4.1被動運輸?shù)?課時課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

復(fù)習(xí)提問細胞膜的功能有哪些？細胞膜功能特點？(細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的特點？)將細胞與外界環(huán)境分隔開進行細胞間信息交流控制物質(zhì)進出細胞選擇透過性為什么具有選擇透過性？結(jié)構(gòu)決定功能細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)姆绞揭粯訂幔窟@與細胞膜的結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系呢？第四章細胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)

被動運輸問題探討

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)如右圖所示現(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。討論1.漏斗內(nèi)的液面為什么會升高？2.如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會無限升高嗎？為什么？單位時間內(nèi)進入漏斗的水分子數(shù)量多于從漏斗滲出的水分子數(shù)量，漏斗內(nèi)溶液體積增大，液面上升。不會，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子向外擴散的速度，當(dāng)半透膜兩側(cè)的滲透壓差=液柱的壓力，水分子進出達到平衡，液面將不再上升。此時膜兩側(cè)溶液濃度相等嗎？不等半透膜的透過原理：根據(jù)膜上孔的大小來選擇分子是否能通過滲透現(xiàn)象演示動畫演示動畫演示蔗糖分子水分子半透膜半透膜：讓小分子通過而大分子不能通過的一類多孔性薄膜的總稱(如：膀胱膜、玻璃紙、卵殼膜)問題探討3.如果用用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管的液面

還會升高嗎？4.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，

液面高度如何變化？不會,因為紗布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由透過。漏斗管內(nèi)的液面不會升高,單位時間內(nèi)透過玻璃紙的水分子數(shù)等于滲出玻璃紙的水分子數(shù)量。發(fā)生滲透作用的條件一：半透膜發(fā)生滲透作用的條件二：膜兩側(cè)的溶液具有濃度差一、水進出細胞的原理1.滲透作用：水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴散。②半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差①具有半透膜2.條件：——滲透作用低濃度溶液（水多）高濃度溶液（水少）水分子數(shù)多水分子數(shù)少濃度差是指溶質(zhì)顆粒的物質(zhì)的量濃度，不是質(zhì)量濃度。3.方向：低滲透壓高滲透壓溶液滲透壓：指溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力。滲透壓大小取決于：溶質(zhì)微粒越多，對水的吸引力越大，滲透壓越大?！粒?）滲透作用是擴散的一種特殊形式√（5）水分子進出達到平衡狀態(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：3.在中部裝有半透膜（允許葡萄糖通過，不允許蔗糖通過）的U形管（如圖）中進行的如下實驗，結(jié)果不正確的是（）A．若a側(cè)為細胞色素（一種紅色蛋白質(zhì)），b側(cè)為清水，開始時兩邊液面高度相同，一段時間后，a側(cè)液面高B．若a側(cè)為質(zhì)量濃度為5%的蔗糖溶液，b側(cè)為質(zhì)量濃度為10%的蔗糖溶液，開始兩邊液面高度相同，一段時間后，b側(cè)液面高C．若a側(cè)為質(zhì)量濃度為10%的葡萄糖溶液，b側(cè)為質(zhì)量濃度為10%的蔗糖溶液，開始兩邊液面高度相同，較長時間后，b側(cè)液面高D．若a側(cè)為質(zhì)量濃度為5%的葡萄糖溶液，b側(cè)為質(zhì)量濃度為10%的葡萄糖溶液，開始兩邊液面高度相同，較長時間后，b側(cè)液面高D動物細胞的吸水與失水一個動物細胞能否構(gòu)成一個滲透系統(tǒng)？30%蔗糖溶液半透膜清水高濃度溶液生理鹽水蒸餾水觀察紅細胞在不同濃度溶液中的變化，分析水進出紅細胞的原理外界溶液濃度等于細胞質(zhì)濃度外界溶液濃度低于細胞質(zhì)濃度外界溶液濃度高于細胞質(zhì)濃度細胞失水皺縮保持正常形態(tài)細胞吸水膨漲水的進出方向：---順相對含量梯度（水多---水少）進出動物細胞(一）、水進出動物細胞的原理外界溶液細胞膜半透膜蔗糖溶液細胞質(zhì)基質(zhì)相當(dāng)于相當(dāng)于結(jié)果分析：細胞膜相當(dāng)于半透膜

