高中生物 第三章 第11课时 物质的跨膜运输(一)课时作业 苏教版必修1

第11课时物质的跨膜运输(一)[目标导读] 1.阅读教材P52内容，结合图3－29、3－30，阐明被动运输的方式和特点。

2.结合教材P53图3－31，理解渗透作用的发生条件及机理。

3.结合教材P53～54的课题研究和P55的图3－33，探究植物细胞的吸水和失水。

[重难点击] 1.被动运输的方式和特点。

2.渗透作用的发生条件和机理。

3.探究植物细胞的吸水和失水。

一被动运输1．阅读教材P52第一自然段，思考回答：(1)物质进出细胞取决于哪些因素？答案取决于构成物质的基本微粒的大小、所带的电荷和细胞膜的结构。

(2)什么是扩散？答案物质从高浓度区域向低浓度区域迁移的过程，称为扩散。

2．扩散现象有两种方式，请结合教材P52，分析下图，思考下列问题：(1)方式1和方式2分别称何种扩散？答案方式1和方式2分别称自由扩散和协助扩散。

(2)方式转运方向是否需要载体蛋白是否消耗能量方式1 高浓度→低浓度不需要不消耗方式2 高浓度→低浓度需要不消耗①方式1中，把不需要载体蛋白参与的简单扩散，称为自由扩散。

②方式2中，把需要载体蛋白参与的扩散，称为协助扩散。

(3)下列物质中，以方式1运输的是a、b、d、e；以方式2运输的是c。

a．O2和CO2进出肺泡b．苯被鼻黏膜细胞吸收c．红细胞吸收血液中的葡萄糖d．胆固醇进入肝细胞e．甘油和乙醇被小肠上皮细胞吸收3．影响被动运输的因素有很多，下面A、B是两种被动运输方式的运输速率和被运输物质的浓度之间的关系曲线图：(1)图A表示的方式是自由扩散，运输速率主要取决于物质的浓度差。

(2)图B表示的方式可能是协助扩散，ab段的限制因素是浓度差，bc段的限制因素是载体蛋白的数量。

(3)请在图C中画出被动运输的运输速率和细胞能量供应的关系曲线。

答案如图所示(4)被动运输的影响因素有哪些？答案①自由扩散的影响因素：物质运输速率主要取决于浓度差，也与物质分子大小和脂溶性有关。

②协助扩散的影响因素：除了膜两侧物质的浓度差外，还与膜上载体蛋白的种类和数量有关。

当载体蛋白达到饱和时，物质浓度再增加，物质的运输速率也不再增加。

知识拓展1.2．载体蛋白具有饱和性：当细胞膜上的载体蛋白已达饱和时，细胞吸收该载体蛋白运载物质的速度不再随物质浓度增大而增大。

活学活用1．甲、乙两种物质分别以自由扩散和协助扩散方式进入细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，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问题导析(1)自由扩散不需要载体蛋白协助，因此膜上有无蛋白质不影响甲。

(2)协助扩散需要载体蛋白协助，膜上无蛋白质时，会影响到乙。

答案 D解析是否需要载体蛋白是自由扩散与协助扩散的区别。

由于人工合成的无蛋白磷脂双分子膜无蛋白质，也就没有载体蛋白，协助扩散将受到抑制。

二渗透及其作用原理在生物体内，水是细胞与外环境之间交换的物质之一，请阅读教材P52～53内容，结合下图思考：1．请举例说明什么是渗透现象。

答案在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层半透膜，往漏斗内注入质量分数为10%的蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有质量分数为5%的蔗糖溶液的烧杯中。

过一段时间后会出现漏斗管内液面上升的现象，这就是渗透现象。

2．什么是渗透？答案在细胞膜等结构的两侧，较多的水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散，这一现象称为渗透。

3．渗透现象发生需要的条件：如果将半透膜换成纱布，渗透现象将不会(会、不会)发生；如果漏斗内也注入质量分数为5%的蔗糖溶液，渗透现象将不会(会、不会)发生。

这说明渗透现象发生需要两个条件：半透膜和浓度差。

4．发生渗透现象的原理：以半透膜为界面，单位体积烧杯中的水分子数多于漏斗内溶液中的水分子数，所以在单位时间内由烧杯进入漏斗内溶液的水分子数多于由漏斗内溶液进入烧杯的水分子数。

因此，一段时间后，漏斗管内的液面会上升。

5．上图中漏斗管内的液面会不会一直升高，为什么？答案不会。

长颈漏斗中的液面升高时，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(二者的方向相反，静水压向外、渗透压向内)，通过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等，因此，液面就不再升高了。

6．当液面不再升高时，长颈漏斗内外液体的浓度相等吗？答案不相等。

当水分子进出达到动态平衡时，长颈漏斗中溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度。

7．水分子可以自由通过细胞膜，细胞生命活动需要的一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子和分子不能通过，像这种对进出的物质具有选择作用的膜，称为选择透过性膜。

细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。

易混易错1．半透膜、选择透过性膜的比较(1)区别：①半透膜是无生命的物理性膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。

②选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。

细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。

(2)共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。

2．扩散作用和渗透作用的关系物质从高浓度区域向低浓度区域迁移的过程称为扩散。

渗透作用是一种特殊方式的扩散，它是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜(或选择透过性膜)进行的扩散。

