高2021級(jí)生物必修一物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例學(xué)案

1、高2021級(jí)生物必修一第四章第一節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例學(xué)案1、 基礎(chǔ)梳理1.當(dāng)外界溶液濃度比細(xì)胞質(zhì)濃度低時(shí)，動(dòng)物細(xì)胞 ；當(dāng)外界溶液濃度比細(xì)胞質(zhì)濃度高時(shí)，動(dòng)物細(xì)胞 ；當(dāng)外界溶液濃度與細(xì)胞質(zhì)濃度相同時(shí)，水分進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞處于 。2.活細(xì)胞吸水或失水的多少取決于 。3.原生質(zhì)層： 和 以及兩層膜之間的 ，它相當(dāng)于一層半透膜在植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，不屬于原生質(zhì)層的有 、 和細(xì)胞液。4.植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原的實(shí)驗(yàn)（1）條件：細(xì)胞液濃度和外界溶液濃度存在 。 _的伸縮性比 的伸縮性大。(2)實(shí)驗(yàn)材料的選擇一般不能選擇動(dòng)物細(xì)胞，它無 ，不能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。但仍然能發(fā)生 來吸水或失水。(3)實(shí)驗(yàn)試劑使用：使用濃

2、度過高的蔗糖溶液(0.5 g/mL)，質(zhì)壁分離現(xiàn)象明顯，但 ，因?yàn)?。使用質(zhì)量濃度為1 mol·L1的KNO3溶液，細(xì)胞能發(fā)生 。（4）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：發(fā)生質(zhì)壁分離的現(xiàn)象是 ，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的現(xiàn)象是 。二要點(diǎn)學(xué)習(xí)一滲透作用：（一）閱讀P60上面的問題探究，思考以下問題：1.什么是半透膜？2.漏斗內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？會(huì)持續(xù)不斷上升嗎？3.液面高度穩(wěn)定之后，半透膜的兩側(cè)有水分子出入嗎？半透膜兩側(cè)溶液濃度相等嗎？4.用一層紗布代替玻璃紙，漏斗內(nèi)液面還會(huì)升高嗎？5.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會(huì)怎樣？為什么？（二）歸納總結(jié)：（1）滲透作用的概念：是指水分子等溶劑分子透過_，

3、從相對(duì)含量_的地方向相對(duì)含量_的地方（即 濃度溶液向 濃度溶液）的擴(kuò)散。（2）滲透作用發(fā)生的條件：具有_；_。（3）滲透系統(tǒng)的組成（如圖）及特點(diǎn)：半透膜，可以是生物性的選擇透過性膜，如細(xì)胞膜，也可以是物理性的過濾膜，如玻璃紙。半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。3.滲透作用的發(fā)生若S1溶液濃度大于S2，則單位時(shí)間內(nèi)由S2S1的水分子數(shù) S1S2，外觀上表現(xiàn)為S1液面上升；若S1溶液濃度 S2，則情況相反，外觀上表現(xiàn)為S1液面下降。在達(dá)到滲透平衡后，若存在如圖所示的液面差h，則S1溶液濃度 S2。4.滲透方向及濃度大小的判斷(1)判斷溶劑滲透的總方向：若半透膜兩側(cè)是同種溶液，根據(jù) 判定。若半透膜兩側(cè)是不

4、同的溶液， 才能體現(xiàn)溶質(zhì)或溶劑分子數(shù)的多少，如半透膜兩側(cè)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，則葡萄糖溶液一側(cè)單位體積中葡萄糖分子數(shù)多(水分子數(shù)少)，水分子由蔗糖溶液一側(cè)通過半透膜向葡萄糖溶液一側(cè)擴(kuò)散。(2)判斷半透膜兩側(cè)溶液濃度大?。喝魸B透平衡后，半透膜兩側(cè)液面仍存在液面差，則半透膜兩側(cè)溶液就存在 差，液面差越大，濃度差就越大，且液面高的一側(cè)溶液濃度 。當(dāng)堂訓(xùn)練1：下圖為一個(gè)滲透裝置，半透膜小袋內(nèi)充滿0.3 g/mL的蔗糖溶液，用不同表面積的半透膜小袋做實(shí)驗(yàn)，開始一段時(shí)間內(nèi)玻璃管內(nèi)液面高度變化速率的相關(guān)曲線最可能是(橫坐標(biāo)表示表面積)()2.如圖表示滲透作用裝置圖，其中半透膜為膀胱膜（允許單

