【课件】高三一轮复习生物：被动运输课件

1、第1节被动运输学习目标素养要求1.阐明渗透作用的条件及原理。2.结合探究实验，分析理解细胞吸水和失水的过程及应用。3.构建被动运输的概念，比较自由扩散和协助扩散的异同点。1.科学思维：运用模型理解渗透作用、自由扩散和协助扩散的异同点。2.科学探究：通过探究植物细胞的吸水和失水，体会提出问题、做出假设、设计实验等探究环节。 水进出细胞的原理1渗透作用(1)概念：指_分子(或_分子)通过_的扩散。(2)条件：具有_及其两侧存在_。(3)方向：渗透的方向就是水分子从水的相对含量_的一侧向相对含量_的一侧渗透。一水其他溶剂半透膜半透膜浓度差高低点拨：半透膜是指允许一部分物质通过而不允许另一部分物质通过

2、的多孔性薄膜。渗透作用与扩散作用的区别：渗透作用必须有半透膜，扩散作用则不一定需要；扩散作用适用于各种物质，渗透作用仅指溶剂分子。浓度的实质：渗透系统中的溶液浓度指物质的量浓度，而非质量浓度。2动物细胞的渗透吸水和失水(以哺乳动物红细胞为例)半透膜浓度差细胞形态_相当于一层半透膜外界溶液的浓度细胞质的浓度_细胞膜皱缩膨胀不变3.植物细胞的吸水和失水(1)成熟植物细胞的结构细胞壁原生质层细胞液(2)探究植物细胞的吸水和失水探究程序缩小失水皱缩变大吸水膨胀探究案例a实验过程：紫色洋葱鳞片叶外表皮紫色吸水纸原生质层吸水纸液泡b实验现象分析：.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过_吸水

3、和失水的。.当细胞液的浓度_外界溶液的浓度时，细胞发生了质壁分离。.当细胞液的浓度_外界溶液的浓度时，细胞发生了_。提醒：只有活的成熟的植物细胞能发生质壁分离。死的或无大液泡的植物细胞以及动物细胞均不能发生质壁分离。渗透作用小于大于质壁分离的复原 被动运输1概念：指物质以_方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的_的物质跨膜运输方式。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。2自由扩散(1)概念：物质通过简单的_进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫_。(2)实例：氧和二氧化碳，_等脂溶性的小分子。二扩散能量扩散作用简单扩散 甘油、乙醇、苯3协助扩散(1)概念：借助膜上的_进出细胞的物质扩散方式

4、，叫作协助扩散，也叫_。(2)转运蛋白类型与特点类型：可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。特点：载体蛋白只容许与自身_相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身_的改变；通道蛋白只容许与自身_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，_与通道蛋白结合。(3)实例：_和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等的顺浓度梯度跨膜运输。转运蛋白易化扩散结合部位构象通道的直径和形状不需要离子4协助扩散与自由扩散的异同点(1)相同点都是_浓度梯度进行跨膜运输的。不需要消耗细胞内化学反应产生的_。(2)不同点协助扩散需要转运蛋白，因而某些物质运输的速率还与转运蛋白的_有关。提醒：

5、水很少是自由扩散，更多的是协助扩散。相同的离子、水溶性有机小分子可能是协助扩散，也可能是主动运输。顺能量数量探究任务1水进出细胞的原理(阅读教材P6263)1观察下面的渗透结果，讨论以下问题： 图一 图二思考与讨论(1)图二中，漏斗内的液面为什么会升高？提示：因为S1是清水，S2是蔗糖溶液，单位体积内清水中水分子数多于蔗糖溶液中水分子数，单位时间内水分子由清水扩散到蔗糖溶液中的多于由蔗糖溶液扩散到清水中的，所以漏斗内的液面会上升。(2)探讨下列两种情况能否发生图二现象。将S1与S2均换为清水能否发生渗透压作用？将半透膜换成全透膜(如纱布)能否发生渗透压作用？总结渗透作用发生的两个条件。提示：不

6、能。不能。有半透膜；半透膜两侧存在浓度差。2水进出哺乳动物红细胞的原理(1)红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于教材P62问题探讨所示装置中的什么物质？提示：红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”所示装置中的蔗糖分子。(2)红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？提示：相当于。(3)当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？提示：不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞质的浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞质内溶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。(4)红细胞吸水或失水取决于什么条件？提示：取决于红细

