2021学年第1节 被动运输导学案及答案

第1节被动运输学案

【学习目标】

1.水进出细胞的原理。

2.探究植物细胞的吸水和失水。（重、难点）

3.自由扩散和协助扩散。（重点）

【基础梳理】

一、水进出细胞的原理

1．渗透作用具备的两个条件

2．动物细胞的吸水和失水[连线]

3．植物细胞的吸水和失水[填图]

(1)成熟植物细胞的结构：

(2)探究植物细胞的吸水和失水：

(3)发生质壁分离的原因：

二、自由扩散和协助扩散

1．物质进出细胞，________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。分为自由扩散和协助扩散两种类型。

2．自由扩散

(1)概念：物质通过简单的________进出细胞的方式。

(2)特点：____浓度→____浓度；________载体；________能量(ATP)。

(3)条件(动力)：________。

(4)实例：______________________________等物质。

3．协助扩散

(1)概念：进出细胞的物质借助膜上的_______的扩散方式。

(2)特点：____浓度→____浓度；______载体；________能量(ATP)。

(3)条件：需借助膜上的________蛋白，可分为__________蛋白和________蛋白两种类型。

(4)实例：葡萄糖进入________。

答案：

一、

1．浓度差　半透膜

2.

3．(1)细胞壁　原生质层　细胞液　(2)洋葱鳞片叶外表皮　紫色　吸水纸　原生质层　吸水纸　液泡　(3)伸缩性　大于

二、

1．不需要

2．(1)扩散作用　(2)高　低　不需要　不消耗　(3)浓度差

(4)O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素

3．(1)转运蛋白　(2)高　低　需要　不消耗　(3)转运　载体　通道

(4)红细胞

【易错提示】

植物对水分和离子吸收的三点提醒

(1)两个不同的过程：水分子通过细胞膜顺浓度梯度扩散，离子一般逆浓度梯度被吸收。

(2)吸收离子时不一定吸水：在外界溶液浓度较大的情况下，植物吸收离子的同时会失水。

(3)二者联系：无机盐溶解在水中才能被吸收，无机盐的吸收可以增加细胞液浓度，促进对水分的吸收。

（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）×

【深化探究】

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。

【巩固练习】

1.在无任何相反压力时，渗透吸水会使细胞膨胀甚至破裂，不同的细胞用不同的机制解决这种危机。如图表示高等动物、高等植物与原生生物细胞以三种不同的机制避免渗透膨胀，据此推断下列说法正确的是(   )

A. 动物细胞避免渗透膨胀只需要通道蛋白的协助

B. 植物细胞吸水达到渗透平衡时，细胞内外溶液浓度可能不相等

C. 若将原生生物置于高于其细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会升高

D. 植物细胞作为一个系统，其边界是细胞壁

2.美国科学家阿格雷等发现了细胞膜上专门供水分子进出的通道蛋白。水通道蛋白位于细胞膜上的蛋白质，在细胞膜上组成“孔道”，可控制水分子进出细胞。下列相关叙述正确的是(   )

A. 水通道蛋白由氨基酸分子组成，水分子进出细胞均需要水通道蛋白的参与

B. 同位素标记法可用于研究水通道蛋白从合成到整合到细胞膜的过程

C. 水通道蛋白有控制物质进出细胞和进行细胞间信息交流的功能

D. 动物体中不同细胞的细胞膜上的水通道蛋白的种类和数量均相同

3.水是一种极性小分子,研究发现水分子通过细胞膜的方式有两种(如图),相关叙述错误的是(   )

A.结构a分子的尾部有屏障细胞内外环境作用

B.通道蛋白跨膜部分含有较多的疏水性氨基酸

C.方式2属于协助扩散,该过程中通道蛋白会发生空间改变

D.水通道蛋白失活的植物细胞在高渗溶液中仍能发生质壁分离

4.图甲表示一个渗透作用装置，将半透膜袋缚于玻璃管下端，半透膜袋内部装有60mL质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液；图乙表示放置在某溶液中的植物细胞失水量的变化情况；图丙表示植物光合作用同化物蔗糖在不同细胞间运输、转化的过程．下列有关叙述错误的是(   )

