生物必修一第4章导学案.docx

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生物必修一第4章导学案

第四章细胞的物质输入和输出

第一节物质跨膜运输的实例

【学习目标】1．举例说出细胞膜是选择透过性膜；

2．进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。

【重、难点】1．举例说出细胞膜是选择透过性膜；2．植物细胞质壁分离及复原实验和应用。

【知识链接】

1．制备细胞膜的材料是____________________，原因是　　　　　　　　　　　。

2．中央液泡存在于__________________细胞中，内有___________，与植物细胞的_________有关。

【学习过程】

一．渗透现象：

阅读课本P60问题探讨，回答下列问题：

【注：

图示为　　　示意图，发生该现象的装置是渗透装置。

】

1.漏斗管内的液面升高的原因：

漏斗内的蔗糖溶液浓度_________烧杯中的清水，即玻璃纸外侧水的相对含量_______（多于／少于）内侧蔗糖溶液中水的相对含量，所以单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量______（多于／少于）从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。

2.回答“问题探讨”中的2、3题。

【总结】由以上得出渗透现象发生的条件：

①膜应是；②膜两侧的溶液存在。

3.渗透作用：

水分子（或其他溶剂分子）通过____________扩散。

扩散的方向是：

从相对含量　　　的地方向相对含量　　　的地方，即从　　　浓度溶液到　　　　浓度溶液。

二.动物细胞的吸水和失水：

1.观察图4-1，当___________________高于浓度时，细胞_______膨胀；当　　　

__________低于___________浓度时，细胞______皱缩；当　　　　　　　　　等于　　　　　　　浓度时，水分子进出细胞处于动态平衡。

2.红细胞吸水或失水的多少取决于细胞内外　　　　　　　　　的大小。

3.动物细胞渗透吸水的过程中,其细胞膜是否相当于半透膜？

________。

三.植物细胞的吸水和失水：

。

因此，植物细胞吸水、失水主要发生在与外界溶液之间。

2.原生质层是和以及之间的_______________。

原生质层是否相当于半透膜？

_______。

为什么？

（课本P62参考案例）

3.阅读探究实验“植物细胞的吸水和失水”，回答下列问题：

（1）该实验提出的假设、实验思路、预期实验结果分别是什么？

（2）实验取材：

的洋葱鳞片叶。

为什么？

有紫色大液泡，便于观察。

（3）实验步骤：

制作____________________→用_______显微镜观察（此时为正常形态的细胞，有一个_____色的__________，原生质层紧贴________）→滴加___________，使洋葱鳞片叶表皮细胞处于高浓度溶液中（操作是___________________________________________________________）

→用_______显微镜观察（此时细胞的状态为：

质壁分离）→滴加__________，使洋葱表皮细胞处于清水中→用_______显微镜观察（此时细胞的状态：

质壁分离复原。

）

【思考】在植物细胞的质壁分离过程中，液泡体积_________，颜色________，细胞液浓度，吸水能力_____；

（4）质壁分离中的“质”是指___________________，“壁”是指_______________。

（5）植物细胞发生质壁分离复原现象的原因：

（在横线上填上结构名称）

（伸缩性大）具有选择透过性（相当于半透膜）

（伸缩性小）具有全透性（即水分子

和溶解在水里的物质都能够自由通过）

①外界溶液浓度________细胞液浓度时，细胞失水，发生_________________现象。

②外界溶液浓度________细胞液浓度时，细胞吸水水，发生__________________________现象。

注意：

发生质壁分离的内因：

的伸缩性大于的伸缩性，外因：

。

（6）如果把0.3g/mL的蔗糖溶液换为0.5g/mL的蔗糖溶液，洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离的速度会，质壁分离程度。

最后能否发生质壁分离复原？

不能。

为什么？

细胞因失水过多而死亡。

（7）将洋葱鳞片叶表皮细胞放在一定浓度的KNO3溶液（浓度大于细胞液），洋葱表皮细胞会发生什么现象？

当洋葱鳞片叶表皮细胞放入KNO3溶液中后，由于细胞液浓度_______KNO3溶液浓度，洋葱鳞片叶表皮细胞_________水，发生_________________；但K离子和NO3离子会透过原生质层进入__________________，随着_________浓度的增大，细胞____水，所以最后会发生。

