4.1被动运输（第1课时）（导学案）生物人教版必修1

该高中生物学导学案聚焦被动运输第1课时，核心知识点包括渗透作用的概念、条件及方向，动物和植物细胞吸水失水原理，质壁分离及复原现象。通过课前预习填空（如渗透作用条件、原生质层组成）与课堂讨论（如红细胞吸水失水、质壁分离实验设计）衔接，以预习填空、讨论表格、实验步骤分析为学习支架，引导学生从概念到实例再到应用逐步深入。 特色在于实验探究与生活实践结合，通过质壁分离实验步骤分析、讨论题（如输液用生理盐水、腌菜烧苗原理）培养探究实践能力，体现生命观念中的结构与功能观。分层习题（基础、进阶、拓展）设计，助力科学思维发展，拓展应用部分（判断细胞死活、测定细胞液浓度等）促进知识迁移，提升解决实际问题能力。

4.1被动运输（第1课时）（导学案） (1)说出渗透作用的概念、发生条件及方向。 (2)以哺乳动物红细胞为例，说明动物细胞吸水和失水的原理。 (3)以成熟植物细胞为例，说明植物细胞吸水和失水的原理，解释质壁分离及复原现象。 (4)运用渗透作用原理解释生活中的相关现象（如腌菜、烧苗等）。 【学习重点】 (1)渗透作用的概念、条件和方向。 (2)动物细胞和植物细胞的吸水和失水原理。 (3)植物细胞质壁分离及复原实验的原理和现象。 【学习难点】 (1)理解原生质层相当于一层半透膜。 (2)分析质壁分离及复原实验的设计思路和结论。( 请阅读教材P62-64，完成以下填空。 (1)渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散现象。 (2)发生渗透作用的条件：①具有半透膜；②膜两侧溶液具有浓度差。 (3)水分子渗透的方向：从低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧扩散。 (4)动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜。当外界溶液浓度小于细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；当外界溶液浓度大于细胞质浓度时，细胞失水皱缩。 (5)成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，包括细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质。 (6)植物细胞发生质壁分离的外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度；内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 0 一、实验探究→一、水进出细胞的原理 阅读课本p62-63，完成以下任务。 【讨论】1.渗透的概念、条件及方向？ (1)概念：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散现象。 (2) 条件:① 具有半透膜。② 膜两侧溶液具有浓度差。 (3) 扩散方向: 水分子从相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。 【讨论】2.完成以下表格 阅读课本P63思考·讨论，完成讨论3-7: 【讨论】3.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？ 血红蛋白为大分子物质，不能透过细胞膜。 【讨论】4.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ 红细胞的细胞膜是一种具有生命活性的半透膜。 【讨论】5.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ 不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降,如果外界溶液浓度不是很低,有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡,此时,红细胞将不再吸水。 【讨论】6.红细胞吸水或失水取决于什么条件？ 红细胞吸水或失水:取决于红细胞内外溶液的浓度差。 【讨论】7.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？ 