第4章　细胞的物质输入和输出 章末整合提升 人教(2019)生物必修1(共20张PPT)

(共20张PPT)
新课程标准内容 学科核心素养
1.阐明质膜具有选择透过性。 2.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量;有些物质逆浓度梯度进出细胞,需要能量和载体 蛋白。 3.举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。 4.教学活动: (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。 1.生命观念:(1)基于结构与功能观阐明生物膜的选择透过性,尤其是生物膜可以通过消耗能量进行主动运输。(2)基于细胞膜的选择透过性,认同生命的自主性,从而更深刻地理解生命的本质。
2.科学思维:(1)通过膜成分与结构的分析,深刻理解生物膜的多种功能;(2)利用物质跨膜运输的相关原理,对其他物质出入细胞的方式进行推理和判断。
3.科学探究:基于探究水进出植物细胞的原理这一实验,体验科学探究的一般过程,提高动手操作能力和设计实验的能力,并能运用到其他类似的科学探究活动中。
4.社会责任:(1)能够运用物质跨膜运输的知识解释生活中常见的生物学现象,分析和解决各种具体问题。如蔬菜腌制、合理施肥等。(2)能够运用物质跨膜运输的知识,解释某些疾病发病的机理,倡导健康的生活方式等。
第4章　细胞的物质输入和输出章末整合提升
一、必备知识—构建知识导图
二、关键能力—发展核心素养
1.质壁分离与复原实验的拓展
(1)判断成熟植物细胞的死活
(2)测定细胞液浓度范围
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
(4)比较未知浓度溶液的浓度大小
(5)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
[例1] 将若干生理状况基本相同,长度为3 cm的鲜萝卜条分为四组,分别置于清水(对照组)和浓度相同的三种溶液中(实验组),甘油溶液、KNO3溶液和蔗糖溶液分别编号为1、2、3组。测量每组萝卜条的平均长度,结果如图所示。据图分析,下列叙述正确的是(　 　)
C
2.物质跨膜运输方式的比较
[例2] 在适宜条件下,测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示(a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率)。回答下列问题。
(1)根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的含义是 　 。
解析:(1)物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式,叫作自由扩散,该过程不需要载体蛋白和能量,受细胞内外浓度差的影响。
答案:(1)物质通过简单的扩散作用进出细胞
[例2] 在适宜条件下,测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示(a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率)。回答下列问题。
(2)实验结果表明:当外界溶液中b的浓度达到一定数值时,再增加b的浓度,根细胞对b的吸收速率不再增加。可能的原因是　 。
解析:(2)由题图可知,b可能是协助扩散或主动运输,b需要载体蛋白的协助,当外界溶液中b的浓度达到一定数值时,载体蛋白数目饱和,再增加b的浓度,根细胞对b的吸收速率不再增加。
答案:(2)载体蛋白数量饱和
[例2] 在适宜条件下,测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示(a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率)。回答下列问题。
(3)王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输,李同学认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论。
解析:(3)协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗能量,后者需要消耗能量。有氧呼吸产生的能量较多,无氧呼吸产生的能量较少,故实验设计的自变量是有无氧气,因变量是细胞对b的吸收速率。设计实验时要注意等量原则和单一变量原则。详细思路见答案。
答案:(3)实验思路:将长势相同的某植物根细胞平均分为两组,甲组放在有氧条件下,乙组放在无氧条件下,将甲、乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后,分别测定根细胞对b物质的吸收速率。预期结果和结论:若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组,则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输;若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同,则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。
