被動運輸課件 【備課精研+高效課堂】 高一上學(xué)期生物人教版必修1

第1節(jié)被動運輸?shù)?章細(xì)胞的物質(zhì)的輸入和輸出【與生活的聯(lián)系】吃比較咸或甜的食物，口腔和唇的黏膜會覺得比較干清水泡過的青菜很硬挺鹽腌制過的黃瓜皺皺巴巴，有水分滲出【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。一類可以讓小分子物質(zhì)通過，而大分子物質(zhì)不能通過的多孔性薄膜的總稱。物質(zhì)能否通過只與膜上孔徑直徑的大小有關(guān)。如玻璃紙，腸系膜，蛋殼膜，魚鰾等半透膜：一、滲透現(xiàn)象燒杯內(nèi)的溶劑——水分子通過半透膜向漏斗內(nèi)擴散，導(dǎo)致漏斗內(nèi)水柱升高，液面上升。漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？擴散作用：分子從相對含量高一側(cè)向相對含量低一側(cè)運動的現(xiàn)象【擴散】滲透作用：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散水分子半透膜鹽水清水【滲透】半透膜蔗糖分子水分子動畫演示漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？＞清水→蔗糖溶液蔗糖溶液→清水單位時間內(nèi)通過半透膜的水分子數(shù)：實際觀察到的是水分子雙向運動差異所導(dǎo)致的液面變化兩溶液間水分子進(jìn)行雙向運動水分子相對含量高的一側(cè)低濃度溶液高濃度溶液水分子滲透的方向：水分子相對含量低的一側(cè)如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會無限升高嗎？為什么？液面高度不再變化時還有水分子移動嗎？仍然有水分子進(jìn)出半透膜水分子進(jìn)出速率相等（動態(tài)平衡）不相等，S1S2滲透平衡后，液面高的一側(cè)溶液濃度也高（溶液濃度高的一側(cè)液面高）；濃度差越大，液面高度差也越大。S1S2此時，半透膜兩側(cè)溶液濃度相等嗎？水柱產(chǎn)生壓力S1>S2（滲透壓=靜水壓）加快漏斗中水分向外擴散的速度達(dá)到平衡，液面不再上升（靜水壓）30%蔗糖溶液玻璃紙30%蔗糖溶液30%蔗糖溶液紗布清水30%蔗糖溶液玻璃紙清水ABC如果用一層紗布代替玻璃紙(圖B)，漏斗管內(nèi)的液面還會升高嗎？不會。紗布不是半透膜，孔隙很大，具有全透性，水分子和蔗糖分子都能通過，紗布兩側(cè)分子進(jìn)出平衡。如果燒杯中是同樣濃度的的蔗糖溶液(圖C)，結(jié)果會怎樣？半透膜兩側(cè)含水量相同，水分子數(shù)進(jìn)出平衡，漏斗液面將保持不變。【總結(jié)】發(fā)生滲透作用的條件1.具有半透膜2.半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差滲透作用中水分子的運動方向：半透膜水（溶劑）相對含量高

相對含量低濃度低濃度高滲透壓低滲透壓高指物質(zhì)的量濃度（mol/L）而非質(zhì)量濃度（g/L）溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力(滲透壓)的高低取決于單位體積內(nèi)的微粒數(shù)目，與微粒的大小與種類無關(guān)。水分子的移動是雙向的，但總體滲透方向是順濃度梯度移動（低濃度溶液→高濃度溶液移動）二、水進(jìn)出細(xì)胞的原理1.動物細(xì)胞的吸水和失水1.實驗：將哺乳動物的紅細(xì)胞放入不同濃度的氯化鈉溶液中。①外界溶液濃度<

細(xì)胞質(zhì)濃度②外界溶液濃度>

細(xì)胞質(zhì)濃度③外界溶液濃度=

細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞失水皺縮細(xì)胞形態(tài)不變細(xì)胞吸水膨脹吸水到什么程度？2.實驗現(xiàn)象：達(dá)到動態(tài)平衡時，紅細(xì)胞不再吸水。當(dāng)外界溶液濃度很低(如清水)時，紅細(xì)胞會吸水漲破。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3.實驗結(jié)論：結(jié)果分析：紅細(xì)胞與外界溶液組成了一個滲透系統(tǒng)

