年級(jí)
高一年級(jí)
授課時(shí)間
2課時(shí)
課題
第1節(jié) 被動(dòng)運(yùn)輸
教材分析
本節(jié)課的內(nèi)容是在學(xué)生學(xué)習(xí)了細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，主要包括動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水、植物細(xì)胞的吸水和失水、質(zhì)壁分離及其復(fù)原實(shí)驗(yàn)、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散等內(nèi)容。在本節(jié)的“問(wèn)題探討”中，教材用一個(gè)物理滲透裝置演示水分子通過(guò)半透膜的滲透。雖然半透膜不是細(xì)胞膜，但水分子通過(guò)半透膜與通過(guò)細(xì)胞膜的被動(dòng)運(yùn)輸基本原理是一樣的。 因此結(jié)合“討論”中的三個(gè)問(wèn)題，分析這個(gè)裝置中水分滲透擴(kuò)散的原理，可為后續(xù)學(xué)習(xí)“水進(jìn)出細(xì)胞的原理”奠定基礎(chǔ)。教材分別用動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞舉例，歸納出滲透作用的原理。通過(guò)分析探討水進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的實(shí)例，理解什么是滲透作用，發(fā)生滲透作用需要具備什么條件。植物細(xì)胞有細(xì)胞壁，成熟的植物細(xì)胞還有中央大液泡，這兩個(gè)特點(diǎn)使得植物細(xì)胞的吸水和失水現(xiàn)象與動(dòng)物細(xì)胞相比有明顯區(qū)別。因此，教材對(duì)植物細(xì)胞的吸水與失水進(jìn)行單獨(dú)分析。“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”是一個(gè)要求學(xué)生全程進(jìn)行探究的實(shí)驗(yàn)，目的是希望通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)科學(xué)探究的一般方法。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)有利于學(xué)生鞏固前面所學(xué)的知識(shí)，又能為學(xué)生學(xué)習(xí)后面的主動(dòng)運(yùn)輸作好鋪墊,在教材中起著承上啟下的橋梁作用。
教學(xué)目標(biāo)
1.闡明細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性。
2.闡明被動(dòng)運(yùn)輸?shù)脑砗吞攸c(diǎn)。
教學(xué)重、難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
(1)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)脑砗吞攸c(diǎn)。
(2)探究植物細(xì)胞的吸水和失水。
2.教學(xué)難點(diǎn)
(1)探究植物細(xì)胞的吸水和失水。
(2)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和作用。
教學(xué)過(guò)程
第一課時(shí)
教學(xué)內(nèi)容
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
引入新課
【情境導(dǎo)入】
結(jié)合日常生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，提出問(wèn)題。
1、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子時(shí)，你的口腔和唇的黏膜有什么感覺(jué)呢？
2、包水餃用白菜做餡時(shí)，放一些鹽，過(guò)一會(huì)兒發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？
學(xué)生思考回答：
1.干澀的感覺(jué)
2.有水分滲出
思考回答問(wèn)題，對(duì)滲透作用現(xiàn)象有初步認(rèn)識(shí)。
一、滲透作用
【活動(dòng)一：閱讀與思考】
播放教材P62頁(yè)中“問(wèn)題探討”的實(shí)驗(yàn)視頻，學(xué)生閱讀相關(guān)內(nèi)容。布置任務(wù)，展開(kāi)問(wèn)題探討：
任務(wù)一：討論滲透作用發(fā)生的條件
根據(jù)教材P62“問(wèn)題探討”中的滲透現(xiàn)象示意圖，回答下列問(wèn)題：

1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高?
