全章复习与测试教学设计(第一课时)

第4章

细胞物质的输入输出复习教学设计

石林彝族自治县民族中学 杨成勇

考纲要求：1.通过模拟实验探究膜的透性(Ⅱ) 2.观察植物细胞的质壁分离和复原 (Ⅱ) 3.物质出入细胞的方式(Ⅱ) 4、生物膜的结构 Ⅱ

知识网络归纳：

一、课前准备

（一）物质跨膜运输的实例

1、水的跨膜运输

外界溶液浓度

细胞质浓度时，细胞吸水膨胀

动物

外界溶液浓度

细胞质浓度时，细胞失水皱缩

细胞

外界溶液浓度

细胞质浓度时，细胞水分进出平衡，形态不变

细胞壁：全透性

结构

原生质层

细胞质

具有选择透过性、相当于

膜

条件：成熟植物细胞中央具有

，是一个渗透系统

植

物提出问题: 细

胞作出假设: （原生质层相当于一层半透膜）

设计

方案

设计实验

预期

结果

细胞的吸水和失水

探究

实验

进行实验

（按预定方案进行实验）

分析结果

（分析实验结果，得出结论：……）

1

表达与交流

（总结，写实验报告并适当交流）

2、其它物质的跨膜运输

不同植物（如番茄、水稻）对同一离子的吸收能力

植

植物对无机盐离子的吸收

物

同种植物对不同离子的吸收能力

植物对水分和对无机盐离子的吸收式两个

的过程

人

人甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘的特点是

微

不同微生物的细胞膜结构有一定的

生微生物吸收矿质元素的特点是

不同微生物对矿质的吸收有

物

不同微生物对各种矿物质的需要量不同

3、结论

细胞膜和其他生物膜一样都是

膜

可以自由通过

它具有的特点是

一些需要的

也可以通过

其他的

则不能通过

（二）生物膜的流动镶嵌模型

①流动镶嵌模型的基本内容： ②请你画一个细胞膜结构模型图：

③糖被的化学本质 ，功能 。

结论：细胞膜的结构特点： 。

（三）物质跨膜运输的方式

自由扩散

举例：

1、被动运输

协助扩散

举例：

2、主动运输

举例：

此外蛋白质等大分子有机物不能直接穿过细胞膜，它们入胞的方式称为

，出胞的方式称为

；这两个过程均需要

，实际上在这个过程中有囊泡的形成，这种运输方式体现了细胞膜的

性。举例：

（四）、问题思考

1、成熟植物细胞是一个渗透系统的原因是什么？

2、盐渍肉为什么不易变质？

3、流动性和选择透过性的关系 4、影响各种跨膜运输的因素是什么？ 5、扩散和渗透的区别

2

二、课内复习设计

考点一：细胞吸水和失水

1、渗透系统和渗透作用

.渗透装置的两个条件 具有半透膜：选择透过性的生物膜或物理性的过滤膜，如玻璃纸

半透膜两侧具有浓度差：浓度差实质是单位体积溶液中溶质分子数的差

注意:(1)、水分子可自由通过半透膜，而溶质分子不能通过半透膜

(2)、即物质的量浓度的差，即摩尔浓度而不是质量浓度 (3)、渗透平衡时Δh大小取决于半透膜两侧的浓度差

渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散（水分子通过细胞膜等结构向分子稀少区域的扩散）

方向： 低溶液浓度-高浓度溶液

水分子顺相对含量的梯度

注意：

①半透膜和选择透过性膜：

区别：

A、半透膜无生物活性的物理性薄膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小；

B、选择透过性膜具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，选择透过性丧失。

共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过

②渗透作用过称中两溶液间的水分移动是双向的，而观察到的总结果是单向的，是由双向水分子运动的差所导致的液面改变。

③扩散作用和渗透作用的关系：物质从高浓度区域向低浓度区域的运动称为扩散作用。渗透作用是一种特殊方式的扩散，它是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜（或选择透过性膜）进行的扩散。

注意：溶质分子不能通过半透膜

④如果溶质分子不能通过半透膜，渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到动态平衡，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。

⑤在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧会形成静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。

