2014-2015学年高一生物配套学案：4.1《物质跨膜运输的实例》（人教版必修1）

第四章第四章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出 第第 1 课课 物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例 学习目标 1 举例说出细胞膜是选择透过性膜 2 探究植物细胞的质壁分离和复原 重点提醒 1 渗透作用的原理 2 植物细胞的质壁分离和复原 基础梳理 一 细胞的吸水和失水 1 渗透作用发生的条件 1 2 2 哺乳动物红细胞的吸水和失水 当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时 细胞 当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时 细胞 当外界溶液 的浓度与细胞质的浓度相当时 3 植物细胞的吸水和失水 1 成熟的植物细胞由于 占据了细胞的大部分空间 将细胞质挤成一薄层 所以细胞内的液体环境主要指的是 细胞膜 以及两层膜之间的 称为原生质层 相当于一层半透膜 2 当细胞液浓度 外界溶液浓度时 细胞液中的水分就透过 进入外 界溶液中 使 和 都出现一定程度的收缩 由于原生质层比细胞 壁的伸缩性 当细胞不断失水时 也就发生了 当细胞液的浓度 外界溶液的浓度时 使植物细胞逐渐发生 现象 二 物质跨膜运输的其他实例 细胞的吸水和失水是水分子 的梯度运输的过程 物质跨膜运输并不都 是顺相对含量梯度的 而且细胞对物质的输入和输出有 性 基础自测 1 下列现象中属于渗透作用的是 A 水分子通过细胞壁 B 葡萄糖分子通过细胞膜 C K 通过原生质层 D 水分子通过原生质层 2 把植物细胞的细胞壁去掉 再放入质量浓度为 0 3 g mL 的蔗糖溶液中 细胞将会 A 质壁分离 B 形态正常 C 皱缩变小 D 膨胀破裂 3 将洋葱表皮细胞放入 30 的蔗糖溶液中 细胞液的浓度及颜色变化是 A 浓度增大 颜色变浅 B 浓度增大 颜色变深 C 浓度降低 颜色变浅 D 浓度降低 颜色变深 4 将洋葱表皮细胞放在 30 的蔗糖溶液中 细胞发生了质壁分离 则此细胞的原生 质与细胞壁之间的物质应是 A 水 B 30 的蔗糖溶液 C 低于 30 的蔗糖溶液 D 高于 30 的蔗糖溶液 探究点一 渗透作用 结合教材 60 页 问题探讨 的图文 讨论以下问题 1 什么是渗透作用 它发生的条件是怎样的 2 什么是半透膜 它有什么特点 典例 1 向猪膀胱注入一半 30 的蔗糖溶液 扎紧入口 然后浸入 5 的蔗糖溶液 中 每隔半小时称一次重量 在坐标系中 能正确表示测定结果的是 探究点二 细胞的吸水和失水 1 观察教材 60 页图 4 1 的现象 总结红细胞失水和吸水的情况 1 红细胞膜相当于一层 膜 2 当外界溶液浓度细胞质浓度时 细胞 4 当外界溶液浓度 细胞质浓度时 水分 2 观察下图分析植物细胞的失水和吸水情况 1 细胞膜 膜以及两层膜之间的 称为原生质层 相当于一层 2 当细胞液浓度 外界溶液浓度时 细胞失水 发生 3 当细胞液浓度 外界溶液浓度时 细胞吸水 发生 3 阅读教材植物细胞吸水和失水的探究实验 讨论下列问题 1 该实验的原理是什么 2 从下列的试验流程中 总结该实验的注意事项 材料的选择 必须选用含有 的活的成熟植物细胞 洋葱鳞片叶表皮细 胞的细胞液为 色 易于观察 是最佳的实验材料 使用蔗糖溶液的浓度要适宜 浓度过小 质壁分离现象 影响观察 浓度 过太 会使细胞在短时间内因失水过多而 无法观察质壁分离复原 质壁分离的时间不能太长 否则细胞可能会 导致无法 尽量不要选择 KNO3等类似溶液 因为会发生质壁分离后 的现象 实验 现象不明显 典例 2 在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中 某同 学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态 a b 表示两处溶液的浓度 由此推测 A 此时 a b 细胞渗透吸水 B 此时 a b 渗透系统保持动态平衡 C 此时 a b 细胞渗透失水 D 上述三种情况都可能存在 探究点三 物质跨膜运输的其他实例 阅读教材 63 页资料分析 讨论下列问题 1 