【公開課】被動運輸+課件+高一上學期生物人教版必修1

第1節(jié)被動運輸?shù)?章細胞的物質輸入與輸出一、滲透現(xiàn)象的原理及條件溶質？溶劑？蔗糖溶液、葡萄糖溶液中，溶質？溶劑？問題探討：滲透現(xiàn)象1、漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？燒杯中的水分子進入漏斗中導致漏斗液面升高。事實上半透膜兩側的水分子都能夠通過擴散作用自由進出，但由于蔗糖溶液中水的相對含量(單位體積中的水分子數(shù))比燒杯中的水的相對含量低，因此燒杯中的水擴散到漏斗中的速度比漏斗中的水擴散到燒杯中的速度相對更快些，導致漏斗中水量增加,液面上升。2、如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會無限升高嗎？為什么？

如果漏斗管足夠長，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。注意：平衡時水分子進出平衡！3、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？不會,因為紗布不是半透膜，孔隙很大,可溶于水的物質都能夠自由通過，包括水分子和蔗糖分子都能通過。漏斗管中的液面將保持不變，單位時間內(nèi)進出漏斗的水分子數(shù)一樣多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？半透膜：指某些物質可以透過而另一些物質不能透過的多孔性薄膜。物質能否透過半透膜取決于物質分子的大小。半透膜種類不同，則其孔徑大小不同。如：雞蛋的殼膜、魚鰾、膀胱膜、玻璃紙、卵殼膜：水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴散原理：

滲透作用

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。滲透方向：發(fā)生條件：具有半透膜a．b．半透膜兩側存在濃度差注意：濃度，通常指物質的量濃度，而非質量濃度。滲透現(xiàn)象：注意：滲透作用中，膜兩側溶液的濃度不是指質量濃度，而是指物質的量濃度，實質是指滲透壓。如，質量分數(shù)為10%的蔗糖溶液質量分數(shù)為10%的葡萄糖溶液，質量濃度，物質的量濃度，且蔗糖溶液物質的量濃度小，滲透壓小，葡萄糖溶液物質的量濃度大，滲透壓大

相同不同滲透壓：指溶液中溶質微粒對水的吸引力。溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質微粒的數(shù)目：①溶質微粒越多，即溶液濃度越高，對水的吸引力越大，溶液滲透壓越高；②溶質微粒越少，即溶液濃度越低，對水的吸引力越弱，溶液滲透壓越低。AB溶液濃度A>B,溶液濃度A<B,水分子從BA移動水分子從AB移動低濃度高濃度低濃度高濃度高濃度吸水，低濃度失水滲透方向：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。低濃度溶液高濃度溶液（1）滲透達到平衡，半透膜兩側的水分子靜止不動的。（2）h不變時，S1、S2濃度的大小關系為：S1S2(S1、S2中溶質不能通過半透膜)不是>達到滲透平衡后，只要存在h，則S1>S2注意：（3）在B圖所示的U形玻璃管內(nèi)，左右管分別裝入質量分數(shù)相等的葡萄糖、麥芽糖溶液。初始時，兩管中液面相平，假設溶質分子不能透過半透膜。①一段時間后，兩管中液面的變化為：左管液面，右管液面②如同時向兩管內(nèi)加入等量的麥芽糖酶，兩管中液面的變化分別為：左管液面，右管液面。升高降低降低升高濃度誰大？（4）若溶質能通過半透膜，則上述A、B裝置內(nèi)S1、S2液面如何變化?①S1>S2時，S1溶液液面先上升，然后下降，最后兩側液面持平。②S1<S2時，S2溶液液面先上升，然后下降，最后兩側液面持平。質量分數(shù)相等的葡萄糖溶液和蔗糖溶液質量分數(shù)相等的葡萄糖溶液和麥芽糖溶液都是葡萄糖的物質的量濃度大二、細胞的吸水和失水相當于濃度差半透膜蔗糖溶液清水細胞膜細胞質外界溶液將哺乳動物的紅細胞放入不同濃度的氯化鈉溶液中，一段時間后，紅細胞將會發(fā)生以下變化：吸水膨脹失水皺縮形態(tài)不變外界溶液濃度<細胞質濃度，細胞吸水膨脹外界溶液濃度>細胞質濃度，細胞失水皺縮外界溶液濃度=細胞質濃度，細胞形態(tài)不變1.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？紅細胞中的有機物有的能通過細胞膜，有的不能。血紅蛋白是有機大分子物質，不能透過細胞膜，相當于“問題探討”中的蔗糖分子。2.紅細胞的細胞膜是否相當于一層半透膜？是。但細胞膜具有生命活性，物質通過細胞膜的方式不只是簡單擴散。討論:3.當外界溶液溶質的濃度低時，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，如果外界溶液濃度不是很低，有可能細胞內(nèi)液濃度下降后與外界溶液的濃度達到平衡，此時，紅細胞將不再吸水。4.紅細胞吸水或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。