由于單位體積的清水中水分子數(shù)多于蔗糖溶液中的水分子數(shù),因此單位時(shí)間內(nèi)由清水進(jìn)入蔗糖溶液的水分子數(shù)多于由蔗糖溶液進(jìn)入清水的水分子數(shù)。
2.如果用紗布代替玻璃紙，漏斗管內(nèi)的液面會(huì)不會(huì)升高？為什么？
不會(huì)。原因是紗布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通過(guò)。
3.如果燒杯內(nèi)不是清水，而是同等濃度的蔗糖溶液，漏斗管內(nèi)的
液面會(huì)不會(huì)升高？為什么？
不會(huì)。半透膜兩側(cè)溶液的濃度相等時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)半透膜進(jìn)入長(zhǎng)頸漏斗的水分子數(shù)量等于滲出的水分子數(shù)量。
4.嘗試概括滲透作用的發(fā)生需要具備怎樣的條件？
①具有半透膜
②膜兩側(cè)溶液存在濃度差
【概括描述】
通過(guò)以上問(wèn)題的探討，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)擴(kuò)散和滲透作用兩個(gè)概念。
1.水分子或其他溶劑分子通過(guò)半透膜的擴(kuò)散,稱為滲透作用。
2.滲透作用方向：
3.擴(kuò)散:分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。
從擴(kuò)散和滲透作用的示意圖中，可以看出兩種方式有什么異同嗎？
滲透作用特指水分子或其它溶劑分子的擴(kuò)散，而且是通過(guò)半透膜的擴(kuò)散 。
【核心歸納】
1.水分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
(1)半透膜兩側(cè)的水分子進(jìn)行雙向運(yùn)動(dòng)，液面變化是由水分子雙向運(yùn)動(dòng)差異所導(dǎo)致的。
(2)當(dāng)液面高度不再變化時(shí)，水分子仍進(jìn)出半透膜，但進(jìn)出達(dá)到平衡。
2.滲透平衡≠濃度相等
滲透平衡只意味著半透膜兩側(cè)水分子移動(dòng)達(dá)到平衡狀態(tài)，既不可看作沒(méi)有水分子移動(dòng)，也不可看作兩側(cè)溶液濃度絕對(duì)相等。滲透平衡后，溶液濃度高的一側(cè)液面高(反之亦然，即液面高的一側(cè)溶液濃度也高)；濃度差越大，液面高度差也越大。
觀看實(shí)驗(yàn)視頻，閱讀相關(guān)內(nèi)容。
思考任務(wù)中的問(wèn)題，通過(guò)分析、討論概括出滲透作用的發(fā)生需要具備的條件。進(jìn)而概括出擴(kuò)散和滲透作用兩個(gè)概念，并結(jié)合圖析概括滲透作用的方向。
觀察擴(kuò)散和滲透作用的示意圖，歸納出兩種方式的異同。
習(xí)題鞏固
1.下圖甲是滲透作用裝置示意圖，乙、丙兩曲線圖的橫坐標(biāo)代表時(shí)間。
下列敘述不正確的是( )
A.圖甲所示裝置中漏斗內(nèi)溶液的濃度變化可用曲線圖丙表示
B.水分子由半透膜外進(jìn)入半透膜內(nèi)的速率變化可用曲線圖乙表示
C.漏斗管內(nèi)的液面高度變化可用曲線圖丙表示
D.半透膜內(nèi)外溶液的濃度差可用曲線圖乙表示
【答案】A
【解析】由于漏斗內(nèi)為30%的蔗糖溶液,漏斗外為蒸餾水,漏斗內(nèi)溶液濃度高于漏斗外溶液濃度,水分子整體表現(xiàn)為由膜外進(jìn)入膜內(nèi)，蔗糖溶液濃度降低,可用曲線乙表示,A錯(cuò)誤。水分子通過(guò)半透膜進(jìn)入漏斗內(nèi)的速率由膜內(nèi)外兩側(cè)溶液的濃度差決定,由于水分子整體表現(xiàn)為由膜外進(jìn)入膜內(nèi),膜兩側(cè)溶液的濃度差越來(lái)越小,水分子通過(guò)半透膜進(jìn)入漏斗內(nèi)的速率也逐漸下降,均可用曲線乙表示,B、D正確。隨著水分子的進(jìn)入，漏斗管內(nèi)的液面逐漸上升,達(dá)到滲透平衡時(shí)停止，可用曲線丙表示,C正確。
故選A。
2.如圖實(shí)驗(yàn)裝置中，半透膜只允許水分子和單糖分子透過(guò)，向a側(cè)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的蔗糖溶液，向b側(cè)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液，初始狀態(tài)如圖。則下列關(guān)于液面的變化及相關(guān)敘述正確的是
A.a先降后升，b先升后降
B.a先升后降，b先降后升
C.當(dāng)液面最終停止變化時(shí)，半透膜兩側(cè)溶液濃度相等
D.當(dāng)液面最終停止變化時(shí)，b側(cè)濃度高于a側(cè)
【答案】A
【解析】本實(shí)驗(yàn)中的半透膜只允許葡萄糖、水分子透過(guò),而蔗糖分子不能透過(guò)。相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的葡萄糖溶液和蔗糖溶液,由于葡萄糖的摩爾質(zhì)量較小,其物質(zhì)的量濃度就較大,水分子和葡萄糖都能透過(guò)半透膜,但分子小得多的水分子滲透速率要快得多。剛開(kāi)始時(shí)水分子向物質(zhì)的量濃度較大的葡萄糖溶液一側(cè)滲透,所以b液面高于a液面。之后葡萄糖也逐漸透過(guò)半透膜到達(dá)a側(cè),使a側(cè)濃度升高,水又反向滲透,a液面又高于b液面。因此,a先降后升,b先升后降。由于靜水壓的作用，當(dāng)液面最終停止變化時(shí),b側(cè)濃度低于a側(cè)。
