高2021级生物必修一物质跨膜运输的实例学案

1、高2021级生物必修一第四章第一节物质跨膜运输的实例学案1、 基础梳理1.当外界溶液浓度比细胞质浓度低时，动物细胞 ；当外界溶液浓度比细胞质浓度高时，动物细胞 ；当外界溶液浓度与细胞质浓度相同时，水分进出动物细胞处于 。2.活细胞吸水或失水的多少取决于 。3.原生质层： 和 以及两层膜之间的 ，它相当于一层半透膜在植物细胞结构中，不属于原生质层的有 、 和细胞液。4.植物细胞发生质壁分离与复原的实验（1）条件：细胞液浓度和外界溶液浓度存在 。 _的伸缩性比 的伸缩性大。(2)实验材料的选择一般不能选择动物细胞，它无 ，不能发生质壁分离现象。但仍然能发生 来吸水或失水。(3)实验试剂使用：使用浓

2、度过高的蔗糖溶液(0.5 g/mL)，质壁分离现象明显，但 ，因为 。使用质量浓度为1 mol·L1的KNO3溶液，细胞能发生 。（4）实验现象：发生质壁分离的现象是 ，发生质壁分离复原的现象是 。二要点学习一渗透作用：（一）阅读P60上面的问题探究，思考以下问题：1.什么是半透膜？2.漏斗内的液面为什么会升高？会持续不断上升吗？3.液面高度稳定之后，半透膜的两侧有水分子出入吗？半透膜两侧溶液浓度相等吗？4.用一层纱布代替玻璃纸，漏斗内液面还会升高吗？5.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？为什么？（二）归纳总结：（1）渗透作用的概念：是指水分子等溶剂分子透过_，

3、从相对含量_的地方向相对含量_的地方（即 浓度溶液向 浓度溶液）的扩散。（2）渗透作用发生的条件：具有_；_。（3）渗透系统的组成（如图）及特点：半透膜，可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。半透膜两侧的溶液具有浓度差。3.渗透作用的发生若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2S1的水分子数 S1S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度 S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差h，则S1溶液浓度 S2。4.渗透方向及浓度大小的判断(1)判断溶剂渗透的总方向：若半透膜两侧是同种溶液，根据 判定。若半透膜两侧是不

4、同的溶液， 才能体现溶质或溶剂分子数的多少，如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，则葡萄糖溶液一侧单位体积中葡萄糖分子数多(水分子数少)，水分子由蔗糖溶液一侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散。(2)判断半透膜两侧溶液浓度大小：若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就存在 差，液面差越大，浓度差就越大，且液面高的一侧溶液浓度 。当堂训练1：下图为一个渗透装置，半透膜小袋内充满0.3 g/mL的蔗糖溶液，用不同表面积的半透膜小袋做实验，开始一段时间内玻璃管内液面高度变化速率的相关曲线最可能是(横坐标表示表面积)()2.如图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜（允许单

5、糖透过不允许二糖及多糖透过），装置溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，图2、图4分别表示达到平衡后，图1、图3液面上升的高度h1、h2如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MAMB，Ma=MbMA，下列分析正确的是（）A 平衡后，漏斗内溶液浓度Ma大于MbB 平衡后，漏斗内液面上升高度h1h2C 平衡后，膜两侧水分子进出速度相等，膜两侧溶液浓度相等D 若再向a、b中加入等量的蔗糖酶，漏斗内外液面最终会齐平3.如图是平衡时的渗透装置，烧杯的液面高度为a，漏斗的液面高度为b，液面差mba，在此基础上继续实验，以渗透平衡时液面差为观测指标，正确的是A若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，则

6、平衡时m增大B若向漏斗中滴入等浓度的蔗糖溶液，则平衡时m不变C若向漏斗中滴入清水，平衡时m将减小D若向烧杯中加入适量清水，平衡时m将增大二、动植物细胞的吸水和失水：（一）动物细胞的吸水和失水1.动物细胞吸水或失水的条件： 。 。2.动物细胞的吸水和失水外界溶液浓度<细胞质浓度时,细胞吸水 ，甚至吸水 外界溶液浓度>细胞质浓度时,细胞失水 外界溶液浓度=细胞质浓度时,细胞既不吸水也不失水而处于 （二）植物细胞吸水和失水：1.阅读教材P-61，回答下列问题：.植物细胞若吸水会涨破吗？为什么？细胞壁的特点是什么？相当于一层半透膜吗？    

7、0;                                 、植物细胞内的液体环境主要指哪些？.原生质层由哪几部分构成？它的特点是什么？相当于一层半透膜吗？植物细胞的结构中，哪些不属于原生质？2.分析植物细胞吸水和失水的条件是： 。 5.植物细胞吸水和失水：外界溶液浓度

8、大于细胞液浓度时，细胞失水，发生 现象。外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生 现象当细胞液浓度=外界溶液浓度时，植物细胞既不吸水也不失水（三）细胞吸水和失水的特点1运输方向：细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输的过程。2运输特点：细胞吸水时，水分子也有从细胞出来的，细胞失水时，水分子也有进入细胞的，即无论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。当堂训练：1将某植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体（即植物细胞中细胞壁以内的部分）的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是（ ）A04 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内B01 h内细胞体积与原

