2024-2025學(xué)年新教材高中生物第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)被動(dòng)運(yùn)輸學(xué)案新人教版必修1VIP

PAGE15-第1節(jié)被動(dòng)運(yùn)輸學(xué)問點(diǎn)一水進(jìn)出細(xì)胞的原理及條件[新知導(dǎo)學(xué)]1．原理：滲透作用。2.1．分析教材P62“問題探討”，思索探討下列問題：(1)漏斗液面上升的緣由是什么？(2)漏斗液面會(huì)始終上升嗎？分析其緣由。(3)滲透裝置中，當(dāng)漏斗內(nèi)溶液不再上升時(shí)，半透膜兩側(cè)的溶液濃度相同嗎？(4)溶液濃度指的是質(zhì)量濃度嗎？(5)假如用紗布代替玻璃紙，漏斗液面還會(huì)上升嗎？(6)假如燒杯內(nèi)不是清水，而是同濃度的蔗糖溶液，漏斗液面還會(huì)上升嗎？(7)由(5)、(6)說明滲透作用發(fā)生的條件是什么？提示：(1)單位體積的清水中水分子數(shù)大于蔗糖溶液中的水分子數(shù)。單位時(shí)間內(nèi)由清水進(jìn)入蔗糖溶液的水分子多于由蔗糖溶液進(jìn)入清水的水分子。(2)不會(huì)。當(dāng)蔗糖溶液中的水分子數(shù)增多到肯定程度，半透膜兩側(cè)的壓力幾乎相等時(shí)，水分子的運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，漏斗內(nèi)的液面便不再上升。(3)不同。滲透作用停止時(shí)即漏斗內(nèi)液面不再上升時(shí)，水分子通過半透膜的雙向擴(kuò)散速率相等，但漏斗內(nèi)溶液濃度仍高于燒杯中溶液濃度。這是漏斗內(nèi)液面上升產(chǎn)生的作用力加大阻擋燒杯中水分子向漏斗擴(kuò)散的原因。(4)溶液濃度指物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)量濃度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液，質(zhì)量濃度相同，但10%葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度大，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移動(dòng)。(5)不會(huì)，因?yàn)榧啿际侨感缘模肿雍驼崽侨芤憾寄芡ㄟ^。(6)液面不會(huì)上升，因?yàn)榘胪改蓚?cè)溶液沒有濃度差。(7)具有半透膜和濃度差。[重難探究]滲透作用的分析及應(yīng)用1．人工滲透模型分析(1)兩種常見滲透模型說明：A為蔗糖溶液、B為清水(2)發(fā)生條件①具有半透膜。②半透膜兩側(cè)的溶液之間具有濃度差。(3)原理及現(xiàn)象分析：(4)滲透達(dá)到平衡后的兩點(diǎn)分析。①半透膜兩側(cè)濃度的大?。阂好娓叩囊粋?cè)濃度仍舊高。②液面不再上升的緣由：分析圖示可知，A側(cè)濃度大于B側(cè)濃度，A側(cè)會(huì)吸水，液面上升，濃度降低，當(dāng)A與B之間滲透壓之差等于A與B之間的高度差Δh產(chǎn)生的壓強(qiáng)時(shí)，液面維持穩(wěn)定。2．動(dòng)植物細(xì)胞都是滲透系統(tǒng)3．利用滲透作用比較不同溶液濃度大小滲透作用中分子的微觀改變(1)從微觀水平分析，兩溶液間的水分子進(jìn)行雙向流淌，我們只是視察到水分子雙向運(yùn)動(dòng)的差異所導(dǎo)致的液面改變。(2)當(dāng)液面高度不再改變時(shí)，半透膜兩側(cè)的水分子仍進(jìn)出，且進(jìn)出速度相同。(3)若溶質(zhì)分子能通過半透膜，則先是濃度高的一側(cè)液面上升，隨后另一側(cè)液面上升，最終達(dá)到滲透平衡。[典題演練]1．某同學(xué)設(shè)計(jì)的滲透試驗(yàn)：用雞蛋膜將漏斗口封住，再裝上清水，把漏斗浸入盛有10%的NaCl溶液的燒杯中，使漏斗管內(nèi)的液面與燒杯中的液面一樣高，但他始終沒有視察到滲透現(xiàn)象。他應(yīng)當(dāng)怎樣改進(jìn)此裝置才能達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康?D)A．把10%的NaCl溶液換成30%的NaCl溶液B．把10%的NaCl溶液裝在漏斗里，清水裝在燒杯中C．把雞蛋膜換成其他半透膜D．把10%的NaCl溶液換成30%的蔗糖溶液解析：由于NaCl能夠透過半透膜，所以最終會(huì)使半透膜兩側(cè)的濃度相同，液面高度也會(huì)相同而視察不到滲透現(xiàn)象，所以要想發(fā)生明顯的滲透現(xiàn)象就必需換為不能透過半透膜的溶質(zhì)蔗糖。2．如圖為滲透裝置示意圖，a、b分別為不同濃度的蔗糖溶液。據(jù)圖推斷，下列敘述錯(cuò)誤的是(B)A．若c為一層紗布，則不會(huì)發(fā)生此現(xiàn)象B．