因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致,血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。 【讨论】8.原生质层的组成成分? 细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 二、实验探究→探究植物细胞的吸水和失水 阅读课本p64探究·实践，完成以下任务。 【讨论】1.本实验选择洋葱鳞片叶作为实验材料有何优点？ 细胞具有紫色大液泡，便于观察。 【讨论】2.本实验的方法步骤？ 1．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。 2．用低倍显微镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡的大小，以及原生质层的位置。 3．从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸引流。这样重复几次，洋葱鳞片叶表皮就浸润在蔗糖溶液中。 4．用低倍显微镜观察，看细胞的中央液泡是否逐渐变小，原生质层在什么位置，细胞大小是否变化。 5．在盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸引流。这样重复几次，洋葱鳞片叶表皮又浸润在清水中。 6．用低倍显微镜观察，看中央液泡是否逐渐变大，原生质层的位置有没有变化，细胞的大小有没有变化。 7.进行实验，记录结果 【讨论】3.植物细胞发生质壁分离的条件？ ①细胞是活的；②细胞有大液泡；③细胞外溶液的浓度大于细胞液浓度。 【讨论】4.植物细胞质壁分离产生的原因？ ①内因:成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜;原生质层比细胞壁的伸缩性大 ②外因:细胞液与外界环境具有一定的浓度差，能渗透吸水和失水 【讨论】5.本实验有没有对照实验？ 【讨论】6.完成下列表格 【筑基·必备知识通关】 1．下列关于半透膜和细胞膜的描述中，错误的是（     ） A．半透膜是允许一部分物质通过，不允许另一部分物质通过的膜 B．细胞膜是一层选择透过性膜，除H2O、CO2、O2等可以自由通过外，其他被选择的小分子、离子也能通过 C．细胞膜不能相当于半透膜 D．半透膜包括物理性的半透膜和生物性的选择透过性膜 【答案】C 【详解】A、半透膜是指一些物质可以透过，另一些物质不能透过的多孔性薄膜，A正确； B、细胞膜是典型的选择透过性膜，H₂O、CO₂、O₂等小分子可通过自由扩散自由通过，细胞需要的其他小分子、离子也可通过协助扩散、主动运输等方式通过，B正确； C、细胞膜的选择透过性符合半透膜的功能特点，可以相当于半透膜，该描述错误，C错误； D、半透膜包括两类，一类是无生物活性的物理性半透膜（如玻璃纸），另一类是有生物活性的生物性选择透过性膜（如细胞膜），D正确。 2．渗透作用是水分子通过半透膜的扩散。将成熟的植物细胞置于一定浓度的蔗糖溶液中，发生了质壁分离现象。下列相关分析错误的是（　　） A．原生质层相当于半透膜，其伸缩性大于细胞壁的伸缩性 B．发生质壁分离的过程中，细胞液的浓度逐渐增大，吸水能力逐渐增强 C．若将已发生质壁分离的细胞置于清水中不能复原，说明该细胞已经死亡 D．蔗糖分子可以自由通过原生质层进入细胞液，导致细胞液浓度升高 【答案】D 【详解】A、原生质层由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成，具有选择透过性，相当于半透膜，且其伸缩性大于细胞壁的伸缩性，A正确； B、发生质壁分离的过程中，细胞不断失水，细胞液中溶剂减少，浓度逐渐增大，细胞吸水能力与细胞液浓度呈正相关，因此吸水能力逐渐增强，B正确； C、只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，才能发生质壁分离复原现象。若已发生质壁分离的细胞置于清水中不能复原，说明细胞因失水过多已死亡，C正确； D、原生质层具有选择透过性，蔗糖是二糖，属于细胞不能选择吸收的大分子，不能自由通过原生质层进入细胞液，D错误。 3．下图表示某植物相邻的3个细胞，其细胞液浓度依次为甲＞乙＞丙，正确表示它们之间水分子渗透方向的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】渗透作用的原理为水分子会从细胞液浓度低的一侧向细胞液浓度高的一侧扩散，已知三个细胞的细胞液浓度为甲＞乙＞丙，水分子扩散方向为丙→乙、丙→甲、乙→甲，ABC错误，D正确。 