【課件】4.1 被動運輸課件高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

1、第四章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié) 被動運輸學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1.觀察滲透系統(tǒng)模式圖，說出滲透作用發(fā)生的條件(重點)2.結(jié)合植物細(xì)胞的失水和吸水，描述質(zhì)壁分離與復(fù)原過程，并利用其原理解釋相關(guān)的生活現(xiàn)象,分析和解決諸如合理施肥等實踐問題(難點)3.分析歸納自由擴散和協(xié)助擴散的異同,構(gòu)建物質(zhì)運輸速率與影響因素的關(guān)系模型生命觀念:認(rèn)同細(xì)胞膜具有選擇透過性，說出細(xì)胞滲透吸水與失水的過程與其結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的特點?？茖W(xué)探究：通過設(shè)計植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗以探究植物細(xì)胞的吸水與失水，分析實驗結(jié)果。科學(xué)思維：歸納比較兩種被動運輸方式的異同。利用滲透吸水與失水原理解釋相關(guān)生活現(xiàn)象。社會責(zé)任：指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，合理施肥

2、。情境設(shè)計1：模型-1滲透作用模型問題探討1： 漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？蔗糖溶液初始液面玻璃紙(半透膜)清水最終液面單位時間內(nèi)透過玻璃紙進(jìn)入漏斗的水分子比滲出的多學(xué)習(xí)任務(wù)一：滲透裝置分析，歸納發(fā)生滲透作用的條件如果用一層紗布代替玻璃紙，還會出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？蔗糖溶液初始液面玻璃紙(半透膜)清水最終液面2.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果又會怎樣？不會。蔗糖分子和水分子都可以透過紗布不會上升。 問題探討2： 1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？3.嘗試概括滲透作用的發(fā)生需要具備怎樣的條件?半透膜。半透膜兩側(cè)具有濃度差。滲透作用水分子（或其它溶劑分子）通過半透膜 的擴散蔗糖溶液初始

3、液面玻璃紙(半透膜)清水最終液面是不是半透膜兩側(cè)溶液只要存在濃度差，漏斗內(nèi)的液面就可以無限制地升高?當(dāng)漏斗內(nèi)液面升到一定高度時，漏斗內(nèi)的液面會對半透膜產(chǎn)生一定強度的靜水壓，這一強度的靜水壓使得單位時間內(nèi)，透過半透膜滲入漏斗水分子的數(shù)量與滲出漏斗水分子的數(shù)量相等。問題探討3：問題探討5：滲透作用中水的運輸方向滲透作用中水的運輸方向含水量高含水量高 半透膜半透膜水（溶劑）溶液濃度低滲透壓低含水量低溶液濃度高滲透壓高水分子順?biāo)肿禹樝鄬肯鄬康奶荻瓤缒み\動的梯度跨膜運動滲透壓：滲透壓：溶質(zhì)分溶質(zhì)分子子對水的吸引力對水的吸引力總體方向：水分子多水分子多 水分子少水分子少習(xí)題訓(xùn)練1右圖是滲透裝置示

4、意圖，請依圖說明(方括號內(nèi)寫圖序號，橫線上注名稱)：（1）典型的滲透裝置必須具備：具有 _；在其兩側(cè)具有_。 （2）圖中所示，最初溶液濃度 。（3）假如1為清水，2為淀粉糊。起始1與2的液面相同。過一段時間后。1 的液面高度比2的_；若分別向1與2中各滴3滴碘液，則1顯_色，2顯_色。3 半透膜濃度差2 1低無藍(lán)1 1、如圖在、如圖在U U型管中裝有兩種不同濃度的溶液型管中裝有兩種不同濃度的溶液R R和和S S，并被一半透膜，并被一半透膜X X隔開。與隔開。與S S（右邊）（右邊）相比，相比，R R（左邊）溶液濃度低，圖中陰影的（左邊）溶液濃度低，圖中陰影的深淺即代表濃度高低。當(dāng)深淺即代表濃度

