第1節(jié)被動(dòng)運(yùn)輸【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.說明水分子進(jìn)出植物細(xì)胞的原理，闡釋原生質(zhì)層的選擇透過性與質(zhì)壁分離及其復(fù)原的關(guān)系；2.初步建構(gòu)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)母拍?，能比較自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的異同點(diǎn)；3.分析細(xì)胞膜的成分、結(jié)構(gòu)與物質(zhì)跨膜運(yùn)輸功能之間的關(guān)系，嘗試運(yùn)用物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)闹R(shí)解決有關(guān)實(shí)際問題。聚焦·學(xué)案一水進(jìn)出細(xì)胞的原理[學(xué)案設(shè)計(jì)](一)理解“原理”的關(guān)鍵——滲透作用概念(或其他溶劑分子)通過的擴(kuò)散發(fā)生的條件(如圖)方向水分子從水的的一側(cè)向的一側(cè)滲透(二)滲透作用的原理分析|探|究|學(xué)|習(xí)|用半透膜封住長頸漏斗的口部，在長頸漏斗內(nèi)注入蔗糖溶液，然后把漏斗放到清水中，使內(nèi)外液面相平，一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)液面上升的現(xiàn)象，這就是滲透現(xiàn)象。結(jié)合下圖分析滲透現(xiàn)象發(fā)生的條件和原理。1．漏斗管內(nèi)的液面升高的原因分析由于單位體積的清水中水分子數(shù)蔗糖溶液中的水分子數(shù)，所以單位時(shí)間內(nèi)由清水進(jìn)入蔗糖溶液的水分子由蔗糖溶液進(jìn)入清水的水分子。2．液面上升到一定程度時(shí)，液面不再升高的原因分析漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差為ΔH，由于水槽中與漏斗中的液體具有，即具有滲透壓差，所以水分子有進(jìn)入漏斗的趨勢(shì)；但當(dāng)ΔH產(chǎn)生的壓強(qiáng)與滲透壓的平衡使半透膜兩側(cè)水分子的相同時(shí)，液面不再升高。|認(rèn)|知|生|成|1．影響滲透作用中液面變化的因素分析半透膜面積的大小半透膜兩側(cè)的濃度差在其他條件相同的情況下，半透膜的面積越大，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)出半透膜的水量越多，液面變化越明顯結(jié)果：VB>VC，ΔhB＝ΔhC在其他條件相同的情況下，半透膜兩側(cè)的濃度差越大，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)出半透膜的水量越多，液面變化越明顯結(jié)果：VB>VC，ΔhB>ΔhC注：V表示單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)出半透膜的水量；Δh表示液面變化高度。2．有關(guān)滲透作用認(rèn)識(shí)的三個(gè)誤區(qū)(1)半透膜兩側(cè)的水分子進(jìn)行的是雙向運(yùn)動(dòng)，而不是單向運(yùn)動(dòng)，觀測(cè)到的現(xiàn)象是由水分子雙向運(yùn)動(dòng)的差別導(dǎo)致的液面改變。(2)當(dāng)液面高度不再變化時(shí)，半透膜兩側(cè)仍有水分子進(jìn)出，且進(jìn)出速率相同。但兩側(cè)溶液的濃度并不一定相同，兩側(cè)的液面高度也不一定相同。(3)水分子通過半透膜由低濃度溶液向高濃度溶液擴(kuò)散。此處的濃度是指物質(zhì)的量濃度，是單位體積中微粒的多少，不是質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(三)動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水1．原理半透膜濃度差與外界溶液間具有濃度差2．現(xiàn)象(如圖)(四)植物細(xì)胞的吸水和失水相關(guān)圖示半透膜細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)，稱為，其具有選擇透過性，相當(dāng)于一層半透膜濃度差成熟植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要是指液泡里面的，當(dāng)它和外界溶液有濃度差時(shí)，細(xì)胞發(fā)生吸水或失水[遷移訓(xùn)練]1．概念理解判斷(1)植物通過滲透作用從溶液中吸收K＋。()(2)植物細(xì)胞的原生質(zhì)層由細(xì)胞膜和液泡膜組成。()(3)紅細(xì)胞吸水與失水的多少取決于紅細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度的差值。