【生物】被動(dòng)運(yùn)輸課件-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

【課前準(zhǔn)備】必修1課本鞏固復(fù)習(xí)：1、RNA從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，穿過(guò)幾層膜？2、所有細(xì)胞核糖體的形成均與核仁有關(guān)嗎？3、如何理解核質(zhì)依存關(guān)系？4、細(xì)胞既是生物體

的基本單位，也是生物體

和

的基本單位。課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1.闡述滲透現(xiàn)象的原理及條件（重點(diǎn)）。2.探究植物細(xì)胞吸水和失水的條件（重點(diǎn)）。1.科學(xué)思維：分析與綜合：對(duì)滲透作用現(xiàn)象進(jìn)行分析，理解滲透作用的原理。2.科學(xué)探究：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模O(shè)計(jì)細(xì)胞吸水與失水的實(shí)驗(yàn)，實(shí)施方案，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出正確結(jié)論。3.社會(huì)責(zé)任：依據(jù)滲透作用原理，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和健康生活。清水泡過(guò)的青菜鹽腌制過(guò)的黃瓜導(dǎo)入新課生活中我們會(huì)觀察到：鹽腌制過(guò)的黃瓜皺皺巴巴，還會(huì)出很多水；而用清水泡過(guò)的青菜卻很硬挺，這是為什么呢？問(wèn)題探討蔗糖溶液玻璃紙（半透膜）清水蔗糖分子水分子資料補(bǔ)充：1.半透膜：是指一些物質(zhì)可以透過(guò)，另一些物質(zhì)不能透過(guò)的多孔性薄膜。2.滲透壓：是指溶液中溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力。溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目：溶質(zhì)微粒越多，即溶液濃度越高，對(duì)水的吸引力越大，溶液滲透壓越高。探究點(diǎn)一：滲透作用思考·討論11.漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？如果漏斗管足夠長(zhǎng)，管內(nèi)的液面會(huì)無(wú)限升高嗎？停止升高時(shí)漏斗內(nèi)的液體濃度大還是燒杯中的液體濃度大？單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入漏斗的水分子數(shù)多于進(jìn)入燒杯的水分子數(shù)。2.如果用一層紗布代替玻璃紙，液面還會(huì)上升嗎？3.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，液面還會(huì)上升嗎？不會(huì)，因?yàn)榧啿嫉目紫逗艽螅崽欠肿右部梢宰杂赏高^(guò)。漏斗管中液面保持不變。不會(huì)。液面升到一定高度之后，管中的水柱產(chǎn)生的壓力會(huì)加快漏斗中水分向外擴(kuò)散的速率，最終達(dá)到平衡后，液面不再升高?！救鄙侔胪改ぁ俊灸蓚?cè)缺少濃度差】停止升高時(shí)，漏斗內(nèi)的濃度大，有水分子進(jìn)出，且進(jìn)出速率相等1、滲透作用概念是指水分子（或其他溶劑分子）通過(guò)半透膜的擴(kuò)散，稱為滲透作用。2、滲透作用發(fā)生的條件（2）半透膜兩側(cè)有濃度差滲透的方向就是水分子從水的相對(duì)含量高的一側(cè)向相對(duì)含量低的一側(cè)滲透。