4．将数量相同的小鼠成熟红细胞分别放入a、b、c三种不同浓度的等量蔗糖溶液中，浸泡一段时间后，三种溶液中红细胞的形态如下图所示。下列说法正确的是（     ） A．三种溶液的浓度关系为c>b>a B．a中的细胞在此过程中吸水能力下降 C．a组细胞在浸泡过程中不发生渗透作用 D．b组细胞形态不变是因为外界蔗糖溶液渗透压与红细胞的细胞质渗透压相等 【答案】D 【详解】A、红细胞在a溶液中失水皱缩，说明外界溶液浓度大于细胞内浓度，b细胞形态基本不变，所以和细胞内浓度基本相等，c细胞涨破，说明外界溶液小于细胞内浓度，a（大于细胞浓度）、b（和细胞浓度相等）、c （小于细胞浓度）三种蔗糖溶液的浓度关系为 a> b> c，A错误； B、a中的细胞处于失水状态，在此过程中细胞内浓度增大，吸水能力逐渐上升，B错误； C、a中的细胞处于失水状态，a组细胞在浸泡过程中发生渗透作用，C错误； D、b组外界蔗糖溶液浓度与红细胞的细胞质浓度相等，导致渗透平衡，细胞形态不变，D正确。 5．植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将甲、乙、丙三种细胞液浓度不同的植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞甲未发生变化；②细胞乙体积增大；③细胞丙发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞保持活性且与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列叙述错误的是（     ） A．细胞甲未发生变化的原因可能是其质壁分离后自动复原 B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞乙>细胞甲>细胞丙 C．水分交换平衡时，细胞乙体积不再变化可能与细胞壁有关 D．水分交换平衡时，细胞丙的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度 【答案】A 【详解】A．蔗糖无法进入植物细胞，不会发生质壁分离后自动复原，细胞甲未发生变化是因为初始细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等，水分进出平衡，A错误； B、乙吸水说明初始细胞液浓度>外界蔗糖浓度，甲无变化说明初始细胞液浓度=外界蔗糖浓度，丙失水发生质壁分离说明初始细胞液浓度<外界蔗糖浓度，因此水分交换前细胞液浓度大小为乙>甲>丙，B正确； C、植物细胞壁的伸缩性有限，细胞乙吸水膨胀到一定程度后，细胞壁的限制作用会阻止细胞继续吸水，因此体积不再变化可能与细胞壁有关，C正确； D、水分交换平衡时，细胞丙的水分进出达到动态平衡，此时细胞液浓度与外界蔗糖溶液浓度相等，D正确。 【拓能·关键能力进阶】 6．某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后，继续进行“质壁分离”实验，示意图如下。下列叙述正确的是（　　） A．若在显微镜下观察细胞质的流动方向是顺时针，则实际上细胞质的流动方向是逆时针 B．①与②的分离，与①的选择透过性有关 C．与图甲相比，图乙细胞失水能力更强 D．与图甲相比，图乙细胞体积明显变小 【答案】B 【详解】A、显微镜成上下、左右均颠倒的倒像，相当于将物像旋转180°，若观察到细胞质流动方向为顺时针，旋转180°后流动方向仍为顺时针，因此实际细胞质流动方向也是顺时针，A错误； B、①是细胞膜，具有选择透过性，蔗糖分子无法通过细胞膜进入细胞，因此外界较高浓度蔗糖溶液会使细胞渗透失水，原生质层（含细胞膜）伸缩性远大于②细胞壁，导致二者分离，该过程与细胞膜的选择透过性有关，B正确； C、图乙细胞发生质壁分离，已经失水，细胞液浓度高于图甲细胞，因此乙的吸水能力更强，失水能力更弱，C错误； D、植物细胞壁的伸缩性很小，细胞整体体积（含细胞壁）无明显变化，仅原生质体体积明显变小，D错误。 7．将用紫色洋葱鳞片叶外表皮制成的临时装片浸润在一定浓度的物质X溶液中，测得其液泡直径的变化情况如下表所示。下列相关叙述正确的是（　　） 处理时间（min） 0 2 4 6 8 10 12 液泡直径相对值 1 0.6 0.4 0.75 0.85 1 1 A．