5、高低。當(dāng)U U型管兩側(cè)水分進(jìn)型管兩側(cè)水分進(jìn)出達(dá)到相對平衡時，出達(dá)到相對平衡時，U U型管兩側(cè)的液面高度型管兩側(cè)的液面高度情況應(yīng)是（情況應(yīng)是（ ）B習(xí)題訓(xùn)練習(xí)題訓(xùn)練2 2 指物質(zhì)指物質(zhì)從相對含量多的地方向相對含量少的地方自由運動。從相對含量多的地方向相對含量少的地方自由運動。擴散作用擴散作用情境設(shè)計2滲透：滲透：是一種是一種特殊的擴散。特殊的擴散。僅指水分子等僅指水分子等溶劑溶劑分子分子透過透過半半透膜透膜，從相對含量多的地方向相對含量少的地方擴散從相對含量多的地方向相對含量少的地方擴散。擴散：擴散：指物質(zhì)從高濃度指物質(zhì)從高濃度低濃度的運動，低濃度的運動，可以通過半透膜，也可以不通過半透膜?？梢?/p>

6、通過半透膜，也可以不通過半透膜。如花香的飄散；蔗糖的溶解；氧氣通過如花香的飄散；蔗糖的溶解；氧氣通過肺泡和毛細(xì)血管壁進(jìn)入血液；甘油和脂肺泡和毛細(xì)血管壁進(jìn)入血液；甘油和脂肪酸被小腸上皮吸收等過程。一般相對肪酸被小腸上皮吸收等過程。一般相對于于溶質(zhì)溶質(zhì)而言。而言。小組討論：怎樣區(qū)分?jǐn)U散與滲透小組討論：怎樣區(qū)分?jǐn)U散與滲透學(xué)習(xí)任務(wù)二：通過水進(jìn)出哺乳動物紅細(xì)胞的示意圖，分析水進(jìn)出動物細(xì)胞的原理是通過滲透作用情境設(shè)計3：模型-2動物細(xì)胞的吸水與失水如果將裝置如果將裝置中的漏斗換中的漏斗換成細(xì)胞還會成細(xì)胞還會吸水嗎？吸水嗎？細(xì)胞吸水膨脹細(xì)胞失水皺縮細(xì)胞形態(tài)不變細(xì)胞質(zhì)的濃度外界溶液的濃度外界溶液的濃度細(xì)胞質(zhì)的

7、濃度外界溶液的濃度細(xì)胞質(zhì)的濃度=等滲溶液高滲溶液低滲溶液課堂活動：小組討論動物細(xì)胞,發(fā)生了什么現(xiàn)象呢？問題探討1.當(dāng)外界溶液的濃度低時，紅細(xì)胞一定會由于吸水而漲破嗎？2.紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物能透過細(xì)胞膜嗎？3.紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？ 1.紅細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度差，濃度 差越大時，細(xì)胞吸水或失水越多。 2.半透膜-細(xì)胞膜。想一想:1.臨床上輸液為什么要用生理鹽水？2.當(dāng)船員在海上遇到海難時,常常會因為缺失淡水而危及生命,在這種情況下,海員能通過飲用海水來補充水分嗎？為什么？（生命觀念） 吃比較咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感覺？為什么？干燥口渴，外界濃度度高，口腔和唇粘膜失水

8、植物細(xì)胞會出現(xiàn)滲透失水和吸水的情況嗎？植物細(xì)胞會出現(xiàn)滲透失水和吸水的情況嗎？1 1、在青菜上放、在青菜上放一些鹽一些鹽, ,一會兒后就可看到水分滲出。一會兒后就可看到水分滲出。2 2、對農(nóng)作物施肥過多，會造成、對農(nóng)作物施肥過多，會造成“燒苗燒苗”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 3 3、放蔫的青菜用清水浸泡一會兒后，又恢復(fù)新鮮、放蔫的青菜用清水浸泡一會兒后，又恢復(fù)新鮮 。情境設(shè)計3：學(xué)習(xí)任務(wù)三：探究植物細(xì)胞的吸水和失水原生質(zhì)層（全透性）(半透性）2.解釋生活現(xiàn)象：在青菜上放鹽,一會兒后有水分滲出。 ；對農(nóng)作物施肥過多，農(nóng)作物會萎蔫。 ；放蔫的青菜用清水浸泡，又恢復(fù)新鮮。 ；模型-3 植物細(xì)胞的吸水與失水詢問你的親