（低濃度）→（高濃度）3、滲透作用方向（一）滲透作用與滲透壓由“問(wèn)題探討”可知，水是通過(guò)滲透作用通過(guò)半透膜的。仔細(xì)閱讀課本62頁(yè)第3自然段，找到滲透作用的概念，思考滲透作用的發(fā)生條件與作用方向。（1）半透膜擴(kuò)散：物質(zhì)分子由高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域移動(dòng)，直至分布均勻，這種現(xiàn)象稱為擴(kuò)散。探究點(diǎn)一：滲透作用問(wèn)題探討細(xì)胞生活在一個(gè)液體的環(huán)境中，細(xì)胞與環(huán)境的物質(zhì)交換必須經(jīng)過(guò)細(xì)胞膜。我們知道，細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)含量有很大差別，那么水分子進(jìn)出細(xì)胞也是同樣的原理嗎？細(xì)胞膜是否相當(dāng)于一層半透膜？清水中外界溶液濃度＜細(xì)胞質(zhì)濃度10%的鹽水中生理鹽水中細(xì)胞滲透吸水，細(xì)胞吸水膨脹，甚至漲破外界溶液濃度＞細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞滲透失水，細(xì)胞失水皺縮外界溶液濃度＝細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞吸水與失水動(dòng)態(tài)平衡，細(xì)胞保持原狀態(tài)。水進(jìn)出紅細(xì)胞是通過(guò)滲透作用，細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜。探究點(diǎn)二：水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理觀察63頁(yè)上方圖4-1，描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象此過(guò)程中會(huì)發(fā)生滲透作用嗎？思考·討論2血紅蛋白屬于大分子，不能透過(guò)細(xì)胞膜；蔗糖分子紅細(xì)胞的細(xì)胞膜有選擇透過(guò)性，允許水分子這類小分子通過(guò)，不允許血紅蛋白這種大分子物質(zhì)通過(guò)，相當(dāng)于半透膜，但不等同于半透膜不一定，紅細(xì)胞吸水后，細(xì)胞質(zhì)濃度也降低，當(dāng)與外界溶液濃度相等時(shí)就不吸水了，如果細(xì)胞質(zhì)濃度還沒(méi)降到與外界溶液濃度相等就漲破了，那么紅細(xì)胞就因吸水而漲破。取決于細(xì)胞內(nèi)外液體的濃度差與血漿濃度基本一致，防止血細(xì)胞因?yàn)檫^(guò)度吸水或失水而出現(xiàn)形態(tài)和功能上的異常。1.紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能夠透過(guò)細(xì)胞膜嗎？這些有機(jī)物相當(dāng)于“問(wèn)題探討”所示裝置中的什么物質(zhì)？2.紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是否相當(dāng)于一層半透膜？3.當(dāng)外界溶液溶質(zhì)的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞一定會(huì)由于吸水而漲破嗎？4.紅細(xì)胞吸水和失水取決于什么條件？5.想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水？細(xì)胞膜具生物活性，而半透膜無(wú)生物活性滲透作用裝置動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞半透膜長(zhǎng)頸漏斗中蔗糖溶液燒杯中清水如果換成植物細(xì)胞會(huì)如何？濃度差細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液體環(huán)境外界溶液小結(jié)：水進(jìn)出其他動(dòng)物細(xì)胞的原理與進(jìn)出紅細(xì)胞的原理是一樣的，都是通過(guò)滲透作用.探究點(diǎn)二：水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理1.植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指什么？2.什么是原生質(zhì)層？水分子進(jìn)出植物細(xì)胞，主要指水經(jīng)過(guò)原生質(zhì)層進(jìn)出液泡。成熟的植物細(xì)胞由于中央液泡占據(jù)了細(xì)胞的大部分空間，將細(xì)胞質(zhì)擠成一薄層，所以細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里面的細(xì)胞液。細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層。仔細(xì)閱讀課本63頁(yè)第3自然段，找到下列兩個(gè)問(wèn)題的答案，思考水分怎樣進(jìn)出植物細(xì)胞？探究點(diǎn)三：水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理細(xì)胞壁細(xì)胞膜液泡膜細(xì)胞質(zhì)原生質(zhì)層（全透性）細(xì)胞液（具有一定的濃度）是否相當(dāng)于一層半透膜？對(duì)細(xì)胞的吸水和失水有沒(méi)有影響？成熟植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖Ⅰ.科學(xué)探究探究點(diǎn)三：水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理Ⅱ.實(shí)驗(yàn)探究植物細(xì)胞的吸水和失水根據(jù)現(xiàn)象，提出問(wèn)題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，得出結(jié)論表達(dá)與交流原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜按預(yù)定方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)，寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告并進(jìn)行交流進(jìn)一步探究根據(jù)假說(shuō)，設(shè)計(jì)合適的實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推導(dǎo)出相應(yīng)的結(jié)論各組實(shí)驗(yàn)結(jié)論相差過(guò)大，應(yīng)再次進(jìn)行探究探究點(diǎn)三：水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理外界溶液濃度＞細(xì)胞液濃度：細(xì)胞失水外界溶液濃度＜細(xì)胞液濃度：細(xì)胞吸水置于不同濃度的外界溶液中課本：0.3g/mL的蔗糖溶液和清水觀察植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)思考：1、選材要求？

