长度分别用X和Y表示(如图)，在处理时间相同的前提下( )
A.同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则紫色越浅
B.同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则所用蔗糖溶液浓度越高
C.不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则越易复原
D.不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则细胞的正常细胞液浓度越高
答案 D
解析 同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，说明质壁分离程度越大，失水越多，则紫色越深，A错误；同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，说明质壁分离程度越小，失水越少，则所用蔗糖溶液浓度越低，B错误；不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，说明质壁分离程度越大，则越难以复原，C错误；不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，说明质壁分离程度越小，失水越少，则细胞的正常细胞液浓度越高，D正确。
8.取同一植物组织，制成临时装片后滴加不同浓度的蔗糖溶液，在显微镜下观察，下列图示中，细胞周围的蔗糖溶液浓度最可能低于细胞液浓度的是( )
答案 B
解析 A、C、D中细胞壁与原生质层均发生了分离(或局部分离)，说明细胞周围的蔗糖溶液浓度均大于细胞液浓度；B图细胞的原生质层和细胞壁没有发生分离，说明细胞没有失水或正在吸水，细胞周围的蔗糖溶液浓度最可能小于细胞液浓度。
题组三 自由扩散和协助扩散
9.下列关于O2进出红细胞的叙述，错误的是( )
A.跨膜运输方式属于自由扩散
B.运输的方向取决于红细胞内外O2浓度的大小
C.运输的速率取决于红细胞内外O2浓度差的大小
D.运输的总量取决于红细胞内能量的多少
答案 D
解析 O2进出红细胞的方式为自由扩散，从高浓度的一侧扩散到低浓度的一侧，运输速率取决于红细胞内外浓度差的大小，A、B、C正确；运输的总量与红细胞内能量的多少无关，D错误。
10.(2018·江苏盐城期末)如图所示的物质跨膜运输方式与葡萄糖进入红细胞的方式相符的是( )
答案 C
解析 葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散。C图中物质的运输方向是从高浓度到低浓度，需要载体蛋白，不需要能量，属于协助扩散，与题意相符。
11.甲、乙两种物质分别依赖自由扩散和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的不含蛋白质的磷脂双分子膜替代细胞膜，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 以人工合成的不含蛋白质的磷脂双分子膜替代细胞膜，因人工膜不含蛋白质，而协助扩散需要转运蛋白，故乙物质的运输被抑制。
12.(2018·福建泉州期末)如图所示为物质跨膜运输的一种方式，下列相关叙述正确的是( )
A.O2以该方式进入红细胞
B.该过程需要消耗能量
C.运输该物质的蛋白质难以运输其他物质
D.该过程的运输速率与膜两侧浓度差完全成正比
答案 C
解析 题图表示的运输方式为协助扩散，而O2通过自由扩散进入红细胞，A错误；协助扩散不需要消耗能量，B错误；协助扩散中的转运蛋白具有专一性，因此运输该物质的蛋白质难以运输其他物质，C正确；在一定范围内，随着膜两侧浓度差的增大，物质运输速率逐渐加快，当超过该范围时，物质运输速率不再加快，此时受到转运蛋白数量的限制，D错误。
13.(2018·湖北襄阳四中月考)如图所示，甲、乙是渗透装置示意图(甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后达到的平衡状态)，丙图是根毛细胞示意图。请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：
(1)典型的渗透装置必须具备的条件是______________、________________________。
(2)甲图中①和②处溶液浓度的大小为______＞______。
(3)甲图中的③相当于丙图中的________(填序号)，它们之间的区别是
________________________________________________________________________。
(4)若把根毛细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，它会出现____________________现象，再放入清水中，它会出现________________。
(5)盐碱地中生长的植物常出现萎蔫现象，其原因是
________________________________________________________________________。
答案 (1)具有半透膜 膜两侧溶液具有浓度差 (2)② ① (3)⑦ 甲图中的③为物理性膜，没有生物活性；而丙图中的⑦有生物活性，可控制物质进出 (4)质壁分离 质壁分离复原 (5)盐碱地的土壤溶液浓度较高，根毛细胞无法吸水，植物细胞失水，导致萎蔫