（无机盐离子通过原生质层的相对速度比水分子慢。

）

这种现象叫做：

质壁分离自动复原。

原因：

溶质分子进入________，使细胞液浓度升高而吸水复原。

使植物细胞发生质壁分离自动复原的还有：

NaCl溶液、尿素溶液、甘油溶液、乙二醇等。

四．物质跨膜运输的其他实例：

阅读教材（P63、P64“资料分析”）回答

1.物质跨膜运输的特点：

（1）物质跨膜运输并不都是______________________的。

（2）细胞对于物质的输入和输出有__________________。

2.细胞膜的功能特性：

细胞膜和其他生物膜都是______________膜，具体表现为_____________可自由通过，一些___________和小分子也可以通过，而其他的_________、小分子和大分子则不能通过。

【拓展应用】质壁分离及复原实验的应用：

1.判断细胞的死活：

将细胞放入一定浓度溶液，能够发生质壁分离和复原，说明该细胞是_______细胞，若不能发生质壁分离或复原，则是________细胞。

2.测定细胞液浓度范围：

将待测细胞放入一系列浓度梯度的溶液中，细胞液浓度介于细胞未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围之间。

（注意写单位）

3.通过该实验能可以证明：

成熟的植物细胞可构成一个渗透系统，原生质层具有性，原生质层的伸缩性细胞壁的伸缩性。

【当堂练习】

1.植物根尖成熟区的外层细胞不断吸收水分到根内部的导管中，水分之所以能由外到内逐层渗过各层细胞，是因为各层细胞的细胞液浓度（ ）。

A.逐层降低 B.逐层升高 C.不变 D.取决于土壤溶液浓度

2.向猪膀胱内注入一半质量分数为30%的蔗糖溶液，扎紧入口，然后将其浸入质量分数为5%的蔗糖溶液中，每隔10min称一次重量，能正确表示测定结果的是下图中的（ ）。

3.植物细胞通过渗透作用吸水时，水分子依次通过的结构是（ ）。

A．细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡膜  B.细胞膜、细胞质、液泡膜

C.液泡膜、细胞质、细胞膜、细胞壁   D.细胞膜、液泡膜、细胞质

4.用0.3g/mL的蔗糖溶液浸泡下列细胞，可能发生质壁分离的是（）。

A．根尖分生区细胞B．根尖成熟区细胞

C．干燥的种子细胞D．茎的形成层细胞

5．观察植物细胞质壁分离与复原实验的正确顺序是（）。

①加清水②制作装片③观察质壁分离

④加0.3g/mL蔗糖溶液⑤观察细胞复原⑥观察正常细胞

A．①②③④⑤⑥B．②⑥④③①⑤C．①②③④⑥⑤D．⑥①②④③⑤

6.将已经发生质壁分离的细胞放入清水中，其吸水力的变化为（ ）。

A.由大到小 B.由小到大  C.不变 D.等于0

7.右图表示以洋葱表皮为实验材料，0.3g/mL蔗糖溶液、0.5g/mL蔗糖溶液、0.3g/mL尿素溶液进行相关实验（时间m表示开始用三种溶液分别处理洋葱表皮；时间n表示开始用清水处理洋葱表皮），测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是（）

