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高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 被动运输评优课课件ppt
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 被动运输评优课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了研习1，渗透作用的实例与原理，研习2，研习3，自由扩散和协助扩散，完成课时作业等内容，欢迎下载使用。
1．通过模拟实验，观察渗透现象。2．探究水进出细胞的原理。3．举例说明被动运输的类型和特点。
1．通过教材第62页“问题探讨”中讨论部分，理解渗透作用发生的条件(科学思维)。 2．分析教材第63页图4－1，理解水进出动物细胞的原理(科学思维)。
3．通过“植物细胞的吸水和失水”的探究实验，理解植物细胞吸水、失水的条件和水进出植物细胞的原理(科学探究)。 4．在水分子进出细胞的基础上理解被动运输的概念，比较自由扩散和协助扩散的异同(生命观念)。
1．渗透作用具备的两个条件
2．动物细胞的吸水和失水(以哺乳动物红细胞为例)
1．利用高浓度的盐水杀菌的原理是( ) A．盐水中的氯离子有杀菌的作用 B．高浓度盐水中水分不足，不利于细菌生长 C．细菌由于脱水而死亡 D．钠离子有杀菌作用
2．连续嗑带盐的瓜子，口腔和唇的黏膜会有干涩感觉，其原因是( ) A．口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外溶液溶质的浓度，细胞失水 B．口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外溶液溶质的浓度，细胞失水 C．口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外溶液溶质的浓度，细胞吸水 D．口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外溶液溶质的浓度，细胞吸水
1．渗透作用现象的分析
(1) 蔗糖溶液液面上升的原因
(2) 当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因
分析上图可知：H1产生的静水压与水和蔗糖溶液产生的渗透压差达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换率相等时，液面不再升高。
2．植物细胞与渗透装置的比较
(1) 两溶液间的水分子进行双向运动，我们只是观测出由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。 (2) 渗透作用与扩散作用的区别：渗透作用必须有选择透过性膜(半透膜)，扩散作用则不一定需要；扩散作用适于各种物质，渗透作用仅指溶剂分子。
3．细胞吸水和失水原理的应用
(1) 对农作物的合理灌溉，既满足了农作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于植物根毛细胞对水分的吸收。 (2) 盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根毛细胞细胞液浓度，导致根毛细胞不易吸水甚至失水。
(3) 糖渍、盐渍食品不易变质的原因是在食品外面和内部形成很高的浓度差，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能长时间保存。 (4) 医用生理盐水的浓度为0.9%，不会使人体细胞失水或吸水，从而可以保障人体细胞维持正常的形态和功能。 (5) 在制备细胞膜时，常用哺乳动物成熟的红细胞放入清水(蒸馏水)中，红细胞会吸水而涨破，内容物流出，从而得到细胞膜。
根据水分进出哺乳动物红细胞的状况，分析下列问题： (1) 红细胞内的血红蛋白等大分子有机物能透过细胞膜吗？细胞膜是不是相当于半透膜？
红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。红细胞的细胞膜相当于半透膜。
(2) 判断水分进出哺乳动物红细胞的现象是否属于渗透现象，并说明理由。 判断：________。 理由_________________________________________________________________________________________________________________________。
水分进出哺乳动物红细胞的实验中，具备了渗透作用发生的两个条件：①半透膜(红细胞的细胞膜)，②细胞膜两侧存在浓度差
1．图1表示物质扩散的图解，图2是设计证明图1物质扩散成立的实验装置。下列有关叙述不正确的是(多选)( ) A．图甲中水柱a将持续上升 B．图甲中水柱a将先上升后下降 C．图乙中水柱b将持续上升 D．图乙中水柱b将先上升后下降
解析：图1说明淀粉不能通过半透膜，葡萄糖能通过半透膜，甲装置中，淀粉溶液浓度大会吸水，故a液面上升后保持稳定；乙装置中，葡萄糖溶液浓度大会吸水，b液面先上升，但由于葡萄糖会通过半透膜进入清水中而增大其浓度，故b液面随后会下降。
(1) 直接信息：________不能通过半透膜，________能通过半透膜。 (2) 易错知识：甲装置中水通过半透膜流向淀粉溶液，故a液面_______________________，乙装置中，因水和葡萄糖都能通过半透膜，故b液面应_____________。
(3) 判断水分子的流动方向 ① 从膜两侧水分子的相对数目上分析：水分子总是从相对数目多的一侧流向相对数目少的一侧。 ② 从溶质颗粒数量上分析：溶质颗粒越多，微粒对水的吸引力就越大，渗透压越大，吸水能力就越强。
2．下列现象中属于渗透作用的是( ) ①水分子通过植物细胞的细胞壁 ②蔗糖分子通过细胞壁 ③水分子或其他溶剂分子通过细胞膜 ④水分子或其他溶剂分子通过液泡膜 ⑤水分子或其他溶剂分子通过原生质层 A．①②③ B．②④⑤ C．①③⑤ D．③④⑤
解析：植物细胞的细胞壁是全透性的，不属于半透膜，则水分子通过扩散进入细胞壁，①错误；蔗糖分子不属于溶剂分子，细胞壁也不属于半透膜，②错误；细胞膜、液泡膜、原生质层具有选择透过性，相当于半透膜，水分子或其他溶剂分子通过它们属于渗透作用，③④⑤正确。