細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜細(xì)胞質(zhì)與外界溶液之間具有濃度差實驗說明：動物細(xì)胞可通過滲透作用吸水和失水生物膜是選擇透過性膜：對物質(zhì)的通過既具有半透膜的物理性質(zhì)，還具有主動的選擇性，如細(xì)胞膜?！舅伎加懻摗?.紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物能透過細(xì)胞膜嗎？這些有機物相當(dāng)于“問題探討”所示裝置中的什么物質(zhì)？不能，血紅蛋白屬于大分子有機物，不能透過細(xì)胞膜，相當(dāng)于蔗糖分子2.紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于“問題探討”中所說的半透膜？3.當(dāng)外界溶液的濃度低時，紅細(xì)胞一定會由于吸水而漲破嗎？不一定，吸水后細(xì)胞內(nèi)液體濃度下降，直到與外界溶液濃度達(dá)到平衡因此濃度差很大時會漲破，濃度差較小時不會漲破4.紅細(xì)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？紅細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度差，濃度差越大，細(xì)胞吸水或失水越多紅細(xì)胞的細(xì)胞膜有選擇透過性，相當(dāng)于半透膜與血漿的濃度基本一致，血細(xì)胞不會過度吸水或失水出現(xiàn)形態(tài)和功能上的異常二、水進(jìn)出細(xì)胞的原理2.植物細(xì)胞的吸水和失水生活中觀察到的現(xiàn)象：（失水）（吸水）（有水分滲出）用鹽腌蘿卜時會有水滲出，同時蘿卜的體積會減少對農(nóng)作物施肥過多，會造成“燒苗”現(xiàn)象有些萎蔫的白菜葉片置于清水中又變得硬挺包餃子時在白菜餡中放一些鹽，過一會兒發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？（失水）植物細(xì)胞會出現(xiàn)滲透失水和吸水的情況嗎？細(xì)胞壁（全透性）細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜原生質(zhì)層細(xì)胞液成熟的植物細(xì)胞模式圖（具有一定的濃度）外界溶液細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境：主要指液泡里的細(xì)胞液原生質(zhì)層：細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)伸縮性弱伸縮性強水分子進(jìn)出成熟植物細(xì)胞，主要指水經(jīng)過原生質(zhì)層進(jìn)出液泡植物細(xì)胞的吸水和失水可通過質(zhì)壁分離及復(fù)原的實驗驗證注意：提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進(jìn)行實驗，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。實驗思路：將植物細(xì)胞分別浸潤在較高濃度的蔗糖溶液和清水中，用顯微鏡觀察液泡、原生質(zhì)層、細(xì)胞大小的變化。科學(xué)探究的一般過程提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗【探究實踐】探究植物細(xì)胞的吸水和失水進(jìn)行實驗，觀察并記錄結(jié)果提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗分析結(jié)果，得出結(jié)論表達(dá)與交流進(jìn)一步探究科學(xué)探究的一般過程蓋上蓋玻片，制成洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片滴清水撕取洋蔥鱗片葉外表皮低倍鏡觀察①有一個______的中央大液泡②原生質(zhì)層緊貼___________紫色細(xì)胞壁【探究實踐】探究植物細(xì)胞的吸水和失水進(jìn)行實驗，觀察并記錄結(jié)果提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗分析結(jié)果，得出結(jié)論表達(dá)與交流進(jìn)一步探究科學(xué)探究的一般過程實驗步驟在蓋玻片的一側(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)用吸水紙吸引低倍鏡觀察①中央液泡______，紫色______②原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸______分離變小變深①中央液泡_____，紫色_____②原生質(zhì)層逐漸_____細(xì)胞壁緊貼變大變淺【探究實踐】探究植物細(xì)胞的吸水和失水進(jìn)行實驗，觀察并記錄結(jié)果現(xiàn)象試劑中央液泡原生質(zhì)層的位置細(xì)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(fù)原來位置基本不變逐漸脫離細(xì)胞壁基本不變提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗分析結(jié)果，得出結(jié)論表達(dá)與交流進(jìn)一步探究科學(xué)探究的一般過程第一次對照第二次對照正常的洋蔥表皮細(xì)胞0.3g/mL的蔗糖溶液質(zhì)壁分離清水質(zhì)壁分離復(fù)原結(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)胞也是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)當(dāng)外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度當(dāng)外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原進(jìn)行實驗，觀察并記錄結(jié)果提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗分析結(jié)果，得出結(jié)論表達(dá)與交流進(jìn)一步探究科學(xué)探究的一般過程【探究實踐】探究植物細(xì)胞的吸水和失水(1)質(zhì)壁分離的內(nèi)因和外因：(2)植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的條件：(3)介于細(xì)胞膜與細(xì)胞壁之間的溶液：內(nèi)因：原生質(zhì)層具有選擇透過性

原生質(zhì)層的伸縮性>細(xì)胞壁的伸縮性外因：外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度活細(xì)胞有中央大液泡外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度(細(xì)胞液與外界溶液必須有濃度差)

