4.1 物质跨膜运输的实例-2021-2022学年高中生物必修1【名师导航】同步Word教参(人教版)

第1节　物质跨膜运输的实例 学 习 目 标 核 心 素 养 1.掌握渗透作用发生的条件。(重点) 2.描述质壁分离与复原的过程。(重点) 3.理解植物细胞的失水和吸水在实验中的应用。(难点) 1.通过对渗透作用和动植物细胞的吸水和失水的学习，养成模型与建模的科学思维方式。 2.通过实验观察植物细胞的质壁分离和复原，提高实验设计和实验结果分析的能力。 一、渗透作用与细胞的吸水和失水 1．渗透作用具备的两个条件 (1)具有③半透膜。 (2)膜两侧①②具有浓度差。 2．动物细胞的吸水和失水 (1)动物细胞的细胞膜相当于半透膜。 (2)条件及现象 过程 条件 现象 吸水 外界溶液的浓度＜细胞质的浓度 失水 外界溶液的浓度＞细胞质的浓度 平衡 外界溶液的浓度＝细胞质的浓度 3.植物细胞的吸水和失水 (1)成熟植物细胞的结构 (2)原理和现象 ①外界溶液浓度大于细胞液浓度时，发生质壁分离现象。 ②外界溶液浓度小于细胞液浓度时，发生质壁分离复原现象。 二、植物细胞的质壁分离和复原 1．实验原理 成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，能够渗透失水和吸水。 2．实验步骤及现象 3．发生质壁分离的原因 (1)外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度。 (2)内因：原生质层比细胞壁的伸缩性大。 三、物质跨膜运输的实例 1．实例 (1)番茄和水稻吸收无机盐离子的比较 科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO的培养液中培养，结果及分析如下： ①不同植物对同一种无机盐离子的吸收有差异，同一种植物对不同种无机盐离子的吸收也有差异，说明植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。 ②水稻吸收水的相对速率比吸收Ca2＋、Mg2＋的大，造成培养液中Ca2＋、Mg2＋浓度上升；番茄吸收水的相对速率比吸收SiO的大，造成培养液中SiO浓度上升。 (2)人体甲状腺滤泡上皮细胞中碘含量明显高于血液中碘的含量。 (3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现差异较大。 2．特点 (1)物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的。 (2)细胞对物质的输入和输出有选择性。 3．结论 细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。 1．动物细胞的细胞膜相当于半透膜。 (　　) 2．当外界溶液与细胞质浓度相同时，水分不进不出。 (　　) 3．植物细胞的原生质层指去掉细胞壁的部分。 (　　) 4．物质跨膜运输都是顺相对含量梯度的。 (　　) 5．细胞对于物质的输入和输出具有选择性。 (　　) 提示：1.√ 2．×　外界溶液与细胞质浓度相等时，水分进出达到平衡。 3．×　植物细胞去掉细胞壁的部分叫原生质体，原生质体包含细胞液。 4．×　物质运输可以逆相对含量梯度进行。 5．√ 渗透现象及原理分析 [问题探究] 根据“人教版生物必修1”P60“问题探讨”，思考讨论下列问题： 1．漏斗内液面升高的原因是什么？漏斗内的液面会一直上升吗？为什么？ 提示：单位体积的清水中水分子数大于蔗糖溶液中的水分子数，单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子多于由蔗糖溶液进入清水的水分子。但漏斗内的液面不会一直上升。因为随着漏斗内液面的上升，漏斗内液面与烧杯内液面差产生的静水压会增大，由于静水压的作用，漏斗内的水分子向烧杯扩散的速度会加快，当水分子由蔗糖溶液向清水扩散的速度与由清水向蔗糖溶液扩散的速度相等时，扩散达到平衡状态，漏斗内的液面不再上升。 2．渗透装置中，当漏斗内溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗？ 提示：不同。渗透作用达到平衡时，水分子通过半透膜的双向扩散速率相等，但漏斗内蔗糖溶液的浓度仍高于烧杯中清水的浓度。这是漏斗内液面升高产生的作用力加大，阻止烧杯中水分子向漏斗扩散的缘故。 3．如果用纱布代替玻璃纸，漏斗液面还会升高吗？如果烧杯内不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，漏斗液面还会升高吗？ 提示：不会，因为纱布是全透性的，水分子和蔗糖溶液都能通过。如果烧杯内是同浓度的蔗糖溶液则液面不会升高，因为半透膜两侧溶液没有浓度差。 4.根据以上的探讨，思考发生渗透作用需要具备哪些条件？ 提示：半透膜和浓度差。 1．渗透现象的分析 (1)图示 (2)原理分析 (3)分析上图②可知：Δh产生的压强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速率相等时，液面不再升高。 2．动植物细胞都是渗透系统 3．渗透作用的应用 (1)比较不同溶液浓度的大小 漏斗内 烧杯内 溶液浓度 M N 现象及结论 ①若漏斗内液面上升，则M>N ②若漏斗内液面不变，则M＝N ③若漏斗内液面下降，则M<N (2)判断细胞质浓度或者细胞液浓度 将动植物细胞放在不同浓度的溶液中