【公開課】被動運(yùn)輸+課件+高一上學(xué)期生物人教版必修1

第1節(jié)被動運(yùn)輸?shù)?章細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出一、滲透現(xiàn)象的原理及條件溶質(zhì)？溶劑？蔗糖溶液、葡萄糖溶液中，溶質(zhì)？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(jìn)入漏斗中導(dǎo)致漏斗液面升高。事實上半透膜兩側(cè)的水分子都能夠通過擴(kuò)散作用自由進(jìn)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?dāng)U散到漏斗中的速度比漏斗中的水?dāng)U散到燒杯中的速度相對更快些，導(dǎo)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(dāng)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(kuò)散的速度最終達(dá)到平衡，液面將不再上升。注意：平衡時水分子進(jìn)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(zhì)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(jìn)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(jié)果會怎樣？半透膜：指某些物質(zhì)可以透過而另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜。物質(zhì)能否透過半透膜取決于物質(zhì)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(kuò)散原理：

滲透作用

水分子從水的相對含量高的一側(cè)向相對含量低的一側(cè)滲透。滲透方向：發(fā)生條件：具有半透膜a．b．半透膜兩側(cè)存在濃度差注意：濃度，通常指物質(zhì)的量濃度，而非質(zhì)量濃度。滲透現(xiàn)象：注意：滲透作用中，膜兩側(cè)溶液的濃度不是指質(zhì)量濃度，而是指物質(zhì)的量濃度，實質(zhì)是指滲透壓。如，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的蔗糖溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的葡萄糖溶液，質(zhì)量濃度，物質(zhì)的量濃度，且蔗糖溶液物質(zhì)的量濃度小，滲透壓小，葡萄糖溶液物質(zhì)的量濃度大，滲透壓大

相同不同滲透壓：指溶液中溶質(zhì)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(zhì)微粒的數(shù)目：①溶質(zhì)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(zhì)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(cè)向相對含量低的一側(cè)滲透。低濃度溶液高濃度溶液（1）滲透達(dá)到平衡，半透膜兩側(cè)的水分子靜止不動的。（2）h不變時，S1、S2濃度的大小關(guān)系為：S1S2(S1、S2中溶質(zhì)不能通過半透膜)不是>達(dá)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(zhì)量分?jǐn)?shù)相等的葡萄糖、麥芽糖溶液。初始時，兩管中液面相平，假設(shè)溶質(zhì)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(zhì)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(cè)液面持平。②S1<S2時，S2溶液液面先上升，然后下降，最后兩側(cè)液面持平。質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等的葡萄糖溶液和蔗糖溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等的葡萄糖溶液和麥芽糖溶液都是葡萄糖的物質(zhì)的量濃度大二、細(xì)胞的吸水和失水相當(dāng)于濃度差半透膜蔗糖溶液清水細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)外界溶液將哺乳動物的紅細(xì)胞放入不同濃度的氯化鈉溶液中，一段時間后，紅細(xì)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(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞吸水膨脹外界溶液濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞失水皺縮外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞形態(tài)不變1.紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能夠透過細(xì)胞膜嗎？這些有機(jī)物相當(dāng)于“問題探討”所示裝置中的什么物質(zhì)？紅細(xì)胞中的有機(jī)物有的能通過細(xì)胞膜，有的不能。血紅蛋白是有機(jī)大分子物質(zhì)，不能透過細(xì)胞膜，相當(dāng)于“問題探討”中的蔗糖分子。2.紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是否相當(dāng)于一層半透膜？是。但細(xì)胞膜具有生命活性，物質(zhì)通過細(xì)胞膜的方式不只是簡單擴(kuò)散。討論:3.當(dāng)外界溶液溶質(zhì)的濃度低時，紅細(xì)胞一定會由于吸水而漲破嗎？不一定。因為紅細(xì)胞吸水膨脹后細(xì)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(xì)胞內(nèi)液濃度下降后與外界溶液的濃度達(dá)到平衡，此時，紅細(xì)胞將不再吸水。4.紅細(xì)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(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度差，一般情況下，濃度差越大時，細(xì)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(xì)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(jìn)出植物細(xì)胞的呢？水進(jìn)出細(xì)胞，主要指水經(jīng)過原生質(zhì)層進(jìn)出液泡1、水分進(jìn)出植物細(xì)胞施通過滲透作用嗎？2、原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？觀察現(xiàn)象，提出問題：實驗：探究植物細(xì)胞的吸水和失水作出假設(shè)：水分進(jìn)出細(xì)胞是通過滲透作用，原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。設(shè)計實驗實施實驗分析結(jié)果，得出結(jié)論表達(dá)和交流原理：1將成熟植物細(xì)胞放到一定濃度的溶液中，即能構(gòu)成一個滲透系統(tǒng)。2細(xì)胞大量失水時，由于原生質(zhì)層與細(xì)胞壁的伸縮性不同----當(dāng)細(xì)胞不斷失水時，原生質(zhì)層就會與細(xì)胞壁分離開來。實驗：探究植物細(xì)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(xì)胞細(xì)胞膜原生質(zhì)層細(xì)胞質(zhì)液泡膜細(xì)胞液外界溶液半透膜清水蔗糖溶液相當(dāng)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(zhì)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(xì)胞中紫色的中央大液泡的大小，以及原生質(zhì)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(cè)滴入蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙引流。這樣重復(fù)幾次，洋蔥鱗片葉表皮細(xì)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(xì)胞的中央液泡是否逐漸變小，原生質(zhì)層在什么位置，細(xì)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(zhì)壁分離時間不宜過長，以免細(xì)胞因長時間處于失水狀態(tài)而死亡，影響對質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象的觀察。

