資源簡介

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第三單元 細胞的物質輸入和輸出
第1節 物質跨膜運輸的實例
課標要求
（一）、能力要求
1、進行探究植物細胞失水和吸水的實驗設計和操作
（課標：通過模擬實驗研究膜的透性 觀察植物細胞的質壁分離和復原）
2、舉例說明物質跨膜運輸方式的類型及特點
3、正確解讀坐標數據圖表
(二）、內容要求
1、描述半透膜的特征
2、舉例說明動物細胞膜和植物原生質層相當于半透膜
3、理解水的跨膜運輸是順濃度梯度
知識網絡體系
1、提出問題
2、作出假設
3、設計實驗
4、科學實驗
5、記錄結果
6、分析結果，得出結論
7、表達與交流
質壁分離的條件
重難熱點歸納
重點是弄清楚水分跨膜運輸的特點，以及膜的特性。區分以下概念
1.擴散與滲透的區別？
擴散：物質從高濃度到低濃度的運動
滲透：水及其他溶劑分子通過半透膜的擴散
區別：滲透與擴散的不同在于滲透必須有滲透膜（半透膜）。
2.原生質層和原生質的區別？
原生質層：細胞膜和 液泡膜以及兩層 膜之間的細胞質。
原生質：細胞內具有生命活動的物質稱為原生質。（包括細胞膜、細胞質和細胞核）。
結論：植物細胞的原生質層相當于一層半透膜
3.為什么說細胞膜是選擇透過性膜？
水分子跨膜運輸是順相對含量梯度的，其他物質的跨膜運輸并不都是這樣，這取決于細胞生命活動的需要。細胞對物質的吸收是有選擇的。
結論：細胞膜不僅是半透膜，還是選擇透過性膜
4．動物細胞膜是不是半透膜？
當外界溶液的濃度低于紅細胞內部的濃度紅細胞一般會因持續吸水而漲破
當外界溶液濃度比細胞質的濃度高時，紅細胞失水皺縮
當外界溶液的濃度與細胞質的濃度相同時,水分進出紅細胞就處于動態平衡
結論：動物細胞是半透膜
5．細胞的吸水和失水
對于動物、植物細胞來說：
外界溶液濃度 細胞內溶液濃度
低 吸水 高
外界溶液濃度 細胞內溶液濃度
高 失水 低
結論：水分子是順相對含量梯度跨膜運輸
復習策略
本節是將水的跨膜運輸作為一個實例來分析，由物理現象過渡到細胞，先分析動物細胞的水分進出，爾后通過一個探究性實驗來說明植物細胞水分的進出情況，最后得出水是順相對含量的梯度運輸的結論。通過對其他物質跨膜運輸的實例分析得出物質的跨膜運輸并不都是順濃度梯度進行，最終得出生物膜具有選擇透過性這一結論。所以重點是要理解并能舉例說出細胞膜是選擇透過性膜。能夠對提出的有關問題，作出假設。
經典例題剖析
1.(2004年深圳模擬題)在豬的膀胱中注入一半的30%的蔗糖溶液，扎緊入口，然后將其浸入到5%的蔗糖溶液中，每隔半小時稱一次重量，圖4-1-1中能正確表示測定結果的是
圖4-1-1
[解析] 因為豬的膀胱膜是一層半透膜，蔗糖不能透過，而水分子卻能自由通過。開始時，外界溶液濃度低于豬膀胱內溶液的濃度，水分通過滲透作用進入豬膀胱，使其重量不斷增加。一段時間后，當內外溶液濃度趨于相等，水分的進出也趨于一種動態平衡時質量就不再增加了。
[答案] B
2.在“觀察植物細胞的質壁分離和質壁分離復原”實驗中，之所以用已經成熟的洋蔥表皮細胞做實驗材料，是因為這樣的細胞具有
A.伸縮性很小的細胞壁 B.功能完善的細胞膜
C.能夠流動的細胞質 D.大而醒目的液泡
[解析]植物細胞質壁分離和復原的條件有：①植物細胞必須是活細胞；②細胞液濃度與外界溶液的濃度必須有濃度差；③植物細胞必須有大的液泡(成熟的植物細胞一般都有一個比較大的液泡，有的液泡可占整個細胞體積的90％以上)，最好細胞液中帶有色素，這樣便于觀察，紫色的洋蔥表皮細胞就能很好地滿足這些條件。
[答案] D
3.最能證明植物細胞發生滲透作用原理的實驗是
A.將萎蔫的青菜放入清水中會變硬 B.將根尖細胞放入清水中會吸水
C.將土豆放入鹽水中會變軟 D.觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離和復原的過程
