資源簡介

第1節　被動運輸
【學習目標】
1. 通過對滲透現象的分析，歸納概括滲透作用的概念及發生的條件。
2. 運用類比推理的科學思維方法，分析水分子進出細胞的原理。
【教學重難點】
1. 掌握滲透作用的概念及發生的條件。
2. 理解水分子進出細胞的原理。
【教學過程】
一、滲透現象的原理及條件
1. 速讀教材P62，找出并識記滲透作用的概念。
滲透作用： 。
如果半透膜兩側存在濃度差，滲透的方向是什么 。
【思考討論】根據實驗演示和PPT的展示，思考并討論以下問題：
(1)漏斗管內的液面為什么會升高？
(2)如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管內的液面還會升高嗎？
(3)如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結果會怎樣？
【歸納總結】根據上述討論結果總結出發生滲透作用的條件
【典例分析1】 如圖為滲透裝置示意圖，a、b分別為不同濃度的蔗糖溶液。據圖判斷，下列敘述錯誤的是(　　)
A．若c為一層紗布，則不會發生此現象
B．實驗開始時，c兩側的溶液濃度大小是a>b
C．實驗過程中漏斗管內的液面先上升后保持穩定
D．當漏斗管內的液面停止上升時，水分子進出漏斗達到動態平衡
二、水進出細胞的原理
1. 動物細胞的吸水和失水（以哺乳動物紅細胞為例）
半透膜 濃度差（填 >, <, =） 細胞狀態
（ ）相當于一層半透膜 外界溶液濃度 細胞質的濃度
植物細胞的吸水和失水
閱讀教材P63，填寫下列內容：
(1)成熟植物細胞的結構：
(2)發生質壁分離的原理和現象
外界溶液濃度 細胞液濃度時，植物細胞失水，發生質壁 。
外界溶液濃度 細胞液濃度時，植物細胞吸水，發生質壁 。
(3)發生質壁分離的原因
發生質壁分離的內因：原生質層比細胞壁的 大。
發生質壁分離的外因：外界溶液濃度 細胞液濃度。
【典例分析2】將一張洋蔥鱗片葉放在某一濃度的蔗糖溶液中，制成裝片，放在顯微鏡下觀察，有3種狀態的細胞，如圖A－C，你認為這3個細胞在未發生上述情況之前，其細胞液的濃度依次是( )
A．A>B>C B．AA>C D．B三、課堂小結
1. 滲透作用發生的條件
(1)具有 (2)半透膜兩側的 不同
2. 細胞的吸水與失水
動物細胞 植物細胞 滲透作用
半透膜
濃度差
四、課堂作業
1. a、b、c是三個相鄰的細胞，已知a細胞液濃度> b細胞液濃度> c細胞液濃度，如圖所示，能正確表示水分在三者之間關系的是（ C ）
2. 田間一次施肥過多，作物變得枯萎發黃，俗稱“燒苗”。其原因是（ B ）
A.根細胞從土壤中吸收的養分過多 B.根細胞不能從土壤中吸水
C.根系不能將水向上運輸 D.根系被肥料分解釋放的熱能燒毀
五、復習鞏固
完成課時作業對應練習。
三. 被動運輸
(1)特點：① 能量。
②順濃度梯度運輸。
(2)運輸動力：來自細胞內外物質的 。
(3)種類： 擴散和 擴散
自由擴散和協助擴散
1．離子和小分子物質的跨膜運輸[連線]
①不需要載體蛋白和能量 a.協助擴散 Ⅰ.水、二氧化碳、甘油、乙醇
②只需載體蛋白，不需要能量 b. 自由擴散 Ⅱ.紅細胞吸收葡萄糖
|自查自糾|
1．滲透作用的發生必須依賴半透膜和膜兩側的濃度差。(　　)
2．“質壁分離”中“質”是指細胞質，“壁”是指細胞壁。(　　)
3．細胞膜和液泡膜都是選擇透過性膜。(　　)
4．當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，植物細胞就會發生質壁分離。(　　)
