【課件】高三一輪復(fù)習(xí)生物：被動運輸課件

1、第1節(jié)被動運輸學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)要求1.闡明滲透作用的條件及原理。2.結(jié)合探究實驗，分析理解細(xì)胞吸水和失水的過程及應(yīng)用。3.構(gòu)建被動運輸?shù)母拍睿容^自由擴散和協(xié)助擴散的異同點。1.科學(xué)思維：運用模型理解滲透作用、自由擴散和協(xié)助擴散的異同點。2.科學(xué)探究：通過探究植物細(xì)胞的吸水和失水，體會提出問題、做出假設(shè)、設(shè)計實驗等探究環(huán)節(jié)。 水進(jìn)出細(xì)胞的原理1滲透作用(1)概念：指_分子(或_分子)通過_的擴散。(2)條件：具有_及其兩側(cè)存在_。(3)方向：滲透的方向就是水分子從水的相對含量_的一側(cè)向相對含量_的一側(cè)滲透。一水其他溶劑半透膜半透膜濃度差高低點撥：半透膜是指允許一部分物質(zhì)通過而不允許另一部分物質(zhì)通過

2、的多孔性薄膜。滲透作用與擴散作用的區(qū)別：滲透作用必須有半透膜，擴散作用則不一定需要；擴散作用適用于各種物質(zhì)，滲透作用僅指溶劑分子。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。2動物細(xì)胞的滲透吸水和失水(以哺乳動物紅細(xì)胞為例)半透膜濃度差細(xì)胞形態(tài)_相當(dāng)于一層半透膜外界溶液的濃度細(xì)胞質(zhì)的濃度_細(xì)胞膜皺縮膨脹不變3.植物細(xì)胞的吸水和失水(1)成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁原生質(zhì)層細(xì)胞液(2)探究植物細(xì)胞的吸水和失水探究程序縮小失水皺縮變大吸水膨脹探究案例a實驗過程：紫色洋蔥鱗片葉外表皮紫色吸水紙原生質(zhì)層吸水紙液泡b實驗現(xiàn)象分析：.植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，植物細(xì)胞也是通過_吸水

3、和失水的。.當(dāng)細(xì)胞液的濃度_外界溶液的濃度時，細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離。.當(dāng)細(xì)胞液的濃度_外界溶液的濃度時，細(xì)胞發(fā)生了_。提醒：只有活的成熟的植物細(xì)胞能發(fā)生質(zhì)壁分離。死的或無大液泡的植物細(xì)胞以及動物細(xì)胞均不能發(fā)生質(zhì)壁分離。滲透作用小于大于質(zhì)壁分離的復(fù)原 被動運輸1概念：指物質(zhì)以_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_的物質(zhì)跨膜運輸方式。被動運輸又分為自由擴散和協(xié)助擴散兩類。2自由擴散(1)概念：物質(zhì)通過簡單的_進(jìn)出細(xì)胞的方式，叫作自由擴散，也叫_。(2)實例：氧和二氧化碳，_等脂溶性的小分子。二擴散能量擴散作用簡單擴散 甘油、乙醇、苯3協(xié)助擴散(1)概念：借助膜上的_進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴散方式

4、，叫作協(xié)助擴散，也叫_。(2)轉(zhuǎn)運蛋白類型與特點類型：可以分為載體蛋白和通道蛋白兩種類型。特點：載體蛋白只容許與自身_相適應(yīng)的分子或離子通過，而且每次轉(zhuǎn)運時都會發(fā)生自身_的改變；通道蛋白只容許與自身_相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過。分子或離子通過通道蛋白時，_與通道蛋白結(jié)合。(3)實例：_和一些小分子有機物如葡萄糖、氨基酸等的順濃度梯度跨膜運輸。轉(zhuǎn)運蛋白易化擴散結(jié)合部位構(gòu)象通道的直徑和形狀不需要離子4協(xié)助擴散與自由擴散的異同點(1)相同點都是_濃度梯度進(jìn)行跨膜運輸?shù)摹２恍枰募?xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的_。(2)不同點協(xié)助擴散需要轉(zhuǎn)運蛋白，因而某些物質(zhì)運輸?shù)乃俾蔬€與轉(zhuǎn)運蛋白的_有關(guān)。提醒：

