2022-2023 學(xué)年 人教版 必修一 被動運輸 教案

1、第1節(jié)被動運輸學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)1說出滲透作用發(fā)生的條件。2分析質(zhì)壁分離與復(fù)原的原理和過程。3說明兩種被動運輸方式的異同。1生命觀念感悟正常的物質(zhì)進(jìn)出對細(xì)胞代謝的重要意義，認(rèn)同生物體的結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的特點。2科學(xué)探究通過對“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實驗的設(shè)計和操作，進(jìn)一步掌握探究類實驗的設(shè)計思路，提升實驗操作能力。分點突破(一)水進(jìn)出細(xì)胞的原理基礎(chǔ) eq avs4al(落實) 1滲透作用(1)含義：水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴(kuò)散。(2)方向：水分子從水相對含量高的一側(cè)向相對含量低的一側(cè)滲透。2水進(jìn)出動物細(xì)胞(以哺乳動物紅細(xì)胞為例)(1)動物細(xì)胞形成的“滲透裝置”半透膜：細(xì)胞膜。濃度

2、差：細(xì)胞質(zhì)與外界溶液之間的濃度差。(2)現(xiàn)象(連線)3水進(jìn)出植物細(xì)胞(以成熟植物細(xì)胞為例)植物細(xì)胞所形成的“滲透裝置”(1)半透膜(原生質(zhì)層)：細(xì)胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。(2)濃度差：細(xì)胞液與外界溶液之間的濃度差。深化 eq avs4al(認(rèn)知) 一、在“思考探究”中解惑1滲透作用與擴(kuò)散作用有何區(qū)別？提示：滲透作用必須有半透膜，擴(kuò)散作用則不一定需要；擴(kuò)散作用適于各種物質(zhì)，滲透作用僅指溶劑分子。2如果在滲透實驗裝置中，燒杯內(nèi)不是清水，而是同濃度的蔗糖溶液，漏斗液面還會升高嗎？為什么？提示：不會。因為半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等，單位時間內(nèi)由燒杯進(jìn)入漏斗內(nèi)的水分子等于由漏斗進(jìn)入燒杯內(nèi)的水分

3、子。3應(yīng)用“動物細(xì)胞的吸水和失水”的原理解釋：為什么靜脈注射時要將藥物加到0.9%的NaCl溶液中？提示：因為人體血漿的滲透壓與濃度為0.9%的NaCl溶液滲透壓相當(dāng)，用這種濃度的注射液不會改變動物細(xì)胞的形態(tài)。二、在“系統(tǒng)思維”中提能1滲透裝置圖解2當(dāng)液面上升到一定程度時，液面不再升高的原因分析如圖可知：漏斗中的液面高于水槽中的液面，液面差為H1，由于水槽中的液體與漏斗中的液體具有濃度差，即滲透壓差，所以水分子有進(jìn)入漏斗的趨勢；但是H1 產(chǎn)生的壓強(qiáng)與滲透壓的平衡使半透膜兩側(cè)水分子的交換速率相同時，液面不再升高。3動、植物細(xì)胞都是滲透系統(tǒng)易錯提醒(1)水分子的運輸特點：無論細(xì)胞吸水還是失水，半透

4、膜兩側(cè)水分子的移動都是雙向的。(2)滲透平衡的實質(zhì)：滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動達(dá)到平衡狀態(tài)，既不可看作沒有水分子移動，也不可看作兩側(cè)溶液濃度絕對相等。(3)濃度的實質(zhì)：滲透系統(tǒng)中的溶液濃度指物質(zhì)的量濃度，而非質(zhì)量濃度。應(yīng)用 eq avs4al(評價) 1(2021江蘇淮安高一期中)如圖甲、乙為兩個滲透裝置。甲圖是發(fā)生滲透作用時的初始狀態(tài)，乙圖是較長時間之后的狀態(tài)。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A圖中為半透膜，水分子能自由通過B圖乙中溶液的濃度與溶液的濃度相等C圖甲中溶液的濃度大于溶液的濃度D圖甲中溶液和濃度差越大，則圖乙中的水柱越高解析：B圖甲中代表半透膜，水分子能自由通過，A正確；由于漏