5、糖透過不允許二糖及多糖透過），裝置溶液A、B、a、b濃度分別用MA、MB、Ma、Mb表示，圖2、圖4分別表示達(dá)到平衡后，圖1、圖3液面上升的高度h1、h2如果A、B、a、b均為蔗糖溶液，且MAMB，Ma=MbMA，下列分析正確的是（）A 平衡后，漏斗內(nèi)溶液濃度Ma大于MbB 平衡后，漏斗內(nèi)液面上升高度h1h2C 平衡后，膜兩側(cè)水分子進(jìn)出速度相等，膜兩側(cè)溶液濃度相等D 若再向a、b中加入等量的蔗糖酶，漏斗內(nèi)外液面最終會(huì)齊平3.如圖是平衡時(shí)的滲透裝置，燒杯的液面高度為a，漏斗的液面高度為b，液面差mba，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，以滲透平衡時(shí)液面差為觀測(cè)指標(biāo)，正確的是A若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液，則

6、平衡時(shí)m增大B若向漏斗中滴入等濃度的蔗糖溶液，則平衡時(shí)m不變C若向漏斗中滴入清水，平衡時(shí)m將減小D若向燒杯中加入適量清水，平衡時(shí)m將增大二、動(dòng)植物細(xì)胞的吸水和失水：（一）動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水1.動(dòng)物細(xì)胞吸水或失水的條件： 。 。2.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水外界溶液濃度<細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞吸水 ，甚至吸水 外界溶液濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞失水 外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞既不吸水也不失水而處于 （二）植物細(xì)胞吸水和失水：1.閱讀教材P-61，回答下列問題：.植物細(xì)胞若吸水會(huì)漲破嗎？為什么？細(xì)胞壁的特點(diǎn)是什么？相當(dāng)于一層半透膜嗎？    

7、0;                                 、植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指哪些？.原生質(zhì)層由哪幾部分構(gòu)成？它的特點(diǎn)是什么？相當(dāng)于一層半透膜嗎？植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)中，哪些不屬于原生質(zhì)？2.分析植物細(xì)胞吸水和失水的條件是： 。 5.植物細(xì)胞吸水和失水：外界溶液濃度

8、大于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水，發(fā)生 現(xiàn)象。外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水，發(fā)生 現(xiàn)象當(dāng)細(xì)胞液濃度=外界溶液濃度時(shí)，植物細(xì)胞既不吸水也不失水（三）細(xì)胞吸水和失水的特點(diǎn)1運(yùn)輸方向：細(xì)胞的吸水和失水是水分子順相對(duì)含量的梯度跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程。2運(yùn)輸特點(diǎn)：細(xì)胞吸水時(shí)，水分子也有從細(xì)胞出來的，細(xì)胞失水時(shí)，水分子也有進(jìn)入細(xì)胞的，即無論細(xì)胞吸水還是失水，水分子通過原生質(zhì)層的擴(kuò)散都是雙向進(jìn)行的。當(dāng)堂訓(xùn)練：1將某植物的成熟細(xì)胞放入一定濃度的物質(zhì)A溶液中，發(fā)現(xiàn)其原生質(zhì)體（即植物細(xì)胞中細(xì)胞壁以內(nèi)的部分）的體積變化趨勢(shì)如圖所示。下列敘述正確的是（ ）A04 h內(nèi)物質(zhì)A沒有通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)B01 h內(nèi)細(xì)胞體積與原

9、生質(zhì)體體積的變化量相等C23 h內(nèi)物質(zhì)A溶液的滲透壓小于細(xì)胞液的滲透壓D01 h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2.如圖為顯微鏡下某植物細(xì)胞在10%蔗糖溶液中的示意圖。下列敘述中錯(cuò)誤的是（ ）A. 若將細(xì)胞置于清水中，A明顯變長B. 若該細(xì)胞處于40%蔗糖溶液中，B/A值將變小C. B/A值能表示細(xì)胞失水的程度D. A、B分別表示細(xì)胞和原生質(zhì)體的長度三、實(shí)驗(yàn)：觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原一、實(shí)驗(yàn)原理(1)一個(gè)處于外界溶液中的成熟植物細(xì)胞和外界溶液構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)。 相當(dāng)于一層半透膜， 具有一定的濃度，與外界溶液存在 。(2)原生質(zhì)層的伸縮性比細(xì)胞壁的伸縮性 。(3)當(dāng)外界溶液濃度大于