5、水很少是自由擴散，更多的是協(xié)助擴散。相同的離子、水溶性有機小分子可能是協(xié)助擴散，也可能是主動運輸。順能量數(shù)量探究任務(wù)1水進(jìn)出細(xì)胞的原理(閱讀教材P6263)1觀察下面的滲透結(jié)果，討論以下問題： 圖一 圖二思考與討論(1)圖二中，漏斗內(nèi)的液面為什么會升高？提示：因為S1是清水，S2是蔗糖溶液，單位體積內(nèi)清水中水分子數(shù)多于蔗糖溶液中水分子數(shù)，單位時間內(nèi)水分子由清水?dāng)U散到蔗糖溶液中的多于由蔗糖溶液擴散到清水中的，所以漏斗內(nèi)的液面會上升。(2)探討下列兩種情況能否發(fā)生圖二現(xiàn)象。將S1與S2均換為清水能否發(fā)生滲透壓作用？將半透膜換成全透膜(如紗布)能否發(fā)生滲透壓作用？總結(jié)滲透作用發(fā)生的兩個條件。提示：不

6、能。不能。有半透膜；半透膜兩側(cè)存在濃度差。2水進(jìn)出哺乳動物紅細(xì)胞的原理(1)紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物能夠透過細(xì)胞膜嗎？這些有機物相當(dāng)于教材P62問題探討所示裝置中的什么物質(zhì)？提示：紅細(xì)胞中的血紅蛋白是大分子有機物，不能透過細(xì)胞膜，它相當(dāng)于“問題探討”所示裝置中的蔗糖分子。(2)紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是否相當(dāng)于一層半透膜？提示：相當(dāng)于。(3)當(dāng)外界溶液的濃度低時，紅細(xì)胞一定會由于吸水而漲破嗎？提示：不一定。因為紅細(xì)胞吸水膨脹后細(xì)胞質(zhì)的濃度也會下降，如果外界溶液濃度不是很低，有可能細(xì)胞質(zhì)內(nèi)溶液濃度下降后與外界溶液的濃度達(dá)到平衡，此時紅細(xì)胞將不再吸水。(4)紅細(xì)胞吸水或失水取決于什么條件？提示：取決于紅細(xì)

7、胞內(nèi)外溶液的濃度差，一般情況下，濃度差越大時，細(xì)胞吸水或失水越多。(5)想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水？提示：因為生理鹽水的濃度與血漿的濃度基本一致，血細(xì)胞不會因為過度吸水或失水而出現(xiàn)形態(tài)和功能上的異常。3如圖為成熟植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖。據(jù)圖回答：(1)說出原生質(zhì)層的組成，它是否可以相當(dāng)于半透膜？提示：由細(xì)胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)組成；相當(dāng)于半透膜。(2)細(xì)胞內(nèi)的液體與細(xì)胞液是一回事嗎？提示：不是，植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要是指液泡中的細(xì)胞液。(3)植物細(xì)胞的細(xì)胞壁對細(xì)胞的吸水和失水有無影響呢？提示：細(xì)胞壁的伸縮性比原生質(zhì)層小得多。原生質(zhì)層失水縮小時細(xì)胞壁不能同步縮小，兩者就發(fā)生了分離

8、。當(dāng)原生質(zhì)層重新吸水脹大時，細(xì)胞就復(fù)原了，由于細(xì)胞壁的伸縮有一定限度，故不會一直吸水。4將放置一段時間的馬鈴薯切成如圖所示形狀，凹槽內(nèi)倒入一定量清水，一段時間后液面下降；再將適量蔗糖加入凹槽清水中，一段時間后液面上升，試解釋上述現(xiàn)象。提示：凹槽內(nèi)注入清水后，由于馬鈴薯細(xì)胞液濃度大于清水，馬鈴薯細(xì)胞吸水，導(dǎo)致清水液面下降；當(dāng)向清水中加入適量蔗糖后，蔗糖溶液的濃度大于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水，一段時間后導(dǎo)致液面升高。1滲透原理的分析(1)水分子的運動規(guī)律半透膜兩側(cè)的水分子進(jìn)行雙向運動，液面變化是由水分子雙向運動差異所導(dǎo)致的。當(dāng)液面高度不再變化時，水分子仍進(jìn)出半透膜，但進(jìn)出達(dá)到平衡。(2)滲透作用中水的

9、運輸方向說明：滲透壓是指溶質(zhì)分子對水的吸引力。歸納與概括2動、植物細(xì)胞符合滲透系統(tǒng)細(xì)胞種類具備條件動物細(xì)胞成熟植物細(xì)胞半透膜細(xì)胞膜原生質(zhì)層濃度差細(xì)胞質(zhì)與外界溶液細(xì)胞液與外界溶液1圖甲是發(fā)生滲透作用時的初始狀態(tài)，圖乙是較長時間之后，漏斗內(nèi)外的水分子達(dá)到動態(tài)平衡時的狀態(tài)。下列有關(guān)敘述錯誤的是()甲乙A圖甲中為半透膜，水分子能自由通過B圖甲中溶液的濃度大于溶液的濃度C圖乙中溶液的濃度與溶液的濃度相等D圖甲中溶液和濃度差越大，則圖乙中的水柱越高命題與應(yīng)用C2人的紅細(xì)胞的滲透壓與x濃度的食鹽水相當(dāng)，而浸在y濃度食鹽水中的紅細(xì)胞破裂，浸在z濃度食鹽水中的紅細(xì)胞收縮。則這三種食鹽水的濃度大小依次是()Axy