解析 (1)典型的渗透装置必须具备的两个条件是具有半透膜及半透膜两侧溶液存在浓度差。(2)由乙图漏斗内液面上升，可知漏斗内部溶液浓度②大于外部溶液①。(3)甲图中的③为半透膜，相当于丙图中的原生质层(⑦)，原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。原生质层有生物活性，可控制物质进出，而甲图中的半透膜为物理性膜，不能控制物质进出。(4)当细胞外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞失水发生质壁分离；当细胞外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞吸水发生质壁分离复原现象。(5)盐碱地的土壤溶液浓度较高，根毛细胞无法吸水，植物细胞失水，导致萎蔫。
14.(2019·南昌高一检测)成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象，图a是发生质壁分离的植物细胞，图b是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片。请据图回答下列问题：
(1)图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和__________的分离，后者的结构包括[ ]和[ ]以及二者之间的细胞质。([ ]内填图中序号)
(2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是____________________________，植物细胞自身应具备的结构特点是_____________________________。
(3)图b所示细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是__________________________(填“大于”“等于”“小于”或“都有可能”)。
答案 (1)原生质层 ② ④ (2)外界溶液浓度高于细胞液浓度 生活状态下，具有大液泡 (3)都有可能
解析 (1)细胞的质壁分离是原生质层和细胞壁的分离，原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。(2)发生质壁分离的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，而植物细胞自身应具备的结构特点是生活状态下，具有大液泡。(3)在观察植物细胞质壁分离与复原的实验中，处于质壁分离状态的细胞可能正在发生质壁分离，也可能正在发生质壁分离复原，还可能处于相对静止状态，因此不能据图b判断细胞液浓度和外界溶液浓度的大小关系。
15.(2018·江西南昌联考)如图为物质出入细胞的两种方式示意图，请据图回答下列问题：
(1)图中A表示____________方式，B表示____________方式。
(2)O2和葡萄糖两种物质中，可以通过B方式进入细胞的是__________。
(3)与A方式相比，B方式的主要特点是需要借助__________，该物质是在细胞内的__________上合成的。
(4)影响B方式运输速率的因素为____________________________________________。
答案 (1)自由扩散(或简单扩散) 协助扩散(或易化扩散) (2)葡萄糖 (3)转运蛋白 核糖体 (4)细胞膜两侧物质的浓度差和转运蛋白的数量半透膜
浓度差
细胞形态
细胞膜相当于一层半透膜
外界溶液浓度
＞
细胞质的浓度
失水皱缩
＜
吸水膨胀
＝
不变
一、水进出细胞的原理
1.渗透作用
(1)概念：是指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。
拓展提升 活细胞内的生物膜只允许水分子自由透过，其所选择的离子及一些小分子物质也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子物质均不能透过，是严格的半透膜。
(2)渗透作用发生的条件eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(有一层半透膜,半透膜两侧的溶液具有浓度差))
(3)渗透作用发生的原理
①原理：以半透膜为界面，单位体积清水中的水分子数多于蔗糖溶液中的水分子数，所以在单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水的水分子数。因此，一段时间后，漏斗管内的液面会升高。
②渗透的方向：水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
思维点拨 (1)渗透系统中水分子透过半透膜的移动是双向的，最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。
(2)组成渗透系统的两种溶液，浓度差越大，最终形成的液面高度差越显著。
(3)相同质量浓度的两种溶液组成的渗透系统，水分子向溶质分子相对较小的溶液中流动较多。
2.水分子进出动物细胞
3.植物细胞的渗透系统
(1)达到渗透平衡时，半透膜两侧的水分子进行的是双向运动( )
(2)动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨破( )
(3)植物细胞壁是全透性的，其作用是保护和支持细胞( )
(4)原生质层由细胞壁、细胞膜、液泡膜及所有细胞质组成( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
