人教版必修1 第4章 第1節(jié)　物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?學(xué)案.docxVIP

第1節(jié)物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗龑W(xué)習(xí)目標(biāo)1.舉例說出細(xì)胞膜是選擇透過性膜。2.嘗試提出問題，作出假設(shè)，對探究活動進(jìn)行設(shè)計。3.進(jìn)行關(guān)于植物細(xì)胞吸水和失水的實驗設(shè)計和操作。一、滲透作用1概念：是指水分子或其他溶劑分子通過半透膜(或選擇透過性膜)進(jìn)行的擴散。2滲透作用發(fā)生的條件3滲透作用發(fā)生的原理(1)以半透膜為界面，單位體積清水中的水分子數(shù)多于蔗糖溶液中的水分子數(shù)，所以在單位時間內(nèi)由清水進(jìn)入蔗糖溶液的水分子數(shù)多于由蔗糖溶液進(jìn)入清水的水分子數(shù)。因此，一段時間后，漏斗管內(nèi)的液面會上升。(2)水分子通過半透膜由低濃度溶液向高濃度溶液擴散。例1如圖1所示的甲、乙、丙三個滲透裝置中，三個漏斗頸的內(nèi)徑相等，漏斗內(nèi)盛有濃度相同的蔗糖溶液，且漏斗內(nèi)液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一個水槽的清水中。三個滲透裝置的半透膜的面積和所盛蔗糖溶液的體積不同，如下表所示。裝置編號甲乙丙半透膜面積ss/2s蔗糖溶液體積tt2t圖2中曲線1、2、3表示漏斗液面高度隨時間的變化情況。則曲線1、2、3與甲、乙、丙三個裝置的對應(yīng)關(guān)系是()a1丙；2甲；3乙b1乙；2甲；3丙c1甲；2乙；3丙d1丙；2乙；3甲答案a解析甲、乙漏斗內(nèi)盛有濃度相同的蔗糖溶液且體積相同，置于同一個水槽的清水中，故甲、乙漏斗液面高度最終一樣高，甲的半透膜面積是乙的兩倍，達(dá)到同一高度所需時間更短，因此甲對應(yīng)曲線2，乙對應(yīng)曲線3，則丙對應(yīng)曲線1。例2如圖，甲、乙為兩個滲透裝置。甲圖是發(fā)生滲透作用時的初始狀態(tài)，乙圖是較長時間之后，漏斗內(nèi)外的水分子達(dá)到動態(tài)平衡時的狀態(tài)。判斷下列有關(guān)敘述錯誤的是()a圖甲中為半透膜，水分子能自由通過b圖甲中溶液的濃度大于溶液的濃度c圖乙中溶液的濃度與溶液的濃度相等d圖甲中溶液和濃度差越大，則圖乙中的水柱越高答案c解析在圖乙中，高出液面的水柱所產(chǎn)生的壓力與滲透壓達(dá)到平衡，此時即漏斗內(nèi)液體的濃度應(yīng)比溶液的濃度高。易錯提醒有關(guān)滲透作用的三個誤區(qū)(1)半透膜兩側(cè)的水分子進(jìn)行的是雙向運動，而不是單向運動，觀測到的現(xiàn)象是由雙向水分子運動的差別所導(dǎo)致的液面改變。(2)當(dāng)半透膜兩側(cè)的溶液達(dá)到平衡時，是指兩側(cè)的水分子運動達(dá)到平衡，而兩側(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)。二、細(xì)胞的吸水和失水1動物細(xì)胞的吸水和失水半透膜濃度差細(xì)胞狀態(tài)細(xì)胞膜相當(dāng)于一層半透膜外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)的濃度皺縮膨脹不變2.植物細(xì)胞的滲透系統(tǒng)(1)半透膜：植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)，稱為原生質(zhì)層，具有選擇透過性，相當(dāng)于一層半透膜。(2)濃度差：細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要是指植物液泡內(nèi)部的細(xì)胞液，當(dāng)它和外界溶液有濃度差時，發(fā)生吸水或失水。(3)原理和現(xiàn)象外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。例3若如圖表示植物細(xì)胞滲透作用的圖解，下列說法中錯誤的是()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)胞能發(fā)生滲透失水或吸水c當(dāng)溶液濃度甲乙時，細(xì)胞發(fā)生滲透失水，當(dāng)溶液濃度乙甲時，細(xì)胞發(fā)生滲透吸水d當(dāng)溶液濃度甲乙時，細(xì)胞處于動態(tài)平衡狀態(tài)，不發(fā)生滲透作用答案d解析植物的原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜；當(dāng)溶液濃度甲乙時，細(xì)胞發(fā)生滲透失水，當(dāng)溶液濃度乙甲時，細(xì)胞發(fā)生滲透吸水；活細(xì)胞處于外界溶液中，滲透作用就會發(fā)生，即當(dāng)溶液濃度甲乙時，也發(fā)生滲透作用，此時處于動態(tài)平衡狀態(tài)。