【高考精细化复习】高考生物（必修1）一轮复习-第11讲《被动运输》讲义（全国通用）

第11讲  被动运输   考点一   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。（2）发生渗透作用的条件：一是具有 半透膜 ，二是半透膜两侧的溶液具有 浓度差 。（3）渗透作用的方向：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。（4）常见渗透装置图分析①水分的流动判断：当溶液浓度 S1＞S2 时，水分就通过半透膜由S2流向S1；当溶液浓度S1＜S2 时，水分就通过半透膜由S1流向S2。②在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度 ＞ S2。因为液面高的一侧形成的净水压，会 阻止 溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。2．动物细胞的吸水和失水（1）原理①动物细胞的 细胞膜 相当于一层半透膜；当外界溶液与细胞质存在浓度差时，细胞会发生吸水或失水。②水是通过 渗透作用 进出动物细胞的。（2）外界溶液溶质浓度与细胞质浓度不同时细胞的形态变化①当外界溶液浓度 ＞ 细胞液浓度时，细胞失水。②当外界溶液浓度 ＜ 细胞液浓度时，细胞吸水。3．植物细胞的吸水和失水（1）原生质层： 细胞 膜、 液泡 膜以及两层膜之间的 细胞质 ，称为原生质层。原生质层具有 选择透过 性，相当于一层 半透 膜。（2）浓度差：细胞内的液体环境主要是指液泡内部的 细胞液 ，当它和外界溶液有浓度差时，细胞发生吸水或失水。（3）植物细胞也是通过 渗透作用 吸水和失水的。①当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生 质壁分离 现象。②当外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生 质壁分离复原 现象。4.判断质壁分离的条件（1）具有 中央大液泡 的 成熟 植物细胞可发生质壁分离及复原现象。（2）只有 活的、成熟的 植物细胞才能发生质壁分离和复原。5.有关渗透作用的几个易错点（1）水分子的移动方向是 双 向移动，但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）渗透平衡≠浓度相等。渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到 平衡 状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。考点二  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．类型方式自由扩散(也叫简单扩散)协助扩散(也叫易化扩散)特点物质通过简单的 扩散作用 进出细胞借助膜上的 转运蛋白 进出细胞的扩散扩散方向高浓度到低浓度是否需要载体不需要需要是否需要能量不需要不需要实例水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯、脂溶性物质等①葡萄糖进入 红细胞 ②水分子借助 水通道蛋白 进出细胞3．转运蛋白的种类名称转运对象特点载体蛋白与自身结合部位相适应的 分子或离子 每次转运时都会发生 自身构象 的改变通道蛋白与自身通道的 直径和形状 相适配、大小和电荷 相适宜的分子或离子转运分子 不需要 与通道蛋白结合4．影响被动运输的因素(1)被动运输的速率直接受膜内外物质 浓度梯度 大小的影响。(2)协助扩散的速率还与 转运蛋白 的数量有关。【典型真题训练】一、单选题1．（2022·全国·高考真题）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（       ）A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞cC．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度【答案】C【详解】A、由于细胞b在水分交换达到平衡时细胞的体积增大，说明细胞吸水，则水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，A正确； B、水分交换达到平衡时，细胞a的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度，细胞c的细胞液浓度小于外界蔗糖溶液的浓度，因此水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c，B正确；C、由题意可知，水分交换达到平衡时，细胞a未发生变化，说明其细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等；水分交换达到平衡时，虽然细胞内外溶液浓度相同，但细胞c失水后外界蔗糖溶液的浓度减小，因此，水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度小于细胞a的细胞液浓度，C错误D、在一定的蔗糖溶液中，细胞c发生了质壁分离，水分交换达到平衡时，其细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度，D正确。2．（2022·浙江·高考真题）“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如图所示。下列叙述正确的是（       ）A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的B．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低C．丙图细胞的体积将持续增大，最终胀破D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显【答案】A【详解】A、 能发生质壁分离细胞应为活的植物细胞，据图分析，从甲到乙发生了质壁分离现象，说明甲细胞是活细胞，A正确；B、 乙图所示细胞发生质壁分离，该过程中细胞失水，故与甲图相比，乙图细胞的细胞液浓度较高，B错误；C、 由于有细胞壁的限制，丙图细胞体积不会持续增大，且不会涨破，C错误；D、 根尖分生区细胞无中央大液泡，不能发生质壁分离现象，D错误。3．（2021·江苏·高考真题）采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列相关叙述正确的是（       ）A．用摄子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验B．将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态C．为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液D．实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡【答案】A【详解】A、叶肉细胞有原生质层和大液泡，所以可以发生质壁分离，且细胞质中还含有叶绿体，而洋葱外表皮细胞呈紫色，所以即使洋葱鳞片叶外表皮上带有叶肉细胞，也不影响实验结果，A正确；B、质壁分离实验中全程只在低倍镜下观察，B错误；C、为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸，重复几次，洋葱细胞就浸泡在蔗糖溶液中，C错误；D、紫色外表皮细胞中有一个紫色大液泡，那些无色的细胞应该是鳞茎细胞，不是鳞片叶外表皮，D错误。4．