1.如果渗透实验中，烧杯内不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，漏斗管内液面还会升高吗？
提示 漏斗管内液面不会升高，因为半透膜两侧溶液没有浓度差。
2.渗透实验中，液面高度差H会不会一直升高，为什么？
提示 不会。漏斗管中的液面升高时，液体产生的静水压也随之变大，当静水压增大到和渗透压相等时(以半透膜为界，二者的方向相反，静水压向外、渗透压向内)，单位时间内透过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等。因此，液面高度差不会一直升高。
3.如果渗透实验中，半透膜的面积增大一倍，其他条件不变，液面高度差H会不会变化？达到H的时间会不会变化？
提示 半透膜两侧溶液的浓度差不变，液面高度差H不会变，但是由于半透膜面积增大，因此达到H的时间会变短。
拓展提升 渗透原理在生产、生活中的应用
(1)对农作物合理灌溉，降低了土壤溶液浓度，促进水分的吸收，满足农作物对水分的需要。
(2)盐碱地中植物更易缺水或不易存活；一次施肥过多，会造成“烧苗”现象。这些都是因为土壤溶液浓度过高，根细胞不易吸水，甚至失水造成的。
(3)糖渍、盐渍食品(如盐渍新鲜鱼、肉)不易变质的原因是在食品的表面和内部形成了高浓度的糖、盐溶液，使微生物(如细菌)不能生存、繁殖。
(4)医用生理盐水的质量浓度为0.9%，与人体细胞生存的液体环境的浓度基本相等，可以维持细胞的正常形态。
二、探究植物细胞的吸水和失水
1.实验原理
(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞壁与原生质层均具有一定的伸缩性，但原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。
(2)外界溶液浓度>细胞液浓度→细胞失水，原生质层收缩程度比细胞壁大→发生质壁分离。
(3)外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞吸水→已发生质壁分离的细胞发生质壁分离复原现象。
2.实验步骤
3.实验结论
(1)成熟植物细胞能与外界溶液进行渗透作用，当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离。
(2)当细胞外溶液浓度小于发生质壁分离的细胞的细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离的复原。
4.注意事项
(1)实验成功的关键之一是实验材料的选择。要选取成熟的、液泡带有一定颜色的植物组织进行实验，便于观察实验现象。
(2)滴加蔗糖溶液或清水时，应在载物台上操作，通过前后对比观察某个细胞的吸水和失水情况。
(3)选用的蔗糖溶液浓度要适宜。过低，不足以引起质壁分离或质壁分离所需时间过长；过高，可能造成植物细胞失水过多、过快而死亡，不能发生质壁分离复原现象。
(1)动物细胞不能发生质壁分离现象( )
(2)质壁分离的过程中，细胞的失水速率逐渐加快( )
(3)用0.5 g/mL的蔗糖溶液与用0.3 g/mL的蔗糖溶液进行实验，实验现象可能不同( )
(4)用适宜浓度的蔗糖溶液与用适宜浓度的KNO3溶液处理成熟植物细胞，实验现象相同
( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
1.发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质？
提示 因为细胞壁是全透性的，所以发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是蔗糖溶液。
2.实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？
提示 观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的状态形成对照。
方法技巧 判断细胞能否发生质壁分离及复原的方法
(1)从细胞角度分析
①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离。
②生活状态下，具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离。
(2)从溶液角度分析
①在适宜浓度、溶质不能被吸收的溶液中发生质壁分离。
②在适宜浓度、溶质可被吸收的溶液中先发生质壁分离，后发生质壁分离自动复原。
③在高浓度溶液中可发生质壁分离，但因细胞失水过多而死亡，不会发生质壁分离复原。
三、被动运输
1.概念
物质以扩散方式进出细胞，不需要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。
2.分类
(1)自由扩散
①概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，也叫简单扩散。
②特点：顺浓度梯度扩散；不消耗能量；不需要转运蛋白的协助。
③实例：O2、CO2、甘油、乙醇、苯等通过自由扩散进出细胞。
拓展提升 (1)扩散的概念：物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。
(2)扩散的速率：气体中最快，液体中次之，固体中最慢；浓度差越大、温度越高、参与的粒子质量越小，扩散的速率越快。
(2)协助扩散