5．紫色洋蔥的外表皮細胞能在一定濃度的蔗糖溶液中發生質壁分離的必要條件是細胞壁的伸縮性比原生質層的小。(　　)
6．同一種物質進出不同細胞時，運輸方式可能不同。(　　)
7．抑制細胞呼吸對自由擴散和協助擴散的轉運速率均有影響。(　　)
【合作學習】
探究點一　 滲透作用
1．滲透作用發生的條件
如圖甲所示，剛開始時燒杯和漏斗內的兩液面是持平的，達到滲透平衡后形成了如圖乙所示的情況，兩液面形成的高度差為△h，請據圖思考下列幾個問題：
(1)在由圖甲到圖乙的過程中，S1溶液與S2溶液的濃度發生了怎樣的變化？
(2)在圖乙所示的情況下，水分子是否不再通過半透膜進行跨膜運輸？
(3)達到滲透平衡后(即高度差△h不再改變時)，比較這時S1與 S2溶液濃度的大小。
2．動物細胞的吸水和失水
根據水分進出哺乳動物紅細胞的狀況，分析下列問題：
(1)紅細胞內的血紅蛋白等大分子有機物能透過細胞膜嗎？細胞膜是不是相當于半透膜？
(2)判斷水分進出哺乳動物紅細胞的現象是否屬于滲透現象并說明理由。
判斷：________。理由：____________________________________________________________________。
滲透作用的原理：
【典例1】 (2016·長春高一檢測)如圖為滲透裝置示意圖，a、b分別為不同濃度的蔗糖溶液。據圖判斷，下列敘述錯誤的是(　　)
A．若c為一層紗布，則不會發生此現象
B．實驗開始時，c兩側的溶液濃度大小是a>b
C．實驗過程中漏斗管內的液面先上升后保持穩定
D．當漏斗管內的液面停止上升時，水分子進出漏斗達到動態平衡
判斷滲透系統中液體變化的方法
(1)液面變化的判斷：
①若半透膜兩側，A側溶質可以通過半透膜，B側溶質不能通過半透膜，則B側液面升高。
②若半透膜兩側A側和B側溶質相同，且均不能通過半透膜，則濃度高的一側液面升高。
③若半透膜兩側的溶質均能通過半透膜，則不存在高度差。
(2)高度差的大小決定于濃度差的大小，濃度差越大，高度差越大。
(3)濃度變化：滲透系統中，溶質不能通過半透膜時，實驗剛開始濃度大的一側達到平衡后的濃度仍大于另一側。
【跟蹤訓練】
1.如圖為滲透裝置示意圖，已知淀粉溶A的濃度大于淀粉溶液B的濃度，水分子可以通過半透膜，淀粉分子不能通過，開始時漏斗內外液面相平。下列關于該裝置達到平衡時的敘述正確的是(　　)
A．水分子不再通過半透膜
B．溶液A和溶液B濃度相同
C．漏斗內液面高于燒杯液面
D．漏斗內液面低于燒杯液面
探究點二　植物細胞的吸水和失水
1．如圖是觀察植物細胞吸水和失水的操作步驟
(1)步驟D的觀察與步驟B觀察到的結果相比，發生了________的現象。這種現象的發生有兩個方面的原因：內因是________________，外因是_____________________________。
(2)通過步驟E處理后，步驟F中的觀察結果相比D中的觀察，發生了________的現象，該現象發生的外因是____________________________________________________________。
(3)該實驗以紫色洋蔥外表皮細胞為材料，優點是________________________________。
(4)該實驗是否違反了生物實驗中的對照原則？
________________________________________________________________________。
【典例2】．如圖是將紫色洋蔥外表皮細胞置于不同溶液(溶液種類及其濃度見圖)中，原生質體相對體積隨著時間而發生的變化。
