高中生物 第二节物质出入细胞的方式辅导教案 浙科版.docx
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高中生物第二节物质出入细胞的方式辅导教案浙科版
2019-2020年高中生物第二节物质出入细胞的方式辅导教案浙科版
导学诱思
一、扩散和渗透
1.扩散:
分子从高浓度处向低浓度处运动的现象。
扩散的结果是该分子分布均匀,直到平衡。
2.渗透:
水分子通过膜的扩散称为渗透。
(1)渗透作用的结果是水分子从其分子数相对较多处向相对较少处扩散。
(2)细胞的吸水和失水:
当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时,细胞吸水膨胀;当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时,细胞失水皱缩;当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时,水分进出细胞处于动态平衡。
(3)植物细胞的质壁分离和复原:
当细胞液浓度小于外界溶液浓度时,细胞通过渗透作用失水,细胞壁和原生质层发生分离,此现象称为质壁分离。
发生质壁分离的细胞,当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞通过渗透作用吸水,细胞壁和原生质层慢慢地恢复成原来的状态,此现象称为质壁分离复原。
提示你知道盐碱地不长庄稼的原因吗?
趣味思考:
盐碱地的土壤溶液浓度大于根毛细胞液的浓度,导致植物不能吸水反而失水,使植物脱水死亡。
二、被动转运
1.概念:
物质由浓度较高的一侧转运至浓度较低的一侧,称为被动转运。
2.易化扩散:
物质由高浓度扩散进入低浓度;需要载体协助,但是不消耗能量。
提示我们从外界吸收的氧气通过呼吸道进入肺泡,然后进入血液,通过血液循环运送到人体各个部位的组织细胞,被线粒体利用。
整个过程共穿过的生物膜的层数是多少?
其穿膜方式是什么?
趣味思考:
共穿过的生物膜的层数是11层。
穿膜方式是扩散。
三、主动转运
1.概念:
从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动转运。
2.特点:
物质由低浓度进入高浓度;需要载体协助;消耗能量。
3.主动转运是细胞最重要的吸收或排出物质的方式。
4.实例:
离子、氨基酸等。
提示我们吃的海带细胞中含有大量的碘,而海水中碘的含量很低,那么海带细胞是以什么方式吸收碘?
趣味思考:
主动转运。
四、胞吞和胞吐
特点:
物质穿过细胞膜层数为零层;不需要载体;消耗能量。
核心解读
1.渗透作用的原理
(1)渗透作用:
是指水分通过半透膜的扩散。
(2)发生渗透作用的条件:
一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。
即一个完整的渗透系统是由两个溶液体系(A和B)以及隔在二者中间的半透膜构成的。
(3)原理:
当溶液浓度A>B时,水分子通过半透膜由B流向A;当溶液浓度A<B时,水分子通过半透膜由A流向B;当溶液浓度A=B时,则处于动态平衡状态。
特别提醒
水分子通过半透膜是双向扩散,直至动态平衡。
扩散的结果是水由单位体积水分子多的一侧流入单位体积水分子少的一侧。
2.植物细胞发生质壁分离和质壁分离复原的原因
(1)内部原因:
构成植物细胞的细胞壁和原生质层都具有一定程度的伸缩性,但细胞壁的伸缩性较小,而原生质层的伸缩性较大,这样细胞壁和原生质层之间才能发生分离和复原现象。
(2)外部原因:
外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时,细胞液的水分就透过原生质层进入外界溶液中,原生质层的体积缩小,而细胞壁伸缩性小,原生质层与细胞壁逐渐分离开来,也就是逐渐发生了质壁分离,当外界溶液浓度小于细胞液的浓度时,外界溶液中的水分子就透过原生质层进入细胞液中,整个原生质层的体积逐渐膨大,恢复成原来的状态,使植物细胞发生质壁分离复原。
特别提醒
成熟的植物细胞在KNO3溶液中既能发生质壁分离,又能发生质壁分离复原。
3.植物细胞质壁分离与复原实验有以下几方面的应用:
(1)判断细胞的死活
(2)测定细胞液浓度范围
