4.1被動運輸課件-高一上學期生物人教版必修1

第一節(jié)

被動運輸匯報人：陳

穎第四章

細胞的物質(zhì)輸入和輸出本章內(nèi)容引入：學習目標：01通過對“問題探討”的學習，理解并掌握滲透作用的概念，過程，發(fā)生的條件。02通過對水分子進出紅細胞的過程學習，明確細胞膜相當于半透膜，水分子進出紅細胞也是滲透作用。滲透作用原理和現(xiàn)象分析01一、滲透作用---滲透現(xiàn)象的探究擴散作用概念：分子或離子從相對含量高向相對含量低運動的現(xiàn)象。注:擴散速度的快慢受溫度影響。一、滲透作用自主學習探究學習（一）：請同學們閱讀本節(jié)內(nèi)容開頭的問題探討內(nèi)容，并以小組的形式完成下面的三個問題探討。（時間3min左右）半透膜一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的薄膜的總稱。常見的半透膜有玻璃紙、羊皮紙等。水分子可以自由透過玻璃紙（又叫賽璐玢），而蔗糖分子則不能。一、滲透作用問題1：漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？總結：蔗糖溶液中水的相對含量比燒杯中低，燒杯中的水擴散到漏斗中的速度比漏斗擴散到燒杯中的速度更快,使漏斗中水量增加,液面上升。一、滲透作用問題2：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)生的重力將加快漏斗中水分向外擴散的速度，當__________________________最終達到平衡，液面將不再上升。漏斗內(nèi)滲透壓=液柱的壓力，一、滲透作用問題3：如果用一層紗布代替玻璃紙，還會出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？問題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？問題5：通過以上問題的探究和解決，你能否概括一下什么是滲透作用？不會，紗布不是半透膜，蔗糖分子和水分子都能通過。膜兩側的濃度相同，單位時間進出半透膜水分子量相同，故漏斗管液面不變。一、滲透作用---滲透作用的概念、條件、方向概念：水分子運輸方向：發(fā)生條件：水分子（或其它溶劑分子）通過半透膜的擴散，稱為滲透作用。水分子的移動是雙向的，但是水多水少具有半透膜半透膜兩側的溶液具有濃度差一、滲透作用---滲透平衡問題6：達到滲透平衡式時，你認為半透膜兩側的溶液濃度關系是怎么樣的？為什么？分析：①液面高度不發(fā)生變化，水分子雙向運動速率相等，即動態(tài)平衡。

②滲透平衡時：漏斗內(nèi)滲透壓=液柱的壓力溶液S1溶液S2整個過程溶液濃度變化：①平衡前：S2＞S1②滲透過程：S2↓

S1↑③平衡后：S2＞S1一、滲透作用---”U“型管滲透裝置的應用類型一：半透膜只允許溶劑通過，溶質(zhì)不可過。①物質(zhì)的量濃度相同的兩種溶液中，水分子進出動態(tài)平衡，所以頁面不動。滲透壓：溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力。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。一、滲透作用---”U“型管滲透裝置的應用類型一：半透膜只允許溶劑通過，溶質(zhì)不可過。②10%葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液移動，右側液面升高。一、滲透作用---”U“型管滲透裝置的應用類型一：半透膜只允許溶劑通過，溶質(zhì)不可過。③蔗糖被水解為兩分子單糖，導致左側濃度升高，水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液移動，則左側液面升高，最終高于右側。一、滲透作用---”U“型管滲透裝置的應用類型二：半透膜允許溶劑通過，也允許特定的溶質(zhì)通過。④葡萄糖分子可通過10%的葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度大于10%的蔗糖溶液，所以水分子先從10%的蔗糖溶液→10%的葡萄糖溶液移動，所以右側頁面先升高；在此過程中葡萄糖也在不斷地向蔗糖溶液方向走，最終使左側溶液濃度大于右側，則左側液面升高，最終高于右側。習題鞏固：【典例1】如圖甲是滲透作用裝置示意圖，乙、丙兩曲線圖的橫坐標代表時間，下列敘述不正確的是(