試驗(yàn)起先時(shí)，c兩側(cè)的溶液濃度大小是a>bC．試驗(yàn)過程中漏斗管內(nèi)的液面先上升后保持穩(wěn)定D．當(dāng)漏斗管內(nèi)的液面停止上升時(shí)，水分子進(jìn)出漏斗達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡解析：紗布不能作為半透膜，則漏斗內(nèi)的蔗糖會(huì)擴(kuò)散到外界溶液中，濃度差無法維持，液面不會(huì)上升，A項(xiàng)正確；由圖知，b漏斗液面上升，故試驗(yàn)起先時(shí)溶液濃度大小是b>a，B項(xiàng)錯(cuò)誤；試驗(yàn)過程中漏斗管內(nèi)的溶液濃度較大，水分子進(jìn)入漏斗內(nèi)的多于從漏斗出來的，液面先上升，達(dá)到肯定高度后液面不再上升，水分子進(jìn)出漏斗達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，C、D項(xiàng)正確。學(xué)問點(diǎn)二細(xì)胞的吸水和失水[新知導(dǎo)學(xué)]1．動(dòng)物細(xì)胞的失水和吸水——哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞2.植物細(xì)胞的吸水和失水(1)原理和現(xiàn)象①外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分別現(xiàn)象。②外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分別復(fù)原現(xiàn)象。(2)試驗(yàn)過程(3)將視察的結(jié)果填入下表2．試驗(yàn)中共涉及三次顯微鏡視察，其中第一次視察的目的是什么？提示：視察正常洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的狀態(tài)，以便與處理后的狀態(tài)形成比照。3．發(fā)生質(zhì)壁分別的洋蔥表皮細(xì)胞的原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間是何物質(zhì)？提示：因?yàn)榧?xì)胞壁是全透性的，所以洋蔥表皮細(xì)胞原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間是蔗糖溶液。4．若用合適濃度的KNO3溶液進(jìn)行該試驗(yàn)，結(jié)果會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分別與復(fù)原嗎？提示：起先外界溶液濃度較大，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別；細(xì)胞主動(dòng)汲取K＋和NOeq\o\al(－,3)后，隨著細(xì)胞濃度增大，質(zhì)壁分別又會(huì)自動(dòng)復(fù)原。[重難探究]1．植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別的緣由和表現(xiàn)(1)原理：成熟的植物細(xì)胞構(gòu)成滲透系統(tǒng)可發(fā)生滲透作用。(2)質(zhì)壁分別的緣由和表現(xiàn)。①緣由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(外因：外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度,內(nèi)因\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜,細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層))\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(細(xì)胞滲,透失水))))②表現(xiàn)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(宏觀：堅(jiān)挺→萎蔫,微觀\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(液泡：大→小,細(xì)胞液顏色：淺→深,原生質(zhì)層：與細(xì)胞壁分別))))2．試驗(yàn)操作中留意的問題(1)試驗(yàn)材料——紫色的洋蔥鱗片葉。①選擇材料必需是活細(xì)胞，因?yàn)橹挥谢罴?xì)胞的原生質(zhì)層才具有選擇透過性，否則將不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)壁分別及其復(fù)原現(xiàn)象。②要用含有大型液泡的植物細(xì)胞。③細(xì)胞液應(yīng)有顏色，洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的細(xì)胞液為紫色，易于視察。