1、第1节被动运输学习目标1.阐明细胞膜的选择透过性。2.阐明被动运输的原理和特点。课堂探究情境导学:通过播放渗透作用的Flash动画,创设真实课堂情境,教师有目的地启发引导学生进行观察、思考,提供学习线索,调动学生思维的活跃性,激发学生的学习动机和求知欲,使学生快速进入本课各环节。思考讨论问题1:漏斗管内的液面为什么会升高?问题2:如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会升高吗?问题3:如果烧杯中不是清水,而是同样浓度的蔗糖溶液,漏斗管内的液面还会升高吗?结果会一样吗?问题4:为什么漏斗管内的液面不会无限升高?自主合作探究探究一、水进出细胞的原理【自主学习】1.渗透作用(1)渗透作用的概念:
2、。(2)渗透作用发生的条件:。(3)水分子的运输方向:。例:右图是渗透作用与水分子流动的实验装置,用玻璃纸将烧杯内的清水与漏斗中的蔗糖溶液隔开,则()A.水分子只从烧杯通过玻璃纸向漏斗内移动B.水分子只从漏斗通过玻璃纸向烧杯内移动C.蔗糖分子能从漏斗通过玻璃纸向烧杯内移动D.在单位时间内,由烧杯向漏斗通过的水分子数多于由漏斗向烧杯通过的水分子数2.动物细胞的吸水和失水(1)动物细胞的哪个结构可相当于半透膜?。(2)动物细胞在低浓度溶液、高浓度溶液、等浓度溶液中各发生什么变化?思考讨论问题1:红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗?问题2:红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜?
3、问题3:当外界溶液的浓度低时,红细胞一定会由于吸水而涨破吗?问题4:红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件?问题5:想一想,临床上输液为什么要用生理盐水。3.植物细胞的吸水和失水(1)在右框中画出一个成熟植物细胞的结构图,标出各部分结构。特别是原生质层的结构。(2)动植物细胞符合渗透系统的条件:动物细胞植物细胞半透膜浓度差思考讨论问题1:植物细胞的哪个结构可相当于半透膜,它由什么组成?浓度差是指哪两个溶液之间的浓度?问题2:植物细胞在清水、高浓度溶液、等浓度溶液中各发生什么变化?问题3:质壁分离指哪两个结构的分离,已经质壁分离的细胞再放到清水中会怎样?问题4:哪些植物细胞能发生质壁分离,质壁分离
4、时细胞壁与细胞膜之间是什么?问题5:将植物细胞放到适宜浓度的葡萄糖溶液中会发生什么现象?为什么?哪些物质还能出现此现象?问题6:成熟的植物细胞发生质壁分离的内因,外因。问题7:思考(1)咸菜、果脯能防腐的原因。(2)一次施肥过多会造成“烧苗”的原因。4.实验:探究植物细胞的吸水和失水思考讨论问题1:取何种材料?为什么?用低倍还是高倍显微镜观察?问题2:滴质量浓度为0.3 g/ mL的蔗糖溶液时,看到什么现象?液泡的体积与颜色有什么变化?再滴清水时,看到什么现象?液泡的体积与颜色有什么变化?问题3:如果把实验中质量浓度为0.3 g/ mL的蔗糖溶液换成质量浓度为0.5 g/ mL的蔗糖溶液,还会
5、发生质壁分离和复原现象吗?问题4:植物细胞会由于吸水过多而涨破吗?问题5:如果换成质量分数为5%的KNO3溶液,会出现什么现象?问题6:此实验要求细胞始终处于什么状态?探究二、自由扩散和协助扩散【自主学习】1.被动运输:(1)概念:。(2)分类:。2.自由扩散和协助扩散的比较:(阅读材料P6667,小组讨论填写下列表格内容)跨膜运输方式被动运输(只能顺浓度梯度)自由扩散协助扩散概念特点(从浓度梯度、需不需载体、需不需能量三方面回答)影响因素与膜上的哪种成分有关举例3.转运蛋白分为和两种。二者在转运物质的过程的特点:(1)载体蛋白:。(2)通道蛋白:。核心素养专练1.将一个鸡蛋的壳小心地剥去一小
6、块,但卵壳膜完好,然后将其放到清水中,几小时后符合实际情况的是图中的()2.在质壁分离和复原过程中,下列洋葱鳞片叶表皮细胞的吸水能力变化示意图,正确的是()3.用质量浓度为0.5 g/ mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.3 g/ mL的蔗糖溶液及一定浓度的尿素溶液分别处理洋葱鳞片叶外表皮细胞10 min,三组细胞体积变化如图所示。下列有关分析不正确的是()A.a曲线为质量浓度为0.5 g/ mL的蔗糖溶液处理组B.a、b、c三组洋葱细胞失水的方式相同C.若将细胞转移到蒸馏水中,有两组能够发生质壁分离复原D.若实验持续,只有一组细胞能够发生质壁分离复原4.下图甲烧杯中是质量分数为5%的淀粉液,图乙烧