学生观察与讨论:渗透作用的现象

A、溶质分子不能通过半透膜

①当漏斗内浓度

﹥

烧杯内浓度，由烧杯→漏斗的水分子数多于漏斗→烧杯的水分子数，漏斗液面上升；

②当漏斗内浓度

﹤

烧杯内浓度，由烧杯→漏斗的水分子数少于漏斗→烧杯的水分子数，漏斗液面下降

B、溶质分子能通过半透膜

思考：若溶质分子也能通过半透膜，则实验现象？

（先是浓度高的一侧液面升高，随后另一侧液面上升，最后达到渗透平衡。在达到渗透平衡后，只要两侧存在液面差，则两侧仍然存在浓度差）

2.渗透作用原理的应用

3

（1）比较不同溶液浓度的大小

溶液浓度

现象及结论

漏斗内

M 烧杯内

N ①若漏斗内液面上升，则M ﹥ N；

②若漏斗内液面不变，则M = N；

③若漏斗内液面下降，则M ﹤ N （2）验证渗透作用发生的条件

①具有半透膜：烧杯内盛清水，漏斗内盛蔗糖溶液；A组漏斗口密封半透膜，B组漏斗口密封纱布。结果：A组的漏斗液面上升，B组漏斗液面不上升

②半透膜两侧具有浓度差：漏斗口密封半透膜；A组漏斗内盛蔗糖溶液，烧杯内盛清水，B组漏斗和烧杯内盛相同浓度的蔗糖溶液。结果：A组液面上升，B组液面不上升

（3）探究物质能否通过半透膜（以碘和淀粉为例）

烧杯内盛淀粉溶液

漏斗内盛碘液

变蓝

不变蓝

变蓝

不变蓝

不变蓝

变蓝

变蓝

不变蓝

结论

碘能通过半透膜，而淀粉不能

淀粉能通过半透膜，而碘不能

碘和淀粉都能通过半透膜

碘和淀粉都不能通过半透膜

3、学生探究：

（1）由甲、乙两图判断，蔗糖 不能

（能/否）通过半透膜

若已确定蔗糖的水解产物能通过半透膜，则加入蔗糖酶后，a、b两管内液面变化过程是怎样的？ A侧液面先下降，然后开始上升，b侧液面变化相反。最终两管液面相平。 。

（2）如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；

1）该实验原理为渗透原理，即小分子物质如水、蔗糖水解产物葡萄糖、果糖可以通过半透膜，而大分子物质如蔗糖、蔗糖酶则不能通过半透膜。

2）该实验材料中蔗糖酶溶液是水解蔗糖的；斐林试剂为检测蔗糖水解产物葡萄糖、果糖的；水浴锅是水浴加热用的，这里涉及两次加热，酶促反应时要加热，斐林试剂检测时要加热；材料中给了试管说明斐林试剂检测半透膜两侧溶液是否有蔗糖水解产物应在试管中进行；滴管是滴加溶液用的。

3）自变量是蔗糖水解产物葡萄糖、果糖。无关变量的控制有为不影响渗透作用，两侧均要加等量的蔗糖酶溶液；为促进酶促反应，应将U形管水浴加热至适宜温度。因变量的检测依图示信息先要观察两管液面的高度差变化，后利用斐林试剂检测两管溶液是否有砖红色沉淀产生。

4

【典型例题】

1如图为某学生在做一定浓度的蔗糖溶液对细胞影响的实验中所观察到的细胞图，请判断下列叙述中正确的是

A．图中1、2、6组成了细胞的原生质层

B．图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的浓度一定大于7处的浓度

C．图中1是细胞壁，6中充满了蔗糖溶液

D．图中7是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅

思考：1、细胞吸水和失水的原理是什么？

2、半透膜与选择透过性膜的区别

3、发生渗透现象的必需条件是什么？

4、所有的植物细胞都能发生渗透吸水或失水吗？

5、原生质层与原生质体的区别

讨论：1、质壁分离后都能复原吗、如果不能原因是什么、你认为自动复原的原理是什么？哪些物质可以发生质壁分离自动复原？

2、两种溶液，一为质量分数为10%的葡萄糖溶液，一为质量分数为10%的 蔗糖溶液，体积相同。中间用半透膜隔开，半透膜允许水分子和葡萄

糖分子通过，但不允许蔗糖分子通过，问当该系统达到平衡状态时，两边的溶液浓度是葡萄糖这一侧高还是蔗糖这一侧高还是一样高？

【变式训练1】

已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20％蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10％蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是

【变式训练2】

质壁分离和复原实验可以说明或证明下列中的哪项 （ ）

①

植物细胞的死活

②

原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大

③

当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞渗透失水；反之，细胞则渗透吸水

④

原生质层具有选择透过性

⑤

细胞壁的主要成分是纤维素

A.①③④⑤ B.①②③④ C.②③④⑤ D.①④⑤

5

考点二：生物膜的成分、结构、功能之间的联系

1972年桑格和尼克森提出流动镶嵌结构模型

流动相嵌模型主要内容

1.磷脂双分子层是生物膜的基本支架。其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部相对朝向内侧。

2.蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。这体现了膜结构内外的不对称性。

3.在细胞膜的外侧，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。作用：（1）保护和润滑（2）识别作用