)

A．圖甲所示裝置中漏斗內(nèi)溶液的濃度變化可用曲線丙表示B．水分子由漏斗外進入漏斗內(nèi)的速率變化可用曲線乙表示C．漏斗管內(nèi)的液面高度變化可用曲線丙表示D．半透膜內(nèi)外溶液的濃度差可用曲線乙表示√習題鞏固：【典例2】如圖為U形滲透裝置，甲、乙分別加入0.1g/mL蔗糖溶液和0.3g/mL蔗糖溶液，起始液面高度相同。半透膜允許水分子通過，不允許蔗糖分子通過。下列相關敘述錯誤的是（

）A．裝置內(nèi)溶液滲透平衡時，水分子不再通過半透膜B．裝置內(nèi)溶液滲透平衡時，乙的液面高于甲的液面C．若甲、乙的蔗糖溶液濃度相同，液面將保持不變D．用紗布取代半透膜不會出現(xiàn)相同的實驗現(xiàn)象√

A．實驗剛剛開始時，裝置A和裝置B中水分子從S2側進入另一側的速度一樣B．裝置B的現(xiàn)象是S3溶液液面先上升后下降C．漏斗中液面先上升，加酶后繼續(xù)上升，然后開始下降D．實驗結束時A中S1與S2溶液，B中S2與S3溶液液面均持平√水進出動物細胞的原理02二、水進出動物細胞的原理自主學習探究學習（二）：請同學們觀察分析課本圖4-1，完成下面對應的5個問題探討，并作答。問題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(zhì)？問題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？問題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？二、水進出動物細胞的原理不能，蔗糖分子相當?shù)荒艿韧?，細胞膜具有生命活性，具有選擇透過性。不一定，紅細胞吸水后，細胞質(zhì)濃度也降低，當與外界平衡時就不吸水了，如果內(nèi)外濃度差不夠大，便達不到漲破的程度。二、水進出動物細胞的原理問題4：紅細胞吸水或失水取決于什么條件？問題5：想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水？細胞內(nèi)外溶液的濃度差，正相關生理鹽水的濃度和血漿濃度基本一致，血細胞不會因為過度吸水或者失水而出現(xiàn)形態(tài)結構異常。二、水進出動物細胞的原理

外界溶液濃度＜

細胞的濃度細胞吸水膨脹低滲溶液

外界溶液濃度＞

細胞的濃度細胞失水皺縮高滲溶液外界溶液濃度=細胞的濃度細胞形態(tài)不變等滲溶液習題鞏固：【典例3】將數(shù)量相同的小鼠成熟紅細胞分別放入a、b、c三種不同濃度的等量蔗糖溶液中，浸泡一段時間后，三種溶液中紅細胞的形態(tài)如下圖所示。下列說法正確的是（