(2)試驗(yàn)試劑——蔗糖溶液。①若蔗糖溶液濃度過低，不足以引起質(zhì)壁分別。②若蔗糖溶液濃度過高，可能造成植物細(xì)胞因失水過多、過快而死亡。(3)試驗(yàn)操作過程。①滴加蔗糖溶液或清水時(shí)，應(yīng)在載物臺(tái)上操作，滴加液體不要太多，避開污染物鏡鏡頭。②視察質(zhì)壁分別的時(shí)間不宜過長，以免細(xì)胞因長時(shí)間處于失水狀態(tài)而死亡，影響對復(fù)原現(xiàn)象的視察。動(dòng)植物細(xì)胞吸水和失水與滲透系統(tǒng)的關(guān)系(1)植物根尖分生區(qū)細(xì)胞，無大液泡，不能發(fā)生質(zhì)壁分別，但可看成是一個(gè)滲透系統(tǒng)，細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜。(2)動(dòng)物細(xì)胞無細(xì)胞壁，不能發(fā)生質(zhì)壁分別，但也可看成是一個(gè)滲透系統(tǒng)，細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜。(3)細(xì)胞壁具有全透性，所以在原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間的液體與外界溶液相同。[典題演練]3．將某種植物的成熟細(xì)胞放入肯定濃度的物質(zhì)A溶液中，發(fā)覺其原生質(zhì)體(即植物細(xì)胞中細(xì)胞壁以內(nèi)的部分)的體積改變趨勢如圖所示，下列敘述正確的是(C)A．0～4h內(nèi)物質(zhì)A沒有通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)B．0～1h內(nèi)細(xì)胞體積與原生質(zhì)體體積的改變量相等C．2～3h內(nèi)物質(zhì)A溶液的滲透壓小于細(xì)胞液的滲透壓D．0～1h內(nèi)液泡中液體的滲透壓大于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的滲透壓解析：本題主要考查植物細(xì)胞質(zhì)壁分別及其復(fù)原。依據(jù)曲線先下降后上升的改變趨勢可知，原生質(zhì)體的體積先減小后增大，即細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別后自動(dòng)復(fù)原，緣由是物質(zhì)A通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，導(dǎo)致細(xì)胞液濃度增加，起先吸水，漸漸發(fā)生質(zhì)壁分別的復(fù)原，A項(xiàng)錯(cuò)誤；0～1h內(nèi)，原生質(zhì)體的體積減小，即細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別，此時(shí)原生質(zhì)體和細(xì)胞壁都收縮，但原生質(zhì)體收縮得更快，細(xì)胞體積與原生質(zhì)體體積的改變量不相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；2～3h內(nèi)，原生質(zhì)體的體積起先增大，即細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別的復(fù)原，物質(zhì)A溶液的滲透壓低于細(xì)胞液的滲透壓，C項(xiàng)正確；0～1h內(nèi)，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分別，則液泡中液體的滲透壓小于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的滲透壓，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．在“視察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分別和復(fù)原”試驗(yàn)中，對紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片進(jìn)行了三次視察(如下圖所示)。下列有關(guān)敘述正確的是(B)A．第一次視察時(shí)簡潔看到紫色大液泡和較大的無色細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)區(qū)域B．其次次視察時(shí)可以發(fā)覺細(xì)胞質(zhì)壁分別首先發(fā)生在細(xì)胞的角隅處C．吸水紙的主要作用是吸除滴管滴加的多余液體，以免污染鏡頭D．為了節(jié)約試驗(yàn)時(shí)間，通?？梢允÷缘谝淮物@微視察步驟解析：本題考查“視察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分別和復(fù)原”試驗(yàn)的操作步驟和留意事項(xiàng)。