4.1 被動(dòng)運(yùn)輸課件-高一上學(xué)期生物人教版必修1

第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出掌握著道道閘門，驅(qū)動(dòng)著各式舟車。輸入輸出中忙碌，被動(dòng)主動(dòng)間選擇。生物大分子鑄就，神奇的生命之膜。擴(kuò)散：物質(zhì)分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運(yùn)動(dòng)，直到均勻分布的現(xiàn)象。擴(kuò)散擴(kuò)散：物質(zhì)分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運(yùn)動(dòng)，直到均勻分布的現(xiàn)象。擴(kuò)散水分子從低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)運(yùn)動(dòng)

在一個(gè)長(zhǎng)頸漏斗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。

玻璃紙是一種半透膜，水分子可以自由透過它，而蔗糖分子則不能。（半透膜）玻璃紙小分子可以通過而大分子不能通過的一類多孔性薄膜的總稱。問題探討問題探討討論：漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？滲透壓：溶液中溶質(zhì)微粒對(duì)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，溶質(zhì)微粒越多，溶液濃度越大，對(duì)水分子的吸引力越大，滲透壓就越高）對(duì)于蔗糖溶液而言：與清水相比，蔗糖溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目多，溶液濃度高，對(duì)水分子的吸引力大，滲透壓高。進(jìn)入漏斗中的水的擴(kuò)散速度大于進(jìn)入燒杯中的水的擴(kuò)散速度，因此漏斗中液面升高。擴(kuò)散：分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象擴(kuò)散滲透半透膜問題探討滲透作用：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴(kuò)散（如果半透膜兩側(cè)存在濃度差，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）水分子或其他溶劑分子半透膜討論：如果漏斗管足夠長(zhǎng)，管內(nèi)的液面會(huì)無限升高嗎？為什么？問題探討不會(huì)，因?yàn)槁┒饭軆?nèi)的水柱產(chǎn)生的壓力會(huì)加快漏斗中的水分向外擴(kuò)散的速度，最終膜兩側(cè)水分?jǐn)U散的速度達(dá)到平衡，液面不再上升。液面高度差依然存在：漏斗內(nèi)的溶液濃度不等于燒杯中的溶液濃度問題探討問題探討討論：（2）如果用一層紗布代替玻璃紙，該會(huì)出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？（3）如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會(huì)怎樣？不會(huì)，因?yàn)榧啿疾皇前胪改ぃ紫逗艽?，可溶于水的物質(zhì)都能自由通過。漏斗中的液面將保持不變。思考：發(fā)生滲透作用的條件有什么？滲透作用產(chǎn)生的條件：（1）半透膜；（2）膜兩側(cè)的溶液具有濃度差兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足問題探討思考：細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜還是紗布？半透膜選擇透過性細(xì)胞形態(tài)不變細(xì)胞吸水膨脹局部漲破細(xì)胞失水皺縮(1)外界溶液濃度低于細(xì)胞質(zhì)濃度：細(xì)胞：(2)外界溶液濃度高于細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞：(3)外界溶液濃度等于細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞：失水-皺縮吸水-膨脹形態(tài)不變水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理動(dòng)態(tài)平衡為什么以哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料？1.哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞具有運(yùn)輸氧氣的功能，其內(nèi)部有大量的血紅蛋白；2.哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞，沒有細(xì)胞核及細(xì)胞器，避免細(xì)胞核及各種

具膜的細(xì)胞器對(duì)細(xì)胞吸水、失水的影響。水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理外界溶液細(xì)胞膜半透膜蔗糖溶液細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)相當(dāng)于相當(dāng)于濃度差水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理水通過滲透作用進(jìn)出紅細(xì)胞。1.細(xì)胞膜是選擇透過性膜，相當(dāng)于半透膜;2.紅細(xì)胞中富含血紅蛋白等有機(jī)物，不能透過細(xì)胞膜，當(dāng)將

