苏教版必修1 物质的跨膜运输 学案Word下载.docx

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4．植物细胞的吸水和失水

（1）成熟植物细胞的结构

①细胞壁：

全透性，即水分子和各种溶质分子都能够自由通过。

②细胞内的液体环境：

主要指液泡内的细胞液。

③成熟植物细胞的结构

（2）原理和现象

①外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。

②外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原现象。

探讨

如何区分自由扩散和协助扩散？

提示：

自由扩散不需要载体蛋白，协助扩散需要载体蛋白。

渗透作用与自由扩散是一回事吗？

为什么？

渗透作用与自由扩散不是一回事。

渗透作用仅指溶剂分子通过半透膜的扩散，而自由扩散指的是某些物质包括溶剂分子和溶质分子通过半透膜的扩散；

渗透作用是自由扩散中的一种形式。

质壁分离及复原的“质”指的是什么？

“壁”指的是什么？

“质”指原生质层；

“壁”指细胞壁。

1．渗透与扩散的比较

扩散是指某些物质分子从高浓度向低浓度的运动，可以是气体、溶剂分子，也可以是溶质分子；

而渗透是水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。

渗透需要半透膜，是扩散的一种特殊形式。

其关系如图所示。

2．蔗糖溶液液面上升的原因

分析上图可知：

由于半透膜上侧10%蔗糖溶液中单位体积中水分子的数量少，而半透膜下侧5%蔗糖溶液中单位体积中水分子的数量多，所以水分子由下侧进入上侧的数量多于由上侧进入下侧的数量，从而使上侧的液面上升。