不能選?。簞?dòng)物細(xì)胞，種子細(xì)胞、不成熟的植物細(xì)胞（分生區(qū)，形成層細(xì)胞）2、如何用蔗糖溶液、清水分別處理紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞？成熟的植物活細(xì)胞（有細(xì)胞壁、大液泡）正常狀態(tài)0.3g/ml蔗糖溶液低濃度狀態(tài)觀察到的圖像液泡大小原生質(zhì)與細(xì)胞壁的位置關(guān)系變小原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁逐漸恢復(fù)原來(lái)大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來(lái)位置大原生質(zhì)層緊貼細(xì)胞壁細(xì)胞的顏色變化變深逐漸恢復(fù)原來(lái)顏色淺分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象2、質(zhì)壁分離水分流經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的順序?A處充滿的液體是？細(xì)胞液→液泡膜→細(xì)胞質(zhì)→細(xì)胞膜→細(xì)胞壁1、植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因？質(zhì)和壁分別指的是？?jī)?nèi)因：原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁伸縮性外因：外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度深入思考4、質(zhì)壁分離后再放入清水(或低濃度溶液)中會(huì)吸水，此時(shí)水分流經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的順序？5、用清水處理后，發(fā)生了質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，說(shuō)明細(xì)胞失水后是否還有活性？若用0.5g/ml的蔗糖溶液處理，現(xiàn)象如何？6、細(xì)胞質(zhì)壁分離過(guò)程中，細(xì)胞液的濃度和細(xì)胞的吸水能力有什么變化？質(zhì)壁分離復(fù)原過(guò)程中，兩者又有什么變化？3、達(dá)到平衡時(shí)，細(xì)胞液濃度與外界溶液濃度大關(guān)系？相等（1）判斷植物細(xì)胞的死活（2）測(cè)定植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度范圍（3）比較不同細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大?。?）鑒別不同種類的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)滲透作用原理的應(yīng)用配置一系列梯度濃度的蔗糖溶液，當(dāng)植物細(xì)胞既不吸水也不失水時(shí)，此時(shí)的蔗糖溶液濃度范圍即為細(xì)胞液濃度范圍只出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象的為蔗糖溶液；出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象后又自動(dòng)復(fù)原的為KNO3溶液將要比較的細(xì)胞置于同一濃度的蔗糖溶液中，比較發(fā)生質(zhì)壁分離的程度，質(zhì)壁分離越明顯的細(xì)胞的濃度越低。濃度差越大，失水越快（1）對(duì)農(nóng)作物合理灌溉，既滿足作物對(duì)水分的需要，同時(shí)也降低土壤溶液濃度，促進(jìn)對(duì)水分的吸收。（2）鹽堿地中植物因缺水不容易存活；一次施肥過(guò)多，會(huì)造成燒苗。（3）糖漬、鹽漬食品不變質(zhì)的原因。----食品外面形成很高濃度的溶液，使微生物失水過(guò)多而死亡，不能在上面生存。與生活中的聯(lián)系像水分子這樣，物質(zhì)以________________進(jìn)出細(xì)胞，____________消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的_____________，這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式稱為_(kāi)___________。被動(dòng)運(yùn)輸分為_(kāi)_____________和_______________兩類。擴(kuò)散方式不需要能量被動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力來(lái)自？三、被動(dòng)運(yùn)輸——自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散濃度差被動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的______________進(jìn)出細(xì)胞，叫做自由擴(kuò)散，也叫簡(jiǎn)單擴(kuò)散。擴(kuò)散作用1.自由擴(kuò)散（簡(jiǎn)單擴(kuò)散）：（1）運(yùn)輸方向：高濃度低濃度（順濃度梯度）不需要載體，不需要能量（3）實(shí)例：水，氣體（O2

