4.1被動運輸課件高一上學期生物人教版（2019）必修1

探索生物課堂4.1被動運輸Time：2024.10第4章

細胞的物質輸入和輸出溫故知新導新課細胞膜的功能有哪些？細胞膜功能特點？(細胞膜控制物質進出細胞的特點？)將細胞與外界環(huán)境分隔開進行細胞間信息交流控制物質進出細胞選擇透過性為什么具有選擇透過性？結構決定功能溫故知新導新課水CI-

苯氨基酸CO2葡萄糖Na+O2思考：這些物質如何通過細胞膜進出細胞？所有物質進出細胞膜的方式都是一樣的嗎？從細胞膜成分的角度考慮，寫出你的猜測利用磷脂分子運動時產(chǎn)生的間隙穿過細胞膜；借助蛋白質的幫助穿過細胞膜。不一樣。我們的想法是否正確呢？答案就在第四章細胞膜控制物質進出的功能：細胞的物質輸入和輸出水進出細胞的原理水CI-

苯氨基酸CO2葡萄糖Na+O2這些物質中，大家最熟悉、最常見、與我們生活息息相關的是哪種物質？水水如何進出細胞？能不能構建一個模型，模擬把動物細胞放在水中時水的運動情況？如何設計模擬裝置，要考慮哪些問題？用什么物質模擬細胞膜？用什么物質模擬細胞？水溶液和細胞內(nèi)液哪個濃度高？用什么溶液模擬細胞內(nèi)液？只探究水進出細胞的情況下模擬細胞膜的物質要具備什么特點？閱讀62頁問題探討，尋找答案水進出細胞的原理如何設計模擬裝置，要考慮哪些問題？用什么物質模擬細胞膜？用什么物質模擬細胞？水溶液和細胞內(nèi)液哪個濃度高？用什么溶液模擬細胞內(nèi)液？只探究水進出細胞的情況下模擬細胞膜的物質要具備什么特點？閱讀62頁問題探討，尋找答案玻璃紙（半透膜）長頸漏斗細胞內(nèi)液濃度高蔗糖溶液水分子可以自由透過它，而蔗糖分子則不能動畫演示動畫演示蔗糖分子水分子水進出細胞的原理漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？單位時間內(nèi)進入漏斗的水分子數(shù)量多于從漏斗滲出的水分子數(shù)量，漏斗內(nèi)溶液體積增大，液面上升動畫演示動畫演示蔗糖分子水分子水進出細胞的原理如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會無限升高嗎？為什么？

不會，當管內(nèi)的液面上升到一定高度之后，管中的水柱產(chǎn)生的壓力將加快漏斗中水分向外擴散的速度，最終達到平衡，液面將不再上升。動畫演示動畫演示蔗糖分子水分子水進出細胞的原理如果用一層紗布代替玻璃紙，還會出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？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？不會，紗布不是半透膜，蔗糖分子和水分子都能通過。單位時間進出半透膜水分子量相同，故漏斗管液面不變。動畫演示動畫演示蔗糖分子水分子水進出細胞的原理通過以上的學習，你能總結滲透作用的概念、條件結果、方向嗎？1.滲透作用概念:2.滲透作用發(fā)生條件:①具有半透膜②半透膜兩側溶液存在濃度差3.滲透作用結果：4.滲透作用方向水分子或其他溶劑分子透過半透膜的擴散水分子可以通過半透膜進行雙向擴散，直到水分子進出速率達到動態(tài)平衡

