資源簡介

4.1　被動運輸—第一課時
[學習目標]　1.掌握滲透作用的概念及原理。
2.掌握水進出動物細胞、植物細胞的原理
【知識探究】
一、滲透作用
1．概念：是指 分子（或其他溶劑分子）通過 的擴散。
2．滲透作用發生的條件
3．滲透作用發生的原理
(1)以半透膜為界面，單位體積清水中的水分子數 蔗糖溶液中的水分子數，所以在單位時間內由清水進入蔗糖溶液的水分子數 由蔗糖溶液進入清水的水分子數。因此，一段時間后，漏斗管內的液面會 。
(2)水分子通過半透膜由 濃度溶液向 濃度溶液擴散。
例1　如圖1所示的甲、乙、丙三個滲透裝置中，三個漏斗頸的內徑相等，漏斗內盛有濃度相同的蔗糖溶液，且漏斗內液面高度相同，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面積和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 S S/2 S
蔗糖溶液體積 T T 2T
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、丙三個裝置的對應關系是(　　)
A．1—丙；2—甲；3—乙 B．1—乙；2—甲；3—丙
C．1—甲；2—乙；3—丙 D．1—丙；2—乙；3—甲
例2　如圖，甲、乙為兩個滲透裝置。甲圖是發生滲透作用時的初始狀態，乙圖是較長時間之后，漏斗內外的水分子達到動態平衡時的狀態。判斷下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．圖甲中③為半透膜，水分子能自由通過B．圖甲中溶液②的濃度大于溶液①的濃度
C．圖乙中溶液①的濃度與溶液②的濃度相等D．圖甲中溶液①和②濃度差越大，圖乙中的水柱越高
易錯提醒　有關滲透作用的三個誤區
(1)半透膜兩側的水分子進行的是雙向運動，而不是單向運動，觀測到的現象是由雙向水分子運動的差別所導致的液面改變。
(2)當半透膜兩側的溶液達到平衡時，是指兩側的水分子運動達到平衡，而兩側溶液的濃度并不一定相同，兩側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的量濃度，是單位體積中微粒的多少，不是質量分數。
二、水進出細胞的原理
1．動物細胞的吸水和失水
半透膜 濃度差 細胞狀態
相當于一層半透膜 外界溶液濃度 ＞ 的濃度
＜ 膨脹
＝
2.水進出植物細胞
(1)半透膜：植物細胞的細胞膜、 膜以及兩層膜之間的 ，稱為 ，具有選擇透過性，相當于一層半透膜。
(2)濃度差：細胞內的液體環境主要是指植物液泡內部的 ，當它和外界溶液有濃度差時，發生吸水或失水。
(3)原理和現象
①外界溶液濃度 細胞液濃度時，細胞失水，發生 現象。
②外界溶液濃度 細胞液濃度時，細胞吸水，發生 現象。
例3　若如圖表示植物細胞滲透作用的圖解，下列說法中錯誤的是(　　)
A.植物細胞的原生質層相當于一層半透膜
B．一定條件下，活的、成熟的植物細胞能發生滲透失水或吸水
C．當溶液濃度甲>乙時，細胞發生滲透失水，當溶液濃度乙>甲時，細胞發生滲透吸水
D．當溶液濃度甲＝乙時，細胞處于動態平衡狀態，不發生滲透作用
【課堂鞏固】
1．下列敘述，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)發生滲透作用的兩個條件是存在半透膜、膜兩側存在濃度差(　　)
(2)達到滲透平衡時，半透膜兩側的水分子進行的是雙向運動(　　)
(3)成熟紅細胞在低濃度溶液中一定會吸水漲破(　　)
(4)原生質層是指細胞膜和液泡膜(　　)
(5)外界溶液濃度大于細胞液濃度時，洋蔥表皮細胞質壁分離，細胞液顏色變淺(　　)
(6)物質通過細胞膜的跨膜運輸都必須是順相對含量梯度進行的(　　)
(7)同一細胞對不同離子的吸收量不同，體現了細胞膜的選擇透過性(　　)
(8)用培養液培養植物，一段時間后培養液中離子的濃度都比初始濃度低(　　)
(9)動植物細胞都能吸水漲破(　　)
(10)水分子、離子、小分子物質都能通過細胞膜(　　)
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的液體加入碘液后呈藍色
D．圖乙燒杯中透析袋內的液體加入斐林試劑后呈磚紅色
3．當你連續吃咸菜時，你的口腔黏膜會有干澀的感覺。其原因是(　　)
A．口腔黏膜細胞質濃度大于外界溶液濃度，細胞失水
B．口腔黏膜細胞質濃度小于外界溶液濃度，細胞失水
C．口腔黏膜細胞質濃度大于外界溶液濃度，細胞吸水
D．口腔黏膜細胞質濃度小于外界溶液濃度，細胞吸水
4.1　被動運輸—第二課時
