4.1 被動運輸（第一課時）課件-高一上學(xué)期生物人教版必修一

細(xì)胞是一個開放的系統(tǒng)，系統(tǒng)的邊界——細(xì)胞膜不僅是將細(xì)胞內(nèi)外隔開的屏障，也是控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的門戶。細(xì)胞膜是怎樣控制物質(zhì)輸入和輸出的呢？不同的物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞揭粯訂?？這與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系呢？第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出咸瓜子是鹽分比較重的，鹽與水分結(jié)合形成鹽水，使口腔和粘膜細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)濃度小于細(xì)胞外液的濃度，使細(xì)胞失水處于皺縮狀態(tài)，所以會有干澀的感覺。生活中我們會發(fā)現(xiàn)：連續(xù)嗑鹽瓜子時，你的口腔黏膜有什么感覺？為什么？糖拌西紅柿放置一段時間后，會出現(xiàn)很多“汁”,“汁”中的水是哪來的？用糖拌西紅柿，則細(xì)胞外的糖分多，液體的濃度大于細(xì)胞內(nèi)部濃度，則西紅柿細(xì)胞就會失水。4.1被動運輸?shù)?課時水進(jìn)出細(xì)胞的原理本節(jié)聚焦010203植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原現(xiàn)象說明了什么？水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理是什么？細(xì)胞在什么情況下吸水和失水？將一滴紅墨水滴入一杯清水中現(xiàn)象：整杯清水變成了均勻的紅色。溶質(zhì)：高濃度→低濃度擴散分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運動的現(xiàn)象。一段時間擴散：紅墨水分子水分子半透膜一段時間如果在燒杯中間添加一塊半透膜后會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

半透膜兩側(cè)液面出現(xiàn)了液面高度差。01滲透作用與滲透裝置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。倒置漏斗管內(nèi)的液面升高了玻璃紙清水半透膜：是一類可以讓某些小分子物質(zhì)通過而另一些大分子物質(zhì)不能通過的多孔性薄膜。如魚鰾、豬膀胱膜、玻璃紙。玻璃紙能允許水分子自由通過，蔗糖分子則不能通過。（半透膜）蔗糖溶液問題探討蔗糖溶液玻璃紙（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子Q1:燒杯中的水分子能否進(jìn)入漏斗中？Q2：漏斗內(nèi)的蔗糖分子和水分子是否會進(jìn)入燒杯？水分子是雙向移動的討論1：漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？單位時間從清水流入蔗糖溶液中的水分子數(shù)單位時間從蔗糖溶液流入清水中的水分子數(shù)滲透作用：水分子或（其它溶劑分子）通過半透膜的擴散。滲透現(xiàn)象與擴散的區(qū)別擴散：分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運動的現(xiàn)象。圖1擴散圖2滲透半透膜滲透作用方向：水分子從水的相對含量高的一側(cè)向水的相對含量低的一側(cè)的擴散。擴散方向：分子從高濃度向低濃度。滲透作用：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散。含水量高半透膜水（溶劑）溶液濃度低(溶質(zhì)含量低）含水量低溶液濃度高(溶質(zhì)含量高）含水量高

含水量低

流向低濃度

高濃度

流向滲透作用：水分子（或其它溶劑分子）透過半透膜的擴散。歸納總結(jié)：滲透作用滲透方向低濃度溶液

高濃度溶液滲透壓低滲透壓

高滲透壓相對含量高

相對含量低溶液濃度水的含量紗布清水蔗糖溶液液面相等因紗布不是半透膜，孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通過。漏斗液面不會升高討論2：如果用一層紗布代替玻璃紙,漏斗管內(nèi)的液面會升高嗎?水分子蔗糖分子半透膜蔗糖溶液蔗糖溶液液面相等討論3：如果燒杯中是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣?水分子單位時間透過玻璃紙進(jìn)出水分子量相同，故漏斗管液面不變。①具有半透膜②半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差發(fā)生條件：歸納總結(jié)：滲透作用定義：水分子（或其它溶劑分子）透過半透膜的擴散。半透膜清水蔗糖溶液液面相等液面上升水柱的壓強（向下）=漏斗內(nèi)滲透壓（向上）液面高度差H漏斗液面不會無限升高討論4：若果漏斗管足夠長，漏斗管內(nèi)的液面會無限升高嗎？漏斗液面不會繼續(xù)上升半透膜清水蔗糖溶液液面相等液面上升液面高度差H討論5：液面上升的高度由什么決定？高度差由濃度差決定，濃度差越大，液面上升的越高。半透膜清水蔗糖溶液液面相等液面上升液面高度差H討論6：如果漏斗管內(nèi)的液面不再升高，半透膜兩側(cè)溶液的濃度大小一樣嗎？為什么？不相等,漏斗內(nèi)溶液濃度仍然高；漏斗內(nèi)液柱有豎直向下的壓強。