水進出細胞的原理水分子從水的相對含量高的一側向相對含量低的一側滲透水進出細胞的原理溶液濃度低滲透壓低溶液濃度高滲透壓高含水量高含水量低水（溶劑）蔗糖（溶質）滲透壓大小取決于：溶質微粒對水的吸引力，溶質微粒越多，對水的吸引力越大，滲透壓越大。半透膜水進出細胞的原理比較擴散和滲透作用：擴散：分子從高濃度一側向低濃度一側運動的現(xiàn)象。滲透作用：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散。水進出細胞的原理該裝置是對水分子進出動物細胞的模擬，模擬符合水分子進出動物細胞的真實情況嗎？能否說明水進出細胞就是滲透作用，細胞膜相當于一層半透膜？如果符合，動物細胞什么情況下吸水和失水，細胞如何變化？寫出你的實驗設計和預測結果外界溶液濃度細胞形態(tài)變化吸水失水濃度低，低濃度氯化鈉溶液濃度高，高濃度氯化鈉溶液細胞膨脹細胞皺縮預測結果與水進出細胞的真實情況相同嗎？水進出細胞的原理結論：動物細胞與外界溶液構成一個滲透系統(tǒng)①半透膜：細胞膜②濃度差：細胞質與外界溶液預測結果與水進出細胞的真實情況相同嗎？相同水進出細胞的原理思考.討論：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？紅細胞的細胞膜是否相當于一層半透膜？當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？紅細胞中的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。是（是“相當于”，不是“等同”）不一定。因為紅細胞吸水膨脹后細胞內(nèi)液濃度也會下降，如果外界溶液濃度不是很低，有可能細胞內(nèi)液下降后外界溶液的濃度達到平衡，此時，紅細胞將不再吸水。水進出細胞的原理思考.討論：紅細胞吸水或失水取決于什么條件？想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水？取決于紅細胞內(nèi)外溶液的濃度差，一般情況下，濃度差越大時，細胞吸水或失水越多。因為生理鹽水的濃度與血漿的濃度基本一致，血細胞不會因為過度吸水或失水而出現(xiàn)形態(tài)和功能上的異常。水進出細胞的原理如果將裝置中的漏斗換成植物細胞將如何？和動物細胞一樣也會吸水或失水嗎？將有些萎蔫的菜葉浸泡在清水中，不久，菜葉就會變的硬挺鹽腌制過的黃瓜,皺皺巴巴，還出水。生活現(xiàn)象：以下生活現(xiàn)象說明什么問題？水進出細胞的原理對農(nóng)作物施肥過多，會造成“燒苗”現(xiàn)象。細胞壁（全透性）細胞膜細胞質液泡膜原生質層植物細胞壁對于水和大部分溶質是通透的，且伸縮性比較小提示：水分進出植物細胞主要是指水經(jīng)過原生質層進出液泡，這一點與動物細胞有所區(qū)別。成熟的植物細胞模式圖水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？原生質層是否相當于一層半透膜？伸縮性比較大水進出細胞的原理探究植物細胞的吸水和失水實驗：探究植物細胞的吸水和失水(視頻)探究植物細胞的吸水和失水探究植物細胞的吸水和失水提出問題水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？原生質層是否相當于一層半透膜？作出假設水分進出植物細胞是通過滲透作用，原生質層相當于一層半透膜細胞壁和細胞膜之間的溶液是外界溶液探究植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設實驗設計如果假設是正確的，當外界溶液的濃度高于細胞液的濃度時，細胞就

；當外界溶液的濃度低于細胞液的濃度時，細胞就會

。如何使細胞外溶液的濃度提高或降低？如何看到細胞？需要用到什么材料和器具？對實驗結果作出預測：細胞失水或吸水后可能出現(xiàn)哪些可觀察的變化？實驗設計思路失水吸水0.3g/mL蔗糖溶液、清水將洋蔥外表皮細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其大小的變化；再浸潤在清水中，觀察其大小的變化。外界溶液濃度小于細胞液濃度外界溶液濃度大于細胞液濃度細胞失水（質壁分離）細胞吸水（質壁復原）紫色洋蔥鱗片葉外表皮、顯微鏡。探究植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設實驗設計進行實驗引流法顯微鏡材料用具探究植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設實驗設計進行實驗細胞具有紫色大液泡，便于觀察紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞0.3g/mL的蔗糖溶液清水材料用具探究植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設實驗設計進行實驗觀看視頻探究植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設實驗設計進行實驗實驗步驟低倍鏡觀察劃方框，撕外表皮，滴清水，展表皮，蓋上蓋玻片，制臨時裝片觀察原生質層大小觀察中央液泡大小正常洋蔥鱗片葉外表皮細胞的狀態(tài)，以便于處理后的狀態(tài)形成對照1-2步探究植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設實驗設計進行實驗實驗步驟低倍鏡觀察

中央液泡逐漸變小，顏色變深,原生質層與細胞壁逐漸分離;細胞大小基本不變。3-4步在蓋玻片的一側滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一側用吸水紙吸引探究植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設實驗設計進行實驗實驗步驟低倍鏡觀察

中央液泡逐漸變大，顏色變淺,原生質層逐漸恢復到貼近細胞壁;細胞大小基本不變。5-6步在蓋玻片的一側滴加清水，在另一側用吸水紙吸引探究植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設實驗設計進行實驗第一階段第二階段現(xiàn)象試劑中央液泡大小原生質層位置細胞大小名稱原因0.3g/mL蔗糖溶液清水縮小，顏色變深質壁分離通過滲透作用失水逐漸脫離細胞壁變大，顏色變淺逐漸貼近細胞壁質壁分離復原通過滲透作用吸水基本不變基本不變分析結果探究植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設實驗設計進行實驗分析結果表達與交流思考：對植物施肥過多造成“燒苗”后，及時澆水一定能使“燒苗”植株恢復正常嗎？據(jù)此思路對實驗進行改進，寫出你的實驗思路與結果預測：思路：加大蔗糖溶液濃度(如0.6g/ml蔗糖溶液)，讓細胞質壁分離后再滴加清水，觀察細胞是否發(fā)生質壁分離復原。預測：細胞沒有發(fā)生質壁分離復原結論：當外界溶液濃度過高時，細胞可能過度失水死亡②原生質層比細胞壁的伸縮性___①成熟植物細胞的原生質層相當于一層______細胞液與外界溶液具有一定的濃度差，能滲透吸水和失水1.內(nèi)因:2.外因:半透膜大外界溶液濃度細胞液濃度＞外界溶液濃度細胞液濃度<質壁分離質壁分離復原質壁分離的概念：指原生質層和細胞壁發(fā)生分離的現(xiàn)象質壁分離復原的概念：指原生質層和細胞壁發(fā)生分離復原的現(xiàn)象探究植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設實驗設計進行實驗分析結果表達與交流注意：細胞發(fā)生質壁分離時，中央液泡逐漸變小，細胞吸水能力變強，細胞質壁分離復原時，中央液泡逐漸變大，細胞吸水能力變?nèi)?。原生質層和細胞壁之間充滿的液體為外界溶液。能發(fā)生質壁分離的細胞：①