其置于低濃度溶液中時(shí)，膜兩側(cè)存在濃度差。

1、將白菜剁碎做餡時(shí)，常常放一些鹽，一會(huì)兒就可看到水分滲出

2、對(duì)農(nóng)作物施肥過多，會(huì)造成“燒苗”現(xiàn)象。1、植物細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)失水的情況嗎？水是哪里來的？2、植物細(xì)胞在什么情況下會(huì)吸水和失水？

3、什么結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一層半透膜？提出問題：水又是如何進(jìn)出植物細(xì)胞的呢？水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理液泡葉綠體細(xì)胞壁水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別電子顯微鏡下的植物細(xì)胞水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理在電子顯微鏡下觀察多個(gè)纖維素分子集結(jié)成束，縱橫交錯(cuò)構(gòu)成植物細(xì)胞壁植物細(xì)胞壁（全透性）組分：纖維素+果膠作用：保護(hù)和支持細(xì)胞

伸縮性比較小成熟植物細(xì)胞細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜原生質(zhì)層細(xì)胞核水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理水進(jìn)出植物細(xì)胞主要是指：水經(jīng)過原生質(zhì)層進(jìn)出液泡（伸縮性較大）提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察并記錄結(jié)果分析結(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？水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過滲透作用嗎？原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過滲透作用?？茖W(xué)探究的一般過程進(jìn)一步探究1.如何使細(xì)胞外溶液的濃度提高或降低？2.如何看到細(xì)胞？需要用到什么材料和器具？3.對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出預(yù)測(cè)——細(xì)胞失水或吸水后可能出現(xiàn)哪些可觀察的變化？探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)思路：將植物細(xì)胞分別浸潤(rùn)在0.3g/mL的蔗糖溶液和清水中，用顯微鏡觀察液泡大小、原生質(zhì)層位置的變化。預(yù)期結(jié)果：如果假設(shè)是正確的，當(dāng)外界溶液的濃度高于細(xì)胞液的濃度時(shí)，細(xì)胞就會(huì)

；當(dāng)外界溶液的濃度低于細(xì)胞液的濃度時(shí)，細(xì)胞就會(huì)

。失水吸水提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察并記錄結(jié)果分析結(jié)果得出結(jié)論表達(dá)與交流進(jìn)一步探究原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過滲透作用嗎？原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過滲透作用。探究植物細(xì)胞的吸水和失水科學(xué)探究的一般過程實(shí)驗(yàn)步驟蓋上蓋玻片，制成洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片1234滴清水撕取洋蔥鱗片葉外表皮低倍鏡觀察撕取洋蔥鱗片葉時(shí)要不帶葉肉且不宜過大，避免制作裝片時(shí)出現(xiàn)重疊和氣泡，撕取后要放入載玻片上的清水中探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)步驟56低倍鏡觀察在蓋玻片的一側(cè)滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一側(cè)用吸水紙吸引

中央液泡逐漸變小，顏色變深，原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分離;細(xì)胞大小基本不變。探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)步驟56低倍鏡觀察在蓋玻片的一側(cè)滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一側(cè)用吸水紙吸引78在蓋玻片的一側(cè)滴加清水，在另一側(cè)用吸水紙吸引低倍鏡觀察