三、探究植物細(xì)胞的吸水和失水1實驗原理(1)植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜，細(xì)胞壁與原生質(zhì)層具有一定的伸縮性，原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性。(2)外界溶液濃度細(xì)胞液濃度細(xì)胞失水，原生質(zhì)層皺縮發(fā)生質(zhì)壁分離。(3)外界溶液濃度b，細(xì)胞滲透吸水bab，滲透系統(tǒng)保持動態(tài)平衡cab，細(xì)胞滲透失水d上述三種情況都有可能答案d解析該細(xì)胞可能正處于質(zhì)壁分離過程中(如c項)，也可能處于質(zhì)壁分離后的動態(tài)平衡過程中(如b項)，也可能正處在發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的過程中(如a項)。例5用0.5 g/ml蔗糖溶液、0.3 g/ml蔗糖溶液、一定濃度的尿素溶液分別處理洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞10 min，三組細(xì)胞體積變化如圖所示。下列有關(guān)分析不正確的是()aa曲線為0.5 g/ml蔗糖溶液處理組ba、b、c三組洋蔥細(xì)胞失水的方式相同c若將細(xì)胞轉(zhuǎn)移到蒸餾水中，有兩組能夠發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原d若實驗繼續(xù)進(jìn)行，只有一組細(xì)胞能夠發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原答案a解析分析圖示可知，a、b、c的細(xì)胞體積依次減小，說明失水量依次增大，0.5 g/ml蔗糖溶液中的洋蔥表皮細(xì)胞比0.3 g/ml中的失水多，故a曲線不是0.5 g/ml蔗糖溶液處理組；在較高濃度的外界溶液中，洋蔥細(xì)胞失水的方式都是滲透失水；將細(xì)胞轉(zhuǎn)移到蒸餾水中，0.3 g/ml蔗糖溶液、一定濃度的尿素溶液處理的細(xì)胞，能夠吸收外界的水分發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，而0.5 g/ml蔗糖溶液濃度過高，細(xì)胞失水過多而死亡；尿素是小分子，可進(jìn)入細(xì)胞，從而發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原，蔗糖不能被吸收進(jìn)入細(xì)胞液，細(xì)胞不會自動復(fù)原。思維啟迪從溶液角度分析質(zhì)壁分離及復(fù)原(1)在一定濃度的溶液(溶質(zhì)不能穿膜)中只發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。(2)在一定濃度的溶液(溶質(zhì)可穿膜)中發(fā)生質(zhì)壁分離后可自動復(fù)原，如甘油、尿素、乙二醇、kno3溶液等。(3)在高濃度溶液中質(zhì)壁分離現(xiàn)象明顯，但溶液濃度過高時不能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，因為溶液濃度過高，細(xì)胞會因過度失水而死亡。(4)鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細(xì)胞，不適于做質(zhì)壁分離實驗的溶液。四、物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗?番茄和水稻吸收離子的比較科學(xué)家將番茄和水稻分別放在含mg2、ca2和sio的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，結(jié)果如圖所示，據(jù)圖回答相關(guān)問題：(1)圖示反映同一植物對不同離子的吸收量不同，不同植物對同一離子的吸收量不同。即植物細(xì)胞對無機鹽離子的吸收具有選擇性。(2)水稻培養(yǎng)液中mg2、ca2濃度和番茄培養(yǎng)液中sio濃度超過初始濃度的原因是什么？水稻吸收水的相對速率比吸收ca2、mg2的大，造成培養(yǎng)液中ca2、mg2濃度上升；番茄吸收水的相對速率比吸收sio的大，造成培養(yǎng)液中sio濃度上升。2人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘的特點人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞內(nèi)碘濃度比血液中高2025倍，說明碘進(jìn)入甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞時從低濃度向高濃度運輸。3結(jié)論細(xì)胞對物質(zhì)的輸入和輸出具有選擇性，這種特性是通過細(xì)胞膜實現(xiàn)的，細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜。例6將等量的、微量的nh、po、k、ca2共同置于100 ml蒸餾水中，再放入一些新鮮的水稻根尖，一段時間后，測定溶液中上述四種離子和水的含量變化(見下表)。