）

A．三種溶液的濃度關系為c>b>aB．a(chǎn)中的細胞在此過程中吸水能力下降C．a(chǎn)組細胞在浸泡過程中不發(fā)生滲透作用D．若將a中的蔗糖溶液改為濃度相當?shù)钠咸烟侨芤?，則細胞可能出現(xiàn)先皺縮后恢復原狀的現(xiàn)象√聯(lián)系生活對農(nóng)作物施肥過多，會造成“燒苗”現(xiàn)象。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？水進出植物細胞的原理03學習目標：03通過完成探究實驗“植物細胞的吸水和失水”，理解植物細胞的質(zhì)壁分離過程，原理。(科學探究)04通過實例分析，闡明被動運輸中自由擴散和協(xié)助擴散的原理及特點。（科學思維）思考：植物細胞的吸水或失水是否是通過滲透作用呢？細胞膜細胞質(zhì)液泡膜細胞壁(全透性),伸縮性比較小相當于半透膜？細胞液與外界溶液之間存在濃度差原生質(zhì)層細胞液成熟植物細胞的結構植物細胞內(nèi)的液體環(huán)境主要是指液泡里面的細胞液。水進出細胞主要是指水經(jīng)過原生質(zhì)層進出液泡。三、水進出植物細胞的原理自主學習探究學習（三）：請大家閱讀教材63-65頁，思考討論以下問題：1.植物細胞的什么結構相當于半透膜？2.實驗材料怎么選？5.實驗中共進行了幾次顯微觀察，現(xiàn)象分別是什么？6.實驗結論是什么？植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因是什么？3.實驗主要試劑是什么？4.你認為本實驗的觀測對象是什么？7.如果把0.3g/mL的蔗糖換成同等濃度的KNO3/乙二醇溶液，發(fā)生質(zhì)壁分離的現(xiàn)象一樣嗎？探究實驗：探究植物細胞的吸水和失水植物細胞的吸水和失水實驗提出問題原生質(zhì)層相當于半透膜嗎？水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？做出假說原生質(zhì)層相當于半透膜。實驗設計實驗過程實驗材料：紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞（黑藻葉片）實驗試劑：0.3g/mL的蔗糖溶液、清水觀測對象：中央液泡的大小、原生質(zhì)層的位置、細胞大小實驗過程：探究實驗：探究植物細胞的吸水和失水提出問題做出假說實驗設計實驗過程實驗結果實驗結論實驗分析探究實驗：探究植物細胞的吸水和失水提出問題做出假說實驗設計實驗過程實驗結果實驗結論實驗分析5.實驗中共進行了幾次顯微觀察，現(xiàn)象是什么？三次低倍鏡觀察液泡大小液泡顏色原生質(zhì)層的位置細胞大小原始狀態(tài)滴蔗糖溶液后滴清水后變小逐漸恢復原來大小原生質(zhì)層恢復原來位置原生質(zhì)層與細胞壁分離基本不變基本不變變深變淺大、充盈紫色原生質(zhì)層緊貼細胞壁正常大小質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復原蔗糖探究實驗：探究植物細胞的吸水和失水提出問題做出假說實驗設計實驗過程植物細胞的吸水和失水實驗原生質(zhì)層相當于半透膜嗎？水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？原生質(zhì)層相當于半透膜。6.實驗結論是什么？(1)植物細胞的原生質(zhì)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。實驗結果實驗結論實驗分析探究實驗：探究植物細胞的吸水和失水提出問題做出假說實驗設計實驗過程實驗結果實驗結論實驗分析植物細胞的吸水和失水實驗原生質(zhì)層相當于半透膜嗎？水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？原生質(zhì)層相當于半透膜。6.發(fā)生質(zhì)壁分離的原因是什么？(1)內(nèi)因：原生質(zhì)層伸縮性

細胞壁伸縮性

(2)外因：外界溶液濃度

細胞液濃度大于大于思考1：你認為植物能發(fā)生質(zhì)壁分離的條件有哪些？思考2：如果把0.3g/mL的蔗糖換成同等濃度的KNO3/乙二醇溶液，發(fā)生質(zhì)壁分離的現(xiàn)象一樣嗎？探究實驗：探究植物細胞的吸水和失水(1)細胞是活的（死細胞的細胞膜具有全透性），具有細胞壁。(2)細胞有中央大液泡。(3)細胞外溶液的濃度高于細胞液濃度。干種子的細胞、根尖分生區(qū)等未成熟的植物細胞無此結構。若用等濃度的葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等溶液，細胞也會發(fā)生質(zhì)壁分離，但質(zhì)壁分離后不用滴加清水，細胞就會自動復原。習題鞏固：1．如圖為某同學利用一定濃度的蔗糖溶液進行質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復原的實驗操作步驟，與此相關的敘述中，錯誤的是(

