41被動(dòng)運(yùn)輸課件高一上學(xué)期生物人教版必修13

4.1被動(dòng)運(yùn)輸學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解滲透作用的概念及發(fā)生的條件。2.認(rèn)同動(dòng)物的細(xì)胞膜、植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。3.通過觀察動(dòng)物細(xì)胞吸水和失水實(shí)驗(yàn)、植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)，總結(jié)各實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生的條件、原因，明確原生質(zhì)層具有選擇透過性。4.掌握被動(dòng)運(yùn)輸?shù)念愋停ㄗ杂蓴U(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散）、特點(diǎn)、異同點(diǎn)。生長在污泥中的蓮能“出淤泥而不染”。推知：細(xì)胞膜能控制物質(zhì)運(yùn)輸思考：物質(zhì)分子是通過什么方式進(jìn)出細(xì)胞的呢？擴(kuò)散：是指物質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移直到均勻分布的現(xiàn)象。二氧化氮空氣問題探討

在一個(gè)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(shí)間后，會(huì)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。蔗糖側(cè)清水側(cè)

是一種特殊的擴(kuò)散。指水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜，從相對(duì)含量多的地方向相對(duì)含量少的地方擴(kuò)散。滲透作用：水進(jìn)出細(xì)胞的原理半透膜半透膜是一些小分子物質(zhì)（如水）能透過，而另一些較大物質(zhì)則不能透過的多孔性薄膜。它包括物理性的過濾膜和生物性的選擇透過性膜。

①過濾膜：膜上有一些小孔，若分子的直徑小于小孔直徑，就能通過，否則不能通過。如玻璃紙（賽璐玢）、膀胱膜、雞蛋的殼膜、魚鰾等

②選擇透過性膜：指具有活性的生物膜，對(duì)物質(zhì)的通過既具有半透膜的物理性質(zhì)，還具有主動(dòng)的選擇性，如細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜、核膜。細(xì)胞膜玻璃紙（賽璐玢）注意：選擇透過性膜一定是半透膜，半透膜不一定是選擇透過性膜。思考：1.漏斗內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？2.如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會(huì)無限升高嗎？3.如果用一層紗布代替玻璃紙，還會(huì)出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？4.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果又會(huì)怎樣？5.嘗試概括滲透作用的發(fā)生需要具備哪些條件？分析滲透作用中水的運(yùn)輸方向蔗糖溶液玻璃紙（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子1.漏斗內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？半透膜：是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)單位時(shí)間由清水進(jìn)入蔗糖溶液的水分子數(shù)量單位時(shí)間由蔗糖溶液進(jìn)入清水的水分子數(shù)量含水量低溶液濃度高滲透壓高含水量高溶液濃度低滲透壓低總結(jié)：滲透作用中水的運(yùn)輸方向2.漏斗內(nèi)的液面會(huì)無限升高嗎？半透膜

不會(huì)，由于液面逐漸升高，形成的壓力導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)，透過半透膜進(jìn)入燒杯的水分子數(shù)量逐漸增多，最終水柱產(chǎn)生的壓力=滲透壓差，水分子進(jìn)出達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，液面將不再上升。此時(shí)仍然有水分子進(jìn)出半透膜，且漏斗內(nèi)外濃度并不相等，漏斗內(nèi)溶液濃度>漏斗外溶液濃度總體方向：即水分子從相對(duì)含量多的一側(cè)向相對(duì)含量少的一側(cè)滲透（是順相對(duì)含量梯度跨膜運(yùn)輸）蔗糖溶液清水水分子思考：平衡后有水分子通過半透膜嗎？

平衡后漏斗內(nèi)外濃度相等嗎？注意：

濃度差越大，高度差越大。清水清水清水蔗糖溶液清水蔗糖溶液蔗糖溶液蔗糖溶液半透膜半透膜半透膜紗布3.若是同樣濃度的溶液，漏斗液面如何變化？4.若用一層紗布代替玻璃紙，漏斗液面還會(huì)升高嗎？為什么？滲透作用發(fā)生的條件：①具有半透膜

②半透膜兩側(cè)存在濃度差提問：1.滲透作用的概念？發(fā)生的條件？方向？結(jié)果？2.滲透壓指的是什么？2.滲透裝置中，漏斗內(nèi)液面升高的原因？3.漏斗內(nèi)液面不能無限升高的原因？滲透裝置的變式分析（1）若半透膜只允許水分子通過由于質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液較多，右側(cè)液面升高。注意：半透膜兩側(cè)的濃度差是指溶質(zhì)顆粒的物質(zhì)的量濃度，不是質(zhì)量濃度。一段時(shí)間葡萄糖和蔗糖分子不能通過半透膜2mol/L2mol/L2mol/L2mol/L液面不變液面等高滲透裝置的變式分析（1）若半透膜只允許水分子通過液面（等高）質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%蔗糖溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%葡萄糖溶液半透膜（2）若半透膜允許單糖和水分子通過，不允許二糖通過滲透裝置的變式分析右側(cè)液面先升高在降低，最終左側(cè)液面高于右側(cè)液面。