3．一个成熟的植物细胞，它的原生质层主要包括( ) A．细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质 B．细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质 C．细胞膜和液泡膜之间的细胞质 D．细胞壁、细胞膜和它们之间的细胞质
解析：成熟的植物细胞有中央大液泡，细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质形成的结构相当于半透膜，称为原生质层。
植物细胞质壁分离及其复原
(1) 成熟植物细胞的结构
(2) 原理和现象 ① 外界溶液浓度________细胞液浓度时，细胞失水，发生___________现象。 ②外界溶液浓度________细胞液浓度时，细胞吸水，发生_______________现象。
(3) 探究植物细胞的吸水和失水 ① 实验过程：
制作装片：制作_____________________的临时装片
低倍镜观察：有一个__________的中央大液泡，原生质层紧贴细胞壁
滴加蔗糖溶液：在盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引
低倍镜观察：观察液泡大小和______________的位置
滴加清水：在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引
低倍镜观察：观察_____________大小和原生质层的位置
② 将观察的结果填入下表：
③ 发生质壁分离的原因： a．内因：原生质层比细胞壁的________________大。 b．外因：外界溶液浓度________细胞液浓度。
1．下列现象中属于渗透作用的是( ) A．水分子通过细胞壁 B．葡萄糖分子通过细胞膜 C．K＋通过原生质层 D．水分子通过原生质层
2．植物细胞的质壁分离过程中，“质”是指( ) A．细胞核 B．原生质层 C．细胞质 D．液泡膜
1．探究性实验的一般过程：根据观察到的现象，提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果，得出结论→总结交流→进一步探究。 2．假设：原生质层相当于一层半透膜。 3．预期结果：由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由透过，而蔗糖分子不能透过。因此，在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩。
6．结论：实验结果与预期结果相同，说明“原生质层相当于一层半透膜”的假设是成立的。
7．质壁分离实验的原因分析及表现
(1) 原因
外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度
原生质层相当于一层半透膜
细胞壁的伸缩性小于原生质层
(2) 表现
宏观上：植物由坚挺→萎蔫
8．实验操作中注意的问题
(1)实验成功的关键之一是实验材料的选择。要选取成熟的、液泡带有一定颜色的植物组织进行实验，便于观察实验现象。例如，以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料就是因为其液泡呈紫色，便于观察实验现象。若以根尖成熟区的细胞为材料进行实验也会发生质壁分离现象，但因液泡无色，不易观察液泡大小的变化。
(2) 选用的蔗糖溶液浓度要适宜。过低，不足以引起质壁分离或质壁分离所需时间过长；过高，则造成植物细胞失水过多、过快而死亡。原生质层的选择透过性是发生质壁分离和复原的内在前提，死亡的细胞既不会发生质壁分离，也不会发生质壁分离复原。
9．细胞质壁分离及复原的应用
(1) 判断细胞的死活
发生质壁分离和复原→活细胞不发生质壁分离→死细胞
实验单一变量：待测细胞的生活状态。
(2) 测定细胞液的浓度范围
待测细胞＋一系列浓度梯度的分离剂
细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。
实验单一变量：不同浓度的分离剂。
(3) 比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞＋同一浓度的分离剂
细胞刚发生质壁分离时所需时间的比较→判断细胞液浓度(时间越短，细胞液浓度越小)。
实验单一变量：不同植物细胞。
(4) 比较未知溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液
细胞刚刚发生质壁分离所需时间的比较→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。
实验单一变量：未知浓度的溶液。
(5) 验证原生质层和细胞壁伸缩性大小
细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性
细胞壁伸缩性大于或等于原生质层伸缩性
实验单一变量：植物细胞的结构特性。
(6) 鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
成熟植物细胞＋不同种类的溶液
实验单一变量：不同种类的溶液。
溶质不能通过半透膜的溶液(如蔗糖溶液)
溶质能通过半透膜的溶液(如KNO3溶液)
(1) 能发生质壁分离的细胞具备的条件：a.活细胞；b.有细胞壁；c.有大液泡；d.细胞液浓度<外界溶液浓度。 (2) 质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度较低的外界溶液，因为细胞壁是全透性的，且有水分子通过原生质层渗出来。
(3) 细胞吸水能力大小的变化：a.处于质壁分离过程中，其吸水能力越来越大；b.处于质壁分离复原过程中，其吸水能力越来越小。 (4) 若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
1．紫色洋葱鳞片叶细胞用纤维素酶处理后，能否观察到质壁分离现象？为什么？__________________________________________________________________________________________________
不能。纤维素酶能将细胞壁分解，无细胞壁，紫色洋葱鳞片叶无法进行质壁分离。
