4.1被動(dòng)運(yùn)輸課件-高一上學(xué)期生物人教版必修1

第一節(jié)

被動(dòng)運(yùn)輸匯報(bào)人：陳

穎第四章

細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出本章內(nèi)容引入：學(xué)習(xí)目標(biāo)：01通過對(duì)“問題探討”的學(xué)習(xí)，理解并掌握滲透作用的概念，過程，發(fā)生的條件。02通過對(duì)水分子進(jìn)出紅細(xì)胞的過程學(xué)習(xí)，明確細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜，水分子進(jìn)出紅細(xì)胞也是滲透作用。滲透作用原理和現(xiàn)象分析01一、滲透作用---滲透現(xiàn)象的探究擴(kuò)散作用概念：分子或離子從相對(duì)含量高向相對(duì)含量低運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。注:擴(kuò)散速度的快慢受溫度影響。一、滲透作用自主學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)（一）：請(qǐng)同學(xué)們閱讀本節(jié)內(nèi)容開頭的問題探討內(nèi)容，并以小組的形式完成下面的三個(gè)問題探討。（時(shí)間3min左右）半透膜一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的薄膜的總稱。常見的半透膜有玻璃紙、羊皮紙等。水分子可以自由透過玻璃紙（又叫賽璐玢），而蔗糖分子則不能。一、滲透作用問題1：漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？總結(jié)：蔗糖溶液中水的相對(duì)含量比燒杯中低，燒杯中的水?dāng)U散到漏斗中的速度比漏斗擴(kuò)散到燒杯中的速度更快,使漏斗中水量增加,液面上升。一、滲透作用問題2：如果漏斗管足夠長(zhǎng)，管內(nèi)的液面會(huì)無(wú)限升高嗎？為什么？不會(huì)，當(dāng)管內(nèi)的液面上升到一定高度之后，管中的水柱產(chǎn)生的重力將加快漏斗中水分向外擴(kuò)散的速度，當(dāng)__________________________最終達(dá)到平衡，液面將不再上升。漏斗內(nèi)滲透壓=液柱的壓力，一、滲透作用問題3：如果用一層紗布代替玻璃紙，還會(huì)出現(xiàn)原來(lái)的現(xiàn)象嗎？問題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(huì)怎樣？問題5：通過以上問題的探究和解決，你能否概括一下什么是滲透作用？不會(huì)，紗布不是半透膜，蔗糖分子和水分子都能通過。膜兩側(cè)的濃度相同，單位時(shí)間進(jìn)出半透膜水分子量相同，故漏斗管液面不變。一、滲透作用---滲透作用的概念、條件、方向概念：水分子運(yùn)輸方向：發(fā)生條件：水分子（或其它溶劑分子）通過半透膜的擴(kuò)散，稱為滲透作用。水分子的移動(dòng)是雙向的，但是水多水少具有半透膜半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差一、滲透作用---滲透平衡問題6：達(dá)到滲透平衡式時(shí)，你認(rèn)為半透膜兩側(cè)的溶液濃度關(guān)系是怎么樣的？為什么？分析：①液面高度不發(fā)生變化，水分子雙向運(yùn)動(dòng)速率相等，即動(dòng)態(tài)平衡。

②滲透平衡時(shí)：漏斗內(nèi)滲透壓=液柱的壓力溶液S1溶液S2整個(gè)過程溶液濃度變化：①平衡前：S2＞S1②滲透過程：S2↓

S1↑③平衡后：S2＞S1一、滲透作用---”U“型管滲透裝置的應(yīng)用類型一：半透膜只允許溶劑通過，溶質(zhì)不可過。①物質(zhì)的量濃度相同的兩種溶液中，水分子進(jìn)出動(dòng)態(tài)平衡，所以頁(yè)面不動(dòng)。滲透壓：溶液中溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力。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。一、滲透作用---”U“型管滲透裝置的應(yīng)用類型一：半透膜只允許溶劑通過，溶質(zhì)不可過。②10%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%葡萄糖溶液移動(dòng)，右側(cè)液面升高。一、滲透作用---”U“型管滲透裝置的應(yīng)用類型一：半透膜只允許溶劑通過，溶質(zhì)不可過。③蔗糖被水解為兩分子單糖，導(dǎo)致左側(cè)濃度升高，水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液移動(dòng)，則左側(cè)液面升高，最終高于右側(cè)。一、滲透作用---”U“型管滲透裝置的應(yīng)用類型二：半透膜允許溶劑通過，也允許特定的溶質(zhì)通過。④葡萄糖分子可通過10%的葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度大于10%的蔗糖溶液，所以水分子先從10%的蔗糖溶液→10%的葡萄糖溶液移動(dòng)，所以右側(cè)頁(yè)面先升高；在此過程中葡萄糖也在不斷地向蔗糖溶液方向走，最終使左側(cè)溶液濃度大于右側(cè)，則左側(cè)液面升高，最終高于右側(cè)。習(xí)題鞏固：【典例1】如圖甲是滲透作用裝置示意圖，乙、丙兩曲線圖的橫坐標(biāo)代表時(shí)間，下列敘述不正確的是(

