高中生物 第四章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输（第二课时）

第四章细胞的物质输入和输出第1节被动运输（第二课时）【学习目标】1.理解质壁分离和质壁分离复原，运用质壁分离及复原的基本原理解释一些现象。2.理解自由扩散和协助扩散的特点。3.知道载体蛋白和通道蛋白对协助扩散的作用。【重点难点】重点：1.质壁分离和质壁分离复原的过程。2.自由扩散和协助扩散的特点。课前自主探究一、实验探究植物细胞的吸水和失水1.实验材料：常用紫色洋葱鳞片叶观察植物细胞的吸水与失水。2.实验过程及现象3.结果分析：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水而发生现象，该现象是指与细胞壁分离。当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞，形态复原。二、被动运输被动运输:指物质以方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输的方式叫被动运输。

阅读课本P66～P67“自由扩散和协助扩散”相关知识，思考下列问题：1.自由扩散（________扩散）：物质通过简单的扩散作用进出细胞。（1）特点：①从______浓度到______浓度；②_________转运蛋白的协助；③___________细胞内化学反应产生的能量。（2）实例：气体（氧气、二氧化碳）、脂溶性小分子（_______、_______、______等）。2、协助扩散（________扩散）：借助膜上的_____________进出细胞的物质扩散。（1）特点：①从______浓度到______浓度；②_________转运蛋白的协助；③___________细胞内化学反应产生的能量。（2）实例：水分子*、___________、葡萄糖、氨基酸_____浓度梯度跨膜运输。*研究表明，水分子更多的是借助细胞膜上的_____________以协助扩散方式进出细胞的。（3）转运蛋白的类型课堂合作探究探究一、实验探究植物细胞的吸水和失水【合作探究1】(1)成熟的植物细胞是研究细胞失水和吸水的材料,为何选用洋葱鳞片叶外表皮细胞作实验材料?(2)质壁分离中的“质”、“壁”分别指的是什么？植物细胞在什么条件下会发生质壁分离?在什么条件下发生质壁分离的复原?(3)在0.3g/mL的蔗糖溶液中,植物细胞发生质壁分离的内在原因是什么?(4)如果该实验过程用KNO3溶液代替蔗糖溶液,洋葱表皮细胞会发生什么变化?（5）去掉细胞壁还能发生质壁分离吗？根尖分生区细胞能否发生？总结质壁分离发生的条件？（6）已发生质壁分离的细胞，细胞壁和原生质层之间存在的是哪种液体？该实验有无设置对照？(7)植物细胞的质壁分离和复原现象可以用于证明哪些问题?【自主总结】实验探究：探究植物细胞吸水和失水(1)实验原理：成熟的植物细胞与外界溶液构成一个渗透系统:①_______相当于半透膜。②液泡中的_______与外界溶液之间存在浓度差（外因）③原生质层比细胞壁的伸缩性______（内因）(2)实验材料：___________________。选取原因____________________________________。有一个有一个的中央大液泡原生质层紧贴细胞壁a.制作洋葱鳞叶外表皮临时装片中央大液泡体积变_____，紫色变_____。原生质层与细胞壁逐渐_______。b.中央大液泡体积变_____，紫色变_____。原生质层与细胞壁逐渐_______。c.滴加___________引流,低倍镜观察中央大液泡体积变______，紫色变_____。原生质层与细胞壁逐渐______。中央大液泡体积变______，紫色变_____。原生质层与细胞壁逐渐______。d.滴加___________引流，低倍镜观察【溶液选取注意事项：】

