高中生物必修1412探究植物细胞的吸水和失水与被动运输学案.docx
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高中生物必修1412探究植物细胞的吸水和失水与被动运输学案
第2课时 探究植物细胞的吸水和失水与被动运输
内容标准要求
核心素养对接
学业质量水平
1.观察植物的质壁分离与复原
2.掌握两种被动运输的方式
1.科学探究——探究植物细胞的吸水与失水
水平二
2.科学思维——归纳比较两种被动运输方式的异同
水平二
研读教材·梳理探究
探究植物细胞的吸水与失水
———————————————知识梳理———————————————
观察植物细胞的质壁分离与复原
(1)实验原理:
①将成熟植物细胞放到一定浓度的溶液中,即能构成一个渗透系统。
②细胞大量失水时,由于原生质层与细胞壁的伸缩性不同——当细胞不断失水时原生质层就会与细胞壁分离开来。
(2)实验过程:
—制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片
↓
—有一个紫色的中央大液泡,原生质层紧贴细胞壁
↓
—在盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液,在另一侧用吸水纸引流,重复几次
↓
—观察液泡大小和原生质层的位置
↓
—在盖玻片的一侧滴加清水,在另一侧用吸水纸引流,重复几次
↓
—观察液泡大小和原生质层的位置
本实验是教材中涉及“显微观察”实验中唯一的一个“只在低倍镜下”观察(不曾换“高倍镜”)的实验。
(3)实验现象
加蔗糖溶液
加清水
中央液泡大小
变小
恢复原状
液泡颜色
变深
变浅
原生质层的位置
与细胞壁分离
与细胞壁紧贴
细胞大小
基本不变
基本不变
质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。
这是由于细胞壁是全透性的且有水分子通过原生质层渗出来。
———————————————素养提升———————————————
科学探究——植物细胞的吸收和失水
如图是观察植物细胞吸水和失水的操作步骤
(1)步骤D的观察与步骤B观察到的结果相比,发生了________的现象。
这种现象的发生有两个方面的原因:
内因是________________,外因是________________。
(2)通过步骤E处理后,步骤F中的观察结果相比D中的观察,发生了________的现象,该现象发生的外因是__________________________________________。
(3)该实验以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为材料,优点是____________________
___________________________________________________________________。
(4)实验中共涉及三次显微镜观察,其中第一次观察的目的是什么?
(5)本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂,若浓度过高或过低对实验有何影响?
提示
(1)质壁分离 原生质层的伸缩性大于细胞壁 细胞液浓度小于外界溶液浓度,导致细胞失水
(2)质壁分离复原 细胞液浓度大于外界溶液浓度,植物细胞吸水
(3)紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞液泡大并且有颜色,便于观察
(4)观察正常紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态,以便与处理后的状态形成对照。
(5)选用0.3g/mL的蔗糖溶液作试剂,既能明显出现质壁分离,又不会杀死细胞。
若浓度过高,质壁分离速度过快,细胞会因失水过多而死亡,不能再进行质壁分离复原;若浓度过低,不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。
[典例1]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,浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度,结果如图所示。
假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换,则( )
A.实验后,a组液泡中的溶质浓度比b组的高
B.浸泡导致f组细胞中液泡的失水量小于b组的
C.a组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗能量大于b组
D.使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于0.4~0.5(mol·L-1)之间
[[答案]] D
[变式训练1]如图所示,能正确表示显微镜下观察到的紫色洋葱表皮细胞质壁分离现象的是( )
[[解析]] 由于当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中,液泡逐渐缩小,颜色变深;由于细胞壁是全透性的,而细胞膜是选择透性膜,所以在原生质层和细胞壁之间是外界溶液,所以是无色的。
[[答案]] D
联想质疑
引发质壁分离的2种原因:
本实验存在两组对照实验
1.什么样的细胞才可发生质壁分离?
提示:
具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。
2.什么样的溶液可使植物细胞发生质壁分离后又自动复原?
