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)第2課時(shí)探究植物細(xì)胞的吸水和失水與被動(dòng)運(yùn)輸學(xué)案新人教版必修1

PAGE8-第2課時(shí)探究植物細(xì)胞的吸水和失水與被動(dòng)運(yùn)輸課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對(duì)接1.舉例說(shuō)明有些物質(zhì)順濃度梯度進(jìn)出細(xì)胞，不須要額外供應(yīng)能量。2．試驗(yàn)：視察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分別和復(fù)原。1.科學(xué)探究——探究植物細(xì)胞的吸水與失水。2．科學(xué)思維——?dú)w納比較兩種被動(dòng)運(yùn)輸方式的異同。一、探究植物細(xì)胞的吸水和失水1．探究過(guò)程提出問(wèn)題→作出假設(shè)→試驗(yàn)設(shè)計(jì)思路→進(jìn)行試驗(yàn)→記錄結(jié)果→分析結(jié)果，得出結(jié)論→表達(dá)和溝通→進(jìn)一步探究。2．試驗(yàn)原理3．材料分析(1)選擇材料必需是活細(xì)胞，因?yàn)開(kāi)___________________________________________________________________________。(2)要用含有________的成熟植物細(xì)胞。(3)洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的液泡為_(kāi)_______，易于視察。答案：(1)只有活細(xì)胞的原生質(zhì)層才具有選擇透過(guò)性，否則將不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)壁分別及質(zhì)壁分別復(fù)原現(xiàn)象(2)中心液泡(3)紫色4．試驗(yàn)步驟及現(xiàn)象5．發(fā)生質(zhì)壁分別的緣由(1)外因：外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度。(2)內(nèi)因：原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大。二、自由擴(kuò)散和幫助擴(kuò)散1．被動(dòng)運(yùn)輸：物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞，不須要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量的跨膜運(yùn)輸方式，包括自由擴(kuò)散和幫助擴(kuò)散。2．自由擴(kuò)散和幫助擴(kuò)散自由擴(kuò)散(也叫簡(jiǎn)潔擴(kuò)散)幫助擴(kuò)散(也叫易化擴(kuò)散)圖示甲乙條件不須要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，不消耗能量須要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，不消耗能量運(yùn)輸方向高濃度一側(cè)→低濃度一側(cè)舉例O2和CO2葡萄糖、氨基酸的順濃度跨膜運(yùn)輸推斷對(duì)錯(cuò)(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)1．物質(zhì)跨膜運(yùn)輸都是順相對(duì)含量梯度進(jìn)行的。 ()2．細(xì)胞對(duì)于物質(zhì)的輸入和輸出具有選擇性。 ()3．相對(duì)分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子都可以通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。 ()4．葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞的過(guò)程不須要載體蛋白的幫助。 ()提示：1.×物質(zhì)運(yùn)輸可以逆相對(duì)含量梯度進(jìn)行。2．√3．×一些離子進(jìn)入細(xì)胞的方式是主動(dòng)運(yùn)輸。4．×葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞須要載體蛋白的幫助。探究植物細(xì)胞的吸水和失水1．質(zhì)壁分別的緣由及表現(xiàn)分析(2)eq\a\vs4\al(表現(xiàn))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(宏觀上：植物由堅(jiān)挺→萎蔫,微觀上：質(zhì)壁分別\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(液泡（大→?。?細(xì)胞液顏色（淺→深）,原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分別))))2．試驗(yàn)須要留意的問(wèn)題(1)試驗(yàn)勝利的關(guān)鍵之一是試驗(yàn)材料的選擇。要選取成熟的、活的且液泡帶有肯定顏色的植物組織進(jìn)行試驗(yàn)，便于視察試驗(yàn)現(xiàn)象。(2)滴加蔗糖溶液或清水時(shí)，應(yīng)在載物臺(tái)上操作。(3)選用的蔗糖溶液濃度要相宜。過(guò)低，不足以引起質(zhì)壁分別或質(zhì)壁分別所需時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；過(guò)高，可能造成植物細(xì)胞失水過(guò)多、過(guò)快而死亡。