待测细胞+一系列浓度梯度的分离剂细胞液浓度范围等于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。
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞+同一浓度的分离剂刚发生质壁分离时所需时间比较→判断质壁分离速度(或细胞液浓度)。
(4)比较未知浓度的溶液浓度大小
同一植物的成熟细胞+未知浓度的溶液刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小(时间越短,未知溶液的浓度越大)。
(5)验证原生质层和细胞壁伸缩性大小:
(6)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
成熟植物细胞+不同种类溶液→
4.影响物质运输速率的曲线分析
(1)物质浓度(在一定浓度范围内)对运输速率的影响曲线:
扩散
易化扩散或主动转运
规律总结
①扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧,其动力是两侧溶液的浓度差,在一定浓度范围内,随物质浓度的增大,其运输速率与物质浓度成正比。
②易化扩散和主动运输的共同特点是都需要载体协助。
在物质浓度较低时,随物质浓度的增大,运输速率也逐渐增大,到达一定物质浓度时,由于受膜上载体数量的限制,运输速率不再随浓度增大而增大。
(2)氧气浓度对物质运输速率的影响曲线:
扩散或易化扩散
主动转运
规律总结
①扩散和易化扩散统称为被动运输,其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧,其运输的动力都是浓度差。
②主动转运方式既需要载体协助又需要消耗能量。
在氧气浓度为零时,通过细胞厌氧呼吸供能,但厌氧呼吸产生能量较少所以运输速率较低,在一定范围内随氧浓度升高,需氧呼吸加强,产生的能量逐渐增多,所以运输速率不断加快,当氧浓度足够高时,能量供应充足,但由于受到载体数量的限制,运输速率不再随氧浓度增大而加快。
题例领悟
题型一 渗透作用发生的条件
【例题1】如图所示,在U形管中部c处装有半透膜,在a侧加入细胞色素C(相对分子质量为1.3万道尔顿的蛋白质)水溶液(红色),b侧加入清水,并使a、b两侧液面高度一致,经一段时间后,实验结果将是( )
A.a、b两液面高度一致,b侧为无色
B.a、b两液面高度一致,b侧为红色
C.a液面低于b液面,b侧为红色
D.a液面高于b液面,b侧为无色
解析:
本题考查渗透作用发生的条件。
水分子能够透过半透膜进行扩散,这种扩散是渗透作用,而蛋白质分子不能通过半透膜。
图中半透膜的a侧溶液浓度大于b侧溶液浓度,所以水分子通过半透膜由b侧向a侧扩散的速度大于由a侧向b侧扩散的速度,最终表现出a侧液面高于b侧液面。
蛋白质分子不能透过半透膜,所以a侧仍为红色,b侧为无色。
答案:
D
反思感悟
水分子通过半透膜是双向扩散,直至动态平衡。
题型二 渗透作用在生产实践中的应用
【例题2】(xx上海高考,20)在保持细胞存活的条件下,蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如右图。
若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中,则该萝卜条的质量将( )
A.不变B.增大C.减小D.先增后减
解析:
b浓度溶液中,萝卜条质量减小,说明萝卜条在失水,重新放在浓度小于b的a浓度溶液中,萝卜条会吸水,质量将增大。
答案:
B
反思感悟
当细胞液浓度小于外界溶液浓度时,细胞渗透失水;当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞渗透吸水。
题型三 质壁分离与复原的观察与应用
【例题3】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
解析:
观察植物细胞质壁分离实验时,植物细胞始终处于生活状态,若将装片在酒精灯上加热后,细胞会死亡,将无法观察到质壁分离现象;若用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后,只有大于细胞液浓度的溶液才有可能使细胞失水出现质壁分离后自动复原现象,而等于或小于细胞液浓度的溶液则不能使其发生质壁分离;若细胞发生质壁分离不能复原时,说明细胞过度失水已死亡,细胞的正常生理功能已完全丧失。