)

A．圖甲所示裝置中漏斗內(nèi)溶液的濃度變化可用曲線丙表示B．水分子由漏斗外進(jìn)入漏斗內(nèi)的速率變化可用曲線乙表示C．漏斗管內(nèi)的液面高度變化可用曲線丙表示D．半透膜內(nèi)外溶液的濃度差可用曲線乙表示√習(xí)題鞏固：【典例2】如圖為U形滲透裝置，甲、乙分別加入0.1g/mL蔗糖溶液和0.3g/mL蔗糖溶液，起始液面高度相同。半透膜允許水分子通過，不允許蔗糖分子通過。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（

）A．裝置內(nèi)溶液滲透平衡時(shí)，水分子不再通過半透膜B．裝置內(nèi)溶液滲透平衡時(shí)，乙的液面高于甲的液面C．若甲、乙的蔗糖溶液濃度相同，液面將保持不變D．用紗布取代半透膜不會(huì)出現(xiàn)相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象√

A．實(shí)驗(yàn)剛剛開始時(shí)，裝置A和裝置B中水分子從S2側(cè)進(jìn)入另一側(cè)的速度一樣B．裝置B的現(xiàn)象是S3溶液液面先上升后下降C．漏斗中液面先上升，加酶后繼續(xù)上升，然后開始下降D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)A中S1與S2溶液，B中S2與S3溶液液面均持平√水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理02二、水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理自主學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)（二）：請(qǐng)同學(xué)們觀察分析課本圖4-1，完成下面對(duì)應(yīng)的5個(gè)問題探討，并作答。問題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)？問題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？問題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？二、水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理不能，蔗糖分子相當(dāng)?shù)荒艿韧?，?xì)胞膜具有生命活性，具有選擇透過性。不一定，紅細(xì)胞吸水后，細(xì)胞質(zhì)濃度也降低，當(dāng)與外界平衡時(shí)就不吸水了，如果內(nèi)外濃度差不夠大，便達(dá)不到漲破的程度。二、水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理問題4：紅細(xì)胞吸水或失水取決于什么條件？問題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，正相關(guān)生理鹽水的濃度和血漿濃度基本一致，血細(xì)胞不會(huì)因?yàn)檫^度吸水或者失水而出現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)異常。二、水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理

外界溶液濃度＜

細(xì)胞的濃度細(xì)胞吸水膨脹低滲溶液

外界溶液濃度＞

細(xì)胞的濃度細(xì)胞失水皺縮高滲溶液外界溶液濃度=細(xì)胞的濃度細(xì)胞形態(tài)不變等滲溶液習(xí)題鞏固：【典例3】將數(shù)量相同的小鼠成熟紅細(xì)胞分別放入a、b、c三種不同濃度的等量蔗糖溶液中，浸泡一段時(shí)間后，三種溶液中紅細(xì)胞的形態(tài)如下圖所示。下列說法正確的是（