2．在实验中共涉及三次显微镜观察，观察的目的不同。第一次观察目的：___________________________________________________________________________________________。第二次观察目的：___________________________________________________________________________________________。第三次观察目的：___________________________________________________________________________________________。
观察正常洋葱鳞片叶的状态，以便与处理后的状态进行对照
滴加蔗糖溶液后，观察原生质层与细胞壁分离
滴加清水后，观察原生质层与细胞壁复原
1．将新鲜的苔藓植物叶片放入加有少量红墨水的质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，会看到细胞状态如图所示。此时，部位①和②的颜色分别是( ) A．①无色、②绿色 B．①红色、②绿色 C．①红色、②无色 D．①红色、②红色
解析：①为原生质层和细胞壁之间的空隙，因细胞壁具有全透性，因此充满的是外界溶液，即红墨水，颜色为红色。②为原生质层，具有选择透过性，红墨水不能透过；原生质层包括细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质，细胞质中有叶绿体，因此②为绿色。
由于②是原生质层，红墨水不能透过，所以容易误选为无色。实际上，苔藓植物的叶片内含有很多叶绿体，因此②呈现的颜色是绿色。
2．质壁分离和复原实验可以说明或证明下列中的哪项？( ) ①植物细胞的死活 ②原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大 ③当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞渗透失水；反之，细胞则渗透吸水 ④原生质层具有选择透过性 ⑤细胞壁的主要成分是纤维素 A．①③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑤ D．①④⑤
解析：质壁分离和复原实验可以证明②③，说明原生质层具有选择透过性，从而可以判断细胞的死活，因为死亡细胞的原生质层具有全透性，不会发生质壁分离，另外还可以测定细胞液浓度。
3．观察植物细胞质壁分离与复原实验的正确顺序是( ) ①加清水 ②制作装片 ③观察质壁分离 ④加质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液 ⑤观察质壁分离复原 ⑥观察正常细胞 A．①②③④⑤⑥ B．②⑥④③①⑤ C．①②③④⑥⑤ D．⑥①②④③⑤
解析：观察植物细胞质壁分离以及复原实验的正确顺序应是先制作装片，用光学显微镜观察正常细胞；再在盖玻片一侧滴入质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，用吸水纸吸引，重复几次，用显微镜观察质壁分离；然后在盖玻片一侧滴入清水，用吸水纸吸引，重复几次，用显微镜观察质壁分离复原。
物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输，分为自由扩散和协助扩散两类。
(1) 概念：图示运输方式甲表示自由扩散，是指物质通过简单的________作用进出细胞，也叫________________。 (2) 方向：从________浓度一侧到________浓度一侧。 (3) 条件：不需要____________，也不需要消耗__________。 (4) 举例：___________________________________等进出细胞。
甘油、乙醇、氧气、二氧化碳、氮气、苯
(1) 概念：图示运输方式乙表示协助扩散，是指借助膜上的_________进出细胞的物质扩散方式，也叫_________。 (2) 方向：从________浓度一侧到________浓度一侧。 (3) 条件：不需要消耗________，需要____________的协助。 (4) 举例：___________________________________________。
葡萄糖进入人体成熟的红细胞
(1) 转运蛋白分为__________和__________两种类型。 ① 载体蛋白只容许与____________________的分子或离子通过，每次转运时都会发生__________的改变。 ② __________只容许与自身通道的直径和形状相适应、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。
(2) 说明：①分子或离子通过通道蛋白时，不需要与__________结合。 ② 研究表明水分子更多的是借助细胞膜上的____________以___________方式进出细胞。
4．影响自由扩散与协助扩散物质运输速率的因素
影响自由扩散物质运输速率的因素__________________________________，影响协助扩散物质运输速率的因素除____________________________外，还与__________的数量有关。
膜内外物质浓度梯度的大小
膜内外物质浓度梯度的大小
1．人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于( ) A．组织液中甘油的浓度 B．细胞膜上甘油转运蛋白的数量 C．细胞呼吸强度 D．细胞膜上转运蛋白的种类
解析：组织细胞通过自由扩散的方式从组织液中吸收甘油，不需要转运蛋白和能量，吸收甘油的量取决于组织液中甘油的浓度。
2．氧气和二氧化碳出入细胞的方式是( ) A．渗透作用 B．自由扩散 C．协助扩散 D．主动运输
1．自由扩散和协助扩散的异同
2．影响自由扩散、协助扩散的因素
(1) 影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。 (2) 影响协助扩散的因素：① 细胞膜内外物质的浓度差； ② 细胞膜上转运蛋白的种类和数量。
3．膜上的两种转运蛋白
4．转运蛋白的化学本质及作用特点
(1) 转运蛋白是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的转运蛋白不同，不同生物细胞膜上的转运蛋白的种类和数量也不同。 (2) 转运蛋白具有饱和现象，当细胞膜上的某物质的转运蛋白达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度差的增大而增大。