()(4)植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的細(xì)胞液。()2．下列現(xiàn)象中，不屬于滲透作用的是()A．水分子通過半透膜B．水分子通過細(xì)胞壁C．水分子通過原生質(zhì)層D．水進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞3．(教材P62“問題探討”發(fā)掘訓(xùn)練)如圖為滲透作用實(shí)驗(yàn)裝置圖，開始時(shí)如圖1，a代表清水，b、c代表蔗糖溶液(蔗糖不能透過半透膜)，過一段時(shí)間后漏斗管內(nèi)的液面不再發(fā)生變化，結(jié)果如圖2，H1、H2表示漏斗管內(nèi)液面與清水的高度差。下列說法錯(cuò)誤的是()A．圖1中b的濃度大于c的濃度B．圖2中b的濃度等于c的濃度C．圖1a中水分子擴(kuò)散到b的速率大于a中水分子擴(kuò)散到c的速率D．圖2a中水分子擴(kuò)散到b的速率等于b中水分子擴(kuò)散到a的速率4．如圖為U型滲透裝置，把質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的果糖溶液和蔗糖溶液用膀胱膜(允許水分子通過，不允許蔗糖和果糖分子通過)隔開，實(shí)驗(yàn)起始前液面高度相同。下列推測(cè)和判斷錯(cuò)誤的是()A．起始前兩側(cè)溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，但物質(zhì)的量濃度不相等B．推測(cè)裝置內(nèi)溶液滲透平衡時(shí)，乙側(cè)溶液液面高于甲側(cè)C．裝置內(nèi)溶液達(dá)到滲透平衡時(shí)，甲、乙兩側(cè)溶液的濃度相等D．用紗布或?yàn)V紙取代膀胱膜不會(huì)出現(xiàn)相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象5．下圖甲是滲透作用裝置示意圖，乙、丙兩曲線圖的橫坐標(biāo)代表時(shí)間，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．圖甲所示裝置中漏斗內(nèi)溶液的濃度變化可用曲線丙表示B．水分子由半透膜外進(jìn)入半透膜內(nèi)的速率變化可用曲線乙表示C．漏斗管內(nèi)的液面高度變化可用曲線丙表示D．半透膜內(nèi)外溶液的濃度差可用曲線乙表示6．如圖為植物細(xì)胞(活性正常)滲透作用的圖解，下列說法錯(cuò)誤的是()A．植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜B．一定條件下，活的、成熟的植物細(xì)胞可能發(fā)生滲透失水或吸水C．當(dāng)外界溶液甲的濃度>細(xì)胞液乙的濃度時(shí)，細(xì)胞發(fā)生滲透失水D．當(dāng)外界溶液甲的濃度＝細(xì)胞液乙的濃度時(shí)，水分子停止進(jìn)出細(xì)胞聚焦·學(xué)案二探究植物細(xì)胞的吸水和失水 [基本知能]1．實(shí)驗(yàn)原理內(nèi)因①成熟植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層②原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性外因細(xì)胞液和外界溶液存在，細(xì)胞能滲透吸水和失水2．實(shí)驗(yàn)步驟微點(diǎn)撥：因?yàn)榧?xì)胞壁是全透性的，所以發(fā)生質(zhì)壁分離的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間是蔗糖溶液。3．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較項(xiàng)目加蔗糖溶液加清水中央液泡大小恢復(fù)原狀液泡顏色變深變淺原生質(zhì)層的位置與細(xì)胞壁緊貼細(xì)胞大小基本不變[探究問題]如圖是將紫色洋蔥鱗片葉的外表皮細(xì)胞先放到質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中(甲)、再放到清水中(乙)的實(shí)驗(yàn)過程的圖解，請(qǐng)分析回答下列問題：(1)甲過程中，⑤的顏色如何變化？其吸水能力又如何變化？(2)有位同學(xué)錯(cuò)取了質(zhì)量濃度較高的蔗糖溶液，發(fā)現(xiàn)做完甲過程后，再做乙過程幾乎沒有觀察到相關(guān)現(xiàn)象，分析原因可能是什么？(3)觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的正確順序是(填序號(hào))。①加清水②制作裝片③觀察質(zhì)壁分離④加質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液⑤觀察質(zhì)壁分離復(fù)原⑥觀察正常細(xì)胞(4)實(shí)驗(yàn)中共涉及三次顯微鏡觀察，其中第一次觀察的目的是什么？