2019-2020同步新教材人教生物必修一新突破讲义:第4章 第1节 被动运输 Word版含答案.pdf
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1、第第 1 节 被动运输节 被动运输 学习目标学习目标核心素养核心素养 1掌握渗透作用发生的条件。掌握渗透作用发生的条件。(重点重点) 2.描述质壁分离与复原的过程。描述质壁分离与复原的过程。(重点重点) 3.理解植物细胞的失水和吸水在实验中 的应用。 理解植物细胞的失水和吸水在实验中 的应用。(难点难点) 4.举例说明自由扩散和协助扩散及其特 点。 举例说明自由扩散和协助扩散及其特 点。(重点重点) 1 通过对渗透作用和动植物细胞的吸水 和失水的学习,养成模型与建模的科学 思维方式。 通过对渗透作用和动植物细胞的吸水 和失水的学习,养成模型与建模的科学 思维方式。 2.通过实验观察植物细胞的质
2、壁分离和 复原,提高实验设计和实验结果分析的 能力。 通过实验观察植物细胞的质壁分离和 复原,提高实验设计和实验结果分析的 能力。 3.通过被动运输的学习,形成分析与归 纳的科学思维方式。 通过被动运输的学习,形成分析与归 纳的科学思维方式。 一、水进出细胞的原理一、水进出细胞的原理渗透作用渗透作用 1渗透作用的概念渗透作用的概念 水分子水分子(或其他溶剂分子或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,称为渗透作用。通过半透膜的扩散,称为渗透作用。 2渗透作用具备的两个条件渗透作用具备的两个条件 (1)具有半透膜。具有半透膜。 (2)膜两侧具有浓度差。膜两侧具有浓度差。 3动物细胞的吸水和失水动物细胞的
3、吸水和失水 (1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜。动物细胞的细胞膜相当于半透膜。 (2)条件及现象条件及现象 过程过程条件条件现象现象 吸水吸水外界溶液的浓度细胞质的浓度外界溶液的浓度细胞质的浓度 失水失水外界溶液的浓度细胞质的浓度外界溶液的浓度细胞质的浓度 平衡平衡外界溶液的浓度细胞质的浓度外界溶液的浓度细胞质的浓度 4.植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水 (1)成熟植物细胞的结构成熟植物细胞的结构 (2)原理和现象原理和现象 外界溶液浓度大于细胞液浓度时,发生质壁分离现象。外界溶液浓度大于细胞液浓度时,发生质壁分离现象。 外界溶液浓度小于细胞液浓度时,发生质壁分离复原现象。外界溶液浓度
4、小于细胞液浓度时,发生质壁分离复原现象。 二、植物细胞的质壁分离和复原二、植物细胞的质壁分离和复原 1实验原理实验原理 成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,细胞液具有一定的浓度,能成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,细胞液具有一定的浓度,能 够渗透失水和吸水。够渗透失水和吸水。 2实验步骤及现象实验步骤及现象 3发生质壁分离的原因发生质壁分离的原因 (1)外因:外界溶液浓度大于细胞液浓度。外因:外界溶液浓度大于细胞液浓度。 (2)内因:原生质层比细胞壁的伸缩性大。内因:原生质层比细胞壁的伸缩性大。 三、自由扩散和协助扩散三、自由扩散和协助扩散 1被动运输:物质以扩散方式进入细胞,不
5、需要消耗细胞内化学反应所释放被动运输:物质以扩散方式进入细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放 的能量的跨膜运输方式,包括自由扩散和协助扩散。的能量的跨膜运输方式,包括自由扩散和协助扩散。 2自由扩散和协助扩散自由扩散和协助扩散 自由扩散自由扩散(也叫简单扩散也叫简单扩散)协助扩散协助扩散(也叫易化扩散也叫易化扩散) 图示图示甲甲乙乙 条件条件不需要转运蛋白,不消耗能量不需要转运蛋白,不消耗能量需要转运蛋白,不消耗能量需要转运蛋白,不消耗能量 运输方向运输方向高浓度一侧低浓度一侧高浓度一侧低浓度一侧 举例举例O2和和 CO2 葡萄糖、氨基酸的顺浓度跨膜 运输 葡萄糖、氨基酸的顺浓度跨膜 运输 1