7、杯中是质量分数为5%的葡萄糖液,将装有蒸馏水的透析袋分别放入图甲、乙烧杯中(水和葡萄糖分子能通过透析袋的膜)放置1 h后()A.图甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度不变B.图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低C.图甲烧杯中透析袋内的液体加入碘液后呈蓝色D.图乙烧杯中透析袋内的液体加入斐林试剂后即呈砖红色5.一学生做质壁分离和复原实验时,显微镜下只有一个细胞没有发生质壁分离,其他细胞都出现了明显的质壁分离现象,这可能是因为()A.该细胞是正在发育过程中的细胞B.该细胞是死细胞C.蔗糖溶液浓度太低D.实验操作不正确6.下图表示葡萄糖进入人体红细胞的过程,下列说法正确的是()A.此过程与葡萄糖进入肝细胞的
8、方式相同B.此过程的动力来自膜两侧葡萄糖的浓度差C.此载体能够运输乳糖进入红细胞D.小肠上皮细胞通过此过程吸收葡萄糖7.实验研究发现K+、Na+均不能通过磷脂双分子层构成的人工细胞膜。缬氨霉素是一种脂溶性抗生素,其基本组成单位是氨基酸。如果在人工细胞膜中加入缬氨霉素,K+可以通过人工细胞膜。下列判断错误的是()A.缬氨霉素的作用类似于载体蛋白B.缬氨霉素与离子的结合具有特异性C.实验证明加入缬氨霉素的人工细胞膜有选择透过性D.K+通过人工细胞膜的方式是自由扩散8.下图表示葡萄糖跨膜运输的过程,据图分析正确的是()A.该膜中葡萄糖的载体蛋白也能运输氨基酸B.该膜可能是哺乳动物的红细胞膜C.该方式
9、发生在被转运物质从低浓度到高浓度运输时D.与该过程有关的细胞器是线粒体和核糖体9.(不定项选择题)用物质的量浓度为2 mol/L的乙二醇溶液和物质的量浓度为2 mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞,观察质壁分离现象,得到其原生质体体积变化情况如图所示。下列表述中不正确的是()A.该细胞可能是某种植物根尖分生区的细胞B.AB段曲线表明细胞液浓度在逐渐增大C.BC段表明该细胞开始因失水过多而逐渐死亡D.用一定浓度的KNO3溶液,可得到类似蔗糖溶液的结果10.(不定项选择题)利用紫色洋葱外表皮细胞和不同浓度的蔗糖溶液进行渗透实验,下列有关该实验的叙述不正确的是()A.该实验可用来探究洋葱外表皮细
10、胞液的浓度B.质壁分离过程中细胞吸水能力逐渐增强C.质壁分离复原过程中液泡的颜色逐渐加深D.蔗糖溶液浓度的高低不影响细胞的质壁分离及复原11.最能证明植物细胞发生渗透作用原理的实验是()A.将萎蔫的青菜放入清水中会变得硬挺B.将根尖细胞放入清水中会吸水C.将土豆放入盐水中会变软D.观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原12.将新鲜萝卜切削成酒杯形,放在两个烧杯中,如图所示。萝卜的内外有两种液体,只知道其中一种是清水,另一种是质量分数为30%的蔗糖溶液,开始时两个液面等高。一段时间以后,液面变化如图所示。请回答下列问题:(1)液体A是,液体B是。(2)图乙中C处的细胞正处于状态,此时它的细胞液浓度应该
11、比B溶液的浓度。(3)图乙中D处的细胞正处于状态,此时它的细胞液浓度应该比A溶液的浓度。(4)萝卜细胞的原生质层包括。通过上述现象说明萝卜细胞的原生质层相当于一层。参考答案【思考讨论】问题1:单位时间内进入漏斗的水分子数多于进入烧杯的水分子数。问题2:不会,因为纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由透过。问题3:不会,单位时间内透过玻璃纸的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量。问题4:玻璃纸(半透膜)的两侧由于存在浓度差,水分子就有从浓度高的一侧向低的一侧渗透的趋势。而漏斗内的液面不断升高,与清水的液面会产生一个压力,会使水分子从蔗糖溶液压向清水侧,这个压力随着液面不断升高而不断增大。压向清水侧的水
