第四章 第1节　被动运输-【优化探究】2023-2024学年新教材高中生物必修第一册同步导学案配套教参（人教版，单选）

第1节　被动运输 [学习目标] 1．通过构建渗透作用和被动运输的相关模型，强化科学思维。 2．通过“观察质壁分离与复原”的实验，掌握科学探究的一般程序。 3．主动关注被动运输方面的科学进展，尝试解决合理灌溉等社会生产中的相关问题。 授课提示：对应学生用书第52页 一 水进出细胞的原理 1．渗透作用 (1)概念：是指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。 (2)渗透作用发生的条件 (3)渗透作用的方向 水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。 2．水分子进出动物细胞 半透膜 浓度差 细胞形态 细胞膜相当于一层半透膜 外界溶液浓度 > 细胞质的浓度 失水皱缩吸水膨胀不变 < ＝ 3.植物细胞的渗透系统 二 探究植物细胞的吸水和失水 1．实验原理 (1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，细胞壁与原生质层均具有一定的伸缩性，但原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 (2)外界溶液浓度＞细胞液浓度→细胞失水，原生质层收缩程度比细胞壁大→发生质壁分离。 (3)外界溶液浓度<细胞液浓度→细胞吸水→已发生质壁分离的细胞发生质壁分离复原现象。 2．实验步骤 三 被动运输 1．概念 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。 2．类型 (1)自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。 (2)协助扩散：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。 (3)转运蛋白：包括载体蛋白和通道蛋白两种类型。 (4)图示及比较 自由扩散(也叫简单扩散) 协助扩散(也叫易化扩散) 条件 不需要转运蛋白，不消耗能量 需要转运蛋白，不消耗能量 运输方向 高浓度一侧→低浓度一侧 举例 ①少部分水；②气体分子：O2和CO2；③甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子有机物 ①大部分水；②离子和葡萄糖、氨基酸等小分子有机物的顺浓度跨膜运输 3.影响被动运输的因素 (1)膜内外物质浓度梯度的大小。 (2)某些物质的运输速率还与转运蛋白的数量有关。 (3)温度变化会影响物质运输速率。 预习诊断————————————————————— 1．细胞膜、液泡膜、原生质层、细胞壁等相当于半透膜。(×) 2．细胞膜和核膜以及两膜之间的细胞质称为原生质层。(×) 3．具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。(×) 4．植物细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，都能发生质壁分离现象。(×) 5．水分子是通过自由扩散进出细胞的。(×) 6．载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的。(×) 授课提示：对应学生用书第53页 　水进出细胞的原理 　1.观察下面的渗透结果，讨论以下问题。 (1)如果渗透实验中，烧杯内不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，漏斗管内液面还会升高吗？ 提示：漏斗管内液面不会升高，因为半透膜两侧溶液没有浓度差。 (2)渗透实验中，液面高度差h会不会一直升高？为什么？ 提示：不会。漏斗管中的液面升高时，液体产生的静水压也随之变大，当静水压增大到和渗透压相等时(以半透膜为界，二者的方向相反，静水压向外、渗透压向内)，单位时间内透过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等。因此，液面高度差不会一直升高。 (3)如果渗透实验中，半透膜的面积增大一倍，其他条件不变，液面高度差h会不会变化？达到h的时间会不会变化？ 提示：半透膜两侧溶液的浓度差不变，液面高度差h不会变，但是由于半透膜面积增大，因此达到h的时间会变短。 2.如图为成熟植物细胞结构示意图，据图回答。 (1)说出原生质层的组成，它是否相当于半透膜？ 提示：由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质组成，相当于半透膜。 (2)细胞内的液体与细胞液是一回事吗？ 提示：不是，植物细胞内的液体环境主要是指液泡中的细胞液。 (3)植物细胞的细胞壁对细胞的吸水和失水有无影响呢？ 提示：细胞壁的伸缩性比原生质层小得多。原生质层失水缩小时细胞壁不能同步缩小，两者就发生了分离。当原生质层重新吸水膨胀时，细胞就复原了。 1.渗透作用的过程分析 (1)当漏斗管内液面上升到一定程度时，液面不再上升的原因 由于烧杯与漏斗中的液体具有浓度差，即具有渗透压差，所以多数水分子进入漏斗，使漏斗中的液面高于烧杯中的液面，液面差为H(如上图所示)；当H产生的压强等于半透膜两侧的渗透压时，半透膜两侧水分子的交换速率相同，漏斗管内液面不再升高。 (2)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.动物细胞和成熟植物细胞都相当于渗透系统 特别提醒 （1）渗透作用的研究对象是溶剂分子，而不