5、斗內(nèi)液柱壓力的作用，當(dāng)液面不再上升時，小分子進(jìn)出達(dá)到平衡，但溶液的濃度依然大于溶液的濃度，B錯誤；圖甲和圖乙比較，漏斗內(nèi)液面上升，說明圖甲中漏斗內(nèi)溶液濃度高于燒杯中溶液濃度，C正確；圖甲中溶液和濃度差越大，則水分跨膜運輸?shù)臄?shù)量越多，則圖乙中的水柱上升得越高，D正確。2(2021浙江杭州高一期末)如圖甲是滲透作用裝置示意圖，乙、丙兩曲線圖的橫坐標(biāo)代表時間，下列敘述不正確的是()A圖甲所示裝置中漏斗內(nèi)溶液的濃度變化可用曲線丙表示B水分子由半透膜外進(jìn)入半透膜內(nèi)的速率變化可用曲線乙表示C漏斗管內(nèi)的液面高度變化可用曲線丙表示D半透膜內(nèi)外溶液的濃度差可用曲線乙表示解析：A開始時，漏斗內(nèi)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的

6、蔗糖溶液，漏斗外為蒸餾水，漏斗內(nèi)溶液濃度高于漏斗外溶液濃度，水分子整體表現(xiàn)為由膜外進(jìn)入膜內(nèi)，蔗糖溶液濃度降低，直至平衡，可用曲線乙表示，A錯誤。開始時，半透膜兩側(cè)濃度差大，水分子進(jìn)入半透膜內(nèi)的速率較大，隨著水分子不斷進(jìn)入膜內(nèi)，半透膜兩側(cè)的濃度差越來越小，半透膜內(nèi)外液面的高度差越來越大，當(dāng)高度差產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于膜兩側(cè)的滲透壓之差時，半透膜兩側(cè)達(dá)到滲透平衡，該過程中水分子進(jìn)入半透膜的速率和半透膜兩側(cè)的濃度差逐漸下降，直至平衡，均可用曲線乙表示，B、D正確。隨著水分子的進(jìn)入，漏斗管內(nèi)的液面逐漸上升，達(dá)到滲透平衡時停止，可用曲線丙表示，C正確。分點突破(二)探究植物細(xì)胞的吸水和失水基礎(chǔ) eq avs4a

7、l(落實) 1實驗原理2實驗過程3實驗現(xiàn)象加蔗糖溶液加清水中央液泡大小變小恢復(fù)原狀液泡顏色變深變淺原生質(zhì)層的位置與細(xì)胞壁分離與細(xì)胞壁緊貼細(xì)胞大小基本不變基本不變深化 eq avs4al(認(rèn)知) 一、在“思考探究”中解惑1如果一次性施肥過多或過濃，植物就會出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，俗稱“燒苗”。探究回答下列問題：(1)解釋“燒苗”現(xiàn)象出現(xiàn)的原因。提示：一次性施肥過多或過濃，就會造成土壤溶液溶質(zhì)的濃度大于根毛細(xì)胞液溶質(zhì)的濃度，結(jié)果使根毛細(xì)胞液中的水分滲透到土壤溶液中去，這樣根毛細(xì)胞不但吸收不到水分，反而還要失去水分，就會出現(xiàn)植物葉片萎蔫等“燒苗”現(xiàn)象。(2)如何預(yù)防“燒苗”現(xiàn)象？若出現(xiàn)“燒苗”現(xiàn)象有什么補(bǔ)救措

8、施嗎？ 提示：不能一次性施肥過多或過濃。應(yīng)及時適量地澆水或換土，植物過度失水死亡后將無法補(bǔ)救。2細(xì)胞液中物質(zhì)的濃度對于維持細(xì)胞的生命活動非常重要?，F(xiàn)提供紫色洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞，請設(shè)計實驗，測定該細(xì)胞的細(xì)胞液濃度相當(dāng)于多少質(zhì)量分?jǐn)?shù)的蔗糖溶液。寫出你的實驗思路，并分析其中的基本原理。提示：實驗思路：基本原理：遵循滲透作用的原理，即當(dāng)細(xì)胞液的濃度小于外界溶液的濃度時，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，當(dāng)細(xì)胞液的濃度大于外界溶液的濃度時，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原，當(dāng)細(xì)胞液的濃度等于外界溶液的濃度時，細(xì)胞形態(tài)不變。二、在“系統(tǒng)思維”中提能1質(zhì)壁分離及復(fù)原發(fā)生的條件(1)從細(xì)胞角度分析死細(xì)胞、動物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞(如

9、根尖分生區(qū)細(xì)胞)不發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞可發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。(2)從溶液角度分析在一定濃度(溶質(zhì)不能透過膜)的溶液中只會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，不能發(fā)生自動復(fù)原現(xiàn)象(只有用清水或低滲溶液處理，方可復(fù)原)。在一定濃度(溶質(zhì)可透過膜)的溶液(如KNO3、甘油等)中可發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原現(xiàn)象。在高濃度溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，但不會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。2質(zhì)壁分離及復(fù)原實驗的應(yīng)用(1)判斷細(xì)胞的死活待測細(xì)胞蔗糖溶液 eq o(,sup7(鏡檢),sdo5() 若發(fā)生質(zhì)壁分離，則為活細(xì)胞；若不發(fā)生質(zhì)壁分離，則為死細(xì)胞。(2)測定細(xì)胞液濃度的范圍待測細(xì)胞一系列濃度梯度的蔗