故選A。
二、水進(jìn)出細(xì)胞的原理
(一)動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水
將哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞放入不同濃度的氯化鈉溶液中，一段時(shí)間后，紅細(xì)胞將會(huì)發(fā)生變化。展示動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖片，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)條件及現(xiàn)象。
動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜，當(dāng)外界溶液的濃度比細(xì)胞質(zhì)的濃度低時(shí)，細(xì)胞吸水膨脹。當(dāng)外界溶液的濃度比細(xì)胞質(zhì)的濃度高時(shí)，細(xì)胞失水皺縮。當(dāng)外界溶液的濃度與細(xì)胞質(zhì)的濃度相同時(shí)，細(xì)胞形態(tài)不變。
【思考討論】
展示一系列問(wèn)題，分析水進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的原理，引導(dǎo)學(xué)生思考分組討論，并作答。
1.紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能夠透過(guò)細(xì)胞膜嗎？這些有機(jī)物相當(dāng)于教材P62“問(wèn)題探討”所示裝置中的什么物質(zhì)？
血紅蛋白是有機(jī)大分子物質(zhì)，不能透過(guò)細(xì)胞膜，它相當(dāng)于“問(wèn)題探討”中的蔗糖分子。
2.當(dāng)外界溶液溶質(zhì)的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞一定會(huì)由于吸水而漲破嗎？
不一定。因?yàn)榧t細(xì)胞吸水膨脹后細(xì)胞內(nèi)液濃度也會(huì)下降，如果外界溶液濃度不是很低，有可能細(xì)胞內(nèi)液濃度下降后與外界溶液的濃度達(dá)到平衡，此時(shí)，紅細(xì)胞將不再吸水。
3.紅細(xì)胞吸水和失水取決于什么條件？
取決于紅細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度差。
一般情況下，濃度差越大時(shí)，細(xì)胞吸水或失水越多。
4.想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水？
因?yàn)樯睇}水的濃度與血漿的濃度基本一致，血細(xì)胞不會(huì)因?yàn)檫^(guò)度吸水或失水而出現(xiàn)形態(tài)和功能上的異常。
水進(jìn)出其他動(dòng)物細(xì)胞的原理與進(jìn)出紅細(xì)胞的原理是一樣的，都是通過(guò)滲透作用。
水又是怎樣進(jìn)出植物細(xì)胞的呢?
(二)植物細(xì)胞的吸水和失水
【聯(lián)系生活】
植物細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)滲透失水和吸水的情況嗎？
將有些萎蔫的菜葉浸泡在清水中，不久，菜葉就會(huì)變的硬挺。
鹽腌制過(guò)的黃瓜,皺皺巴巴，還出水。
對(duì)農(nóng)作物施肥過(guò)多，會(huì)造成“燒苗”現(xiàn)象。
展示成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)圖，對(duì)比滲透裝置。
【探究實(shí)踐】
任務(wù)二：探究植物細(xì)胞的吸水和失水
1.現(xiàn)象：將放置一段時(shí)間的馬鈴薯切成如圖所示形狀，凹槽內(nèi)倒入一定量清水，一段時(shí)間后液面下降；再將適量蔗糖加入凹槽清水中，一段時(shí)間后液面上升，請(qǐng)學(xué)生試解釋上述現(xiàn)象。
分析討論得出：凹槽內(nèi)注入清水后，由于馬鈴薯細(xì)胞液濃度大于清水，馬鈴薯細(xì)胞吸水，導(dǎo)致清水液面下降；當(dāng)向清水中加入適量蔗糖后，蔗糖溶液的濃度大于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水，一段時(shí)間后導(dǎo)致液面升高。
2.探究植物細(xì)胞的吸水和失水
提出問(wèn)題：水分進(jìn)出細(xì)胞是通過(guò)滲遇作用嗎?
原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜 ?
作出假設(shè)：原生質(zhì)層相當(dāng)于層半適膜
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：①如果假設(shè)是正確的,當(dāng)外界溶液的濃度高于細(xì)胞液的濃度時(shí),細(xì)胞就會(huì)失水,液泡體積就會(huì)編小;當(dāng)外界溶液的濃度低于細(xì)胞液的濃度時(shí),細(xì)胞就會(huì)吸水，液泡體積就會(huì)增大。所以可以通過(guò)液泡體積的大小變化反映水分進(jìn)出細(xì)胞的情況。
②如何使細(xì)胞外溶液的濃度升高或降低?
