被動運輸課件-2024-2025學年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(zhì)輸入和輸出

第1課時

細胞的吸水與失水問題探討

在一個長頸漏斗的漏斗口外密封上一層玻璃紙，往漏斗內(nèi)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(nèi)外的液面高度相等。過一段時間后，會出現(xiàn)如右圖所示現(xiàn)象。

玻璃紙（又叫賽璐玢）是一種半透膜，水分子可以自由透過它，而蔗糖分子則不能。討論:1.漏斗內(nèi)的液面為什么會升高？答案：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。2.如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會無限升高嗎？為什么？答案：不會，管內(nèi)的液面上升到一定高度后，管中的水柱產(chǎn)生的壓力將加快漏斗中水分子向外擴散的速度，當半透膜兩側(cè)的濃度差與液柱的壓力產(chǎn)生的效果相當時，水分子進出半透膜達到動態(tài)平衡，液面將不再上升。問題探討：2.如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會無限升高嗎？為什么？答案：不會，管內(nèi)的液面上升到一定高度后，

管中的水柱產(chǎn)生的壓力將加快漏斗中水分子向外擴散的速度，當半透膜兩側(cè)的濃度差與液柱的壓力產(chǎn)生的效果相當時，水分子進出半透膜達到動態(tài)平衡，液面將不再上升。3.如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管的液面還會升高嗎？4.若燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，液面高度如何變化？答案：不會,因為紗布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由透過。答案：漏斗管內(nèi)的液面不會升高,單位時間內(nèi)透過玻璃紙的水分子數(shù)等于滲出玻璃紙的水分子數(shù)量。一課前.自主預(yù)習PREVIEW水進出細胞的原理1、原理：

即水分子(或其他涫劑分子)通過

的擴散。2、發(fā)生條件:(1)有半透膜,

(2)半透膜兩側(cè)存在

。滲透作用半透膜濃度差二課前.自主預(yù)習PREVIEW動物細胞的吸水和失水

下圖表示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的狀況。請判斷圖、b、c中紅細胞所處的狀態(tài),并分析成因。三課前.自主預(yù)習PREVIEW探究植物細胞的吸水和失水1、實驗原理：(2)

外界溶液濃度

>

細胞液濃度→細胞

，原生質(zhì)層

→發(fā)生

。原生質(zhì)層(1)

對于水分子來說,細胞壁是全透性的。植物細胞的

相當于一層半透膜。細胞壁與原生質(zhì)層具有一定的伸縮性,

原生質(zhì)層的伸縮性

細胞壁的伸縮性。(3)

外界溶液濃度

<

細胞液濃度→細胞

，已發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞發(fā)生

。大于失水皺縮質(zhì)壁分離吸水質(zhì)壁分離復(fù)原三課前.自主預(yù)習PREVIEW探究植物細胞的吸水和失水2、實驗步驟：(2)

用低倍鏡觀察：①有一個

色的中央大液泡

②原生質(zhì)層緊貼

。(1)

制作洋蔥趟片葉外表支臨時裝片

(3)

蓋玻片一側(cè)滴入

溶液，

另一側(cè)用吸水紙引流

紫(4)

用低倍鏡觀察：①中央大液泡逐漸

，紫

色

；②

與細胞壁逐漸分離

(5)

蓋玻片一側(cè)滴入

，另一側(cè)用吸水紙引流

(6)

用低倍鏡觀察：①中央大液泡逐漸

，紫

色

；②原生質(zhì)層逐漸貼近

。

細胞壁質(zhì)量濃度0.3ɡ/ml蔗糖變小變深原生質(zhì)層清水變大變深細胞壁三課前.自主預(yù)習PREVIEW探究植物細胞的吸水和失水3、實驗結(jié)論：(2)

當細胞外溶液濃度

發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞細胞液濃度時,細胞吸水發(fā)生

。(1)

成熟植物細胞能通過滲透作用吸水和失水。當細胞外溶液濃度

細胞液濃度時,細胞失水,發(fā)生

。大于小于質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原四課前.自主預(yù)習PREVIEW自由擴散和協(xié)助擴散

自主學習教科書第66頁“自由擴散和協(xié)助擴散”部分內(nèi)容,回答下列問題。1、什么是協(xié)助擴散?從轉(zhuǎn)運方向和條件方面分析,協(xié)助擴散有哪些特點?2、什么是自由擴散?從轉(zhuǎn)運方向和條件方面分析,自由擴散有哪些特點?答案：自由擴散又叫簡單擴散,是物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞的方式。