①概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散。
②特点：顺浓度梯度扩散；不消耗能量；需要转运蛋白的协助，物质运输速率与转运蛋白的数量有关。
③实例：血液中葡萄糖进入红细胞；多数水分子进出细胞。
④转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两类。
(1)自由扩散和协助扩散都是被动运输，分子从高浓度一侧通过细胞膜进入低浓度一侧( )
(2)水分子和气体分子进出细胞的方式是自由扩散，脂肪酸进出细胞的方式是协助扩散( )
(3)自由扩散和协助扩散都不需要转运蛋白和能量( )
(4)随物质浓度的增大，协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成正比( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
1.细胞膜上的转运蛋白有何特点？
提示 具有特异性：不同物质的转运蛋白不同，不同细胞膜上转运蛋白的种类和数量也不同；具有饱和性：当细胞膜上的转运蛋白达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随膜两侧浓度差的增大而增大。
2.同一种物质进出不同细胞的方式相同吗？
提示 不一定相同。如少数水分子以自由扩散方式进出细胞，更多的水分子借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。
1.(2018·福州期中)如图为成熟植物细胞渗透作用的图解，下列说法错误的是( )
A.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
B.一定条件下，活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水
C.当外界溶液甲的浓度＞细胞液乙的浓度时，细胞发生渗透失水
D.当外界溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度时，水分子停止进出细胞
答案 D
解析 植物细胞的原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成，相当于一层半透膜，A正确；活的、成熟的植物细胞与外界溶液构成一个渗透系统，原生质层相当于一层半透膜，当细胞液与外界溶液存在浓度差时，细胞发生渗透失水或吸水，B正确；当外界溶液甲的浓度＞细胞液乙的浓度时，植物细胞就会失水，发生质壁分离，C正确；当外界溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡，D错误。
2.(2019·南京金陵中学模拟)在“植物细胞的吸水和失水”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理。下列有关叙述正确的是( )
A.第一次观察为低倍镜观察，后两次为高倍镜观察
B.第一次用吸水纸引流时滴加的液体为清水，第二次用吸水纸引流时滴加的液体为质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液
C.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，则不会发生质壁分离
D.若将质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液换成适宜浓度的KNO3溶液，不用滴加清水也能观察到质壁分离的复原
答案 D
解析 该实验只需用低倍镜观察即可，A错误；该实验过程中，第一次用吸水纸引流时滴加的是质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，目的是观察质壁分离，第二次用吸水纸引流时滴加的是清水，目的是观察质壁分离复原，B错误；紫色洋葱鳞片叶的内表皮细胞中几乎不含色素，实验现象观察不明显，并非不发生质壁分离，C错误；若将质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液换成适宜浓度的KNO3溶液，开始时，外界KNO3溶液浓度大于细胞液浓度，植物细胞渗透失水而出现质壁分离现象，由于K＋和NOeq \\al(－,3)能够被植物细胞吸收，随着离子不断进入细胞液中，细胞液的浓度逐渐增大，当细胞液的浓度大于外界溶液浓度时，细胞又会因吸水而出现质壁分离复原现象，D正确。
3.(2019·太原高一检测)质壁分离与复原实验具有广泛的应用，下列不能通过该实验来实现的是( )
A.比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
B.估算人成熟红细胞的细胞质浓度
C.鉴别、区分硝酸钾溶液和蔗糖溶液
D.判断根尖成熟区细胞是否具有活性
答案 B
解析 质壁分离指的是植物细胞在高渗环境下，因水分从液泡中流失而出现的原生质层与细胞壁分离的现象。只要膜两侧存在浓度差，且膜内高于膜外，植物细胞就可以渗透吸水，反之细胞就会失水，如果膜两侧浓度相等，则为渗透平衡，因此可以比较不同植物细胞的细胞液浓度大小，A正确；人成熟红细胞没有细胞壁，不能发生质壁分离，B错误；在硝酸钾溶液中，植物细胞发生质壁分离后会自动复原，而在蔗糖溶液中，植物细胞发生质壁分离后不会自动复原，C正确；活的根尖成熟区细胞可以发生质壁分离，而死细胞的细胞膜不能控制物质进出，不能发生质壁分离，D正确。
4.下列物质中，通过自由扩散进入组织细胞的一组是( )
