人教版必修1探究植物细胞的吸水和失水的实验操作及自由扩散和协助扩散课件(70张)

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3.(2020·天津滨海新区塘沽第一中学高一期末)利用高浓度的盐水杀菌的 原理是 A.盐水中的氯与钠具有杀菌作用
√B.由于渗透作用，细菌脱水死亡
C.由于渗透作用，细菌因吸水过多而涨破 D.高浓度盐水中水分不足，不利于细菌生长
解析 细菌的细胞膜相当于半透膜，所以当其和外界溶液接触时会发生 渗透作用，在高浓度的盐水中会导致细胞失水过多而死亡。
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2.将发生了质壁分离的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞放入清水中，其液泡 体积的变化如图所示。下列叙述错误的是 A.a点时，水分子既可进细胞也可出细胞 B.与b点相比，a点时细胞液的渗透压更大
√C.c点时原生质层两侧溶液无浓度差
D.ac时间段液泡体积增大，但细胞体积基本不变
解析 c点时细胞膨胀，由于细胞壁的保护作用，水分子进出处于动态平 衡，但此时原生质层两侧溶液仍存在浓度差，C错误。
思维延伸
(1)质壁分离及复原现象的应用
①判断细胞的活性 待测细胞＋蔗糖溶液 —镜—检→
②测定细胞液浓度的范围
发生质壁分离和复原→活细胞 不发生质壁分离→死细胞
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外界溶液的浓度之间。
③比较不同植物细胞的细胞液浓度
辨析易错易混 练前清障
(1)同种物质在不同情况下的运输方式可能不同( √ ) (2)载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机理是一样的( × ) (3)温度变化会影响分子通过细胞膜的速率( √ )
思考延伸拓展 强化素养
1.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。 2.葡萄糖透过细胞膜进入红细胞的运输速率存在一个饱和值，请结合红 细胞吸收葡萄糖的方式分析，出现饱和值的原因是什么？ 提示 红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，需要转运蛋白协助，出现 饱和值的原因是受细胞膜上转运蛋白数量的限制。
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梳理网络 要语必背
1.探究植物细胞的吸水和失水实验 (1)要选取成熟的、液泡带有一定颜色的植物组织，便于观察实验现象。 (2)选用的蔗糖溶液浓度要适宜。 2.被动运输包括自由扩散和协助扩散，二者都是顺浓度梯度进行的跨膜 运输。 3.自由扩散既不需要转运蛋白，也不需要能量，少部分水、气体及脂溶 性物质以自由扩散方式运输。 4.协助扩散需要转运蛋白，但不需要能量，例如红细胞吸收葡萄糖，大 部分水通过水通道蛋白进出细胞。
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4.(2020·山东高一期末)下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是 A.水分子进入细胞，都是通过自由扩散方式进行的
√B.分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合
C.被动运输不消耗能量，也不需要借助膜上的转运蛋白 D.载体蛋白在转运物质时自身构象不会发生改变
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解析 水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进 入细胞的，A错误； 分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，B正确； 被动运输包括自由扩散和协助扩散，其中协助扩散需要转运蛋白的协助， C错误； 载体蛋白在转运物质时会与被转运物质结合，因此其自身构象会发生改 变，D错误。
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)。
(2)若用适宜浓度的KNO3溶液进行实验，结果发现细胞质壁分离后，没 有滴加清水，自动出现了质壁分离复原现象，原因是：开始外界溶液浓 度较大，细胞发生质壁分离；细胞主动吸收K＋和 NO－3 后，随着细胞液浓 度增大，细胞吸水质壁分离又会自动复原。
3.转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，二者的区别是什么？ 提示 载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且 每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白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，不需要与通道蛋白相结合。
归纳总结
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解析 第一次观察不能观察到较大的细胞质区域，可观察到紫色大液泡； 吸水纸的作用是引流，使洋葱鳞片叶表皮浸润在蔗糖或清水中；第一次 显微镜观察是为了对照，不能省略。
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4.(2019·辽河油田第二高级中学高一期末)假定将甲、乙两个同种植物的 成熟细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液均比细胞液的浓度 高，蔗糖分子不能透过原生质层，甘油分子可以较快地透过原生质层。 在显微镜下连续观察，甲、乙两细胞的变化是 A.甲、乙两细胞发生质壁分离后，不再发生质壁分离复原
运输方向
_顺__浓__度__梯__度__
_顺__浓__度__梯__度__
是否需要转运蛋白
不需要
_需__要__
是否消耗能量
不消耗
不消耗
举例
①气体：O2、CO2、NH3等
①离子和一些小分子有机物，
②甘油、乙醇、苯等脂溶性的小
如葡萄糖进入红细胞
分子有机物
②大部分水
③少部分水
图例
3.影响因素 (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。
第2课时 探究植物细胞的吸水和失水的实验 操作及自由扩散和协助扩散
学习目标 素养要求
1.进行关于植物细胞吸水和失水的实验操作，分析植物 细胞的吸水和失水。
2.建构被动运输的概念，比较自由扩散和协助扩散的异 同点。
1.生命观念：细胞膜和其他生物膜是一种选择透过性膜。 2.科学思维：从结构与功能相适应的角度，运用观察与
04
随堂演练 知识落实
1.(2019·山东济南一中高一期中)图1为光学显微镜下观察到的 某植物细胞质壁分离的实验结果图，图2为质壁分离及其复原 实验流程图，下列说法正确的是
√A.图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞的吸水能力增强