10、zByxzCzyx Dzxy解析：D人紅細(xì)胞的滲透壓與x濃度的食鹽水相當(dāng)，細(xì)胞吸水和失水處于動態(tài)平衡；而浸在y濃度食鹽水中的紅細(xì)胞吸水破裂，說明y溶液的濃度低于x溶液；浸在z濃度食鹽水中的紅細(xì)胞失水收縮，說明z溶液的濃度高于x溶液的濃度；則這三種食鹽水的濃度大小依次是zxy。D3下列關(guān)于植物細(xì)胞吸水或失水的敘述錯誤的是()A液泡中的液體是細(xì)胞液，具有一定的濃度B外界溶液濃度和細(xì)胞液相等時，水分進(jìn)出平衡C在低濃度的外界溶液中，細(xì)胞因吸水會漲破D成熟植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于滲透裝置中的半透膜解析：C成熟的植物細(xì)胞由于中央液泡占據(jù)了細(xì)胞的大部分空間，將細(xì)胞質(zhì)擠成一薄層，所以細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是

11、液泡里面的液體，因此液泡中的液體是細(xì)胞液，具有一定的濃度，A正確；外界溶液濃度和細(xì)胞液相等時，細(xì)胞內(nèi)外滲透壓平衡，則水分進(jìn)出平衡，B正確；因為植物細(xì)胞有細(xì)胞壁，當(dāng)外界溶液濃度低于細(xì)胞液濃度時，植物細(xì)胞會吸水，但不會漲破，C錯誤；成熟植物細(xì)胞的原生質(zhì)層具有選擇透過性，相當(dāng)于半透膜，D正確。C探究任務(wù)2探究植物細(xì)胞的吸水和失水(閱讀教材P64)1如圖是將紫色洋蔥鱗片葉的外表皮細(xì)胞先放到質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中(甲)，再放到清水中(乙)的實驗過程的圖解，請分析回答下列問題：思考與討論(1)該細(xì)胞的原生質(zhì)層包括圖中的哪些部分(請用圖中數(shù)字回答)?提示：包括。(2)甲過程中，的顏色如何變化

12、？其吸水能力又如何變化？提示：顏色逐漸變深；吸水能力逐漸增強。(3)甲過程中，進(jìn)入和的物質(zhì)分別是什么液體？提示：細(xì)胞壁是全透性的，進(jìn)入的有水和蔗糖，而進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的只有水。(4)有位同學(xué)錯取了質(zhì)量濃度為3 g/mL的蔗糖溶液，發(fā)現(xiàn)做完甲過程后，再做乙過程幾乎沒有觀察到相關(guān)現(xiàn)象，分析原因可能是什么？提示：蔗糖溶液濃度太高，細(xì)胞過度失水而死亡，不能再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。(5)實驗中共涉及三次顯微鏡觀察，其中第一次觀察的目的是什么？提示：觀察正常洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的狀態(tài)，以便與處理后的細(xì)胞狀態(tài)形成對照。2用物質(zhì)的量濃度為2 mol/L的乙二醇溶液和2 mol/L的蔗糖溶液分別浸泡某種植物細(xì)胞，觀察細(xì)胞

13、的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，得到其原生質(zhì)體(即植物細(xì)胞中細(xì)胞壁以內(nèi)的部分)體積變化情況如圖所示，請回答：2 min后，不同于處于2 mol/L的蔗糖溶液中的細(xì)胞，處于2 mol/L的乙二醇中的細(xì)胞自動發(fā)生了_現(xiàn)象，發(fā)生該現(xiàn)象的原因是：_。提示：質(zhì)壁分離復(fù)原乙二醇逐漸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，引起細(xì)胞液的濃度增大，細(xì)胞吸水導(dǎo)致質(zhì)壁分離自動復(fù)原3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。現(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)胞液溶質(zhì)的濃度相當(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：(1)實驗思路：設(shè)置一系列濃度梯度的蔗糖溶液處理待測細(xì)胞，顯微鏡下觀察細(xì)胞狀態(tài)，初步統(tǒng)