①本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液，该浓度下既明显出现质壁分离，又不致杀死细胞。浓度过高，能发生质壁分离，但细胞会因失水过多而死亡，不能再发生质壁分离复原；浓度过低不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。②一定浓度的尿素、5%的KNO3溶液等可使植物细胞质壁分离后自动复原。质壁分离自动复原的原因：溶质分子或离子（K+、NO3—等）被细胞吸收进入细胞液，使细胞液浓度增大，细胞重新吸水。③盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不会发生质壁分离及复原现象。【深化拓展】：质壁分离实验的拓展应用及方法发生质壁分离和复原——活细胞不发生质壁分离——死细胞⑴判断细胞的死活：发生质壁分离和复原——活细胞不发生质壁分离——死细胞待测细胞+一定浓度的蔗糖溶液分别镜检⑵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的浓度介于使细胞不发生和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小：不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液分别镜检根据时间判断细胞液浓度大小(发生质壁分离越快，细胞液浓度越小）（4）比较一系列溶液的浓度的大小：同一植物细胞+未知浓度溶液分别镜检根据时间判断溶液浓度大小（发生质壁分离越快，未知溶液的浓度越大）。鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液与蔗糖溶液）相同成熟植物细胞+不同种类溶液分别镜检只发生质壁分离现象——溶质不能通过原生质层的溶液（如蔗糖溶液）质壁分离后自动复原——溶质能通过原生质层的溶液（如只发生质壁分离现象——溶质不能通过原生质层的溶液（如蔗糖溶液）质壁分离后自动复原——溶质能通过原生质层的溶液（如KNO3溶液）探究二、被动运输【合作探究2】请阅读教材P66第1、2自然段,观察P66图4-4,回答下列第1、2小题,讨论第3、4、5小题。(1)水分子、氧气分子等物质进出细胞需要膜上蛋白质的协助吗?举例说出什么是自由扩散?(2)什么是协助扩散?(3)自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗?为什么?(4)自由扩散和协助扩散有什么异同?(5)为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输?【自主总结】（一）自由扩散与协助扩散的区别与联系比较项目自由扩散（简单扩散）协助扩散（易化扩散）是否需要转运蛋白不需要_________是否消耗能量不消耗不消耗举例①气体：O2、CO2、NH3等②固醇、甘油、脂肪酸等③乙醇、苯等葡萄糖进入红细胞H2O【特别提醒】(1)载体蛋白具有特异性，一种载体只能与一种相应的被运输的物质相结合。(2)不同细胞膜上运输物质的载体的种类和数量是不同的.（二）、水分子跨膜运输时两种方式的区别与联系1.水分子两种方式的速度快慢：自由扩散：无蛋白质协助，不消耗能量，顺浓度梯度，速度较慢。协助扩散：需水通道蛋白的协助，不消耗能量，顺浓度梯度，速度较快。2.水分子更多采用协助扩散方式进出细胞，该方式通过水通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合【自主学习】请阅读教材P66第3自然段和P67内容,总结载体蛋白和通道蛋白的区别。载体蛋白通道蛋白转运特点只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过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是否与转运的分子结合是否有特异性实例葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞水分子通过水通道蛋白进出细胞第1节被动运输（第二课时）参考答案课前自主探究一、实验探究植物细胞的吸水和失水1、外表皮3、质壁分离原生质层吸水二、被动运输扩散1、简单（1）高低不需要不消耗（2）甘油乙醇苯2、易化转运蛋白（1）高低需要不消耗（2）离子和一些小分子有机物顺水通道蛋白探究一、设计实验探究植物细胞的吸水和失水【合作探究1】(1)成熟的植物细胞有大液泡、液泡中含有色素,便于观察。(2)细胞壁原生质层外界溶液浓度大于细胞液浓度时植物细胞发生质壁分离,外界溶液浓度小于细胞液浓度时发生质壁分离复原。(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大。(4)质壁分离后自动复原。(5)如果去掉细胞壁不能发生质壁分离；根尖分生区细胞不能发生质壁分离;质壁分离发生条件：活的具有大液泡的成熟植物细胞，外界溶液浓度高于细胞液浓度（6）外界溶液（因水分渗出已低于初始浓度）有，自身对照，观察了三次，第二次（质壁分离）与第一次（正常）对照，第三次（复原）与第二次对照。(7)①水分子是可以出入细胞膜(原生质层)的物质;②水分子进出细胞的多少取决于细胞膜(原生质层)两边溶液的浓度;③细胞吸水和失水是水分子顺(水的)相对含量梯度进行跨膜运输的过程;④细胞膜是选择透过性膜。【自主总结】(1)①原生质层②细胞液③大(2)紫色洋葱鳞片叶外表皮活的、具有紫色的大液泡，易观察。(3)紫色

质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液

变小

变深

分离

清水

变大

变浅

贴近探究二、被动运输【合作探究2】(1)不需要。像水分子、氧气和二氧化碳等,物质通过简单的扩散作用进出细胞,叫作自由扩散。(2)进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散,叫作协助扩散。(3)不消耗,因为都是顺物质浓度梯度进行。(4)相同点:都是顺物质浓度梯度进出细胞的,都不消耗细胞内化学反应