(4)當(dāng)以可汲取的物質(zhì)作溶質(zhì)時(shí)(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)，可出現(xiàn)質(zhì)壁分別及自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象。3．質(zhì)壁分別試驗(yàn)的拓展應(yīng)用(1)推斷細(xì)胞的生活狀況：只有活的植物細(xì)胞才能發(fā)生質(zhì)壁分別。(2)比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度eq\x(\a\al(不同植,物細(xì)胞))＋eq\x(\a\al(同一濃度的,蔗糖溶液))eq\o(→,\s\up9(鏡檢))發(fā)生質(zhì)壁分別所需時(shí)間越短，細(xì)胞液濃度越小，反之細(xì)胞液濃度越大。(3)測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍eq\x(待測(cè)細(xì)胞)＋eq\x(\a\al(一系列濃度梯,度的蔗糖溶液))eq\o(→,\s\up9(鏡檢))細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分別和剛發(fā)生質(zhì)壁分別的蔗糖溶液濃度之間。深化探究：1.細(xì)胞質(zhì)壁分別過(guò)程中，細(xì)胞液的濃度和細(xì)胞的吸水實(shí)力有什么變更？質(zhì)壁分別復(fù)原過(guò)程中，兩者又有什么變更？提示：質(zhì)壁分別過(guò)程中，隨著質(zhì)壁分別程度增大，細(xì)胞液的濃度增大，植物細(xì)胞吸水實(shí)力增加。質(zhì)壁分別復(fù)原過(guò)程中，隨著質(zhì)壁分別復(fù)原的進(jìn)行，細(xì)胞液的濃度變小，植物細(xì)胞吸水實(shí)力減弱。2．本試驗(yàn)選用0.3g/mL的蔗糖溶液作試劑，若濃度過(guò)高或過(guò)低分別對(duì)試驗(yàn)有何影響？提示：選用0.3g/mL的蔗糖溶液作試劑，既明顯出現(xiàn)質(zhì)壁分別，又不會(huì)殺死細(xì)胞。若濃度過(guò)高，質(zhì)壁分別速度過(guò)快，細(xì)胞會(huì)因失水過(guò)多而死亡，不能再進(jìn)行質(zhì)壁分別復(fù)原；若濃度過(guò)低，不能引起質(zhì)壁分別或質(zhì)壁分別速度太慢。3．若用合適濃度的KNO3溶液進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)覺(jué)細(xì)胞質(zhì)壁分別后，沒(méi)有滴加清水，出現(xiàn)了自動(dòng)質(zhì)壁分別復(fù)原現(xiàn)象。請(qǐng)分析緣由是什么。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(\s\up1(－),\s\do1(3))后，隨著細(xì)胞液濃度增大，質(zhì)壁分別又會(huì)自動(dòng)復(fù)原。1．紫色洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別后，在顯微鏡下可視察到()C[解此題的關(guān)鍵是視察圖中細(xì)胞核的位置及液泡顏色深淺。紫色洋蔥表皮細(xì)胞色素分布在液泡中，細(xì)胞質(zhì)無(wú)色；洋蔥表皮細(xì)胞的細(xì)胞核在細(xì)胞質(zhì)中，不在液泡內(nèi)；發(fā)生質(zhì)壁分別的細(xì)胞，液泡紫色變深，故C正確。]2．(2024·天津一中高一上期中)在“視察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分別和復(fù)原”的試驗(yàn)中，對(duì)紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片進(jìn)行了三次視察(如圖所示)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．其次次吸水紙的作用是引導(dǎo)蒸餾水在蓋玻片下流淌，使植物細(xì)胞完全浸潤(rùn)在蒸餾水中B．若第一次滴加的液體是相宜濃度的乙二醇，不用滴加清水也能視察到質(zhì)壁分別的復(fù)原C．第一次顯微鏡視察，主要是視察紫色液泡的大小以及原生質(zhì)層的位置D．用質(zhì)量濃度為0.5g/mL的蔗糖溶液完成該試驗(yàn)效果更好D[其次次吸水紙的主要作用是吸引蒸餾水在蓋玻片下流淌，使植物細(xì)胞完全浸潤(rùn)在蒸餾水中，使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別復(fù)原，A正確；乙二醇可以通過(guò)自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞，若第一次滴加相宜濃度的乙二醇，則細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別后可自動(dòng)復(fù)原，B正確；第一次顯微鏡視察植物細(xì)胞的正常形態(tài)，主要是視察紫色液泡的大小以及原生質(zhì)層的位置，C正確；質(zhì)量濃度為0.5g/mL的蔗糖溶液會(huì)使細(xì)胞失水過(guò)多而死亡，D錯(cuò)誤。]自由擴(kuò)散和幫助擴(kuò)散1．影響自由擴(kuò)散和幫助擴(kuò)散的因素方式影響因素影響趨勢(shì)曲線自由擴(kuò)散膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度差與濃度差呈正相關(guān)幫助擴(kuò)散①膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度差；②膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和數(shù)量當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白達(dá)到飽和時(shí)，物質(zhì)濃度增加，物質(zhì)的運(yùn)輸速率也不再增加2.