2019-2020学年新教材高中生物 第四章 第1节 第1课时 水进出细胞的原理及被动运输课件 新人教版必修第一册

解析：是否需要转运蛋白是自由扩散与协助扩散的区别。由
于人工合成的无蛋白磷脂双分子膜无蛋白质，也就没有转运
蛋白，协助扩散将受到抑制。
答案：D
4．如图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述正确的是 ()
A．该膜中载体蛋白也能运输蔗糖 B．碘以该方式进入海带细胞 C．该方式不会出现饱和现象 D．该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时
动运输，不属于自由扩散。
答案：B
新知探究一 水进出细胞的原理 [在探究中学]
1．渗透作用发生的条件 用半透膜封住长颈漏斗的口部，在长颈漏斗内注入蔗糖
溶液，然后把漏斗放到清水中，使内外液面相平，一段时间
后会出现液面上升的现象，这就是渗透现象。结合下图分析
渗透现象发生的条件和原理。
(1)漏斗管内的液面为什么会升高？
(2)从原生质层的概念出发，原生质层包含细胞核吗？包 含核糖体、线粒体、叶绿体和液泡吗？
提示：不包含细胞核，但包含除液泡外的细胞器。 (3)植物细胞内的液体环境主要是指液泡内部的细胞液。当 外界溶液溶质的浓度大于细胞液浓度时，植物细胞会 失水 ；当 外界溶液溶质的浓度小于细胞液浓度时，植物细胞会 吸水 。
提示：二者都是顺浓度梯度进行的，都不需要消耗能 量。
(4)完成下表
方式
自由扩散 协助扩散
运输方向
_高__浓度→_低__浓度 _高__浓度→_低__浓度
是否需要 转运蛋白 _不__需__要____
_需__要___ห้องสมุดไป่ตู้
是否消 耗能量 不___消__耗___ _不__消__耗___
2.写出下列物质的跨膜运输方式 ①O2和CO2进出肺泡： 自由扩散 。 ②苯被鼻黏膜细胞吸收： 自由扩散 。 ③红细胞吸收血液中的葡萄糖： 协助扩散 。 ④水分进出根毛细胞： 自由扩散或协助扩散 。 ⑤胆固醇进入肝细胞： 自由扩散 。 ⑥甘油和乙醇被小肠上皮细胞吸收：自由扩散 。
(5)渗透装置中，当漏斗内溶液不再上升时，半透膜两侧 的溶液浓度相同吗？
提示：不同。渗透作用停止时，漏斗内液面不再上升， 水分子通过半透膜的双向扩散速率相等，但漏斗内溶液浓度 仍高于烧杯中溶液浓度。这是漏斗内液面升高产生的作用力 加大阻止烧杯中水分子向漏斗扩散的缘故。
结论：综上所述，渗透作用发生的条件是：具有 半透膜 和 浓度差 。
易错提醒 有关渗透作用的四个误区
(1)半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向 运动，观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致的液
面改变。 (2)当液面高度不再变化时，半透膜两侧仍有水分子进
出，且进出速率相同。而两侧溶液的浓度并不一定相同，两
侧的液面高度也不一定相同。 (3)若溶质分子能通过半透膜，则先是浓度高的一侧液面
度差，但A项说的是液泡膜内外溶液有浓度差，故错误。
C、D选项的说法虽然正确，但与题意不符。 答案：B
4．(2019·石家庄期中)下列物质中，通过自由扩散方式进入
小肠绒毛上皮细胞的是
()
A．氨基酸
B．胆固醇
C．Na＋
D．葡萄糖
解析：胆固醇属于脂溶性物质，进出细胞的方式是自由扩
散；其他选项中的物质进入小肠绒毛上皮细胞的方式都是主
解析：在图乙中，高出液面的水柱所产生的压力与渗透 压达到平衡，此时即漏斗内液体②的浓度应比溶液①的 浓度高。 答案：C
新知探究二 被动运输 [在探究中学]
1．阅读教材相关内容分析被动运输的特点 物质顺浓度梯度扩散进出细胞的过程称为被动运输，分 析教材图示及相关内容，回答下列问题： (1)图中圆点及圆点多少表示什么含义？
升高，随后另一侧液面上升，最后达到渗透平衡。 (4)水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。
此处的浓度是指物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，
不是质量分数。
[在训练中评] 1．若如图表示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、成熟的植物细胞能发生渗透失
[理清主干知识] 一、水进出细胞的原理 1．渗透作用 (1)概念：是指 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[填图]
(3)渗透作用的方向 水分子从水的相对含量 高 的一侧向相对含量 低 的一侧 渗透。 2．动物细胞的吸水和失水 (1)原理 ①动物细胞的 细胞膜相当于一层半透膜；当外界溶液与 细胞质存在浓度差时，细胞会发生吸水或失水。 ②水是通过 渗透作用 进出动物细胞的。
(3)如果用纱布代替玻璃纸 (半透膜)，漏斗管内液面还 会升高吗？
提示：不会，因为纱布是全透性的，水分子和蔗糖溶液 都能通过。
(4)如果烧杯内不是清水，而是同浓度的蔗糖溶液，漏斗 液面还会升高吗？
提示：液面不会升高，因为半透膜两侧溶液的浓度相 等，单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数等于由蔗糖 溶液进入清水的水分子数。