在物质X溶液中细胞发生了质壁分离和质壁分离复原 B．物质X在4 min后能自由通过细胞膜 C．用洋葱根尖分生区替代洋葱鳞片叶外表皮也可以得到类似的结果 D．0~4 min紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞紫色加深、吸水能力减小 【答案】A 【详解】A、0~4 min液泡直径减小，说明细胞失水发生质壁分离；4~10 min液泡直径逐渐恢复到初始大小，说明细胞吸水发生质壁分离复原，A正确； B、物质X可以被细胞吸收，从而使细胞液浓度逐渐升高，最终细胞吸水复原，但细胞膜具有选择透过性，物质X不能自由通过细胞膜，且物质X在4 min前就已经开始进入细胞，并非4 min后才能通过，B错误； C、洋葱根尖分生区细胞没有中央大液泡，无法发生明显的质壁分离和复原现象，不能得到类似结果，C错误； D、0~4 min细胞失水，液泡中色素浓度升高，紫色加深，同时细胞液浓度升高，细胞吸水能力增大，D错误。 8．科研人员将某种植物的红色花瓣细胞分别浸泡在一定浓度的蔗糖溶液和KNO3溶液中，相同时间后检测其原生质体体积的变化，实验结果如图所示。下列叙述错误的是（     ） A．a点与c点相比，细胞大小和细胞液浓度均相同 B．乙曲线达到d点时，仍有水分子进出细胞 C．甲曲线对应KNO3溶液，发生细胞质壁分离后自动复原 D．甲曲线对应的b点，花瓣细胞的液泡的浓度达到最大，吸水能力最强 【答案】A 【详解】A、a点与c点液泡体积相同，但c点细胞经历了质壁分离和复原，细胞液中积累了无机盐，a点为初始状态，二者细胞液浓度不同，A错误； B、乙曲线对应蔗糖溶液，d点时，质壁分离达到最大限度，此时仍有水分子进出细胞，B正确； C、甲曲线先下降后上升，对应KNO3溶液，细胞先发生质壁分离，后KNO3进入细胞，使细胞液浓度升高，发生质壁分离自动复原，C正确； D、甲曲线对应的b点，细胞液的浓度达到最大，吸水能力最强，D正确。 9．柽柳是一种耐盐植物，在验证其耐盐特性与细胞液浓度有关的过程中，取柽柳和某不耐盐植物的根尖细胞置于较高浓度的KNO3溶液中，一段时间后观察到的现象如下图所示，下列叙述，正确的是（     ） A．图甲中细胞膜、液泡膜和细胞质共同构成原生质体 B．应选取植株的根尖成熟区细胞，且置于等浓度的KNO3溶液中进行观察 C．相比各自的初始状态，处于图示状态时甲、乙细胞的吸水能力下降 D．若观察到的甲是柽柳、乙是不耐盐植物的细胞，则可初步验证假说 【答案】D 【详解】A、细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质共同构成原生质层，原生质体是指去除细胞壁的植物细胞，A错误； B、本实验需要将细胞置于高于细胞液浓度的较高浓度KNO3溶液中，才能使细胞渗透失水，观察到质壁分离的差异，B错误； C、图示状态下甲、乙细胞均发生了不同程度的渗透失水，细胞液浓度较初始状态升高，吸水能力增强，C错误； D、假说为柽柳耐盐特性与细胞液浓度有关，若甲为柽柳、乙为不耐盐植物，说明柽柳在高浓度KNO3溶液中质壁分离程度更低、失水更少，即柽柳细胞液浓度更高，可初步验证假说，D正确。 10．制作无色洋葱鳞片叶表皮细胞的临时装片用于观察“植物细胞的吸水和失水”探究实验，用大分子食用色素胭脂红的高渗水溶液作为外界溶液进行引流处理后，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，错误的是（     ） A．表皮细胞的液泡为红色时，细胞已经失去了正常的生理功能 B．细胞发生质壁分离的过程中，细胞内的红色区域逐渐变小 C．质壁分离发生的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性 D．换用低浓度的胭脂红溶液处理细胞后，可能观察不到质壁分离现象 【答案】B 【详解】A、由于细胞原生质层的选择透过作用，胭脂红不被吸收，如果液泡变成红色，说明细胞已经死亡，A正确； B、发生细胞质壁分离现象时，细胞失水，红色区域变大，B错误； C、质壁分离发生的原因包括内因和外因，内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，外因是外界溶液浓度大于细胞液浓度，C正确； D、换用低浓度的胭脂红溶液处理细胞后，可能因细胞液浓度大于外界溶液浓度而观察不到质壁分离现象，D正确。 【冲刺·核心素养拓展】 11．