水分子進(jìn)出細(xì)胞的方式(1)通過(guò)自由擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞。(2)借助于水通道蛋白以幫助擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞。3．膜上的兩種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白名稱轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)象特點(diǎn)載體蛋白與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生自身構(gòu)象的變更通道蛋白與自身通道的直徑和形態(tài)相適配、大小和電荷相相宜的分子或離子轉(zhuǎn)運(yùn)分子不須要與通道蛋白結(jié)合1．探討發(fā)覺(jué)，水分子進(jìn)出細(xì)胞膜須要一種稱為“水通道”的蛋白質(zhì)。若設(shè)法專一性地關(guān)閉離體腎小管管壁細(xì)胞的水通道蛋白，則將導(dǎo)致細(xì)胞()A．在濃溶液中皺縮B．在蒸餾水中漲破C．形態(tài)基本不變D．在生理鹽水中快速死亡C[由題意可知，水通道蛋白能夠?qū)Ｒ恍缘叵拗扑肿舆M(jìn)出細(xì)胞。因此，若設(shè)法專一性地關(guān)閉離體腎小管管壁細(xì)胞的水通道蛋白，則水分子不能進(jìn)出細(xì)胞，故細(xì)胞形態(tài)基本不變。]2．下圖表示葡萄糖跨膜運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程，據(jù)圖分析正確的是()A．該膜中的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白也能運(yùn)輸氨基酸B．該方式發(fā)生在被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)從低濃度到高濃度時(shí)C．該膜可能是哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞膜D．與該過(guò)程有關(guān)的細(xì)胞器是線粒體和核糖體C[細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白具有專一性，運(yùn)輸葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白不能運(yùn)輸氨基酸；須要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白幫助而不消耗能量的運(yùn)輸方式為幫助擴(kuò)散，它是被動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊环N，其運(yùn)輸方向?yàn)轫槤舛忍荻?；哺乳?dòng)物紅細(xì)胞汲取葡萄糖的方式就是幫助擴(kuò)散；幫助擴(kuò)散不消耗能量，與幫助擴(kuò)散有關(guān)的細(xì)胞器不包括線粒體。]解答有關(guān)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)念}目應(yīng)駕馭以下四點(diǎn)：(1)被動(dòng)運(yùn)輸是物質(zhì)順濃度梯度的擴(kuò)散，不耗能。(2)自由擴(kuò)散不需轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的幫助，幫助擴(kuò)散則需轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的幫助。轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白具有特異性，不同細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和數(shù)目也不同。(3)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白分為載體蛋白和通道蛋白。轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白具有飽和現(xiàn)象，當(dāng)細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白全部參加物質(zhì)運(yùn)輸時(shí)，物質(zhì)運(yùn)輸速率不再隨細(xì)胞外物質(zhì)濃度的增大而增大。(4)小分子脂溶性物質(zhì)如甘油、苯、乙醇等以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞，水分子則主要通過(guò)通道蛋白以幫助擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞。[課堂小結(jié)]知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語(yǔ)句歸納1.原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。2.植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別的緣由：(1)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度。(2)原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性。3.只有活的成熟植物細(xì)胞才可發(fā)生質(zhì)壁分別，動(dòng)物細(xì)胞和根尖分生區(qū)細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分別。4.