12、分子会越来越多,会逐渐与因为浓度差而渗透到漏斗的水分子的数量保持平衡。这时漏斗的液面不会再变化。自主合作探究探究一【自主学习】1.(1)水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散,称为渗透作用。(2)具有半透膜;半透膜两侧溶液具有浓度差。(3)水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。例:D2.(1)细胞膜(2)外界溶液浓度细胞质浓度,细胞失水皱缩。外界溶液浓度=细胞质浓度,细胞保持原状。【思考讨论】问题1:不能。问题2:是。问题3:不一定,浓度差很大时会涨破,浓度差不是很大时不会涨破。问题4:浓度差,外界溶液浓度远大于细胞液浓度时,红细胞失水多。细胞液浓度时远
13、大于外界溶液浓度,红细胞吸水多。浓度差越大细胞吸水或失水越多。问题5:维持渗透压平衡,防止血细胞失水或吸水,影响细胞的功能。3.(1)略(2)动物细胞植物细胞半透膜细胞膜原生质层浓度差细胞质浓度与外界溶液浓度细胞液浓度与外界溶液浓度【思考讨论】问题1:原生质层;细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质;细胞液浓度与外界溶液浓度。问题2:略微膨胀;质壁分离;无变化。问题3:原生质层与细胞壁;发生质壁分离的复原。问题4:活的成熟的植物细胞;外界溶液。问题5:发生质壁分离后自动复原;葡萄糖被植物细胞吸收,细胞液浓度变大,植物细胞吸水自动复原;KNO3、甘油、尿素、乙二醇等。问题6:细胞壁与原生质层的伸缩
14、性不同外界溶液浓度大于细胞液浓度问题7:(1)咸菜、果脯的盐或糖的浓度高,细菌会失水死亡,所以能防腐(2)施肥过多,导致土壤浓度过高,植物根部细胞失水,造成“烧苗”【思考讨论】4.问题1:紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞;有大液泡,液泡中有色素,便于观察;低倍镜。问题2:质壁分离;液泡体积变小,颜色变深。质壁分离复原,液泡体积变大,颜色变浅。问题3:会发生质壁分离。但由于细胞过度失水死亡,无法发生复原。问题4:细胞壁会限制细胞膨胀,对原生质层起保护和支持作用,细胞不会涨破。问题5:会出现质壁分离并自动复原一开始外界溶液浓度高,细胞失水,发生质壁分离;后来细胞膜因吸收K+、N而使外界溶液浓度降低出现自
15、动复原。问题6:活的。探究二【自主学习】1.(1)像水分子这样,物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输(2)被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类2.跨膜运输方式被动运输(只能顺浓度梯度)自由扩散协助扩散概念物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式叫作自由扩散,也叫简单扩散借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式叫作协助扩散,也叫易化扩散特点(从浓度梯度、需不需载体、需不需能量三方面回答)顺浓度梯度运输;不需要载体;不需要消耗能量顺浓度梯度运输;需要载体;不需要消耗能量影响因素物质的浓度物质的浓度和载体的数量与膜上的哪种成分有关磷脂蛋白质举例O
16、2、CO2、甘油、乙醇、苯、胆固醇、酒精、脂肪酸、尿素、维生素D、性激素等脂溶性物质葡萄糖进入红细胞;大部分的水分子3.载体蛋白通道蛋白(1)载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变(2)通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合核心素养专练1.解析:去掉外壳的鸡蛋膜就是一个良好的半透膜,放入清水中之后,半透膜内外具有很大的浓度差,水会大量进入,使鸡蛋剥去外壳处凸起。答案:B2.解析:在植物细胞质壁分离过程中,细胞不断失水,细胞液浓度不断升高,则细胞吸水能力逐渐增强