6、动物细胞的细胞膜相当于半透膜。动物细胞的细胞膜相当于半透膜。( ) 2当外界溶液与细胞质浓度相同时,水分不进不出。当外界溶液与细胞质浓度相同时,水分不进不出。( ) 3植物细胞的原生质层指去掉细胞壁的部分。植物细胞的原生质层指去掉细胞壁的部分。( ) 4物质跨膜运输都是顺相对含量梯度进行的。物质跨膜运输都是顺相对含量梯度进行的。( ) 5细胞对于物质的输入和输出具有选择性。细胞对于物质的输入和输出具有选择性。( ) 6相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内。相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内。 ( ) 7葡萄糖进入红细胞的过程不需要载体蛋白的协助。葡萄糖进入
7、红细胞的过程不需要载体蛋白的协助。( ) 提示:提示:1 2 外界溶液与细胞质浓度相等时,水分进出达到平衡。 外界溶液与细胞质浓度相等时,水分进出达到平衡。 3 植物细胞去掉细胞壁叫原生质体,原生质体包含细胞液。 植物细胞去掉细胞壁叫原生质体,原生质体包含细胞液。 4 物质运输可以逆相对含量梯度进行。 物质运输可以逆相对含量梯度进行。 5 6 一些离子进入细胞的方式是主动运输。 一些离子进入细胞的方式是主动运输。 7 葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助。 葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助。 渗透现象及原理分析渗透现象及原理分析 问题探究问题探究 1根据材料根据材料 P62“问题探讨” ,思考
8、讨论下列问题:“问题探讨” ,思考讨论下列问题: 漏斗内液面升高的原因是什么?漏斗内的液面会一直上升吗?为什么?漏斗内液面升高的原因是什么?漏斗内的液面会一直上升吗?为什么? 提示:提示:单位体积的清水中水分子数大于蔗糖溶液中的水分子数,单位时间内 由清水进入蔗糖溶液的水分子多于由蔗糖溶液进入清水的水分子。但漏斗内的液 面不会一直上升。因为随着漏斗内液面的上升,漏斗内液面与烧杯内液面差产生 的静水压会增大,由于静水压的作用,漏斗内的水分子向烧杯扩散的速度会加快, 当水分子由蔗糖溶液向清水扩散的速度与由清水向蔗糖溶液扩散的速度相等时, 扩散达到平衡状态,漏斗内的液面不再上升。 单位体积的清水中水
9、分子数大于蔗糖溶液中的水分子数,单位时间内 由清水进入蔗糖溶液的水分子多于由蔗糖溶液进入清水的水分子。但漏斗内的液 面不会一直上升。因为随着漏斗内液面的上升,漏斗内液面与烧杯内液面差产生 的静水压会增大,由于静水压的作用,漏斗内的水分子向烧杯扩散的速度会加快, 当水分子由蔗糖溶液向清水扩散的速度与由清水向蔗糖溶液扩散的速度相等时, 扩散达到平衡状态,漏斗内的液面不再上升。 2渗透装置中,当漏斗内溶液不再上升时,半透膜两侧的溶液浓度相同吗?渗透装置中,当漏斗内溶液不再上升时,半透膜两侧的溶液浓度相同吗? 提示:提示:不同。渗透作用达到平衡时,水分子通过半透膜的双向扩散速率相等, 漏斗内蔗糖溶液的
10、浓度仍高于烧杯中清水的浓度。 不同。渗透作用达到平衡时,水分子通过半透膜的双向扩散速率相等, 漏斗内蔗糖溶液的浓度仍高于烧杯中清水的浓度。 3如果用纱布代替玻璃纸,漏斗液面还会升高吗?如果烧杯内不是清水,而 是同浓度的蔗糖溶液,漏斗液面还会升高吗? 如果用纱布代替玻璃纸,漏斗液面还会升高吗?如果烧杯内不是清水,而 是同浓度的蔗糖溶液,漏斗液面还会升高吗? 提示:提示:不会,因为纱布是全透性的,水分子和蔗糖溶液都能通过。如果烧杯 内是同浓度的蔗糖溶液则液面不会升高,因为半透膜两侧溶液没有浓度差。 不会,因为纱布是全透性的,水分子和蔗糖溶液都能通过。如果烧杯 内是同浓度的蔗糖溶液则液面不会升高,因