[解析] A、B兩項只反映了植物細胞的吸水，C項反映了失水，而D項則反映了植物細胞吸水和失水的兩個過程，所以，最能證明滲透作用的原理。
[答案] D
4.一次施化肥過多，作物會變得枯萎發黃的原因是
A.根細胞從土壤中吸收的養分過多 B.根細胞不能從土壤中吸水
C.根系不能將水向上運輸 D.根系加速了呼吸作用，釋放的能量過多
[解析] 在正常情況下，植物根細胞液的濃度大于土壤溶液的濃度，細胞能從土壤中吸水，但是一次施肥過多，就會使土壤溶液的濃度大于根細胞細胞液的濃度，植物不能從土壤溶液中吸水而變得萎蔫、枯萎發黃，其補救的措施是田內澆透水，以降低土壤溶液的濃度。
[答案] B
5.(2003年廣東，6)下列跨膜運輸的生理活動，屬于主動運輸的是
A.酒精進入胃黏膜細胞 B.二氧化碳由靜脈血進入肺泡內
C.原尿中的葡萄糖進入腎小管上皮細胞 D.水分子出入細胞
[解析] 此題考查物質出入細胞膜的方式，屬于記憶性的知識，記住常見物質出入細胞的方式。二氧化碳等氣體、水分子出入細胞的方式是擴散作用；酒精進入胃黏膜的方式是自由擴散；原尿中的葡萄糖進入腎小管的上皮細胞屬于主動運輸。
[答案] C
6.通過質壁分離實驗，可以對植物細胞進行多種鑒定。下列各項中質壁分離實驗不能鑒定的是
A.成熟植物細胞的死活 B.細胞液的濃度
C.細胞中有無大液泡 D.蛋白質的吸水力比纖維素強
【解析】成熟的植物細胞可以看作是一個滲透系統，這是因為原生質層可以看作是一層選擇透過性膜，能夠控制物質的進出，是活細胞的標志，二是細胞液具有一定濃度，能夠使細胞從外界吸收水分，因此，在題目給出的選項中，只有D選項不能通過質壁分離實驗鑒定。
【答案】D
7.圖4-1-2中E、F、G為三個用半透膜制成的小袋，可盛有溶液甲或乙，上端分別接上口徑相同的小玻璃管，E和F體積相同，G體積較大，三者都置于盛有溶液丙的大容器內，最初三個小玻璃管內液面高度相同，已知三種溶液的濃度高低順序為溶液丙＜溶液乙＜溶液甲。請思考，回答下列問題：
圖4-1-2
（１）１小時后，管e和管f的液面升降變化是 （ ）
A.管e下降，管f上升 B.管e上升，管f下降
C.管e下降，管f下降 D.管e上升，管f下降
（２）圖4-1-3（實線表示管f，虛線表示管g）中能顯示管f和管g內的液面可能變化的是（ ）
圖4-1-3
[解析] 因為溶液丙濃度小于溶液甲和溶液乙的濃度，根據滲透作用原理，E、F吸水，e、f液面上升。
[答案]（1）B （2）C
基礎試題訓練
一、選擇題
1．下列與細胞膜有關的四個選擇項中，能說明細胞膜具有流動性的是 （ ）
A．選擇性 B．主動運輸 C．保護作用 D．胞吞和胞吐
2．下列跨膜運輸的生理活動中，屬于主動運輸的是 （ ）
A．酒精進入胃黏膜細胞 B．由靜脈血進入肺泡內
C．原尿中的葡萄糖進入腎小管上皮細胞 D．水分子進出細胞
3．實驗表明，不能通過磷脂雙分子層的人工膜，但如果在人工膜中加入少量纈氨霉素（含12個氨基酸的脂溶性抗生素）時，則可以通過膜從高濃度處移向低濃度處。這種物質通過膜的方式是 （ ）
A．自由擴散 B．協助擴散 C．主動運輸 D．胞吞作用
4．下列物質進出細胞的過程與線粒體密切相關的是 （ ）
①酒精被胃黏膜吸收 ②細胞與內環境進行氣體交換 ③腎小管壁上皮細胞吸收原尿中的 ④小腸絨毛上皮細胞吸收氨基酸
A．①② B．③④ C．②③④ D．①②③④
5．海帶細胞中的碘比海水高許多倍，仍可從海水中吸收碘，表明吸收具有 （ ）
A．選擇性 B．獨立性 C．專一性 D．高效性
6．下列物質中以相同方式通過細胞膜的是 （ ）
A．甘油和二氧化碳 B．氨離子和水
C．氨基酸和水 D．葡萄糖和糖元
7．物質出入細胞的方式中，自由擴散區別于協助擴散的是 （ ）
A．由高濃度向低濃度擴散 B．需要載體
C．由低濃度向高濃度擴散 D．不需要載體
8．小腸上皮細胞含有大量的線粒體，與這一結構特征相適應的細胞膜功能是 （ ）
A．自由擴散 B．協助擴散 C．主動運輸 D．滲透作用
9．透析型人工腎起關鍵作用的是人工合成的血液透析膜，其作用是能把病人血液中的代謝廢物透析掉，這是模擬了生物膜的 （ ）