1．试从物质运输动力角度分析，为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？
自由扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差，即都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，所以统称为被动运输。
2．葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值，请结合红细胞吸收葡萄糖的方式分析，出现饱和值的原因是什么？
红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，需要转运蛋白协助，出现饱和值的原因是细胞膜上转运蛋白的数量的限制。
1．下列关于氧分子进出红细胞的叙述中，错误的是( ) A．跨膜运输的方式是简单扩散 B．氧分子运输的方向取决于红细胞内外氧气浓度的大小 C．氧分子运输的速率取决于红细胞内外氧气浓度差的大小 D．氧分子运输的总量取决于红细胞内能量的多少
解析：氧分子进出红细胞的方式是简单扩散，A正确；氧分子运输的方向取决于红细胞内外氧气浓度的大小，氧分子从高浓度向低浓度运输，B正确；氧分子运输的速率取决于红细胞内外氧气浓度差的大小，浓度差越大，速率越快，C正确；氧分子运输的总量取决于红细胞内外氧气浓度差的大小，氧分子的运输不消耗能量，D错误。
2．甲、乙两种物质分别以自由扩散和协助扩散的方式进入细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则( ) A．甲物质的运输被促进 B．乙物质的运输被促进 C．甲物质的运输被抑制 D．乙物质的运输被抑制
解析：是否需要转运蛋白是自由扩散与协助扩散的区别。由于人工合成的无蛋白磷脂双分子膜无蛋白质，也就没有转运蛋白，协助扩散将受到抑制。
影响自由扩散和协助扩散的因素
探究植物细胞的吸水和失水实验
一是要有半透膜；二是膜的两侧存在浓度差
吸水会膨胀，甚至涨破；失水会皱缩
失水会发生质壁分离；吸水会发生质壁分离复原
膜内外物质浓度梯度的大小和转运蛋白的数量
实验材料：成熟的植物细胞实验原理：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；细胞液与外界溶液间存在浓度差；细胞壁的伸缩性比原生质层小
1．原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 2．植物细胞发生质壁分离的原因 (1) 外界溶液浓度大于细胞液浓度。 (2) 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 3．只有活的、具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离，动物细胞和根尖分生区细胞不能发生质壁分离。
4．探究植物细胞的吸水和失水实验 (1) 要选取成熟的、液泡带有一定颜色的植物组织，便于观察实验现象。 (2) 选用的蔗糖溶液浓度要适宜。 5．被动运输包括自由扩散和协助扩散，二者都是顺浓度梯度进行的跨膜运输。
6．自由扩散既不需要转运蛋白，也不需要能量，少部分水、气体及脂溶性物质以自由扩散方式运输。 7．协助扩散需要转运蛋白，但不需要能量，例如红细胞吸收葡萄糖，大部分水通过水通道蛋白进出细胞。
1．如图为渗透作用装置示意图，其中半透膜为猪膀胱膜，图①③表示初始状态，其装置内溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，图②④分别表示一段时间后的状态，液面上升的高度分别为h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA>MB、Ma＝Mb>MA，则达到平衡后( )
A．h1＞h2，Ma＞Mb B．h1＞h2，Ma＜MbC．h1＜h2，Ma＜Mb D．h1＜h2，Ma＞Mb
解析：由于MA＞MB、Ma＝Mb＞MA，所以两个漏斗中的液面都会上升，由于A与a的浓度差要小于B与b的浓度差，所以h2的高度要大于h1；同时由于图②中吸水相对要少，所以a的溶液浓度相对较高。
2．如图是某同学用洋葱紫色鳞片叶的外表皮和蔗糖溶液做“植物细胞的吸水和失水”实验中所观察到的细胞图，下列叙述正确的是(多选)( )
A．图中②④⑥组成了细胞的原生质层 B．若图中细胞处于质壁分离过程中，此时⑥处的浓度大于⑦处的浓度 C．图中①是细胞壁，⑥处充满了蔗糖溶液 D．图中⑦是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变深
解析：图中②是细胞膜，④是液泡膜，⑤是细胞质，三者组成了细胞的原生质层，A错误；⑥处指细胞壁与原生质层之间，此处充满了蔗糖溶液，⑦处指液泡中的细胞液，当⑥处浓度大于⑦处浓度时，细胞渗透失水出现质壁分离现象，B、C正确；质壁分离过程中，液泡的体积越来越小，颜色越来越深，D正确。
3．下图表示葡萄糖跨膜运输的过程，据图分析正确的是( )
A．该膜中的转运蛋白也能运输氨基酸B．该方式发生在被转运物质从低浓度到高浓度时C．该细胞膜可能是哺乳动物的红细胞膜D．与该过程有关的细胞器是线粒体和核糖体
解析：细胞膜上的转运蛋白具有专一性，运输葡萄糖的转运蛋白不能运输氨基酸；需要转运蛋白协助而不消耗能量的运输方式为协助扩散，它是被动运输的一种，其运输方向为顺浓度梯度；哺乳动物红细胞吸收葡萄糖的方式就是协助扩散；协助扩散不消耗能量，与协助扩散有关的细胞器不包括线粒体。
4．某校研究性学习小组利用如下实验材料做相关实验，请分析回答下列问题：
(1) 用上述材料进行质壁分离实验，应选择的最佳实验材料是__________(填序号)。
(2) 在观察质壁分离实验中，将取自同一材料同一区域的三个细胞分别放在A、B、C三种不同浓度的蔗糖溶液中，实验结果分别如图1、2、3所示，这三种蔗糖溶液的浓度由大到小依次是________>________>________(用字母表示)。
(3) 将图3细胞放入________中，细胞能由图3恢复成图1的状态，此过程称为________________。
解析：(1)紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞具有大液泡，在较高浓度的外界溶液中可以发生质壁分离，其紫色液泡便于观察。 (2) 当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞渗透失水，会发生质壁分离，而且蔗糖溶液浓度越高，细胞失水越多，质壁分离越明显；当蔗糖溶液浓度小于或等于细胞液浓度时，细胞不会发生质壁分离。据图可知，蔗糖溶液浓度的大小关系是C＞B＞A。 (3) 将发生质壁分离的活细胞放入清水中后，细胞会发生渗透吸水，最终完成质壁分离复原。