特點:從高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè);不需要轉(zhuǎn)運蛋白,也不需要消耗細胞內(nèi)化學反應(yīng)所釋放的能量。答案：協(xié)助擴散又叫易化擴散,

是指借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進出細胞的物質(zhì)擴散方式。特點:從高濃度一側(cè)到低濃度一側(cè);不需要消耗細胞內(nèi)化學反應(yīng)所釋放的能量但需要轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助。探究一4滲透作用3課堂.合作探究

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結(jié)合教科書第62頁”滲透現(xiàn)象示意圖“，分析回答下列問題。

1、一段時間后,蔗糖溶液液面上升的原因是什么?答案：水分子可以通過半透膜,而蔗糖分子不能,單位體積內(nèi)清水的水分子含量大于蔗糖溶液的水分子含量,因此單位時間內(nèi)由燒杯進入漏斗的水分子數(shù)大于由漏斗進入燒杯的水分子數(shù),導(dǎo)致漏斗內(nèi)液面上升。2、當液面不再上升時半透膜兩側(cè)的濃度是否相等?答案：不相等,長頸漏斗內(nèi)的熊溶液的濃度仍高于外界。探究一4滲透作用3課堂.合作探究

COOPERATIVEINQUIRY合作探究

3、為什么當液面上升到一定程度時,就不再上升?答案：燒杯中與漏斗中的液體具有濃度差，即具有滲透壓差，所以水分子有進入漏斗的趨勢；兩液面存在高度差，使水分子有進人燒杯的趨勢。當這兩種趨勢達到平衡時,液面就不再升高。對典型滲透裝置分析要點突破(1)半透膜內(nèi)的溶質(zhì)不能透過半透膜，水分子可以進出半透膜。對典型滲透裝置分析要點突破(2)若S1溶液濃度大于S2濟液濃度,則單位時間內(nèi)由

S2→S1的水分子數(shù)多于山S1→S2的水分子數(shù),外觀上表現(xiàn)為S1溶液液面上升;若S1溶液濃度小于S2溶液濃度，則情況相反,外觀上表現(xiàn)為S1溶液液面下降。(3)在達到滲透平衡后,若存在如上圖所示的液面差Δh,則S1溶液濃度仍大于S2溶液濃度。因為液面高的一側(cè)形成的壓強，會阻止溶劑由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)擴散。誤區(qū)警示（1）

半透膜兩側(cè)的水分子進行的是雙向運動，而不是單向運動，觀測到的現(xiàn)象是由雙向水分子運動的差別所導(dǎo)致的液面改變。（2）滲透平衡時,半透膜兩側(cè)溶液的濃度并不一定相等。當半透膜兩側(cè)的溶液達到平衡時，是指兩側(cè)的水分子運動達到平衡,而兩側(cè)溶液的濃度并不一定相同,兩側(cè)的液面高度也不一定相同。（3）水分子通過半透膜由低濃度溶液向高濃度溶液擴散。此處的濃度是指物質(zhì)的量濃度,是單位體積中微粒的多少，不是質(zhì)量分數(shù)。探究二自由擴散和協(xié)助擴散3課堂.合作探究

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下圖表示物質(zhì)跨膜運輸?shù)膬悍N方式,請據(jù)圖回答問題：1、圖中①②③依次表示

、

、

、判斷依據(jù)是

。自由擴散2、B、C都屬于

，具體地說,B屬于

,C屬于

。協(xié)助擴散協(xié)助擴散都是由高濃度到低濃度的擴散,但沒有轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助,②③都有轉(zhuǎn)運蛋自的協(xié)助轉(zhuǎn)運蛋白通道蛋白載體蛋白01自由擴散和協(xié)助擴散要點突破方式濃度方向轉(zhuǎn)運蛋白能量自由擴散高→低不需要不需要協(xié)助擴散高→低需要不需要02載體蛋白與通道蛋白要點突破2、不同點：

載體蛋白：只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過,而且每次轉(zhuǎn)運時都會發(fā)生自身構(gòu)象的改變

通道蛋白：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。分子或離子通過通道蛋白時,不需要與通道蛋白結(jié)合1、相同點：具有選擇性03半透膜和選擇透過性膜要點突破1、細胞膜具有選擇性的原因：