外界溶液（因為細(xì)胞壁具有全透性）進(jìn)行實驗，觀察并記錄結(jié)果提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗分析結(jié)果，得出結(jié)論表達(dá)與交流進(jìn)一步探究科學(xué)探究的一般過程【探究實踐】探究植物細(xì)胞的吸水和失水2.如果滴加的是3g/ml的蔗糖溶液，實驗結(jié)果如何？3.將蔗糖溶液換成適宜濃度的KNO3，實驗結(jié)果如何？1.植物細(xì)胞會由于過多吸水而漲破嗎？發(fā)生質(zhì)壁分離，但不能質(zhì)壁分離復(fù)原。（蔗糖溶液濃度過高，細(xì)胞嚴(yán)重失水死亡)細(xì)胞質(zhì)壁分離后，沒有滴加清水，自動出現(xiàn)質(zhì)壁分離復(fù)原。（細(xì)胞主動吸收K+和NO3-離子后，細(xì)胞液濃度上升，細(xì)胞吸水，質(zhì)壁分離復(fù)原）不會。（細(xì)胞壁具有保護和支持的作用）進(jìn)行實驗，觀察并記錄結(jié)果提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗分析結(jié)果，得出結(jié)論表達(dá)與交流進(jìn)一步探究科學(xué)探究的一般過程【探究實踐】探究植物細(xì)胞的吸水和失水【質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象的拓展應(yīng)用】1.判斷細(xì)胞的活性2.測定細(xì)胞液濃度的范圍待測成熟植物細(xì)胞鏡檢不發(fā)生質(zhì)壁分離活細(xì)胞死細(xì)胞一定濃度蔗糖溶液發(fā)生質(zhì)壁分離待測成熟植物細(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)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩種外界溶液的濃度之間3.比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度4.比較幾種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判斷細(xì)胞液濃度的大小(時間越短，質(zhì)壁分離程度越大，細(xì)胞液濃度越小)同一植物的相同成熟細(xì)胞幾種未知濃度的溶液鏡檢比較剛發(fā)生質(zhì)壁分離時所需時間的長短、程度比較質(zhì)壁分離所需時間的長短、程度判斷溶液的濃度的大小(時間越短，質(zhì)壁分離程度越大，細(xì)胞液濃度越小)乙溶液：細(xì)胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原5.鑒別不同種類的溶液(如KNO3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)壁分離后自動復(fù)原溶質(zhì)不能透過原生質(zhì)層（如蔗糖溶液）溶質(zhì)能透過原生質(zhì)層被吸收（如KNO3溶液）一定濃度的甘油、尿素、葡萄糖、乙二醇、NaCl、KNO3溶液等，細(xì)胞吸收溶質(zhì)微粒而使細(xì)胞液濃度增大，植物細(xì)胞會吸水引起質(zhì)壁分離后的自動復(fù)原。像水分子這樣，物質(zhì)以擴散方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱為被動運輸?！拘〗Y(jié)】三、被動運輸定義：像水分子這樣，物質(zhì)以擴散方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱為被動運輸。分類：被動運輸自由擴散協(xié)助擴散物質(zhì)通過簡單的擴散作用進(jìn)出細(xì)胞(簡單擴散)：(易化擴散)：借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴散的方式水溶性的脂溶性的非極性

極性1.據(jù)圖分析，物質(zhì)能否穿過磷脂雙分子層與哪些因素有關(guān)？是否帶電、分子的大小、分子的極性【資料】為了研究物質(zhì)跨膜運輸方式，科研人員制作了一個只有磷脂雙分子層的人工膜，檢測不同分子和離子跨膜運輸情況。人工脂雙層膜對不同分子的通透性2.自由擴散(簡單擴散)①概念：②特點①高濃度→低濃度（順濃度梯度）②不需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助③不需要消耗能量③實例水（少數(shù)）氣體（O2

、CO2、N2）脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯）脂質(zhì)分子（膽固醇、性激素等）④影響因素：濃度差、溫度濃度差運輸速率轉(zhuǎn)運蛋白運輸速率能量運輸速率物質(zhì)通過簡單的擴散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)

O2在肺泡通過擴散作用進(jìn)入肺泡細(xì)胞，穿過血管壁細(xì)胞進(jìn)入血管【思考】O2在肺泡中與血液的交換O2從肺泡腔進(jìn)入組織細(xì)胞需要穿過幾層生物膜？(提示：肺泡壁、毛細(xì)血管壁為單細(xì)胞層)9層3.O2、CO2、甘油通過人工膜和生物膜方式相同嗎？相同，直接穿過脂雙層4.H2O、K+、Na+、Cl-通過過人工膜的通透性與生物膜不同，可能是什么原因造成的？人工合成脂雙層細(xì)胞膜示意圖【資料】人工合成脂雙層和細(xì)胞膜的區(qū)別生物膜上的蛋白質(zhì)導(dǎo)致的人工脂雙層膜對不同分子的通透性4.H2O、K+、Na+、Cl-通過過人工膜的通透性與生物膜不同，可能是什么原因造成的？①高濃度→低濃度(順濃度梯度運輸)②需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助③不需要消耗能量紅細(xì)胞吸收葡萄糖水借助水通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞濃度差、溫度轉(zhuǎn)運蛋白種類和數(shù)量濃度差擴散速度能量擴散速度轉(zhuǎn)運蛋白飽和點2.協(xié)助擴散(易化擴散)①概念：②特點③實例：④影響因素：借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴散方式分子多分子少擴散載體蛋白通道蛋白①只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過；②與被轉(zhuǎn)運物質(zhì)結(jié)合；③發(fā)生構(gòu)象改變。①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；②不與被轉(zhuǎn)運物質(zhì)結(jié)合；③不發(fā)生構(gòu)象改變。載體蛋白通道蛋白轉(zhuǎn)運特點自身構(gòu)象是否與轉(zhuǎn)運的分子結(jié)合是否有特異性實例只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)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(jié)合結(jié)合具有具有葡萄糖通過載體蛋白進(jìn)入紅細(xì)胞大多數(shù)水進(jìn)出細(xì)