4.磷脂分子是可以运动的，具有流动性。大多数的蛋白质也是可以运动的，也体现了膜的流动性。

【典型例题】

对某动物细胞进行荧光标记实验，如下示意图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。②用激光束照射该细胞表现的某一区域，该区域荧光淬灭（消失）。③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。

上述实验不能说明的是

A．细胞膜具有流动性

B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合

C．根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率

D．根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率

思考：1、生物膜在结构和功能上的特点是由什么决定的？

2、为什么脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质通过却十分困难？

【变式训练1】

胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质可以自由扩散的方式优先通过细胞膜，这是因为（

）

6

A、细胞膜具有一定的流动性 B、细胞膜是选择透过性膜 C、细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本骨架 D、细胞膜上镶嵌有各种形态的蛋白质分子 【变式训练2】

如图所示为细胞对大分子物质胞吞和胞吐的过程。下列与此有关的叙述不正确的是

A．a与b发生的基础是膜的流动性，而并不是膜的选择透过性

B．a的顺利进行依赖细胞表面的糖蛋白和内部供能

C．b示细胞分泌的同时导致膜成分的更新

D．b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式

考点三：物质跨膜运输的方式

1、自由扩散

特点：

高浓度→低浓度；

不需要载体蛋白

不消耗能量。

如：水、氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等

影响因素：浓度差

2、协助扩散

特点：

从高浓度→低浓度；

需要载体蛋白的协助；

不需要能量。

如：葡萄糖进入红细胞。

影响因素：浓度差、载体数量

3、主动运输

特点：

从低浓度到高浓度；

需要载体蛋白的协助；

需要能量（ATP)。

如：Na+ 、K+、Ca2+、Mg2+等离子通过细胞膜；

葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞。

影响因素

：载体、能量（ATP）

4、大分子的跨膜运输的特点

运输形式

胞吐

胞吞

运输方向

与浓度无关

有无载体

不需要(借助细胞膜和囊泡)

是否需要能量

需要

【典型例题】

7

图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述，错误是 （ ）

A．如图示为肝细胞膜，则尿素的运输方向是Ⅱ→Ⅰ

B．细胞间的识别、免疫、细胞的癌变与①有密切的关系

C．适当提高温度将加快②和③的流动速度

D．b过程不需要ATP，a过程未体现细胞膜的特性

思考：1、画出物质浓度与自由扩散速度之间的关系

2、画出物质浓度与协助扩散速度之间的关系

3、画出氧气与主动运输速度的关系

讨论： 葡萄糖、K+进入红细胞的运输方式？并画出葡萄糖、K+进入红细胞的运输速率与O2浓度的关系图。

【变式训练1】

下图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K+和N03的曲线。影响a、b点和b、c两点吸收量不同的因素分别是

(

)

A．载体数量、能量

B．能量、载体数量

C．载体数量、离子浓度

D．能量、离子浓度

-【变式训练2】

植物细胞膜对某种物质的运输方向如右图中箭头所示，黑点的数量表示某物质的浓度。该物质可能是

A．叶绿素

B．生长素

C．纤维素

D．胡萝卜素

课堂检测

1、如图表示小肠绒毛上皮细胞中的细胞膜对不同物质的转运（每

8

种转运的方向由箭头表明，黑点的数量代表每种物质的浓度），下列叙述正确的是 （ ）

A. a物质可能是氧气，b物质可能是葡萄糖

B. a物质可能是水，b物质可能是甘油

C．a物质可能是胆固醇，b物质可能是氧气

D. a物质可能是葡萄糖，b物质可能是氨基酸

2、2004年诺贝尔生理学或医学奖，授予美国科学家理查德·阿克塞尔和琳达·巴克，以表彰两人在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中做出的贡献。右图为嗅觉受体细胞膜的模式图，下列有关对该图描述正确的是

A．A为蛋白质分子，可作为气味受体

B．C为多肽，其基本单位是氨基酸

C．A具的特异性最终是由气味分子决定的

D．B为磷脂双分子层，为受体细胞膜的基本支架

3．下列跨膜运输的生理活动，属于主动运输的是

（ ）

A．酒精进入胃黏膜细胞

B．二氧化碳由组织细胞进入内环境

C．原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞 4、用单细胞小球藻实验表明，当将臭氧导入藻类培养液后，钾离子立即外流，将臭氧从溶液中除去，则臭氧引起的钾离子外渗可立即逆转，并在短时间内恢复到原有水平。以上结果不能证明 （ ）