7、胞内外溶液的浓度差，一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。(5)想一想临床上输液为什么要用生理盐水？提示：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。3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，它是否可以相当于半透膜？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

8、。当原生质层重新吸水胀大时，细胞就复原了，由于细胞壁的伸缩有一定限度，故不会一直吸水。4将放置一段时间的马铃薯切成如图所示形状，凹槽内倒入一定量清水，一段时间后液面下降；再将适量蔗糖加入凹槽清水中，一段时间后液面上升，试解释上述现象。提示：凹槽内注入清水后，由于马铃薯细胞液浓度大于清水，马铃薯细胞吸水，导致清水液面下降；当向清水中加入适量蔗糖后，蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度，细胞失水，一段时间后导致液面升高。1渗透原理的分析(1)水分子的运动规律半透膜两侧的水分子进行双向运动，液面变化是由水分子双向运动差异所导致的。当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。(2)渗透作用中水的

9、运输方向说明：渗透压是指溶质分子对水的吸引力。归纳与概括2动、植物细胞符合渗透系统细胞种类具备条件动物细胞成熟植物细胞半透膜细胞膜原生质层浓度差细胞质与外界溶液细胞液与外界溶液1图甲是发生渗透作用时的初始状态，图乙是较长时间之后，漏斗内外的水分子达到动态平衡时的状态。下列有关叙述错误的是()甲乙A图甲中为半透膜，水分子能自由通过B图甲中溶液的浓度大于溶液的浓度C图乙中溶液的浓度与溶液的浓度相等D图甲中溶液和浓度差越大，则图乙中的水柱越高命题与应用C2人的红细胞的渗透压与x浓度的食盐水相当，而浸在y浓度食盐水中的红细胞破裂，浸在z浓度食盐水中的红细胞收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次是()Axy

10、zByxzCzyx Dzxy解析：D人红细胞的渗透压与x浓度的食盐水相当，细胞吸水和失水处于动态平衡；而浸在y浓度食盐水中的红细胞吸水破裂，说明y溶液的浓度低于x溶液；浸在z浓度食盐水中的红细胞失水收缩，说明z溶液的浓度高于x溶液的浓度；则这三种食盐水的浓度大小依次是zxy。D3下列关于植物细胞吸水或失水的叙述错误的是()A液泡中的液体是细胞液，具有一定的浓度B外界溶液浓度和细胞液相等时，水分进出平衡C在低浓度的外界溶液中，细胞因吸水会涨破D成熟植物细胞的原生质层相当于渗透装置中的半透膜解析：C成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是

11、液泡里面的液体，因此液泡中的液体是细胞液，具有一定的浓度，A正确；外界溶液浓度和细胞液相等时，细胞内外渗透压平衡，则水分进出平衡，B正确；因为植物细胞有细胞壁，当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，植物细胞会吸水，但不会涨破，C错误；成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性，相当于半透膜，D正确。C探究任务2探究植物细胞的吸水和失水(阅读教材P64)1如图是将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞先放到质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中(甲)，再放到清水中(乙)的实验过程的图解，请分析回答下列问题：思考与讨论(1)该细胞的原生质层包括图中的哪些部分(请用图中数字回答)?提示：包括。(2)甲过程中，的颜色如何变化

12、？其吸水能力又如何变化？提示：颜色逐渐变深；吸水能力逐渐增强。(3)甲过程中，进入和的物质分别是什么液体？提示：细胞壁是全透性的，进入的有水和蔗糖，而进入细胞质的只有水。(4)有位同学错取了质量浓度为3 g/mL的蔗糖溶液，发现做完甲过程后，再做乙过程几乎没有观察到相关现象，分析原因可能是什么？提示：蔗糖溶液浓度太高，细胞过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原。(5)实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？提示：观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的细胞状态形成对照。2用物质的量浓度为2 mol/L的乙二醇溶液和2 mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞

13、的质壁分离现象，得到其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)体积变化情况如图所示，请回答：2 min后，不同于处于2 mol/L的蔗糖溶液中的细胞，处于2 mol/L的乙二醇中的细胞自动发生了_现象，发生该现象的原因是：_。提示：质壁分离复原乙二醇逐渐进入细胞内，引起细胞液的浓度增大，细胞吸水导致质壁分离自动复原3细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，请设计实验，测定该细胞的细胞液溶质的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路，并分析其中的基本原理。提示：(1)实验思路：设置一系列浓度梯度的蔗糖溶液处理待测细胞，显微镜下观察细胞状态，初步统

