(新教材)高中生物《被动运输》课文分析人教版1

2.水进出植物细胞的原理。 观察教材第63页图4-2,并阅读该图左侧及教材第65页图 4-3上面的文字内容,运用类比推理的科学方法探讨水进出植 物细胞的原理。 (1)认识成熟植物细胞与吸水、失水相关的结构。
(2)植物细胞内的液体环境主要指 细胞液 。
(3)将成熟植物细胞浸润在外界溶液中可看成一个渗
提示:
模型与建模——物质的运输速率与浓度差的关系模型
不仅O2跨红细胞膜时的运输速率与浓度差的关系模型如 此,其他依靠自由扩散跨膜的物质的运输速率与浓度差的关系 模型也是如此;同样,依靠协助扩散跨膜的物质的运输速率与 浓度差的关系模型与葡萄糖跨红细胞膜时的模型相同。
【例5】下图表示物质跨膜运输的一种方式,下列有关分析 正确的是( )
3.通过示意图和资料,分析归纳自由扩散和协助扩 散的区别,分析物质运输速率的影响因素,构建物 质运输速率与影响因素的关系模型。
探究一 细胞学说及其建立过程
分析、讨论教材第62页的“问题探讨”,并阅读本页 正文内容,总结渗透作用的概念和发生条件。 1. 漏斗管内的液面为什么会升高?___由__于__单__位__时__间__内__透__过_ _玻__璃__纸__进__入__长__颈__漏__斗__中__的__水__分__子__数__量__多__于__从__长___颈__漏__斗__中_ _渗__出__的__水__分__子__数__量__，__使__得__管__内__液__面__升__高__。 如果漏斗管足够长,管内的液面会无限升高吗?为什么?_不_ _会__。__当__管__内__的__液__面__上__升__到__一__定__高__度__之__后__，__管__中___的__水__柱__产_ _生__的__压__力__将__加__快__漏__斗__中__水__分__向__外__扩__散__的__速__度__，___最__终__达__到_ _平__衡__，__液__面__将__不__再__上__升__。
【母题延伸】 若将图中的蔗糖溶液改为溶质能通过半透膜的葡萄
糖溶液,渗透平衡时液面如何变化?半透膜两侧溶液的浓 度大小如何? 提示:液面相平。半透膜两侧溶液浓度相同。 【例2】我国民间用盐渍法保存食品的原理是( ) A.浓食盐水中的Cl-有杀菌作用 B.浓食盐水中含O2少,细菌无法生存 C.由于渗透作用使细菌失水死亡 D.由于渗透作用使鱼、肉细胞过度吸水 答案:C
(3)转运蛋白。
项目
载体蛋白
通道蛋白
与自身通道的 直径和形状
转运的分子或离子 与自身结合部
相适配、 大小和电荷 相
特点
位相适应
适宜
是否与被转运分子、 离子结合
_结__合__
不结合
自身构象是否改变
改变
不__改__变___
(4)自由扩散和协助扩散所需的条件有哪些异同? 提示:①相同点,都需要存在浓度差,都不需要能量; ②不同点,自由扩散不需要转运蛋白,协助扩散需要转运 蛋白。
A.这种转运方式可逆浓度梯度进行 B.乙醇分子是以这种方式进入细胞的 C.细胞产生的能量增加会提高该物质的运输速率 D.转运蛋白在物质转运过程中形状会发生改变
解析:由图可知,该物质是从高浓度一侧向低浓度一侧运 输,运输过程中需要转运蛋白协助,不需要消耗能量,属于 协助扩散,协助扩散是顺浓度梯度运输,A项错误;乙醇分 子以自由扩散方式运输,B项错误;协助扩散不需要能量, 则细胞产生的能量增加不会提高该物质的运输速率,C项 错误;题图中转运蛋白在运输物质的过程中形状发生了 变化,D项正确。 答案:D
(3)红细胞的吸水或失水取决于什么条件?_细__胞__内__外__ _溶__液__的__浓__度__差___。
(4)将红细胞浸润在外界溶液中类似于“问题探讨”中 构建的渗透装置,红细胞中相当于半透膜的结构是 __细__胞__膜__,相当于蔗糖溶液的是_外__界__溶__液__。由此可总结水 进出动物细胞的原理为_渗__透__作__用__。
性影响,而不受能量供应影响
(2)依据资料2,分析O2和葡萄糖跨红细胞膜时的运输 速率分别与浓度差具有怎样的关系?
提示:随浓度差增大,O2跨红细胞膜时的运输速率增 大。在一定范围内,随浓度差增大,葡萄糖跨红细胞膜时的 运输速率增大,当浓度差达到一定数值后,葡萄糖的运输速 率保持不变。
(3)请尝试构建资料2中两种物质跨红细胞膜时的运 输速率与浓度差的关系模型。
探究一 渗透作用
1.理解渗透作用发生的两个条件。 (1)半透膜:某些物质可以通过,而另一些物质不能通 过的多孔性薄膜。物质能否通过半透膜取决于其分子直 径与半透膜孔隙直径的大小关系。 (2)浓度差:此处“浓度”实际上是指物质的量浓度,而 不是质量浓度。 2.水分子在半透膜两侧进行双向运动,但运动总趋势 是由水分子浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散。 3.液面差产生的压强与渗透压的平衡使半透膜两侧 水分子的交换率相同时,液面不再升高。
6.试用一句话概括渗透作用的概念: 水分子（或其他 溶剂分子）通过半透膜的扩散过程。
探究二 水进出细胞的原理
1.水进出动物细胞的原理。 观察教材第 63 页图 4-1,尝试用类比推理的科学方法 探讨水进出动物细胞的原理。 (1)自然状态下,红细胞内的血红蛋白等有机物能否透 过细胞膜? 否 。 (2)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 。
透装置,它相当于半透膜的结构是 原生质层 。 (4)细胞壁的主要作用是支持和保护细胞 ,对于水分子
来说,其特点是具有 全透性 。若植物细胞持续吸水,细胞 _不_会 (填“会”或“不会”)涨破。
(5)细胞壁和原生质层的伸缩性大小关系如何?
