4.1被動運輸 課件高一上學期生物人教版必修1-1

必修一《分子與細胞》第四章細胞的物質輸入和輸出制作：Rosivy擴散：分子從高濃度向低濃度區(qū)域運動的現(xiàn)象。擴散在長頸漏斗的漏斗口外密封上一層玻璃紙，往漏斗內注入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內外液面高度相等。過段時間后，出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象。玻璃紙（賽璐玢）是一種半透膜，水分子可自由透過，而蔗糖分子不能。半透膜：小分子能通過，大分子不能通過的多孔性薄膜。

物質能否通過與孔徑大小有關。動畫演示動畫演示蔗糖分子水分子半透膜1.漏斗管內液面為什么會升高？燒杯內水分子通過半透膜向漏斗內擴散，導致漏斗內水柱升高，液面上升。滲透作用：水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴散。2.漏斗管內的液面升高過程中，漏斗內水分子會通過

半透膜進入到燒杯內嗎？一、滲透作用會，水分子雙向運動。但清水中水相對含量高于蔗糖溶液，故單位時間從燒杯滲透到漏斗內的水分子數(shù)大于從漏斗進入到燒杯的水分子數(shù)，表現(xiàn)為液面上升，這是水分子滲透差異導致的結果。滲透作用的方向水相對含量高低滲透壓低高濃度低高注意：濃度指物質的量濃度

而非質量濃度注意：滲透壓指單位體積溶液中

溶質分子對水的吸引力。3.如果用紗布代替玻璃紙，還會出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？4.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？一、滲透作用不會,蔗糖也可以透過紗布。兩側水分子進出平衡。半透膜兩側溶液滲透壓相同，水分子數(shù)進出平衡。液面不升高。思考：滲透作用的發(fā)生需要具備哪些條件？①具有半透膜②半透膜兩側的溶液具有濃度差

4、若漏斗管足夠長，液面會無限升高嗎？一、滲透作用不會。液面上升到一定高度之后，管中水柱產生靜水壓（指液體在一個容器中因重力作用產生的壓強），加快漏斗中水分子向燒杯流動的速度，當水柱靜水壓與半透膜兩側滲透壓使水分子滲透達到平衡，液面將不再上升。思考：（1）動態(tài)平衡時有水分子透過半透膜嗎？（2）此時膜兩側溶液濃度是否相同？不相同，內＞外有小試牛刀漏斗內溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）為兩種不同濃度的蔗糖溶液，水分子可以通過半透膜，而蔗糖分子不能。起始時漏斗內外液面相平，當滲透達到平衡時，液面高度差為m。下列有關敘述正確的是（）A.滲透平衡時，S1的濃度等于S2的濃度B.若向漏斗中加入蔗糖分子，則平衡時m變小C.達到滲透平衡時，仍有水分子通過半透膜進出D.若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液，再次平衡時m將增大

C質量分數(shù)

質量分數(shù)

滲透裝置的拓展應用②10%葡萄糖溶液的物質的量濃度大，水分子由蔗糖溶液→葡萄糖溶液移動，右側液面升高①液面不變半透膜只允許水分子通過③蔗糖被水解為兩分子單糖，導致左側濃度升高，水分子由葡萄糖溶液→蔗糖溶液移動，則左側液面升高，最終高于右側質量分數(shù)

質量分數(shù)