實驗結(jié)果可以說明()項目h2onhkca2po減少量0%23%12%37%14%根對水的吸收和對礦質(zhì)離子的吸收是兩個相對獨立的過程根對礦質(zhì)離子的吸收不是等比例進(jìn)行的根吸收礦質(zhì)離子的過程不受溫度的影響a只有 b只有c只有 d都正確答案a解析從表中可以看出，水沒有減少，而礦質(zhì)離子不同程度的減少，所以根吸收水和吸收礦質(zhì)離子是兩個相對獨立的過程，且不同礦質(zhì)離子的吸收不是等比例進(jìn)行的；表中不能看出根尖對礦質(zhì)離子的吸收是否受溫度的影響。1下列敘述，正確的打“”，錯誤的打“”。(1)發(fā)生滲透作用的兩個條件是存在半透膜、膜兩側(cè)存在濃度差()(2)達(dá)到滲透平衡時，半透膜兩側(cè)的水分子進(jìn)行的是雙向運動()(3)成熟紅細(xì)胞在低濃度溶液中一定會吸水漲破()(4)原生質(zhì)層是指細(xì)胞膜和液泡膜()(5)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時，洋蔥表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離，細(xì)胞液顏色變淺()(6)物質(zhì)通過細(xì)胞膜的跨膜運輸都必須是順相對含量梯度進(jìn)行的()(7)同一細(xì)胞對不同離子的吸收量不同，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的選擇透過性()(8)用培養(yǎng)液培養(yǎng)植物，一段時間后培養(yǎng)液中離子的濃度都比初始濃度低()(9)動植物細(xì)胞都能吸水漲破()(10)水分子、離子、小分子物質(zhì)都能通過細(xì)胞膜()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)2如圖甲燒杯中是5%的淀粉液，圖乙燒杯中是5%的葡萄糖液，將裝有蒸餾水的透析袋分別放入圖甲、乙燒杯中(水和葡萄糖分子能通過透析袋的膜)放置一小時后()a圖甲燒杯中透析袋外的淀粉液濃度不變b圖乙燒杯中透析袋外的葡萄糖液濃度降低c圖甲燒杯中透析袋內(nèi)的液體加入碘液后呈藍(lán)色d圖乙燒杯中透析袋內(nèi)的液體加入斐林試劑后呈磚紅色答案b解析圖甲燒杯中透析袋外的淀粉液濃度大于透析袋內(nèi)蒸餾水的濃度，由于淀粉不可以通過透析袋，所以水分子從透析袋出來進(jìn)入燒杯，導(dǎo)致透析袋外的淀粉液濃度降低，a錯誤；圖乙燒杯中透析袋外的葡萄糖可以進(jìn)入透析袋，而透析袋內(nèi)的水分子可以出來進(jìn)入燒杯，所以燒杯中水分子增多，葡萄糖分子減少，則圖乙燒杯中透析袋外的葡萄糖液濃度降低，b正確；由于淀粉不可以通過透析袋，所以圖甲燒杯中透析袋內(nèi)沒有淀粉，加入碘液后不會出現(xiàn)藍(lán)色，c錯誤；圖乙燒杯中葡萄糖可以進(jìn)入透析袋，葡萄糖是還原糖，所以圖乙燒杯加入斐林試劑后需水浴加熱才可以變成磚紅色，d錯誤。3(2018成都模擬)五個大小相同的馬鈴薯幼根與物種a的幼根分別放入甲戊五種不同濃度的蔗糖溶液中，數(shù)小時后，取出稱重，重量變化如圖所示。以下關(guān)于該實驗結(jié)果的說法不正確的是()a與馬鈴薯幼根細(xì)胞液等滲的溶液是甲溶液b馬鈴薯比物種a更耐旱c物種a幼根的細(xì)胞在甲濃度溶液中一定會發(fā)生明顯的質(zhì)壁分離d在這五種蔗糖溶液中，濃度最大的是乙溶液答案c解析在甲溶液中，馬鈴薯幼根細(xì)胞的重量不變，說明馬鈴薯吸水和失水處于動態(tài)平衡，甲溶液是馬鈴薯幼根細(xì)胞液的等滲溶液，a正確；由圖可知，馬鈴薯吸水能力比物種a強，所以馬鈴薯更耐干旱，b正確；幼根細(xì)胞的發(fā)育程度不同，因此物種a幼根的細(xì)胞在甲濃度溶液中不一定會發(fā)生明顯的質(zhì)壁分離，c錯誤；在這五種蔗糖溶液中，乙溶液中的馬鈴薯幼根細(xì)胞的重量減少最大，說明乙溶液的濃度最大，d正確。4當(dāng)你連續(xù)吃咸菜時，你的口腔黏膜會有干澀的感覺。其原因是()a口腔黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度大于外界溶液濃度，細(xì)胞失水b口腔黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度小于外界溶液濃度，細(xì)胞失水c口腔黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度大于外界溶液濃度，細(xì)胞吸水d口腔黏膜細(xì)胞質(zhì)濃度小于外界溶液濃度，細(xì)胞吸水答案b解析連續(xù)吃咸菜，口腔黏膜細(xì)胞質(zhì)的濃度小于外界溶液的濃度，導(dǎo)致細(xì)胞失水，使口腔黏膜出現(xiàn)干澀感覺。5某校研究性學(xué)習(xí)小組利用如下實驗材料做相關(guān)實驗，請分析回答下列問題：(1)用上述材料進(jìn)行質(zhì)壁分離實驗，應(yīng)選擇的最佳實驗材料是_(填序號)。(2)在觀察質(zhì)壁分離實驗中，將取自同一材料同一區(qū)域的三個細(xì)胞分別放在a、b、c三種不同濃度的蔗糖溶液中，實驗結(jié)果分別如下圖1、2、3所示，這三種蔗糖溶液的濃度由大到小依次是_(用字母表示)。(3)將圖3細(xì)胞放入_中，細(xì)胞能由圖3恢復(fù)成圖1的狀態(tài)，此