被動運輸（第一課時）課件 高一上學期生物人教版（2019）必修1

將細胞與外界環(huán)境分割開來控制物質(zhì)進出進行細胞間的信息交流為什么細胞膜具有選擇透過性？細胞膜如何控制物質(zhì)輸入和輸出？細胞膜的功能4.1被動運輸（水進出細胞的原理）

1滲透作用水往高處流？半透膜：小分子物質(zhì)通過，大分子物質(zhì)不能通過。滲透現(xiàn)象演示動畫演示動畫演示蔗糖分子水分子單位體積內(nèi)的水分子數(shù)：燒杯（清水）＞漏斗（蔗糖溶液）單位時間內(nèi)水分子透過的數(shù)量：燒杯→漏斗＞漏斗→燒杯所以，漏斗液面升高1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高?滲透作用：水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜由低濃度溶液向高濃度溶液擴散的過程。滲透現(xiàn)象演示動畫演示動畫演示蔗糖分子水分子3.如果燒杯中不是清水,而是同樣濃度的蔗糖溶液結果會怎樣?2.如果用一層紗布代替玻璃紙,漏斗管內(nèi)的液面還會升高嗎?液面不會升高，因紗布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透。液面也不會升高，半透膜兩側溶液的濃度相等時，單位時間內(nèi)透過半透膜進入長頸漏斗的水分子數(shù)量等于滲出的水分子數(shù)量。條件一：半透膜條件二：濃度差低濃度溶液滲透作用滲透作用的概念：②半透膜的兩側的溶液具有濃度差。滲透作用發(fā)生的條件：①具有半透膜。水分子滲透方向：水分子（或其他溶劑分子）透過半透膜，從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散高濃度溶液讓小分子通過而大分子不能通過的一類多孔性薄膜的總稱。水分子數(shù)多水分子水少鹽水清水滲透現(xiàn)象演示動畫演示動畫演示蔗糖分子水分子思考：①滲透時水只從水多處向水少處擴散嗎？②漏斗的液面會一直升高嗎？③當漏斗的液面不再上升時，半透膜兩側的溶液濃度是否相等？水分子是雙向移動的不會不相等如果將裝置中的漏斗換成細胞還會不會吸水？水分子通過細胞膜進出細胞也是同樣的原理嗎？細胞會發(fā)生什么樣的變化？2水進入動物細胞的原理外界溶液細胞膜半透膜蔗糖溶液細胞質(zhì)基質(zhì)相當于相當于①紅細胞與外界溶液組成了一個滲透系統(tǒng)。②紅細胞的細胞膜相當于一層半透膜，水分通過滲透作用進出紅細胞。滲透原理的應用——水進出動物細胞的原理資料一：活細胞內(nèi)的生物膜只允許水分子自由透過，其所選擇的離子及一些小分子物質(zhì)也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子物質(zhì)均不能透過，是嚴格的半透膜。細胞吸水膨脹細胞失水皺縮細胞保持正常狀態(tài)外界溶液濃度_______細胞質(zhì)濃度外界溶液濃度____細胞質(zhì)濃度小于等于外界溶液濃度_______細胞質(zhì)濃度大于結論：水進出紅細胞的方式是滲透作用

