第4章第1節(jié)被動運輸

第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)被動運輸1通過模擬實驗，觀察滲透現(xiàn)象；分析動物細(xì)胞的滲透作用。2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，分析植物細(xì)胞的吸水和失水。3舉例說明被動運輸?shù)膬煞N方式及特點。素養(yǎng)要求1生命觀念：感悟正常的物質(zhì)進(jìn)出對細(xì)胞代謝的重要意義，認(rèn)同生物體的結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的特點。2科學(xué)探究：通過對探究植物細(xì)胞的吸水和失水實驗的設(shè)計和操作，進(jìn)一步掌握探究類實驗的設(shè)計思路，提升實驗操作能力。課標(biāo)要求內(nèi)容索引一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理二、探究植物細(xì)胞的吸水和失水隨堂演練知識落實三、被動運輸01一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理SHUIJINCHUIBAODEYUANLI1滲透作用1概念：是指分子或其他溶劑分子通過的擴(kuò)散?；A(chǔ)梳理·夯實教材基礎(chǔ)水半透膜拓展提升活細(xì)胞內(nèi)的生物膜只允許水分子自由透過，其所選擇的離子及一些小分子物質(zhì)也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子物質(zhì)均不能透過，是嚴(yán)格的半透膜。2滲透作用發(fā)生的條件有一層________半透膜兩側(cè)的溶液具有________3滲透作用發(fā)生的原理①原理：以半透膜為界面，單位體積清水中的水分子數(shù)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)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。②滲透的方向：水分子從水的相對含量的一側(cè)向相對含量的一側(cè)滲透。多于多于升高高低半透膜濃度差思維點撥1滲透系統(tǒng)中水分子透過半透膜的移動是雙向的，最終結(jié)果是由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子數(shù)較多。2組成滲透系統(tǒng)的兩種溶液，濃度差越大，最終形成的液面高度差越顯著。3相同質(zhì)量濃度的兩種溶液組成的滲透系統(tǒng)，水分子向溶質(zhì)分子相對較小的溶液中流動較多。2水分子進(jìn)出動物細(xì)胞半透膜濃度差細(xì)胞形態(tài)

相當(dāng)于一層半透膜外界溶液濃度＞

的濃度_________＜吸水膨脹＝_____3植物細(xì)胞的滲透系統(tǒng)細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)失水皺縮不變?nèi)感栽|(zhì)層1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2動物細(xì)胞和植物細(xì)胞放在蒸餾水中會吸水漲破3植物細(xì)胞壁是全透性的，其作用是保護(hù)和支持細(xì)胞4原生質(zhì)層由細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、液泡膜及所有細(xì)胞質(zhì)組成正誤判斷·矯正易混易錯√××√1如果滲透實驗中，燒杯內(nèi)不是清水，而是同濃度的蔗糖溶液，漏斗管內(nèi)液面還會升高嗎？提示漏斗管內(nèi)液面不會升高，因為半透膜兩側(cè)溶液沒有濃度差。2滲透實驗中，液面高度差H會不會一直升高，為什么？提示不會。漏斗管中的液面升高時，液體產(chǎn)生的靜水壓也隨之變大，當(dāng)靜水壓增大到和滲透壓相等時以半透膜為界，二者的方向相反，靜水壓向外、滲透壓向內(nèi)，單位時間內(nèi)透過半透膜進(jìn)出長頸漏斗的水分子數(shù)相等。因此，液面高度差不會一直升高。深化探究·解決問題疑難3如果滲透實驗中，半透膜的面積增大一倍，其他條件不變，液面高度差H會不會變化？達(dá)到H的時間會不會變化？提示半透膜兩側(cè)溶液的濃度差不變，液面高度差H不會變，但是由于半透膜面積增大，因此達(dá)到H的時間會變短。拓展提升滲透原理在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用1對農(nóng)作物合理灌溉，降低了土壤溶液濃度，促進(jìn)水分的吸收，滿足農(nóng)作物對水分的需要。2鹽堿地中植物更易缺水或不易存活；一次施肥過多，會造成“燒苗”現(xiàn)象。這些都是因為土壤溶液濃度過高，根細(xì)胞不易吸水，甚至失水造成的。3糖漬、鹽漬食品如鹽漬新鮮魚、肉不易變質(zhì)的原因是在食品的表面和內(nèi)部形成了高濃度的糖、鹽溶液，使微生物如細(xì)菌不能生存、繁殖。4醫(yī)用生理鹽水的質(zhì)量濃度為09%，與人體細(xì)胞生存的液體環(huán)境的濃度基本相等，可以維持細(xì)胞的正常形態(tài)。02二、探究植物細(xì)胞的吸水和失水TANJIUHIWUIBAODEISHUIHESHISHUI1實驗原理1植物細(xì)胞的相當(dāng)于一層半透膜，細(xì)胞壁與原生質(zhì)層均具有一定的伸縮性，但原生質(zhì)層的伸縮性細(xì)胞壁的伸縮性。2外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度→細(xì)胞，原生質(zhì)層收縮程度比細(xì)胞壁大→發(fā)生。3外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度→細(xì)胞→已發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞發(fā)生______現(xiàn)象?；A(chǔ)梳理·夯實教材基礎(chǔ)原生質(zhì)層大于失水質(zhì)壁分離吸水質(zhì)壁分離復(fù)原2實驗步驟紫色細(xì)胞壁質(zhì)量濃度的蔗糖溶液縮小變深原生質(zhì)層分離變大變淺貼近清水3實驗結(jié)論1成熟植物細(xì)胞能與外界溶液進(jìn)行滲透作用，當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離。2當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞的細(xì)胞液濃度時，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。4注意事項1實驗成功的關(guān)鍵之一是實驗材料的選擇。要選取成熟的、帶有一定顏色的植物組織進(jìn)行實驗，便于觀察實驗現(xiàn)象。2滴加蔗糖溶液或清水時，應(yīng)在上操作，通過前后對比觀察某個細(xì)胞的吸水和失水情況。3選用的蔗糖溶液濃度要。過低，不足以引起質(zhì)壁分離或質(zhì)壁分離所需時間過長；過高，可能造成植物細(xì)胞失水過多、過快而死亡，不能發(fā)生現(xiàn)象。大于小于液泡載物臺適宜質(zhì)壁分離復(fù)原1動物細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象2質(zhì)壁分離的過程中，細(xì)胞的失水速率逐漸加快3用05g/mL的蔗糖溶液與用03g/mL的蔗糖溶液進(jìn)行實驗，實驗現(xiàn)象可能不同

4用適宜濃度的蔗糖溶液與用適宜濃度的NO3溶液處理成熟植物細(xì)胞，實驗現(xiàn)象相同正誤判斷·矯正易混易錯√√××1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)胞壁之間是何物質(zhì)？提示因為細(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。2實驗中共涉及三次顯微鏡觀察，其中第一次觀察的目的是什么？提示觀察正常洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的狀態(tài)，以便與處理后的狀態(tài)形成對照。深化探究·解決問題疑難方法技巧判斷細(xì)胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原的方法1從細(xì)胞角度分析①死細(xì)胞、動物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞不發(fā)生質(zhì)壁分離。②生活狀態(tài)下，具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離。2從溶液角度分析①在適宜濃度、溶質(zhì)不能被吸收的溶液中發(fā)生質(zhì)壁分離。②在適宜濃度、溶質(zhì)可被吸收的溶液中先發(fā)生質(zhì)壁分離，后發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原。③在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離，但因細(xì)胞失水過多而死亡，不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。03三、被動運輸BEIDONGYUNSHU1概念物質(zhì)以方式進(jìn)出細(xì)胞，消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱為被動運輸。基礎(chǔ)梳理·夯實教材基礎(chǔ)擴(kuò)散不需要2分類1自由擴(kuò)散①概念：物質(zhì)通過簡單的進(jìn)出細(xì)胞的方式，也叫。②特點：濃度梯度擴(kuò)散；能量；轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助。③實例：O2、CO2、甘油、乙醇、苯等通過自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。擴(kuò)散作用簡單擴(kuò)散順不消耗不需要拓展提升1擴(kuò)散的概念：物質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移，直到均勻分布的現(xiàn)象。2擴(kuò)散的速率：氣體中最快，液體中次之，固體中最慢；濃度差越大、溫度越高、參與的粒子質(zhì)量越小，擴(kuò)散的速率越快。2協(xié)助擴(kuò)散①概念：借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式，也叫。②特點：濃度梯度擴(kuò)散；能量；轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助，物質(zhì)運輸速率與轉(zhuǎn)運蛋白的有關(guān)。③實例：血液中進(jìn)入紅細(xì)胞；多數(shù)進(jìn)出細(xì)胞。④轉(zhuǎn)運蛋白分為和兩類。易化擴(kuò)散順不消耗需要數(shù)量葡萄糖水分子載體蛋白通道蛋白1自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散都是被動運輸，分子從高濃度一側(cè)通過細(xì)胞膜進(jìn)入低濃度一側(cè)2水分子和氣體分子進(jìn)出細(xì)胞的方式是自由擴(kuò)散，脂肪酸進(jìn)出細(xì)胞的方式是協(xié)助擴(kuò)散3自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散都不需要轉(zhuǎn)運蛋白和能量4隨物質(zhì)濃度的增大，協(xié)助擴(kuò)散的速率與膜兩側(cè)的濃度差成正比正誤判斷·矯正易混易錯√×××深化探究·解決問題疑難1細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白有何特點？提示具有特異性：不同物質(zhì)的轉(zhuǎn)運蛋白不同，不同細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運蛋白的種類和數(shù)量也不同；具有飽和性：當(dāng)細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白達(dá)到飽和時，細(xì)胞吸收該物質(zhì)的速率不再隨膜兩側(cè)濃度差的增大而增大。2同一種物質(zhì)進(jìn)出不同細(xì)胞的方式相同嗎？提示不一定相同。如少數(shù)水分子以自由擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞，更多的水分子借助細(xì)胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞。學(xué)習(xí)小結(jié)04隨堂演練知識落實SUITANGYANLIANHISHILUOSHI12018·福州期中如圖為成熟植物細(xì)胞滲透作用的圖解，下列說法錯誤的是123456A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)外界溶液甲的濃度＞細(xì)胞液乙的濃度時，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，水分子停止進(jìn)出細(xì)胞√12345解析植物細(xì)胞的原生質(zhì)層由細(xì)胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)組成，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)成一個滲透系統(tǒng)，原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，當(dāng)細(xì)胞液與外界溶液存在濃度差時，細(xì)胞發(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，植物細(xì)胞就會失水，發(fā)生質(zhì)壁分離，C正確；當(dāng)外界溶液甲的濃度＝細(xì)胞液乙的濃度時，水分子進(jìn)出細(xì)胞處于動態(tài)平衡，D錯誤。622019·南京金陵中學(xué)模擬在“植物細(xì)胞的吸水和失水”實驗中，對紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片進(jìn)行了三次觀察和兩次處理。下列有關(guān)敘述正確的是A第一次觀察為低倍鏡觀察，后兩次為高倍鏡觀察B第一次用吸水紙引流時滴加的液體為清水，第二次用吸水紙引流時滴加的液體為質(zhì)量濃度為03g/mL的蔗糖溶液C若將紫色洋蔥鱗片葉的外表皮換成內(nèi)表皮，則不會發(fā)生質(zhì)壁分離D若將質(zhì)量濃度為03g/mL的蔗糖溶液換成適宜濃度的NO3溶液，不用滴加清水也能觀察到質(zhì)壁分離的復(fù)原12345√612345解析該實驗只需用低倍鏡觀察即可，A錯誤；該實驗過程中，第一次用吸水紙引流時滴加的是質(zhì)量濃度為03g/mL的蔗糖溶液，目的是觀察質(zhì)壁分離，第二次用吸水紙引流時滴加的是清水，目的是觀察質(zhì)壁分離復(fù)原，B錯誤；紫色洋蔥鱗片葉的內(nèi)表皮細(xì)胞中幾乎不含色素，實驗現(xiàn)象觀察不明顯，并非不發(fā)生質(zhì)壁分離，C錯誤；若將質(zhì)量濃度為03g/mL的蔗糖溶液換成適宜濃度的NO3溶液，開始時，外界NO3溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，植物細(xì)胞滲透失水而出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象，由于＋和能夠被植物細(xì)胞吸收，隨著離子不斷進(jìn)入細(xì)胞液中，細(xì)胞液的濃度逐漸增大，當(dāng)細(xì)胞液的濃度大于外界溶液濃度時，細(xì)胞又會因吸水而出現(xiàn)質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，D正確。632019·太原高一檢測質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗具有廣泛的應(yīng)用，下列不能通過該實驗來實現(xiàn)的是A比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大小B估算人成熟紅細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)濃度C鑒別、區(qū)分硝酸鉀溶液和蔗糖溶液D判斷根尖成熟區(qū)細(xì)胞是否具有活性12345√612345解析質(zhì)壁分離指的是植物細(xì)胞在高滲環(huán)境下，因水分從液泡中流失而出現(xiàn)的原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離的現(xiàn)象。只要膜兩側(cè)存在濃度差，且膜內(nèi)高于膜外，植物細(xì)胞就可以滲透吸水，反之細(xì)胞就會失水，如果膜兩側(cè)濃度相等，則為滲透平衡，因此可以比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大小，A正確；人成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，不能發(fā)生質(zhì)壁分離，B錯誤；在硝酸鉀溶液中，植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后會自動復(fù)原，而在蔗糖溶液中，植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后不會自動復(fù)原，C正確；活的根尖成熟區(qū)細(xì)胞可以發(fā)生質(zhì)壁分離，而死細(xì)胞的細(xì)胞膜不能控制物質(zhì)進(jìn)出，不能發(fā)生質(zhì)壁分離，D正確。64下列物質(zhì)中，通過自由擴(kuò)散進(jìn)入組織細(xì)胞的一組是A＋和Na＋B氨基酸和葡萄糖CO2和甘油D苯和蛋白質(zhì)12345√6解析小分子或脂溶性物質(zhì)，如O2、CO2、甘油、乙醇、苯等以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出組織細(xì)胞。5在物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞街?，自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的相似之處是A低濃度→高濃度，不需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助B高濃度→低濃度，需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助C低濃度→高濃度，消耗能量D高濃度→低濃度，不消耗能量12345√解析自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散均屬于被動運輸，二者的運輸方向均為高濃度→低濃度，且均不需要消耗能量。二者的區(qū)別在于協(xié)助擴(kuò)散需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助。66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：1234561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。①解析紫色洋蔥鱗片葉的外表皮細(xì)胞具有紫色大液泡，便于觀察，且材料易取