[釋解重難]1．質(zhì)壁分離及復(fù)原發(fā)生的條件細(xì)胞角度①死細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞(如根尖分生區(qū)細(xì)胞)不發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原現(xiàn)象。②具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原現(xiàn)象溶液角度①在一定濃度(溶質(zhì)不能透過膜)的溶液中只會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，不能發(fā)生自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象(只有用清水或低滲溶液處理，才能復(fù)原)。②在一定濃度(溶質(zhì)可透過膜)的溶液(如KNO3溶液、甘油等)中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象。③在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但不一定會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象2．“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)的對(duì)照分析本實(shí)驗(yàn)存在的兩組實(shí)驗(yàn)均為自身對(duì)照，自身對(duì)照指對(duì)照和實(shí)驗(yàn)在同一研究對(duì)象上進(jìn)行，是實(shí)驗(yàn)前后之間的對(duì)照。3．質(zhì)壁分離在探究實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用(1)測(cè)定細(xì)胞液的濃度范圍(2)比較不同成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度(3)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)[典例]圖甲為滲透裝置，半透膜袋內(nèi)有50mL質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液。圖乙為放置在某溶液中植物細(xì)胞失水量的變化情況，下列說法正確的是()A．圖甲玻璃管內(nèi)液面上升速率逐漸降低，最終半透膜兩側(cè)溶液濃度相等B．若將圖甲蔗糖溶液換為質(zhì)量濃度為0.3g/mL的淀粉溶液，則玻璃管液面與清水液面的高度差變大C．圖乙中a點(diǎn)植物細(xì)胞失水量最大，此時(shí)細(xì)胞的吸水能力最強(qiáng)D．圖乙中細(xì)胞在10min內(nèi)發(fā)生質(zhì)壁分離，b點(diǎn)后開始質(zhì)壁分離復(fù)原嘗試解答：選________eq\a\vs4\al([易錯(cuò)提醒])植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原過程中的兩個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)細(xì)胞吸水能力變化的判定細(xì)胞吸水能力的增大或減小與外界溶液濃度沒有直接關(guān)系，與自身細(xì)胞液濃度變化有直接關(guān)系。細(xì)胞失水后細(xì)胞液濃度增大，細(xì)胞吸水能力增強(qiáng)；細(xì)胞吸水后細(xì)胞液濃度減小，細(xì)胞吸水能力減弱。(2)細(xì)胞吸收溶質(zhì)分子或離子的時(shí)間和方式若細(xì)胞能吸收某種溶質(zhì)分子或離子，則從將細(xì)胞置于外界溶液后就開始吸收了，而不是到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)才開始；細(xì)胞吸收溶質(zhì)分子或離子的方式可能不同，所以有的溶液可使植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，有的不能。[遷移訓(xùn)練]1．下列有關(guān)探究植物細(xì)胞的吸水和失水的實(shí)驗(yàn)，敘述正確的是()A．紫色洋蔥根尖分生區(qū)的細(xì)胞不適于作為該實(shí)驗(yàn)的材料B．實(shí)驗(yàn)所選材料的細(xì)胞液必須有顏色，否則不能發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原C．外界溶液的濃度無特殊要求，任何濃度均可以D．外界溶液可以選質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的鹽酸2．