某兴趣小组以黑藻为材料开展了“观察叶绿体和细胞质的流动”以及“观察植物细胞的吸水和失水”的实验，下列叙述错误的是（     ） A．观察叶绿体形态时，宜选取黑藻幼嫩的小叶 B．黑藻叶片不同部位的质壁分离程度可能不同 C．叶绿体的存在会干扰质壁分离及复原的观察 D．两个实验均可检验黑藻细胞是否是活细胞 【答案】C 【详解】A、黑藻幼嫩小叶仅由1~2层叶肉细胞构成，叶绿体体积较大、数量较少，便于观察叶绿体形态，A正确； B、黑藻叶片不同部位细胞的细胞液浓度可能存在差异，在相同外界溶液中质壁分离程度可能不同，B正确； C、叶绿体呈现绿色，可作为观测原生质层边界变化的标志，有利于质壁分离及复原的观察，不会产生干扰，C错误； D、只有活细胞的细胞质才具有流动性，且只有活细胞的原生质层具有选择透过性，可发生质壁分离与复原，因此两个实验均可检验黑藻细胞是否为活细胞，D正确。 12．原生质体（细胞除细胞壁外的部分）的表面积变化可作为质壁分离的检测指标。用葡萄糖基本培养基与NaCl溶液交替处理假单胞菌，其原生质体表面积变化如图（甲组：0.3 mol/L NaCl；乙组：1.0 mol/L NaCl；丙组：1.5 mol/L NaCl）。下列叙述正确的是（     ） A．甲组假单胞菌细胞内NaCl浓度不可能小于0.3 mol/L B．三组原生质体表面积初始差异并非葡萄糖浓度不同导致 C．三组实验中，仅丙组假单胞菌细胞最终处于质壁分离状态 D．若NaCl浓度高于1.5 mol/L，原生质体表面积变化趋势与丙组一致 【答案】B 【详解】A、甲组使用0.3mol/LNaCl处理后，原生质体表面积增加，说明细胞吸水，即细胞内的渗透压大于细胞外的渗透压，但细胞内的渗透压并非只由NaCl决定，因此甲组假单胞菌细胞内NaCl浓度可能小于0.3 mol/L，A错误； B、本实验的自变量是NaCl浓度，三组使用的葡萄糖基本培养基是相同的，因此三组原生质体表面积的初始差异是NaCl浓度不同导致，并非葡萄糖浓度不同造成，B正确； C、乙组和丙组的规律一致，每次换NaCl处理后原生质体表面积都会下降，说明失水发生质壁分离，两组最终处理都是NaCl，因此乙组和丙组最终都处于质壁分离状态，并非只有丙组，C错误； D、若NaCl浓度高于1.5mol/L，浓度过高会导致细胞过度失水死亡，更换葡萄糖培养基后原生质体无法再吸水增大，因此变化趋势和丙组不一致，D错误。 13．某同学利用鸡蛋做实验：将生鸡蛋大头的蛋壳去掉，保留壳膜完好，将小头打破，让蛋清和蛋黄全部流出，如下图所示。然后在蛋内灌上清水，把它放在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，并且用铅笔在鸡蛋壳上标上最初的吃水线，半小时后，他发现鸡蛋壳上浮。下列叙述错误的是（    ）    A．鸡蛋的壳膜相当于渗透装置中的半透膜 B．壳内清水通过壳膜渗透进入蔗糖溶液，壳内水分减少，重量减轻，蛋壳上浮 C．达到渗透平衡时，原吃水线高于蔗糖溶液液面 D．如果将蔗糖溶液换成质量浓度为0.2g/mL的蔗糖溶液，蛋壳会下沉 【答案】D 【详解】A、壳膜具有选择透过性，相当于渗透装置中的半透膜，A正确； B、由于蔗糖溶液浓度高于壳内清水，水分子从低浓度向高浓度移动，导致壳内水分减少，重量减轻，蛋壳上浮，B正确； C、随着水分渗出，蛋壳最终在蔗糖溶液中上浮，原吃水线会高于蔗糖溶液液面，C正确； D、0.2g·mL-1的蔗糖溶液浓度仍然大于壳内的清水，蛋壳仍然会上浮，D错误。 14．在相同条件下，分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，观察其质壁分离，再用清水处理后观察其质壁分离复原，实验结果见图。下列叙述错误的是（    ） A．利用蔗糖溶液处理细胞前T3组蔗糖溶液浓度大于T4组 B．T1和T2组经清水处理后，发生质壁分离的细胞均复原 C．T3和T4组若持续用清水处理，质壁分离的细胞比例可能下降 D．T1组经蔗糖溶液处理后，有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁 【答案】A 【详解】A、质壁分离的细胞比例越高，说明蔗糖溶液浓度越大。