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。水又是怎樣進出植物細胞的呢？水進出細胞，主要指水經(jīng)過原生質層進出液泡1、水分進出植物細胞施通過滲透作用嗎？2、原生質層是否相當于一層半透膜？觀察現(xiàn)象，提出問題：實驗：探究植物細胞的吸水和失水作出假設：水分進出細胞是通過滲透作用，原生質層相當于一層半透膜。設計實驗實施實驗分析結果，得出結論表達和交流原理：1將成熟植物細胞放到一定濃度的溶液中，即能構成一個滲透系統(tǒng)。2細胞大量失水時，由于原生質層與細胞壁的伸縮性不同----當細胞不斷失水時，原生質層就會與細胞壁分離開來。實驗：探究植物細胞的吸水和失水本實驗是高中生物涉及“顯微鏡觀察”的實驗中唯一只在低倍鏡下觀察，而不換高倍鏡的。成熟的植物細胞細胞膜原生質層細胞質液泡膜細胞液外界溶液半透膜清水蔗糖溶液相當于濃度差材料用具：紫色洋蔥鱗片葉。刀片，鑷子，滴管，載玻片，蓋玻片，吸水紙，顯微鏡質量濃度為0.3g/ml的蔗糖溶液，清水。

選取新鮮洋蔥鱗片葉，用刀片在外表皮上劃一方框，用鑷子撕下表皮。在潔凈的載玻片上滴一滴清水，將撕下的表皮放在水滴中展平，蓋上蓋玻片，制成臨時裝片。實驗過程：

1制作裝片

2低倍鏡觀察

3滴加蔗糖溶液

4低倍鏡觀察

5滴加清水

6低倍鏡觀察

用低倍鏡觀察洋蔥鱗片葉外表皮細胞中紫色的中央大液泡的大小，以及原生質層的位置。實驗過程：

1制作裝片

2低倍鏡觀察

3滴加蔗糖溶液

4低倍鏡觀察

5滴加清水

6低倍鏡觀察

從蓋玻片的一側滴入蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側用吸水紙引流。這樣重復幾次，洋蔥鱗片葉表皮細胞就浸潤在蔗糖溶液中。實驗過程：