【解析：質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，葡萄糖物質(zhì)的量濃度大于蔗糖，因此右側(cè)液面先升高，右側(cè)葡萄糖通過半透膜進(jìn)入左側(cè)，最終兩側(cè)葡萄糖濃度相等，左側(cè)有蔗糖，左側(cè)滲透壓高于右側(cè)。最終左側(cè)液面高于右側(cè)?！繚B透裝置的變式分析B液面更高，因溶液體積大，吸收水多，液面高度大。A、B兩個(gè)漏斗中液體體積和濃度相同，所以最終液面高度相同，但是A漏斗的半透膜面積大，吸水快，A先于B平衡。（4）若半透膜的面積不同（3）若漏斗的體積不同AB小試牛刀下圖為研究滲透作用的實(shí)驗(yàn)裝置，漏斗內(nèi)溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）為兩種不同濃度的蔗糖溶液，水分子可以通過半透膜，而蔗糖分子不能。起始時(shí)漏斗內(nèi)外液面相平，當(dāng)滲透達(dá)到平衡時(shí)，液面高度差為m。下列有關(guān)敘述正確的是（）A.滲透平衡時(shí)，S1的濃度等于S2的濃度B.若向漏斗中加入蔗糖分子，則平衡時(shí)m變小C.達(dá)到滲透平衡時(shí)，仍有水分子通過半透膜進(jìn)出D.若吸出漏斗中高出燒杯液面的溶液，再次平衡時(shí)m將增大

C例題1.如圖A所示的甲、乙、丙三個(gè)滲透裝置中，三個(gè)漏斗頸的內(nèi)徑相等，漏斗內(nèi)盛有濃度相同的蔗糖溶液，且漏斗內(nèi)液面高度相同，漏斗口均封以半透膜，置于同一個(gè)水槽的清水中。三個(gè)滲透裝置半透膜的面積和所盛蔗糖溶液的體積不同，如下表所示。圖B中曲線1、2、3表示漏斗液面高度隨時(shí)間的變化情況。曲線1、2、3與甲、乙、丙三個(gè)裝置的對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)是（）

裝置編號(hào)甲乙丙半透膜面積SS/2S蔗糖溶液體積TT2TA.1—乙；2—甲；3—丙B.1—丙；2—甲；3—乙C.1—甲；2—乙；3—丙D.1—丙；2—乙；3—甲B例題3（學(xué)以致用）

如圖中的滲透裝置，若每次停止上升后都將玻璃管中高出液面的部分吸出，則ab液面間的高度差與吸出蔗糖溶液的次數(shù)之間的關(guān)系是(

)B例6（觸類旁通）下圖裝置的b中是蒸餾水，半透膜允許單糖透過。a中先加入蔗糖溶液，一定時(shí)間后再加入蔗糖酶。最可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是（）A.在b中會(huì)測出葡萄糖、果糖和蔗糖酶B.a中液面開始時(shí)上升，加酶后繼續(xù)上升C.a中液面開始時(shí)上升，加酶后，再上升后又下降D.a中液面開始時(shí)先上升，加酶后不上升直接下降E.a中物質(zhì)的總濃度一直在變小蔗糖酶是大分子，不能通過半透膜漏斗中物質(zhì)的總濃度在加酶后變大C思考：水分子是以滲透作用通過細(xì)胞膜進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞嗎？探究動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)思路：將哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞放入不同濃度的NaCl溶液中，一段時(shí)間后，觀察細(xì)胞形態(tài)變化。19外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度<細(xì)胞吸水膨脹>細(xì)胞失水皺縮=細(xì)胞形態(tài)不變低滲溶液等滲溶液高滲溶液20思考·討論1、紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能透過細(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)？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(shí)，紅細(xì)胞一定會(huì)由于吸水而漲破嗎？4、紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？5、臨床上輸液為什么要用生理鹽水？

紅細(xì)胞中的血紅蛋白是大分子有機(jī)物，不能透過細(xì)胞膜，它相當(dāng)于“問題探討”所示裝置中的蔗糖分子。是。細(xì)胞膜是選擇透過性膜

不一定。因?yàn)榧t細(xì)胞吸水膨脹后細(xì)胞質(zhì)濃度會(huì)下降，如果外界溶液濃度不是很低，有可能細(xì)胞質(zhì)濃度下降后與外界溶液的濃度達(dá)到平衡，此時(shí)紅細(xì)胞將不再吸水。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(shí)，細(xì)胞吸水或失水越多。因?yàn)樯睇}水的濃度與血漿的濃度基本一致，血細(xì)胞不會(huì)因?yàn)檫^度吸水或失水而出現(xiàn)形態(tài)和功能上的異常。小結(jié)：水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理外界溶液蔗糖溶液細(xì)胞質(zhì)相當(dāng)于細(xì)胞膜半透膜相當(dāng)于①紅細(xì)胞與外界溶液組成了一個(gè)滲透系統(tǒng)。②紅細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于一層半透膜，水分子通過滲透作用進(jìn)出紅細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：思考：水分子進(jìn)出植物細(xì)胞也是通過滲透作用嗎？植物細(xì)胞什么結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜？實(shí)驗(yàn)如何設(shè)計(jì)？成熟的植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)