在“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片進(jìn)行了三次觀察(如下圖所示)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．第二次使用吸水紙的作用是引導(dǎo)清水在蓋玻片下流動(dòng),使植物細(xì)胞完全浸潤在清水中B．若第一次滴加的液體是適宜濃度的乙二醇,不用滴加清水也能觀察到質(zhì)壁分離的復(fù)原C．第一次顯微鏡觀察主要是觀察紫色液泡的大小以及原生質(zhì)層的位置D．用質(zhì)量濃度為0.8g/mL的蔗糖溶液完成該實(shí)驗(yàn)，效果更好3．將新鮮的蘿卜切成長度為6cm、粗細(xì)相同的蘿卜條，再將它們分別放入四組不同濃度的蔗糖溶液以及一組硝酸鉀溶液中，一段時(shí)間后測(cè)得蘿卜條長度如表所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．該蘿卜細(xì)胞液的濃度處于a與b之間B．c溶液中邊緣細(xì)胞質(zhì)壁分離程度最大C．d溶液中蘿卜細(xì)胞可能因失水過多而死亡D．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，硝酸鉀溶液與a溶液的濃度一定相同聚焦·學(xué)案三自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散[學(xué)案設(shè)計(jì)](一)抓住“兩點(diǎn)”深刻理解被動(dòng)運(yùn)輸?shù)母拍钗镔|(zhì)以進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的，這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式稱為被動(dòng)運(yùn)輸。(二)準(zhǔn)確區(qū)分被動(dòng)運(yùn)輸?shù)膬煞N方式——自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散1．概念比較自由擴(kuò)散(簡(jiǎn)單擴(kuò)散)物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式協(xié)助擴(kuò)散(易化擴(kuò)散)借助膜上的進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式2．具體內(nèi)容比較|探|究|學(xué)|習(xí)|下圖為自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散示意圖，據(jù)圖回答下列問題。(1)圖中圓點(diǎn)及圓點(diǎn)多少表示細(xì)胞內(nèi)外。(2)從與轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的關(guān)系分析，載體蛋白和通道蛋白在運(yùn)輸物質(zhì)時(shí)，載體蛋白(填“需要”或“不需要”)與物質(zhì)結(jié)合，而且每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生；通道蛋白(填“需要”或“不需要”)與物質(zhì)結(jié)合。(3)由圖示分析，自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的共同點(diǎn)是。|認(rèn)|知|生|成|1．被動(dòng)運(yùn)輸兩種方式的比較項(xiàng)目自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散物質(zhì)運(yùn)輸方向高濃度一側(cè)→低濃度一側(cè)特點(diǎn)是否耗能否是否需轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白否是圖例舉例①水分子；②小分子物質(zhì)，如氧、二氧化碳；③脂溶性小分子有機(jī)物，如甘油、乙醇、苯①水分子通過通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞；②葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞2．被動(dòng)運(yùn)輸?shù)膬煞N轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白比較種類轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)象特點(diǎn)載體蛋白與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生的改變通道蛋白與自身通道的相適配、相適宜的分子或離子分子或離子通過通道蛋白時(shí)，與通道蛋白結(jié)合微點(diǎn)撥：水分子的運(yùn)輸方式包括自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。