滲透原理的應用——水進出動物細胞的原理低滲溶液等滲溶液高滲溶液正常情況下，血紅蛋白位于紅細胞內(nèi)，但如果血紅蛋白出現(xiàn)在血漿中，則說明紅細胞已破裂，發(fā)生了溶血現(xiàn)象。生活中，新生兒溶血癥常表現(xiàn)為黃疸等癥狀。溶血的原因有細菌、瘧原蟲的寄生，蛇毒侵染，抗原—抗體反應等。相當于半透膜只能根據(jù)自身孔徑的大小，篩選濾過相應的溶質(zhì)顆粒，而生物膜卻有神奇的選擇透過性，尤其是具有主動運輸功能，這是生物膜的生命屬性，這種屬性與其所含的蛋白質(zhì)等生物活性物質(zhì)有關。1.為什么以哺乳動物的成熟紅細胞為實驗材料？①哺乳動物的成熟紅細胞，沒有細胞核及眾多的細胞器，避免細胞核及各種有膜的細胞器對細胞吸水、失水的影響；②哺乳動物的紅細胞具有運輸氧氣的功能，其內(nèi)部有大量的血紅蛋白。當將其置于低濃度溶液中時，膜兩側存在濃度差。2.紅細胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物能夠透過細胞膜嗎？這些有機物相當于“問題探討”所示裝置中的什么物質(zhì)？血紅蛋白是大分子有機物，不能透過細胞膜，它相當于“問題探討”中的蔗糖分子。3.紅細胞的細胞膜是否相當于一層半透膜？是（是相當于，不是等同于）4.當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？不一定。因為紅細胞吸水膨脹后細胞內(nèi)液濃度也會下降，如果，外界的濃度不是特別低，當下降到和外界濃度平衡，此時，紅細胞將不再吸水。5.紅細胞吸水或失水取決于什么條件？取決于紅細胞內(nèi)外濃度差。生理鹽水的濃度和血漿濃度基本一致，血細胞不會因為過度吸水或者失水而出現(xiàn)形態(tài)結構異常。6.想一想，臨床上輸液為什么要用生理鹽水？3水進入植物細胞的原理與生活的聯(lián)系§有些萎蔫的菜葉浸泡在清水中，不久，菜葉就會變得硬挺?！鞂撞硕缢樽鲳W時，常常要放一些鹽，稍過一會兒就可見到有水分滲出?！鞂r(nóng)作物施肥過多，會造成“燒苗”現(xiàn)象水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？提出問題3水進入植物細胞的原理成熟植物的細胞結構請說出植物細胞和動物細胞在結構上的主要區(qū)別葉綠體細胞壁大液泡1.植物細胞的細胞壁能否控制水分或溶質(zhì)分子進出細胞呢？

否，植物細胞的細胞壁是全透性的，水分或大部分溶質(zhì)分子均可以自由地通過細胞壁細胞壁對細胞的失水無影響。細胞壁的作用主要是保護和支持細胞，伸縮性比較小，因有細胞壁的約束，即使細胞內(nèi)外有濃度差，植物細胞也不能無限地吸水2.植物細胞的細胞壁能否影響吸水與失水？成熟植物細胞模式圖細胞壁細胞膜細胞液細胞質(zhì)液泡膜滲透原理的應用——水進出植物細胞的原理除了豐富的水之外，液泡內(nèi)的細胞液中還含有無機鹽離子、糖類、氨基酸等多種溶質(zhì)，這也使得細胞液的滲透壓較高，使植物細胞能夠從細胞外吸水而保持充盈狀態(tài)，因此產(chǎn)生的原生質(zhì)體對細胞壁的側壓力，使柔軟的植物組織得到了支撐。細胞壁的保護作用體現(xiàn)在防止細胞因吸水過多而破裂以及將一些病原微生物阻擋在細胞外等方面；細胞壁的支持作用主要得益于大量的纖維素分子通過氫鍵聯(lián)結成微纖維，后者又與其他多聚體相結合，形成強大的機械支撐，維持了細胞形態(tài)，也使高大的喬木頂天而立。3.成熟植物細胞失水主要失去哪個結構中的水呢？

成熟植物細胞的中央液泡占據(jù)了細胞的大部分空間，將細胞質(zhì)擠成一薄層，所以細胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里面的細胞液。成熟植物細胞模式圖細胞壁細胞膜細胞液細胞質(zhì)液泡膜原生質(zhì)層滲透原理的應用——水進出植物細胞的原理而細胞膜、液泡膜和兩層之間的細胞質(zhì)基質(zhì)由于只被擠成薄薄一層，因此被稱為原生質(zhì)層植物細胞吸水有三種方式(1)未形成液泡的細胞，靠吸脹作用吸水，如種子萌發(fā)過程中的吸水。(2)液泡形成以后，細胞主要靠滲透作用吸水，如植物根毛的吸水。(3)與滲透作用無關的代謝性吸水，是指植物細胞利用呼吸作用釋放的能量使水分經(jīng)過細胞膜進入細胞的過程。以上三種方式中以滲透作用吸水為主。成熟的植物細胞結構原生質(zhì)層細胞壁液泡膜細胞質(zhì)細胞膜（全透性）植物細胞的吸水與失水細胞液2.現(xiàn)象：