10、細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞滲透 ，發(fā)生 。(4)當(dāng)細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞滲透 ，發(fā)生 。二、實(shí)驗(yàn)步驟三、實(shí)驗(yàn)歸納(1)實(shí)驗(yàn)選材：選用的植物細(xì)胞要有 ，質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象明顯。細(xì)菌細(xì)胞也能發(fā)生質(zhì)壁分離，但現(xiàn)象不明顯。動(dòng)物細(xì)胞沒有 ，不發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。(2)實(shí)驗(yàn)試劑的使用：若使用濃度過高的蔗糖溶液，則質(zhì)壁分離現(xiàn)象明顯，但不能復(fù)原，因?yàn)?若使用質(zhì)量濃度為1 mol·L1的KNO3溶液，因?yàn)镵和NO均可被細(xì)胞吸收，使細(xì)胞液濃度增大，所以細(xì)胞先發(fā)生 。若使用質(zhì)量濃度為1 mol·L1的醋酸溶液，則不發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。因?yàn)?(3)關(guān)于質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)的5個(gè)注意點(diǎn)1將發(fā)生質(zhì)

11、壁分離的植物細(xì)胞置于低濃度的溶液或蒸餾水中，植物細(xì)胞會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，但如果所用溶液為葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，發(fā)生質(zhì)壁分離后因細(xì)胞主動(dòng)或被動(dòng)吸收溶質(zhì)而使細(xì)胞液濃度增大，植物細(xì)胞會(huì)吸水引起質(zhì)壁分離后的自動(dòng)復(fù)原。2質(zhì)壁分離過程中，外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，質(zhì)壁分離程度越大，植物細(xì)胞吸水能力越強(qiáng)；質(zhì)壁分離復(fù)原過程中，外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度。3質(zhì)壁分離與復(fù)原過程中水分子的移動(dòng)是雙向的，總結(jié)果是單向的。4本實(shí)驗(yàn)用顯微鏡觀察了三次，第一次與第二次形成對(duì)照，第三次與第二次形成對(duì)照，該對(duì)照方法為自身對(duì)照。5.觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離狀態(tài)時(shí)，時(shí)間不要過長，以免細(xì)胞因長期處于失水狀態(tài)而死亡，影

12、響復(fù)原現(xiàn)象的觀察。四、質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)應(yīng)用1判斷成熟植物細(xì)胞的死活待測(cè)成熟植物細(xì)胞一定濃度的蔗糖溶液鏡檢,2測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍待測(cè)細(xì)胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液分別鏡檢,細(xì)胞液濃度范圍介于使細(xì)胞未發(fā)生質(zhì)壁分離和50%的細(xì)胞剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的外界溶液的濃度范圍之間。3比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度不同植物細(xì)胞同一濃度的蔗糖溶液鏡檢,剛發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間比較判斷質(zhì)壁分離速度(或細(xì)胞液濃度)。4驗(yàn)證原生質(zhì)層具有選擇透過性(如細(xì)胞在蔗糖溶液中，蔗糖不能進(jìn)入細(xì)胞)。5證明細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮性。當(dāng)堂訓(xùn)練1下列關(guān)于植物細(xì)胞質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是A與白色花瓣相比，采用紅色花瓣有利于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

13、的觀察B用黑藻葉片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，葉綠體的存在會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察C用紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位觀察到的質(zhì)壁分離程度可能不同D紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的液泡中有色素，有利于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察2如圖為某同學(xué)利用紫色洋蔥鱗片葉作為實(shí)驗(yàn)材料，觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原的基本操作步驟。下列相關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是()A第二次觀察(D)和第一次觀察(B)形成對(duì)照，第三次觀察(F)和第二次觀察(D)形成對(duì)照B該實(shí)驗(yàn)用顯微鏡主要觀察原生質(zhì)層和細(xì)胞壁的位置關(guān)系、液泡的顏色和大小等C如果將蔗糖溶液換成濃度適宜的KNO3溶液，則可以省略E過程D增大蔗糖溶液的濃度，實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更明顯且不影響細(xì)胞的活性3將某植物花冠切成大小和形