从图中可知，利用蔗糖溶液处理细胞前，T3组质壁分离的细胞比例（98%）小于T4组（100%），所以T3组蔗糖溶液浓度小于T4组，A错误； B、T1和T2组经清水处理后，质壁分离的细胞比例为0，这表明发生质壁分离的细胞均复原，B正确； C、T3和T4组若持续用清水处理，质壁分离复原的细胞逐渐增多，使质壁分离的细胞比例可能下降，C正确； D、由柱形图可知，T1组经蔗糖溶液处理后，有52%的细胞发生质壁分离，即有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁，D正确。 15．某同学以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料探究蔗糖溶液、清水处理后，原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB、用30%蔗糖处理之后，细胞失水，原生质体、液泡体积会减小，细胞液浓度上升；用清水处理之后，细胞吸水，原生质体体积会扩大，细胞液浓度下降，AB错误； CD、随着所用蔗糖浓度上升，当蔗糖浓度超过细胞液浓度之后，细胞就会开始失水，原生质体、液泡体积下降，细胞液浓度上升，当蔗糖浓度过大时，细胞失水过多而死亡，原生质体体积将不再变化，C正确，D错误。 质壁分离实验的拓展应用 1. 判断细胞死活：能发生质壁分离和复原的细胞是活细胞，不能复原的为死细胞。 2. 测定细胞液浓度范围：将细胞置于一系列浓度梯度的蔗糖溶液中，观察刚好发生质壁分离的浓度，细胞液浓度介于未分离和刚分离的浓度之间。 3. 比较不同细胞的细胞液浓度：在同一浓度溶液中，质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小。 4. 鉴别不同种类的溶液（如KNO₃和蔗糖）：将细胞分别置于两种溶液中，KNO₃中的细胞能自动复原（因K⁺和NO₃⁻可进入细胞），蔗糖中的不能自动复原。 5. 生活中的渗透现象：腌菜（细胞失水）、烧苗（施肥过多，细胞失水）、萎蔫的菜叶浸泡后变硬（细胞吸水）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1被动运输（第1课时）（导学案） (1)说出渗透作用的概念、发生条件及方向。 (2)以哺乳动物红细胞为例，说明动物细胞吸水和失水的原理。 (3)以成熟植物细胞为例，说明植物细胞吸水和失水的原理，解释质壁分离及复原现象。 (4)运用渗透作用原理解释生活中的相关现象（如腌菜、烧苗等）。 【学习重点】 (1)渗透作用的概念、条件和方向。 (2)动物细胞和植物细胞的吸水和失水原理。 (3)植物细胞质壁分离及复原实验的原理和现象。 【学习难点】 (1)理解原生质层相当于一层半透膜。 (2)分析质壁分离及复原实验的设计思路和结论。( 请阅读教材P62-64，完成以下填空。 (1)渗透作用是指水分子（或其他溶剂分子）通过 的扩散现象。 (2)发生渗透作用的条件：①具有 ；②膜两侧溶液具有 。 (3)水分子渗透的方向：从 溶液一侧向 溶液一侧扩散。 (4)动物细胞的细胞膜相当于一层 。当外界溶液浓度 细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；当外界溶液浓度 细胞质浓度时，细胞失水皱缩。 (5)成熟植物细胞的 相当于一层半透膜，包括 、 以及两者之间的 。 (6)植物细胞发生质壁分离的外因是外界溶液浓度 细胞液浓度；内因是原生质层的伸缩性 细胞壁的伸缩性。 一、实验探究→一、水进出细胞的原理 阅读课本p62-63，完成以下任务。 【讨论】1.渗透的概念、条件及方向？ 【讨论】2.完成以下表格 条件 细胞活动 细胞形态 当外界溶液的浓度＜细胞质的浓度 当外界溶液的浓度=细胞质的浓度 当外界溶液的浓度＞细胞质的浓度 阅读课本P63思考·讨论，完成讨论3-7: 【讨论】3.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？ 【讨论】4.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ 【讨论】5.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ 【讨论】6.红细胞吸水或失水取决于什么条件？ 【讨论】7.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？ 【讨论】8.原生质层的组成成分? 【讨论】7.原生质层的组成成分? 二、实验探究→二、探究植物细胞的吸水和失水 阅读课本p64探究·实践，完成以下任务。 【讨论】1.本实验选择洋葱鳞片叶作为实验材料有何优点？ 【讨论】2.本实验的方法步骤？ 