A.K＋和Na＋ B.氨基酸和葡萄糖
C.O2和甘油 D.苯和蛋白质
答案 C
解析 小分子或脂溶性物质，如O2、CO2、甘油、乙醇、苯等以自由扩散的方式进出组织细胞。
5.在物质跨膜运输的方式中，自由扩散与协助扩散的相似之处是( )
A.低浓度→高浓度，不需要转运蛋白协助
B.高浓度→低浓度，需要转运蛋白协助
C.低浓度→高浓度，消耗能量
D.高浓度→低浓度，不消耗能量
答案 D
解析 自由扩散与协助扩散均属于被动运输，二者的运输方向均为高浓度→低浓度，且均不需要消耗能量。二者的区别在于协助扩散需要转运蛋白的协助。
6.某校研究性学习小组利用如下实验材料做相关实验，请分析回答下列问题：
(1)用上述材料进行质壁分离实验，应选择的最佳实验材料是________(填序号)。
(2)在观察质壁分离实验中，将同一材料平均分为三份，分别放在A、B、C三种不同浓度的蔗糖溶液中，实验结果分别如下图1、2、3所示(图中只分别表示出一个细胞)，这三种蔗糖溶液的浓度由大到小依次是______＞______＞______。(用字母表示)
(3)将图3所示细胞放入__________中，细胞能由图3恢复成图1所示的状态，此过程称为________________。
答案 (1)① (2)C B A (3)清水 质壁分离复原
解析 (1)紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞具有紫色大液泡，便于观察，且材料易取，是进行质壁分离实验的最佳材料。(2)当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞渗透失水，会发生质壁分离，而且蔗糖溶液浓度越高，细胞失水越多，质壁分离越明显；当蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水膨胀；当蔗糖溶液浓度等于细胞液浓度时，细胞形态不变。据图可知，蔗糖溶液浓度的大小关系是C＞B＞A。(3)将发生质壁分离的活细胞放入清水中后，细胞会发生渗透吸水，最终完成质壁分离复原。
题组一 水进出细胞的原理
1.(2018·重庆一中期末)如图是渗透系统的组成示意图，据图判断下列说法错误的是( )
A.图中半透膜可以是细胞膜，也可以是物理性的过滤膜(如玻璃纸)
B.要发生渗透作用，半透膜两侧的S1与S2溶液应该具有浓度差
C.若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，则表现为漏斗管内液面上升
D.在达到渗透平衡时，若存在如图所示的液面高度差Δh，则S1溶液浓度等于S2溶液浓度
答案 D
解析 半透膜通常是指某些物质能通过，而另一些物质不能通过的多孔性薄膜，如细胞膜、膀胱膜以及人工制造的胶棉薄膜、玻璃纸等，A正确；若要发生渗透作用，除了要有半透膜外，半透膜的两侧需存在浓度差，B正确；若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2流向S1的水分子数多于由S1流向S2的水分子数，表现为漏斗管内液面上升，C正确；若存在如图所示的液面高度差Δh，说明达到渗透平衡时，S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度，D错误。
2.(2019·西安高一检测)将盛有一定浓度的蔗糖溶液的透析袋的袋口扎紧后浸于蒸馏水中，如图表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间的关系，正确的是( )
答案 B
解析 将盛有一定浓度的蔗糖溶液的透析袋放在蒸馏水中后，水分子的整体运动方向是向透析袋中扩散，蔗糖溶液浓度不断降低，但受到透析袋容积的限制，一定时间后水分子进出达到动态平衡，此时蔗糖溶液浓度下降到一定程度，并保持相对稳定。
3.a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度＞b细胞液浓度＞c细胞液浓度。下列图中能正确表示三者之间水分子总体流动方向的是( )
答案 C
解析 当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞渗透吸水；反之，当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞渗透失水。由于a细胞液浓度＞b细胞液浓度＞c细胞液浓度，故三者之间水分子总体流动方向如C项所示。
4.下列有关哺乳动物红细胞吸水和失水的分析，正确的是( )
A.当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，红细胞一定会吸水涨破
B.当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，红细胞一定会失水皱缩
C.当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，没有水分子进出红细胞
D.该实验表明红细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜的流动性
答案 B
解析 当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，红细胞一定会吸水，但不一定会涨破，A错误；当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，红细胞一定会失水皱缩，B正确；当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，水分子进出红细胞处于动态平衡，C错误；该实验表明红细胞吸水或失水的多少取决于外界溶液与细胞质的浓度差，D错误。