10、糖溶液 eq o(,sup7(分別鏡檢) 細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩種外界溶液的濃度之間。(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 eq o(,sup7(分別鏡檢) 比較剛發(fā)生質(zhì)壁分離時所需時間的長短判斷細(xì)胞液濃度的大小(時間越短，細(xì)胞液濃度越小)。(4)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)應(yīng)用 eq avs4al(評價) 1(2021江蘇常州高一期中)如圖是用紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞做質(zhì)壁分離及其復(fù)原實驗時得到的顯微照片，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A圖中細(xì)胞此時細(xì)胞液濃度可能大于、小于或者等于外界溶液濃度B該實驗中，需先后在顯微鏡下觀察

11、三次，且細(xì)胞的大小基本不變C若將30%的蔗糖溶液改為一定濃度的氯化鈉溶液，則細(xì)胞可能發(fā)生先質(zhì)壁分離，后自動復(fù)原的現(xiàn)象D圖中細(xì)胞呈現(xiàn)紫色的是細(xì)胞液，若改為洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞，則不會發(fā)生質(zhì)壁分離解析：D圖示細(xì)胞為質(zhì)壁分離狀態(tài)，下一刻可能為繼續(xù)分離、也可能為復(fù)原，也可能保持該種狀態(tài)，故此時細(xì)胞液濃度可能大于、小于或者等于外界溶液濃度，A正確；質(zhì)壁分離及復(fù)原實驗中先后用低倍觀察三次，第一次觀察正常細(xì)胞，第二次觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象，第三次觀察質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，形成自身前后對照，由于細(xì)胞壁的彈性較小，因此整個實驗過程中，細(xì)胞的大小基本不變，B正確；若將30%的蔗糖溶液改為一定濃度的氯化鈉溶液，由于初始的外界

12、溶液濃度高于細(xì)胞液的濃度，故細(xì)胞會失水，發(fā)生質(zhì)壁分離，隨后由于鈉離子和氯離子能進(jìn)入細(xì)胞，當(dāng)細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度時，細(xì)胞會吸水，會發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原的現(xiàn)象，C正確；圖中細(xì)胞呈現(xiàn)紫色的是細(xì)胞液，若改為洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞，也會發(fā)生質(zhì)壁分離，只是細(xì)胞液沒有顏色，D錯誤。2(2022北京高一月考)如圖是植物細(xì)胞某種生理過程的實驗圖解，下列說法正確的是()A農(nóng)民施肥后發(fā)現(xiàn)有“燒苗”現(xiàn)象與圖乙過程相似B2、3、4構(gòu)成了該細(xì)胞的原生質(zhì)層C該細(xì)胞的失水和吸水主要取決于細(xì)胞質(zhì)與外界溶液的濃度差D蔗糖分子可進(jìn)入1和3解析：B農(nóng)民施肥后發(fā)現(xiàn)有“燒苗”現(xiàn)象，原因是植物根細(xì)胞在高濃度的土壤溶液中失水，與圖甲過

13、程相似，A錯誤；原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜、液泡膜和兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)，即圖中的2、3、4，B正確；該細(xì)胞的失水和吸水主要取決于細(xì)胞液與外界溶液的濃度差，C錯誤；由于細(xì)胞壁具有全透性，細(xì)胞膜具有選擇透過性，故蔗糖分子可進(jìn)入1，但是不能進(jìn)入3，D錯誤。3通過質(zhì)壁分離實驗不可以鑒定()A成熟植物細(xì)胞的死活B蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素的親水性依次遞減C植物細(xì)胞能否進(jìn)行滲透吸水D植物細(xì)胞細(xì)胞液的大致濃度解析：B死亡的成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞膜喪失了選擇透過性，不會發(fā)生質(zhì)壁分離及其復(fù)原，即質(zhì)壁分離實驗可鑒定植物細(xì)胞的死活，A不符合題意；質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗的原理是滲透作用，而蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素的親水性是通過吸脹吸水實現(xiàn)的，

