第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)被動運(yùn)輸1.P62問題探討在一個長頸漏斗的漏斗口外密封上一層玻璃紙，往漏斗內(nèi)注入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內(nèi)外的液面高度相等。過-段時間后，會出現(xiàn)如右圖所示現(xiàn)象。

玻璃紙(又叫賽璐玢)是一種半透膜，水分子可以自由透過它，而蔗糖分子則不能。討論

（1）漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高?如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會無限升高嗎?為什么?

（2）如果用一層紗布代替玻璃紙，還會出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎?

（3）燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣?提示：燒杯中的水分子進(jìn)入漏斗中導(dǎo)致漏斗液面升高.事實(shí)上半透膜兩側(cè)的水分子都能夠通過擴(kuò)散作用自由進(jìn)出,但由于蔗糖溶液中水的相對含量(單位體積中的水分子數(shù))比燒杯中的水的相對含量低,因此燒杯中的水?dāng)U散到漏斗中的速度比漏斗中的水?dāng)U散到燒杯中的速度相對更快些,導(dǎo)致漏斗中水量增加,液面上升。如果漏斗管足夠長,當(dāng)管內(nèi)的液面上升到一定高度之后,管中的水柱產(chǎn)生的壓力將加快漏斗中水分向外擴(kuò)散的速度最終達(dá)到平衡,液面將不再上升。提示：不會,因?yàn)榧啿疾皇前胪改?孔隙很大,可溶于水的物質(zhì)都可能自由通過,包括水分子和蔗糖分子都能通過。提示：漏斗管中的液面將保持不變。2.P63思考.討論（1）紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能夠透過細(xì)胞膜嗎?這些有機(jī)物相當(dāng)于“問題探討”所示裝置中的什么物質(zhì)?提示：紅細(xì)胞中的有機(jī)物有的能通過細(xì)胞膜,有的不能。血紅蛋白是有機(jī)大分子物質(zhì),不能透過細(xì)胞膜,它相當(dāng)于“問題探討”中的蔗糖分子。（2）紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是否相當(dāng)于一層半透膜?提示：是。但細(xì)胞膜具有生命活性,物質(zhì)通過細(xì)胞膜的方式不只是簡單擴(kuò)散。（3）當(dāng)外界溶液溶質(zhì)的濃度低時，紅細(xì)胞一定會由于吸水而漲破嗎?提示：不一定。因?yàn)榧t細(xì)胞吸水膨脹后細(xì)胞內(nèi)液濃度也會下降,如果外界溶液濃度不是很低,有可能細(xì)胞內(nèi)液濃度下降后與外界溶液的濃度達(dá)到平衡,此時,紅細(xì)胞將不再吸水。紅細(xì)胞吸水或失水取決于什么條件?提示：取決于紅細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度差,一般情況下,濃度差越大時,細(xì)胞吸水或失水越多。想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水。提示：因?yàn)樯睇}水的濃度與血漿的濃度基本一致,血細(xì)胞不會因?yàn)檫^度吸水或失水而出現(xiàn)形態(tài)和功能上的異常。3.P66旁欄問題甘油、乙醇等分子為什么能以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞?因?yàn)楦视汀⒁掖嫉榷际侵苄晕镔|(zhì),與磷脂分子有較強(qiáng)的親和力,容易通過磷脂雙分子層出入細(xì)胞。4.P67練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞脚c物質(zhì)的特點(diǎn)和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)。判斷下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)谋硎鍪欠裾_。

(1)細(xì)胞膜和液泡膜都相當(dāng)于半透膜。(√)(2)水分子進(jìn)入細(xì)胞，是通過自由擴(kuò)散方式進(jìn)行的。(x)

(3)載體蛋白和通道蛋白在轉(zhuǎn)運(yùn)分子和離子時，其作用機(jī)制是一樣的。(x)

2.基于對植物細(xì)胞質(zhì)壁分離原理的理解判斷，下列各項(xiàng)無法通過質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)證明的是(D)A.成熟植物細(xì)胞的死活B.原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大

C.成熟的植物細(xì)胞能進(jìn)行滲透吸水D.水分子可以通過通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞

3.假如將甲乙兩個植物細(xì)胞分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中，兩種溶液的濃度均比細(xì)胞液的濃度高，在顯微鏡下連續(xù)觀察，可以預(yù)測甲乙兩細(xì)胞的變化是(B)A.甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，不發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原

B.甲乙兩細(xì)胞都發(fā)生質(zhì)壁分離，但乙細(xì)胞很快發(fā)生質(zhì)璧分離復(fù)原

C.只有乙細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原

D.甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，隨后都很快發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原