3．自由扩散和协助扩散的比较

运输方式

自由扩散

协助扩散

跨膜方向

高→低

载体蛋

白协助

不需要

需要

消耗能量

不消耗

物质举例

氧气、二氧化碳、氮气、苯等小分子（苯还是脂溶性的），水、甘油、乙醇等较小的分子

葡萄糖进入红细胞

图例

4.成熟植物细胞是一个渗透系统

渗透作用模型

植物细胞与外界溶

液形成的渗透系统

图解

原理

水分子通过半透膜的扩散作用

细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透作用

水扩散的方向

低浓度溶液→高浓度溶液

1．将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是

（　　）

A．红细胞膜具有水溶性

B．红细胞的液泡体积增大

C．蒸馏水大量进入红细胞

D．低温使红细胞膜流动性增大

【解析】　红细胞放入蒸馏水中，由于细胞质溶液的浓度远大于蒸馏水，红细胞会大量吸水，直至涨破。

【答案】　C

2．自由扩散的特点是（　　）

A．物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧

B．需要载体蛋白的协助

C．需要消耗细胞代谢释放的能量

D．物质从低浓度一侧到高浓度一侧

【解析】　自由扩散是物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧。

【答案】　A

3．下列不属于成熟植物细胞发生质壁分离原因的是（　　）

A．外界溶液浓度大于细胞液浓度

B．细胞壁和原生质层的伸缩性不同

C．细胞壁和原生质层都有选择透过性

D．水分子从低浓度向高浓度一侧扩散

【解析】　本题考查植物细胞发生质壁分离的原因，属于考纲识记层次，难度较小。

外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水会发生质壁分离；

细胞壁的伸缩性较小，而原生质层的伸缩性较大，原生质层可与细胞壁分离；

细胞壁为全透性，而原生质层有选择透过性；

水分子从低浓度一侧向高浓度一侧扩散。

　主动运输

1．运输方向：

从低浓度一侧运输到高浓度一侧。

2．基本条件

（1）细胞膜上相应载体蛋白的协助。

（2）消耗细胞内化学反应所释放的能量。

3．生理意义

保证活细胞按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。

4．细胞的胞吞（内吞）和胞吐（外排）作用

（1）运输方式

a：

胞吞；

b.胞吐。

（2）结构基础：

细胞膜的流动性。

（3）条件：

二者都需要消耗能量。

（4）过程

大分子物质

囊泡―→大分子物质进入细胞内。

b：

大分子物质―→囊泡

大分子物质排出细胞外。

结合主动运输所需要的条件分析，影响主动运输的细胞器主要有哪些？

核糖体、线粒体。

低温会影响物质的主动运输吗？

会。

主动运输需要能量，而低温可使细胞代谢速率下降，产生能量减少；

同时还会影响组成细胞膜的分子的运动。

胞吞、胞吐的结构基础是什么？

此时物质共穿过了几层生物膜？

膜的流动性；

0层。

1．被动运输与主动运输的区别

物质出入

细胞的方式

被动运输

主动运输

跨膜运输的方向

高浓度→低浓度

低浓度→高浓度

是否需

要载体蛋白

是否消

耗能量

消耗

举例

O2、CO2、H2O、甘油、苯等

红细胞吸收葡萄糖

小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等

图像

2.影响物质跨膜运输的因素及模型构建

（1）物质浓度

自由扩散　　协助扩散或主动运输　主动运输

（2）氧气浓度

自由扩散或协助扩散　　　　主动运输

（3）温度

自由扩散、协助扩散和主动运输都是将物质从细胞膜的一侧转运到另一侧，是跨膜运输的方式；

胞吞和胞吐通过囊泡与膜的融合进行转运，不是跨膜运输的方式。

1．如图是细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。

下列与此有关的叙述错误的是（　　）

A．a与b体现了膜的流动性

B．a和b都要消耗能量

C．b表示细胞分泌的同时导致膜成分的更新

D．b与a体现了膜的选择透过性

【解析】　胞吞和胞吐是膜流动性的具体体现，胞吞过程所摄取的大分子通过膜外表面的糖被识别，并消耗能量进入细胞内；

细胞分泌是指高尔基体“出芽”形成的囊泡与细胞膜融合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜；

排出废物和摄取养分的基本方式是利用膜的选择透过性直接通过细胞膜，以被动运输、主动运输等方式进行的。

【答案】　D

2．下图表示细胞膜对不同物质的转运过程。

下列哪一项叙述是正确的（　　）

A．a表示发生质壁分离时水分子的主要移动方向

B．b表示丽藻细胞吸收K＋的移动方向

C．c能解释海带内的碘的浓度比海水的碘的浓度高很多

D．海水盐浓度较高，c可表示海水鱼的鳃向外泌盐

【解析】　质壁分离时水分子主要是向细胞外移动，而图中a表示物质进入细胞，A错误；

丽藻细胞吸收K＋的方式是主动运输，而b是协助扩散，B错误；

c是主动运输，离子向外移动，而海带吸收海水中碘的方向为从细胞外向细胞内，C错误；

c可表示海水鱼的鳃向外分泌盐，D项正确。

3．下图是几种物质进出细胞方式中运输速率与影响因素间的关系曲线图，下列与此图相关的叙述中，正确的是（　　）

A．与水进出细胞相符的图有①③⑤

B．与葡萄糖进入红细胞相符的图有②④⑥

C．与K＋进入丽藻细胞相符的图有②③⑥

D．与蛋白质进出细胞相符的图有②③⑥

【解析】　分析题中曲线图可知，①为自由扩散，②为协助扩散或主动运输，③为自由扩散或协助扩散，④为主动运输，⑤为自由扩散，⑥为协助扩散或主动运输。

水进出细胞的方式为自由扩散，葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，K＋进入丽藻细胞的方式为主动运输，蛋白质进出细胞的方式为胞吞、胞吐。

　质壁分离与复原实验

1．实验材料：

成熟的活的植物细胞（如紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞）。

2．实验试剂：

质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液蒸馏水。

3．

（1）制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时玻片标本。

（2）用低倍镜观察鳞片叶外表皮细胞，注意紫色大液泡的相对大小和细胞质的分布情况。

（3）在盖玻片的一侧滴上蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复多次，使细胞浸润在蔗糖溶液中。

（4）用低倍镜及时观察，注意紫色大液泡的体积变化、细胞的大小变化。

（5）像滴加蔗糖溶液一样，在盖玻片的一侧滴上蒸馏水，在另一侧用吸水纸吸引，重复多次，使细胞浸润在蒸馏水中。

（6）再用低倍镜及时观察，同样注意紫色大液泡的体积变化、细胞的大小变化。

为什么要用紫色洋葱外表皮作为实验材料？

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。

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？

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。

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？

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。

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？

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。

本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低对实验有何影响？

选用0.3g/mL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。

1．质壁分离的原因及表现分析

2．实验注意的问题

（1）实验成功的关键之一是实验材料的选择。

要选取成熟的、液泡带有一定颜色的植物组织进行实验，便于观察实验现象。

（2）滴加蔗糖溶液或清水时，应在载物台上操作。

（3）选用的蔗糖溶液浓度要适宜。

过低，不足以引起质壁分离或质壁分离所需时间过长；

过高，可能造成植物细胞失水过多、过快而死亡。

（4）当以可吸收的物质作溶质时（如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等），可出现质壁分离及自动复原现象。