题组二 实验：观察植物细胞的质壁分离及复原
5.(2018·江苏扬州中学期末)用洋葱鳞片叶外表皮制作“观察细胞质壁分离及复原实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是( )
A.将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象
B.将细胞浸润在清水中，细胞吸水膨胀但一般不会破裂
C.用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离现象
D.某条件下，质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能
答案 B
解析 观察植物细胞质壁分离实验时，植物细胞始终处于生活状态，若将装片在酒精灯上加热，细胞会死亡，将无法观察到质壁分离现象，A错误；由于植物细胞外面有细胞壁的支持，所以当植物细胞浸润在清水中时，一般不会像动物细胞一样由于吸水过多而破裂，B正确；用不同浓度的蔗糖溶液处理细胞后，只有大于细胞液浓度的溶液才有可能使细胞失水发生质壁分离，而等于或小于细胞液浓度的溶液则不能使细胞发生质壁分离，C错误；某条件下，细胞发生质壁分离而不能复原时，说明细胞过度失水已死亡，细胞的正常生理功能丧失，D错误。
6.如图为植物细胞吸水和失水的原理图，其中①②表示外界溶液浓度与细胞液浓度的大小关系，③表示细胞结构，则①②③处依次是( )
A.①＞ ②＜ ③原生质层
B.①＞ ②＜ ③原生质体
C.①＜ ②＞ ③原生质层
D.①＜ ②＞ ③细胞膜
答案 A
解析 植物细胞失水的条件是外界溶液浓度＞细胞液浓度，吸水的条件是外界溶液浓度＜细胞液浓度；植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
7.(2019·烟台质检)以紫色洋葱鳞片叶为材料进行细胞质壁分离和复原的实验，原生质层长度和细胞长度分别用X和Y表示(如图)，在处理时间相同的前提下( )
A.同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则紫色越浅
B.同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则所用蔗糖溶液浓度越高
C.不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则越易复原
D.不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则细胞的正常细胞液浓度越高
答案 D
解析 同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，说明质壁分离程度越大，失水越多，则紫色越深，A错误；同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，说明质壁分离程度越小，失水越少，则所用蔗糖溶液浓度越低，B错误；不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，说明质壁分离程度越大，则越难以复原，C错误；不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，说明质壁分离程度越小，失水越少，则细胞的正常细胞液浓度越高，D正确。
8.取同一植物组织，制成临时装片后滴加不同浓度的蔗糖溶液，在显微镜下观察，下列图示中，细胞周围的蔗糖溶液浓度最可能低于细胞液浓度的是( )
答案 B
解析 A、C、D中细胞壁与原生质层均发生了分离(或局部分离)，说明细胞周围的蔗糖溶液浓度均大于细胞液浓度；B图细胞的原生质层和细胞壁没有发生分离，说明细胞没有失水或正在吸水，细胞周围的蔗糖溶液浓度最可能小于细胞液浓度。
题组三 自由扩散和协助扩散
9.下列关于O2进出红细胞的叙述，错误的是( )
A.跨膜运输方式属于自由扩散
B.运输的方向取决于红细胞内外O2浓度的大小
C.运输的速率取决于红细胞内外O2浓度差的大小
D.运输的总量取决于红细胞内能量的多少
答案 D
解析 O2进出红细胞的方式为自由扩散，从高浓度的一侧扩散到低浓度的一侧，运输速率取决于红细胞内外浓度差的大小，A、B、C正确；运输的总量与红细胞内能量的多少无关，D错误。
10.(2018·江苏盐城期末)如图所示的物质跨膜运输方式与葡萄糖进入红细胞的方式相符的是( )
答案 C
解析 葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散。C图中物质的运输方向是从高浓度到低浓度，需要载体蛋白，不需要能量，属于协助扩散，与题意相符。
11.甲、乙两种物质分别依赖自由扩散和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的不含蛋白质的磷脂双分子膜替代细胞膜，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 以人工合成的不含蛋白质的磷脂双分子膜替代细胞膜，因人工膜不含蛋白质，而协助扩散需要转运蛋白，故乙物质的运输被抑制。
12.(2018·福建泉州期末)如图所示为物质跨膜运输的一种方式，下列相关叙述正确的是( )
A.O2以该方式进入红细胞