B.图1所示结果只能在图2中C处观察到 C.图1若视野比较暗，则只能通过调节反光镜使视野变亮 D.图2实验没有设置对照
实验、归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判 性思维等方法，体验和感悟科学是一个动态发展的过程。
内容索引
一、探究植物细胞的吸水和失水的实验操作 二、自由扩散和协助扩散
梳理网络 要语必背 随堂演练 知识落实 课时对点练
01
探究植物细胞的吸水和失水的实验操作
梳理教材知识 夯实基础 1.实验流程
细胞壁
(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)回答与实验相关的问题： ①为什么要用紫色洋葱鳞片叶外表皮作实验材料？
提示 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中有花青素，使液泡中的细 胞液呈紫色，有利于观察实验现象。 ②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。
√B.甲、乙两细胞发生质壁分离，随后乙细胞又发生质壁分离复原
C.甲、乙两细胞发生质壁分离，随后甲细胞又发生质壁分离复原 D.甲、乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原
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解析 甲表皮细胞放入较高浓度的蔗糖溶液中，细胞失水发生质壁分离， 且发生质壁分离后不能复原，原因是蔗糖分子不能透过半透膜改变细胞 液的浓度； 乙表皮细胞放入较高浓度的甘油溶液中，开始时细胞失水发生质壁分离， 在发生质壁分离的过程中有甘油分子进入表皮细胞，使细胞液浓度逐渐 增大，当细胞液浓度大于甘油溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复 原。
√D.图中结构②的伸缩性小于图中的结构①
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2.(2019·辽宁高一月考)在探究植物细胞质壁分离及复原实验中，某同学 绘制的显微镜下紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞示意图如图。下列叙述错误 的是 A.图中阴影部分不呈现紫色 B.a/b值可作为细胞失水程度的指标 C.实验初始浓度大小：外界溶液浓度大于细胞液浓度
3.在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外 表皮临时装片进行了三次观察(如下图所示)。下列有关叙述正确的是
A.第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质区域
√B.第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处
C.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头 D.为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤
02
自由扩散和协助扩散
梳理教材知识 夯实基础
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__。
2.类型 比较项目
定义
自由扩散(也叫简单扩散) 协助扩散(也叫易化扩散)
物质通过简单的扩散作 借助膜上的转运蛋白进
用进出细胞的方式
出细胞的物质扩散方式.实验结果
现象 试剂
蔗糖溶液
中央液泡变化 _变__小__
清水 逐渐恢复原来大小
原生质层位置变化 脱离细胞壁 恢复原位
细胞大小 _基__本__不__变__ _基__本__不__变__
3.实验结论 实验结果与预期结果相同，说明“原生质层相当于一层半透膜”的假设 是成立的。
辨析易错易混 练前清障
(1)自由扩散的影响因素：物质运输速率主要取决于膜内外物质浓度梯 度的大小，也与物质分子大小和脂溶性有关。(如图A)
(2)协助扩散的影响因素：除了膜内外物质浓度梯度的大小外，还与膜上 转运蛋白的数量有关。当转运蛋白达到饱和时物质浓度再增加，物质运 输速率也不再增加。(如图B)
(3)被动运输不消耗能量，所以物质运输速率和细胞能量供应无关。(如图C)
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5.(2019·山东高一期中)人体组织细胞从组织液(组织细胞之间的液体)中吸 收甘油的速率主要取决于
√A.细胞内外甘油的浓度差
B.细胞膜上甘油的数量 C.细胞提供的能量多少 D.细胞膜上的转运蛋白种类
解析 细胞吸收甘油的方式为自由扩散，不需要转运蛋白，也不需要能 量，所以甘油吸收速率与甘油浓度呈正比，即取决于细胞内外甘油的浓 度差。
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解析 图1细胞若继续发生质壁分离，细胞失水，则该细胞的吸水能力不断增 强，A正确； 图1所示结果可能处于质壁分离过程中或者平衡状态，也可能是质壁分离复原 过程中，因此可能在C处或E处观察到，B错误； 图1若视野比较暗，可以通过调节反光镜或者光圈使视野变亮，C错误； 图2实验前后形成自身对照，D错误。
(1)在实验操作中，共涉及三次显微镜观察，第一次用低倍镜观察，第二、
三次用高倍镜观察( × ) (2)当质壁分离复原后，细胞液的浓度等于外界溶液浓度( × ) (3)质壁分离过程中，洋葱鳞片叶外表皮细胞的紫色区域逐渐变小( √ )
思考延伸拓展 强化素养 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：
√D.图示时刻浓度大小：外界溶液浓度等于细胞液浓度
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解析 题图为处于质壁分离状态的细胞，如果液泡 继续变小，则外界溶液浓度大于细胞液浓度；如液 泡大小不变，则外界溶液浓度等于细胞液浓度；如 液泡逐渐变大，则外界溶液浓度小于细胞液浓度， D错误。
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课时对点练
A组 基础对点练
题组一 探究植物细胞吸水和失水的实验操作 1.(2020·济南市历城第二中学高一期末)在“观察洋葱表皮 细胞质壁分离及质壁分离复原”的实验中，某同学在显 微镜下观察到紫色洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。 下列有关叙述不正确的是 A.图中细胞可能处于质壁分离中，也可能正处于质壁分离复原过程中 B.图中①表示细胞壁 C.本实验中质壁分离的细胞和分离前的细胞相互对照
(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②③④。
(2)甲过程中，⑤的颜色如何变化？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①和④的物质分别是什么液体？ 提示 细胞壁是全透性的，进入①的有水和蔗糖，而进入④细胞质的只 有水。