14、計發(fā)生初始質(zhì)壁分離的細(xì)胞數(shù)。(2)基本原理：細(xì)胞液濃度介于剛好發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞所用的蔗糖溶液濃度與剛好尚未發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞所用的蔗糖溶液濃度之間。1觀察細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原，對材料的要求有細(xì)胞壁(植物細(xì)胞)；有中央大液泡(成熟的植物細(xì)胞)；活細(xì)胞(原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜)。2植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的內(nèi)因和外因內(nèi)因：原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大。外因：外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度歸納與概括3質(zhì)壁分離實驗中的兩組對照組別實驗組對照組第一組經(jīng)質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液處理后發(fā)生質(zhì)壁分離的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞自然狀態(tài)下的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞第二組用清水處理后發(fā)生了質(zhì)壁分離復(fù)原的細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分

15、離的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞4.質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象的拓展應(yīng)用(1)判斷細(xì)胞的活性(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糖溶液分別鏡檢，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)壁分離的兩種蔗糖溶液的濃度之間。(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)。1如圖是觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離后復(fù)原過程操作流程圖。下列有關(guān)敘述正確的是()A制片時材料的選擇必須是活的材料，通常選用洋蔥鱗片葉的內(nèi)表皮B過程中細(xì)胞吸水能力逐漸增大，液泡顏色不變C與過程中水分進(jìn)出細(xì)胞的方向是雙向的D此實驗

16、可以選擇黑藻作為實驗材料，與相比的吸水力在上升命題與應(yīng)用C2以紫色洋蔥鱗片葉外表皮為材料觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象，下列敘述錯誤的是()A在發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞中能觀察到紫色中央液泡逐漸縮小B在蓋玻片一側(cè)滴加清水，細(xì)胞吸水膨脹但不會破裂C發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞放入清水中又復(fù)原，說明細(xì)胞保持活性D若用菠菜葉片進(jìn)行實驗，因葉綠體的存在，無法觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象D探究任務(wù)3自由擴散與協(xié)助擴散(閱讀教材P6667)1觀察氣體分子、脂溶性小分子和水通過人工膜和生物膜的情況，思考回答：圖1人工脂雙層膜對不同分子的通透性思考與討論圖2生物膜和人工膜對多種物質(zhì)的通透性(1)觀察圖1發(fā)現(xiàn)了什么？提示：氣體分子、脂溶性小分

17、子和水這三類分子可以自由通過脂雙層。(2)觀察圖2發(fā)現(xiàn)了什么？提示：氣體分子、脂溶性小分子通過人工膜與生物膜透過性一致，說明氣體分子、脂溶性小分子通過生物膜的方式是自由擴散；水分子通過人工膜與生物膜透過性不一致，說明水分子通過生物膜可能還有其他方式。2通道蛋白位于部分細(xì)胞的細(xì)胞膜中，參與水分子和離子的運輸。(1)豬成熟的紅細(xì)胞能通過水通道吸收水分子，這與水通道的什么有直接關(guān)系？提示：這與水通道的結(jié)構(gòu)和功能有直接關(guān)系。(2)神經(jīng)細(xì)胞膜中存在著離子通道，在神經(jīng)細(xì)胞受到刺激時，鈉離子通道會開放。神經(jīng)細(xì)胞膜上存在離子通道的意義是什么？提示：對特定刺激發(fā)生反應(yīng)時才開放特定的通道，利于控制離子的進(jìn)出。(3

18、)載體蛋白和通道蛋白統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)運蛋白，借助于膜上轉(zhuǎn)運蛋白的物質(zhì)擴散方式叫協(xié)助擴散。在動物體內(nèi)，決定協(xié)助擴散速率的因素有哪些？提示：轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量和膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小。(4)將除去膜上蛋白質(zhì)的豬成熟的紅細(xì)胞置于水溶性物質(zhì)中，發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞幾乎不吸收水溶性物質(zhì)，原因是什么？提示：磷脂雙分子層幾乎阻礙所有水溶性分子的通過。3試從物質(zhì)運輸動力角度分析，為什么自由擴散和協(xié)助擴散被稱為被動運輸？提示：自由擴散和協(xié)助擴散的物質(zhì)運輸動力都是物質(zhì)濃度差，即都是順濃度梯度進(jìn)行的，不需要消耗能量，所以統(tǒng)稱為被動運輸。1兩種運輸方式的比較歸納與概括方式自由擴散(簡單擴散)協(xié)助擴散(易化擴散)示意圖方式自由擴散(簡單擴散)協(xié)助擴散(易化擴散)運輸方向順濃度梯度轉(zhuǎn)運蛋白不需要需要能量不消耗不消耗舉例氣體：O2、CO2、NH3等；甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有機物；少部分水離子和一些小分子有機物，如葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞；大部分水2.載體蛋白與通道蛋白的比較載體蛋白通道蛋白轉(zhuǎn)運特點只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過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自身構(gòu)象改變不改變是否與轉(zhuǎn)運的分子結(jié)合結(jié)合不結(jié)合是否有特異性具有具有