絕大多數(shù)水分子是通過水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞的。(三)建模分析影響被動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊蛩乇粍?dòng)運(yùn)輸?shù)乃俾手苯邮苣?nèi)外物質(zhì)大小的影響(如圖A)，協(xié)助擴(kuò)散的速率還與有關(guān)(如圖B)。ab段主要受膜兩側(cè)濃度差的影響，bc段受到轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量的限制，運(yùn)輸速率不能繼續(xù)上升。[遷移訓(xùn)練]1．概念理解判斷(1)甘油是極性分子，所以不能以自由擴(kuò)散的方式通過細(xì)胞膜。()(2)協(xié)助擴(kuò)散的速率與膜兩側(cè)的濃度差呈正比。()(3)載體蛋白和通道蛋白在轉(zhuǎn)運(yùn)分子和離子時(shí)，其作用機(jī)理不一樣。()2．如圖表示與自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散有關(guān)的圖例或曲線。下列選項(xiàng)對(duì)應(yīng)正確的是()A．肺泡上皮細(xì)胞吸收氧氣——①④B．人的成熟紅細(xì)胞吸收葡萄糖——②③C．甘油進(jìn)出細(xì)胞——①③D．肌肉細(xì)胞吸收水——②④3．(教材P67“圖4-5”發(fā)掘訓(xùn)練)鉀離子通道模式如圖所示，其由四個(gè)相同的亞基形成了一個(gè)倒圓錐體，在寬的一端外部有一個(gè)選擇性的“過濾器”，下列關(guān)于鉀離子通道的敘述，正確的是()A．K＋通過此通道蛋白時(shí)需要與其結(jié)合B．Na＋可以通過此通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)C．此通道蛋白對(duì)K＋的運(yùn)輸可以雙向進(jìn)行D．K＋通過此通道蛋白運(yùn)輸屬于協(xié)助擴(kuò)散一、建構(gòu)概念體系二、融通科學(xué)思維1．在一個(gè)長頸漏斗的漏斗口外密封上一層玻璃紙，與燒杯和不同溶液共同構(gòu)造滲透裝置，觀察滲透現(xiàn)象。如果漏斗和燒杯中加入相同濃度的蔗糖溶液，一段時(shí)間后漏斗內(nèi)液面，原因是。2．成熟植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因是。3．將質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液換成一定濃度的KNO3溶液，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后能自動(dòng)復(fù)原，原因是。4．協(xié)助擴(kuò)散和自由擴(kuò)散的相同點(diǎn)是；不同點(diǎn)是。三、綜合檢測(cè)反饋1．圖甲表示滲透作用裝置，一段時(shí)間后液面上升的高度為h(h>0)。圖乙是另一種滲透裝置。這兩個(gè)裝置所用的半透膜都不能讓蔗糖分子通過，但可以讓葡萄糖分子和水分子通過。圖丙是顯微鏡下觀察到的某一時(shí)刻的植物細(xì)胞圖像。下列敘述不正確的是()A．圖甲裝置中如果漏斗內(nèi)的液面高度h不再變化，則漏斗內(nèi)的溶液濃度仍高于燒杯內(nèi)的溶液濃度B．如果圖乙裝置中A、B處都是葡萄糖溶液且B側(cè)濃度高于A側(cè)，最終兩側(cè)液面齊平C．丙視野中的植物細(xì)胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài)，此時(shí)細(xì)胞可能正在吸水D．丙視野中的植物細(xì)胞發(fā)生滲透作用時(shí)，細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜2．生物膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白分為載體蛋白和通道蛋白兩種類型。下列關(guān)于載體蛋白和通道蛋白的敘述，正確的是()A．載體蛋白具有特異性，通道蛋白不具有特異性B．通道蛋白在運(yùn)輸物質(zhì)的過程中需要與該物質(zhì)結(jié)合C．發(fā)生協(xié)助擴(kuò)散時(shí)，載體蛋白運(yùn)輸物質(zhì)的速率只受載體蛋白數(shù)量的限制D．有些無機(jī)鹽離子可借助通道蛋白或載體蛋白進(jìn)出細(xì)胞3．中國科學(xué)家報(bào)道了葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族(GLUTs)中GLUT1的三維結(jié)構(gòu)，它主要負(fù)責(zé)葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞和跨越血腦屏障進(jìn)入腦細(xì)胞。