被動(dòng)運(yùn)輸包括自由擴(kuò)散和幫助擴(kuò)散，二者都是順濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)摹?.自由擴(kuò)散既不須要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，也不須要能量，氣體及脂溶性物質(zhì)以自由擴(kuò)散方式運(yùn)輸，水以自由擴(kuò)散和幫助擴(kuò)散方式運(yùn)輸。6.幫助擴(kuò)散須要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，但不須要能量，實(shí)例是紅細(xì)胞汲取葡萄糖。1．以紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料視察植物細(xì)胞質(zhì)壁分別現(xiàn)象，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．試驗(yàn)時(shí)要視察細(xì)胞的大小、中心液泡的大小和原生質(zhì)層的位置B．從蓋玻片的一側(cè)滴加蔗糖溶液，在蓋玻片另一側(cè)用吸水紙吸引C．用高濃度的乙醇代替蔗糖溶液，細(xì)胞質(zhì)壁分別后會(huì)發(fā)生自動(dòng)復(fù)原D．紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位視察到的質(zhì)壁分別程度可能不同C[質(zhì)壁分別指的是原生質(zhì)層與細(xì)胞壁的分別，試驗(yàn)過(guò)程中須要視察細(xì)胞的大小、中心液泡的大小和原生質(zhì)層的位置，A正確；從蓋玻片的一側(cè)滴加蔗糖溶液，在蓋玻片另一側(cè)用吸水紙吸引，重復(fù)幾次后植物細(xì)胞浸潤(rùn)在蔗糖溶液中，進(jìn)而失水發(fā)生質(zhì)壁分別，B正確；高濃度的乙醇對(duì)植物細(xì)胞有毒害作用，會(huì)殺死植物細(xì)胞，因此用高濃度的乙醇代替蔗糖溶液不能視察到質(zhì)壁分別及復(fù)原現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位細(xì)胞液的濃度可能不同，因此視察到的質(zhì)壁分別程度可能不同，D正確。]2．以紫色洋蔥鱗莖表皮為材料視察植物細(xì)胞質(zhì)壁分別現(xiàn)象，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．在發(fā)生質(zhì)壁分別的細(xì)胞中能視察到紫色中心液泡漸漸縮小B.滴加30%的蔗糖溶液比10%的蔗糖溶液引起細(xì)胞質(zhì)壁分別所需時(shí)間短C．發(fā)生質(zhì)壁分別的細(xì)胞放入清水中又復(fù)原，說(shuō)明細(xì)胞保持活性D．用高濃度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起細(xì)胞質(zhì)壁分別D[植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別的外因：外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水，液泡變小，顏色加深，A正確；濃度差越大，細(xì)胞失水速度越快，B正確；發(fā)生質(zhì)壁分別的細(xì)胞放入清水中又復(fù)原，說(shuō)明是活細(xì)胞，C正確；用高濃度的NaCl溶液代替蔗糖溶液一樣可以引起細(xì)胞質(zhì)壁分別，還可能發(fā)生質(zhì)壁分別的自動(dòng)復(fù)原，D錯(cuò)誤。]3．(2024·北京高考)細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性保證了細(xì)胞內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的微環(huán)境。下列物質(zhì)中，以(自由)擴(kuò)散方式通過(guò)細(xì)胞膜的是()A．Na＋ B．二氧化碳C．RNA D．胰島素B[一般Na＋內(nèi)流時(shí)屬于幫助擴(kuò)散，Na＋外流時(shí)屬于主動(dòng)運(yùn)輸，A項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化碳的運(yùn)輸屬于自由擴(kuò)散，B項(xiàng)正確；RNA不通過(guò)細(xì)胞膜，C項(xiàng)錯(cuò)誤；胰島素是通過(guò)胞吐的方式被分泌出細(xì)胞的，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]4．甲、乙兩種物質(zhì)分別依靠自由擴(kuò)散和幫助擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞，若以人工合成的無(wú)蛋白磷脂雙分子膜代替細(xì)胞膜，并維持其他條件不變，則()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D[幫助擴(kuò)散必需有轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參加才能進(jìn)行，否則將被抑制。]5．某學(xué)生用紫色洋蔥鱗片葉表皮作試驗(yàn)材料，視察到甲、乙兩個(gè)圖像。請(qǐng)回答問(wèn)題：(1)撕取洋蔥________(填“內(nèi)”或“外”)表皮，置于滴加清水的載玻片上制成臨時(shí)裝片，用顯微鏡可視察到的是圖________。(2)在蓋玻片的一側(cè)滴加0.3g/mL蔗糖溶液，用吸水紙從另一側(cè)吸引，重復(fù)幾次后，可視察到的是圖________，圖示細(xì)胞發(fā)生了________現(xiàn)象。該現(xiàn)象是指________和________發(fā)生分別。(3)甲、乙兩圖所示細(xì)胞的細(xì)胞液分別存在于________(填“a”“b”或“c”)中。[解析](1)視察植物