資源簡介

4.1 被動運輸
課標要求 2.1 物質通過被動運輸、主動運輸等方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動。 2.1.1 闡明質膜具有選擇透過性。 2.1.2 舉例說明有些物質順濃度梯度進出細胞，不需要額外提供能量。
學習目標 1．通過對滲透作用和動植物細胞的吸水和失水的學習，闡明滲透作用發生的條件，提升模型與建模的科學思維能力。 2.通過實驗觀察植物細胞的質壁分離和復原，提高實驗設計和實驗結果分析的能力。 3.舉例說明自由擴散和協助擴散及其特點，提升歸納和概括的科學思維能力。
重點與難點 重點：1，2，3 難點：2
一、水進出細胞的原理
1.滲透現象及原理
擴散：物質分子從高濃度區域向低濃度區域轉移，直到均勻分布的現象。
滲透作用： （或其他溶劑分子）透過半透膜的擴散。
根據材料P62“問題探討”，思考討論下列問題：
（1）漏斗內液面升高的原因是什么？
（2）若漏斗管足夠長，管內的液面會無限升高嗎？為什么？
（3）滲透裝置中，當漏斗內溶液不再上升時，半透膜兩側的溶液濃度相同嗎？為什么？
（4）如果用紗布代替玻璃紙，漏斗液面還會升高嗎？
（5）如果燒杯內不是清水，而是同濃度的蔗糖溶液，漏斗液面還會升高嗎？
根據以上的探討，思考發生滲透作用需要具備哪些條件？
【滲透裝置變式分析】下列滲透裝置中半透膜只允許水分子通過，初始液面兩側等高，預期實驗結果，分析原因。
（1）實驗裝置①一段時間后，實驗結果：___________________，原因是______ __________
___________________。若半透膜允許單糖、水分子通過，不允許二糖通過，則實驗結果是__________________，原因是________________________________________________________________________________________。
（2）實驗裝置②一段時間后，實驗結果：______________________________________，原因是______________________________________________________________________________________________。
（3）當實驗裝置②達到平衡后，若在左側加入適量蔗糖酶（對滲透壓的影響忽略不計），一段時間后，實驗結果：___________________，原因是：____________________________________________________________。
【例】某同學設計了如圖所示的滲透作用實驗裝置，實驗開始時長頸漏斗內外液面平齊，記為零液面。實驗開始后，長頸漏斗內部液面的變化趨勢為 (　　)
2.水進出細胞的原理
（1）動物細胞的吸水和失水
①紅細胞內的血紅蛋白等有機物能透過細胞膜嗎？這些有機物相當于“問題探討”所示裝置中的什么物質？
②紅細胞的細胞膜是不是相當于“問題探討”中所說的半透膜？
③當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？
④紅細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？
⑤臨床上輸液為什么要用生理鹽水？
⑥將食物用食鹽腌制為什么可以達到防止食物腐爛變質的目的？
（2）植物細胞的吸水和失水
材料1：將白菜剁碎做餡時，常常放一些鹽，一會兒就可看到水分滲出。腌制的蘿卜會變皺變軟。為什么會有這樣的現象？
材料2：賣菜的阿姨常往青菜上灑水。灑水的原理是什么？灑水后菜葉會有什么變化？
材料3：對農作物施肥過多，會造成“燒苗”現象。原因是什么？
材料4：標注下圖，并從理論上解釋植物細胞相當于一個滲透裝置。
探究植物細胞的吸水和失水
1.課題探究基本程序：
①提出問題:
②作出假設：對你提出的問題做出一個可檢測的解釋，
如：
③設計實驗并預期結果：
④實施實驗：
⑤實驗結論：
如：
⑥表達和交流。
2.實驗過程
（1）實驗材料：洋蔥、黑藻。你們小組選取的材料是____________________________。
（2）實驗原理：
①成熟植物細胞的原生質層具有選擇通過性，原生質層的伸縮性 （>、<、=）細胞壁
②當外界溶液的濃度________細胞液濃度時，細胞失水，
當外界溶液的濃度______ 細胞液濃度時，細胞滲透吸水。
（3）實驗程序（參考）請在每一步操作下邊寫出操作的內容或要點。
（4）實驗現象
實驗結果 液泡大小 液泡顏色 原生質層位置 細胞大小 吸水能力
0.3g/ml蔗糖溶液
清水
（5）實驗結論：
① 成熟植物細胞是一個嚴格的滲透系統：植物細胞的原生質層相當于一層 ，植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的。
② 當 濃度小于外界溶液濃度時，細胞通過 作用失水（細胞壁和原生質層發生分離，此現象稱為 ）；
當 濃度大于外界溶液濃度時，細胞通過 作用吸水（細胞壁和原生質層慢慢地恢復成原來的狀態，此現象稱為 ）
你還能得出其它結論嗎？
3.討論和交流
(1)選材:為什么選用紫色洋蔥外表皮細胞而不選擇內表皮細胞 還可以選擇其它材料嗎？
試劑:能否選擇一定濃度的HCl溶液進行實驗 說明你的理由。
（3）細胞質壁分離過程中，細胞液的濃度和細胞的吸水能力有什么變化？質壁分離復原過程中，兩者又有什么變化？
（4）本實驗選用0.3 g/mL的蔗糖溶液作試劑，若濃度過高或過低分別對實驗有何影響？
（5）若用合適濃度的KNO3溶液進行實驗，結果發現細胞質壁分離后，沒有滴加清水，出現了自動質壁分離復原現象。請分析原因是什么。哪些物質可以發生自動復原？
（6）要觀察到質壁分離現象需要那些條件？
本實驗進行了幾次觀察？本實驗用低倍鏡觀察還是高倍鏡？
（8）發生質壁分離的植物細胞，在原生質層與細胞壁之間的物質是什么？
4.實驗拓展：用適當的形式寫出基于“質壁分離與復原實驗”的實驗思路（材料試劑自選）
（1）判斷成熟植物細胞的死活
（2）鑒別不同種類的溶液
（3）測定細胞液濃度范圍
（4）比較不同植物細胞的細胞液濃度
自由擴散和協助擴散
1.被動運輸
①過程中，物質以 方式進入細胞，____消耗細胞內化學反應所釋放的_ ，___需要轉運蛋白質協助，這種物質跨膜運輸方式稱為 。②、③過程中，物質在 協助下以 方式進入細胞， 消耗細胞內化學反應所釋放的_ ，這種物質跨膜運輸方式稱為 。①②③過程可以統稱為_ 。
2.自由擴散與協助擴散的比較
物質出入細胞膜的方式 自由擴散 協助擴散
運輸方向
是否消耗能量（ATP）
是否需要轉運蛋白
舉例
物理模型
數學模型 曲線圖（一定濃度范圍內）
物質運輸動力來源
物質運輸速率限制因素
3.載體蛋白和通道蛋白的比較
載體蛋白 通道蛋白
轉運特點
轉運時自身構象是否改變
是否與轉運的分子結合
是否有特異性
實例
圖示
【判斷正誤】
1.具有濃度差的溶液之間一定會發生滲透作用(　　)
2.植物細胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，都能發生質壁分離現象(　　)
3.細胞膜對膜兩側物質的進出具有選擇性(　　) 4.植物細胞的原生質層由細胞膜和液泡膜組成(　　)
5.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(　　)
6.葡萄糖進入紅細胞需要載體蛋白的協助，但不需要消耗能量，屬于協助擴散(　　)
7.水分子進入細胞，都是通過自由擴散方式進行的(　　)
8.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(　　)

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