A.aB.bC.c

8．右图是处于不同生理状态的同一个洋葱鳞茎的三个洋葱鳞片叶表皮细胞示意图，请据图分析回答下面的问题。

（1）图中A细胞处于__________状态，①处充满了__________。

（2）其细胞液的外面是__________，包括〔〕___________，〔〕___________和〔〕

___________。

（3）图中各细胞的细胞液浓度由高到低依次为。

（4）如果将C细胞置于清水中，则该细胞最终将处于图中__________细胞的状态。

（5）通常选用紫色洋葱的表皮细胞作为观察材料，是因为该细胞具有_______________，便于清晰地观察质壁分离现象。

（6）植物细胞质壁分离的发生是由于外界溶液的浓度比细胞液的浓度，原生质层的性比细胞壁大。

第四章第二节生物膜的流动镶嵌模型

【学习目标】

1．简述生物膜的结构。

2．探讨在建立生物膜模型中实验技术进步的作用以及该过程如何体现结构与功能相适应的观点。

【重、难点】流动镶嵌模型的基本内容。

【知识链接】

1.利用显微镜检测花生子叶是否含有脂肪的实验中，采用的检测试剂是_______________，染色后使用________________洗去浮色；原因是什么？

__________________________________________。

2.细胞膜主要由_____________和_____________组成。

此外，还有少量的____________。

3.细胞分泌的化学物质（如激素），随血液到达全身各处，与______细胞的细胞膜表面的_________结合，将信息传递给_____________。

【学习过程】

一．对生物膜结构的探索历程：

（一）阅读教材P65~P67资料分析，回答下列问题：

1.研究发现：

可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，说明细胞膜中含有。

2.科学家将红细胞的细胞膜中的脂质提取出来，在空气——水的界面上铺成单分子层，其面积是细胞膜表面积的2倍，说明：

脂质分子在细胞膜中为。

3.阅读教材P66“思考与讨论”回答第3题。

两层磷脂分子在细胞膜上是如何排布的？

你能否尝试画出。

（根据细胞所处环境以及细胞内部环境；磷脂分子的画法：

）

（二）阅读教材P67，回答下列问题：

1.细胞膜的结构特点：

细胞膜具有。

2.证明膜的结构特点的实验：

荧光染料标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验。

分别标记小鼠细胞和人细胞表面的_________分子→两种细胞融合→观察初始现象：

→在℃环境中经过40min→观察现象：

→表明细胞膜上的具有流动性。

二．生物膜的模型。

1.基本支架：

。

2.蛋白质分子有的__________在磷脂双分子层表面，有的部分或全部_磷脂双分子层中，有的整个磷脂双分子层。

据磷脂双分子层与蛋白质的排列关系，

能否尝试在右侧方框中画出膜的结构。

3.生物膜的结构特点：

具有______________。

因磷脂双分子层和大多数蛋白质分子都是可以运动的。

生物膜的功能特性：

。

4.特殊结构——糖被

（1）位置：

细胞膜的_______________。

（2）本质：

细胞膜上的_____________与___________结合形成的______________。

（3）作用：

与细胞表面的___________有关；在消化道和呼吸道上皮细胞表面的还有___________和_____________作用。

（4）除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和_______________结合而成的__________。

注：

糖类在细胞膜中分布很少，并且与蛋白质或脂质分子结合成___________或_________，只分布在膜的_____（内/外）表面，因此根据糖类的分布，可以判断细胞膜的内外侧。