故A、C、D三项都错误。
由于植物细胞外面有细胞壁的保护作用,所以当植物细胞浸浴在清水中时,也不会由于吸水过多而膨胀破裂。
答案:
B
反思感悟
质壁分离与复原实验可证明细胞的死活,成熟的植物细胞的原生质层具有半透膜的作用,细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性,成熟的植物细胞是一个渗透系统。
题型四 物质出入细胞的方式
【例题4】甲(○)乙(●)两种物质在细胞膜两侧的分布情况如下图(颗粒的多少表示浓度的高低),在进行跨膜运输时,下列说法正确的是( )
A.甲进入细胞一定需要能量
B.甲运出细胞一定不需要能量
C.乙进入细胞一定有载体蛋白的参与
D.乙运出细胞一定有载体蛋白的参与
解析:
物质进出细胞的形式主要有:
被动转运和主动转运等方式,乙物质在细胞膜外浓度低,在细胞膜内浓度高,按照主动转运的定义,进入细胞应为主动转运,必须有载体的参与。
答案:
C
反思感悟
物质进出细胞的方式有明显的区别:
被动转运是从高浓度向低浓度运输,主动转运是从低浓度到高浓度运输,需要载体和能量。
题型五 胞吞和胞吐的应用
【例题5】新生儿小肠上皮细胞通过消耗能量,可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白(大分子物质)和半乳糖。
这两种物质被吸收到血液中的方式是( )
A.主动转运、主动转运
B.内吞、主动转运
C.主动转运、内吞
D.被动转运、主动转运
解析:
新生儿可直接吸收免疫球蛋白,免疫球蛋白是大分子物质,不能正常通过细胞膜,必须先与膜融合,然后内陷形成小泡与细胞膜分离,这样才能进入细胞内部,该运输方式为内吞;半乳糖为小分子物质,进入小肠上皮细胞,消耗能量,为主动转运。
答案:
B
反思感悟
大分子物质出入膜的方式是胞吞和胞吐,穿过细胞膜的层数为零层,需要消耗能量。
随堂训练
1.物质通过主动转运或胞吞作用进入细胞的共同特点是( )
A.都依赖于细胞膜的流动性
B.都属于细胞膜的选择透过性
C.都需要消耗能量
D.都需要载体蛋白
解析:
主动转运过程需要载体也需要能量;胞吞和胞吐依赖膜的流动性,也需要能量。
答案:
C
2.下图能够表示洋葱表皮细胞在质壁分离及其复原过程中,液泡体积变化的是( )
解析:
本题考查对细胞质壁分离及其复原的理解。
在质壁分离时,液泡因失水而逐渐缩小,当复原时,液泡因吸水而又逐渐胀大。
答案:
B
3.科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系,分别用下图中四条曲线表示,在研究具体的物质X时,发现与曲线②和④相符。
试问:
细胞膜运输物质X的方式是( )
A.自由扩散B.主动转运
C.胞吞D.胞吐
解析:
分析跨膜运输的方式,主要应从影响跨膜运输的因素入手,尤其从载体蛋白和能量两方面考虑。
曲线①说明运输速度与物质的量浓度呈正相关,不受其他因素的限制,应为扩散。
因为氧气浓度的高低影响细胞呼吸,进而影响能量的供应,而主动转运需要消耗能量,曲线③说明运输速度与氧气浓度无关,说明这种方式不是主动转运,而是一种被动运输方式。
曲线②在一定浓度范围内随物质的量浓度升高运输速度加快,当达到一定程度后,由于受到载体数量的限制,运输速度不再增加,而保持稳定,说明这种运输需要载体,不是扩散,可能是主动转运。
曲线④说明运输速度与氧气浓度有关,说明这个过程是需要能量的,只能是主动转运。
经综合分析,运输物质X的方式是主动转运。
答案:
B
4.用呼吸抑制剂处理红细胞,则下列物质吸收量显著减少的一组是( )
A.葡萄糖、氨基酸
B.K+、氨基酸
C.O2、H2O
D.甘油、脂肪酸
解析:
红细胞吸收葡萄糖为被动转运。
吸收离子是主动转运。
答案:
B
2019-2020年高中生物第二节特异性反应(免疫应答)辅导教案浙科版
导学诱思
一、非特异性免疫
1.第一道防线:
包括身体表面的物理屏障和化学防御。
皮肤、消化、呼吸、泌尿、生殖等管道的黏膜。
2.第二道防线:
体液中杀菌物质:
某些白细胞和血浆蛋白。
作用:
对各种病原体都有防御作用。
思考:
我们生活的环境中生活着许多细菌等病原体,可是我们并没有生病,知道主要原因是什么吗?