（2021·湖南·高考真题）质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（       ）A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低D．1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等【答案】D【详解】A、施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A正确；B、发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B正确；C、植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C正确；D、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NaCl溶液和1mol/L的葡萄糖溶液的渗透压不相同，因NaCl溶液中含有钠离子和氯离子，故其渗透压高于葡萄糖溶液，D错误。5．（2021·广东·高考真题）保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（       ） A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③【答案】A【详解】A、通过分析可知，①细胞处吸水量少于③处细胞，说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后，A错误；B、②处细胞失水，故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中，B正确；C、滴加③后细胞大量吸水，故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞，C正确；D、通过分析可知，推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D正确。6．（2020·全国·高考真题）取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度（单位为g/mL）相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组（甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍）。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是（       ）A．甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高B．若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零C．若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离D．若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组【答案】D【详解】A、由题干信息可知，叶细胞与溶液之间无溶质交换，而甲组的甲糖溶液浓度升高，则可能是由于叶细胞的细胞液浓度大于甲糖溶液物质的量浓度，引起了细胞吸水，A正确；B、若乙糖溶液浓度不变，说明乙糖溶液物质的量浓度与叶细胞的细胞液浓度相等，叶细胞净吸水量为零，B正确；C、若乙糖溶液浓度降低，说明细胞失水，叶肉细胞可能发生了质壁分离，C正确；D、若乙糖溶液浓度升高，说明乙糖溶液物质的量浓度低于叶细胞的细胞液浓度，细胞吸水，而乙糖溶液的物质的量浓度约为甲糖溶液的2倍，因此叶细胞的净吸水量应是乙组小于甲组，D错误。7．（2020·浙江·高考真题）物质X过质膜从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧，须载体蛋白参与且不消耗能量。这种转运方式属于（     ）A．易化扩散 B．主动转运 C．扩散 D．渗透【答案】A【详解】由题意可知，物质X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。8．（2019·浙江·高考真题）哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是（     ）A．在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离B．在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C．在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂D．渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散【答案】C【详解】在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩，但红细胞无细胞壁结构，故不会发生质壁分离，A选项错误；在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于水分子进出细胞膜达到动态平衡，而不是没有水分子进出细胞，B选项错误；在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞会吸水甚至导致涨破，C选项正确；渗透是指水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的扩散，D选项错误。9．（2018·上海·高考真题）在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如下图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将（   ）A．不变 B．增大 C．减小 D．先增后减【答案】B【详解】由图处于b浓度溶液中的萝卜条细胞失水，移到a处，细胞外液浓度减小，所以萝卜条要吸水增重。10．（2018·海南·高考真题）在不染色的条件下，下列实验材料中，最适合观察细胞质壁分离现象的是（　　）A．紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞 B．紫色洋葱根尖分生区细胞C．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞 D．紫色洋葱根尖伸长区细胞【答案】C【详解】紫色洋葱鳞片叶叶肉细胞的液泡无色，不适合用于观察植物细胞质壁分离，A错误；紫色洋葱根尖分生区细胞是不成熟的植物细胞，没有大液泡，质壁分离不明显，B错误；紫色洋葱叶外表皮细胞：成熟的植物细胞，即具有大液泡和细胞壁，液泡有颜色，便于质壁分离的观察，C正确；紫色洋葱根尖伸长区细胞，液泡没有颜色，不易观察到质壁分离，D错误。故选C。11．（2017·海南·高考真题）为研究植物细胞质壁分离现象，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法错误的是（     ）A．该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞B．细胞内甲物质的浓度高于细胞外甲物质的浓度C．细胞液中的H2O可以经扩散进入甲物质溶液中D．甲物质和H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁【答案】B【详解】具有大的液泡的活细胞才能发生质壁分离，A正确；质壁分离过程中，细胞在失水，此时，细胞外甲物质的浓度高于细胞内甲物质的浓度，B错误；水分子跨膜的方式是自由扩散，C正确；细胞壁是全透的，甲物质和H2O能自由通过，D正确。