小試牛刀甲、乙兩管初始液面高度相等，半透膜允許水分子和葡萄糖分子通過，淀粉分子則無法通過，當達到滲透平衡時（）A.甲、乙兩管中的液面高度相等B.甲、乙兩管中的葡萄糖溶液的濃度幾乎相等C.甲、乙兩管中的淀粉溶液的濃度相等D.兩管中葡萄糖溶液的質量分數(shù)皆為8%，淀粉溶液的質量分數(shù)皆為4% B小試牛刀P1、P2是半透膜，蔗糖分子不能透過，且在小室內可自由移動。A、B、C中蔗糖濃度分別為3、1、1g/ml.一段時間后，P1、P2分別如何移動？（）D水分子通過細胞膜進出動物細胞是滲透作用嗎？（提出問題）以哺乳動物紅細胞為例進行探究，設計實驗。做出假設：水分子通過細胞膜進出哺乳動物紅細胞原理是滲透作用。實驗原理：滲透作用（水分子通過半透膜的擴散）實驗材料：哺乳動物紅細胞滲透作用發(fā)生條件1：半透膜條件2：濃度差（半透膜兩側水含量不同）?How?二、動物細胞的吸水與失水細胞吸水膨脹外界濃度＜細胞質濃度細胞失水皺縮細胞形態(tài)不變實驗步驟0.09%NaCl溶液（低滲溶液）9%NaCl溶液（高滲溶液）0.9%NaCl溶液（等滲溶液）外界濃度＞細胞質濃度外界濃度=細胞質濃度實驗結論：水是通過滲透作用進出動物細胞水分子：從水相對含量高→低的區(qū)域跨膜運動紅細胞內的血紅蛋白等有機物能透過細胞膜嗎？

這些有機物相當于“問題探討”所示裝置中的什么物質？不能，相當于蔗糖分子2.紅細胞的細胞膜是不是相當于“問題探討”中所說的半透膜？思考·討論P63二、動物細胞的吸水與失水細胞膜相當于半透膜，且具有選擇性透過性。選擇透過性膜：指具有活性的生物膜。對物質的通過既具有半透膜的物理性質，

還具有主動的選擇性，如細胞膜。選擇透過性膜一定是半透膜，半透膜不一定是選擇透過性膜。3.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，濃度差很大才會漲破。4.紅細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？5.想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水？細胞內外的濃度差。濃度差越大細胞吸水或失水越多。防止血細胞失水或吸水，維持細胞正常形態(tài)。思考·討論P63二、動物細胞的吸水與失水外界溶液蔗糖溶液細胞質基質相當于細胞膜半透膜相當于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。二、動物細胞的吸水與失水小試牛刀將家兔紅細胞甲、乙、丙分別置于三種不同濃度（a、b、c）的溶液中，水分子的跨膜運輸示意圖如下圖所示（箭頭方向表示水分子的進出方向，箭頭粗細表示水分子出入的多少，已知實驗前甲、乙、丙細胞內部溶液濃度相等）。下列敘述正確的是（）

A.據(jù)圖可知，三種溶液濃度的大小關系為a<b<cB.當甲細胞水分子的進出達到動態(tài)平衡后，細胞內部液體濃度甲>乙C.若丙換成洋蔥表皮細胞，則其會漲破D.光學顯微鏡下可觀察到乙細胞有水分子的進出 B三、植物細胞的吸水和失水液泡膜細胞質細胞壁（全透性、伸縮性?。┘毎ぜ毎顺墒斓闹参锛毎慕Y構細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(選擇透過性)(選擇透過性)原生質層思考：是否所有細胞都有原生質層？思考：顯微鏡下如何判斷細胞吸水或失水？細胞液三、植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設設計實驗進行實驗，記錄結果分析結果，得出結論表達與交流進一步探究原生質層相當于一層半透膜，水分進出植物細胞是通過滲透作用。原生質層是否相當于一層半透膜？水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？科學探究的一般過程三、植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設設計實驗進行實驗，記錄結果分析結果，得出結論表達與交流進一步探究原生質層相當于一層半透膜，水分進出植物細胞是通過滲透作用。原生質層是否相當于一層半透膜？水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？科學探究的一般過程1.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，

細胞就會

；

當外界溶液的濃度低于細胞液的濃度時，

細胞就會

。失水吸水三、植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設設計實驗進行實驗，記錄結果分析結果，得出結論表達與交流進一步探究科學探究的一般過程2.如何使細胞外溶液的濃度提高或降低？3.如何看到細胞？需要用到什么材料和器具？將植物細胞分別浸潤在較高濃度的蔗糖溶液和清水中材料：紫色洋蔥鱗片葉（外表皮）、