提供蔗糖溶液使細(xì)胞外溶液濃度升高，提供清水使細(xì)胞外溶液濃度降低。
③如何看到細(xì)胞,需要借助到什么材料和用具?
利用顯微鏡觀察臨時(shí)裝片。
④用對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出預(yù)測(cè)——細(xì)胞失水或吸水后可能出現(xiàn)哪些可觀察的變化?
由于原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜 ,水分子可以自由透過(guò),而蔗糖分子不能透過(guò)。因此,在蔗糖溶液中植物細(xì)胞的中央液包會(huì)變小,發(fā)生質(zhì)壁分離;加入清水后,當(dāng)細(xì)胞波濃度大于外界溶液的濃度時(shí),外界溶液中的水就會(huì)透過(guò)原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞液,發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。
(4)實(shí)驗(yàn)材料的選擇
a.下列細(xì)胞中能發(fā)生質(zhì)壁分離的是 。
A.大蒜根尖分生區(qū)細(xì)胞
B.人的口腔上皮細(xì)胞
C.菠菜葉肉細(xì)胞
D.蛙的紅細(xì)胞
E.洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞
F.洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞
CEF
b.若該細(xì)胞代表紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞，則有色區(qū)域在___(用圖中數(shù)字表示)；若是黑藻葉肉細(xì)胞，則有色區(qū)域在 (用圖中數(shù)字表示)；若是洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)材料，為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果方便觀察，外界溶液中滴加了紅墨水，則有色區(qū)域在 (用圖中數(shù)字表示)。
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播放植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)過(guò)程視頻。
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
①該實(shí)驗(yàn)過(guò)程共觀察了3次，制作臨時(shí)裝片后觀察，滴加蔗糖溶液后觀察，再次滴加清水后觀察。將結(jié)果記錄在下表中。
②實(shí)驗(yàn)中共涉及三次顯微鏡觀察，其中第一次觀察的目的是什么？
觀察正常洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的狀態(tài)，以便與處理后的細(xì)胞狀態(tài)形成對(duì)照。
③紫色洋蔥鱗片葉的外表皮細(xì)胞在質(zhì)量濃度為0.3 g/mL的蔗糖溶液中，一段時(shí)間后，該細(xì)胞的顏色如何變化？其吸水能力又如何變化？
顏色逐漸變深。吸水能力逐漸增強(qiáng)。
有位同學(xué)錯(cuò)取了質(zhì)量濃度為3 g/mL的蔗糖溶液，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離，給臨時(shí)裝片滴加清水并引流后幾乎沒(méi)有觀察到質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，分析原因可能是什么？
蔗糖溶液濃度太高，細(xì)胞過(guò)度失水而死亡，不能再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。
(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
(1)植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜；
(2)植物細(xì)胞也是通過(guò)滲透作用吸水和失水的。
引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)出植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原的原因：
內(nèi)因：原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜
原生質(zhì)層的伸縮性 > 細(xì)胞壁的伸縮性
外因：外界溶液濃度 > 細(xì)胞液濃度
【拓展應(yīng)用】
引導(dǎo)學(xué)生思考以下問(wèn)題。
用物質(zhì)的量濃度為2 ml·L－1的乙二醇溶液和2 ml·L－1的蔗糖溶液分別浸泡某種植物細(xì)胞，觀察細(xì)胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，得到其原生質(zhì)體(即植物細(xì)胞中細(xì)胞壁以內(nèi)的部分)體積變化情況如圖所示。請(qǐng)回答：
2 min后，不同于處于2 ml·L－1的蔗糖溶液中的細(xì)胞，處于2 ml·L－1的乙二醇溶液中的細(xì)胞自動(dòng)發(fā)生了 現(xiàn)象，發(fā)生該現(xiàn)象的原因是 _。當(dāng)質(zhì)壁分離復(fù)原后，此時(shí)細(xì)胞液的濃度 外界溶液濃度。
質(zhì)壁分離復(fù)原
