第4章 第1节 被动运输-【导与练】2023-2024学年高中生物必修1分子与细胞同步全程学习全书word（新教材，人教版）

第1节　被动运输 学习目标 素养定位 1.探究植物细胞的吸水和失水。 2.阐明被动运输的原理和特点。 3.阐明细胞膜的选择透过性 1.通过“探究植物细胞的吸水和失水”实验,说明水分子进出植物细胞的原理,阐释原生质层的选择透过性与质壁分离及其复原的关系。(科学思维、科学探究) 2.通过水分子进出细胞方式的探究学习,初步建立被动运输的概念,能比较自由扩散和协助扩散的异同点。(科学思维) 3.通过对被动运输的具体实例的讨论,分析细胞膜的成分、结构与物质跨膜运输功能之间的关系,尝试运用物质跨膜运输的知识解决有关实际问题。(科学思维、社会责任) 一、水进出细胞的原理 1.渗透作用 (1)概念。 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。 ①具有半透膜。 ②半透膜两侧存在浓度差。 2.水进出动物细胞 (1)原理 (2)条件及现象。 ①外界溶液的浓度<细胞质的浓度,细胞吸水膨胀。 ②外界溶液的浓度>细胞质的浓度,细胞失水皱缩。 ③外界溶液的浓度=细胞质的浓度,细胞形态不变。 3.水进出植物细胞 (1)成熟植物细胞的结构。 (2)探究植物细胞的吸水和失水。 ①实验材料的选择。 a.选择的材料必须是活细胞,因为活细胞的原生质层具有选择透过性,是出现质壁分离及其复原现象的必要条件。 b.要用含有大液泡的植物细胞。 c.细胞液应有颜色,紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液为紫色,易于观察。 ②实验步骤及现象。 ③实验结论。 a.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,能够通过渗透作用失水和吸水。 b.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,逐渐发生质壁分离现象。 c.当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,质壁分离的细胞逐渐发生质壁分离复原现象。 二、自由扩散和协助扩散 1.被动运输概念 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,包括自由扩散和协助扩散。 2.自由扩散和协助扩散 (1)被动运输的类型。 物质进出细胞的方式 自由扩散(也叫简单扩散) 协助扩散(也叫易化扩散) 概念 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式 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 O2、CO2、甘油、 乙醇、苯等 进出细胞 离子、葡萄糖、氨基酸等的顺浓度梯度跨膜运输 (2)转运蛋白。 ①概念:镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质,能够协助物质顺浓度梯度跨膜运输,这些蛋白质称为转运蛋白。 ②分类。 分类 载体蛋白 通道蛋白 特点 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过;载体蛋白转运物质时,自身构象会发生改变 只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过;分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合 举例 协助葡萄糖进入红细胞的载体蛋白等 水通道蛋白、钾离子通道蛋白、钙离子通道蛋白、钠离子通道蛋白等 判断正误 (1)将红细胞放入质量浓度大于0.9%的NaCl溶液中会因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离。(　×　) 提示:将红细胞放入质量浓度大于0.9%的NaCl溶液中会因渗透作用失水皱缩,但红细胞无细胞壁不会发生质壁分离。 (2)在一定范围内随着紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞失水的进行,紫色越来越深。(　√　) (3)渗透实验中,达到渗透平衡时,半透膜两侧溶液浓度相等。(　×　) 提示:渗透实验中,达到渗透平衡时,水分子通过半透膜的速率相等,半透膜两侧溶液浓度不一定相等。 (4)物质被动运输进出细胞时与细胞膜的流动性无关。(　×　) 提示:物质被动运输进出细胞时与细胞膜的流动性有关。 (5)水分子多以自由扩散的方式进出细胞。(　×　) 提示:水分子多以协助扩散的方式进出细胞。 (6)通道蛋白转运分子或离子时要与分子或离子结合,发生构象变化。(　×　) 提示:载体蛋白转运分子或离子时要与分子或离子结合,发生构象变化,而通道蛋白在转运分子或离子时,不需要与转运的分子或离子结合。 探究一　水进出细胞的原理 如图中X、Y、Z分别为蒸馏水、质量浓度为30%的葡萄糖溶液、质量浓度为30%的淀粉溶液,且单糖能透过半透膜,而二糖、多糖不能透过半透膜。 (1)试描述装置A左侧液面升降情况,并说明原因。 提示:装置A左侧液面先下降后上升,最终左右液面持平;由于装置A左右两侧存在浓度差,且Y溶液的浓度大于X溶液,所以左侧液面会下降,但由于Y溶液中的葡萄糖分子会透过半透膜进入X溶液,导致X溶液浓度增大,因此左侧液面又会上升,最终左右两侧液面持平。 (2)将装置A中的X溶液替换为30%的麦芽糖溶液,左侧液面