(1)坐標曲線中，由曲線的起點到最低點屬于質壁分離過程，原因是植物細胞失水且原生質層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性。
(2)蔗糖溶液的一組不能自動復原，原因是蔗糖分子不能通過原生質層進入細胞液，用清水處理后才能發生質壁分離復原。
(3)乙二醇溶液的一組可以發生質壁分離自動復原，原因是乙二醇可以通過原生質層進入細胞液，使細胞液的濃度升高，當細胞液濃度大于外界溶液濃度時細胞開始吸水，從而發生質壁分離復原。
細胞能否發生質壁分離及復原的判斷方法
1.從細胞角度分析
(1)死細胞、動物細胞不發生質壁分離現象。
(2)成熟且具有中央大液泡的植物細胞易發生質壁分離現象，而未成熟的植物細胞(如根尖分生區細胞等)不具有大液泡，則不易發生。
(3)細菌細胞能發生質壁分離現象，但現象不明顯。
2.從溶液角度分析
(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，不適于作質壁分離實驗的溶液。
【跟蹤訓練】
2.將同一新鮮馬鈴薯塊莖切成4根粗細相同、長為5 cm的條，再將這4根馬鈴薯條分別放在不同濃度的KNO3，溶液中，依次在30 min和4 h后測量每一根的長度，結果如圖所示。下列結論錯誤的是(　　)
A．a馬鈴薯條細胞通過滲透作用吸水
B．b馬鈴薯條細胞質壁分離逐漸復原
C．c馬鈴薯條細胞發生質壁分離
D．d馬鈴薯條細胞所處的KNO3溶液濃度增加
探究點三　 物質運輸方式
下圖為不同的物質進出細胞的幾種方式，請據圖思考如下問題：
說出圖2－ 3所對應的物質跨膜運輸的方式及判斷的理由，圖3中的a表示什么？
圖中所示的幾種運輸方式中，僅受物質濃度差影響的是哪幾種？
自由擴散與協助擴散的比較
物質跨膜運輸的方式 被動運輸
自由擴散 協助擴散
是否消耗能量 不消耗 不消耗
動力 濃度差 濃度差
圖例
探究點四　影響物質運輸速率的曲線分析
下圖為物質濃度和氧氣濃度對物質跨膜運輸速率的影響曲線，分析這四條曲線回答下列問題：
1．A曲線可以代表哪種運輸方式，理由是什么？B曲線呢？
根據曲線判斷跨膜運輸方式
(1)隨物質濃度的增加，有飽和點的曲線表示協助擴散或主動運輸(如圖甲)。
(2)成正比關系的曲線表示自由擴散(如圖乙)。
【典例3】 如圖表示與自由擴散、協助擴散有關的圖例或曲線。下列選項中對應正確的是(　　)
A．肺泡上皮細胞吸收氧氣——①、⑤
B．紅細胞吸收葡萄糖——②、⑤
C．根尖細胞吸收礦質離子——①、⑤
D．肌肉細胞吸收水——②、④
【跟蹤訓練】
3．(2016·河北石家莊一中高一期末)甲、乙兩種物質分別依賴自由擴散和協助擴散進入細胞，如果以人工合成的無蛋白磷脂雙分子膜代替細胞膜，并維持其他條件不變，則(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．甲運輸被促進 B．乙運輸被促進
C．甲運輸被抑制 D．乙運輸被抑制
【網絡構建】
知識脈絡 要點晨背
1.滲透作用發生需要兩個條件：有半透膜且半透膜兩側的溶液具有濃度差。 2.當動物細胞的細胞質濃度大于外界溶液濃度時，細胞吸水，反之則就失水。 3.植物細胞的原生質層相當于滲透裝置中的半透膜，由細胞膜、液泡膜及兩膜之間的細胞質組成。 4.植物細胞發生質壁分離的內因是原生質層的伸縮性大于細胞壁，外因是細胞液濃度小于外界溶液濃度。 5.當植物細胞失水過度死亡，就不會發生質壁分離復原

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