第一次視察時(shí)由于未滴入蔗糖溶液，細(xì)胞還沒有發(fā)生質(zhì)壁分別，紫色大液泡占整個(gè)細(xì)胞體積比例較大，簡潔看到紫色大液泡和較小的無色細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)區(qū)域，故A錯(cuò)誤；其次次視察時(shí)滴入少量的蔗糖溶液，細(xì)胞起先發(fā)生質(zhì)壁分別，可以發(fā)覺細(xì)胞質(zhì)壁分別首先發(fā)生在細(xì)胞的角隅處，故B正確；吸水紙的主要作用是吸引蔗糖溶液或清水從蓋玻片的一側(cè)流到另一側(cè)，使全部洋蔥鱗片葉外表皮浸潤在蔗糖溶液或清水中，故C錯(cuò)誤；第一次顯微鏡視察是為了獲得試驗(yàn)前的現(xiàn)象，以便于和試驗(yàn)中的現(xiàn)象改變作對比，因此不行省略，故D錯(cuò)誤。學(xué)問點(diǎn)三被動(dòng)運(yùn)輸[新知導(dǎo)學(xué)]被動(dòng)運(yùn)輸(1)含義：物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，順濃度梯度的擴(kuò)散。(2)物質(zhì)運(yùn)輸方向：高濃度一側(cè)→低濃度一側(cè)。5．下圖表示物質(zhì)通過紅細(xì)胞細(xì)胞膜的示意圖，其中黑點(diǎn)(·)表示物質(zhì)分子，圓圈()表示載體蛋白。請說出它們對應(yīng)的運(yùn)輸方式。提示：①自由擴(kuò)散②幫助擴(kuò)散[重難探究]物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞運(yùn)輸方式的比較[典題演練]5．甲、乙兩種物質(zhì)分別依靠自由擴(kuò)散和幫助擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞，假如以人工合成的無蛋白磷脂雙分子層代替細(xì)胞膜，并維持其他條件不變，則(D)A．甲運(yùn)輸被促進(jìn) B．乙運(yùn)輸被促進(jìn)C．甲運(yùn)輸被抑制 D．乙運(yùn)輸被抑制解析：自由擴(kuò)散和幫助擴(kuò)散統(tǒng)稱為被動(dòng)運(yùn)輸，幫助擴(kuò)散是物質(zhì)借助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的擴(kuò)散。人工合成的無蛋白磷脂雙分子層上無轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，故由其代替細(xì)胞膜時(shí)，乙的幫助擴(kuò)散受到抑制。6．下列物質(zhì)出入細(xì)胞的方式中，屬于簡潔擴(kuò)散(自由擴(kuò)散)區(qū)分于幫助擴(kuò)散的是(D)A．由高濃度向低濃度擴(kuò)散B．須要載體C．由低濃度向高濃度擴(kuò)散D．不須要載體解析：自由擴(kuò)散與幫助擴(kuò)散的相同之處是順濃度梯度(高濃度→低濃度)，同時(shí)均不消耗能量；不同之處表現(xiàn)在自由擴(kuò)散不須要載體，而幫助擴(kuò)散須要載體。(1)當(dāng)細(xì)胞的核糖體受損時(shí)，哪種被動(dòng)運(yùn)輸方式會(huì)受到影響？提示：核糖體能合成蛋白質(zhì)，故細(xì)胞的核糖體受損時(shí)，須要載體蛋白的運(yùn)輸方式都會(huì)受影響，故幫助擴(kuò)散會(huì)受到影響。(2)葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞屬于哪種運(yùn)輸方式？提示：葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞屬于幫助擴(kuò)散，須要載體蛋白幫助。課題調(diào)研：比照試驗(yàn)類型——自身比照[典范例題]圖一為某種成熟的植物細(xì)胞在顯微鏡下的圖像，用高于該細(xì)胞液濃度的蔗糖溶液處理此植物細(xì)胞5分鐘，再用顯微鏡視察此細(xì)胞。(1)完成高濃度溶液處理前后顯微鏡視察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)不同的比較。(2)在圖二處畫出視察到的細(xì)胞圖像。(3)試驗(yàn)前和試驗(yàn)后________(“是”或“不是”)同一試驗(yàn)對象。[素養(yǎng)升華]自身比照的概念解讀和推斷關(guān)鍵1．概念解讀(1)比照組和試驗(yàn)組都在同一探討對象上進(jìn)行。(如“同一成熟的植物細(xì)胞”)(2)依據(jù)試驗(yàn)方法不同包括兩種類型。①同一探討對象試驗(yàn)前后進(jìn)行比照。②同一探討對象的不同部位分別進(jìn)行不同處理進(jìn)行比照。2．推斷關(guān)鍵：同一探討對象。一、選擇題1．把體積與濃度(質(zhì)量百分比濃度)分別相同的葡萄糖溶液(甲)和蔗糖溶液(乙)用半透膜(允許溶劑和葡萄糖通過，不允許蔗糖通過)隔開(如圖)，一段時(shí)間后液面狀況是(B)A．