細胞質(zhì)與外界溶液之間具有濃度差實驗說明：動物細胞可通過滲透作用吸水和失水實驗原理思考·討論1.紅細胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物能透過細胞膜嗎？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，蔗糖分子2.紅細胞的細胞膜是不是相當(dāng)于“問題探討”中所說的半透膜？是3.當(dāng)外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？不一定，濃度差很大時會漲破，濃度差較小時不會漲破。4.紅細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？濃度差。濃度差越大細胞吸水或失水越多。防止血細胞失水或吸水，細胞形態(tài)改變影響細胞的功能。水進出哺乳動物紅細胞的原理（二）植物細胞的吸水和失水如果將裝置中的漏斗換成植物細胞將如何？和動物細胞一樣也會吸水或失水嗎？實驗：探究植物細胞的吸水和失水(視頻)（二）探究植物細胞的吸水和失水探究植物細胞的吸水和失水水分進出細胞是通過滲透作用嗎？原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？水分通過滲透作用進出植物細胞，原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜探究·實踐探究水分是否通過滲透作用進出植物細胞①制作臨時裝片,觀察植物細胞正常形態(tài)；②將植物細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其大小變化；③再將植物細胞浸潤在清水中，觀察其大小的變化。提出問題：實驗設(shè)計：做出假設(shè)：實驗?zāi)康模哼M行實驗:清水0.3g/mL蔗糖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:探究植物細胞的吸水與失水進行實驗蓋上蓋玻片，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_____細胞壁緊貼變大變淺第二次觀察結(jié)果：第三次觀察結(jié)果：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能否判斷細胞細胞正在發(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)層脫離細胞壁基本不變基本不變變深變淺第二次觀察第三次觀察原生質(zhì)層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性外因：外界溶液濃度與細胞液存在濃度差內(nèi)因

原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜細胞滲透失水質(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，壁指細胞壁。質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原問題探討討論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，細胞大小基本不變？植物細胞有細胞壁，細胞壁伸縮性較小。討論2：發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞，細胞壁和原生質(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，細胞會主動吸收K+、NO3-，細胞液濃度逐漸增大，細胞開始吸水，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）植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原的條件（1）活細胞，有細胞壁；（2）細胞液與外界溶液存在濃度差，但是濃度差太大細胞會死亡；（3）細胞必須有大的液泡，最好細胞液中含有色素，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。

如果所用溶液中的溶質(zhì)為KNO3

、NaCl、尿素、甘油、葡萄糖等，原因是溶質(zhì)通過（原生質(zhì)層）進入液泡，使細胞液的濃度升高，當(dāng)細胞液濃度（大于/高于）外界溶液濃度時細胞開始吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原。質(zhì)壁分離的自動復(fù)原質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象的拓展應(yīng)用1.判斷細胞的活性2.測定細胞液濃度的范圍待測成熟植物細胞鏡檢不發(fā)生質(zhì)壁分離活細胞死細胞一定濃度蔗糖溶液發(fā)生質(zhì)壁分離待測成熟植物細胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細胞液濃度介于未發(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.比較不同植物細胞的細胞液濃度4.比較幾種未知濃度溶液的濃度大小不同植物細胞同一濃度蔗糖溶液鏡檢判斷細胞液濃度的大小(時間越短，細胞液濃度越小)同一植物的相同成熟細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、程度發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間越短，程度越大未知溶液的濃度越大，反之則未知溶液的濃度越小乙溶液：細胞失水發(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）如一定濃度的甘油、尿素、葡萄糖、乙二醇、NaCl、KNO3溶液等，細胞吸收溶質(zhì)微粒而使細胞液濃度增大，植物細胞會吸水引起質(zhì)壁分離后的自動復(fù)原。滲透裝置滲透作用原理動物細胞植物細胞細胞膜原生質(zhì)層半透膜實例：洋蔥細胞滲透吸水或失水實例：哺乳動物紅細胞濃度差半透膜蔗糖溶液清水一、概念檢測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(jié)構(gòu)有關(guān)。判斷下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運輸?shù)谋硎鍪欠裾_。(1)細胞膜和液泡膜都相當(dāng)于半透膜。(√)(2)水分子進入細胞，是通過自由擴散方式進行的。(x)(3)載體蛋白和通道蛋白在轉(zhuǎn)運分子和離子時，其作用機制是一樣的。(x)2.基于對植物細胞質(zhì)壁分離原理的理解判斷，下列各項無法通過質(zhì)壁分離實驗證明的是(D)