）

A．三種溶液的濃度關(guān)系為c>b>aB．a(chǎn)中的細(xì)胞在此過程中吸水能力下降C．a(chǎn)組細(xì)胞在浸泡過程中不發(fā)生滲透作用D．若將a中的蔗糖溶液改為濃度相當(dāng)?shù)钠咸烟侨芤?，則細(xì)胞可能出現(xiàn)先皺縮后恢復(fù)原狀的現(xiàn)象√聯(lián)系生活對(duì)農(nóng)作物施肥過多，會(huì)造成“燒苗”現(xiàn)象。鹽腌制過的黃瓜,皺皺巴巴，還出水。植物細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)滲透失水和吸水的情況嗎？水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理03學(xué)習(xí)目標(biāo)：03通過完成探究實(shí)驗(yàn)“植物細(xì)胞的吸水和失水”，理解植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離過程，原理。(科學(xué)探究)04通過實(shí)例分析，闡明被動(dòng)運(yùn)輸中自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的原理及特點(diǎn)。（科學(xué)思維）思考：植物細(xì)胞的吸水或失水是否是通過滲透作用呢？細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜細(xì)胞壁(全透性),伸縮性比較小相當(dāng)于半透膜？細(xì)胞液與外界溶液之間存在濃度差原生質(zhì)層細(xì)胞液成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要是指液泡里面的細(xì)胞液。水進(jìn)出細(xì)胞主要是指水經(jīng)過原生質(zhì)層進(jìn)出液泡。三、水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理自主學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)（三）：請(qǐng)大家閱讀教材63-65頁(yè)，思考討論以下問題：1.植物細(xì)胞的什么結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜？2.實(shí)驗(yàn)材料怎么選？5.實(shí)驗(yàn)中共進(jìn)行了幾次顯微觀察，現(xiàn)象分別是什么？6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因是什么？3.實(shí)驗(yàn)主要試劑是什么？4.你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)的觀測(cè)對(duì)象是什么？7.如果把0.3g/mL的蔗糖換成同等濃度的KNO3/乙二醇溶液，發(fā)生質(zhì)壁分離的現(xiàn)象一樣嗎？探究實(shí)驗(yàn)：探究植物細(xì)胞的吸水和失水植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)提出問題原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜嗎？水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過滲透作用嗎？做出假說原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)材料：紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞（黑藻葉片）實(shí)驗(yàn)試劑：0.3g/mL的蔗糖溶液、清水觀測(cè)對(duì)象：中央液泡的大小、原生質(zhì)層的位置、細(xì)胞大小實(shí)驗(yàn)過程：探究實(shí)驗(yàn)：探究植物細(xì)胞的吸水和失水提出問題做出假說實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)分析探究實(shí)驗(yàn)：探究植物細(xì)胞的吸水和失水提出問題做出假說實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)分析5.實(shí)驗(yàn)中共進(jìn)行了幾次顯微觀察，現(xiàn)象是什么？三次低倍鏡觀察液泡大小液泡顏色原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小原始狀態(tài)滴蔗糖溶液后滴清水后變小逐漸恢復(fù)原來(lái)大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來(lái)位置原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離基本不變基本不變變深變淺大、充盈紫色原生質(zhì)層緊貼細(xì)胞壁正常大小質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原蔗糖探究實(shí)驗(yàn)：探究植物細(xì)胞的吸水和失水提出問題做出假說實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜嗎？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)于半透膜。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？(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。實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)分析探究實(shí)驗(yàn)：探究植物細(xì)胞的吸水和失水提出問題做出假說實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)分析植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜嗎？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)于半透膜。6.發(fā)生質(zhì)壁分離的原因是什么？(1)內(nèi)因：原生質(zhì)層伸縮性

細(xì)胞壁伸縮性

(2)外因：外界溶液濃度

細(xì)胞液濃度大于大于思考1：你認(rèn)為植物能發(fā)生質(zhì)壁分離的條件有哪些？思考2：如果把0.3g/mL的蔗糖換成同等濃度的KNO3/乙二醇溶液，發(fā)生質(zhì)壁分離的現(xiàn)象一樣嗎？探究實(shí)驗(yàn)：探究植物細(xì)胞的吸水和失水(1)細(xì)胞是活的（死細(xì)胞的細(xì)胞膜具有全透性），具有細(xì)胞壁。(2)細(xì)胞有中央大液泡。(3)細(xì)胞外溶液的濃度高于細(xì)胞液濃度。干種子的細(xì)胞、根尖分生區(qū)等未成熟的植物細(xì)胞無(wú)此結(jié)構(gòu)。若用等濃度的葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等溶液，細(xì)胞也會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離，但質(zhì)壁分離后不用滴加清水，細(xì)胞就會(huì)自動(dòng)復(fù)原。習(xí)題鞏固：1．如圖為某同學(xué)利用一定濃度的蔗糖溶液進(jìn)行質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原的實(shí)驗(yàn)操作步驟，與此相關(guān)的敘述中，錯(cuò)誤的是(