【随堂练习】

1．维生素D能较水溶性维生素优先通过细胞膜，这是因为（）

A．细胞膜以磷脂双分子层作基本支架B.磷脂双分子层内不同程度地镶嵌着蛋白质

C．细胞膜的结构特点是具有一定的流动性D．细胞膜是选择透过性膜

2．某植物细胞叶绿体基质中的氧气分子进入相邻细胞的线粒体基质中，共穿过几层磷脂分子（）

A．4层B．6层C．8层D．12层

3．下列有关细胞膜的流动镶嵌模型叙述正确的是（）

A．蛋白质是覆盖在磷脂分子表面B．细胞膜中磷脂和大多数蛋白质都具有流动性

C．细胞膜两侧的分子性质和结构相同D．磷脂分子的疏水端朝向两侧，亲水端朝向内侧

4．生物膜的流动镶嵌模型认为生物膜是（）

①以磷脂双分子层为基本骨架②蛋白质一脂质一蛋白质的三层结构③静止的④流动的

A．①③B．②④C．①④D．②③

5．细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，下列实例中能反映该特点的是（）

①高尔基体形成的囊泡与细胞膜融合②变形虫能伸出伪足

③小肠绒毛上皮细胞对Na+、K+的吸收④内质网“出芽”形成囊泡与高尔基体膜融合⑤吞噬细胞吞噬病菌

A．①②⑤B．①②④⑤C．①②③④D．①②③④⑤

6．在细胞膜上，和细胞与细胞之间或者细胞与其他大分子之间互相联系，有密切关系的化学物质是（）

A．糖蛋白B．磷脂C．脂肪D．核酸

7．如右图为细胞膜的流动模型示意图，有关叙述不正确的是（）

A．具有

的一侧为细胞膜的外侧；

B．细胞膜表面

与细胞间的信息交流、识别有关；

C．

是磷脂分子，是组成细胞膜的基本支架，它是静止的；

D．细胞膜的选择透过性与

的种类和数量有关。

8．异体器官移植手术往往很难成功，最大的障碍就是异体细胞间的排斥，这主要是由于细胞膜具有识别作用，这种生理功能的结构基础是（）

A．细胞膜具有选择透过性B．细胞膜具有一定的流动性

C．细胞膜的外面有糖蛋白D．细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子构成

第三节物质跨膜运输的方式

【学习目标】说明物质进出细胞的方式

【重、难点】重点：

物质进出细胞的方式难点：

主动运输

【知识链接】

细胞膜的主要成分是，其结构特点是，功能特性是。

【学习过程】

物质进出细胞时，顺浓度梯度的扩散，统称为；逆浓度梯度的运输，称为

。

以上两类物质运输方式为跨膜运输。

此外还有其他运输方式。

一、被动运输

1、自由扩散：

物质通过进出细胞。

如：

、、、尿素、

脂溶性物质（如：

乙醇、苯、脂肪酸、胆固醇、性激素、VD）等。

⑴特点：

从（高/低）浓度向（高/低）浓度一侧运输。

⑵主要影响因素：

取决于细胞内外物质的，分子扩散速度与膜内外物质的浓度差成正比。

（如图A）

2、协助扩散：

进出细胞的物质借助的扩散，如：

葡萄糖进入红细胞。

⑴特点：

从浓度一侧向浓度一侧运输。

⑵主要影响因素：

物质运输速度与膜内外物质的浓度差有关，还与载体的种类和数量有关。

超过一定浓度时，运输速率不再增大，这主要是由于膜上载体蛋白的数量有限。

（如图B）

ABCD

二、主动运输

⑴特点：

从浓度一侧运输到浓度一侧；需要的协助，需要消耗。

⑵意义：

保证了活细胞，主动所需要的营养物质，排出。

⑶体现了细胞膜的功能特性：

。

⑷影响因素：

①是载体蛋白的种类和数量，它决定所运输物质的种类和数量。

②由于主动运输消耗能量，所以凡是能够影响供能的因素，如氧气浓度（如图D）、温度等，也都影响主动运输速度。

三、胞吞、胞吐（统称为膜泡运输）

大分子物质（如蛋白质）和颗粒物质，进入细胞的方式为，排出细胞的方式为，此过程需要消耗能量。

体现了细胞膜的结构特点：

。

【总结】1.看课本P70“问题探讨”的左图和P71、P72三幅示意图，完成下表。

运输方式

运输方向

是否需载体

是否需能量

举例

被动

运输

自由扩散

浓度→浓度

协助扩散

浓度→浓度

主动运输

浓度→浓度

2.完成课本P73“技能训练”