中央液泡逐漸變大，顏色變淺,原生質(zhì)層逐漸恢復(fù)到貼近細(xì)胞壁;細(xì)胞大小基本不變。探究植物細(xì)胞的吸水和失水第一次觀察滴加蔗糖溶液后再次滴加清水溶液后提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察并記錄結(jié)果分析結(jié)果得出結(jié)論表達(dá)與交流進(jìn)一步探究外界溶液中央液泡大小原生質(zhì)層位置細(xì)胞大小清水大緊貼細(xì)胞壁大蔗糖溶液清水逐漸變小顏色加深逐漸恢復(fù)顏色變淺恢復(fù)原位基本不變基本不變脫離細(xì)胞壁科學(xué)探究的一般過程提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察并記錄結(jié)果分析結(jié)果得出結(jié)論表達(dá)與交流進(jìn)一步探究結(jié)論：(1)植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜；(2)植物細(xì)胞通過滲透作用吸水和失水的。細(xì)胞失水，原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離開來細(xì)胞吸水，與細(xì)胞壁分離的原生質(zhì)層慢慢恢復(fù)原來的狀態(tài)外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原科學(xué)探究的一般過程探究植物細(xì)胞的吸水和失水自身對(duì)照是指對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組在同一研究對(duì)象上進(jìn)行，是實(shí)驗(yàn)前后之間的對(duì)照第一次對(duì)照滴加蔗糖溶液滴加清水第二次對(duì)照質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原探究植物細(xì)胞的吸水和失水提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察并記錄結(jié)果分析結(jié)果得出結(jié)論表達(dá)與交流進(jìn)一步探究2.質(zhì)壁分離的內(nèi)因和外因：3.觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原，對(duì)材料的要求：外因：外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度細(xì)胞有大液泡和細(xì)胞壁原生質(zhì)層兩側(cè)存在濃度差活細(xì)胞；外界溶液無毒無害內(nèi)因：原生質(zhì)層的伸縮性>細(xì)胞壁的伸縮性1.質(zhì)壁分離中的“質(zhì)”和“壁”分別指什么？“質(zhì)”原生質(zhì)層；“壁”細(xì)胞壁科學(xué)探究的一般過程探究植物細(xì)胞的吸水和失水Q2:本實(shí)驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)材料是什么？為什么？Q1:植物細(xì)胞會(huì)由于過多吸水而漲破嗎？不會(huì)。（因?yàn)榧?xì)胞壁具有保護(hù)和支持的作用）Q3:可以選用洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)嗎？它是成熟植物細(xì)胞，能發(fā)生質(zhì)壁分離，但大液泡是無色，不易觀察。紫色洋蔥鱗片葉外表皮。有大液泡，并且液泡有顏色，容易觀察。探究植物細(xì)胞的吸水和失水Q4:實(shí)驗(yàn)中共涉及三次顯微鏡觀察，其觀察的目的是什么？第一次：觀察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞在清水中的正常狀態(tài)，起到對(duì)照作用；第二次：觀察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞在0.3g/mL蔗糖溶液中的狀態(tài)，是否出現(xiàn)質(zhì)壁分離；第三次：觀察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞在清水中的狀態(tài)，是否發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。Q5:質(zhì)壁分離后，細(xì)胞壁和原生質(zhì)層之間的空隙充滿的是什么？0.3g/ml的蔗糖溶液處理充滿的是外界溶液（蔗糖溶液）探究植物細(xì)胞的吸水和失水Q6:根尖分生區(qū)細(xì)胞會(huì)不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)壁分離？Q7:本試驗(yàn)選用0.3g/mL的蔗糖溶液，若改用5g/mL的蔗糖溶液作為試劑，會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離的現(xiàn)象嗎？如若發(fā)生質(zhì)壁分離，滴加清水后會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原嗎？不會(huì)，不是成熟的植物細(xì)胞，沒有大液泡。會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離，但濃度過高會(huì)引起植物過度失水而死，將不能再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。探究植物細(xì)胞的吸水和失水判斷成熟植物細(xì)胞的死活測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍待測(cè)成熟植物細(xì)胞一定濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離無質(zhì)壁分離活細(xì)胞死細(xì)胞待測(cè)成熟植物細(xì)胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間12質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)展3比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度比較未知濃度溶液的濃度大小不同植物細(xì)胞同一濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間越短，細(xì)胞液濃度與該蔗糖溶液濃度越接近。同一植物的相同成熟細(xì)胞未知濃度的溶液鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間越短，未知溶液的濃度越大，反之則未知溶液的濃度越小4質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)展6農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的水肥管理7生活中殺菌、防腐、腌制食品5鑒別不同種類的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）成熟植物細(xì)胞不同種類溶液鏡檢只發(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原溶質(zhì)不能透過半透膜（如蔗糖溶液）溶質(zhì)能透過半透膜（如KNO3溶液）質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)展動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞條件原理現(xiàn)象①___________相當(dāng)于半透性膜②_________________具有濃度差①___________（由細(xì)胞膜、液泡膜和兩層之間的細(xì)胞質(zhì)組成）相當(dāng)于半透膜②_________________具有濃度差滲透作用滲透作用當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞吸水膨脹當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞失水皺縮當(dāng)外界溶液濃度_____細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞維持正常形態(tài)當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞液濃度，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞液濃度，細(xì)胞吸水膨脹，由于存在細(xì)胞壁，細(xì)胞不會(huì)漲破當(dāng)外界溶液濃度______細(xì)胞液濃度，細(xì)胞維持正常形態(tài)細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)與外界溶液小于小于大于大于等于等于原生質(zhì)層細(xì)胞液與外界溶液動(dòng)植物細(xì)胞的吸水和失水物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式稱為被動(dòng)運(yùn)輸。