)A．步驟B主要觀察細胞質(zhì)大小及細胞壁的位置B．步驟D與步驟B的觀察結果可以形成對照C．步驟E可以在蓋玻片一側滴加清水D．步驟F觀察到的細胞大小可能與步驟B相同√習題鞏固：√自由擴散和協(xié)助擴散04四、自由擴散和協(xié)助擴散自主學習探究學習（三）：請大家閱讀教材66-67頁，思考討論以下問題：1.什么是被動運輸？2.被動運輸?shù)姆譃槟膸最悾?.自由擴散的概念、特點、實例、影響因素？4.協(xié)助擴散的概念、特點、實例、影響因素？5.嘗試分析載體蛋白和通道蛋白的異同點？四、自由擴散和協(xié)助擴散問題1：什么是被動運輸？問題2：被動運輸?shù)姆譃槟膸最?？物質(zhì)以擴散方式進出細胞，不需要消耗細胞內(nèi)化學反應釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱為被動運輸。被動運輸主動運輸自由擴散協(xié)助擴散物質(zhì)運輸?shù)姆绞桨贪滤?、自由擴散和協(xié)助擴散問題3：自由擴散的概念、特點、實例、影響因素？概念：物質(zhì)通過簡單的

進出細胞，叫做自由擴散。擴散作用細胞外細胞內(nèi)水分子細胞膜順濃度四、自由擴散和協(xié)助擴散問題3：自由擴散的概念、特點、實例、影響因素？（1）運輸方向：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：（4）影響因素：濃度差擴散速度濃度差、溫度四、自由擴散和協(xié)助擴散問題4：協(xié)助擴散的概念、特點、實例、影響因素？概念：借助膜上的__________進出細胞的物質(zhì)擴散方式叫做協(xié)助擴散，也叫易化擴散。轉運蛋白細胞外細胞內(nèi)細胞膜順濃度四、自由擴散和協(xié)助擴散（1）轉運蛋白定義：鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質(zhì)，能夠協(xié)助離子和一些小分子有機物順濃度梯度跨膜運輸，這些蛋白質(zhì)稱為轉運蛋白。（2）類型：載體蛋白和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，而且每次轉運時都會發(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適配、大小電荷相適宜的分子或離子通過。分子和離子通過通道蛋白時，不需要與通道結合。四、自由擴散和協(xié)助擴散問題4：協(xié)助擴散的概念、特點、實例、影響因素？（1）運輸方向：高濃度低濃度（順濃度梯度）（3）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入細胞、K+通過鉀離子通道蛋白進入細胞（2）特點：需膜上轉運蛋白的協(xié)助，不需要能量（4）影響因素：①濃度差②轉運蛋白數(shù)量③溫度P點后速率受轉運蛋白數(shù)量限制四、自由擴散和協(xié)助擴散問題5：嘗試分析載體蛋白和通道蛋白的異同點？項目載體蛋白通道蛋白轉運特點自身構象是否與轉運的分子結合是否有選擇性實例只容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、自由擴散和協(xié)助擴散方式自由擴散協(xié)助擴散運輸方向是否消耗能量（ATP）是否需要轉運蛋白舉例高濃度

低濃度（順濃度梯度）不消耗不需要需要氧氣、二氧化碳、苯等葡萄糖、K+、水等習題鞏固：1.物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞脚c物質(zhì)的特點和細胞膜的結構有關。判斷下列有關物質(zhì)跨膜運輸?shù)谋硎鍪欠裾_。(1)細胞膜和液泡膜都相當于半透膜（

）(2)水分子進入細胞，是通過自由擴散方式進行的（

）(3)載體蛋白和通道蛋白在轉運分子和離子時，其作用機制是一樣（

）2.下列各項無法通過質(zhì)壁分離實驗證明的是（

）A.成熟植物細胞的死活B.原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性大C.成熟的植物細胞能進行滲透吸水D.水分子可以通過通道蛋白進入細胞D√××一、概念檢測習題鞏固：3.