A．流動性特點 B．選擇功能 C．選擇透過功能 D．主動運輸
10．葡萄糖進入紅細胞的方式是 （ ）
A．協助擴散 B．自由擴散 C．主動運輸 D．滲透作用
11.在濃蔗糖液中，能夠發生質壁分離的細胞是 （ ）
A、人的口腔上皮細胞 B、蛙的紅細胞
C、洋蔥的根尖生長點細胞 D、菠菜的表皮細胞
12．圖4-1-4是胡蘿卜在不同的含氧情況下從硝酸鉀溶液中吸收和的曲線。影響A、B兩點和B、C兩點吸收量不同的因素分別是 （ ）
圖4-1-4
A．載體數量、能量 B．能量、載體數量
C．載體數量、離子濃度 D．能量、離子濃度
13．甜菜塊根細胞中的液泡中有花青素，能使塊根呈現紅色。將塊根切成小塊，放入蒸餾水中，蒸餾水顏色無明顯的變化。但用鹽酸處理塊根后，則使蒸餾水變紅。其原因是 （ ）
A．細胞壁被鹽酸破壞 B．花青素不溶于水而溶于鹽酸
C．鹽酸破壞了細胞的選擇透過性 D．鹽酸破壞了原生質層的選擇透過性
14. 家庭養花，如果施肥過多，會引起花卉萎蔫，這時可以采取的措施有 （ ）
①加強光照 ②改善空氣流通 ③適當澆灌清水 ④更換盆中泥土
A．① ③ B. ② ④ C. ① ② D. ③ ④
15. 有三個相鄰的細胞，已知它們的水勢關系為甲＞乙＞丙。下圖中能正確表示它們間水流方向的是( )
A B C D
16. 當把紫色的洋蔥鱗片葉的表皮置于質量濃度為0.3g/ml的蔗糖溶液中后，原生質層和細胞壁之間將 （ ）
A．緊緊靠在一起 B.充滿細胞液 C. 充滿蔗糖溶液 D.充滿清水
17.濃鹽水有殺菌防腐的作用，其原因是 （ ）
A.濃鹽水中含有較多的氯離子，使細菌毒素失效
B.濃鹽水中沒有細菌所需要的酶，細菌不能產生毒素
C.濃鹽水中含養料少，細菌迅速死亡
D.由于滲透作用，使細菌失水死亡
18. 以下哪種情況會發生滲透作用 （ ）
①干種子萌發時的吸水 ②萎蔫的青菜放進清水中變得硬挺 ③根毛細胞吸水 ④水由氣孔進入外界環境 ⑤插在花瓶中的花枝由瓶中吸水 ⑥洋蔥表皮細胞放在鹽水中發生質壁分離
⑦兔的血液紅細胞放在鹽水中發生皺縮
A.① ② ③ ⑤ ⑦ B. ② ③ ⑤ ⑥ ⑦
C. ② ③ ④ ⑥ ⑦ D. ② ③ ⑥ ⑦
19. 某同學設計的滲透實驗：用雞蛋膜將漏斗口封住，再裝上清水，把漏斗浸入盛有10％的NaCl溶液的燒杯中，使漏斗管內的液面與燒杯中的液面一樣高，但他始終沒有觀察到滲透現象。他應該怎樣改進的此裝置才達到實驗目的 （ ）
A.把10％的NaCl溶液換成30％的NaCl溶液
B.把10％的NaCl溶液裝在漏斗里，清水裝在燒杯中
C.把雞蛋膜換成其它半透膜
D.把10％的NaCl溶液換成30％的蔗糖溶液
20. 將洋蔥表皮浸泡在7%的尿素溶液中，表皮細胞發生質壁分離，隨后又自動發生質壁分離復原。出現這種現象的原因可能是 （ ）
A.細胞液濃度下降 B.尿素分子進入細胞
C.細胞壁受到破壞 D.細胞膜受到破壞
21.植物細胞發生滲透作用時所通過的選擇滲透性膜是 （ ）
A、細胞膜 B、液泡膜 C、原生質層 D、液泡膜和細胞膜
22.質壁分離是指 ( )
A、原生質層與細胞壁分離 B、細胞膜與細胞質分離
C、細胞質與細胞壁分離 D、液泡膜與細胞質分離
23.發生質壁分離復原的植物細胞中,水分經過的結構依次是 ( )
A、細胞膜、液泡膜、細胞質、細胞壁 B、細胞壁、細胞膜、細胞質、液泡膜
C、液泡膜、細胞質、細胞膜、細胞壁 D、細胞壁、細胞膜、液泡膜、細胞質
24.下列能發生滲透吸水現象的是 （ ）
A、洋蔥表皮放置在清水中 B、把蒸熟的馬鈴薯條放在清水中
C、把新鮮去皮的馬鈴薯條放在30%蔗糖溶液中 D、把干燥的蠶豆浸泡在水中
25. (多選)某學生將7%的尿素滴在載玻片上的蠶豆葉表皮上，觀察到植物細胞的質壁分離，2小時后再次觀察發現質壁分離的細胞找不到了。其可能的原因是 （ ）
A．細胞過度萎縮 B．時間過長，細胞壁收縮
C．溶質被慢慢吸收，使水分再度進入細胞 D．2小時后細胞可能死亡