課堂檢測1.判斷正誤：(1)漏斗內(nèi)液面升高的原因是：水分子只能通過半透膜進(jìn)入漏斗內(nèi)(

)(2)液面高度不再變化時，即達(dá)到滲透平衡狀態(tài)，此時水分子不再進(jìn)出半透膜(

)××解析：兩溶液間的水分子進(jìn)行雙向運動，實際觀察到的只是水分子雙向運動差異所導(dǎo)致的液面變化。

解析：當(dāng)液面高度不再變化時，水分子仍進(jìn)出半透膜，但進(jìn)出達(dá)到平衡?！粒?）滲透作用是擴散的一種特殊形式√（5）水分子進(jìn)出達(dá)到平衡狀態(tài)時，半透膜兩側(cè)的溶液濃度相同

（4）具有濃度差的溶液之間一定會發(fā)生滲透作用×

課堂檢測1.判斷正誤：2.如右下圖所示，在U形管中部C處裝有半透膜，在a側(cè)加入細(xì)胞色素(一種蛋白質(zhì))分子的水溶液(紅色)，b側(cè)加入蒸餾水，并使a、b兩側(cè)液面高度一致，經(jīng)一段時間后，實驗結(jié)果將是()。A.ab側(cè)液面一致，b側(cè)無色B.ab側(cè)液面一致，b側(cè)紅色C.a側(cè)液面低于b側(cè)，b側(cè)紅色D.a側(cè)液面高于b側(cè)，b側(cè)無色D

課堂檢測如果將裝置中的漏斗換成動物細(xì)胞還會不會吸水？水分子通過細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞也是同樣的原理嗎？細(xì)胞會發(fā)生什么樣的變化？水進(jìn)出動物細(xì)胞的原理2水進(jìn)出哺乳動物紅細(xì)胞的示意圖思考討論外界溶液濃度

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)胞形態(tài)不變細(xì)胞失水皺縮外界溶液濃度

細(xì)胞質(zhì)濃度<>=將哺乳動物紅細(xì)胞放入不同濃度氯化鈉溶液中，一段時間后，觀察實驗現(xiàn)象。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)于結(jié)果分析：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實驗原理思考·討論1.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，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？水進(jìn)出哺乳動物紅細(xì)胞的原理紅細(xì)胞的細(xì)胞膜有選擇透過性，相當(dāng)于半透膜。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，與外界溶液濃度相等時就不吸水了。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？細(xì)胞內(nèi)外溶液的濃度差。使紅細(xì)胞既不吸水漲破，也不失水皺縮，維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能。大馬哈魚，既可以生活在海水中，也可以生活在淡水中。一生的大部分時間在高鹽度的海水中生活，在生殖時期由海水經(jīng)過河口區(qū)進(jìn)入淡水水域產(chǎn)卵，受精卵在淡水中孵化。與生活中的聯(lián)系與生活中的聯(lián)系當(dāng)由淡水進(jìn)入海水:

排水保鹽，以免機體細(xì)胞在低濃度環(huán)境中吸水過多而漲破由海水進(jìn)入淡水:

排鹽保水，使得機體不至于失水過多而死亡。生活中我們會發(fā)現(xiàn)：將有些萎蔫的菜葉浸泡在清水中，不久，菜葉就會變的硬挺。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。提出問題水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過滲透作用嗎？03水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理請說出植物細(xì)胞和動物細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別葉綠體細(xì)胞壁大液泡成熟植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)1.植物細(xì)胞的細(xì)胞壁能否控制水分或溶質(zhì)分子進(jìn)出細(xì)胞呢？