下列描述正確的是()A．每種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能不同的原因是構(gòu)成其的氨基酸的R基的不同B．GLUT1轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞需要消耗能量C．GLUT1出現(xiàn)功能異常會(huì)引起腦細(xì)胞供能不足D．紅細(xì)胞膜內(nèi)外葡萄糖濃度差越大，GLUT1轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的速率越大4．利用紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞和不同濃度的蔗糖溶液進(jìn)行質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)敘述正確的是()A．洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞在發(fā)生質(zhì)壁分離的過程中，水分子不會(huì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)B．質(zhì)壁分離過程中細(xì)胞吸水能力逐漸減弱，液泡的顏色逐漸加深C．用不同濃度的蔗糖溶液處理細(xì)胞，均能看到質(zhì)壁分離及自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象D．該實(shí)驗(yàn)可用來探究洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的細(xì)胞液濃度范圍5．海鷗嗉囊位置有一層薄膜，海鷗正是利用了這層薄膜把海水過濾為可飲用的淡水，而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽分的海水則吐出嘴外。這就是反滲透法的基本理論架構(gòu)。如圖為反滲透裝置的原理圖。請(qǐng)分析回答問題：(1)海鷗嗉囊中的薄膜相當(dāng)于滲透裝置中的________。(2)反滲透裝置中水分子擴(kuò)散的方向是__________________，該過程__________(填“需要”或“不需要”)消耗能量。(3)利用該原理生產(chǎn)的反滲透凈水機(jī)可以獲得較為純凈的水，使用過程中為什么要經(jīng)常更換反滲透膜？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第1節(jié)被動(dòng)運(yùn)輸eq\a\vs4\al(聚焦·學(xué)案一)[學(xué)案設(shè)計(jì)](一)水分子半透膜濃度差半透膜相對(duì)含量高相對(duì)含量低(二)1.大于多于2.濃度差交換速率(三)1.細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)2.吸水膨脹失水皺縮形態(tài)不變(四)細(xì)胞壁原生質(zhì)層細(xì)胞液原生質(zhì)層細(xì)胞液[遷移訓(xùn)練]1．(1)×(2)×(3)√(4)×2．選B水分子通過半透膜，屬于滲透作用，A不符合題意；細(xì)胞壁是全透的，所以水分子通過細(xì)胞壁不屬于滲透作用，B符合題意；原生質(zhì)層是由細(xì)胞膜和液泡膜以及兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成，相當(dāng)于半透膜，水分子通過原生質(zhì)層屬于滲透作用，C不符合題意；紅細(xì)胞的細(xì)胞膜能控制物質(zhì)的進(jìn)出，相當(dāng)于半透膜，水進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞屬于滲透作用，D不符合題意。3．選B圖2漏斗中的液面不再變化，處于平衡狀態(tài)，H1大于H2，所以圖2中b的濃度大于c的濃度。4．選C甲、乙兩側(cè)分別是蔗糖溶液和果糖溶液，且質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，由于蔗糖是二糖，果糖是單糖，因此兩側(cè)溶液的物質(zhì)的量濃度不相等，A正確；甲側(cè)溶液中溶質(zhì)分子數(shù)少，因而其滲透壓低于乙側(cè)溶液，水分子進(jìn)入乙側(cè)溶液更多，使甲側(cè)溶液液面降低、乙側(cè)溶液液面升高，B正確；滲透平衡時(shí)，乙側(cè)溶液液面高于甲側(cè)，兩側(cè)液面在膀胱膜處的壓強(qiáng)和兩側(cè)溶液濃度共同作用使?jié)B透達(dá)到平衡，故裝置內(nèi)溶液達(dá)到滲透平衡時(shí)，甲、乙兩側(cè)溶液濃度不相等，C錯(cuò)誤；用紗布或?yàn)V紙取代膀胱膜不會(huì)出現(xiàn)相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，因?yàn)榧啿蓟驗(yàn)V紙不能阻擋蔗糖和果糖分子的跨膜移動(dòng)，最終表現(xiàn)為甲、乙液面高度相同，D正確。