1制作裝片

2低倍鏡觀察

3滴加蔗糖溶液

4低倍鏡觀察

5滴加清水

6低倍鏡觀察

用低倍顯微鏡觀察，看細胞的中央液泡是否逐漸變小，原生質層在什么位置，細胞大小是否變化。實驗過程：

1制作裝片

2低倍鏡觀察

3滴加蔗糖溶液

4低倍鏡觀察

5滴加清水

6低倍鏡觀察注意：觀察質壁分離時間不宜過長，以免細胞因長時間處于失水狀態(tài)而死亡，影響對質壁分離復原現(xiàn)象的觀察。

在蓋玻片的一側滴入清水，在蓋玻片的另一側用吸水紙引流。這樣重復幾次，洋蔥鱗片葉表皮又浸潤在清水中。實驗過程：

1制作裝片

2低倍鏡觀察

3滴加蔗糖溶液

4低倍鏡觀察

5滴加清水

6低倍鏡觀察

用低倍顯微鏡觀察，看中央液泡是否逐漸變大，原生質層的位置有沒有變化，細胞的大小有沒有變化。實驗過程：

1制作裝片

2低倍鏡觀察

3滴加蔗糖溶液

4低倍鏡觀察

5滴加清水

6低倍鏡觀察1.植物細胞原生質層相當于半透膜2.成熟的植物細胞可以發(fā)生滲透作用而吸水和失水分析結果，得出結論細胞液濃度

外界溶液濃度時（外因），植物細胞滲透失水，由于原生質層比細胞壁的伸縮性大（內(nèi)因），而發(fā)生

現(xiàn)象。細胞液濃度

外界溶液濃度，植物細胞滲透吸水，細胞膨脹而發(fā)生

。大于小于

質壁分離質壁分離的復原1實驗材料—紫色的洋蔥鱗片葉①選擇的材料必須是活細胞,因為只有活細胞的原生質層才具有選擇透過性,否則將不會出現(xiàn)質壁分離及其復原現(xiàn)象。②要用含有大液泡的植物細胞。③細胞液應有顏色,紫色的洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液為紫色,易于觀察。2實驗試劑：（1）對細胞無害。鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞，不適于用作實驗試劑。（2）濃度適當。濃度過小，質壁分離現(xiàn)象不明顯或不發(fā)生質壁分離，影響觀察；濃度過大，會使細胞在短時間內(nèi)因失水過多、原生質層迅速凝聚而死亡，無法觀察到質壁分離的復原現(xiàn)象。注意事項3實驗操作過程①滴加蔗糖溶液或清水時,應在載物臺上操作,滴加液體不要太多,避免污染物鏡鏡頭。②觀察質壁分離的時間不宜過長,以免細胞因長時間處于失水狀態(tài)而死亡,影響對質壁分離復原現(xiàn)象的觀察。4該實驗中存在兩次自身對照,第一次是自然狀態(tài)與質壁分離狀態(tài)的細胞對照,第二次是質壁分離狀態(tài)與復原后狀態(tài)對照。被動運輸：1定義：物質以擴散的方式進出細胞，不需要消耗細胞內(nèi)化學反應所釋放的能量。3分類：自由擴散（簡單擴散）協(xié)助擴散（易化擴散）2特點：不消耗能量、順濃度梯度運輸（由高濃度到低濃度）自由擴散（簡單擴散）定義：物質能通過簡單的擴散作用進出細胞的方式舉例：氧、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等小分子物質特點：①順濃度梯度②不消耗能量③不需要轉運蛋白甘油、乙醇等分子為什么能以自由擴散的方式進出細胞？

都是脂溶性物質，細胞膜的主要成分是脂質，因此可以通過自由擴散進出細胞。協(xié)助擴散（易化擴散）1定義：借助膜上的轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式3舉例：①順濃度梯度②不消耗能量③需要轉運蛋白2特點：水分子通過通道蛋白進入細胞；葡萄糖分子進入紅細胞；K+排出神經(jīng)細胞；Na+進入神經(jīng)細胞自由擴散(簡單擴散)協(xié)助擴散：借助轉運蛋白載體蛋白通道蛋白載體蛋白只容許與自身結合部位相適應的分子或離子通過，且每次轉運是都會發(fā)生自身構象的改變通道蛋白只容許與自身通道的直徑和形狀相匹配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過。分子或離子通過時候，不需要與通道蛋白結合。離子通道蛋白分為離子通道蛋白和水通道蛋白過去人們普遍認為，水分子都是通過自由擴散進出細胞的，但后來研究證明，水分子更多的是借助細胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴散方式進出細胞的。水通道蛋白項目載體蛋白通道蛋白轉運特點允許與自身結合部位相適應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、大小和電荷相適宜的分子或離子通過自身構象是否與轉運物質結合是否具有特異性實例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備注：構象可理解為蛋白質分子的空間結構。改變結合具有不改變不結合具有項目自由擴散（簡單擴散）協(xié)助擴散（易化擴散）物質運輸方向順濃度梯度運輸（高濃度→低濃度）順濃度梯度運輸（高濃度→低濃度）特點是否耗能××是否需轉運蛋白×√影響因素膜內(nèi)外物質濃度梯度的大小膜內(nèi)外物質濃度梯度的大小、轉運蛋白的數(shù)量實例