1．通过模拟实验，观察渗透现象。2．探究水进出细胞的原理。3．举例说明被动运输的类型和特点。
1．通过教材第62页“问题探讨”中讨论部分，理解渗透作用发生的条件(科学思维)。 2．分析教材第63页图4－1，理解水进出动物细胞的原理(科学思维)。
3．通过“植物细胞的吸水和失水”的探究实验，理解植物细胞吸水、失水的条件和水进出植物细胞的原理(科学探究)。 4．在水分子进出细胞的基础上理解被动运输的概念，比较自由扩散和协助扩散的异同(生命观念)。
1．渗透作用具备的两个条件
2．动物细胞的吸水和失水(以哺乳动物红细胞为例)
1．利用高浓度的盐水杀菌的原理是( ) A．盐水中的氯离子有杀菌的作用 B．高浓度盐水中水分不足，不利于细菌生长 C．细菌由于脱水而死亡 D．钠离子有杀菌作用
2．连续嗑带盐的瓜子，口腔和唇的黏膜会有干涩感觉，其原因是( ) A．口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外溶液溶质的浓度，细胞失水 B．口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外溶液溶质的浓度，细胞失水 C．口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外溶液溶质的浓度，细胞吸水 D．口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外溶液溶质的浓度，细胞吸水
1．渗透作用现象的分析
(1) 蔗糖溶液液面上升的原因
(2) 当液面上升到一定程度时，液面不再升高的原因
分析上图可知：H1产生的静水压与水和蔗糖溶液产生的渗透压差达到平衡，使半透膜两侧水分子的交换率相等时，液面不再升高。
2．植物细胞与渗透装置的比较
(1) 两溶液间的水分子进行双向运动，我们只是观测出由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。 (2) 渗透作用与扩散作用的区别：渗透作用必须有选择透过性膜(半透膜)，扩散作用则不一定需要；扩散作用适于各种物质，渗透作用仅指溶剂分子。
3．细胞吸水和失水原理的应用
(1) 对农作物的合理灌溉，既满足了农作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于植物根毛细胞对水分的吸收。 (2) 盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根毛细胞细胞液浓度，导致根毛细胞不易吸水甚至失水。
(3) 糖渍、盐渍食品不易变质的原因是在食品外面和内部形成很高的浓度差，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能长时间保存。 (4) 医用生理盐水的浓度为0.9%，不会使人体细胞失水或吸水，从而可以保障人体细胞维持正常的形态和功能。 (5) 在制备细胞膜时，常用哺乳动物成熟的红细胞放入清水(蒸馏水)中，红细胞会吸水而涨破，内容物流出，从而得到细胞膜。
根据水分进出哺乳动物红细胞的状况，分析下列问题： (1) 红细胞内的血红蛋白等大分子有机物能透过细胞膜吗？细胞膜是不是相当于半透膜？
红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。红细胞的细胞膜相当于半透膜。
(2) 判断水分进出哺乳动物红细胞的现象是否属于渗透现象，并说明理由。 判断：________。 理由_________________________________________________________________________________________________________________________。
水分进出哺乳动物红细胞的实验中，具备了渗透作用发生的两个条件：①半透膜(红细胞的细胞膜)，②细胞膜两侧存在浓度差
1．图1表示物质扩散的图解，图2是设计证明图1物质扩散成立的实验装置。下列有关叙述不正确的是(多选)( ) A．图甲中水柱a将持续上升 B．图甲中水柱a将先上升后下降 C．图乙中水柱b将持续上升 D．图乙中水柱b将先上升后下降
解析：图1说明淀粉不能通过半透膜，葡萄糖能通过半透膜，甲装置中，淀粉溶液浓度大会吸水，故a液面上升后保持稳定；乙装置中，葡萄糖溶液浓度大会吸水，b液面先上升，但由于葡萄糖会通过半透膜进入清水中而增大其浓度，故b液面随后会下降。
(1) 直接信息：________不能通过半透膜，________能通过半透膜。 (2) 易错知识：甲装置中水通过半透膜流向淀粉溶液，故a液面_______________________，乙装置中，因水和葡萄糖都能通过半透膜，故b液面应_____________。
(3) 判断水分子的流动方向 ① 从膜两侧水分子的相对数目上分析：水分子总是从相对数目多的一侧流向相对数目少的一侧。 ② 从溶质颗粒数量上分析：溶质颗粒越多，微粒对水的吸引力就越大，渗透压越大，吸水能力就越强。
2．下列现象中属于渗透作用的是( ) ①水分子通过植物细胞的细胞壁 ②蔗糖分子通过细胞壁 ③水分子或其他溶剂分子通过细胞膜 ④水分子或其他溶剂分子通过液泡膜 ⑤水分子或其他溶剂分子通过原生质层 A．①②③ B．②④⑤ C．①③⑤ D．③④⑤
解析：植物细胞的细胞壁是全透性的，不属于半透膜，则水分子通过扩散进入细胞壁，①错误；蔗糖分子不属于溶剂分子，细胞壁也不属于半透膜，②错误；细胞膜、液泡膜、原生质层具有选择透过性，相当于半透膜，水分子或其他溶剂分子通过它们属于渗透作用，③④⑤正确。
3．一个成熟的植物细胞，它的原生质层主要包括( ) A．细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质 B．细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质 C．细胞膜和液泡膜之间的细胞质 D．细胞壁、细胞膜和它们之间的细胞质
解析：成熟的植物细胞有中央大液泡，细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质形成的结构相当于半透膜，称为原生质层。