【讨论】3.植物细胞发生质壁分离的条件？ 【讨论】4.植物细胞质壁分离产生的原因？ 【讨论】5.本实验有没有对照实验？ 【讨论】(6)完成下列表格 项目 第一阶段 第二阶段 现象 试剂 中央液泡大小 原生质层位置 细胞大小 液泡大小 名称 原因 【筑基·必备知识通关】 1．下列关于半透膜和细胞膜的描述中，错误的是（     ） A．半透膜是允许一部分物质通过，不允许另一部分物质通过的膜 B．细胞膜是一层选择透过性膜，除H2O、CO2、O2等可以自由通过外，其他被选择的小分子、离子也能通过 C．细胞膜不能相当于半透膜 D．半透膜包括物理性的半透膜和生物性的选择透过性膜 2．渗透作用是水分子通过半透膜的扩散。将成熟的植物细胞置于一定浓度的蔗糖溶液中，发生了质壁分离现象。下列相关分析错误的是（　　） A．原生质层相当于半透膜，其伸缩性大于细胞壁的伸缩性 B．发生质壁分离的过程中，细胞液的浓度逐渐增大，吸水能力逐渐增强 C．若将已发生质壁分离的细胞置于清水中不能复原，说明该细胞已经死亡 D．蔗糖分子可以自由通过原生质层进入细胞液，导致细胞液浓度升高 3．下图表示某植物相邻的3个细胞，其细胞液浓度依次为甲＞乙＞丙，正确表示它们之间水分子渗透方向的是（    ） A． B． C． D． 4．将数量相同的小鼠成熟红细胞分别放入a、b、c三种不同浓度的等量蔗糖溶液中，浸泡一段时间后，三种溶液中红细胞的形态如下图所示。下列说法正确的是（     ） A．三种溶液的浓度关系为c>b>a B．a中的细胞在此过程中吸水能力下降 C．a组细胞在浸泡过程中不发生渗透作用 D．b组细胞形态不变是因为外界蔗糖溶液渗透压与红细胞的细胞质渗透压相等 5．植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将甲、乙、丙三种细胞液浓度不同的植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞甲未发生变化；②细胞乙体积增大；③细胞丙发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞保持活性且与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列叙述错误的是（     ） A．细胞甲未发生变化的原因可能是其质壁分离后自动复原 B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞乙>细胞甲>细胞丙 C．水分交换平衡时，细胞乙体积不再变化可能与细胞壁有关 D．水分交换平衡时，细胞丙的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度 【拓能·关键能力进阶】 6．某同学利用幼嫩的黑藻叶片完成“观察叶绿体和细胞质流动”实验后，继续进行“质壁分离”实验，示意图如下。下列叙述正确的是（　　） A．若在显微镜下观察细胞质的流动方向是顺时针，则实际上细胞质的流动方向是逆时针 B．①与②的分离，与①的选择透过性有关 C．与图甲相比，图乙细胞失水能力更强 D．与图甲相比，图乙细胞体积明显变小 7．将用紫色洋葱鳞片叶外表皮制成的临时装片浸润在一定浓度的物质X溶液中，测得其液泡直径的变化情况如下表所示。下列相关叙述正确的是（　　） 处理时间（min） 0 2 4 6 8 10 12 液泡直径相对值 1 0.6 0.4 0.75 0.85 1 1 A．在物质X溶液中细胞发生了质壁分离和质壁分离复原 B．物质X在4 min后能自由通过细胞膜 C．用洋葱根尖分生区替代洋葱鳞片叶外表皮也可以得到类似的结果 D．0~4 min紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞紫色加深、吸水能力减小 8．科研人员将某种植物的红色花瓣细胞分别浸泡在一定浓度的蔗糖溶液和KNO3，溶液中，相同时间后检测其原生质体体积的变化，实验结果如图所示。下列叙述错误的是（     ） A．a点与c点相比，细胞大小和细胞液浓度均相同 B．乙曲线达到d点时，仍有水分子进出细胞 C．甲曲线对应KNO3溶液，发生细胞质壁分离后自动复原 D．甲曲线对应的b点，花瓣细胞的液泡的浓度达到最大，吸水能力最强 9．柽柳是一种耐盐植物，在验证其耐盐特性与细胞液浓度有关的过程中，取柽柳和某不耐盐植物的根尖细胞置于较高浓度的KNO3溶液中，一段时间后观察到的现象如下图所示，下列叙述，正确的是（     ） A．