水稻和番茄对无机盐的吸收是否一样 说明了什么 2 甲状腺细胞内的碘浓度比外界高很多 但甲状腺细胞仍能从外界吸收碘 这一事实 说明了什么 3 活细胞的细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜 这种选择性表现在哪些方面 典例 3 用相同的完全培养液 在相同条件下分别培养水稻和番茄幼苗 在两者 的吸水率几乎相同的情况下 72 h 后原培养液中部分离子浓度发生了如下表所示的变化 表 中数据为 72 h 后溶液中部分离子浓度占实验开始时的百分比 分析下表不能得出的结论 是 K Mg2 Ca2 SiO2 3 水稻17 010511719 5 番茄19 18559 6118 A 不同植物对同一离子的需要量是不同的 B 与番茄相比 水稻对 SiO的需要量大 对 Ca2 的需要量小 2 3 C 不同植物根尖细胞膜上载体 蛋白质 的种类和数量是不同的 D 植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度有关 核心术语锁定 渗透现象 半透膜 原生质层 质壁分离 选择透过性膜 跨膜运输 知识网络构建 规律方法归纳 对质壁分离实验的有关提醒 1 质壁分离 质 为原生质层 壁 为细胞壁 即原生质层与细胞壁的分离 2 细胞壁发生质壁分离后 细胞壁与细胞膜之间的空隙充满的是外界液体 答案答案 基础梳理 一 1 1 具有半透膜 2 半透膜两侧具有浓度差 2 吸水膨胀 失水皱缩 水分进出动态平衡 3 1 中央液泡 细胞液 液泡膜 细胞质 2 低于 渗透作用 细胞壁 原生质层 大 质壁分离 大于 质壁分离复原 二 顺相对含量 选择 基础自测 1 D 2 C 3 B 4 C 探究点一 1 渗透作用是指水分子 或者其他溶剂分子 通过半透膜 从相对含量高的地方向相对 含量低的地方流动 发生渗透现象的条件 一是要有半透膜 二是膜两侧有浓度差 2 半透膜是指某些物质可以透过 而另一些物质不能透过的多孔性薄膜 能否透过半 透膜往往取决于分子直径的大小和膜上小孔直径的大小 典例 1 B 猪膀胱壁可以当作一个半透膜来看 膀胱内 30 的蔗糖溶液与浸入的 5 的蔗糖溶液存在着浓度差 因膀胱内的蔗糖分子不能透过膀胱壁而形成渗透压 这时 水 分子从 5 的蔗糖溶液中进入膀胱内 从而使膀胱的重量增加 外界溶液由于溶剂的减少而 使蔗糖浓度升高 膀胱内的溶液由于溶剂的增加而使蔗糖浓度降低 当外界溶液浓度等于 膀胱内溶液浓度时 水分的进出达到了相对平衡 膀胱的重量就不再增加了 思路导引 猪膀胱壁可以当作一个半透膜来看 当有浓度差存在时 水分会发生渗透 作用 但随着渗透作用的进行 膀胱内的液体浓度也会发生变化 探究点二 1 1 半透 2 吸水膨胀 3 失水皱缩 4 进出平衡 2 1 液泡 细胞质 半透膜 2 质壁分离复原 3 1 原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大 当外界溶液的浓度大于细胞液浓 度时 细胞失水 原生质层收缩的比细胞壁大 导致质壁分离 已发生质壁分离的细胞 当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时 细胞吸水膨胀 使质壁分离复原 2 大型液泡 紫 不明显 死亡 死亡 质壁分离复原 自动复原 典例 2 D 图示细胞正处于 质壁分离 状态 该细胞可能正处于质壁分离过程中 也可能处于质壁分离后的动态平衡过程中 也可能正处在发生质壁分离复原的过程中 故 答案 D 正确 思路导引 此题考查图文转化以及发散思维的能力 要注意此状态下一步可以是液泡 继续增大 也可以是液泡继续变小 也可以是液泡不发生变化 探究点三 1 不一样 番茄吸收 Ca2 Mg2 多 吸收 Si4 少 水稻吸收 Si4 多 而吸收 Ca2 Mg2 少 说明了不同植物细胞对同一无机盐离子与同一植物细胞对不同无机盐离子的吸收 均有差异 说明植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性 2 物质的跨膜运输并不都是顺浓度梯度的 有时可以逆浓度梯度进行运输 3 它们的选择透过性主要表现在 水分子可以自由的通过 被细胞选择吸收的小 分子也可以通过 不被细胞选择吸收的离子和小分子 大分子不能通过 典例 3 D 由表中每一列数据分析可