A．臭氧可改变细胞膜的通透性 B．臭氧对膜的作用是有选择性的

C．臭氧对膜的影响是可逆的

D．臭氧对小球藻的光合作用有抑制作用

5、下图表示正常情况下，不同物质穿过细胞膜进入细胞内的情况。若在X点加入有氧呼吸抑制剂，下列曲线中将会发生明显变化的是

A

B

C

D

6、将同一植物细胞依次浸入蒸馏水、0.3mol／L的蔗糖溶液和O.4 mol／L的KN03溶液中，测得细胞的体积随时间的变化曲线如右图所示，则曲线A、B、C分别代表细胞所处的溶液是(

) A．清水、蔗糖溶液、KNO3

B．KN03、清水、蔗糖溶液

C．清水、KNO3、蔗糖溶液

D．蔗糖溶液、KN03、清水

三、课后巩固

1、将一张洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中,制成装片,放在显微镜下观察,有3种状态的细胞,如图,你认为这3个细胞（均为正常的活细胞）在未发生上述情况之前,其细胞液的浓度依次是：

9

（ ）

A．A﹥B>C B．AA>C D．B

2、浸入1mol/L的KNO3溶液中的洋葱表皮细胞会产生质壁分离和复原现象，在此过程中，物质进出细胞的方式先后主要有（ ）

A．主动运输和自由扩散 B．自由扩散和主动运输 C．自由扩散、主动运输、自由扩散 D．主动运输、自由扩散、主动运输

3、苋菜用清水怎么洗，清水中仍不见红色物质，但若放入沸水中一烫，水立刻变成红色。此现象说明（ ）

A.在清水中没有物质出入 B.在清水中细胞膜没有选择透过性

C.沸水中色素分解成小分子物质 D．沸水使细胞膜失去选择透过性

4、.通过质壁分离实验，可以对植物细胞进行多种鉴定。下列各项中质壁分离实验不能鉴定的是 A.成熟植物细胞的死活

C.细胞中有无大液泡

B.细胞液的浓度

D.蛋白质的吸水力比纤维素强

5、线粒体DNA上的基因所表达的酶与线粒体功能有关。若线粒体DNA受损伤，则下列细胞的功能受影响最大的是

A．红细胞吸收葡萄糖 B．小肠上皮细胞吸收水 C．神经细胞吸收K＋ D．肺泡细胞吸收氧气

6、三种血细胞中，白细胞体积最大，却能穿过毛细血管壁，进入组织液中，吞噬侵入人体内的病菌，白细胞完成这两个生理活动是依靠（ ）

A．变形运动和细胞膜的选择透过性

B．渗透作用和细胞膜的流动性

C．变形运动和细胞膜的流动性

D．特殊技能和细胞膜的选择透过性

7、.在猪的膀胱中注入一半的30%的蔗糖溶液，扎紧入口，然后将其浸入到5%的蔗糖溶液中，每隔半小时称一次重量，图4-1-1中能正确表示测定结果的是

8.在“观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原”实验中，之所以用已经成熟的洋葱表皮细胞做实验材料，是因为这样的细胞具有

A.伸缩性很小的细胞壁 B.功能完善的细胞膜

C.能够流动的细胞质 D.大而醒目的液泡

9、关于右面概念图的分析正确的是

10

A．①和②所示的过程都需要消耗细胞

内ATP水解释放的能量

B．只有①所示的过程能逆浓度梯度运输物质

C．大分子只有通过①所示的过程才能进入细胞

D．果脯腌制时蔗糖进入细胞与过程①和②有关

物质跨膜运输的方式

被动运输

①

自由扩散 ②

氧气进入红细胞 ③ ④

10、用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是 A．将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象

B．在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂

C．用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象

D．当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能

11. 在植物细胞质壁分离复原过程中，能正确表达细胞吸水速率变化过程的是

12、

某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量发生了明显得变化（如下图）。请回答问题。

（1）由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量 ，尿素含量 。由于在原培养液中没有尿素，推测其是 的产物。

（2）培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是 ；被吸收的葡萄糖主要通过 作用，为细胞提供 。

（3）转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是 。

（4）由（1）和（3）可初步判断，细胞膜对物质的转运具有 的特性。

11