否，植物細(xì)胞的細(xì)胞壁是全透性的，水分或大部分溶質(zhì)分子均可以自由地通過細(xì)胞壁。成熟植物細(xì)胞模式圖細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞液細(xì)胞質(zhì)液泡膜成熟植物細(xì)胞模式圖細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞液細(xì)胞質(zhì)液泡膜細(xì)胞壁對細(xì)胞的失水無影響。細(xì)胞壁的伸縮性比較小，因有細(xì)胞壁的約束，即使細(xì)胞內(nèi)外有濃度差，植物細(xì)胞也不能無限地吸水，即植物細(xì)胞不會吸水漲破。2.植物細(xì)胞的細(xì)胞壁能否影響吸水與失水呢？細(xì)胞壁（全透性）細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜原生質(zhì)層提示：水分進(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，這一點與動物細(xì)胞有所區(qū)別。成熟的植物細(xì)胞模式圖外界溶液思考：能否把整個原生質(zhì)層看作是一層半透膜呢？自主學(xué)習(xí)：請自主閱讀課本P64-65的內(nèi)容，觀看視頻思考下列問題:實驗：探究植物細(xì)胞的吸水和失水(1)實驗中選用了哪些溶液？(2)所選的生物材料是什么？制作臨時裝片是怎么處理的？(3)實驗中共用顯微鏡觀察了幾次，每次觀察都用什么溶液處理？(4)實驗中用顯微鏡的高倍鏡還是低倍鏡觀察？實驗：探究植物細(xì)胞的吸水和失水提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進(jìn)行實驗分析結(jié)果表達(dá)與交流原生質(zhì)層是否相當(dāng)于半透膜？原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜實驗：探究植物細(xì)胞的吸水和失水將植物細(xì)胞（洋蔥外表皮細(xì)胞）浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其大小的變化；再浸潤在清水中，觀察其大小的變化。預(yù)期結(jié)果設(shè)計方案提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進(jìn)行實驗分析結(jié)果表達(dá)與交流原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，水分子可以自由通過，而蔗糖分子不能通過。外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度細(xì)胞失水（質(zhì)壁分離）細(xì)胞吸水（質(zhì)壁復(fù)原）實驗：探究植物細(xì)胞的吸水和失水實驗:探究植物細(xì)胞的吸水與失水(1)實驗中選用了哪些溶液？0.3g/ml蔗糖溶液0.3g/ml蔗糖溶液清水清水濃度＞細(xì)胞液濃度＜細(xì)胞液(2)實驗中所選的生物材料是什么？制作臨時裝片是怎么處理的？紫色洋蔥鱗片葉外表皮撕片時要盡量薄，撕取后要放入載玻片上的清水中。具有紫色大液泡，便于觀察。實驗:探究植物細(xì)胞的吸水與失水紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞是成熟植物細(xì)胞，有大液泡，能發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原，但液泡無色，直接觀察現(xiàn)象不明顯。實驗材料

黑藻含有大液泡和大而清晰的葉綠體，能觀察到質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象。進(jìn)行實驗蓋上蓋玻片，制成洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片1234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)胞壁第一次觀察結(jié)果：6低倍鏡觀察實驗步驟5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7在蓋玻片的一側(cè)滴加清水，在另一側(cè)用吸水紙吸引8低倍鏡觀察重復(fù)幾次重復(fù)幾次第一次處理第二次處理①中央液泡逐漸_____，紫色逐漸______②原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸______分離變小變深①中央液泡逐漸_____，紫色逐漸_____②原生質(zhì)層逐漸_____細(xì)胞壁緊貼變大變淺第二次觀察結(jié)果：第三次觀察結(jié)果：(3)實驗中共用顯微鏡觀察了幾次，每次觀察都用什么溶液處理？滴0.3g/mL蔗糖溶液的狀態(tài)滴清水再觀察狀態(tài)初始狀態(tài)自身前后對照123第一次對照第二次對照第一次觀察三次觀察（均用低倍鏡觀察）看液泡大小，原生質(zhì)層的位置觀察質(zhì)壁分離滴加蔗糖溶液后觀察第二次觀察再次滴加清水溶液后觀察第三次觀察觀察質(zhì)壁分離復(fù)原(4)實驗中用顯微鏡的高倍鏡還是低倍鏡觀察？你觀察到了什么現(xiàn)象呢？第一次觀察a滴加蔗糖溶液后觀察b再次滴加清水溶液后觀察c僅憑圖c能否判斷細(xì)胞細(xì)胞正在發(fā)生質(zhì)壁分離？不能，也可能正在發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原實驗現(xiàn)象液泡大小液泡顏色原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小0.3g/ml蔗糖溶液b清水c變小逐漸恢復(fù)原來大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來位置原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁基本不變基本不變變深變淺第二次觀察第三次觀察實驗結(jié)論植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，植物細(xì)胞也是通過滲透作用吸水和失水的。細(xì)胞壁的伸縮性原生質(zhì)層的伸縮性＜外因：外界溶液濃度細(xì)胞液濃度＞內(nèi)因