乙二醇分子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，引起細(xì)胞液的濃度增大，細(xì)胞吸水使質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原
大于或等于
根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖片，思考討論問(wèn)題，分析水進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的原理。
聯(lián)系生活中實(shí)例，體會(huì)生活中植物細(xì)胞的吸水和失水的現(xiàn)象。
分析討論解釋現(xiàn)象，得出相應(yīng)的結(jié)論。
探究植物細(xì)胞的吸水和失水現(xiàn)象，提出相應(yīng)問(wèn)題，作出適當(dāng)假設(shè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路。
對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出預(yù)測(cè)。
對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行選擇。
觀看實(shí)驗(yàn)視頻。
對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,思考回答有關(guān)問(wèn)題。
通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
總結(jié)植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原的原因。
思考討論問(wèn)題。
習(xí)題鞏固
3.如圖1為光學(xué)顯微鏡下觀察到的某植物細(xì)胞質(zhì)壁分離的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖，圖2為質(zhì)壁分離及其復(fù)原實(shí)驗(yàn)流程圖。下列說(shuō)法正確的是
A.圖1細(xì)胞若繼續(xù)發(fā)生質(zhì)壁分離，則該細(xì)胞的吸水能力減弱
B.圖1所示結(jié)果只能在圖2中C處觀察到
C.增大蔗糖溶液的濃度會(huì)使第二次觀察(D)和第三次觀察(F)實(shí)驗(yàn)效果更明顯
D.該實(shí)驗(yàn)用顯微鏡主要觀察原生質(zhì)層的位置、液泡的顏色和大小等
【答案】D
【解析】圖1細(xì)胞若繼續(xù)發(fā)生質(zhì)壁分離，細(xì)胞失水，則該細(xì)胞的吸水能力不斷錯(cuò)誤,A正確;圖1所示結(jié)果可能處于質(zhì)壁分離過(guò)程中或者平衡狀態(tài)，也可能處于質(zhì)壁分離復(fù)原過(guò)程
中,因此可能在圖2的C處或E處觀察到,B錯(cuò)誤;適當(dāng)增大蔗糖溶液的濃度，使蔗糖溶液與細(xì)胞液的濃度差變大，質(zhì)壁分離的速度加快,但如果蔗糖濃度過(guò)高,會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞因失水
過(guò)多而死亡,不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象,C錯(cuò)誤。
故選D。
4.(2023·安徽蚌埠高一檢測(cè))用物質(zhì)的量濃度為2 ml·L－1的乙二醇溶液和同物質(zhì)的量濃度的蔗糖溶液分別浸泡某種植物細(xì)胞，觀察細(xì)胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，得到其原生質(zhì)體(植物細(xì)胞除去細(xì)胞壁后剩余的部分)體積變化情況，如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是
A.在蔗糖溶液中，植物細(xì)胞體積明顯逐漸減小
B.在d點(diǎn)時(shí)，蔗糖溶液中仍有水分子進(jìn)出植物細(xì)胞
C.在0～240 s內(nèi)，乙二醇沒(méi)有通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)
D.在c點(diǎn)與a點(diǎn)代表體積相等時(shí)，推測(cè)植物細(xì)胞液濃度相同
【答案】B
【解析】在蔗糖溶液中，由于細(xì)胞失水，原生質(zhì)體的體積明顯縮小，但細(xì)胞壁伸縮性較小，細(xì)胞體積沒(méi)有明顯變化,A錯(cuò)誤;水分子進(jìn)出細(xì)胞的行為任何時(shí)刻都可發(fā)生,d點(diǎn)進(jìn)出達(dá)到平衡,B正確;0～240s內(nèi)，乙二醇通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),導(dǎo)致細(xì)胞液濃度增大,細(xì)胞吸水導(dǎo)致質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原,C錯(cuò)誤;c點(diǎn)相比a點(diǎn),有部分乙二醇進(jìn)入了細(xì)胞,c點(diǎn)的原生質(zhì)體體積和a點(diǎn)的體積相等，但由于細(xì)胞壁的限制，二者的細(xì)胞液濃度未必相等,D錯(cuò)誤。
故選B。
課堂小結(jié)
板書設(shè)計(jì)
第1節(jié) 被動(dòng)運(yùn)輸
一、滲透作用
1.水分子或其他溶劑分子通過(guò)半透膜的擴(kuò)散,稱為滲透作用。
2.滲透作用方向：水分子是順相對(duì)含量梯度跨膜運(yùn)輸。