甲高于乙B．先甲高于乙，后乙高于甲C．乙高于甲D．先甲低于乙，后乙低于甲解析：初始狀態(tài)雖然葡萄糖和蔗糖的質(zhì)量百分比濃度是相等的，但葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度明顯高于蔗糖溶液，因此水將由乙側(cè)流向甲。但葡萄糖可以穿過半透膜，蔗糖不能穿過半透膜，一段時(shí)間后，半透膜兩側(cè)的葡萄糖濃度相等，但總體上乙的濃度又高于甲的濃度，液面最終乙又高于甲。2．如圖為顯微鏡下某植物細(xì)胞在30%的蔗糖溶液中的示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是(D)A．若將該細(xì)胞置于清水中，A基本不變B．若該細(xì)胞處于40%的蔗糖溶液中，B/A將變小C．B/A能表示細(xì)胞失水的程度D．A、B分別表示細(xì)胞和液泡的長度解析：圖中細(xì)胞處于質(zhì)壁分別狀態(tài)，由于細(xì)胞壁的伸縮性很小，因此，將細(xì)胞置于清水中時(shí)，A基本不變。若該細(xì)胞處于40%的蔗糖溶液中，與圖示相比，A基本不變，但因失水更多而使B減小，所以B/A將變小，因而該值可表示細(xì)胞失水的程度。圖中A表示的是細(xì)胞的長度，B表示的是原生質(zhì)體的長度，而不是液泡的長度，D錯(cuò)誤。3．把體積相同的10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的葡萄糖溶液和10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的蔗糖溶液用半透膜隔開，初始狀態(tài)其分子移動(dòng)的方向是(C)A．葡萄糖分子向蔗糖溶液中移動(dòng)B．蔗糖分子向葡萄糖溶液中移動(dòng)C．水分子從蔗糖溶液向葡萄糖溶液中移動(dòng)D．水分子從葡萄糖溶液向蔗糖溶液中移動(dòng)解析：葡萄糖是單糖，而蔗糖是二糖，其相對分子質(zhì)量較葡萄糖要大，因而相同體積、相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的兩溶液中，10%的蔗糖溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量較小，而10%的葡萄糖溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量則較大，因此，蔗糖溶液中水分子密度大，葡萄糖溶液中水分子密度小，所以水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液中移動(dòng)。4．為探討植物a能不能移植到b地生長，某生物學(xué)探討性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一測定植物a細(xì)胞液濃度的試驗(yàn)方案，試驗(yàn)結(jié)果如下表：濃度(mol/L)0.150.20.250.3質(zhì)壁分別狀況不分別剛分別顯著顯著他們又測定了b地土壤溶液濃度。為保證植物a移植后能正常生存，該地土壤溶液的濃度應(yīng)(D)A．≥0.2 B．≤0.2C．≥0.3 D．<0.2解析：植物a細(xì)胞液濃度在0.15～0.2之間，所以b地土壤溶液濃度必需小于0.2。故選D。5．下列哪組物質(zhì)不須要載體蛋白幫助就能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞(C)A．甘油、脂肪酸、苯、K＋B．葡萄糖、K＋、氨基酸C．甘油、乙醇、維生素AD．膽固醇、H2O、氨基酸、Na＋解析：K＋通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，須要載體蛋白幫助，A項(xiàng)錯(cuò)誤；葡萄糖、K＋、氨基酸通過細(xì)胞膜進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞的方式都是主動(dòng)運(yùn)輸，都須要載體蛋白幫助，B項(xiàng)錯(cuò)誤；甘油、乙醇、維生素A都可以通過自由擴(kuò)散的方式通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，不須要載體蛋白幫助，C項(xiàng)正確；氨基酸通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的方式是主動(dòng)運(yùn)輸，Na＋通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的方式是幫助擴(kuò)散，都須要載體蛋白幫助，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題6．將等量的NHeq\o\al(＋,4)、K＋、Ca2＋、POeq\o\al(3－,4)共同溶解于500mL蒸餾水中，再放入一些簇新的水稻根。幾小時(shí)后，測得混合液