11、为半透膜两侧溶液没有浓度差。 4根据以上的探讨,思考发生渗透作用需要具备哪些条件?根据以上的探讨,思考发生渗透作用需要具备哪些条件? 提示:提示:半透膜和浓度差。半透膜和浓度差。 归纳总结归纳总结 1渗透现象的分析渗透现象的分析 (1)图示图示 (2)原理分析原理分析 (3)分析上图可知:分析上图可知:h 产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压达到平衡, 使半透膜两侧水分子的交换速率相等时,液面不再升高。 产生的压强与水和蔗糖溶液产生的渗透压达到平衡, 使半透膜两侧水分子的交换速率相等时,液面不再升高。 2动植物细胞都是渗透系统动植物细胞都是渗透系统 3渗透作用的应用渗透作用的应用 (1)比较不
12、同溶液浓度的大小比较不同溶液浓度的大小 漏斗内漏斗内烧杯内烧杯内 溶液浓度溶液浓度MN 现象及结论现象及结论 若漏斗内液面上升,则若漏斗内液面上升,则 MN 若漏斗内液面不变,则若漏斗内液面不变,则 MN 若漏斗内液面下降,则若漏斗内液面下降,则 Mb C实验过程中漏斗管内的液面先上升后保持稳定实验过程中漏斗管内的液面先上升后保持稳定 D当漏斗管内的液面停止上升时,水分子进出漏斗达到动态平衡当漏斗管内的液面停止上升时,水分子进出漏斗达到动态平衡 B 纱布不能作为半透膜,则漏斗内的蔗糖会扩散到外界溶液中,浓度差无 法维持,液面不会上升, 纱布不能作为半透膜,则漏斗内的蔗糖会扩散到外界溶液中,浓度
13、差无 法维持,液面不会上升,A 项正确 ; 由图知,项正确 ; 由图知,b 漏斗液面上升,故实验开始时溶液 浓度大小是 漏斗液面上升,故实验开始时溶液 浓度大小是 ba,B 项错误 ; 实验过程中漏斗管内的溶液浓度较大,水分子进入漏 斗内的多于从漏斗出来的,液面先上升,达到一定高度后液面不再上升,水分子 进出漏斗达到动态平衡, 项错误 ; 实验过程中漏斗管内的溶液浓度较大,水分子进入漏 斗内的多于从漏斗出来的,液面先上升,达到一定高度后液面不再上升,水分子 进出漏斗达到动态平衡,C、D 项正确。项正确。 (1)漏斗管内的液面保持稳定后,若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,则漏斗管内的液面保持稳定后
14、,若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,则 达到平衡时,漏斗中液面上升的高度与原来相比有什么变化?达到平衡时,漏斗中液面上升的高度与原来相比有什么变化? 提示:提示:吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,由于渗透作用液面会继续上升,上 升的时候将漏斗中的溶液稀释,因此上升的高度会下降。 吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液,由于渗透作用液面会继续上升,上 升的时候将漏斗中的溶液稀释,因此上升的高度会下降。 (2)若向漏斗中滴入清水,漏斗中液面的高度有什么变化?若向漏斗中滴入清水,漏斗中液面的高度有什么变化? 提示:提示:向漏斗中滴入清水,漏斗内溶液的浓度降低,漏斗内的液面会降低。向漏斗中滴入清水,漏斗内溶液的浓度降
15、低,漏斗内的液面会降低。 (3)若向烧杯内加入适量的清水,漏斗内的液面有什么变化?若向烧杯内加入适量的清水,漏斗内的液面有什么变化? 提示:提示:向烧杯内加入清水,烧杯内溶液的浓度降低,漏斗内液面会上升。向烧杯内加入清水,烧杯内溶液的浓度降低,漏斗内液面会上升。 2图图 1 表示两种物质扩散的图解,图表示两种物质扩散的图解,图 2 为甲、乙两个实验装置,则实验结果 应是 为甲、乙两个实验装置,则实验结果 应是( ) 图图 1 图 图 2 A图图 2 的甲中水柱的甲中水柱 a 将持续上升将持续上升 B图图 2 的甲中水柱的甲中水柱 a 将先上升后下降将先上升后下降 C图图 2 的乙中水柱的乙中水