[學習目標]　 1.掌握關于植物細胞吸水和失水的實驗設計和操作。
2.嘗試提出問題，作出假設，對探究活動進行設計。
3.舉例說明被動運輸的方式。
【知識探究】
三、探究植物細胞的吸水和失水
1．實驗原理
(1)植物細胞的 相當于半透膜，細胞壁與原生質層具有一定的伸縮性，原生質層的伸縮性 細胞壁的伸縮性。
(2)外界溶液濃度>細胞液濃度→細胞 ，原生質層 →發生 。
(3)外界溶液濃度<細胞液濃度→細胞 →已發生質壁分離的細胞發生 現象。
2．實驗步驟
3．實驗結論
(1)成熟植物細胞能與外界溶液進行滲透作用，當細胞外溶液濃度 細胞液濃度時，細胞失水，發生質壁分離。
(2)當細胞外溶液濃度 發生質壁分離的細胞液濃度時，細胞吸水，發生質壁分離復原。
4．注意事項
(1)實驗成功的關鍵之一是實驗材料的選擇。要選取 的植物組織進行實驗，便于觀察實驗現象。
(2)滴加蔗糖溶液或清水時，應在 上操作，通過前后對比觀察某個細胞的吸水和失水情況。
(3)選用的蔗糖溶液濃度要適宜。過低，不足以引起質壁分離或質壁分離所需時間 ；過高，可能造成植物細胞 而死亡，不能發生質壁分離復原現象。
(4)判斷細胞能否發生質壁分離及復原
①具有 的成熟植物細胞才能發生質壁分離現象。
②死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞(如根尖分生區細胞) (填“能”或“不能”)發生質壁分離現象。
5．質壁分離實驗的應用
(1)判斷成熟植物細胞的死活
＋
　　　↓鏡檢
(2)測定細胞液濃度范圍
＋
　　　　↓鏡檢
細胞液濃度介于 的蔗糖溶液濃度之間
(3)比較不同植物細胞的細胞液濃度
＋
　　　　↓鏡檢
發生質壁分離所需時間越 ，質壁分離程度越 ，細胞液濃度越小，反之則細胞液濃度越大。
例4　在觀察植物細胞的質壁分離和復原的過程中，某同學在視野中看到生活著的洋蔥表皮細胞正處于如圖所示的狀態。a、b表示該部位的溶液濃度，由此可推測(　　).
A．a>b，細胞滲透吸水
B．a＝b，滲透系統保持動態平衡
C．a例5　用0.5g/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胞10min，三組細胞體積變化如圖所示。下列有關分析不正確的是(　　)
A．a曲線為0.5g/mL蔗糖溶液處理組
B．a、b、c三組洋蔥細胞失水的方式相同
C．若將細胞轉移到蒸餾水中，有兩組能夠發生質壁分離復原
D．若實驗繼續進行，只有一組細胞能夠發生質壁分離復原
思維啟迪　從溶液角度分析質壁分離及復原
(1)在一定濃度的溶液(溶質不能穿膜)中只發生質壁分離現象。
(2)在一定濃度的溶液(溶質可穿膜)中發生質壁分離后可自動復原，如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。
(3)在高濃度溶液中質壁分離現象明顯，但溶液濃度過高時不能發生質壁分離復原，因為溶液濃度過高，細胞會因過度失水而死亡。
(4)鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞，不適于做質壁分離實驗的溶液。
四、被動運輸：
(
丙
) (
乙
) (
甲
)1.兩種方式比較：
自由擴散也叫 擴散 協助擴散也叫 擴散
圖示
條件 不需要 ，不消耗能量 需要 （ 蛋白），不消耗能量
運輸方向 濃度一側→ 濃度一側
2.轉運蛋白：分為 蛋白和 蛋白，載體蛋白只容許 的分子或離子通過，而且會發生 的改變，通道蛋白只容許 大小和電荷相適宜的分子或離子通過。
例6．判斷對錯
(1)相對分子質量小的物質或離子都可以通過自由擴散進入細胞內。(　　)
(2)葡萄糖進入紅細胞的過程不需要載體蛋白的協助。(　　)
(3)組織細胞吸收氧的速率取決于細胞內外氧的濃度差。(　　)
（4）載體蛋白和通道蛋白在轉運分子和離子時，其作用機制是一樣的。（ ）
[思考交流]
1．試從物質運輸動力角度分析，為什么自由擴散和協助擴散被稱為被動運輸？
2．水分子進出細胞都是通過自由擴散方式進行的嗎？
O2、CO2、苯等進入細胞、紅細胞吸收葡萄糖的方式分別是？
3．甘油、乙醇等分子為什么能以自由擴散的方式進出細胞？
[歸納總結] 影響自由擴散和協助擴散的因素：
方式 影響因素 影響趨勢 曲線
自由 擴散 膜兩側物質的濃度差 與濃度差呈正相關
協助 擴散 膜兩側物質的濃度差；②膜上轉運蛋白的種類和數量 當轉運蛋白達到飽和時，物質濃度增加，物質的運輸速率也不再增加
高一生物導學案
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