被動(dòng)運(yùn)輸包括自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。被動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散：指物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞的方式，又稱簡(jiǎn)單擴(kuò)散。特點(diǎn)：從高濃度到低濃度不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助不需要能量順濃度梯度（高→低）例如：小分子物質(zhì)（水、氧氣、二氧化碳等）脂溶性的小分子有機(jī)物（苯、甘油、乙醇、脂肪酸、尿素、固醇等）影響因素:細(xì)胞內(nèi)外濃度差被動(dòng)運(yùn)輸擴(kuò)散速率(V)細(xì)胞外濃度擴(kuò)散速率(V)O2濃度/能量OO自由擴(kuò)散：指物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞的方式，又稱簡(jiǎn)單擴(kuò)散。被動(dòng)運(yùn)輸肺泡細(xì)胞≠被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸組織間隙組織細(xì)胞管血細(xì)毛肺泡O2O2O2O2O2O2O2組織間隙O2是以什么方式進(jìn)入血液以及組織細(xì)胞？以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)入O2從肺泡腔進(jìn)入血液需要穿過幾層生物膜？（肺泡壁、毛細(xì)血管壁為單細(xì)胞層）4層O2從肺泡腔進(jìn)入組織細(xì)胞需要穿過幾層生物膜？9層被動(dòng)運(yùn)輸協(xié)助擴(kuò)散：指借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散的方式，又稱易化擴(kuò)散。特點(diǎn)：從高濃度到低濃度需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助不需要能量順濃度梯度（高→低）例如：離子和小分子有機(jī)物（如氨基酸、葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞等）影響因素:細(xì)胞內(nèi)外濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和數(shù)量專一性飽和性被動(dòng)運(yùn)輸擴(kuò)散速率(V)細(xì)胞外濃度擴(kuò)散速率(V)O2濃度/氧分壓OPOQP點(diǎn)后運(yùn)輸速率受______________制約轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量協(xié)助擴(kuò)散：指物質(zhì)在轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助下進(jìn)出細(xì)胞的方式被動(dòng)運(yùn)輸載體蛋白：只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過；需與運(yùn)輸分子結(jié)合，引起自身構(gòu)像改變。通道蛋白：只允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，分子或離子不需要與運(yùn)輸分子結(jié)合。被動(dòng)運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白種類物質(zhì)是否需要與其結(jié)合自身構(gòu)像是否發(fā)生改變轉(zhuǎn)運(yùn)速度載體蛋白通道蛋白需要不需要自身構(gòu)像改變自身構(gòu)像不變慢快水通道蛋白被動(dòng)運(yùn)輸1.將相同的植物細(xì)胞依次浸在甲、乙、丙三種溶液中，測(cè)得細(xì)胞體積隨時(shí)間的變化如圖所示。下列有關(guān)推導(dǎo)和敘述錯(cuò)誤的是(

)A.三種溶液中，甲溶液濃度最低B.在M時(shí)刻，乙溶液中的植物細(xì)胞保持活性C.丙溶液中的植物細(xì)胞肯定會(huì)因失水過多而死亡D.三種溶液中細(xì)胞的形態(tài)均會(huì)發(fā)生改變隨堂練習(xí)In-classpracticeC2．為研究植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象，某同學(xué)將某植物的葉表皮放入一定濃度的甲物質(zhì)溶液中，一段時(shí)間后觀察到葉表皮細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離