图甲中细胞膜、液泡膜和细胞质共同构成原生质体 B．应选取植株的根尖成熟区细胞，且置于等浓度的KNO3溶液中进行观察 C．相比各自的初始状态，处于图示状态时甲、乙细胞的吸水能力下降 D．若观察到的甲是柽柳、乙是不耐盐植物的细胞，则可初步验证假说 10．制作无色洋葱鳞片叶表皮细胞的临时装片用于观察“植物细胞的吸水和失水”探究实验，用大分子食用色素胭脂红的高渗水溶液作为外界溶液进行引流处理后，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，错误的是（     ） A．表皮细胞的液泡为红色时，细胞已经失去了正常的生理功能 B．细胞发生质壁分离的过程中，细胞内的红色区域逐渐变小 C．质壁分离发生的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性 D．换用低浓度的胭脂红溶液处理细胞后，可能观察不到质壁分离现象 【冲刺·核心素养拓展】 11．某兴趣小组以黑藻为材料开展了“观察叶绿体和细胞质的流动”以及“观察植物细胞的吸水和失水”的实验，下列叙述错误的是（     ） A．观察叶绿体形态时，宜选取黑藻幼嫩的小叶 B．黑藻叶片不同部位的质壁分离程度可能不同 C．叶绿体的存在会干扰质壁分离及复原的观察 D．两个实验均可检验黑藻细胞是否是活细胞 12．原生质体（细胞除细胞壁外的部分）的表面积变化可作为质壁分离的检测指标。用葡萄糖基本培养基与NaCl溶液交替处理假单胞菌，其原生质体表面积变化如图（甲组：0.3 mol/L NaCl；乙组：1.0 mol/L NaCl；丙组：1.5 mol/L NaCl）。下列叙述正确的是（     ） A．甲组假单胞菌细胞内NaCl浓度不可能小于0.3 mol/L B．三组原生质体表面积初始差异并非葡萄糖浓度不同导致 C．三组实验中，仅丙组假单胞菌细胞最终处于质壁分离状态 D．若NaCl浓度高于1.5 mol/L，原生质体表面积变化趋势与丙组一致 13．某同学利用鸡蛋做实验：将生鸡蛋大头的蛋壳去掉，保留壳膜完好，将小头打破，让蛋清和蛋黄全部流出，如下图所示。然后在蛋内灌上清水，把它放在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，并且用铅笔在鸡蛋壳上标上最初的吃水线，半小时后，他发现鸡蛋壳上浮。下列叙述错误的是（    ）    A．鸡蛋的壳膜相当于渗透装置中的半透膜 B．壳内清水通过壳膜渗透进入蔗糖溶液，壳内水分减少，重量减轻，蛋壳上浮 C．达到渗透平衡时，原吃水线高于蔗糖溶液液面 D．如果将蔗糖溶液换成质量浓度为0.2g/mL的蔗糖溶液，蛋壳会下沉 14．在相同条件下，分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，观察其质壁分离，再用清水处理后观察其质壁分离复原，实验结果见图。下列叙述错误的是（    ） A．利用蔗糖溶液处理细胞前T3组蔗糖溶液浓度大于T4组 B．T1和T2组经清水处理后，发生质壁分离的细胞均复原 C．T3和T4组若持续用清水处理，质壁分离的细胞比例可能下降 D．T1组经蔗糖溶液处理后，有52%的细胞原生质层的收缩程度大于细胞壁 15．某同学以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料探究蔗糖溶液、清水处理后，原生质体和液泡的体积及细胞液浓度的变化。图中所提到的原生质体是指植物细胞不包括细胞壁的部分。下列示意图中能够正确表示实验结果的是（　　） A． B． C． D． 质壁分离实验的拓展应用 1. 判断细胞死活：能发生质壁分离和复原的细胞是活细胞，不能复原的为死细胞。 2. 测定细胞液浓度范围：将细胞置于一系列浓度梯度的蔗糖溶液中，观察刚好发生质壁分离的浓度，细胞液浓度介于未分离和刚分离的浓度之间。 3. 比较不同细胞的细胞液浓度：在同一浓度溶液中，质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小。 4. 鉴别不同种类的溶液（如KNO₃和蔗糖）：将细胞分别置于两种溶液中，KNO₃中的细胞能自动复原（因K⁺和NO₃⁻可进入细胞），蔗糖中的不能自动复原。 5. 生活中的渗透现象：腌菜（细胞失水）、烧苗（施肥过多，细胞失水）、萎蔫的菜叶浸泡后变硬（细胞吸水）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $