(高三生物核心素养教案)第二单元 第6讲 细胞的物质输入与输出

第6讲细胞的物质输入与输出

一、考纲要求：

1.物质出入细胞的方式(Ⅱ)。

2.实验：(1)通过模拟实验探究膜的透性；

(2)观察植物细胞的质壁分离和复原。

二、教学目标：

1.解释细胞吸水和失水现象

2.说明物质出入细胞的方式

3.举例说明细胞膜是选择透过性膜

三、教学重、难点：

1.教学重点：

解释细胞吸水和失水现象

说明物质出入细胞的方式

说出流动镶嵌模型的基本内容

2.教学难点：

解释细胞吸水和失水现象

说明物质出入细胞的方式

四、课时安排：2课时

五、教学过程：

考点一物质跨膜运输的实例

（一）知识梳理：

1．渗透作用

(1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。

(2)渗透作用产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。

2．动、植物细胞的吸水和失水

(1)动物细胞的吸水和失水

②现象

a．外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀。

b．外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩。

c．外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡。

知识延伸半透膜与选择透过性膜的比较

①区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小；选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。

②共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子物质通过。

(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)

①原理

②现象

a．当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离现象。

b．将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度高于外界清水，植物细胞就吸水，发生质壁分离复原现象。

3．物质跨膜运输的其他实例

(1)植物对无机盐离子的吸收

①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。

②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。

(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。

(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。

拓展：

科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2＋、Mg2＋和SiO4－4的培养液中培养，结果如图所示，据图分析：

(1)由实验结果可以看出：三种离子中，水稻主要吸收SiO4－4，番茄主要吸收Mg2＋、Ca2＋。

(2)解释水稻培养液中Mg2＋、Ca2＋浓度升高的原因：水稻吸收水分的量多于吸收Mg2＋、Ca2＋的量。

(3)实验结果说明植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性(特点)，这一特性与细胞膜上的载体蛋白直接相关。

[特别提醒]

1.有关渗透作用的两个易错点

(1)水的运输特点：无论细胞吸水还是失水，水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。

(2)渗透平衡的实质：渗透平衡只意味着半透膜两侧的水分子移动到达平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。

2．验证渗透作用发生条件的方法

(1)具有半透膜

(2)半透膜两侧溶液具有浓度差

3

4.

(1)通过比较细胞外溶液和细胞液的浓度大小来判断。当细胞外溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当细胞外溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。当细胞外溶液与细胞液的浓度相等时，细胞失水量和吸水量相等，处于动态平衡。

(2)根据重量或长度变化(如萝卜条)来判定。若重量增加或长度变长，则吸水；反之则失水。（二）命题探究：

命题点一渗透作用现象的分析

1.某同学设计的渗透装置实验如图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有蒸馏水。图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液一段时间后再加入蔗糖酶(微量)。有关该实验描述正确的是(B)

A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降

B．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降，最后保持内外液面基本相平

C．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后保持一定的液面差不变

D．加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖

2．成熟植物细胞的主要吸水方式是渗透吸水。某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验，该实验的简易渗透吸水装置如图甲所示，图甲漏斗内液面上升的高度与时间的关系如图乙所示，一成熟植物细胞被放在某外界溶液中处于的一种状态(此时细胞有活性)如图丙所示。下列相关叙述中错误的是(D)

A．由图甲中漏斗内液面上升可知，实验开始时b侧液体浓度大于a侧

B．由图乙可知，图甲中漏斗内溶液的吸水速率在下降

C．图丙中相当于图甲中c结构的是③④⑤

D．把图丙所示状态的细胞放在清水中，会发生质壁分离

命题点二细胞吸水与失水的分析

3．(2018·郑州调研)将a、b、c三组红细胞分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行实验，浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。下列叙述错误的是(D)

A．图中所示细胞内液的渗透压，a组的比b组的高

B．浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细胞失水量

C．若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能会皱缩后恢复原状

D．上述实验中引起细胞形态的改变而消耗ATP的数量比较：c>b>a

4．(2014·新课标Ⅱ，4)将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为a、b、c、d、e和f 组(每组的细条数相等)，取上述6组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后