當細胞液濃度＜外界溶液濃度時:當細胞液濃度＞外界溶液濃度時:注意①分生區(qū)細胞和干種子細胞因無大液泡，不能發(fā)生滲透作用，無質(zhì)壁分離和復原現(xiàn)象。②植物細胞有細胞壁的存在，不管失水還是吸水，細胞體積基本不變。但動物細胞體積會發(fā)生明顯變化。1.原理：細胞失水，質(zhì)壁分離；細胞吸水，質(zhì)壁分離復原質(zhì)壁分離與復原實驗選材：有中央大液泡、最好有顏色紫色洋蔥鱗片葉外表皮外界溶液：0.3g/mL蔗糖溶液實驗方法：引流法清水制片0.3g/mL蔗糖清水全程低倍鏡觀察初始狀態(tài)質(zhì)壁分離復原質(zhì)壁分離實驗探究——觀察植物細胞吸水和失水新鮮洋蔥選用新鮮的洋蔥是為了保證細胞膜具有選擇透過性，能夠順利完成質(zhì)壁分離及復原的實驗過程，而干燥或衰老的洋蔥細胞生命力較弱，會影響對實驗現(xiàn)象的觀察。滴加0.3g/mL蔗糖溶液引流此操作步驟在顯微鏡的載物臺上進行，且是邊滴加蔗糖溶液，邊用吸水紙引流。注意不要滴加太多蔗糖溶液，以免污染物鏡；引流時吸水紙要貼緊蓋玻片邊緣，以便蔗糖溶液能夠均勻通過蓋玻片下方，與材料充分接觸。清水由于細胞壁的限制，植物細胞不會因為過度吸水而漲破，所以在制作植物組織臨時裝片時使用清水即可，不必考慮外界溶液必須是細胞內(nèi)液的等滲溶液。這一方面與制作動物組織臨時裝片的操作不同。低倍顯微鏡觀察在低倍鏡下選定視野之后，接下來的實驗操作中不能再移動裝片，過程中需保證顯微鏡視野不變，以便連續(xù)觀察同一視野中單個或多個植物細胞的失水和吸水情況。你觀察到了什么現(xiàn)象呢？細胞壁內(nèi)側的溶液是什么？水進出細胞原理第一次觀察a滴加蔗糖溶液后觀察b再次滴加清水溶液后觀察c僅憑圖c能否判斷細胞細胞正在發(fā)生質(zhì)壁分離？不能，也可能正在發(fā)生質(zhì)壁分離的復原質(zhì)壁分離以及復原，稀釋后的蔗糖溶液質(zhì)壁分離的內(nèi)因和外因：內(nèi)因：原生質(zhì)層具有選擇透過性

原生質(zhì)層的伸縮性>細胞壁的伸縮性外因：外界溶液濃度>細胞液濃度實驗探究——觀察植物細胞吸水和失水【實驗結論】（1）成熟的植物細胞的原生質(zhì)層相當于一層半透膜。（2）細胞液具有一定的濃度。（3）原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性大的多。3水進入植物細胞的原理植物細胞的質(zhì)壁分離和復原的條件知識延伸（1）活細胞，有細胞壁；（2）細胞液與外界溶液存在濃度差；（3）細胞必須有大的液泡，最好細胞液中含有色素，這樣便于觀察。紫色洋蔥外表皮的液泡是紫色的，而內(nèi)表皮細胞的液泡接近無色。（4）自動發(fā)生質(zhì)壁分離復原的物質(zhì)：尿素、KNO3、NaCl、甘油（它們必須是細胞需要的物質(zhì)）3水進入植物細胞的原理知識延伸植物細胞吸水、失水幾種現(xiàn)象分析：（1）0.5g/ml的蔗糖溶液：質(zhì)壁分離現(xiàn)象明顯但不能復原。因為溶液濃度過高，細胞過度失水，導致死亡。（2）KNO3等無機鹽溶液：能質(zhì)壁分離，并能自動復原。因為細胞