提示:
人体通过第一道和第二道免疫屏障阻挡细菌等病原体的侵入,保护我们的身体。
二、特异性免疫
1.免疫应答:
针对特定病原体发生的特异反应。
2.免疫细胞:
起源于骨髓中的淋巴干细胞,包括B淋巴细胞和T淋巴细胞。
3.抗原:
能够引起机体产生特异性免疫应答的物质。
4.抗体:
B淋巴细胞合成能与特定抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。
5.种类:
特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。
前者主要是浆细胞分泌的抗体起作用;后者主要靠效应T细胞使宿主细胞裂解死亡。
6.T细胞与细胞免疫
(1)感应阶段:
即抗原的处理、呈递和识别阶段。
(2)增殖分化阶段:
T细胞接受抗原刺激后,开始进行一系列的增殖分化,产生大量的效应T细胞和少量的记忆T细胞。
(3)效应阶段:
一部分效应T细胞与靶细胞结合,分泌一种称为穿孔素的蛋白质,导致靶细胞膜的通透性增加,最终使靶细胞裂解或凋亡,靶细胞内的病毒等抗原失去了藏身之地,易与抗体结合,最终被清除掉。
另一部分效应T细胞还能分泌淋巴因子,如白细胞介素、干扰素等,能增强各种有关细胞的免疫功能。
7.B细胞与体液免疫
(1)感应阶段:
少数抗原可直接刺激B细胞,使之长大并迅速分裂。
多数抗原要先经过吞噬细胞的吞噬、加工和处理,然后呈递给T细胞,再呈递给B细胞。
(2)增殖分化阶段:
B细胞接受抗原刺激后经过分裂、增殖和分化后,最终将在体内形成大量的效应B细胞以及少量的记忆B细胞。
效应B细胞的主要功能是专门合成和分泌大量抗体。
抗体是一种免疫球蛋白,主要分布于血浆、淋巴中,少量分布于组织液及外分泌液中。
记忆B细胞一方面能产生抗体,另一方面当同一种抗原第二次入侵时,记忆B细胞能形成大量的效应B细胞,继而产生更强的特异性免疫反应。
(3)效应阶段:
这一阶段抗体与抗原特异性结合,发挥免疫效应。
思考:
得过麻疹的人不会再感染麻疹病毒,为什么?
提示:
初次感染麻疹病毒后,起动体液免疫和细胞免疫,使机体产生抗体和记忆细胞,所以有了终生的免疫力。
三、免疫接种
1.免疫接种或预防接种是以诱发机体免疫应答为目的,预防某种传染性疾病的方法。
2.方式:
(1)主动免疫;
(2)被动免疫。
合作探究
探究一:
理解特异性免疫的物质基础和结构基础
(1)免疫器官:
胸腺、骨髓、脾、淋巴结等。
(2)免疫细胞:
淋巴细胞、吞噬细胞等。
(3)体液中的各种抗体和淋巴因子等。
(4)免疫系统的组成
探究二:
理解与免疫有关的细胞
来源
功能
吞噬细胞
造血干细胞(淋巴干细胞)
处理、呈递抗原,吞噬抗体抗原结合体
B细胞
造血干细胞(淋巴干细胞)
识别抗原,分化成为效应细胞、记忆细胞
T细胞
造血干细胞在胸腺中发育
识别、呈递抗原,分化成效应细胞,记忆细胞、效应T细胞
效应B细胞
B细胞或记忆细胞
分泌抗体
效应T细胞
T细胞或记忆细胞
分泌淋巴因子,与靶细胞结合发挥免疫
记忆细胞
B细胞或T细胞
识别抗原,分化成相应的效应细胞
探究三:
体液免疫与细胞免疫
体液免疫和细胞免疫之间既有区别又有联系。
1.区别
体液免疫和细胞免疫作用的对象不同,体液免疫通过分泌抗体与侵入机体的抗原特异结合,从而消除对机体的伤害;而细胞免疫是把被抗原侵入的细胞裂解消灭。
二者的作用方式也不同,体液免疫是效应B细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合;细胞免疫中效应T细胞与靶细胞密切接触发挥作用,同时效应T细胞释放淋巴因子,促进细胞免疫的作用。
项目
体液免疫
细胞免疫
作用对象
抗原
被抗原侵入的宿主细胞(即靶细胞)
作用方式
效应B细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合
1.效应T细胞与靶细胞密切接触2.效应T细胞释放淋巴因子,促进细胞免疫的作用
2.联系
体液免疫和细胞免疫都属于特异性免疫,二者相互配合,共同发挥免疫效应。
抗原进入组织细胞形成靶细胞后,只有通过细胞免疫,使靶细胞裂解,再通过抗体将其凝集或形成沉淀,最终通过吞噬细胞将其彻底消灭。