1．用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。

下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是（　　）

A．将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象

B．在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂

C．用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象

D．当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能

【解析】　A选项，酒精灯加热后，细胞死亡，无法观察到质壁分离现象；

C选项，高浓度硝酸钾溶液处理细胞后，细胞会因失水过度而死亡，无法观察到质壁分离复原现象；

D选项，当质壁分离不能复原时，细胞已死亡，不具有正常的生理功能。

【答案】　B

2．将一植物细胞放入KNO3溶液中，一段时间后发生了质壁分离，下列说法不正确的是（　　）

A．此细胞是活细胞

B．生物膜具有选择透过性

C．发生质壁分离的细胞一段时间后可自动质壁分离复原

D．细胞液和细胞外界的溶液存在浓度差，KNO3溶液低于细胞液浓度

【解析】　成熟植物细胞的原生质层可以看做是选择透过性膜，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，相反则失水。

植物细胞放入KNO3溶液中一段时间后，先出现质壁分离后出现质壁分离复原，这是因为细胞膜上有吸收

K＋和NO

的载体，将这两种离子吸收进细胞液的缘故。

只有活细胞才能发生渗透吸水和渗透失水。

1．在动物细胞的物质运输中，属于自由扩散的是（　　）

A．红细胞中的Na＋进入血浆

B．细胞外液中的O2进入肌细胞

C．细胞外液中的K＋进入神经细胞

D．血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞

【解析】　人红细胞中的Na＋只有血浆中的1/6，为了维持Na＋细胞外高浓度、K＋细胞内高浓度，细胞靠主动运输运出Na＋，运入K＋，故A、C项错误；

O2的跨膜运输是自由扩散，故B项正确；

甲状腺滤泡上皮细胞中碘浓度比血浆中的浓度高，血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于主动运输，故D错误。

2．比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性，结果如下图。

据此不能得出的推论是（　　）

A．生物膜上存在着协助H2O通过的物质

B．生物膜对K＋、Na＋、Cl－的通透具有选择性

C．离子以易化（协助）扩散方式通过人工膜

D．分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率

【解析】　A项，由图示可知，生物膜和人工膜对甘油、CO2、O2的通透性相同，而生物膜对H2O的通透性大于人工膜的，说明生物膜上存在着协助H2O通过的物质；

B项，生物膜对K＋、Na＋、Cl－的通透性不同，说明生物膜对这些离子的通透具有选择性；

C项，从图中可以看出，人工膜对K＋、Na＋、Cl－的通透性相同，说明人工膜对离子吸收无选择性，生物膜对离子的通透性不同，且大于人工膜的通透性，说明生物膜上有协助离子通过的物质，而人工膜上无协助离子通过的物质，故离子不是以协助扩散方式通过人工膜；

D项，甘油、CO2、O2、H2O等不同物质的分子大小不同，其通过人工膜的扩散速率也不同，说明分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率。

3．白细胞吞噬绿脓杆菌，与这一现象有关的是（　　）

A．主动运输B．协助扩散

C．自由扩散D．细胞膜的流动性

【解析】　细胞膜具有选择透过性，大分子物质和颗粒性物质不能通过，大分子物质和颗粒性物质要进入细胞内或排出细胞要依靠细胞膜的流动性，通过胞吞或胞吐来实现。

4．如图所示，a、b、c表示某植物体的三个相邻的细胞，它们的细胞液浓度为a＞b＞c，则它们之间的水分渗透方向应是（　　）

【解析】　水分子由细胞液浓度低的细胞流向细胞液浓度高的细胞。

5．某同学在做植物细胞质壁分离实验时，观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小，这说明（　　）

A．洋葱表皮细胞是活细胞

B．细胞液的溶质透出细胞

C．蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度

D．细胞壁收缩导致中央液泡失水

【解析】　植物细胞质壁分离实验中，由于蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，又因为原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，所以可观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小。

细胞膜和液泡膜是选择透过性膜，对细胞内物质的进出具有选择性。

如果洋葱表皮细胞失活，原生质层失去选择透过性，细胞不能发生质壁分离。

课堂小结：

网络构建

核心回扣

1.跨膜运输分主动运输和被动运输，被动运输分自由扩散和协助扩散。

2.自由扩散不需要载体蛋白和能量，协助扩散需要载体蛋白，不需要能量，主动运输需要载体蛋白和能量。

3.非跨膜运输包括胞吞作用和胞吐作用。

4.原生质层由细胞膜、细胞质和液泡膜构成，原生质层相当于半透膜。

5.质壁分离及复原的条件有半透膜和浓度差。