二、拓展應(yīng)用

1.細(xì)胞液中物質(zhì)的濃度對于維持細(xì)胞的生命活動非常重要。現(xiàn)提供紫色洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測定該細(xì)胞的細(xì)胞液的濃度相當(dāng)于多少質(zhì)量分?jǐn)?shù)的蔗糖溶液。寫出你的實(shí)驗(yàn)思路，并分析其中的基本原理。

提示:可以配制出一系列濃度梯度的蔗糖溶液,將紫色洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞置于配好的各種濃度的蔗糖溶液中,適當(dāng)時間后用顯微鏡觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離情況。記錄剛好發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞所用的蔗糖溶液濃度,以及剛好尚未發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞所用的蔗糖溶液濃度,據(jù)此推算出細(xì)胞液溶質(zhì)濃度應(yīng)介于這兩個濃度之間。2.溫度變化會影響水分通過半透膜的擴(kuò)散速率嗎?請你提出假設(shè)，并設(shè)計(jì)檢驗(yàn)該假設(shè)的實(shí)驗(yàn)方案。 假設(shè):溫度變化會影響水分通過半透膜的擴(kuò)散速率設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提示:可以借用本節(jié)問題探討中的滲透裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將該滲透裝置置于不同溫度的環(huán)境中,通過比較不同溫度下漏斗管液面上升速度的快慢,判定溫度是否影響水分子的擴(kuò)散速度,實(shí)驗(yàn)中要注意排除各種無關(guān)變量的干擾,如置于不同溫度中的漏斗內(nèi)的蔗糖溶液的量和濃度必須相等,以確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。第2節(jié)主動運(yùn)輸與胞吞、胞吐1.P69問題探討人體甲狀腺分泌的甲狀腺激素，在生命活動中起著重要作用。碘是合成甲狀腺激素的重要原料。甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)碘濃度比血液中的高20-25倍。討論

(1)甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘是通過被動運(yùn)輸嗎?

(2)聯(lián)想逆水行舟的情形，甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘是否需要細(xì)胞提供能量?

(3)這在各種物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸中是特例還是有一定的普遍性?提示：(1)不是。(2)需要細(xì)胞提供能量。(3)具有普遍性。2.P71思考.討論（1）胞吞、胞吐過程的實(shí)現(xiàn)與生物膜結(jié)構(gòu)的特性有什么關(guān)系?提示：細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的流動性是胞吞、胞吐的基礎(chǔ);胞吞、胞吐過程中膜的變形本身也體現(xiàn)了膜的流動性。游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體合成的蛋白質(zhì)多是供細(xì)胞自身使用，而附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)能夠分泌到細(xì)胞外。試分析其中的道理。提示：因?yàn)橛坞x于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體,所合成的蛋白質(zhì)也只能游離于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,由于蛋白質(zhì)是大分子有機(jī)物,無法直接通過被動運(yùn)輸或主動運(yùn)輸穿過細(xì)胞膜運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外,所以一般只能留在細(xì)胞內(nèi)供細(xì)胞自身使用,而附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成的蛋白質(zhì)能夠進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中,并借助囊泡移動進(jìn)入高爾基體,經(jīng)加工包裝后,包裹在囊泡中的蛋白質(zhì)就能以胞吐的方式分泌到細(xì)胞外。3.P72練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測1.一種物質(zhì)進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞脚c該物質(zhì)的分子大小等性質(zhì)有關(guān)。判斷下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)表述是否正確。

(1)相對分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子都可以通過自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。(×)

(2)大分子有機(jī)物要通過轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的作用才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，并且要消耗能量。(×)

(3)被動運(yùn)輸都是順濃度梯度進(jìn)行的，既不需要消耗能量，也不需要借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。(×)(4)主動運(yùn)輸都是逆濃度梯度進(jìn)行的，既要消耗細(xì)胞的能量，也需要借助膜上的載體蛋白。(√)2.下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹觯e誤的是(A)

A.果脯在腌制中慢慢變甜，是細(xì)胞通過主動運(yùn)輸吸收糖分的結(jié)果

B.脂溶性物質(zhì)較易通過自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞C.葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞需要借助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，但不消耗能量，屬于協(xié)助擴(kuò)散

D.大腸桿菌吸收K*既消耗能量，又需要借助膜上的載體蛋白，屬于主動運(yùn)輸3.細(xì)胞內(nèi)的生物大分子(如胃蛋白酶原)運(yùn)出細(xì)胞的方式是(A)

A.胞吐B.自由擴(kuò)散C.協(xié)助擴(kuò)散D.被動運(yùn)輸

二、拓展應(yīng)用

1.淡水中生活的原生動物，如草履蟲，能通過伸縮泡排出細(xì)胞內(nèi)過多的水，以防止細(xì)胞漲破。如果將草履蟲放入蒸餾水或海水中，推測其仲縮泡的伸縮情況，分別會發(fā)生什么變化?