[诊断自学效果] 1．判断下列叙述的正误 (1)具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用
(× )
(2)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成
(× )
(3)哺乳动物成熟的红细胞吸收葡萄糖时，需要转运蛋白协
助，可以逆浓度梯度进行
(× )
(4)甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜 (×)
(5)自由扩散和协助扩散都不需要转运蛋白和能量 ( × )
第1节 被动运输
第1课时 水进出细胞的原理及被动运输 学有目标——新课程标准必明
1．举例说出细胞吸水、失水的原理。
2．说明两种被动运输方式的异同。
记在平时——核心语句必背
1．渗透作用发生的两个条件：一是半透膜，二是浓度 差。
2．原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细 胞质。
3．被动运输是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，包括自由扩散和协 助扩散。
提示：表示细胞内外两种物质的浓度大小。
(2)图中，物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫作自由 __扩__散__；进出细胞的物质借助 转运蛋白 (可分为载体蛋白和 _通__道__蛋__白__两种类型)的扩散，叫作协助扩散 。
(3)由图示分析，自由扩散和协助扩散是顺浓度梯度还是 逆浓度梯度运输的？需要消耗能量吗？
3．结合相关曲线分析影响被动运输的因素 影响被动运输的因素有很多，下面A、B是两种被动运 输方式的运输速率和被运输物质的浓度之间的关系曲线：
(1)A表示的运输方式是 自由扩散 ，转运速率主要取决于 膜两侧物质的 浓度差 。
(2)图B表示的运输方式可能是 协助扩散 ，ab段主要受 _膜 __两 __侧 ___浓度差__的影响，bc段受到 转运蛋白数量 的限制， 运输速率不能再上升。
2．哺乳动物的成熟红细胞在不同浓度的溶液中的形态 变化
根据图示回答下列问题：
(1)动物细胞没有细胞壁，也没有大液泡，动物细胞的 _细__胞__膜__相当于半透膜。
(2)细胞吸水和失水的多少取决于外界溶液与细胞质的 浓__度__差__，一般情况下，差值越大，细胞吸水或失水 越多 。
(3)临床上输液为什么要用生理盐水？
水皱缩。
答案：D
3．将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，主
要原因是
()
A．液泡膜内外溶液有浓度差
B．原生质层相当于一层半透膜
C．细胞壁是全透性的
D．水分可以自由出入细胞 解析：细胞内原生质层主要包括细胞膜、液泡膜和这两层膜
之间的细胞质，原生质层具有选择透过性，相当于半透膜。
把成熟的植物细胞放在溶液中，原生质层两侧的溶液具有浓
(3)植物细胞也是通过 渗透作用 吸水和失水的。
二、被动运输 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 ，这种物质跨膜运输方式称为被动 运输。 2．类型
方 式
自由扩散(也叫简__单__扩__散__) _协__助__扩__散___(也叫易化扩散)
特 点
物质通过简单的_扩__散__作__ _用___进出细胞
[答案] C
[典例2] 如图为渗透作用实验，开始时如图1，a代表清 水，b、c代表蔗糖溶液(蔗糖不能透过半透膜)，过一段时间 后结果如图2，漏斗管内的液面不再发生变化，H1、H2表示 漏斗管内液面与清水的高度差。下列说法错误的是 ( )
A．图1中b的浓度大于c的浓度 B．图2中b的浓度等于c的浓度 C．图1 a中水分子扩散到b的速率大于a中水分子扩散到 c的速率 D．图2 a中水分子扩散到b的速率等于b中水分子扩散到 a的速率 [解析] 图2漏斗中的液面不再变化，处于平衡状态，H1 大于H2，所以图2中b的浓度大于c的浓度。 [答案] B
提示：生理盐水(质量分数为0.9%的NaCl溶液)的渗透压 与人红细胞内的渗透压相等，不会使红细胞吸水或失水，可 以维持红细胞的正常形态。
3．植物细胞吸水和失水的原因分析 观察下图，试从细胞结构及渗透作用的条件分析，植物 细胞发生吸水和失水的原因。
(1)植物细胞的细胞膜、液泡膜 以及两层膜之间的细胞质 称 为原生质层，原生质层具有选择透过性，相当于一层半透膜。
提示：单位体积的清水中水分子数大于蔗糖溶液中的水 分子数。单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子多于由蔗 糖溶液进入清水的水分子。
(2)如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什 么？
提示：不会。由于烧杯中与漏斗中的液体具有浓度差， 即渗透压，所以水分子有进入漏斗的趋势；但是液面差ΔH 会产生相应的压强，当ΔH产生的压强与渗透压平衡时，半 透膜两侧水分子的交换速率相同，液面将不再升高。
(6)协助扩散的速率与膜两侧的浓度差成正比
(× )
2．将人体血液置于质量分数为9%的食盐溶液中制成装片
后，用显微镜观察，可以发现血细胞呈现
()
A．质壁分离
B．正常状态