3.擴(kuò)散:分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。
二、水進(jìn)出細(xì)胞的原理
1.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水
2.植物細(xì)胞的吸水和失水
教學(xué)過(guò)程
第二課時(shí)
教學(xué)內(nèi)容
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
溫故知新
引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比回顧動(dòng)、植物細(xì)胞發(fā)生滲透作用條件、原理和不同條件下滲透現(xiàn)象。
動(dòng)物細(xì)胞中①細(xì)胞膜相當(dāng)于半透性膜，②細(xì)胞質(zhì)與外界溶液具有濃度差。
植物細(xì)胞中①原生質(zhì)層(由細(xì)胞膜、液泡膜和兩層之間的細(xì)胞質(zhì)組成)相當(dāng)于半透膜，②細(xì)胞液與外界溶液具有濃度差。
對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞，當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞吸水膨脹。當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞失水皺縮。當(dāng)外界溶液濃度等于細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞維持正常形態(tài)。
對(duì)于植物細(xì)胞，當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞吸水膨脹，由于存在細(xì)胞壁，細(xì)胞不會(huì)漲破。當(dāng)外界溶液濃度等于細(xì)胞液濃度，細(xì)胞維持正常形態(tài)。
回顧上節(jié)所學(xué)動(dòng)、植物滲透作用條件、原理和在不同條件下的滲透現(xiàn)象。
情境導(dǎo)入
通過(guò)情境引出被動(dòng)運(yùn)輸?shù)母拍睿瑢?dǎo)入對(duì)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)膶W(xué)習(xí)。
成人每晝夜生成的原尿量可達(dá)180 L，但每日排出的終尿量?jī)H1～2 L，可見(jiàn)原尿經(jīng)過(guò)腎小管和集合管時(shí)，約有99%的水分被重吸收回血液。再?gòu)某煞直容^，終尿與原尿也有很大差別，例如，原尿含葡萄糖，終尿無(wú)，腎小管上皮細(xì)胞如何對(duì)原尿中的物質(zhì)進(jìn)行重吸收的？
像水分子這樣，物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)物質(zhì)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞椒Q為被動(dòng)運(yùn)輸。
思考情境中的問(wèn)題，總結(jié)出被動(dòng)運(yùn)輸?shù)母拍睢?br>自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散
【布置任務(wù)】
任務(wù)一：探究氣體和甘油等分子進(jìn)出細(xì)胞的方式
資料1：科研人員對(duì)同種物質(zhì)在人工膜(只含有磷脂雙分子層)和生物膜中的透性做了比較，結(jié)果如下圖。
1.請(qǐng)學(xué)生根據(jù)圖分析氣體和甘油是如何進(jìn)出細(xì)胞的？
人工膜和生物膜對(duì)氣體和甘油的通透性相同，因此它們是通過(guò)擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的。
PPT展示氧氣、二氧化碳通過(guò)磷脂雙分子層動(dòng)畫，引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)出自由擴(kuò)散的概念、特點(diǎn)等。
自由擴(kuò)散:物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞。
特點(diǎn):
①順濃度梯度運(yùn)輸
②不需要載體
③不需要消耗能量
實(shí)例:如：氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等。
2.學(xué)生討論推測(cè)，教師歸納闡述甘油、乙醇等分子為什么能以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞。
甘油、乙醇等都是脂溶性物質(zhì)，與磷脂分子有較強(qiáng)的親和力，容易通過(guò)磷脂雙分子層進(jìn)出細(xì)胞。
任務(wù)二：探究水分子進(jìn)出細(xì)胞的方式
1.由“生物膜和人工膜對(duì)同種物質(zhì)的通透性差異”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推測(cè)水分子是如何通過(guò)細(xì)胞膜的？
水分子通過(guò)細(xì)胞膜時(shí)的速率高于自由擴(kuò)散的速率，由此推斷細(xì)胞膜上可能存在特殊的水的跨膜運(yùn)輸方式。
資料2：科學(xué)家阿格雷在紅細(xì)胞膜上發(fā)現(xiàn)了一種疏水性跨膜蛋白AQP1。他將這種蛋白鑲嵌在人工合成的脂質(zhì)體上，并將鑲嵌有AQP1的脂質(zhì)體和普通脂質(zhì)體同時(shí)放入蒸餾水中，每隔一段時(shí)間觀察，結(jié)果如圖所示。