9、人或周圍的朋友，在沒有冰箱的年代，人們是如何保存豬肉等肉類食品的？你能用今天所學(xué)的知識進(jìn)行解釋嗎？提出問題提出問題作出假設(shè)作出假設(shè)設(shè)計實驗設(shè)計實驗進(jìn)行實驗進(jìn)行實驗( (結(jié)果結(jié)果) )實驗結(jié)論實驗結(jié)論水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過滲透作用嗎？水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過滲透作用嗎？原生質(zhì)層是原生質(zhì)層是不是不是相當(dāng)于一層半透膜？相當(dāng)于一層半透膜？原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜 探究植物細(xì)胞的吸水和失水探究植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞的細(xì)胞的正常形態(tài)正常形態(tài)高濃度蔗糖溶液中高濃度蔗糖溶液中在在中中設(shè)計思路：設(shè)計思路：將植物細(xì)胞浸潤在較高濃度蔗糖溶液（0.3g/mL)0.3g/mL)中，用顯微鏡觀察液

10、泡、原生質(zhì)層及細(xì)胞大小的變化；再浸潤在清水中，觀察其大小變化。 進(jìn)行實驗進(jìn)行實驗（方法步驟）選用紫色表皮細(xì)胞選用紫色表皮細(xì)胞第第1次次第第2次次（引流法）重復(fù)幾次重復(fù)幾次（引流法）第第3次次3 3次觀察：前后次觀察：前后對照、對照、自身對照自身對照外界溶液濃度 細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞 而出現(xiàn) ;失水吸水液泡大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小蔗糖溶液清水變 小逐漸恢復(fù)原來大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來位置原生質(zhì)層細(xì)胞壁與分離基本不變基本不變在中：在中：高濃度蔗糖溶液中: : （7）實驗結(jié)果是對照組是實驗組是對照組是實驗組自身對照自身對照質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原解釋（8）實驗結(jié)論: .原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜思考2：質(zhì)壁分

11、離產(chǎn)生的原因：內(nèi)因：原生質(zhì)層伸縮性 細(xì)胞壁伸縮性外因：外界溶液濃度 細(xì)胞液濃度大于大于思考4:將紫色洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞置于下列溶液,再置于清水,分別出現(xiàn)什么現(xiàn)象？0.3 g/mL蔗糖溶液： 再人工置于清水： 。0.5 g/mL蔗糖溶液： 再人工置于清水： 。1 mol/L KNO3溶液 。質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原快速質(zhì)壁分離質(zhì)壁不能復(fù)原先質(zhì)壁分離 , 后自動復(fù)原思考思考1 1：你知道這里的你知道這里的“質(zhì)質(zhì)”與與“壁壁”分別指什么嗎？分別指什么嗎？“質(zhì)”指原生質(zhì)層，“壁”指細(xì)胞壁思考3：能發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞： ； ； 。 植物細(xì)胞成熟細(xì)胞活細(xì)胞 思考討論：質(zhì)壁分離的材料若換成洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮，如何

12、觀察實驗現(xiàn)象呢？思考討論：質(zhì)壁分離的材料若換成洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮，如何觀察實驗現(xiàn)象呢？ 若不染色，什么植物細(xì)胞可以作為良好的實驗材料？若不染色，什么植物細(xì)胞可以作為良好的實驗材料？實驗拓展(1)判斷成熟植物細(xì)胞的死活一定濃度蔗糖溶液 發(fā)生質(zhì)壁分離 不發(fā)生質(zhì)壁分離(2)測定細(xì)胞液濃度范圍一系列梯度濃度 的蔗糖溶液 細(xì)胞液濃度介于: 未質(zhì)壁分離與剛質(zhì)壁分離的濃度之間(3)比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大小同一濃度蔗糖溶液發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間越短 , 細(xì)胞液濃度越小；(4)鑒別不同種類的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)活的成熟植物細(xì)胞 質(zhì)壁分離，不能自動復(fù)原 質(zhì)壁分離，且自動復(fù)原2.被動運輸分為：1.被