提示:
一定浓度的溶质可透膜的溶液中可发生质壁分离后自动复原现象,如KNO3溶液、甘油等。
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被动运输
———————————————知识梳理———————————————
1.概念:
物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
2.类型
项目
自由扩散(简单扩散)
协助扩散(易化扩散)
物质运输方向
高浓度一侧→低浓度一侧
高浓度一侧→低浓度一侧
特点
是否耗能
否
否
是否需转运蛋白
否
是
[典例2]如图显示物质P和Q跨膜出细胞,下列叙述正确的是( )
A.物质P可能是氧气
B.物质Q一定是水分子
C.物质P和Q出细胞都需要载体
D.物质P和Q出细胞未必都消耗能量
[[解析]] 物质P出细胞逆浓度梯度为主动运输,物质Q出细胞顺浓度梯度,为被动运输,被动运输包括协助扩散和自由扩散,自由扩散不需要载体,氧气通过细胞膜为自由扩散,A错误;水分子通过细胞膜为自由扩散,但物质Q出细胞可能是协助扩散,也可能是自由扩散,自由扩散不需要载体,B、C错误;主动运输需要消耗能量,但被动运输不消耗能量,D正确。
[[答案]] D
[变式训练2]下列物质中,通过自由扩散方式进入小肠绒毛上皮细胞的是( )
气体和脂溶性的小分子有机物较易通过自由扩散进出细胞
A.氨基酸 B.胆固醇 C.Na+ D.葡萄糖
[[解析]] 胆固醇属于脂溶性物质,进出细胞的方式是自由扩散,B正确。
[[答案]] B
[变式训练3]GLUT是某细胞的葡萄糖转运蛋白,其作用过程如图所示。
下列相关叙述错误的是( )
A.GLUT顺浓度梯度转运葡萄糖
B.GLUT的空间结构可发生改变
C.GLUT的数量与转运葡萄糖的速率无关
D.GLUT的转运功能具有专一性
[[解析]] GLUT的数量与转运葡萄糖的速率有关,C错误。
[[答案]] C
联想质疑
★自由扩散不需要载体蛋白,协助扩散需要载体蛋白或通道蛋白。
课堂小结
随堂检测
1.植物细胞的质壁分离过程中,与细胞壁分离的是( )
A.细胞核B.原生质层
C.细胞质D.液泡膜
[[解析]] 植物细胞的质壁分离现象指的是原生质层与细胞壁的分离。
[[答案]] B
2.将新鲜的苔藓植物叶片放入其中加有少量红墨水的质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中,在显微镜下观察,你会看到苔藓细胞的状态如图所示。
此时,部位①和②的颜色分别是( )
A.无色、绿色B.红色、绿色
C.红色、无色D.红色、红色
[[解析]] 苔藓植物叶片的细胞置于加有少量红墨水的质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中时,由于蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓度,细胞发生质壁分离现象。
而原生质层具有选择透过性,细胞壁具有全透性,使得原生质层和细胞壁之间充满了含红墨水的蔗糖溶液,细胞质中含有的叶绿体使之呈现绿色。
[[答案]] B
3.下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述,错误的是( )
A.与白色花瓣相比,采用红色花瓣有利于实验现象的观察
B.用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同
D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,有利于实验现象的观察
[[解析]] 黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色,叶绿体的存在使原生质层呈绿色,有利于实验现象的观察,故B错误。
[[答案]] B
4.实验表明,K+不能通过磷脂双分子层的人工膜,但如果在人工膜中加入少量缬氨霉素(含12个氨基酸的脂溶性抗菌素)时,则K+能通过膜从高浓度处向低浓度处扩散,则它通过人工膜的方式是( )
A.自由扩散B.协助扩散
C.主动运输D.渗透作用
[[解析]] 由题意可知,K+通过人工膜的运输需要缬氨霉素,所以不是自由扩散;K+从高浓度处向低浓度处扩散,且缬氨霉素不能提供能量,所以也不是主动运输。
综合分析,K+通过人工膜的方式是协助扩散。
[[答案]] B
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