5．選A開始時(shí)，漏斗內(nèi)溶液濃度高于漏斗外溶液濃度，水分子整體表現(xiàn)為由膜外進(jìn)入膜內(nèi)，蔗糖溶液濃度降低，直至水分子進(jìn)出平衡，可用曲線乙表示，A錯(cuò)誤；開始時(shí)，半透膜兩側(cè)濃度差大，水分子進(jìn)入半透膜內(nèi)的速率較大，隨著水分子不斷進(jìn)入膜內(nèi)，半透膜兩側(cè)的濃度差越來越小，漏斗內(nèi)外液面的高度差越來越大，當(dāng)高度差產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于膜兩側(cè)的滲透壓時(shí)，半透膜兩側(cè)達(dá)到滲透平衡，該過程中水分子進(jìn)入半透膜的速率和半透膜兩側(cè)的濃度差逐漸下降，直至滲透平衡，均可用曲線乙表示，B、D正確；隨著水分子的進(jìn)入，漏斗管內(nèi)的液面逐漸上升，達(dá)到滲透平衡時(shí)停止，可用曲線丙表示，C正確。6．選D植物細(xì)胞的原生質(zhì)層由細(xì)胞膜、液泡膜以及這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)組成，它相當(dāng)于一層半透膜，A正確；活的、成熟的植物細(xì)胞與外界溶液構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)，原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜，當(dāng)細(xì)胞液與外界溶液存在濃度差時(shí)，細(xì)胞可發(fā)生滲透失水或吸水，B正確；當(dāng)外界溶液甲的濃度>細(xì)胞液乙的濃度時(shí)，植物細(xì)胞會(huì)發(fā)生滲透失水，C正確；當(dāng)外界溶液甲的濃度＝細(xì)胞液乙的濃度時(shí)，水分子進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡，D錯(cuò)誤。eq\a\vs4\al(聚焦·學(xué)案二)[基本知能]1．半透膜大濃度差2．逐漸變小變深清水逐漸變大變淺3．變小與細(xì)胞壁分離基本不變[探究問題](1)提示：顏色逐漸變深；吸水能力逐漸增強(qiáng)。(2)提示：蔗糖溶液濃度太高，細(xì)胞過度失水死亡，不能再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。(3)②⑥④③①⑤(4)提示：觀察正常紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的狀態(tài)，以便與處理后的細(xì)胞狀態(tài)形成對(duì)照。[典例]選C隨著水進(jìn)入半透膜袋，半透膜袋兩側(cè)的濃度差縮小，蔗糖溶液的吸水能力下降，另外，不斷高出的液柱也會(huì)進(jìn)一步阻止水進(jìn)入半透膜袋，因此，圖甲中玻璃管內(nèi)液面上升速率逐漸降低，最終停止上升；當(dāng)處于滲透平衡時(shí)，半透膜兩側(cè)溶液濃度仍不相等，A錯(cuò)誤。蔗糖是二糖，淀粉是多糖，若將質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液換為質(zhì)量濃度為0.3g/mL的淀粉溶液，則物質(zhì)的量濃度下降，會(huì)導(dǎo)致漏斗內(nèi)溶液的滲透壓下降，玻璃管內(nèi)的液面高度會(huì)下降，即玻璃管液面與清水液面的高度差變小，B錯(cuò)誤。圖乙中a點(diǎn)植物細(xì)胞失水量最大，此時(shí)植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度最大，細(xì)胞的吸水能力最強(qiáng)，C正確。從圖乙信息可知，a點(diǎn)后細(xì)胞失水量減少，即開始吸水，開始質(zhì)壁分離復(fù)原，D錯(cuò)誤。[遷移訓(xùn)練]1．選A實(shí)驗(yàn)材料必須是具有中央大液泡的成熟的植物組織活細(xì)胞，而洋蔥根尖分生區(qū)的細(xì)胞無中央大液泡，不適于作為該實(shí)驗(yàn)的材料，A正確；細(xì)胞液最好有顏色，便于觀察和判斷細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的程度，并不是細(xì)胞液沒有顏色就不能發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原，B錯(cuò)誤；外界溶液的濃度大于細(xì)胞液濃度才能出現(xiàn)質(zhì)壁分離，C錯(cuò)誤；外界溶液必須對(duì)細(xì)胞無毒害且濃度適宜，而質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的鹽酸會(huì)殺死細(xì)胞，D錯(cuò)誤。