【当堂练习】

1、人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于（）

A、组织液中甘油的浓度B、细胞膜上的载体数量

C、细胞中ATP的能量D、细胞膜上的某载体数量

2、甲、乙两种物质分别依赖自由扩散（简单扩散）和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则（）

A、甲运输被促进B、乙运输被促进C、甲运输被抑制D、乙运输被抑制

3、能保证细胞按照生命活动的需要吸收营养物质的主要方式是（）

A、自由扩散B、胞吞C、主动运输D胞吐

4、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、二氧化碳由静脉进入肺泡内

C、原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞D、水分子出入细胞

5、如图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液吸收K+和NO3-的

曲线。

影响A、B两点和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

6、甲乙两种物质在细胞内外的浓度情况如下图所示，在进行跨膜运输

时，下列说法正确的是（）

A、甲运出细胞一定有载体蛋白的参与

B、甲进入细胞一定需要能量

C、乙运出细胞一定有载体蛋白的参与

D、乙进入细胞一定不需要能量

7、下列哪种物质分子不能以跨膜运输方式进入细胞（）

A、水分子和脂质分子B、不带电荷的小分子

C、带电荷的小分子或离子D、大分子或颗粒性物质

8、浸入物质的量浓度为1mol/LKNO3溶液中的洋葱表皮细胞，会产生质壁分离和质壁分离自动复原的现象。

在此过程中，物质进出细胞的方式先后有（）

A、自由扩散、主动运输B、自由扩散、主动运输、自由扩散

C、主动运输、自由扩散D、自由扩散、协助扩散、自由扩散

第五章细胞的能量供应和利用

第1节降低化学反应活化能的酶第一课时

【学习目标】1．说明酶在细胞代谢中的作用和本质。

2．通过阅读分析＂关于酶本质的探索＂的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。

３．进行有关的实验，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组。

【重、难点】1．酶的作用和本质2．酶能够降低化学反应的活化能。

【知识链接】

合成蛋白质的场所，原料；组成RNA的基本单位。

【学习过程】

一．细胞代谢：

中。

意义：

细胞代谢是细胞生命活动的基础。

二．实验：

比较过氧化氢在不同条件下的分解。

㈠、1.实验原理：

新鲜肝脏中含有较多的。

和Fe3+都能催化H2O2分解，H2O2分解产生。

2.目的要求：

通过比较H2O2在不同条件下分解的快慢，了解H2O2酶的作用和意义。

3.方法步骤：

⑴．取支洁净的试管，为1、2、3、4，并分别加入溶液。

⑵．2号试管放在的水浴中，1、3、4号试管放在常温下，且在3、4号试管内分别加入

溶液、液。

⑶．观察各试管中产生气泡的多少。

⑷．2~3min后，将点燃的卫生香分别放入和号试管内液面的上方，观察卫生香燃烧情况。

4.结果：

号试管内都有气泡产生，且号试管内产生的气泡最多。

号试管内卫生香的燃烧剧烈。

5.结论：

2号与1号试管比较：

说明；

4号与1号试管比较：

说明；

4号与3号试管比较：

说明。

㈡、思考回答问题：

1.课本P79讨论1、2、3、4。

结论：

在酶的催化作用下，细胞内化学反应在常温常压下高效的进行。

2.为什么要选用新鲜的肝脏？

答：

新鲜的肝脏中含有较多的H2O2酶。

为什么要将肝脏制成研磨液？

答：

研磨破坏细胞释放出H2O2酶，增大H2O2酶与H2O2的接触面积。

3.滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？

为什么？

答：

不能。

在滴入的氯化铁溶液中可能含少量肝脏研磨液，影响实验结果的准确性。

㈢、控制变量：

1.实验过程中可以变化的因素称为，包括、和三种。

其中，人为改变的变量（要研究的因素）称为，如上述实验中的；

随着的变化而变化的变量（观察的实验现象）称为，如上述实验中的。

2.对照实验：

设计实验时要遵循单一变量原则和对照原则。

对照原则是指要设置对照组和实验组；单一变量是指在对照实验中只有要研究的因素（即自变量）可以变化，无关变量保持相同。

三．酶在代谢中的作用

1.酶的作用：

作用。

2.意义：

使细胞代谢在的条件下快速进行。

3.原因：

酶能降低化学反应的。

活化能是指：

。

四．酶的本质阅读课本P81“关于酶本质的探索”，回答下列问题：

绝大多数酶的本质是，少数酶的本质是。

【思考】酶的合成场所：

或细胞核，合成酶的原料：

或。

【当堂练习】

1．对细胞来说，能量的获得和利用都必须通过（）

A．化学反应B．细胞代谢C．细胞活动D．细胞氧化

2．在过氧化氢酶和Fe3+的催化效率的实验中，把肝脏制成研磨液的目的是（）

A．有利于氧化氢酶的释放B．保护过氧化氢酶

C．提高过氧化氢酶的活性D．以上说法都不对

3.关于生物学实验中的变量，下列说法不正确的是（）

A.任何生物学实验中都要设置变量B.对照实验中应遵循单一变量原则

C.对照实验中一定存在自变量D.无关变量并不是与实验结果没有关系

4．生物体内的酶都（）

A．能使不能发生的化学反应发生B．能降低化学反应的活化能

C．是蛋白质D．在细胞内才能起作用

5．酶的水解产物是（）

A.氨基酸B.葡萄糖C.核糖核苷酸D.氨基酸或核糖核苷酸

6.在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂，结果应该是（）

A.产生气泡B.溶液呈蓝色C.溶液呈紫色D.产生砖红色沉淀

7.下列关于酶的叙述中，正确的是（）

A.酶只能在细胞内发挥作用B.细胞内绝大多数酶的合成场所是核糖体

C.所有酶的基本单位都是氨基酸D.酶的数量会因参与化学反应而减少

8．下列各图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。

正确的图解是（）

9.根据图给定的条件，回答下列问题：

⑴产生气泡多的试管是，原因是。

⑵使用的肝脏要尽量剪碎制成研磨液，原因是。

⑶向两个试管中滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，能否共用一个试管？

为什么？

。

⑷除观察卫生香燃烧是否猛烈外，请再给出一种简单的定性描述酶有较强活性的方法。