题例领悟
【例题1】xx广东卷,28(多选)研究人员培育了一种称为“裸鼠”的实验动物,这种鼠缺少胸腺,其免疫功能表现为()
A.体内淋巴细胞的种类减少B.体液免疫功能维持正常
C.进入体内的细菌仍能被裂解D.机体仍能产生浆细胞
解析:
缺少胸腺,造血干细胞不能分化产生T细胞,细胞免疫丧失,体液免疫功能下降;体液中有吞噬细胞,进入体内的细菌首先可能被体液中的吞噬细胞吞噬。
“裸鼠”无胸腺,无T细胞;细菌被裂解是效应T细胞的功能;有些抗原可以直接刺激B淋巴细胞,B细胞增殖分化产生浆细胞,所以机体仍能产生浆细胞(效应B细胞)。
答案:
AD
领悟
B、T细胞都是起源于骨髓造血干细胞,造血干细胞在骨髓内分化形成B细胞,在胸腺内分化形成T细胞。
受抗原刺激B细胞分化形成浆细胞,T细胞分化形成效应T细胞。
浆细胞在体液免疫中发挥重要作用,效应T细胞在细胞免疫中发挥重要作用。
【例题2】xx全国理综卷Ⅰ,2某种病菌感染人体并侵入细胞内后,机体可以对该靶细胞产生免疫反应,其中有()
A.效应B细胞接触靶细胞,导致靶细胞裂解,从而使病菌抗原被白细胞介素消灭
B.效应B细胞接触靶细胞,导致靶细胞裂解,从而使病菌抗原被抗体消灭
C.效应T细胞接触靶细胞,导致靶细胞裂解,从而使病菌抗原被外毒素消灭
D.效应T细胞接触靶细胞,导致靶细胞裂解,从而使病菌抗原被抗体消灭
解析:
病菌进入人体并侵入细胞内后,机体通过效应T细胞对靶细胞产生免疫反应,效应T细胞与靶细胞接触,激活靶细胞内的溶酶体酶,导致靶细胞破裂,抗原被暴露出来,进而被相应的抗体消灭。
答案:
D
领悟
处于体液中的抗原机体通过体液免疫消灭,已经侵入细胞内的抗原通过细胞免疫来消灭,需要体液免疫的配合协助。
【例题3】xx全国理综卷Ⅱ,2切除胸腺的幼年小鼠,其免疫功能表现为()
A.细胞免疫缺陷、体液免疫功能下降B.细胞免疫、体液免疫功能均正常
C.细胞免疫缺陷、体液免疫功能正常D.细胞免疫正常、体液免疫功能下降
解析:
胸腺是造血干细胞发育成T细胞的场所,没有胸腺机体不能形成T细胞,导致细胞免疫丧失,由于T细胞在体液免疫中起到呈递、识别抗原的作用,所以体液免疫也大大降低,只有少数抗原直接呈递给B细胞的才能发挥体液免疫的作用。
答案:
A
领悟
T细胞、B细胞都是起源于造血干细胞(淋巴干细胞),B细胞的发育场所是骨髓,T细胞的发育场所是胸腺。
课堂反馈
1.B淋巴细胞和T淋巴细胞共有的特点是()
A.产生抗体B.产生记忆细胞C.导致靶细胞裂解D.与抗原特异性结合
解析:
B淋巴细胞的功能是识别抗原,分化为浆细胞和记忆细胞;T淋巴细胞的功能是识别、呈递抗原,分化为效应T细胞和记忆细胞,所以共有的特点是产生记忆细胞。
答案:
B
2.在首次感染中,记忆细胞直接产生于()
A.吞噬细胞B.B细胞或T细胞C.造血干细胞D.效应细胞
解析:
在首次感染中,抗原经过处理,呈递给B细胞,然后B细胞或T细胞增殖分化形成记忆细胞以及效应B细胞或效应T细胞,二次感染时,记忆细胞迅速增殖分化形成效应B细胞或效应T细胞。
答案:
B
3.对体液免疫和细胞免疫的异同表述不正确的是()
A.体液免疫中,抗体和抗原发生特异性结合,发挥免疫效应
B.细胞免疫中,效应T细胞的攻击目标是已经被抗原入侵了的宿主细胞
C.有免疫效应的是效应淋巴细胞
D.效应淋巴细胞都来自骨髓造血干细胞,都在骨髓中分化、发育成熟
解析:
效应淋巴细胞包括两种:
效应T细胞和效应B细胞,其形成过程如下:
答案:
D
4.下列属于特异性免疫的是()
A.泪液中的溶菌酶可杀死沙眼衣原体B.淋巴结内的吞噬细胞吞噬侵入人体的链球菌
C.胃液中的盐酸可杀死部分进入胃内的细菌D.体内的天花抗体能防御天花病毒
解析:
免疫可分为非特异性免疫和特异性免疫。
非特异性免疫是对一切病原体起作用,而不是专门对一种病原体起作用,如皮肤的屏障作用、吞噬细胞的吞噬作用、泪液和唾液中的溶菌酶的杀菌作用等都属于此类。
特异性免疫通常只对某一特定的病原体或异物起作用,具特异性。
答案:
D
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