原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜細(xì)胞滲透失水質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離的概念：指原生質(zhì)層和細(xì)胞壁發(fā)生分離的現(xiàn)象。思考：質(zhì)壁分離中“質(zhì)”和”壁”分別指什么？質(zhì)指原生質(zhì)層，壁指細(xì)胞壁。質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離復(fù)原1.概念：發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞因吸水，恢復(fù)為原來的狀態(tài)。2.質(zhì)壁分離復(fù)原的原因：外界溶液濃度小于細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞吸水質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離問題探討討論1：為什么發(fā)生質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原的過程中，細(xì)胞大小基本不變？植物細(xì)胞有細(xì)胞壁，細(xì)胞壁伸縮性較小。討論2：發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞，細(xì)胞壁和原生質(zhì)層之間的溶液是什么？判斷依據(jù)是什么？細(xì)胞壁具有全透性蔗糖溶液（外界溶液）清水處理正常狀態(tài)質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離現(xiàn)象更明顯，但細(xì)胞失水過多死亡，加清水后不能復(fù)原。蔗糖溶液0.3g/ml的蔗糖（3）本實驗選用了0.3g/ml的蔗糖溶液，若外界溶液濃度過高對實驗有什么影響？過低對實驗有什么影響？質(zhì)壁分離慢，效果不明顯質(zhì)壁分離復(fù)原（4）若將0.3g/ml的蔗糖換為一定濃度的KNO3（NaCl等）結(jié)果會如何？資料：蔗糖是二糖不能被細(xì)胞吸收，質(zhì)壁分離后滴加清水后才能復(fù)原；而K+和NO3+、Cl-可被植物細(xì)胞吸收。能發(fā)生自動復(fù)原的溶液除KNO3

、NaCl，還有尿素、甘油、葡萄糖溶液等。在一定濃度的KNO3溶液中質(zhì)壁分離后，細(xì)胞會主動吸收K+、NO3-，細(xì)胞液濃度逐漸增大，細(xì)胞開始吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離后的自動復(fù)原。醋酸溶液：無質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象，因為醋酸能殺死細(xì)胞，使原生質(zhì)層失去選擇透過性。（鹽酸、酒精溶液類似）植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原的條件（1）活細(xì)胞，有細(xì)胞壁；（2）細(xì)胞液與外界溶液存在濃度差，但是濃度差太大細(xì)胞會死亡；（3）細(xì)胞必須有大的液泡，最好細(xì)胞液中含有色素，這樣便于觀察；（4）自動發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的物質(zhì)：尿素、KNO3、NaCl、甘油。

細(xì)胞類型動物細(xì)胞成熟植物細(xì)胞原理條件半透膜半透膜兩側(cè)有濃度差現(xiàn)象a>ba=ba<b滲透作用細(xì)胞膜原生質(zhì)層細(xì)胞質(zhì)與外界溶液有濃度差（濃度分別為a、b）細(xì)胞液與外界溶液有濃度差（濃度分別為a、b）吸水膨脹甚至漲破吸水膨脹但不會漲破細(xì)胞形態(tài)不變（動態(tài)平衡）細(xì)胞皺縮質(zhì)壁分離動植物細(xì)胞的吸水和失水比較

鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細(xì)胞，不適于做質(zhì)壁分離實驗的溶液。

質(zhì)壁分離實驗要選擇對細(xì)胞無毒害作用，濃度適中的外界溶液；在高濃度溶液中質(zhì)壁分離現(xiàn)象明顯，但溶液濃度過高時不能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，因為溶液濃度過高，細(xì)胞會因過度失水而死亡。(1)在實驗操作中，共涉及三次顯微鏡觀察，第一次用低倍鏡觀察，第二、三次用高倍鏡觀察(

)(2)當(dāng)質(zhì)壁分離復(fù)原后，細(xì)胞液的濃度等于外界溶液濃度(

)(3)質(zhì)壁分離過程中，洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的紫色區(qū)域逐漸變小(

)(4)滴加鹽酸可以觀察到質(zhì)壁分離自動復(fù)原實驗(

)××√×

課堂檢測1.判斷正誤：2.以下細(xì)胞可用于觀察質(zhì)壁分離的是（）A.動物細(xì)胞B.死細(xì)胞

C.根尖分生區(qū)細(xì)胞D.紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞E.紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞F.黑藻葉片的葉肉細(xì)胞沒有細(xì)胞壁細(xì)胞死亡，原生質(zhì)層也失去伸縮性未成熟細(xì)胞，沒有大液泡√有紫色大液泡，便于觀察√有大液泡，可以質(zhì)壁分離，但細(xì)胞液沒有顏色，要在外界溶液中加染料。√

課堂檢測3、將發(fā)生質(zhì)壁分離的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞置于清水中心發(fā)生的變化是(

)A.液泡的顏色逐漸變淺

B.細(xì)胞吸水直至漲破C.原生質(zhì)層逐漸增厚

D.細(xì)胞體積明顯增大A4、有三個相鄰的細(xì)胞a、b、c，已知它們的細(xì)胞液濃度大小關(guān)系是a>b>c，那么它