)A．步驟B主要觀察細(xì)胞質(zhì)大小及細(xì)胞壁的位置B．步驟D與步驟B的觀察結(jié)果可以形成對(duì)照C．步驟E可以在蓋玻片一側(cè)滴加清水D．步驟F觀察到的細(xì)胞大小可能與步驟B相同√習(xí)題鞏固：√自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散04四、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散自主學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)（三）：請(qǐng)大家閱讀教材66-67頁(yè)，思考討論以下問題：1.什么是被動(dòng)運(yùn)輸？2.被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆譃槟膸最悾?.自由擴(kuò)散的概念、特點(diǎn)、實(shí)例、影響因素？4.協(xié)助擴(kuò)散的概念、特點(diǎn)、實(shí)例、影響因素？5.嘗試分析載體蛋白和通道蛋白的異同點(diǎn)？四、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散問題1：什么是被動(dòng)運(yùn)輸？問題2：被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆譃槟膸最?？物質(zhì)以擴(kuò)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)釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式稱為被動(dòng)運(yùn)輸。被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆绞桨贪滤?、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散問題3：自由擴(kuò)散的概念、特點(diǎn)、實(shí)例、影響因素？概念：物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的

進(jìn)出細(xì)胞，叫做自由擴(kuò)散。擴(kuò)散作用細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)水分子細(xì)胞膜順濃度四、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散問題3：自由擴(kuò)散的概念、特點(diǎn)、實(shí)例、影響因素？（1）運(yùn)輸方向：高濃度低濃度（順濃度梯度）不需要載體，不需要能量（3）實(shí)例：水，氣體（O2

、CO2、N2）；脂溶性物質(zhì)（甘油、乙醇、苯等）；脂質(zhì)分子（膽固醇、性激素等）（2）特點(diǎn)：（4）影響因素：濃度差擴(kuò)散速度濃度差、溫度四、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散問題4：協(xié)助擴(kuò)散的概念、特點(diǎn)、實(shí)例、影響因素？概念：借助膜上的__________進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式叫做協(xié)助擴(kuò)散，也叫易化擴(kuò)散。轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞膜順濃度四、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散（1）轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白定義：鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質(zhì)，能夠協(xié)助離子和一些小分子有機(jī)物順濃度梯度跨膜運(yùn)輸，這些蛋白質(zhì)稱為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。（2）類型：載體蛋白和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，而且每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)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適配、大小電荷相適宜的分子或離子通過。分子和離子通過通道蛋白時(shí)，不需要與通道結(jié)合。四、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散問題4：協(xié)助擴(kuò)散的概念、特點(diǎn)、實(shí)例、影響因素？（1）運(yùn)輸方向：高濃度低濃度（順濃度梯度）（3）實(shí)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)入細(xì)胞、K+通過鉀離子通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞（2）特點(diǎn)：需膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助，不需要能量（4）影響因素：①濃度差②轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量③溫度P點(diǎn)后速率受轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量限制四、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散問題5：嘗試分析載體蛋白和通道蛋白的異同點(diǎn)？項(xiàng)目載體蛋白通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)自身構(gòu)象是否與轉(zhuǎn)運(yùn)的分子結(jié)合是否有選擇性實(shí)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)胞水分子通過水通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞四、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散方式自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸方向是否消耗能量（ATP）是否需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白舉例高濃度

低濃度（順濃度梯度）不消耗不需要需要氧氣、二氧化碳、苯等葡萄糖、K+、水等習(xí)題鞏固：1.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞脚c物質(zhì)的特點(diǎn)和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)。判斷下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)谋硎鍪欠裾_。(1)細(xì)胞膜和液泡膜都相當(dāng)于半透膜（

）(2)水分子進(jìn)入細(xì)胞，是通過自由擴(kuò)散方式進(jìn)行的（

）(3)載體蛋白和通道蛋白在轉(zhuǎn)運(yùn)分子和離子時(shí)，其作用機(jī)制是一樣（

）2.下列各項(xiàng)無(wú)法通過質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)證明的是（

）A.成熟植物細(xì)胞的死活B.原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大C.成熟的植物細(xì)胞能進(jìn)行滲透吸水D.水分子可以通過通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞D√××一、概念檢測(cè)習(xí)題鞏固：3.