三、综合应用—形成核心价值观
[例3] 酱菜是人们的常见食品,下列关于腌制酱菜过程中涉及原理的叙述,正确的是(　 　)
A.新鲜蔬菜腌制的初期,水分子主要通过自由扩散渗出细胞
B.腌制初期植物油和无机盐离子能通过被动运输或主动运输进入细胞
C.加盐后蔬菜细胞立即死亡,所以腌制过程中的变化无法体现膜的选择透
过性
D.糖蒜在腌制过程中慢慢变甜,是细胞主动吸收蔗糖分子的结果
B
解析:水分子的跨膜运输方式主要是通过水通道蛋白的协助扩散;腌制初期细胞失水较少,尚未死亡,脂溶性分子物质能通过被动运输进入细胞、无机盐离子能通过主动运输进入细胞,该过程能体现膜的选择透过性;糖蒜在腌制过程中慢慢变甜,是蔗糖溶液浓度过高,导致细胞失水过多死亡,蔗糖分子通过扩散进入细胞所致。
[例4] 某小组确定研究课题:探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。该小组选用水生植物黑藻作为实验材料,并作实验假设:如果将其叶片分别置于不同浓度的蔗糖溶液中,其细胞失水量随着外界溶液浓度增加而增加。该小组同学设计实验步骤如下:
A.配制10%、20%、30%的蔗糖溶液,分别盛于培养皿中。
B.从黑藻茎上取下叶片,用吸水纸吸干叶片上的水分,分别放入不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡
10分钟。
C.取出叶片制成装片,显微镜下观察,选取5个细胞测量并记录其如图所示的A、B值,计算和记录B/A(%)值。
(1)图中A表示的含义是　 。
(2)该小组同学根据记录数据作曲线如图。请就该结果进行分析并得出结论。
分析:①B/A值越小,说明质壁分离程度越　　　(填“大”或“小”)。
②随着溶液浓度的增加,B/A值下降,说明 　。
解析:(1)(2)根据图示,可以判断出B是原生质层的长度、A是细胞的长度。B/A值可以表示细胞质壁分离的状态和程度,该比值越小,质壁分离程度越大。
答案:(1)细胞的长度 (2)①大　②质壁分离程度随溶液浓度的增加而
增大　
[例4] 某小组确定研究课题:探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。该小组选用水生植物黑藻作为实验材料,并作实验假设:如果将其叶片分别置于不同浓度的蔗糖溶液中,其细胞失水量随着外界溶液浓度增加而增加。该小组同学设计实验步骤如下:
A.配制10%、20%、30%的蔗糖溶液,分别盛于培养皿中。
B.从黑藻茎上取下叶片,用吸水纸吸干叶片上的水分,分别放入不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡10分钟。
C.取出叶片制成装片,显微镜下观察,选取5个细胞测量并记录其如图所示的A、B值,计算和记录B/A(%)值。
(3)B/A值越小,细胞吸水能力　　　　(填“越强”或“越弱”)。
解析:(3)细胞液的浓度越高,细胞的吸水能力越强,因此细胞的吸水能力与质壁分离程度呈负相关。
答案:(3)越强
[例4] 某小组确定研究课题:探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。该小组选用水生植物黑藻作为实验材料,并作实验假设:如果将其叶片分别置于不同浓度的蔗糖溶液中,其细胞失水量随着外界溶液浓度增加而增加。该小组同学设计实验步骤如下:
A.配制10%、20%、30%的蔗糖溶液,分别盛于培养皿中。
B.从黑藻茎上取下叶片,用吸水纸吸干叶片上的水分,分别放入不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡10分钟。
C.取出叶片制成装片,显微镜下观察,选取5个细胞测量并记录其如图所示的A、B值,计算和记录B/A(%)值。
(4)该小组同学想进一步了解“生长在盐碱地中的植物与水生植物的细胞液浓度是否有差别”,请根据题干完成下面实验设计。
实验步骤:
①取盐碱地中生长的植物与黑藻植物叶片若干,用吸水纸吸干水分。
②　 。
③将两种叶片制成装片　 。
实验现象及结论:
①若盐碱地植物的B/A值小,则其细胞液浓度低。
②若盐碱地植物的B/A值大,则　 。
③若盐碱地植物的B/A值与水生植物的B/A值相等,则　 。
解析:(4)可以通过比较B/A值的大小比较不同液体的浓度。由于生物具有适应环境的特点,生长在盐碱地中的植物细胞液的浓度比盐碱地中的土壤溶液浓度大,而生活在淡水中的黑藻叶片细胞液浓度大于生活的淡水环境。在相同浓度的蔗糖溶液中,B/A值越大的,说明其失水量越少,其细胞液的浓度就越高。
答案:(4)实验步骤:②配制相同浓度的蔗糖溶液并将两种叶片放入蔗糖溶液中浸泡10分钟　③观察、记录并计算比较B/A值的大小
实验现象及结论: ②其细胞液浓度高　③两种植物细胞液浓度相等