、CO2、N2）；脂溶性物質(zhì)（甘油、乙醇、苯等）；脂質(zhì)分子（膽固醇、性激素等）（2）特點(diǎn)：（4）影響因素：濃度差濃度差擴(kuò)散速度借助膜上的____________進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式叫做協(xié)助擴(kuò)散，也叫易化擴(kuò)散。2.協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散）：轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白被動(dòng)運(yùn)輸通道蛋白載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助擴(kuò)散載體蛋白通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)自身構(gòu)象是否與轉(zhuǎn)運(yùn)的分子結(jié)合是否有特異性實(shí)例只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過(guò)只容許與自身通道的直徑和形狀相適配，大小和電荷相適宜的分子或離子通過(guò)改變不改變不結(jié)合結(jié)合具有具有葡萄糖通過(guò)載體蛋白進(jìn)入紅細(xì)胞水分子通過(guò)水通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞水分子很小，不帶電荷但具有極性，盡管能夠以自由擴(kuò)散過(guò)膜，但是更多的是借助細(xì)胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞水分子水通道蛋白（1）運(yùn)輸方向：高濃度低濃度（順濃度梯度）（3）實(shí)例：紅細(xì)胞吸收葡萄糖（2）特點(diǎn)：需膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助，不需要能量（4）影響因素：濃度差和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量P點(diǎn)后速率受轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量限制2.協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散）被動(dòng)運(yùn)輸方向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白能量舉例自由擴(kuò)散(簡(jiǎn)單擴(kuò)散)協(xié)助擴(kuò)散(易化擴(kuò)散)順濃度梯度順濃度梯度不需要需要不消耗ATP不消耗ATP水、氣體(O2、CO2、N2等)脂溶性物質(zhì)(甘油、乙醇、苯等)離子(神經(jīng)細(xì)胞中K＋外流、Na＋內(nèi)流)有機(jī)小分子(紅細(xì)胞吸收葡萄糖)被動(dòng)運(yùn)輸思考：1、自由擴(kuò)散與物理擴(kuò)散的區(qū)別？2、影響自由擴(kuò)散速率的因素？3、影響協(xié)助擴(kuò)散速率的因素？4、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的類型？區(qū)別？共性？O濃度差運(yùn)輸速率膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度差O濃度差運(yùn)輸速率膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度差膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和數(shù)量P轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量有限如何繪制被動(dòng)運(yùn)輸和能量之間的關(guān)系圖？總結(jié)歸納細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞的吸水和失水自由擴(kuò)散滲透作用的兩個(gè)條件動(dòng)物細(xì)胞特點(diǎn)：順濃度梯度，不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，不需要能量植物細(xì)胞1、半透膜。2、濃度差。外界溶液濃度＜細(xì)胞液濃度

細(xì)胞吸水外界溶液濃度＜細(xì)胞液濃度

細(xì)胞失水外界溶液濃度=細(xì)胞液濃度

細(xì)胞形態(tài)不變外界溶液濃度＜細(xì)胞液濃度

質(zhì)壁分離外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度

質(zhì)壁復(fù)原質(zhì)壁分離超過(guò)一定限度不能復(fù)原。例子：氣體分子；甘油、乙醇、苯等脂溶性物質(zhì)協(xié)助擴(kuò)散特點(diǎn)：順濃度梯度，需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，不需要能量例子：紅細(xì)胞吸收葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：載體蛋白和通道蛋白課堂練習(xí)1、如圖為植物細(xì)胞滲透作用的圖解，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜

B．一定條件下，活的、成熟的植物細(xì)胞可以發(fā)生滲透失水或吸水

C．當(dāng)外界溶液甲的濃度＞細(xì)胞液乙的濃度，細(xì)胞發(fā)生滲透失水

D．當(dāng)外界溶液甲的濃度＝細(xì)胞液乙的濃度，水分子停止進(jìn)出細(xì)胞D外界溶液甲原生質(zhì)層細(xì)胞液乙課堂練習(xí)2、將一洋蔥細(xì)胞放入大于該細(xì)胞細(xì)胞液濃度的KNO