14、狀相同的細(xì)條，分為a、b、c、d、e和f組(每組的細(xì)條數(shù)相等)，取上述6組細(xì)條分別置于不同濃度的蔗糖溶液中，浸泡相同時(shí)間后測(cè)量各組花冠細(xì)條的長度，結(jié)果如圖所示。假如蔗糖溶液與花冠細(xì)胞之間只有水分交換，則()A實(shí)驗(yàn)后，a組液泡中的溶質(zhì)濃度比b組的高B浸泡導(dǎo)致f組細(xì)胞中液泡的失水量小于b組的Ca組細(xì)胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗ATP大于b組D使細(xì)條在浸泡前后長度不變的蔗糖濃度介于0.40.5 mol·L1之間4為研究甲地某植物能不能移植到乙地生長，某生物學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定該植物細(xì)胞液濃度的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表：濃度/mol·L10.150.20.250.3質(zhì)壁分

15、離狀況不分離剛分離顯著顯著他們又測(cè)定了乙地土壤溶液濃度，發(fā)現(xiàn)乙地土壤溶液的濃度適合該植物生長，則乙地土壤溶液濃度最可能是()A0.2 mol/L B0.2 mol/LC<0.2 mol/L D0.15 mol/L<乙<0.3 mol/L5某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中做“觀察洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實(shí)驗(yàn)時(shí)，在老師的幫助下，進(jìn)行了一系列的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象如下表：實(shí)驗(yàn)組5分鐘的現(xiàn)象再過5分鐘滴加清水5分鐘0.3 g·mL1蔗糖溶液x無變化質(zhì)壁分離復(fù)原0.5 g·mL1蔗糖溶液質(zhì)壁分離y無變化1 mol·L1 KNO3溶液質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原z1 mo

16、l·L1醋酸溶液細(xì)胞大小無變化細(xì)胞大小無變化細(xì)胞大小無變化對(duì)上表的推斷或解釋不正確的是()Ax為質(zhì)壁分離，因?yàn)榧?xì)胞壁伸縮性弱于原生質(zhì)層By為質(zhì)壁分離，可能導(dǎo)致細(xì)胞失水過多而死Cz為細(xì)胞稍增大，細(xì)胞液顏色逐漸變淺D組細(xì)胞大小無變化是因?yàn)榧?xì)胞滲透吸水量等于失水量以紫色洋蔥鱗葉為材料進(jìn)行細(xì)胞6.質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)，原生質(zhì)層長度和細(xì)胞長度分別用X和Y表示(如圖)，在處理時(shí)間相同的前提下()A同一細(xì)胞用不同濃度蔗糖溶液處理，X/Y值越小，則紫色越淺B同一細(xì)胞用不同濃度蔗糖溶液處理，X/Y值越大，則所用蔗糖溶液濃度越高C不同細(xì)胞用相同濃度蔗糖溶液處理，X/Y值越小，則越易復(fù)原D不同細(xì)胞用相同濃

17、度蔗糖溶液處理，X/Y值越大，則細(xì)胞的正常細(xì)胞液濃度越高4、 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例仔細(xì)閱讀教材P63的資料分析和認(rèn)真看圖:1.一段時(shí)間后為什么水稻培養(yǎng)液中Ca2+Mg2+的濃度比初始濃度高，而SiO44的濃度比初始濃度低？說明水稻對(duì)這三種離子的吸收速率是怎樣的？2.比較水稻和番茄兩種植物對(duì)不同離子和水的吸收情況，你能得出哪些結(jié)論？3.人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞具有很強(qiáng)的攝取碘的能力，對(duì)碘的吸收是順濃度梯度還是逆濃度梯度吸收的？由此看出，是主動(dòng)吸收還是被動(dòng)吸收的？4.不同微生物對(duì)不同礦物質(zhì)吸收具有什么特點(diǎn)？5.生物膜的功能特點(diǎn)是什么？表現(xiàn)在哪些方面？當(dāng)堂訓(xùn)練1.某海藻細(xì)胞液與生活的海水中各種離子濃度分析如圖，圖中陰影部分代表該海藻細(xì)胞液的離子濃度。據(jù)圖判斷，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）A 海水中的Cl可以逆濃度梯度進(jìn)入海藻細(xì)胞液B 溫度不影響海藻細(xì)胞吸收Mg2