0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、顯微鏡細胞液呈紫色，易觀察液泡大小三、植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設設計實驗進行實驗，記錄結果分析結果，得出結論表達與交流進一步探究科學探究的一般過程4.對實驗結果做出預測——細胞失水或吸水后

可能出現(xiàn)哪些可觀察的變化？液泡大小、原生質層位置的變化三、植物細胞的吸水和失水實驗步驟（1）實驗過程經過幾次鏡檢觀察？（2）觀察液泡大小、原生質層的位置、細胞大小變化蓋上蓋玻片，制成洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片31滴清水2撕取洋蔥鱗片葉外表皮4低倍鏡觀察5在蓋玻片的一側滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，另一側用吸水紙引流6低倍鏡觀察7在蓋玻片的一側滴加清水，在另一側用吸水紙引流8低倍鏡觀察三次觀察三、植物細胞的吸水和失水引流法三、植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設設計實驗進行實驗，記錄結果分析結果，得出結論表達與交流進一步探究科學探究的一般過程質壁分離質壁分離復原第一次對照第二次對照原生質層緊貼細胞壁失水液泡縮小吸水液泡增大0.3g/mL蔗糖溶液清水中正常細胞現(xiàn)象試劑中央液泡原生質層的位置細胞大小蔗糖溶液

清水

逐漸變小，顏色變深逐漸變大，顏色變淺逐漸恢復原來位置基本不變逐漸脫離細胞壁基本不變三、植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設設計實驗進行實驗，記錄結果分析結果，得出結論表達與交流進一步探究科學探究的一般過程結論：(1)植物細胞的原生質層相當于一層半透膜；(2)植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的。細胞失水，原生質層與細胞壁分離細胞吸水，原生質層慢慢恢復原來的狀態(tài)當外界溶液濃度>細胞液濃度當外界溶液濃度<細胞液濃度質壁分離質壁分離復原“質”指原生質層“壁”指細胞壁三、植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設設計實驗進行實驗，記錄結果分析結果，得出結論表達與交流進一步探究科學探究的一般過程圖中細胞可能在發(fā)生質壁分離或復原液泡內的細胞液外界溶液質壁分離產生原因：①外因：外界溶液濃度

細胞液濃度②內因：原生質層伸縮性

細胞壁伸縮性

大于大于原生質層觀察質壁分離和復原，對材料的要求：①活細胞、有大液泡②外界溶液濃度>細胞液濃度三、植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設設計實驗進行實驗，記錄結果分析結果，得出結論表達與交流進一步探究科學探究的一般過程2.若滴加0.5g/ml的蔗糖溶液，實驗結果如何？1.植物細胞會由于過多吸水而漲破嗎？發(fā)生質壁分離，但不能質壁分離復原。（細胞嚴重失水而死亡)不會。（細胞壁具有保護和支持的作用）3.可以選用黑藻或者洋蔥鱗片葉內表皮細胞

進行實驗嗎？適宜濃度KNO3溶液(或:尿素、甘油、乙二醇）

。

思考將紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞置于下列溶液,再置于清水,分別出現(xiàn)什么現(xiàn)象？0.5g/mL蔗糖溶液：

→再置于清水:

。

質壁分離質壁分離復原快速質壁分離可能不復原質壁分離后自動復原0.3g/mL蔗糖溶液：

→再置于清水：

。

細胞可吸收溶質微粒而使細胞液濃度增大，植物細胞會吸水引起質壁分離后的自動復原。補充：質壁分離和復原的應用1、判斷細胞活性2、測定細胞液濃度范圍3、比較不同植物細胞的細胞液濃度待測成熟植物細胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液+細胞液濃度在未發(fā)生和剛發(fā)生質壁分離的蔗糖溶液濃度之間待測成熟植物細胞一定濃度蔗糖溶液+質壁分離為活細胞，否則死細胞不同成熟植物細胞同一濃度蔗糖溶液+質壁分離所需時間越短，細胞液濃度越?。环粗畡t越大補充：質壁分離和復原的應用4、比較未知溶液濃度大小5、鑒別不同種類的溶液同一植物的相同成熟細胞未知濃度的溶液+發(fā)生質壁分離的時間越短，未知溶液濃度越大成熟植物細胞不同種類溶液+質壁分離不復原：溶質不能透過半透膜（如蔗糖溶液）質壁分離復原：溶質能透過半透膜（如KNO3）6、證明原生質層伸縮性大于細胞壁的伸縮性聯(lián)系生活對農作物施肥過多，會造成“燒苗”現(xiàn)象。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。植物細胞會出現(xiàn)滲透失水和吸水的情況嗎？聯(lián)系生活分析鹽堿地不利于植物生長的原因。為什么有些植物耐鹽堿？鹽堿地耐鹽堿植物-刺槐Part3被動運輸四、被動運輸概念：像水分子這樣，物質以____________進出細胞，_________消耗細胞內化學反應所釋放的_____，這種物質跨膜運輸方式稱為_________。類型：____________________和__________________兩類。擴散方式不需要能量被動運輸自由擴散（簡單擴散）協(xié)助擴散(易化擴散)四、被動運輸1、自由擴散(1)概念:(3)實例:物質通過簡單的擴散作用進出細胞。也叫“簡單擴散”(2)特點:①順濃度梯度運輸②不需要轉運蛋白協(xié)助③不消耗能量四、被動運輸四、被動運輸1、自由擴散(1)概念:(3)實例:物質通過簡單的擴散作用進出細胞。也叫“簡單擴散”(2)特點:①順濃度梯度運輸②不需要轉運蛋白協(xié)助③不消耗能量①水

②氣體(O2、CO2)、③脂溶性小分子(尿素、甘油、乙醇、苯)四、被動運輸四、被動運輸2、協(xié)助擴散(1)概念:(3)實例:借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式，也叫易化擴散。(2)特點:載體蛋白通道蛋白轉運特點自身構象是否與被轉運的分子結合是否有特異性實例圖示只容許與自身結合部位相適應的分子或離子通過容許與自身通道的直徑、形狀相適配，大小和電荷相適宜的分子或離子通過改變不改變不結合結合具有具有葡萄糖通過載體蛋白進入紅細胞水分子通過水通道蛋白進出細胞四、被動運輸2、協(xié)助擴散(1)概念:(3)實例:借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式，也叫易化擴散。(2)特點:①順濃度梯度運輸②需要轉運蛋白協(xié)助③不消耗能量①葡萄糖進入紅細胞（載體蛋白）②大部分水分子進出（水通道蛋白）③神經纖維上Na+內流，K+外流（離子通道蛋白）補充：影響物質跨膜運輸?shù)囊蛩貪舛炔顢U散速度1、被轉運物質膜內外的濃度差自由擴散濃度差擴散速度協(xié)助擴散P點后受轉運蛋白數(shù)量影響補充：影響物質跨膜運輸?shù)囊蛩剞D運蛋白數(shù)量擴散速度2、轉運蛋白數(shù)量自由擴散轉運蛋白數(shù)量擴散速度協(xié)助擴散P點后受其他因素影響補充：影響物質跨膜運輸?shù)囊蛩匮鯕鉂舛龋芰浚U散速度3、氧氣濃度（能量）自由擴散氧氣濃度（能量）擴散速度協(xié)助擴散補充：影響物質跨膜運輸?shù)囊蛩?、溫度溫度轉運蛋白活性生物膜的流動性物質跨膜運輸速率當堂檢測1、相對分子質量小的物質或離子都可通過自由擴散進入細胞內。（）2、葡萄糖進入紅細胞需載體蛋白，不需要消耗能量，屬于協(xié)助擴散（）3、目前發(fā)現(xiàn)人類細胞13種水通道蛋白。

下列關于水通道蛋白的敘述，正確的