26. (多選)在觀察植物細胞的質壁分離和復原過程中，某同學在視野中看到生活著的洋蔥表皮細胞正處于下圖4-1-6狀態，a、b表示兩處濃度，由此不可推測 （ ）
A、此時a>b，細胞滲透吸水
B、此時a=b，滲透系統保持動態平衡
C、此時aD、上述三種情況都有可能存在
圖4-1-6
二、非選擇題
1．圖4-1-7表示細胞膜的亞顯微結構。請根據圖回答下面的問題。
圖4-1-7
（1）圖中A的性質是由____________決定的。
（2）下列有關的敘述，錯誤的是 （ ）
A．適當提高溫度，能使A和B的相對運動加快，通透性增加有利于生命活動的進行
B．在動物細胞中B的不飽和程度比植物高
C．該結構的選擇透過性與B結構對極性分子的相對不透性和A的載體轉運作用有關
D．油分子能迅速通過該結構，是由于甘油能溶于B層結構中
（3）該結構的基本功能是____________。與此相關的對生命活動至關重要的特性是____________________。
（4）細胞識別、物質的跨膜運動等與圖中____________（填字母）有關。
（5）葉綠體和線粒體等細胞結構中均有此結構，但執行的具體功能有很大的區別，其原因是由于圖中____________（填字母）不同所致。
2．下圖是細胞膜結構圖，下表是海水和某海洋植物細胞液的離子濃度對照表（mol/L）。根據圖和表的
被測物質 鉀離子 氯離子
海水 0.01 0.50
細胞液 0.59 0.04
內容回答下面的問題。
（1）圖中1是____________，2是____________，3是____________。
（2）圖中1在細胞膜中作為____________，在鉀離子、氯離子通過該植物細胞膜時起__________作用。
（3）從表中數據可知，植物細胞從海水中吸收__________離子并向海水排出__________離子。由此可見，植物細胞膜對離子的通過具有__________性。
（4）鉀離子和氯離子通過細胞膜的方式是_________，作出此判斷的依據是__________。
3．圖4-1-9是物質出入細胞的三種方式的模式圖（黑點代表物質分子），據圖回答下面的問題。
圖4-1-9
（1）與甲相比，丙方式的不同之處是__________________________。
（2）與丙相比，乙方式的不同之處是__________________________。
（3）對于活細胞完成各項生命活動都非常重要的物質運輸方式是______________。
4. 圖4-1-10為物質出入細胞膜的示意圖，請據此回答：（1）A代表 分子； B代表 ； D代表 。
圖4-1-10
（2）細胞膜從功能上來說，它是一層 膜。
（3）動物細胞吸水膨脹時B的厚度變小，這說明B具有 。
（4）在a－e的五種過程中，代表被動轉運的是 。
（5）可能代表氧氣轉運過程的是圖中編號 ；葡萄糖從腸腔進入小腸上皮細胞的過程是圖中編號 。
（6）如果此為神經細胞膜，則當其受刺激后發生興奮時，Na＋的流動過程是編號 。
創新應用訓練
1、給你兩個大小相同的蘿卜(新鮮的)、10%的鹽酸、蔗糖、蒸餾水、顯微鏡、玻片、小刀、燒杯、吸水紙等材料用具。請從中選用部分器材，用最簡單的方法，設計一個小實驗，驗證植物細胞吸水和失水的原理。
(1)你準備選用的實驗材料和器具是__________________________________________________。
(2)操作過程是(寫出要點即可)。
(3)過一段時間后，你所觀察到的實驗現象是
(4)實驗結論是
2、現有一種由人工膜制成的袋，為檢測淀粉和碘能否透過該膜，現提供試劑和用品如下：鐵架臺、燒杯和人工膜袋各一個，1%的淀粉溶液、稀碘溶液和細棉線。
（1）請用上述試劑和用品，設計一個實驗裝置，探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通過該膜。請用示意圖表示（加圖注）。
（2）實驗結果預測及分析：