A.图甲中，若将质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液换为质量浓度为0.3g/mL的淀粉溶液，玻璃管内的液面高度会降低

B.图乙表示的植物细胞在某溶液中处理的10min内发生质壁分离，10min后发生质壁分离复原

C.图乙中A点细胞失水量最大，此时细胞的吸水能力最强

D.图丙中，蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输

5.水分子通过细胞膜的方式有自由扩散和协助扩散（借助水通道蛋白）两种。为研究水分子的主要跨膜运输方式，科研人员将生理状况相同且良好的非洲爪蟾卵母细胞平均分为两组并放入等量等浓度的低渗溶液。甲组不做处理，乙组加入通道蛋白抑制剂。假设加入的成分对溶液的渗透压不会造成影响，一段时间后，测定低渗溶液中细胞的水通透速率。下列相关说法合理的是(   )
A.不论甲组还是乙组，水分子都是从低渗溶液进入细胞且单向移动
B.若水分子的主要跨膜运输方式是协助扩散，则甲组细胞的水通透速率比乙组的快
C.若水分子的主要跨膜运输方式是自由扩散，则乙组细胞的水通透速率比甲组的快
D.适当增加两组细胞的呼吸强度会明显增加两组细胞的水通透速率
 

参考答案

1.答案：A

解析：A项，动物细胞避免渗透膨胀需要转运蛋白将离子转运到细胞外，以减小细胞内液的渗透压，防止细胞渗透吸水涨破，故A项正确；

B项，植物细胞在低浓度溶液中会发生吸水，但是由于细胞壁的支撑作用，吸水到一定程度后达到平衡，但此时细胞外溶液浓度仍可能小于细胞液浓度，故B项错误；

C项，原生动物生活在低渗溶液中，会通过收缩泡将多余的水排到细胞外，若将原生动物置于高于细胞质浓度的溶液中，其收缩泡的伸缩频率会降低，故C项错误；

D项，动物细胞和原生动物发生渗透吸水的原理均为细胞膜相当于半透膜,而植物细胞发生渗透吸水的原理是原生质层相当于半透|膜，故D项错误。

综上所述，本题正确答案为A。

2.答案：B

解析：A、水分子也可以通过自由扩散进出细胞，A错误；
B、可用同位素标记法研究水通道蛋白从合成到整合到细胞膜的过程，B正确；
C、水通道蛋白有控制物质进出细胞的作用，没有进行细胞间信息交流的功能，C错误；
D、动物体中不同细胞的细胞膜表面的水通道蛋白的种类和数量不完全相同，D错误。
故选：B。

3.答案：C

解析：结构为磷脂双分子层，磷脂分子疏水性尾瑞，可阻止水溶性分子或离子通过，具有屏障细胞内外环境的作用，A正确。通道蛋白质跨膜部分与磷脂双分子层疏水尾部接触，因而这部分含有较多疏水性氨基酸，B正确。方式2是水分子依赖通道蛋白的扩散，属于协助扩散，在转运过程中通道蛋白不与水分子结合，分子的空间构象不发生改变，C错误。由于水分子不仅依赖方式2通过，也可通过方式1（自由扩散），因此即使水通道蛋白失活，植物细胞仍可在高渗溶液中渗透失水，发生质壁分离，D正确。

4.答案：B

解析：A、淀粉是多糖，分子质量远大于蔗糖，所以若将质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液换为质量浓度为0.3g/mL的淀粉溶液，玻璃管内的液面高度会降低，A正确；
B、图乙表示的植物细胞在某溶液中处理的10min内处于质壁分离状态，但从A点细胞的失水量开始减少，说明此时细胞已经开始吸水，到10min时，细胞已经处于复原的状态，B错误；
C、图乙中A点细胞失水量最大，此时细胞的吸水能力最强，C正确；
D、分析图可知，图丙中，蔗糖的水解有利于蔗糖顺浓度梯度运输，D正确。
故选：B。

5.答案：B

解析：