3．渗透作用的原理活学活用2．“人造细胞”是用羊皮纸或火棉胶等半透性膜材料做成的一个密闭的囊，囊里面装了等量的不同浓度的蔗糖溶液。

假设有三个这样的“人造细胞”，分别用A、B、C表示，它们的蔗糖溶液浓度分别是10%、20%和30%。

其中A、B细胞的外面套一金属网笼，C细胞的外面没有套金属网笼，如下图把三个“人造细胞”同时放在浓度为15%的蔗糖溶液的玻璃槽中，据图回答：(1)经过一段时间后，三个“细胞”的变化分别是( )A．A变大，B稍微变小，C不变B．A变小，B稍微变大，C不变C．A变小，B稍微变大，C变大D．A变大，B稍微变小，C变大(2)一段时间后，A、B的体积不再变化，此时A内蔗糖溶液的浓度和外界蔗糖溶液的浓度相比(较高、较低、相等)。

B内蔗糖溶液的浓度和外界蔗糖溶液的浓度相比。

(3)若将C浸入玻璃槽后，每隔半小时称量一次重量，下列坐标曲线中，能正确表示测试结果的是( )问题导析(1)A细胞内的蔗糖溶液浓度为10%，而A细胞外的蔗糖溶液浓度为15%，所以A 细胞会失水变小。

当A的体积不再变化时，说明水分进出达到动态平衡。

(2)B细胞内的蔗糖溶液浓度为20%，而B细胞外的蔗糖溶液浓度为15%，所以B细胞会吸水，但由于B细胞的外面套一金属网笼，所以B细胞的体积稍微变大，从而限制水分进一步进入。

(3)C细胞内的蔗糖溶液浓度为30%，而C细胞外的蔗糖溶液浓度为15%，所以C细胞会吸水，由于C细胞的外面没有套一金属网笼，所以C细胞的体积变大。

当水分进出达到动态平衡时C的重量不再增加。

答案(1)C (2)相等较高(3)B解析(1)由于水分能够通过半透膜由低浓度向高浓度溶液渗透，因此可以判断A失水体积缩小，B和C会吸水膨胀，但由于B的外面套有金属网笼，体积会被限制在金属网笼的大小范围内，只是稍微变大。

(2)A体积不再变化时，说明此时A内蔗糖溶液的浓度和外界蔗糖溶液的浓度相等，水分进出平衡，而B的体积只能稍微增大，内部的蔗糖溶液浓度仍然高。

(3)开始时，水分进入C中的较多，C体积增加，重量也增加，当内外液体浓度相等时，水分进出平衡，C的重量不再增加。

三渗透作用的应用示例细胞也具有类似于渗透装置的结构，也能发生渗透作用，但是动、植物细胞的渗透系统不同，结合教材P53～54课题研究，思考下面的问题：1．下图是哺乳动物红细胞在不同浓度溶液中的形态变化：(1)当把红细胞放在外界溶液中时，是否也能发生渗透作用？若能，则半透膜是什么？答案是。

红细胞的细胞膜。

(2)请思考下列问题，并将答案填写在横线上。

①在高渗溶液中，即当外界溶液浓度>细胞质浓度时，细胞失水皱缩。

②在低渗溶液中，即当外界溶液浓度<细胞质浓度时，细胞吸水膨胀，直至涨破。

③在等渗溶液中，即当外界溶液浓度＝细胞质浓度时，水分进出细胞处于动态平衡，细胞形态基本不变。

2．下图是植物细胞的渗透系统构成，思考回答下列问题：(1)植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，称为原生质层，具有选择透过性，相当于一层半透膜。

(2)植物细胞内的液体环境主要是指液泡内部的细胞液。

①当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞会失水。

②当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，植物细胞会吸水。

3．植物细胞的吸水和失水实验质壁分离与复原是植物细胞失水和吸水的实验证据，请结合教材P54内容，完成实验过程并讨论提出的问题。

(1)实验材料：紫色的洋葱鳞片叶。

(2)实验原理①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。

②原生质层的内侧细胞液与外界溶液可形成浓度差。

③原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。

(3)实验试剂：质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，蒸馏水。

(4)实验过程(5)实验分析①当细胞液浓度<外界溶液浓度时，细胞失水，原生质层和细胞壁分离，发生质壁分离；发生质壁分离的细胞，当细胞液浓度>外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。

②植物细胞在清水中会不会和动物细胞一样发生涨破的现象？答案不会。

植物细胞具有细胞壁，细胞壁伸缩性较小，所以植物细胞不能无限地吸水而涨破。

③实验中为什么选择成熟的活的植物细胞(如紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞)作为原料？能不能选择幼嫩的植物细胞或者动物细胞？答案成熟的植物细胞具有中央大液泡，质壁分离及复原现象明显；幼嫩的植物细胞无中央液泡，虽然也能发生质壁分离，但现象不明显；动物细胞由于没有细胞壁，故不发生质壁分离现象。

小贴士1质壁分离：“质”为原生质层，“壁”为细胞壁，即原生质层与细胞壁的分离。

2实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察。

3质壁分离和质壁分离复原中水分子的移动是双向的，结果是双向水分子运动的差别所导致的现象。

4质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因为细胞壁是全透性的，且有水分子通过原生质层渗出来。

5若用50%的蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡。

6若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验，会出现质壁分离自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内，从而引起细胞液浓度升高。

归纳总结活学活用3．在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。

a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测( )A．a>b，细胞渗透吸水B．a＝b，渗透系统保持动态平衡C．a<b，细胞渗透失水D．上述三种情况都有可能问题导析(1)图中a为细胞液，b为外界溶液，二者之间为原生质层。