新教材学案第4章第1节第2课时-探究植物细胞的吸水和失水与被动运输含答案.docVIP

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第2课时探究植物细胞的吸水和失水与被动运输

课标内容要求

核心素养对接

1．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。

2．实验：观察植物细胞的质壁分离和复原。

1．科学探究——探究植物细胞的吸水与失水。

2．科学思维——归纳比较两种被动运输方式的异同。

一、被动运输

被动运输：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的跨膜运输方式，包括自由扩散和协助扩散。

二、自由扩散和协助扩散

自由扩散(也叫简单扩散)

协助扩散(也叫易化扩散)

图示

甲

乙

条件

不需要转运蛋白，不消耗能量

需要转运蛋白，不消耗能量

运输方向

高浓度一侧→低浓度一侧

举例

O2和CO2

葡萄糖、氨基酸的顺浓度跨膜运输

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．物质跨膜运输都是顺相对含量梯度进行的。 ()

2．细胞对于物质的输入和输出具有选择性。 ()

3．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。 ()

4．葡萄糖进入红细胞的过程不需要载体蛋白的协助。 ()

提示：1．×物质运输可以逆相对含量梯度进行。

2．√

3．×一些离子进入细胞的方式是主动运输。

4．×葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白的协助。

自由扩散和协助扩散

1．影响自由扩散和协助扩散的因素

方式

影响因素

影响趋势

曲线

自由扩散

膜两侧物质的浓度差

与浓度差呈正相关

协助扩散

①膜两侧物质的浓度差；②膜上转运蛋白的种类和数量

当转运蛋白达到饱和时，物质浓度增加，物质的运输速率也不再增加

2．膜上的两种转运蛋白

名称

转运对象

特点

载体蛋白

与自身结合部位相适应的分子或离子

每次转运时都会发生自身构象的改变

通道蛋白

与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子

转运分子不需要与通道蛋白结合

水分子进出细胞的方式

(1)通过自由扩散方式进出细胞。

(2)借助于水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。

1．研究发现，水分子进出细胞膜需要一种称为“水通道”的蛋白质。若设法专一性地关闭离体肾小管管壁细胞的水通道蛋白，则将导致细胞()

A．在浓溶液中皱缩

B．在蒸馏水中涨破

C．形态基本不变

D．在生理盐水中迅速死亡

C[由题意可知，水通道蛋白能够专一性地控制水分子进出细胞。因此，若设法专一性地关闭离体肾小管管壁细胞的水通道蛋白，则水分子不能进出细胞，故细胞形态基本不变。]

2．下图表示葡萄糖跨膜运输的过程，据图分析正确的是()

A．该膜中的转运蛋白也能运输氨基酸

B．该方式发生在被转运物质从低浓度到高浓度时

C．该膜可能是哺乳动物的红细胞膜

D．与该过程有关的细胞器是线粒体和核糖体

C[细胞膜上的转运蛋白具有专一性，运输葡萄糖的转运蛋白不能运输氨基酸；需要转运蛋白协助而不消耗能量的运输方式为协助扩散，它是被动运输的一种，其运输方向为顺浓度梯度；哺乳动物红细胞吸收葡萄糖的方式就是协助扩散；协助扩散不消耗能量，与协助扩散有关的细胞器不包括线粒体。]

解答有关被动运输的题目应掌握以下四点

(1)被动运输是物质顺浓度梯度的扩散，不耗能。

(2)自由扩散不需转运蛋白的协助，协助扩散则需转运蛋白的协助。转运蛋白具有特异性，不同细胞膜上转运蛋白的种类和数目也不同。

(3)转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白。转运蛋白具有饱和现象，当细胞膜上的转运蛋白全部参与物质运输时，物质运输速率不再随细胞外物质浓度的增大而增大。

(4)小分子脂溶性物质如甘油、苯、乙醇等以自由扩散的方式进出细胞，水分子则主要通过通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。

葡萄糖转运蛋白家族包括GLUT1～GLUT14，均参与葡萄糖的运输。GLUT2是肝细胞的葡萄糖转运蛋白，其作用过程如图所示：

由材料分析知，葡萄糖转运蛋白均参与葡萄糖的运输，这与结构与功能观相关联，同时又会有运输方式的相关问题，由此会形成生命观念和科学思维的学科素养。

(1)与葡萄糖转运蛋白的合成和运输有关的细胞器有哪些？(生命观念)

提示：转运蛋白的化学本质是蛋白质，与其合成和运输有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。

(2)上述葡萄糖进入肝细胞的方式是什么？影响葡萄糖进入肝细胞速率的因素有哪些？(科学思维)

提示：由于葡萄糖的运输方向是顺浓度梯度且需要转运蛋白，故葡萄糖进入细胞的方式是协助扩散。影响协助扩散的因素有细胞内外葡萄糖的浓度差和GLUT2转运蛋白的数量。

(3)上述转运蛋白转运葡萄糖的过程中，其空间结构发生了变化，能否继续转运葡萄糖？其与通道蛋白有什么异同点？(科学思维)

提示：①转运蛋白可以反复利用，在行使功能过程中不被“消耗”，此转运蛋白为载体蛋白。

②二者的相同点：均起运输作用。

不同点：a．每种载体蛋白能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象改