13、動運輸概念: 自由擴散協(xié)助擴散學(xué)習(xí)任務(wù)四：被動運輸情景設(shè)計4：觀察下圖思考討論下列問題像水分子這樣，物質(zhì)以擴散方式進(jìn)出細(xì)胞，不消耗細(xì)胞內(nèi)像水分子這樣，物質(zhì)以擴散方式進(jìn)出細(xì)胞，不消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱被動運輸?；瘜W(xué)反應(yīng)釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱被動運輸。水分子1.1.概念概念：物質(zhì)通過物質(zhì)通過 進(jìn)出細(xì)胞的方式。進(jìn)出細(xì)胞的方式。簡單的擴散作用簡單的擴散作用O O2 2、COCO2 2、N N2 2水水脂溶性小分子脂溶性小分子( (乙醇、甘油、苯乙醇、甘油、苯) )3.3.特點特點: : 順濃度梯度運輸順濃度梯度運輸不需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助不需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助不消耗細(xì)胞

14、內(nèi)的能量不消耗細(xì)胞內(nèi)的能量4.4.影響自由擴散速率的因素影響自由擴散速率的因素: : 。濃度差濃度差運輸速率運輸速率自由擴散自由擴散被運輸物質(zhì)的濃度被運輸物質(zhì)的濃度學(xué)習(xí)任務(wù)四：被動運輸2 2物質(zhì)：物質(zhì)：: : 3.物質(zhì): 。2.特點: 。4.影響協(xié)助擴散速率的因素: 。順濃度梯度運輸需轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助不消耗細(xì)胞內(nèi)的能量水分子*、離子、葡萄糖與氨基酸濃度差 , 轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量協(xié)助擴散被運輸物質(zhì)的濃度運輸速度運輸速度 轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量協(xié)助擴散 1.概念：借助膜上的 進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì) 方式。轉(zhuǎn)運蛋白擴散運輸速率運輸速率PP點后速率受轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量限制學(xué)習(xí)任務(wù)四：被動運輸 載體蛋白通道蛋白 轉(zhuǎn)運特點轉(zhuǎn)運蛋白構(gòu)象是否

15、改變轉(zhuǎn)運蛋白是否與被轉(zhuǎn)運分子結(jié)合是否有特異性實例 只容許與自身“結(jié)合部位相適應(yīng)” 的分子或離子通過 只容許與自身“通道的直徑和形狀相適配、 通道的大小和電荷相適宜” 的分子或離子通過載體蛋白構(gòu)象改變通道蛋白構(gòu)象不改變 載體蛋白與被轉(zhuǎn)運分子結(jié)合 通道蛋白與被轉(zhuǎn)運分子不結(jié)合具有特異性具有特異性葡萄糖通過載體蛋白進(jìn)入紅細(xì)胞水分子通過水通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞K+通過鉀離子通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞現(xiàn)象現(xiàn)象：水分子跨膜運輸速率大于自由擴散速率研究結(jié)果研究結(jié)果：水分子通過自由擴散和水通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞，其中借助水通道蛋白更為主要問題與假設(shè)問題與假設(shè)：水分子除自由擴散外，還存在其它運輸方式 水分子的兩種跨膜方式：水通道蛋白P67自由擴散：自由擴散：指物質(zhì)通過簡單的指物質(zhì)通過簡單的擴散擴散進(jìn)出細(xì)胞的方式，又稱簡單擴散。進(jìn)出細(xì)胞的方式，又稱簡單擴散。肺泡肺泡O2肺泡壁肺泡壁學(xué)習(xí)任務(wù)四：被動運輸組織間隙組織間隙組織組織細(xì)胞細(xì)胞管管血血細(xì)細(xì)毛毛肺泡肺泡O O2 2O O2 2O O2 2O O2 2O