16、柱 b 上升到一定高度后维持不变上升到一定高度后维持不变 D图图 2 的乙中水柱的乙中水柱 b 将先上升后下降将先上升后下降 D 由于图甲中的淀粉不能透过半透膜,所以图甲中的液面高度先上升,达 到一定高度后保持不变;图乙装置漏斗中葡萄糖溶液浓度大,导致液面上升,由 于葡萄糖分子能够通过半透膜,导致半透膜两侧浓度差降低,所以漏斗中液面又 会降低,最后液面平衡。 由于图甲中的淀粉不能透过半透膜,所以图甲中的液面高度先上升,达 到一定高度后保持不变;图乙装置漏斗中葡萄糖溶液浓度大,导致液面上升,由 于葡萄糖分子能够通过半透膜,导致半透膜两侧浓度差降低,所以漏斗中液面又 会降低,最后液面平衡。 植物细
17、胞的质壁分离和复原实验植物细胞的质壁分离和复原实验 问题探究问题探究 1为什么要用紫色洋葱外表皮作为实验材料?根尖分生区细胞会不会出现质 壁分离? 为什么要用紫色洋葱外表皮作为实验材料?根尖分生区细胞会不会出现质 壁分离? 提示:提示:紫色洋葱外表皮细胞的细胞液中有花青素,使液泡中的细胞液呈紫色, 有利于观察。根尖分生区细胞不会发生质壁分离,因为它无大液泡。 紫色洋葱外表皮细胞的细胞液中有花青素,使液泡中的细胞液呈紫色, 有利于观察。根尖分生区细胞不会发生质壁分离,因为它无大液泡。 2实验中共涉及三次显微镜观察,其中第一次观察的目的是什么?实验中共涉及三次显微镜观察,其中第一次观察的目的是什么
18、? 提示:提示:观察正常洋葱鳞片叶表皮细胞的状态,以便与处理后的状态形成对照。观察正常洋葱鳞片叶表皮细胞的状态,以便与处理后的状态形成对照。 3细胞质壁分离过程中,细胞液的浓度和细胞的吸水能力有什么变化?质壁 分离复原过程中,两者又有什么变化? 细胞质壁分离过程中,细胞液的浓度和细胞的吸水能力有什么变化?质壁 分离复原过程中,两者又有什么变化? 提示:提示:质壁分离过程中,随着质壁分离程度增大,细胞液的浓度增大,植物 细胞吸水能力增强;质壁分离复原过程中,随着质壁分离复原的进行,细胞液的 浓度变小,植物细胞吸水能力减弱。 质壁分离过程中,随着质壁分离程度增大,细胞液的浓度增大,植物 细胞吸水能
19、力增强;质壁分离复原过程中,随着质壁分离复原的进行,细胞液的 浓度变小,植物细胞吸水能力减弱。 4发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质?发生质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是何物质? 提示:提示:因为细胞壁是全透性的,所以洋葱表皮细胞原生质层与细胞壁之间是 蔗糖溶液。 因为细胞壁是全透性的,所以洋葱表皮细胞原生质层与细胞壁之间是 蔗糖溶液。 5 本实验选用 本实验选用 0.3 g/mL 的蔗糖溶液作试剂, 若浓度过高或过低分别对实验有 何影响? 的蔗糖溶液作试剂, 若浓度过高或过低分别对实验有 何影响? 提示:提示:选用选用 0.3 g/mL 的蔗糖溶液作试剂,
20、既明显出现质壁分离,又不会杀死 细胞。若浓度过高,质壁分离速度过快,细胞会因失水过多而死亡,不能再进行 质壁分离复原;若浓度过低,不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。 的蔗糖溶液作试剂,既明显出现质壁分离,又不会杀死 细胞。若浓度过高,质壁分离速度过快,细胞会因失水过多而死亡,不能再进行 质壁分离复原;若浓度过低,不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。 6若用合适浓度的若用合适浓度的 KNO3溶液进行实验,结果发现细胞质壁分离后,没有滴 加清水,出现了自动质壁分离复原现象。请分析原因是什么? 溶液进行实验,结果发现细胞质壁分离后,没有滴 加清水,出现了自动质壁分离复原现象。请分析原因是什么? 提
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