植物细胞质壁分离及其复原
(1) 成熟植物细胞的结构
(2) 原理和现象 ① 外界溶液浓度________细胞液浓度时，细胞失水，发生___________现象。 ②外界溶液浓度________细胞液浓度时，细胞吸水，发生_______________现象。
(3) 探究植物细胞的吸水和失水 ① 实验过程：
制作装片：制作_____________________的临时装片
低倍镜观察：有一个__________的中央大液泡，原生质层紧贴细胞壁
滴加蔗糖溶液：在盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引
低倍镜观察：观察液泡大小和______________的位置
滴加清水：在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引
低倍镜观察：观察_____________大小和原生质层的位置
② 将观察的结果填入下表：
③ 发生质壁分离的原因： a．内因：原生质层比细胞壁的________________大。 b．外因：外界溶液浓度________细胞液浓度。
1．下列现象中属于渗透作用的是( ) A．水分子通过细胞壁 B．葡萄糖分子通过细胞膜 C．K＋通过原生质层 D．水分子通过原生质层
2．植物细胞的质壁分离过程中，“质”是指( ) A．细胞核 B．原生质层 C．细胞质 D．液泡膜
1．探究性实验的一般过程：根据观察到的现象，提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→分析结果，得出结论→总结交流→进一步探究。 2．假设：原生质层相当于一层半透膜。 3．预期结果：由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由透过，而蔗糖分子不能透过。因此，在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩。
6．结论：实验结果与预期结果相同，说明“原生质层相当于一层半透膜”的假设是成立的。
7．质壁分离实验的原因分析及表现
(1) 原因
外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度
原生质层相当于一层半透膜
细胞壁的伸缩性小于原生质层
(2) 表现
宏观上：植物由坚挺→萎蔫
8．实验操作中注意的问题
(1)实验成功的关键之一是实验材料的选择。要选取成熟的、液泡带有一定颜色的植物组织进行实验，便于观察实验现象。例如，以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料就是因为其液泡呈紫色，便于观察实验现象。若以根尖成熟区的细胞为材料进行实验也会发生质壁分离现象，但因液泡无色，不易观察液泡大小的变化。
(2) 选用的蔗糖溶液浓度要适宜。过低，不足以引起质壁分离或质壁分离所需时间过长；过高，则造成植物细胞失水过多、过快而死亡。原生质层的选择透过性是发生质壁分离和复原的内在前提，死亡的细胞既不会发生质壁分离，也不会发生质壁分离复原。
9．细胞质壁分离及复原的应用
(1) 判断细胞的死活
发生质壁分离和复原→活细胞不发生质壁分离→死细胞
实验单一变量：待测细胞的生活状态。
(2) 测定细胞液的浓度范围
待测细胞＋一系列浓度梯度的分离剂
细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。
实验单一变量：不同浓度的分离剂。
(3) 比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞＋同一浓度的分离剂
细胞刚发生质壁分离时所需时间的比较→判断细胞液浓度(时间越短，细胞液浓度越小)。
实验单一变量：不同植物细胞。
(4) 比较未知溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液
细胞刚刚发生质壁分离所需时间的比较→判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)。
实验单一变量：未知浓度的溶液。
(5) 验证原生质层和细胞壁伸缩性大小
细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性
细胞壁伸缩性大于或等于原生质层伸缩性
实验单一变量：植物细胞的结构特性。
(6) 鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
成熟植物细胞＋不同种类的溶液
实验单一变量：不同种类的溶液。
溶质不能通过半透膜的溶液(如蔗糖溶液)
溶质能通过半透膜的溶液(如KNO3溶液)
(1) 能发生质壁分离的细胞具备的条件：a.活细胞；b.有细胞壁；c.有大液泡；d.细胞液浓度<外界溶液浓度。 (2) 质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度较低的外界溶液，因为细胞壁是全透性的，且有水分子通过原生质层渗出来。
(3) 细胞吸水能力大小的变化：a.处于质壁分离过程中，其吸水能力越来越大；b.处于质壁分离复原过程中，其吸水能力越来越小。 (4) 若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验会出现自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
1．紫色洋葱鳞片叶细胞用纤维素酶处理后，能否观察到质壁分离现象？为什么？__________________________________________________________________________________________________
不能。纤维素酶能将细胞壁分解，无细胞壁，紫色洋葱鳞片叶无法进行质壁分离。
2．在实验中共涉及三次显微镜观察，观察的目的不同。第一次观察目的：___________________________________________________________________________________________。第二次观察目的：___________________________________________________________________________________________。第三次观察目的：___________________________________________________________________________________________。