提示:放入蒸餾水中的草履蟲,其伸縮泡的伸縮頻率加快,放入海水中的則伸縮頻率減慢。2.檉柳是強(qiáng)耐鹽植物，它的葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內(nèi)的無機(jī)鹽排出體外。檉柳的根部吸收無機(jī)鹽離子是主動運(yùn)輸還是被動運(yùn)輸?如果要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以證明，請說出實(shí)驗(yàn)思路。 提示:主動運(yùn)輸和被動運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別之一是是否需要能量而能量來自細(xì)胞呼吸,故可通過抑制根細(xì)胞呼吸,并觀察無機(jī)鹽離子吸收速率是否受影響來判斷其吸收過程屬于主動運(yùn)輸還是被動運(yùn)輸,具體步驟:取甲、兩組生長狀態(tài)基本相同的檉柳幼苗,放入適宜濃度的含有Ca2+、K+的溶液中;甲組給予正常的細(xì)胞呼吸條件,乙組抑制細(xì)胞呼吸;一段時間后測定兩組植株根系對Ca2+、K+的吸收速率,若兩組植株對Ca2+、K+的吸收速率相同,說明檉柳從土壤中吸收無機(jī)鹽為被動運(yùn)輸;若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率,說明檉柳從壤中吸收無機(jī)鹽是主動運(yùn)輸。4.P72復(fù)習(xí)與提高一、選擇題1.將發(fā)生質(zhì)壁分離的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞置于清水中，發(fā)生的變化是(A)

A.液泡的顏色逐漸變B.細(xì)胞吸水直至漲破C.原生質(zhì)層逐漸增厚D.細(xì)胞體積明顯增大

2.將剛萎蔫的菜葉放人清水中，菜葉細(xì)胞含水量能夠得到恢復(fù)的主要原因是(A)

A.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散B.主動運(yùn)輸和胞吞C.自由擴(kuò)散和主動運(yùn)輸D.協(xié)助擴(kuò)散和主動運(yùn)輸

3.下列物質(zhì)通過細(xì)胞膜時需要載體蛋白的是(C)

A.水進(jìn)人根毛細(xì)胞B.氧進(jìn)入肺泡細(xì)胞C.K+被吸收進(jìn)人小腸絨毛上皮細(xì)胞D.二氧化碳進(jìn)入毛細(xì)血管

4.紅莧菜的葉肉細(xì)胞中含有花青素。若將紅莧菜葉片放在清水中，水的顏色無明顯變化;若對其進(jìn)行加熱，隨著水溫升高，水的顏色逐漸變成紅色，其原因是(D)

A.花青素在水等無機(jī)溶劑中難以溶解B.水溫升高使花青素的溶解度增大

C.加熱使細(xì)胞壁失去了選擇透過性D.加熱使葉肉細(xì)胞的生物膜被破壞二、非選擇題1.完成下面有關(guān)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式的概念地圖下圖表示的是一個動物細(xì)胞內(nèi)外不同離子的相對濃度。據(jù)圖回答問題。(1)通過主動運(yùn)輸進(jìn)人細(xì)胞的離子是___

，你作出判斷的依據(jù)是_。

(2)通過主動運(yùn)輸排出細(xì)胞的離子是_你作出判斷的依據(jù)是。(1)K+和Mg2+這兩種離子的濃度細(xì)胞內(nèi)大于細(xì)胞外,細(xì)胞若要吸收這兩種離子必須逆著濃度梯度進(jìn)行(2)Na+和Cl-這兩種離子的濃度細(xì)胞內(nèi)小于細(xì)胞外,細(xì)胞若要排出這兩種離子必須逆著濃度梯度進(jìn)行3.用物質(zhì)的量濃度為2

mol

.L-1'的乙二醇溶液和2mol.L-1的蔗糖溶液分別浸泡某種植物細(xì)胞，觀察細(xì)胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，得到其原生質(zhì)體體積變化情況如下圖所示。回答問題。(1)原生質(zhì)體體積A-→B段的變化說明:在該段時間內(nèi)水從原生質(zhì)體，細(xì)胞液的濃度。

(2)在1min后，處于2mol.L-1蔗糖溶液中細(xì)胞的細(xì)胞液的濃度將_，此時，在細(xì)胞壁與原生質(zhì)層之間充滿了溶液。要使該細(xì)胞