B.该过程需要消耗能量
C.运输该物质的蛋白质难以运输其他物质
D.该过程的运输速率与膜两侧浓度差完全成正比
答案 C
解析 题图表示的运输方式为协助扩散，而O2通过自由扩散进入红细胞，A错误；协助扩散不需要消耗能量，B错误；协助扩散中的转运蛋白具有专一性，因此运输该物质的蛋白质难以运输其他物质，C正确；在一定范围内，随着膜两侧浓度差的增大，物质运输速率逐渐加快，当超过该范围时，物质运输速率不再加快，此时受到转运蛋白数量的限制，D错误。
13.(2018·湖北襄阳四中月考)如图所示，甲、乙是渗透装置示意图(甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后达到的平衡状态)，丙图是根毛细胞示意图。请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：
(1)典型的渗透装置必须具备的条件是______________、________________________。
(2)甲图中①和②处溶液浓度的大小为______＞______。
(3)甲图中的③相当于丙图中的________(填序号)，它们之间的区别是
________________________________________________________________________。
(4)若把根毛细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，它会出现____________________现象，再放入清水中，它会出现________________。
(5)盐碱地中生长的植物常出现萎蔫现象，其原因是
________________________________________________________________________。
答案 (1)具有半透膜 膜两侧溶液具有浓度差 (2)② ① (3)⑦ 甲图中的③为物理性膜，没有生物活性；而丙图中的⑦有生物活性，可控制物质进出 (4)质壁分离 质壁分离复原 (5)盐碱地的土壤溶液浓度较高，根毛细胞无法吸水，植物细胞失水，导致萎蔫
解析 (1)典型的渗透装置必须具备的两个条件是具有半透膜及半透膜两侧溶液存在浓度差。(2)由乙图漏斗内液面上升，可知漏斗内部溶液浓度②大于外部溶液①。(3)甲图中的③为半透膜，相当于丙图中的原生质层(⑦)，原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。原生质层有生物活性，可控制物质进出，而甲图中的半透膜为物理性膜，不能控制物质进出。(4)当细胞外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞失水发生质壁分离；当细胞外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞吸水发生质壁分离复原现象。(5)盐碱地的土壤溶液浓度较高，根毛细胞无法吸水，植物细胞失水，导致萎蔫。
14.(2019·南昌高一检测)成熟的植物细胞在较高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象，图a是发生质壁分离的植物细胞，图b是某同学观察植物细胞质壁分离与复原实验时拍下的显微照片。请据图回答下列问题：
(1)图a中细胞的质壁分离指的是细胞壁和__________的分离，后者的结构包括[ ]和[ ]以及二者之间的细胞质。([ ]内填图中序号)
(2)植物细胞发生质壁分离所需的外界条件是____________________________，植物细胞自身应具备的结构特点是_____________________________。
(3)图b所示细胞液浓度与外界溶液浓度的关系是__________________________(填“大于”“等于”“小于”或“都有可能”)。
答案 (1)原生质层 ② ④ (2)外界溶液浓度高于细胞液浓度 生活状态下，具有大液泡 (3)都有可能
解析 (1)细胞的质壁分离是原生质层和细胞壁的分离，原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。(2)发生质壁分离的外界条件是外界溶液浓度大于细胞液浓度，而植物细胞自身应具备的结构特点是生活状态下，具有大液泡。(3)在观察植物细胞质壁分离与复原的实验中，处于质壁分离状态的细胞可能正在发生质壁分离，也可能正在发生质壁分离复原，还可能处于相对静止状态，因此不能据图b判断细胞液浓度和外界溶液浓度的大小关系。
15.(2018·江西南昌联考)如图为物质出入细胞的两种方式示意图，请据图回答下列问题：
(1)图中A表示____________方式，B表示____________方式。
(2)O2和葡萄糖两种物质中，可以通过B方式进入细胞的是__________。
(3)与A方式相比，B方式的主要特点是需要借助__________，该物质是在细胞内的__________上合成的。
(4)影响B方式运输速率的因素为____________________________________________。
答案 (1)自由扩散(或简单扩散) 协助扩散(或易化扩散) (2)葡萄糖 (3)转运蛋白 核糖体 (4)细胞膜两侧物质的浓度差和转运蛋白的数量半透膜
浓度差
细胞形态
细胞膜相当于一层半透膜
外界溶液浓度
＞
细胞质的浓度
失水皱缩
＜
吸水膨胀
＝
不变
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