2．選D第二次使用吸水紙的主要作用是吸引清水在蓋玻片下流動(dòng)，使植物細(xì)胞完全浸潤在清水中，使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，A正確；乙二醇可以進(jìn)入細(xì)胞，若第一次滴加適宜濃度的乙二醇，則細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后可自動(dòng)復(fù)原，B正確；第一次顯微鏡觀察植物細(xì)胞的正常形態(tài)，主要是觀察紫色液泡的大小以及原生質(zhì)層的位置，C正確；質(zhì)量濃度為0.8g/mL的蔗糖溶液有可能會(huì)使細(xì)胞因失水過多而死亡，D錯(cuò)誤。3．選D根據(jù)表格可知，蘿卜條在a溶液與b溶液之間正好處于吸水(大于6cm)與失水(小于6cm)之間，因此該蘿卜細(xì)胞液的濃度在a與b之間，A正確；c溶液中蘿卜細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離，此過程中邊緣細(xì)胞最先接觸外界溶液而失水，導(dǎo)致外界溶液濃度下降，內(nèi)部細(xì)胞質(zhì)壁分離程度逐漸減小，B正確；根據(jù)表格d溶液中細(xì)胞質(zhì)壁分離程度與c溶液中相同，d溶液中蘿卜細(xì)胞可能失水過多而死亡，C正確；由于硝酸鉀溶液的溶質(zhì)可進(jìn)入細(xì)胞液，可發(fā)生質(zhì)壁分離后的自動(dòng)復(fù)原，因此實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，硝酸鉀溶液與a溶液的濃度不一定相同，D錯(cuò)誤。eq\a\vs4\al(聚焦·學(xué)案三)[學(xué)案設(shè)計(jì)](一)擴(kuò)散方式能量(二)1.轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2．探究學(xué)習(xí)：(1)某種物質(zhì)及其濃度(2)需要自身構(gòu)象的改變不需要(3)都是順濃度梯度運(yùn)輸，都不需要消耗能量認(rèn)知生成：2.分子或離子自身構(gòu)象直徑和形狀大小和電荷不需要(三)濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量[遷移訓(xùn)練]1．(1)×(2)×(3)√2．選C①②表示兩種跨膜運(yùn)輸方式，分別是自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散，③④表示兩種影響因素曲線，可分別對(duì)應(yīng)自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散。肺泡上皮細(xì)胞吸收氧氣的方式是自由擴(kuò)散，對(duì)應(yīng)①③，A錯(cuò)誤；人的成熟紅細(xì)胞吸收葡萄糖的過程屬于協(xié)助擴(kuò)散，對(duì)應(yīng)②④，B錯(cuò)誤；甘油進(jìn)出細(xì)胞的過程屬于自由擴(kuò)散，對(duì)應(yīng)①③，C正確；肌肉細(xì)胞吸收水的方式是自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散，可對(duì)應(yīng)①②③④，D錯(cuò)誤。3．選DK＋通過通道蛋白時(shí)，不需要與通道蛋白結(jié)合，A錯(cuò)誤；此通道蛋白對(duì)通過的離子具有選擇性，Na＋不可以通過此通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，B錯(cuò)誤；鉀離子通道由四個(gè)相同的亞基形成了一個(gè)倒圓錐體，在寬的一端外部有一個(gè)選擇性的“過濾器”，故此通道蛋白對(duì)K＋的運(yùn)輸只能單向進(jìn)行，C錯(cuò)誤；借助通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式都屬于協(xié)助擴(kuò)散，故K＋通過此通道蛋白運(yùn)輸屬于協(xié)助擴(kuò)散，D正確。eq\a\vs4\al(隨堂小結(jié))二、融通科學(xué)思維1．不變漏斗內(nèi)外液體沒有濃度差，水分子進(jìn)出達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡2．外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度；原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性3．K＋、NOeq\o\al(－,3)都可轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞液濃度升高，細(xì)胞滲透吸水而發(fā)生自動(dòng)復(fù)原4．都是順物質(zhì)濃度梯度運(yùn)輸，都不消耗能量協(xié)