在蓋玻片的一側(cè)滴入清水，在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙引流。這樣重復(fù)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(zhì)層的位置有沒有變化，細(xì)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(xì)胞原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜2.成熟的植物細(xì)胞可以發(fā)生滲透作用而吸水和失水分析結(jié)果，得出結(jié)論細(xì)胞液濃度

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

現(xiàn)象。細(xì)胞液濃度

外界溶液濃度，植物細(xì)胞滲透吸水，細(xì)胞膨脹而發(fā)生

。大于小于

質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離的復(fù)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(xì)胞,因為只有活細(xì)胞的原生質(zhì)層才具有選擇透過性,否則將不會出現(xiàn)質(zhì)壁分離及其復(fù)原現(xiàn)象。②要用含有大液泡的植物細(xì)胞。③細(xì)胞液應(yīng)有顏色,紫色的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的細(xì)胞液為紫色,易于觀察。2實驗試劑：（1）對細(xì)胞無害。鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細(xì)胞，不適于用作實驗試劑。（2）濃度適當(dāng)。濃度過小，質(zhì)壁分離現(xiàn)象不明顯或不發(fā)生質(zhì)壁分離，影響觀察；濃度過大，會使細(xì)胞在短時間內(nèi)因失水過多、原生質(zhì)層迅速凝聚而死亡，無法觀察到質(zhì)壁分離的復(fù)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(yīng)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(zhì)壁分離的時間不宜過長,以免細(xì)胞因長時間處于失水狀態(tài)而死亡,影響對質(zhì)壁分離復(fù)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(zhì)壁分離狀態(tài)的細(xì)胞對照,第二次是質(zhì)壁分離狀態(tài)與復(fù)原后狀態(tài)對照。被動運(yùn)輸：1定義：物質(zhì)以擴(kuò)散的方式進(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。3分類：自由擴(kuò)散（簡單擴(kuò)散）協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散）2特點：不消耗能量、順濃度梯度運(yùn)輸（由高濃度到低濃度）自由擴(kuò)散（簡單擴(kuò)散）定義：物質(zhì)能通過簡單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式舉例：氧、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等小分子物質(zhì)特點：①順濃度梯度②不消耗能量③不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白甘油、乙醇等分子為什么能以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞？

都是脂溶性物質(zhì)，細(xì)胞膜的主要成分是脂質(zhì)，因此可以通過自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散）1定義：借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式3舉例：①順濃度梯度②不消耗能量③需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2特點：水分子通過通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞；葡萄糖分子進(jìn)入紅細(xì)胞；K+排出神經(jīng)細(xì)胞；Na+進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞自由擴(kuò)散(簡單擴(kuò)散)協(xié)助擴(kuò)散：借助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白載體蛋白通道蛋白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，且每次轉(zhuǎn)運(yùn)是都會發(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(jié)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(rèn)為，水分子都是通過自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞的，但后來研究證明，水分子更多的是借助細(xì)胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞的。水通道蛋白項目載體蛋白通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)特點允許與自身結(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自身構(gòu)象是否與轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)結(jié)合是否具有特異性實例葡萄糖通過載體蛋白進(jìn)入紅細(xì)胞水分子通過水通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞備注：構(gòu)象可理解為蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)。改變結(jié)合具有不改變不結(jié)合具有項目自由擴(kuò)散（簡單擴(kuò)散）協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散）物質(zhì)運(yùn)輸方向順濃度梯度運(yùn)輸（高濃度→低濃度）順濃度梯度運(yùn)輸（高濃度→低濃度）特點是否耗能××是否需轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白×√影響因素膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量實例