4.1被动运输学案 高一上学期生物人教版必修1（无答案）

4.1 被动运输
课标要求 2.1 物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动。 2.1.1 阐明质膜具有选择透过性。 2.1.2 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。
学习目标 1．通过对渗透作用和动植物细胞的吸水和失水的学习，阐明渗透作用发生的条件，提升模型与建模的科学思维能力。 2.通过实验观察植物细胞的质壁分离和复原，提高实验设计和实验结果分析的能力。 3.举例说明自由扩散和协助扩散及其特点，提升归纳和概括的科学思维能力。
重点与难点 重点：1，2，3 难点：2
一、水进出细胞的原理
1.渗透现象及原理
扩散：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。
渗透作用： （或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散。
根据材料P62“问题探讨”，思考讨论下列问题：
（1）漏斗内液面升高的原因是什么？
（2）若漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
（3）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？为什么？
（4）如果用纱布代替玻璃纸，漏斗液面还会升高吗？
（5）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？
根据以上的探讨，思考发生渗透作用需要具备哪些条件？
【渗透装置变式分析】下列渗透装置中半透膜只允许水分子通过，初始液面两侧等高，预期实验结果，分析原因。
（1）实验装置①一段时间后，实验结果：___________________，原因是______ __________
___________________。若半透膜允许单糖、水分子通过，不允许二糖通过，则实验结果是__________________，原因是________________________________________________________________________________________。
（2）实验装置②一段时间后，实验结果：______________________________________，原因是______________________________________________________________________________________________。
（3）当实验装置②达到平衡后，若在左侧加入适量蔗糖酶（对渗透压的影响忽略不计），一段时间后，实验结果：___________________，原因是：____________________________________________________________。
【例】某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为 (　　)
2.水进出细胞的原理
（1）动物细胞的吸水和失水
①红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？
②红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
③当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
④红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
⑤临床上输液为什么要用生理盐水？
⑥将食物用食盐腌制为什么可以达到防止食物腐烂变质的目的？
（2）植物细胞的吸水和失水
材料1：将白菜剁碎做馅时，常常放一些盐，一会儿就可看到水分渗出。腌制的萝卜会变皱变软。为什么会有这样的现象？
材料2：卖菜的阿姨常往青菜上洒水。洒水的原理是什么？洒水后菜叶会有什么变化？
材料3：对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。原因是什么？
材料4：标注下图，并从理论上解释植物细胞相当于一个渗透装置。
探究植物细胞的吸水和失水
1.课题探究基本程序：
①提出问题:
②作出假设：对你提出的问题做出一个可检测的解释，
如：
③设计实验并预期结果：
④实施实验：
⑤实验结论：
如：
⑥表达和交流。
2.实验过程
（1）实验材料：洋葱、黑藻。你们小组选取的材料是____________________________。
（2）实验原理：
①成熟植物细胞的原生质层具有选择通过性，原生质层的伸缩性 （>、<、=）细胞壁
②当外界溶液的浓度________细胞液浓度时，细胞失水，
当外界溶液的浓度______ 细胞液浓度时，细胞渗透吸水。
（3）实验程序（参考）请在每一步操作下边写出操作的内容或要点。
（4）实验现象
实验结果 液泡大小 液泡颜色 原生质层位置 细胞大小 吸水能力
0.3g/ml蔗糖溶液
清水
（5）实验结论：
① 成熟植物细胞是一个严格的渗透系统：植物细胞的原生质层相当于一层 ，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
② 当 浓度小于外界溶液浓度时，细胞通过 作用失水（细胞壁和原生质层发生分离，此现象称为 ）；
当 浓度大于外界溶液浓度时，细胞通过 作用吸水（细胞壁和原生质层慢慢地恢复成原来的状态，此现象称为 ）
你还能得出其它结论吗？
3.讨论和交流
(1)选材:为什么选用紫色洋葱外表皮细胞而不选择内表皮细胞 还可以选择其它材料吗？
试剂:能否选择一定浓度的HCl溶液进行实验 说明你的理由。
（3）细胞质壁分离过程中，细胞液的浓度和细胞的吸水能力有什么变化？质壁分离复原过程中，两者又有什么变化？
（4）本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液作试剂，若浓度过高或过低分别对实验有何影响？
（5）若用合适浓度的KNO3溶液进行实验，结果发现细胞质壁分离后，没有滴加清水，出现了自动质壁分离复原现象。请分析原因是什么。哪些物质可以发生自动复原？
（6）要观察到质壁分离现象需要那些条件？
本实验进行了几次观察？本实验用低倍镜观察还是高倍镜？
（8）发生质壁分离的植物细胞，在原生质层与细胞壁之间的物质是什么？
4.实验拓展：用适当的形式写出基于“质壁分离与复原实验”的实验思路（材料试剂自选）
（1）判断成熟植物细胞的死活
（2）鉴别不同种类的溶液
（3）测定细胞液浓度范围
（4）比较不同植物细胞的细胞液浓度
自由扩散和协助扩散
1.被动运输
①过程中，物质以 方式进入细胞，____消耗细胞内化学反应所释放的_ ，___需要转运蛋白质协助，这种物质跨膜运输方式称为 。②、③过程中，物质在 协助下以 方式进入细胞， 消耗细胞内化学反应所释放的_ ，这种物质跨膜运输方式称为 。①②③过程可以统称为_ 。
2.自由扩散与协助扩散的比较
物质出入细胞膜的方式 自由扩散 协助扩散
运输方向
是否消耗能量（ATP）
是否需要转运蛋白
举例
物理模型
数学模型 曲线图（一定浓度范围内）
物质运输动力来源
物质运输速率限制因素
3.载体蛋白和通道蛋白的比较
载体蛋白 通道蛋白
转运特点
转运时自身构象是否改变
是否与转运的分子结合
是否有特异性
实例
图示
【判断正误】
1.具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用(　　)
2.植物细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，都能发生质壁分离现象(　　)
3.细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性(　　) 4.植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成(　　)
5.相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内(　　)
6.葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助，但不需要消耗能量，属于协助扩散(　　)
7.水分子进入细胞，都是通过自由扩散方式进行的(　　)
8.载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的(　　)