17、;而在质壁分离复原过程中,细胞不断吸水,细胞液浓度逐渐降低,细胞的吸水能力减弱。答案:A3.解析:图示可知,a、b、c的细胞体积依次减小,说明失水量依次增大,质量浓度为0.5 g/ mL的蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞比在质量浓度为0.3 g/ mL中的蔗糖溶液失水多,故a曲线不是质量浓度为0.5 g/ mL蔗糖溶液的处理组;在较高浓度的外界溶液中,洋葱细胞失水的方式都是渗透失水;将细胞转移到蒸馏水中,质量浓度为0.3 g/ mL蔗糖溶液与一定浓度的尿素溶液处理的细胞,能够吸收外界的水分发生质壁分离复原,而质量浓度为0.5 g/ mL蔗糖溶液浓度过高,细胞失水过多而死亡;尿素是小分子,可进入细胞,从
18、而发生质壁分离后自动复原,蔗糖不能被吸收进入细胞液,细胞不会自动复原。答案:A4.解析:图甲烧杯中透析袋外的淀粉液浓度大于透析袋内蒸馏水的浓度,由于淀粉不可以通过透析袋,所以水分子从透析袋出来进入烧杯,导致透析袋外的淀粉液浓度降低,A错误;图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖可以进入透析袋,而透析袋内的水分子可以出来进入烧杯,所以烧杯中水分子增多,葡萄糖分子减少,则图乙烧杯中透析袋外的葡萄糖液浓度降低,B正确;由于淀粉不可以通过透析袋,所以图甲烧杯中透析袋内没有淀粉,加入碘液后不会出现蓝色,C错误;图乙烧杯中葡萄糖可以进入透析袋,葡萄糖是还原糖,图乙烧杯中透析袋内的液体加入斐林试剂,经水浴加热后才可以变
19、成砖红色,D错误。答案:B5.解析:因为是同一个学生在同一次实验时的结果,所以C、D选项可以排除。而正发育中的细胞也可能与其他细胞一样发生质壁分离。只有原生质层已破坏的死细胞,不具有选择透过性,不发生渗透失水,因此也就观察不到质壁分离的现象。答案:B6.解析:由图可知,葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散,而葡萄糖进入肝细胞不是协助扩散,A错误;由图知,葡萄糖进入人体红细胞不消耗ATP,运输的动力来自膜两侧葡萄糖的浓度差,B正确;此过程的载体蛋白具有专一性,不能转运乳糖进入红细胞,C错误;葡萄糖进入小肠上皮细胞消耗能量,不是协助扩散,D错误。答案:B7.解析:K+、Na+不能通过没有蛋白质的人工细
20、胞膜,但是K+能通过加入缬氨霉素的人工细胞膜。说明K+通过人工细胞膜时需要载体协助,不是自由扩散。答案:D8.解析:该过程中只需要载体蛋白而不需要能量,是协助扩散,可以发生在红细胞中;而载体蛋白是有特异性的,所以不能运输氨基酸;由于该过程不需要能量,则只能从高浓度到低浓度运输。答案:B9.解析:原生质体是指植物细胞除去细胞壁之外的部分。根尖分生区细胞无大液泡,不能发生质壁分离,A错误;AB段原生质体体积变小,液泡内失去水分,故细胞液浓度在逐渐增大,B正确;只有活细胞才会发生质壁分离复原,BC段因细胞吸水使原生质体体积增大,C错误;用一定浓度的KNO3溶液,可得到类似乙二醇溶液的结果,D错误。答
21、案:ACD10.解析:将洋葱外表皮细胞放在不同浓度的蔗糖溶液中,根据细胞是否发生质壁分离可探究细胞液浓度,A正确;质壁分离过程中随着细胞逐渐失水,液泡的颜色逐渐加深,细胞液浓度增大,细胞吸水能力逐渐增强,B正确,C错误;蔗糖溶液浓度过高,会使细胞失水过多过快而死亡,细胞不会发生质壁分离复原,D错误。答案:CD11.解析:植物细胞的质壁分离及其复原实验充分体现了植物细胞发生渗透作用的原理。答案:D12.答案:(1)质量分数为30%的蔗糖溶液清水(2)吸水高(3)失水(或质壁分离)低(4)细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质半透膜解析:(1)由于A、B开始时液面等高,一段时间后A的液面升高,说明液体A浓度高于细胞液,从细胞液中吸取水分,所以液体A应为质量分数为30%的蔗糖溶液,液体B为清水。(2)图乙中C处的细胞处于清水中,所以会吸水,细胞液浓度高于清水。(3)图乙中D处的细胞处于质量分数为30%的蔗糖溶液中,细胞液浓度低于蔗糖溶液浓度,所以表现为失水。(4)萝卜细胞的原生质层包括细胞膜、液泡膜以及二者之间的细胞质,也就是水分子从细胞外运输到细胞液要经过的结构,它相当于半透膜。