2.由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能得出什么推論？
疏水性跨膜蛋白AQP1能夠加快水分子進(jìn)入細(xì)胞的速率。
闡述1988年，美國(guó)科學(xué)家阿格雷從紅細(xì)胞和腎小管細(xì)胞中分離出一種新的膜蛋白，后來(lái)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得了該蛋白的氨基酸序列結(jié)構(gòu)，證實(shí)了水通道蛋白的存在。目前，人們已經(jīng)從細(xì)菌、酵母菌、植物、動(dòng)物的細(xì)胞中分離出多種水通道蛋白。
任務(wù)三：探究葡萄糖進(jìn)出細(xì)胞的方式
資料3：人體血漿中的葡萄糖經(jīng)腎小球?yàn)V過(guò)進(jìn)入原尿后流經(jīng)腎臟近曲小管，全部由位于管腔面的鈉－葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(SGLT)重吸收進(jìn)入近曲小管上皮細(xì)胞，使得排出的尿液中不含葡萄糖。隨后葡萄糖被位于腎臟近曲小管上皮細(xì)胞基底膜上的葡萄糖載體蛋白(GLUT)轉(zhuǎn)運(yùn)至組織液進(jìn)而進(jìn)入毛細(xì)血管，進(jìn)入血漿的葡萄糖會(huì)被紅細(xì)胞等吸收(注：ATP水解為ADP和Pi時(shí)放能)。

提出問(wèn)題，學(xué)生分析討論并作答。
1.載體蛋白(GLUT)將葡萄糖運(yùn)出腎臟近曲小管上皮細(xì)胞時(shí)的運(yùn)輸特點(diǎn)是什么？
順濃度梯度運(yùn)輸、不消耗能量、需要載體蛋白的協(xié)助。
2.如圖表示人體成熟紅細(xì)胞的部分結(jié)構(gòu)和功能，葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞時(shí)的運(yùn)輸特點(diǎn)是什么？
順濃度梯度運(yùn)輸、不消耗能量、需要載體蛋白的協(xié)助。
PPT展示物質(zhì)通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞的動(dòng)畫，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上述資料分析結(jié)果及動(dòng)畫歸納概括出協(xié)助擴(kuò)散的概念、特點(diǎn)等。
協(xié)助擴(kuò)散:進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴(kuò)散。
特點(diǎn):
①順濃度梯度運(yùn)輸
②需要載體參與
③不需要消耗能量
實(shí)例:
紅細(xì)胞吸收葡萄糖、
大部分的水跨膜運(yùn)輸
PPT播放物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式視頻，對(duì)比幾種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式。
【閱讀闡述】
學(xué)生閱讀教材P66頁(yè)，闡述轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白定義及類型。
(1)定義：鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質(zhì)，能夠協(xié)助離子和一些小分子有機(jī)物順濃度梯度跨膜運(yùn)輸，這些蛋白質(zhì)稱為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。
(2)類型:分為載體蛋白和通道蛋白兩種類型。
列表對(duì)比載體蛋白和通道蛋白。
【知識(shí)拓展】
通過(guò)圖片敘述通道蛋白的開(kāi)放和關(guān)閉受到調(diào)控 。
通過(guò)圖片分析載體蛋白的開(kāi)啟過(guò)程。
【思考討論】
請(qǐng)學(xué)生對(duì)比自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散，回答問(wèn)題：
1.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散需要消耗能量嗎?為什么?
不需要。因?yàn)閮烧叨际琼樜镔|(zhì)的濃度梯度。
2.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散有什么異同?
共同點(diǎn):都是順物質(zhì)的濃度梯度,不需要細(xì)胞消耗能量。
不同點(diǎn):前者不需要蛋白質(zhì)的協(xié)助,后者必須有蛋白質(zhì)的協(xié)助。
3.為什么自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散被稱為被動(dòng)運(yùn)輸?
兩者都是順物質(zhì)濃度梯度進(jìn)行的,不需要細(xì)胞消耗能量,所以統(tǒng)稱
為被動(dòng)運(yùn)輸。
4.影響自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的因素有哪些？
(1)膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小。
(2)某些物質(zhì)的運(yùn)輸速率還與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量有關(guān)。
(3)溫度變化會(huì)影響物質(zhì)運(yùn)輸速率。
展示圖形，請(qǐng)學(xué)生判斷:哪條曲線是自由擴(kuò)散/協(xié)助擴(kuò)散?