；②

；③

。植物細胞(有細胞壁才能質壁分離)成熟細胞(有大液泡，失水多才能質壁分離)活細胞(死細胞的原生質層沒有伸縮性)探究植物細胞的吸水和失水原生質體：植物細胞中特指除去細胞壁后剩余部分。（包括細胞膜、細胞質和細胞核、細胞液）,一個動物細胞

即

一團原生質體。①在清水中：細胞的正常形態(tài)③在清水中：質壁分離復原②高濃度蔗糖溶液中:質壁分離①是對照組②是實驗組②是對照組③是實驗組探究植物細胞的吸水和失水1.判斷成熟植物細胞的死活2.測定細胞液濃度范圍待測成熟植物細胞一定濃度蔗糖溶液

鏡檢發(fā)生質壁分離無質壁分離活細胞死細胞待測成熟植物細胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細胞液濃度介于未發(fā)生質壁分離和剛發(fā)生質壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間質壁分離與復原的應用3.比較不同植物細胞的細胞液濃度不同植物細胞同一濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質壁分離所需時間越短，細胞液濃度越小，反之則細胞液濃度越大4.鑒別不同種類的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）成熟植物細胞不同種類溶液鏡檢只發(fā)生質壁分離質壁分離后自動復原溶質不能透過半透膜（如蔗糖溶液）溶質能透過半透膜（如KNO3溶液）尿素、甘油、葡萄糖溶液、乙二醇質壁分離與復原的應用自由擴散和協(xié)助擴散思考：像水分子這樣，物質以擴散方式進出細胞，不需要消耗細胞內(nèi)化學物質所釋放的能量，這種物質跨膜運輸?shù)姆绞椒Q為什么呢？分為哪幾類？閱讀課文，找出答案像水分子這樣，物質以擴散方式進出細胞，不需要消耗細胞內(nèi)化學物質所釋放的能量，這種物質跨膜運輸?shù)姆绞椒Q為被動運輸。被動運輸自由擴散（簡單擴散）協(xié)助擴散（易化擴散）閱讀課本P66-67相關內(nèi)容，思考問題：自由擴散概念？自由擴散的方向？自由擴散是否需要轉運蛋白？自由擴散是否消耗細胞內(nèi)的能量？自由擴散的物質有哪些？自由擴散的影響因素是什么？自由擴散和協(xié)助擴散O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2肺泡肺泡細胞血管O2O2O2O2紅細胞自由擴散和協(xié)助擴散1.概念：物質通過簡單的擴散作用進出細胞。2.方向：順濃度梯度：高濃度低濃度細胞外細胞內(nèi)O2自由擴散進入肺泡細胞CO2自由擴散出細胞自由擴散是否需要轉運蛋白？自由擴散是否消耗細胞內(nèi)的能量？自由擴散的物質有哪些？不需要轉運蛋白協(xié)助不需要消耗能量氣體（CO2、O2等）、水和甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子自由擴散和協(xié)助擴散思考：甘油、乙醇等分子為什么能以自由擴散的方式進出細胞？因為甘油、乙醇等都是脂溶性的物質，與磷脂分子有較強的親和力，容易通過磷脂分子層出入細胞。自由擴散演示按鈕自由擴散的影響因素是什么？自由擴散和協(xié)助擴散濃度差擴散速度轉運蛋白擴散速度能量擴散速度濃度差溫度水分子進出細胞的方式一定是自由擴散的嗎？自由擴散和協(xié)助擴散閱讀課本P66-67相關內(nèi)容，思考問題：協(xié)助擴散概念？協(xié)助擴散的方向？協(xié)助擴散是否需要轉運蛋白？協(xié)助擴散是否消耗細胞內(nèi)的能量？協(xié)助擴散的物質有哪些？協(xié)助擴散的影響因素是什么？轉運蛋白的種類及作用特點？自由擴散和協(xié)助擴散借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散。1.概念：2.方向：順濃度梯度：高濃度低濃度協(xié)助擴散演示按鈕協(xié)助擴散是否需要轉運蛋白？協(xié)助擴散是否消耗細胞內(nèi)的能量？協(xié)助擴散的物質有哪些？自由擴散和協(xié)助擴散需要轉運蛋白協(xié)助不需要消耗能量①葡萄糖通過載體蛋白進入紅細胞②鈉鉀離子通過離子通道蛋白運輸③水分子通過水通道蛋白運輸協(xié)助擴散的影響因素是什么？自由擴散和協(xié)助擴散濃度差溫度濃度差擴散速度能量擴散速度轉運蛋白數(shù)量受轉運蛋白數(shù)量限制三項目載體蛋白通道蛋白

轉運特點轉運蛋白構象是否改變是否與被轉運分子結合是否有特異性