①____________________________________________________________________________。
②____________________________________________________________________________。
③____________________________________________________________________________。
④____________________________________________________________________________。
3.圖4-1-11是有關物質擴散的圖解，請設計一個實驗，證明圖解是成立的。（要求：直接在下圖的裝置Ⅰ和裝置Ⅱ的括號內，填上適當的溶液或試劑的代號，以表明你的設計。）
圖4-1-11
可供選擇的溶液及試劑：
①淀粉溶液　②葡萄糖溶液　③蒸餾水　④I2—KI溶液　⑤少量班氏試劑（班氏試劑能跨膜擴散，葡萄糖遇班氏試劑形成磚紅色沉淀）
（2）根據你的設計方案，預測一段時間后，兩個透析袋內的顏色變化：
裝置Ⅰ________________________________；裝置Ⅱ________________________________。
（3）若想明顯觀測到水分子擴散的結果，裝置應如何改進
（4）透析袋價格昂貴，請提供兩種能代替透析袋的生物材料
第三單元細胞的物質輸入和輸出參考答案
第1節 物質跨膜運輸的實例
一、選擇題
1．D 2．C 3．B 4．B 5．A 6．A 7．D 8．C
9．C 10．A 11．D 12．B 13．D ..14.D 15.A 16.C 17.D 18.D 19.D 20.B 21.C 22.A 23.B 24.A 25. CD 26.A BC
二、非選擇題
1．（1）核酸（mRNA或DNA） （2）B （3）保護和運輸（或控制物質出入細胞） 選擇透過性 （4）A （5）A
2．（1）磷脂分子 蛋白質分子 多糖分子 （2）基本支架 載體 （3）鉀 氯選擇 （4）主動運輸 鉀、氯離子從低濃度向高濃度運輸
3．（1）需要載體 （2）需要消耗能量 （3）主動運輸
4.（1）蛋白質 磷脂雙分子層 多糖
（2）選擇透過性膜
（3）半流動性 b、c、d
(4) b a (5) c
三、創新應用訓練
1.(1)蘿卜、蒸餾水、蔗糖、小刀、燒杯
(2)①配制濃蔗糖溶液，②在兩只蘿卜上用小刀各挖一個大小相等的小洞，③在兩個洞中分別倒入蒸餾水和濃蔗糖溶液，④觀察。
(3)①注入濃蔗糖溶液的蘿卜，小洞液面降低，蘿卜變硬；②注入蒸餾水的蘿卜，液面升高，蘿卜變軟。
(4)當外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水；當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞失水。
2.(1)見右圖
(2)實驗結果預測及分析：一段時間后，
①袋內外液體均不變藍，表明淀粉和碘均不能通過；
②袋內外液體均變藍，表明淀粉和碘均能通過；
③袋內液體變藍，袋外液體不變藍，表明碘能通過，淀粉不能通過；
④袋外液體變藍，袋內液體不變藍，表明碘不能通過，淀粉能通過。
(注：結果預測應與實驗設計一致)
3.參考方案1
或參考方案2
(2)方案1：裝置袋內溶液變藍；裝置袋內變紅。
或方案2：裝置袋內呈碘液的黃色(不變色)；裝置袋內變紅。
(3)將透析膜套在有標記(刻度)的漏斗口上或將有標記(刻度)的玻管插入透析袋內。
(4)動物膀胱膜、腸衣、洋蔥內表皮、卵殼膜(或其它的生物膜)。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
探究的過程
原生質層是半透膜
細胞液濃度小于外界溶液
有細胞壁
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