第4章 细胞的物质输入和输出-2023-2024学年高一生物单元必备核心考点助学清单（人教版2019必修1）

第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 一、水进出细胞： （一）原理－渗透作用： 1．实验： （1）装置组成（如右图）： ①半透膜：如玻璃纸（又叫赛璐玢），水分子可以透过它，而蔗糖分子则不能。 ②膜两侧的溶液：漏斗内注入的是蔗糖溶液，漏斗浸入的烧杯中装的是清水。 （2）现象：漏斗管内的液面会升高。 （3）解释：是烧杯中的溶剂—水分子通过半透膜向漏斗内扩散的结果。 2．定义：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。 3．渗透方向：水分子从水的相对含量高的一侧→相对含量低的一侧。 （二）水分在动植物细胞中的跨膜运输： 1．动物细胞的吸水和失水： （1）材料：哺乳动物的红细胞。 【知识解析】选材原因是红细胞的形状是呈两面凹的圆饼状，吸水膨张和失水皱缩现象明显。 （2）实验条件及现象：（注：下面的“外”指外界溶液的浓度，“内”指细胞质的浓度） ①外＜内，红细胞吸水膨胀； ②外＞内，红细胞失水皱缩； ③外＝内，细胞形态不变。 （3）结论：水分进出动物细胞的原理是渗透作用。 2．植物细胞的吸水和失水： （1）分析： ①原生质层（由细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成）相当于半透膜。 ②植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液，与外界溶液存在浓度差。 （2）【探究·实践】探究植物细胞的吸水和失水： ①观察现象：将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变得硬挺。将白菜剁碎做馅时，常常要放一些盐，稍过一会儿就可见到有水分渗出。对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 ②提出问题：水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是否相当于一层半透膜？ ③作出假设：假设是对问题所作的尝试性回答。作假设不是凭空猜测，而是根据已有的知识和经验作出合理的推断。根据植物细胞的结构特点和自己的生活经验，可做出如下假设： 因为细胞膜和液泡膜都是生物膜，生物膜具有选择透过性，那么由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成的原生质层也具有选择透过性，相当于半透膜。这样成熟的植物细胞就与外界溶液构成一个渗透系统。 ●当细胞液溶质浓度＞外界溶液溶质浓度时，会使植物细胞吸水。 ●当细胞液溶质浓度＜外界溶液溶质浓度时，会使植物细胞失水。 ④设计实验： ●确定实验思路：在显微镜下可以看到，将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，会观察到中央液泡变小；再将细胞浸润在清水中，中央液泡会变大。 ●选择材料用具：紫色的洋葱鳞片叶。刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜。质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，清水。 ●设计实验步骤： ○制作临时装片：选取新鲜洋葱鳞片叶，用刀片在外表皮上划一方框，用镊子撕下表皮。在洁净的载玻片上滴一滴清水，将撕下的表皮放在水滴中展平，盖上盖玻片，制成临时装片。用低倍显微镜观察。 ○质壁分离的观察：盖玻片一侧滴蔗糖溶液，另一侧吸水纸吸引。重复几次，低倍镜观察。 ○质壁分离复原的观察：盖玻片一侧滴清水，另一侧吸水纸吸引。重复几次，低倍镜观察。 注：观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡的大小、原生质层的位置以及细胞大小是否交化。 ⑤进行实验，记录结果：按照实验方案进行实验，仔细观察，将结果记录在下表内。 现象 试剂 中央液泡大小 原生质层位置 细胞大小 蔗糖溶液 变小 脱离细胞壁 基本不变 清水 逐渐恢复原来大小 恢复原位 基本不变 ⑥分析结果，得出结论：水分子进出细胞的方向取决于生物膜两边溶液的浓度，细胞吸水和失水是水分子顺相对含量梯度进行跨膜运输的过程。当外界溶液溶质的浓度大于细胞液溶质的浓度时，植物细胞会失水，当外界溶液溶质的浓度小于细胞液溶质的浓度时，植物细胞会吸水。 ⑦表达和交流：将本小组探究的过程、结果和结论与其他小组交流，听取他们的质疑并进行解释。如果有必要，对本小组的实验方案进行修改。 【知识拓展】本实验除了能证明成熟的植物细胞渗透吸水和失水外，还可证明： （1）鉴定一个成熟的植物细胞是否具有生物活性。 （2）设计实验观察成熟植物细胞的细胞膜。 （3）通过实验测定成熟植物细胞的细胞液浓度。 （4）比较两种不同植物细胞细胞液浓度的高低。 二、被动运输 （一）定义：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。细胞外 细胞内 细胞膜 自由扩散 （二）类型： 1．自由扩散 （1）定义：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散。如右图。 （2）举例：氧和二氧化碳，甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物。（即一些不带电荷的无机小分子和脂溶性的有机小分子） 2．协助扩散 （1）定义：物质借助膜上的转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。 （2）举例：离子和一些小分子有机物如