并在下面坐標(biāo)上畫出自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的曲線圖。
對(duì)資料1進(jìn)行分析，探究氣體和甘油等分子進(jìn)出細(xì)胞的方式，總結(jié)出自由擴(kuò)散的概念、特點(diǎn)。
討論、推測(cè)甘油、乙醇等分子為什么能以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞。
根據(jù)資料2探究水分子進(jìn)出細(xì)胞的方式。
根據(jù)資料3探究葡萄糖進(jìn)出細(xì)胞的方式。
根據(jù)上述資料分析結(jié)果及動(dòng)畫歸納概括出協(xié)助擴(kuò)散的概念和特點(diǎn)。
觀看物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸方式視頻，對(duì)比幾種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式。
閱讀教材P66頁(yè)，學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白定義及類型。
對(duì)比載體蛋白和通道蛋白。
學(xué)習(xí)通道蛋白的開(kāi)放和關(guān)閉的調(diào)控，及載體蛋白的開(kāi)啟過(guò)程。
對(duì)比自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散，思考回答有關(guān)問(wèn)題。
判斷自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散曲線圖。
習(xí)題鞏固
1.判斷正誤
(1)相對(duì)分子質(zhì)量小的物質(zhì)和離子都可以通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞( × )
【解析】相對(duì)分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子的運(yùn)輸方式可能是自由擴(kuò)散，也可能是協(xié)助擴(kuò)散等其他方式。
(2)同種物質(zhì)在不同情況下的運(yùn)輸方式可能不同( √ )
【解析】如:水分子可以通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散和自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。
(3)溫度變化會(huì)影響分子通過(guò)細(xì)胞膜的速率( √ )
2.(2022·廣東中山一中高一期中)協(xié)助擴(kuò)散需要細(xì)胞膜上載體蛋白或通道蛋白的協(xié)助。如圖甲、乙分別表示載體介導(dǎo)和通道介導(dǎo)的兩種協(xié)助擴(kuò)散方式，其中通道介導(dǎo)的擴(kuò)散速率比載體介導(dǎo)的快得多。下列有關(guān)敘述正確的是
A.該過(guò)程的運(yùn)輸速率與膜兩側(cè)濃度差完全呈正相關(guān)
B.載體蛋白和通道蛋白均具有一定的特異性
C.甲、乙兩種方式均存在溶質(zhì)分子與相應(yīng)蛋白質(zhì)的結(jié)合過(guò)程
D.該過(guò)程需要消耗能量
【答案】B
【解析】A、協(xié)助擴(kuò)散需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助，其運(yùn)輸速率既與膜兩側(cè)濃度差相關(guān)，又與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量相關(guān)，因此并不是與膜兩側(cè)濃度差完全呈正相關(guān)，A錯(cuò)誤;
B、載體蛋白和通道蛋白均具有-定的特異性，B正確;
C、載體蛋白在轉(zhuǎn)運(yùn)離子或分子時(shí)會(huì)與離子或分子結(jié)合，而離子或分子通過(guò)通道蛋白時(shí)，不需要與通道蛋白結(jié)合，C錯(cuò)誤;
D、該過(guò)程為協(xié)助擴(kuò)散，協(xié)助擴(kuò)散不需要消耗能量，D錯(cuò)誤。
故選B。
3.(2023·福建泉州高一月考)肝細(xì)胞和細(xì)菌都能以協(xié)助擴(kuò)散的方式吸收葡萄糖，其中細(xì)菌協(xié)助葡萄糖運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白為GLUT1，肝細(xì)胞協(xié)助葡萄糖運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白為GLUT2，其運(yùn)輸?shù)乃俾屎推咸烟菨舛鹊年P(guān)系如圖所示。下列推測(cè)錯(cuò)誤的是
A.協(xié)助擴(kuò)散可以降低細(xì)胞內(nèi)外葡萄糖的濃度差
B.a點(diǎn)與b點(diǎn)相比，制約葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)速率的因素是GLUT1的數(shù)量
C.c點(diǎn)與a點(diǎn)相比，c點(diǎn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)速率低的原因可能是肝細(xì)胞GLUT2少
D.載體蛋白的存在能顯著提高細(xì)胞攝取葡萄糖的速率
【答案】B
【解析】A、協(xié)助擴(kuò)散是將物質(zhì)順濃度梯度的運(yùn)輸,運(yùn)輸過(guò)程中，膜兩側(cè)的濃度差縮小，所以協(xié)助擴(kuò)散可以降低細(xì)胞內(nèi)外葡萄糖的濃度差,A正確;
B、a點(diǎn)與b點(diǎn)相比，載體蛋白GLUT1的數(shù)量一樣多,制約葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)速率的主要因素是葡萄糖的濃度,B錯(cuò)誤;
C、c點(diǎn)與a點(diǎn)相比，兩點(diǎn)葡萄糖濃度一樣，因載體蛋白數(shù)量不同而運(yùn)輸速率不同,C正確;
D、與無(wú)蛋白質(zhì)的磷脂雙分子層相比，有載體蛋白時(shí)運(yùn)輸速率明顯加快，所以載體蛋白的存在能顯著提高細(xì)胞攝取葡萄糖的速率,D正確。
故選B。
課堂小結(jié)
板書設(shè)計(jì)
一、自由擴(kuò)散
1.概念：物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞
2.特點(diǎn):
①順濃度梯度運(yùn)輸
②不需要載體
③不需要消耗能量
3.實(shí)例:如：氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等
二、協(xié)助擴(kuò)散
1.概念：進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴(kuò)散
2.特點(diǎn):
①順濃度梯度運(yùn)輸
②需要載體參與
③不需要消耗能量
3.實(shí)例:
紅細(xì)胞吸收葡萄糖、
大部分的水跨膜運(yùn)輸

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第1節(jié) 被動(dòng)運(yùn)輸

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修1《分子與細(xì)胞》

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