14、因此無法通過實驗鑒定其親水性，B符合題意；成熟的植物細(xì)胞進(jìn)行質(zhì)壁分離，會進(jìn)行滲透失水，能進(jìn)行質(zhì)壁分離的復(fù)原，說明能進(jìn)行滲透吸水，C不符合題意；質(zhì)壁分離實驗可用于鑒定植物細(xì)胞細(xì)胞液的大致濃度，D不符合題意。分點突破(三)被動運輸基礎(chǔ) eq avs4al(落實) 1概念：物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。2類型比較項目自由擴(kuò)散(也叫簡單擴(kuò)散)協(xié)助擴(kuò)散(也叫易化擴(kuò)散)定義物質(zhì)通過簡單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式運輸方向高濃度低濃度高濃度低濃度是否需要轉(zhuǎn)運蛋白不需要需要是否消耗能量不消耗不消耗舉例氣體：O2、CO2、NH3等固醇、甘油、脂

15、肪酸等乙醇、苯等葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞H2O圖例3影響因素(1)膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小。(2)某些物質(zhì)的運輸速率還與轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量有關(guān)。(3)溫度變化會影響物質(zhì)運輸速率。深化 eq avs4al(認(rèn)知) 一、在“思考探究”中解惑1試從物質(zhì)運輸動力角度分析，為什么自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散被稱為被動運輸？提示：自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的物質(zhì)運輸動力都是物質(zhì)濃度差，都是順濃度梯度進(jìn)行的，不需要消耗能量，所以統(tǒng)稱為被動運輸。2自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的速率和線粒體有直接關(guān)系嗎？為什么？提示：沒有。線粒體是細(xì)胞的“動力車間”，為細(xì)胞提供能量，自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的能量。二、在“系統(tǒng)思維”中提能1膜上

16、的兩種轉(zhuǎn)運蛋白 名稱轉(zhuǎn)運對象特點載體蛋白與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子每次轉(zhuǎn)運時都會發(fā)生自身構(gòu)象的改變通道蛋白與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子轉(zhuǎn)運分子不需要與通道蛋白結(jié)合2轉(zhuǎn)運蛋白的特性(1)專一性：一種轉(zhuǎn)運蛋白在對細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)進(jìn)行運輸時只能對應(yīng)地運送唯一的一種或性質(zhì)非常相近的一類物質(zhì)。(2)飽和性：細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量有限，在運輸過程中當(dāng)所有轉(zhuǎn)運蛋白都已承擔(dān)相應(yīng)的運輸任務(wù)時，運輸?shù)乃俣炔辉僖蚱渌麠l件而加快。應(yīng)用 eq avs4al(評價) 1(2021江蘇揚州高一期末)下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運輸?shù)恼f法，錯誤的是()A紅細(xì)胞去除膜蛋白后水的運輸速率會降低B一種物質(zhì)不會有

17、多種跨膜運輸方式C通道蛋白介導(dǎo)的水分子的協(xié)助擴(kuò)散速率比自由擴(kuò)散快D通道蛋白只容許與自身通道大小和電荷相適宜的分子或離子通過解析：B水主要是通過通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)入紅細(xì)胞的，故去除膜蛋白后水的運輸速率會降低，A正確；一種物質(zhì)可以有多種跨膜運輸方式，比如水可以自由擴(kuò)散，也可以借助水通道蛋白進(jìn)行協(xié)助擴(kuò)散，B錯誤；細(xì)胞膜上磷脂分子具有疏水的尾部，對水分子的跨膜運輸有一定的阻礙作用，故通道蛋白介導(dǎo)的水分子的協(xié)助擴(kuò)散速率比自由擴(kuò)散更快，C正確；通道蛋白只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過，被轉(zhuǎn)運物質(zhì)不需要與通道蛋白結(jié)合，D正確。特別提醒(1)相同的離子、水溶性有機(jī)小

18、分子可能是協(xié)助擴(kuò)散，也可能是主動運輸。(2)水分子少數(shù)通過自由擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞，多數(shù)借助細(xì)胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞。2如圖表示與自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散有關(guān)的圖例或曲線。下列選項中對應(yīng)正確的是()A肺泡上皮細(xì)胞吸收氧氣B人的成熟紅細(xì)胞吸收葡萄糖C甘油進(jìn)出細(xì)胞D肌肉細(xì)胞吸收水解析：C表示兩種跨膜運輸方式，分別是自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散，表示兩種影響因素曲線，分別對應(yīng)自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散。肺泡上皮細(xì)胞吸收氧氣是自由擴(kuò)散，對應(yīng)；人的成熟紅細(xì)胞吸收葡萄糖屬于協(xié)助擴(kuò)散，對應(yīng)；甘油進(jìn)出細(xì)胞屬于自由擴(kuò)散，對應(yīng)；肌肉細(xì)胞吸收水的方式是自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散，對應(yīng)。3如圖，A、B是兩種被動運輸方式的轉(zhuǎn)運速率和細(xì)胞外濃度之間的關(guān)系曲線。據(jù)圖回答下列問題：(1)圖A表示的轉(zhuǎn)運方式