观察正常洋葱鳞片叶的状态，以便与处理后的状态进行对照
滴加蔗糖溶液后，观察原生质层与细胞壁分离
滴加清水后，观察原生质层与细胞壁复原
1．将新鲜的苔藓植物叶片放入加有少量红墨水的质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，会看到细胞状态如图所示。此时，部位①和②的颜色分别是( ) A．①无色、②绿色 B．①红色、②绿色 C．①红色、②无色 D．①红色、②红色
解析：①为原生质层和细胞壁之间的空隙，因细胞壁具有全透性，因此充满的是外界溶液，即红墨水，颜色为红色。②为原生质层，具有选择透过性，红墨水不能透过；原生质层包括细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质，细胞质中有叶绿体，因此②为绿色。
由于②是原生质层，红墨水不能透过，所以容易误选为无色。实际上，苔藓植物的叶片内含有很多叶绿体，因此②呈现的颜色是绿色。
2．质壁分离和复原实验可以说明或证明下列中的哪项？( ) ①植物细胞的死活 ②原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大 ③当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞渗透失水；反之，细胞则渗透吸水 ④原生质层具有选择透过性 ⑤细胞壁的主要成分是纤维素 A．①③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑤ D．①④⑤
解析：质壁分离和复原实验可以证明②③，说明原生质层具有选择透过性，从而可以判断细胞的死活，因为死亡细胞的原生质层具有全透性，不会发生质壁分离，另外还可以测定细胞液浓度。
3．观察植物细胞质壁分离与复原实验的正确顺序是( ) ①加清水 ②制作装片 ③观察质壁分离 ④加质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液 ⑤观察质壁分离复原 ⑥观察正常细胞 A．①②③④⑤⑥ B．②⑥④③①⑤ C．①②③④⑥⑤ D．⑥①②④③⑤
解析：观察植物细胞质壁分离以及复原实验的正确顺序应是先制作装片，用光学显微镜观察正常细胞；再在盖玻片一侧滴入质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，用吸水纸吸引，重复几次，用显微镜观察质壁分离；然后在盖玻片一侧滴入清水，用吸水纸吸引，重复几次，用显微镜观察质壁分离复原。
物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输，分为自由扩散和协助扩散两类。
(1) 概念：图示运输方式甲表示自由扩散，是指物质通过简单的________作用进出细胞，也叫________________。 (2) 方向：从________浓度一侧到________浓度一侧。 (3) 条件：不需要____________，也不需要消耗__________。 (4) 举例：___________________________________等进出细胞。
甘油、乙醇、氧气、二氧化碳、氮气、苯
(1) 概念：图示运输方式乙表示协助扩散，是指借助膜上的_________进出细胞的物质扩散方式，也叫_________。 (2) 方向：从________浓度一侧到________浓度一侧。 (3) 条件：不需要消耗________，需要____________的协助。 (4) 举例：___________________________________________。
葡萄糖进入人体成熟的红细胞
(1) 转运蛋白分为__________和__________两种类型。 ① 载体蛋白只容许与____________________的分子或离子通过，每次转运时都会发生__________的改变。 ② __________只容许与自身通道的直径和形状相适应、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。
(2) 说明：①分子或离子通过通道蛋白时，不需要与__________结合。 ② 研究表明水分子更多的是借助细胞膜上的____________以___________方式进出细胞。
4．影响自由扩散与协助扩散物质运输速率的因素
影响自由扩散物质运输速率的因素__________________________________，影响协助扩散物质运输速率的因素除____________________________外，还与__________的数量有关。
膜内外物质浓度梯度的大小
膜内外物质浓度梯度的大小
1．人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于( ) A．组织液中甘油的浓度 B．细胞膜上甘油转运蛋白的数量 C．细胞呼吸强度 D．细胞膜上转运蛋白的种类
解析：组织细胞通过自由扩散的方式从组织液中吸收甘油，不需要转运蛋白和能量，吸收甘油的量取决于组织液中甘油的浓度。
2．氧气和二氧化碳出入细胞的方式是( ) A．渗透作用 B．自由扩散 C．协助扩散 D．主动运输
1．自由扩散和协助扩散的异同
2．影响自由扩散、协助扩散的因素
(1) 影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。 (2) 影响协助扩散的因素：① 细胞膜内外物质的浓度差； ② 细胞膜上转运蛋白的种类和数量。
3．膜上的两种转运蛋白
4．转运蛋白的化学本质及作用特点
(1) 转运蛋白是细胞膜上的一类蛋白质，它具有特异性，不同物质的转运蛋白不同，不同生物细胞膜上的转运蛋白的种类和数量也不同。 (2) 转运蛋白具有饱和现象，当细胞膜上的某物质的转运蛋白达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不再随物质浓度差的增大而增大。
1．试从物质运输动力角度分析，为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？
自由扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差，即都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，所以统称为被动运输。