探究植物細(xì)胞的吸水和失水，設(shè)計(jì)思路：將植物細(xì)胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其大小的變化；再將細(xì)胞浸潤在清水中，觀察其大小的變化。原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜。請(qǐng)閱讀課本64頁，小組合作探討！當(dāng)外界溶液濃度___細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象當(dāng)外界溶液濃度___細(xì)胞液濃度時(shí)，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)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞維持正常形態(tài)><=具半透膜：具濃度差：原生質(zhì)層細(xì)胞液與外界溶液之間的濃度差植物細(xì)胞通過滲透作用吸水和失水。實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)----探究植物細(xì)胞的吸水和失水思考：植物細(xì)胞質(zhì)壁分離的原因和表現(xiàn)？半透膜大宏觀上：植物由堅(jiān)挺→萎蔫微觀上：質(zhì)壁分離液泡（大→小）細(xì)胞液顏色（淺→深）原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離表現(xiàn)植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因和表現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)----探究植物細(xì)胞的吸水和失水①選擇成熟的植物活細(xì)胞，并具有中央大液泡和原生質(zhì)層。（不可以選用死細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞及未成熟的植物細(xì)胞、種子、根尖分生區(qū)的細(xì)胞）②細(xì)胞液或細(xì)胞質(zhì)應(yīng)具有顏色。如：紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的細(xì)胞液為紫色，易于觀察。

也可選用黑藻細(xì)胞直接觀察，因?yàn)樵|(zhì)層是綠色的！

若選用洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮，由于細(xì)胞液無色，觀察時(shí)可在外界溶液中加染料，或者將視野調(diào)暗。1.實(shí)驗(yàn)材料的選擇要求：2.外界溶液的選擇應(yīng)選擇對(duì)細(xì)胞無害的溶液，不能選用鹽酸、酒精、醋酸等溶液作實(shí)驗(yàn)試劑。（因?yàn)槟軞⑺兰?xì)胞）

常選用質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液作為外界溶液。（原因是該濃度的蔗糖溶液既能使細(xì)胞發(fā)生明顯的質(zhì)壁分離，

又不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞過快死亡）思考：本實(shí)驗(yàn)選用0.3g/mL的蔗糖溶液作試劑，若濃度過高或過低對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響？實(shí)驗(yàn)----探究植物細(xì)胞的吸水和失水①若蔗糖溶液濃度過高（如0.5g/mL的蔗糖溶液），原生質(zhì)層分離的速率雖快，但細(xì)胞會(huì)失水過多而死亡，不能再進(jìn)行質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)；②若蔗糖溶液濃度過低，則不易觀察到細(xì)胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象或質(zhì)壁分離速率較慢。實(shí)驗(yàn)步驟:1.分析:本實(shí)驗(yàn)有沒有對(duì)照？2.本實(shí)驗(yàn)使用低倍顯微鏡觀察幾次？目的分別是什么？3.本實(shí)驗(yàn)中央液泡大小和顏色、原生質(zhì)層的位置、細(xì)胞大小如何變化？

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：外界溶液中央液泡大小原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小蔗糖溶液清水逐漸變小逐漸變大，恢復(fù)原來大小逐漸脫離細(xì)胞壁逐漸貼近細(xì)胞壁基本不變基本不變

實(shí)驗(yàn)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。

P65第一段實(shí)驗(yàn)----探究植物細(xì)胞的吸水和失水思考：1.只要外界溶液的濃度大于細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞就會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離嗎？2.發(fā)生質(zhì)壁分離的洋蔥表皮細(xì)胞的原生質(zhì)層與細(xì)胞壁之間是何物質(zhì)？3.若用適宜濃度的KNO3（或甘油、尿素、乙二醇等）溶液進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原嗎？請(qǐng)簡述原因。4.動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞吸水和失水后的狀態(tài)相同嗎？試分析原因。實(shí)驗(yàn)----探究植物細(xì)胞的吸水和失水不一定如：未成熟的植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。外界溶液不同，動(dòng)物細(xì)胞吸水較多時(shí)可漲破，植物細(xì)胞則不會(huì)漲破，因?yàn)橹参锛?xì)胞壁具有保護(hù)作用。另外，失水后的動(dòng)物細(xì)胞皺縮，植物細(xì)胞則發(fā)生質(zhì)壁分離。會(huì)。開始外界溶液濃度較大，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離；細(xì)胞主動(dòng)運(yùn)輸形式吸收K+和NO3-后，隨著細(xì)胞液濃度增大，質(zhì)壁分離又會(huì)自動(dòng)復(fù)原。2、質(zhì)壁分離結(jié)束時(shí)，水分子進(jìn)出細(xì)胞數(shù)量相等此時(shí)達(dá)到滲透平衡，細(xì)胞液濃度

外界溶液濃度此時(shí)細(xì)胞可能處于

狀態(tài)

1、在實(shí)驗(yàn)過程中顯