14、计发生初始质壁分离的细胞数。(2)基本原理：细胞液浓度介于刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度与刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度之间。1观察细胞发生质壁分离和复原，对材料的要求有细胞壁(植物细胞)；有中央大液泡(成熟的植物细胞)；活细胞(原生质层相当于半透膜)。2植物细胞发生质壁分离的内因和外因内因：原生质层比细胞壁的伸缩性大。外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度归纳与概括3质壁分离实验中的两组对照组别实验组对照组第一组经质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理后发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞自然状态下的洋葱鳞片叶外表皮细胞第二组用清水处理后发生了质壁分离复原的细胞发生了质壁分

15、离的洋葱鳞片叶外表皮细胞4.质壁分离及复原现象的拓展应用(1)判断细胞的活性(2)测定细胞液浓度的范围待测细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液分别镜检，细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的两种蔗糖溶液的浓度之间。(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞同一浓度的蔗糖溶液镜检，比较刚发生质壁分离时所需时间的长短判断细胞液浓度的大小(时间越短，细胞液浓度越小)。1如图是观察植物细胞质壁分离及质壁分离后复原过程操作流程图。下列有关叙述正确的是()A制片时材料的选择必须是活的材料，通常选用洋葱鳞片叶的内表皮B过程中细胞吸水能力逐渐增大，液泡颜色不变C与过程中水分进出细胞的方向是双向的D此实验

16、可以选择黑藻作为实验材料，与相比的吸水力在上升命题与应用C2以紫色洋葱鳞片叶外表皮为材料观察植物细胞质壁分离现象，下列叙述错误的是()A在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小B在盖玻片一侧滴加清水，细胞吸水膨胀但不会破裂C发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，说明细胞保持活性D若用菠菜叶片进行实验，因叶绿体的存在，无法观察到质壁分离现象D探究任务3自由扩散与协助扩散(阅读教材P6667)1观察气体分子、脂溶性小分子和水通过人工膜和生物膜的情况，思考回答：图1人工脂双层膜对不同分子的通透性思考与讨论图2生物膜和人工膜对多种物质的通透性(1)观察图1发现了什么？提示：气体分子、脂溶性小分

17、子和水这三类分子可以自由通过脂双层。(2)观察图2发现了什么？提示：气体分子、脂溶性小分子通过人工膜与生物膜透过性一致，说明气体分子、脂溶性小分子通过生物膜的方式是自由扩散；水分子通过人工膜与生物膜透过性不一致，说明水分子通过生物膜可能还有其他方式。2通道蛋白位于部分细胞的细胞膜中，参与水分子和离子的运输。(1)猪成熟的红细胞能通过水通道吸收水分子，这与水通道的什么有直接关系？提示：这与水通道的结构和功能有直接关系。(2)神经细胞膜中存在着离子通道，在神经细胞受到刺激时，钠离子通道会开放。神经细胞膜上存在离子通道的意义是什么？提示：对特定刺激发生反应时才开放特定的通道，利于控制离子的进出。(3

18、)载体蛋白和通道蛋白统称为转运蛋白，借助于膜上转运蛋白的物质扩散方式叫协助扩散。在动物体内，决定协助扩散速率的因素有哪些？提示：转运蛋白的数量和膜内外物质浓度梯度的大小。(4)将除去膜上蛋白质的猪成熟的红细胞置于水溶性物质中，发现红细胞几乎不吸收水溶性物质，原因是什么？提示：磷脂双分子层几乎阻碍所有水溶性分子的通过。3试从物质运输动力角度分析，为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？提示：自由扩散和协助扩散的物质运输动力都是物质浓度差，即都是顺浓度梯度进行的，不需要消耗能量，所以统称为被动运输。1两种运输方式的比较归纳与概括方式自由扩散(简单扩散)协助扩散(易化扩散)示意图方式自由扩散(简单扩散)协助扩散(易化扩散)运输方向顺浓度梯度转运蛋白不需要需要能量不消耗不消耗举例气体：O2、CO2、NH3等；甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物；少部分水离子和一些小分子有机物，如葡萄糖进入红细胞；大部分水2.载体蛋白与通道蛋白的比较载体蛋白通道蛋白转运特点只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过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自身构象改变不改变是否与转运的分子结合结合不结合是否有特异性具有具有