2．葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值，请结合红细胞吸收葡萄糖的方式分析，出现饱和值的原因是什么？
红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，需要转运蛋白协助，出现饱和值的原因是细胞膜上转运蛋白的数量的限制。
1．下列关于氧分子进出红细胞的叙述中，错误的是( ) A．跨膜运输的方式是简单扩散 B．氧分子运输的方向取决于红细胞内外氧气浓度的大小 C．氧分子运输的速率取决于红细胞内外氧气浓度差的大小 D．氧分子运输的总量取决于红细胞内能量的多少
解析：氧分子进出红细胞的方式是简单扩散，A正确；氧分子运输的方向取决于红细胞内外氧气浓度的大小，氧分子从高浓度向低浓度运输，B正确；氧分子运输的速率取决于红细胞内外氧气浓度差的大小，浓度差越大，速率越快，C正确；氧分子运输的总量取决于红细胞内外氧气浓度差的大小，氧分子的运输不消耗能量，D错误。
2．甲、乙两种物质分别以自由扩散和协助扩散的方式进入细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则( ) A．甲物质的运输被促进 B．乙物质的运输被促进 C．甲物质的运输被抑制 D．乙物质的运输被抑制
解析：是否需要转运蛋白是自由扩散与协助扩散的区别。由于人工合成的无蛋白磷脂双分子膜无蛋白质，也就没有转运蛋白，协助扩散将受到抑制。
影响自由扩散和协助扩散的因素
探究植物细胞的吸水和失水实验
一是要有半透膜；二是膜的两侧存在浓度差
吸水会膨胀，甚至涨破；失水会皱缩
失水会发生质壁分离；吸水会发生质壁分离复原
膜内外物质浓度梯度的大小和转运蛋白的数量
实验材料：成熟的植物细胞实验原理：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；细胞液与外界溶液间存在浓度差；细胞壁的伸缩性比原生质层小
1．原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 2．植物细胞发生质壁分离的原因 (1) 外界溶液浓度大于细胞液浓度。 (2) 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 3．只有活的、具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离，动物细胞和根尖分生区细胞不能发生质壁分离。
4．探究植物细胞的吸水和失水实验 (1) 要选取成熟的、液泡带有一定颜色的植物组织，便于观察实验现象。 (2) 选用的蔗糖溶液浓度要适宜。 5．被动运输包括自由扩散和协助扩散，二者都是顺浓度梯度进行的跨膜运输。
6．自由扩散既不需要转运蛋白，也不需要能量，少部分水、气体及脂溶性物质以自由扩散方式运输。 7．协助扩散需要转运蛋白，但不需要能量，例如红细胞吸收葡萄糖，大部分水通过水通道蛋白进出细胞。
1．如图为渗透作用装置示意图，其中半透膜为猪膀胱膜，图①③表示初始状态，其装置内溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，图②④分别表示一段时间后的状态，液面上升的高度分别为h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA>MB、Ma＝Mb>MA，则达到平衡后( )
A．h1＞h2，Ma＞Mb B．h1＞h2，Ma＜MbC．h1＜h2，Ma＜Mb D．h1＜h2，Ma＞Mb
解析：由于MA＞MB、Ma＝Mb＞MA，所以两个漏斗中的液面都会上升，由于A与a的浓度差要小于B与b的浓度差，所以h2的高度要大于h1；同时由于图②中吸水相对要少，所以a的溶液浓度相对较高。
2．如图是某同学用洋葱紫色鳞片叶的外表皮和蔗糖溶液做“植物细胞的吸水和失水”实验中所观察到的细胞图，下列叙述正确的是(多选)( )
A．图中②④⑥组成了细胞的原生质层 B．若图中细胞处于质壁分离过程中，此时⑥处的浓度大于⑦处的浓度 C．图中①是细胞壁，⑥处充满了蔗糖溶液 D．图中⑦是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变深
解析：图中②是细胞膜，④是液泡膜，⑤是细胞质，三者组成了细胞的原生质层，A错误；⑥处指细胞壁与原生质层之间，此处充满了蔗糖溶液，⑦处指液泡中的细胞液，当⑥处浓度大于⑦处浓度时，细胞渗透失水出现质壁分离现象，B、C正确；质壁分离过程中，液泡的体积越来越小，颜色越来越深，D正确。
3．下图表示葡萄糖跨膜运输的过程，据图分析正确的是( )
A．该膜中的转运蛋白也能运输氨基酸B．该方式发生在被转运物质从低浓度到高浓度时C．该细胞膜可能是哺乳动物的红细胞膜D．与该过程有关的细胞器是线粒体和核糖体
解析：细胞膜上的转运蛋白具有专一性，运输葡萄糖的转运蛋白不能运输氨基酸；需要转运蛋白协助而不消耗能量的运输方式为协助扩散，它是被动运输的一种，其运输方向为顺浓度梯度；哺乳动物红细胞吸收葡萄糖的方式就是协助扩散；协助扩散不消耗能量，与协助扩散有关的细胞器不包括线粒体。
4．某校研究性学习小组利用如下实验材料做相关实验，请分析回答下列问题：
(1) 用上述材料进行质壁分离实验，应选择的最佳实验材料是__________(填序号)。
(2) 在观察质壁分离实验中，将取自同一材料同一区域的三个细胞分别放在A、B、C三种不同浓度的蔗糖溶液中，实验结果分别如图1、2、3所示，这三种蔗糖溶液的浓度由大到小依次是________>________>________(用字母表示)。
(3) 将图3细胞放入________中，细胞能由图3恢复成图1的状态，此过程称为________________。
解析：(1)紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞具有大液泡，在较高浓度的外界溶液中可以发生质壁分离，其紫色液泡便于观察。 (2) 当蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞渗透失水，会发生质壁分离，而且蔗糖溶液浓度越高，细胞失水越多，质壁分离越明显；当蔗糖溶液浓度小于或等于细胞液浓度时，细胞不会发生质壁分离。据图可知，蔗糖溶液浓度的大小关系是C＞B＞A。 (3) 将发生质壁分离的活细胞放入清水中后，细胞会发生渗透吸水，最终完成质壁分离复原。
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