高中生物人教版（2019）必修一學(xué)案 第4 章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出

第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出

第1節(jié)被動(dòng)運(yùn)輸

【教學(xué)目標(biāo)】

1.理解水進(jìn)出細(xì)胞的原理。

2.通過探究植物細(xì)胞的吸水和失水，體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過程，提高動(dòng)手和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能

力。

3.結(jié)合實(shí)例掌握自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的異同。

一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理

(一)細(xì)胞的吸水和失水

1.原理：發(fā)生_______,必須具備兩個(gè)條件：

(1)具有：水分子可以通過，而蔗糖等大分子不能通過的膜，如玻璃紙(又叫賽

璐丹)

(2)膜兩側(cè)溶液具有

2.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水(以紅細(xì)胞為例：紅細(xì)胞膜相當(dāng)于一層半透膜)

(1)當(dāng)外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞吸水膨脹。

(2)當(dāng)外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞失水皺縮。

(3)當(dāng)外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，水分進(jìn)出平衡。

3.植物細(xì)胞的吸水和失水

(1)在成熟的植物細(xì)胞中的液體環(huán)境主要指的是________里面的細(xì)胞液，細(xì)胞膜和液泡膜

以及兩層膜之間的稱為原生質(zhì)層，它相當(dāng)于一層o

(2)成熟植物細(xì)胞，當(dāng)細(xì)胞液濃度小于外界溶液濃度，則發(fā)生________現(xiàn)象；當(dāng)細(xì)胞液濃

度大于外界溶液濃度時(shí)，則o

(二)水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理

(1)紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物(能、不能)透過細(xì)胞膜，這些有機(jī)物相當(dāng)于

“問題探討”所示裝置中的物質(zhì)。

(2)動(dòng)物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，也沒有大液泡，動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜。

（3）①當(dāng)外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞失水皺縮。

②當(dāng)外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞吸水膨脹，直到漲破。

③當(dāng)外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，水分進(jìn)出平衡，細(xì)胞形態(tài)基本不變。

由此可見，紅細(xì)胞吸水或失水取決于紅細(xì)胞O

（三）實(shí)驗(yàn)探究植物細(xì)胞吸水和失水

1.成熟的植物細(xì)胞

①植物細(xì)胞的細(xì)胞膜外面有一層。是全透性的，伸縮性比較小。

②植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、以及兩層膜之間的，稱為O

③植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要是指_______里面的細(xì)胞液。

2.探究植物細(xì)胞的吸水和失水

①探究實(shí)驗(yàn)的一般過程：

提出問題-一設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)i-分析結(jié)果，得出結(jié)論一

一進(jìn)一步探究。

②實(shí)驗(yàn)原理

成熟的植物細(xì)胞的相當(dāng)于一層半透膜，具有一定的濃度，能夠滲透失

水和吸水。

③實(shí)驗(yàn)過程：

一顯微鏡觀察-實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原）一得出結(jié)論。

二、自由擴(kuò)散和被動(dòng)運(yùn)輸

1.概念：物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(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(yùn)輸方式稱為被動(dòng)運(yùn)輸。

2.種類：分為和兩類。

3.列表比較自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散

類型自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散

運(yùn)輸方向___________到__________

動(dòng)力物質(zhì)的____________

1、細(xì)胞膜兩側(cè)存在濃度差

條件細(xì)胞膜兩側(cè)存在__________

2、需__________協(xié)助

、、

實(shí)例紅細(xì)胞吸收

甘油等

4.載體蛋白：只容許與相適應(yīng)的分子或離子通過，每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生

5.通道蛋白：只容許與相適配、相適宜的分子或離子通過。分子

或離子通過通道蛋白時(shí)，需要與通道蛋白結(jié)合。

【課后鞏固案】

1.利用反滲透法可以淡化海水。反滲透法是指在半透膜的原水一側(cè)施加適當(dāng)強(qiáng)

度的外界壓力，原水透過半透膜時(shí)，只允許水透過，其他物質(zhì)不能透過而被截

留在原水一側(cè)半透膜表面的過程。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A.滲透作用發(fā)生的必備條件是有半透膜和膜兩側(cè)有濃度差

B.利用反滲透法淡化海水時(shí)，施加的外界壓力應(yīng)大于海水滲透壓

C.植物的原生質(zhì)層相當(dāng)于一種具有選擇透過性的半透膜

D.利用反滲透法淡化海水時(shí)，所用半透膜上含有多種載體蛋白

2.將生雞蛋的大頭保持殼膜完好去掉蛋殼，小頭開個(gè)小孔讓蛋清和蛋黃流出.向蛋殼內(nèi)灌入

15%的蔗糖溶液，然后放在水槽的清水中并用鉛筆標(biāo)上吃水線.下列分析錯(cuò)誤的是（）

A.殼膜相當(dāng)于滲透裝置中的半透膜

B.半小時(shí)后吃水線低于水槽的初始水面是清水滲入蛋殼所致

C.若將清水換為15%的NaCl溶液,則蛋殼先上浮后下沉

D.若將正常的線粒體放入清水中,則線粒體內(nèi)膜先漲破

3.下列有關(guān)細(xì)胞吸水和失水的敘述，正確的是（）

A.可以用口腔上皮細(xì)胞來觀察質(zhì)壁分離

B.當(dāng)外界溶液的濃度比細(xì)胞內(nèi)的濃度低時(shí)，哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞失水皺縮

C.當(dāng)外界溶液的濃度比細(xì)胞液的濃度低時(shí)，洋蔥鱗片葉的表皮細(xì)胞吸水漲破

D.細(xì)胞吸水和失水是水分子順相對(duì)含量的梯度跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程

4.以紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)，如圖所示，原生質(zhì)體

長(zhǎng)度和細(xì)胞長(zhǎng)度分別用X和F表示，在處理時(shí)間相同的前提下（）

A.同一細(xì)胞用不同濃度蔗糖溶液處理，x/y值越小，則紫色越淺

B.不同細(xì)胞用相同濃度蔗糖溶液處理，x/y值越大，則細(xì)胞的正常細(xì)胞液濃度越高

c.不同細(xì)胞用相同濃度蔗糖溶液處理，x/y值越小，則越易復(fù)原

D.同一細(xì)胞用不同濃度蔗糖溶液處理，x/y值越大，則所用蔗糖溶液濃度越高

5.在“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原"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（如圖所示）。下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.第一次觀察時(shí)容易看到紫色大液泡和較大的無色細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)區(qū)域

B.第二次觀察時(shí)可以發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)壁分離首先發(fā)生在細(xì)胞的角隅處

C.吸水紙的主要作用是吸除滴管滴加的多余液體,以免污染鏡頭

D.為了節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間,通?？梢允÷缘谝淮物@微觀察步驟

6.某農(nóng)作物細(xì)胞間隙的濃度為a,細(xì)胞液的濃度為b,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的濃度為c,在對(duì)農(nóng)作物

施肥過多造成“燒苗”過程中，三者之間的關(guān)系是（）

A.a>b>cB.b>c>aC.a>c>bD.b>a>c

7.物質(zhì)X通過質(zhì)膜從濃度高的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到濃度低的一側(cè)，須載體蛋白參與且不消耗能量。

這種轉(zhuǎn)運(yùn)方式屬于（）

A.易化擴(kuò)散B.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)C.擴(kuò)散D.滲透

8.細(xì)胞膜的選擇透過性保證了細(xì)胞內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的微環(huán)境。下列物質(zhì)中，以（自由）擴(kuò)散方

式通過細(xì)胞膜的是（）

A.Na+B.二氧化碳C.RNAD.胰島素

9.將剛萎菁的菜葉放入清水中，菜葉細(xì)胞含水量能夠得到恢復(fù)的主要原因是（）

A.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散B.主動(dòng)運(yùn)輸和胞吞

C.自由擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸D.協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸

10.下圖1表示滲透作用裝置，一段時(shí)間后液面上升的高度為h,其中半透膜為膀胱膜，裝

置溶液A、a起始濃度分別用MA、Ma表示；圖2表示一個(gè)洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞放入蔗糖

溶液后發(fā)生質(zhì)壁分離過程圖。請(qǐng)根據(jù)圖回答問題：

圖1圖2

（1）圖1中，如果A、a均為蔗糖溶液，且開始時(shí)Ma>MA,則達(dá)到平衡后，

MaMA（填"大于"、"等于"或"小于"）。

（2）圖2中，如果B、b分別表示蔗糖溶液和細(xì)胞液，且起始濃度分別為MB、Mb,則達(dá)

到平衡后MBMb（填"大于"、"等于"或"小于，

⑶圖1中的半透膜相當(dāng)于植物細(xì)胞的,由圖2中（填數(shù)字）組成。圖2過

程中液泡的吸水能力如何變化？o

⑷原生質(zhì)層能主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)物質(zhì)而半透膜不能。為探究?jī)煞N膜的特性，某興趣小組做了以

下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)材料：紫色洋蔥。

實(shí)驗(yàn)器具：如圖1所示的滲透裝置（不含溶液）、光學(xué)顯微鏡、載玻片、蓋玻片、鑲子、刀

片、吸水紙、擦鏡紙、滴管、記號(hào)筆等。

實(shí)驗(yàn)試劑：蒸儲(chǔ)水、0.3g/mL的蔗糖溶液和與其等滲的KNO3溶液。

部分實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果如下：

①選兩套滲透裝置，標(biāo)上代號(hào)X和Y。在兩個(gè)燒杯里均加入一定量的蒸儲(chǔ)水，分別在裝

置X和Y的漏斗內(nèi)加入適量的蔗糖溶液和KN03溶液，均調(diào)節(jié)漏斗內(nèi)外液面高度一致。滲

透平衡時(shí)出現(xiàn)液面差的裝置是（填代號(hào)）。

②選兩片潔凈的載玻片，標(biāo)號(hào)，在載玻片中央分別滴加蒸儲(chǔ)水，制作洋蔥鱗片葉外表皮

臨時(shí)裝片并分別觀察裝片中細(xì)胞的初始狀態(tài)。

③觀察臨時(shí)裝片中浸潤(rùn)在所提供的蔗糖溶液和KN03溶液中的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)

胞發(fā)生的變化，兩者都能出現(xiàn)的現(xiàn)象是o

④上述實(shí)驗(yàn)中最能體現(xiàn)兩種膜功能差異的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。

答案以及解析

1.答案：D

解析：滲透作用發(fā)生的必備條件是有半透膜和膜兩側(cè)有濃度差，半透膜是物理性膜，其上

不含載體蛋白，A正確，D錯(cuò)誤；利用反滲透法淡化海水時(shí)，水分子從海水中滲出，故施

加的外界壓力應(yīng)大于海水滲透壓，B正確；植物的原生質(zhì)層由細(xì)胞膜、液泡膜及二者之間

的細(xì)胞質(zhì)組成，相當(dāng)于一種具有選擇透過性的半透膜，C正確。

2.答案：D

解析：

3.答案：D

解析：口腔上皮細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，不能發(fā)生質(zhì)壁分離，A錯(cuò)誤；當(dāng)外界溶液的濃度比細(xì)胞

內(nèi)的濃度低時(shí)，哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞可能會(huì)因持續(xù)吸水而漲破，B錯(cuò)誤；植物細(xì)胞有細(xì)胞壁

的保護(hù)，不會(huì)吸水漲破，C錯(cuò)誤；水分子進(jìn)出細(xì)胞取決于細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度差，當(dāng)外界

溶液濃度高于細(xì)胞液的濃度時(shí)，細(xì)胞失水，當(dāng)外界溶液濃度低于細(xì)胞液的濃度時(shí)，細(xì)胞吸

水，細(xì)胞吸水和失水都是水分子順相對(duì)含量的梯度跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程，D正確。

4.答案：B

解析：同一細(xì)胞用不同濃度蔗糖溶液處理，x/y值越小，說明細(xì)胞失水越多，則紫色越

深，A錯(cuò)誤；不同細(xì)胞用相同濃度蔗糖溶液處理，x/y值越大，說明細(xì)胞失水越少，則細(xì)

胞的正常細(xì)胞液濃度越高，B正確；不同細(xì)胞用相同濃度蔗糖溶液處理，X/Y值越小，說

明細(xì)胞失水越多，則越不易復(fù)原，c錯(cuò)誤；同一細(xì)胞用不同濃度蔗糖溶液處理，x/y值越

大，說明細(xì)胞失水越少，則所用蔗糖溶液濃度越低，D錯(cuò)誤。

5.答案：B

解析：第一次觀察時(shí)容易看到紫色大液泡幾乎充滿整個(gè)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，無色細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)區(qū)域幾乎

沒有，A錯(cuò)誤；吸水紙的作用是引流，使細(xì)胞快速浸潤(rùn)在蔗糖溶液或清水中發(fā)生質(zhì)壁分離或

復(fù)原,C錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)是以質(zhì)壁分離前后變化作為自身對(duì)照，不能省略第一次顯微觀察步

驟，D錯(cuò)誤。

6.答案：C

解析：

7.答案：A

解析：物質(zhì)由高濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到低濃度一側(cè)，需要載體蛋白參與但不耗能，說明該物質(zhì)的

轉(zhuǎn)運(yùn)方式是被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)中的易化擴(kuò)散，A正確。

8.答案：B

解析：物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞，叫作自由擴(kuò)散。自由擴(kuò)散不需要載體蛋白、不

消耗ATP,能以自由擴(kuò)散方式通過細(xì)胞膜的物質(zhì)有水、氣體、脂溶性物質(zhì)等，B項(xiàng)符合題

意；Na+通過細(xì)胞膜的方式有協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸，A項(xiàng)不符合題意；RNA是生物大分

子，一般不能以自由擴(kuò)散的方式通過細(xì)胞膜，C項(xiàng)不符合題意；胰島素是蛋白質(zhì)，以胞吐

的方式運(yùn)出細(xì)胞，D項(xiàng)不符合題意。

9.答案：A

解析：水分的運(yùn)輸方式是自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散，運(yùn)輸動(dòng)力是濃度差，不需要載體和能量。

因此，將剛萎蕉的菜葉放入清水中，水分通過自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，同時(shí)水分子可以通過細(xì)

胞膜上的通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，使菜葉細(xì)胞中的水分能夠得到恢復(fù)。

故選：A?

10.答案：⑴大于;(2)等于;(3)原生質(zhì)層;1