不同細胞膜上轉(zhuǎn)運蛋自的種類和數(shù)量不同,從面使細胞膜對物質(zhì)透過表現(xiàn)出高度的選擇性。2、半透膜和選擇透過性膜比較：種類物質(zhì)透過性特點半透膜較小物質(zhì)通過,較大物質(zhì)不能通過不具選擇性不具活性,是多孔性薄膜選擇透過性要選樣吸收的離子、小分子可通過，而其他離子、小分子和大分子不能通過具選擇性和活性,是生物膜探究三探究植物細胞的的吸水和失水3課堂.合作探究

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請根據(jù)“探究植物細胞的吸水和失水”實驗流程,回答問題：1、步驟B觀察到的是正常狀態(tài)下的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞,此時的原生質(zhì)層與細胞壁緊密相貼;步驟D觀察到的是用一定濃度的蔗糖溶液處理過的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞，此時發(fā)生了

現(xiàn)象。該現(xiàn)象發(fā)生的內(nèi)因是的伸縮性較大，

的伸縮性較小;外因是蔗糖溶液濃度

(填“大于”或“小于”)細胞液濃度,細胞失水。質(zhì)壁分離原生質(zhì)層大于探究三探究植物細胞的的吸水和失水3課堂.合作探究

COOPERATIVEINQUIRY合作探究2、通過步驟E處理后，步驟F觀察到的結(jié)果與步驟D觀察到的結(jié)果相比，發(fā)生了什么現(xiàn)象?該現(xiàn)象發(fā)生的外因是什么?2、請分析本實驗是如何設(shè)計對照實驗的。答案：發(fā)生了質(zhì)分離的復(fù)原現(xiàn)象。發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的外因是細胞液濃度大于外界溶液濃度,細胞吸水。答案：本實驗存在兩次對照:第一次是自然狀態(tài)與質(zhì)壁分離狀態(tài)的對照,第二次是質(zhì)壁分離復(fù)原狀態(tài)與質(zhì)壁分離狀態(tài)的對照。01細胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離的判斷要點突破1、從細胞角度分析：（1）具有中央大液泡的成熟的植物細胞才可發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。（2）死細胞、動物細胞、未成熟的植物細胞(如根尖分生區(qū)細胞)不發(fā)生質(zhì)警分高現(xiàn)象。01細胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離的判斷要點突破2、從溶液角度分析：（1）在一定濃度的溶質(zhì)不能穿膜的溶液中，發(fā)生質(zhì)璧分離現(xiàn)象。（2）在一定濃度的溶質(zhì)(如甘油、尿素、乙醇、KNO、溶液等)可穿膜的溶液中,先發(fā)生質(zhì)壁分離，后自動復(fù)原。（3）在高濃度溶液中質(zhì)壁分離現(xiàn)象明顯，但不能復(fù)原,因為溶液濃度過高,細胞因失水過多而死亡。（4）鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細胞,不適于作為質(zhì)壁分離實驗的溶液。02質(zhì)壁分離實驗的應(yīng)用要點突破1、判斷成熟植物細胞死活：

方法：將待測細胞置于一定濃度的蔗糖溶液中，

結(jié)果：發(fā)生質(zhì)壁分離→有生物活性；不發(fā)生質(zhì)壁分離→無生物活性2、測定細胞液濃度范圍：

方法：待測細胞置于一系列濃度梯度的蔗糖溶液中一段時間，鏡檢；

結(jié)果：細胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的蔗糖溶

液濃度之間02質(zhì)壁分離實驗的應(yīng)用要點突破3、測定細胞液濃度范圍：

方法：不同植物細胞置于同一濃度的蔗糖溶液，鏡檢；

結(jié)果：細胞發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間越短，細胞液濃度越??；

反之，細胞液濃度越大。課時.評價作業(yè)

EVALUATEHOMEWORK1.右圖是某同學用紫色洋蔥鱗片葉的外表皮做“探究植物細胞的吸水和失水的實驗中所觀察到的細胞圖。相關(guān)敘述正確()A.圖中1、2、6組成了細胞的原生質(zhì)層B.圖中細胞處于質(zhì)壁分離狀態(tài),此時6處的濃度一定大于7處的濃度C.圖中1是細胞壁,6中