细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。 (6)当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞的原
2.如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面 不会 (填 “会”或“不会”)升高。
3.如果烧杯中不是清水,而是同样浓度的蔗糖溶液,漏斗 管内的液面 不会 (填“会”或“不会”)升高。
4.总结渗透作用发生的条件。
5.渗透作用等同于扩散吗?为什么?
提示:不等同。扩散是指物质分子从高浓度区域向
低浓度区域转移,直到均匀分布的现象,扩散不需要半透 膜。
【例1】下图是渗透装置示意图,关于在长颈漏斗管内液面 上升过程中的有关叙述,正确的是( )
A水分子只能通过半透膜从烧杯进入漏斗进行单向移动 B.液面上升的速率先逐渐加快然后减慢最终液面维持稳定 C.当半透膜两侧水分子进出速率相等时,两侧溶液浓度相等 D.半透膜两侧溶液的浓度差越大,上升的高度越高
解析:水分子在半透膜两侧进行双向运动,A项错误;在液面 上升的过程中,漏斗两侧溶液的浓度差逐渐减小,则液面上 升的速率起始最快,之后减慢最终维持稳定,B项错误;当长 颈漏斗内液面最高时,半透膜两侧水分子进出速率相等,但 是此时半透膜两侧的溶液浓度并不相等,漏斗内是稀释了 的蔗糖溶液,烧杯内是清水,C项错误;半透膜两侧溶液的浓 度差越大,进入漏斗内的水分子越多,液面上升的高度也越 高,D项正确。 答案:D
(1)概念:物对概念的理解。 ①方向:高浓度→ 低浓度 。 ②条件:浓度差 。 ③影响因素: 浓度差 、温度等。 ④实例:苯、甘油 、CO2 、乙醇 等进出细胞。 (3)甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出
细胞? 提示:甘油和乙醇是脂溶性物质,细胞膜的基本支架是
度的高低。原溶液浓度高的平衡时浓度高。
探究二 水进出细胞的原理
1.给患者输液时,医生一般会将药物溶解在生理盐水 或质量分数为5%的葡萄糖溶液中,这是为什么?
提示:生理盐水和质量分数为5%的葡萄糖溶液都是 血浆的等渗溶液,其目的是维持细胞的正常形态和生命活 动。
2.对农作物施肥过多,会造成“烧苗”现象,人们常采 用“灌溉法”进行缓解。
【例4】下图为植物细胞渗透作用的图解,下列说法错误的 是( )
A.植物细胞的原生质层相当于一层半透膜 B.一定条件下,活的、成熟的植物细胞能失水或吸水 C.当外界溶液甲的浓度>细胞液乙的浓度时,细胞失水,当细
胞液乙的浓度>外界溶液甲的浓度时,细胞吸水 D.当外界溶液甲的浓度=细胞液乙的浓度时,不发生渗透作用 解析:活细胞处于外界溶液中时,就会发生渗透作用,即使外 界溶液甲的浓度=细胞液乙的浓度,也发生渗透作用。 答案:D
【方法规律】
判断渗透现象的技巧
(1)液面变化:看溶液浓度的高低。溶液浓度高的一侧
上升,浓度低的一侧下降。
(2)平衡时液面差大小:取决于膜两侧的浓度差大小。
浓度差越大,平衡时液面差越大。若溶质分子能通过半透
膜,达到平衡时,不存在浓度差,也不出现液面差。
(3)平衡时膜两侧的浓度高低:看半透膜两侧原溶液浓
磷脂双分子层。
3.协助扩散。 观察教材第 66 页图 4-4 和第 67 页图 4-5,阅读相关内容,阐 明协助扩散的概念、条件、方向及影响因素。提高归纳与概括 的科学思维,形成初步的结构与功能观。 (1)概念:借助膜上的 转运蛋白 进出细胞的物质扩散方式。 (2)对概念的理解。 ①方向:高浓度→ 低浓度 。 ②条件: 转运_蛋白 、浓度差 。 ③影响因素:转运蛋白、浓度差 、温度等。 ④实例: 葡萄糖进入哺乳动物的红细胞 等。
探究三 自由扩散和协助扩散
阅读下列资料,回答相关问题。 资料1:研究表明,葡萄糖进入哺乳动物肝细胞时,如果使 用药物限制膜蛋白的活动,则葡萄糖的运输速率迅速下降,如 果减少能量的供应,却对运输没有影响。 资料2:浓度差与O2跨红细胞膜时运输速率、葡萄糖跨 红细胞膜时运输速率的关系如下表所示。
O2跨红细胞膜时的运输速率
浓度差/(mmol·L-1)
1.5 3 4.5 6 7.5 9
速率
8 16 24 32 40 48
葡萄糖跨红细胞膜时的运输速率
浓度差/(mmol·L-1)
1.5 3 4.5 6 7.5 9
速率
8 16 24 32 32 32