9、生质体体积的变化量相等C23 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压D01 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压2.如图为显微镜下某植物细胞在10%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是（ ）A. 若将细胞置于清水中，A明显变长B. 若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小C. B/A值能表示细胞失水的程度D. A、B分别表示细胞和原生质体的长度三、实验：观察植物细胞的质壁分离和复原一、实验原理(1)一个处于外界溶液中的成熟植物细胞和外界溶液构成一个渗透系统。 相当于一层半透膜， 具有一定的浓度，与外界溶液存在 。(2)原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性 。(3)当外界溶液浓度大于

10、细胞液浓度时，细胞渗透 ，发生 。(4)当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞渗透 ，发生 。二、实验步骤三、实验归纳(1)实验选材：选用的植物细胞要有 ，质壁分离及复原现象明显。细菌细胞也能发生质壁分离，但现象不明显。动物细胞没有 ，不发生质壁分离现象。(2)实验试剂的使用：若使用浓度过高的蔗糖溶液，则质壁分离现象明显，但不能复原，因为 若使用质量浓度为1 mol·L1的KNO3溶液，因为K和NO均可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，所以细胞先发生 。若使用质量浓度为1 mol·L1的醋酸溶液，则不发生质壁分离及复原现象。因为 (3)关于质壁分离和复原实验的5个注意点1将发生质

11、壁分离的植物细胞置于低浓度的溶液或蒸馏水中，植物细胞会发生质壁分离复原，但如果所用溶液为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，发生质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。2质壁分离过程中，外界溶液浓度大于细胞液浓度，质壁分离程度越大，植物细胞吸水能力越强；质壁分离复原过程中，外界溶液浓度小于细胞液浓度。3质壁分离与复原过程中水分子的移动是双向的，总结果是单向的。4本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。5.观察细胞质壁分离状态时，时间不要过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影

12、响复原现象的观察。四、质壁分离和复原实验应用1判断成熟植物细胞的死活待测成熟植物细胞一定浓度的蔗糖溶液镜检,2测定细胞液浓度范围待测细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别镜检,细胞液浓度范围介于使细胞未发生质壁分离和50%的细胞刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围之间。3比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞同一浓度的蔗糖溶液镜检,刚发生质壁分离所需时间比较判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。4验证原生质层具有选择透过性(如细胞在蔗糖溶液中，蔗糖不能进入细胞)。5证明细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。当堂训练1下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是A与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象

13、的观察B用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察2如图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料，观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。下列相关叙述中，错误的是()A第二次观察(D)和第一次观察(B)形成对照，第三次观察(F)和第二次观察(D)形成对照B该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞壁的位置关系、液泡的颜色和大小等C如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液，则可以省略E过程D增大蔗糖溶液的浓度，实验效果会更明显且不影响细胞的活性3将某植物花冠切成大小和形

14、状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换，则()A实验后，a组液泡中的溶质浓度比b组的高B浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的Ca组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b组D使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.40.5 mol·L1之间4为研究甲地某植物能不能移植到乙地生长，某生物学研究性学习小组设计了一个测定该植物细胞液浓度的实验方案，实验结果如下表：浓度/mol·L10.150.20.250.3质壁分

15、离状况不分离刚分离显著显著他们又测定了乙地土壤溶液浓度，发现乙地土壤溶液的浓度适合该植物生长，则乙地土壤溶液浓度最可能是()A0.2 mol/L B0.2 mol/LC<0.2 mol/L D0.15 mol/L<乙<0.3 mol/L5某同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”实验时，在老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表：实验组5分钟的现象再过5分钟滴加清水5分钟0.3 g·mL1蔗糖溶液x无变化质壁分离复原0.5 g·mL1蔗糖溶液质壁分离y无变化1 mol·L1 KNO3溶液质壁分离质壁分离复原z1 mo

16、l·L1醋酸溶液细胞大小无变化细胞大小无变化细胞大小无变化对上表的推断或解释不正确的是()Ax为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层By为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死Cz为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅D组细胞大小无变化是因为细胞渗透吸水量等于失水量以紫色洋葱鳞叶为材料进行细胞6.质壁分离和复原的实验，原生质层长度和细胞长度分别用X和Y表示(如图)，在处理时间相同的前提下()A同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则紫色越浅B同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则所用蔗糖溶液浓度越高C不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y值越小，则越易复原D不同细胞用相同浓

17、度蔗糖溶液处理，X/Y值越大，则细胞的正常细胞液浓度越高4、 物质跨膜运输的其他实例仔细阅读教材P63的资料分析和认真看图:1.一段时间后为什么水稻培养液中Ca2+Mg2+的浓度比初始浓度高，而SiO44的浓度比初始浓度低？说明水稻对这三种离子的吸收速率是怎样的？2.比较水稻和番茄两种植物对不同离子和水的吸收情况，你能得出哪些结论？3.人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力，对碘的吸收是顺浓度梯度还是逆浓度梯度吸收的？由此看出，是主动吸收还是被动吸收的？4.不同微生物对不同矿物质吸收具有什么特点？5.生物膜的功能特点是什么？表现在哪些方面？当堂训练1.某海藻细胞液与生活的海水中各种离子浓度分析如图，图中阴影部分代表该海藻细胞液的离子浓度。据图判断，下列叙述错误的是（ ）A 海水中的Cl可以逆浓度梯度进入海藻细胞液B 温度不影响海藻细胞吸收Mg2