人教版高中生物必修1第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)被動(dòng)運(yùn)輸課件

必修1·分子與細(xì)胞人教版高中生物第1節(jié)

被動(dòng)運(yùn)輸必備知識(shí)清單破知識(shí)點(diǎn)1水進(jìn)出細(xì)胞的原理——滲透作用

滲透裝置動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞示意圖

條件①半透膜;②膜兩側(cè)有濃度差①細(xì)胞膜相當(dāng)于半透

膜;②細(xì)胞質(zhì)與外界溶液

有濃度差①原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜,比細(xì)胞壁的伸縮性大;②細(xì)胞液與外界溶液有濃度差;③細(xì)胞中具有大液泡現(xiàn)象漏斗內(nèi)液面上升后保持穩(wěn)定①外界溶液濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞失水皺縮;②外界溶液濃度<細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞吸水膨脹(可能漲破);③外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),水分子進(jìn)出細(xì)胞達(dá)到平衡,細(xì)胞形態(tài)不變①外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞失水,質(zhì)壁分離;②外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞吸水,質(zhì)壁分離復(fù)原或基本不變;③外界溶液濃度=細(xì)胞液濃度時(shí),水分子進(jìn)出細(xì)胞達(dá)到平衡總結(jié)及分析①水分子進(jìn)出細(xì)胞的原理是滲透作用,滲透作用指水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴(kuò)散;②水分子滲透的方向:水相對(duì)含量高(溶質(zhì)濃度低)→水相對(duì)含量低(溶質(zhì)濃度高)1.實(shí)驗(yàn)材料:紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞。2.實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象知識(shí)點(diǎn)2探究植物細(xì)胞的吸水和失水特別提醒

(1)探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)中不需要借助高倍鏡。(2)植物細(xì)胞吸水或失水后,細(xì)胞體積幾乎不變,也不會(huì)因?yàn)槲疂q破。1.概念: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)所釋放的能量的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸

方式。2.分類知識(shí)點(diǎn)3被動(dòng)運(yùn)輸

自由擴(kuò)散(簡(jiǎn)單擴(kuò)散)協(xié)助擴(kuò)散(易化擴(kuò)散)運(yùn)輸方向順濃度梯度(高濃度→低濃度)圖示跨膜方式物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用直

接穿過磷脂雙分子層物質(zhì)借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(通道蛋白或載體蛋白)進(jìn)出細(xì)胞實(shí)例甘油、乙醇、苯、膽固醇等

脂溶性小分子和O2、CO2等葡萄糖進(jìn)入哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞、水分子借助水通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞等運(yùn)輸速率的影響因素被運(yùn)輸物質(zhì)的膜兩側(cè)濃度差①被運(yùn)輸物質(zhì)的膜兩側(cè)濃度差;②轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和數(shù)量相關(guān)曲線3.轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(1)載體蛋白①只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過。②每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生自身構(gòu)象的改變。(2)通道蛋白①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。②不與轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)結(jié)合。知識(shí)辨析1.若半透膜僅允許水分子通過,膜兩側(cè)分別為等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的葡萄糖溶液和蔗糖溶液,兩種溶液

之間是否會(huì)發(fā)生滲透作用?

會(huì)發(fā)生。葡萄糖是單糖,蔗糖是二糖,葡萄糖溶液和蔗糖溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等時(shí),前者單位體積內(nèi)溶質(zhì)分子數(shù)量多于后者,水分子向葡萄糖溶液中滲透。2.顯微鏡下觀察洋蔥外表皮細(xì)胞發(fā)現(xiàn)原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分開,是否能說明此時(shí)細(xì)胞液濃度低

于外界溶液濃度?

不能。原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分開的細(xì)胞,可能是正在發(fā)生質(zhì)壁分離(細(xì)胞液濃度低于外界溶液濃度),也可能質(zhì)壁分離后達(dá)到平衡狀態(tài)(細(xì)胞液濃度等于外界溶液濃度),也有可能正在發(fā)

生質(zhì)壁分離復(fù)原(細(xì)胞液濃度高于外界溶液濃度)。提示提示3.在“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)操作中,共涉及三次顯微鏡觀察,是否正確?正確。第一次觀察細(xì)胞的原始狀態(tài),第二次觀察質(zhì)壁分離,第三次觀察質(zhì)壁分離復(fù)原情況。4.水分子通過細(xì)胞膜的速率高于通過人工膜(只含磷脂雙分子層)的速率,由此推測(cè)水分子通

過細(xì)胞膜的方式可能同時(shí)包括自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散,是否正確?正確。水分子進(jìn)出細(xì)胞的原理是滲透作用(被動(dòng)運(yùn)輸),水分子可直接穿過磷脂雙分子層說明其可通過自由擴(kuò)散的方式進(jìn)行跨膜運(yùn)輸,水分子通過細(xì)胞膜的速率高于人工膜,說明水分子也可借助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)行跨膜運(yùn)輸(協(xié)助擴(kuò)散)。提示提示1.圖示半透膜只允許水分子通過,初始狀態(tài)時(shí),燒杯液面與漏斗液面等高(如圖A),且S1溶液濃

度>S2溶液濃度,可觀察到漏斗液面上升一段時(shí)間后維持穩(wěn)定。

關(guān)鍵能力定點(diǎn)破定點(diǎn)1

不同滲透裝置中水分子運(yùn)動(dòng)情況及液面變化現(xiàn)象原因漏斗液面上升(如圖B)S1溶液濃度>S2溶液濃度→單位時(shí)間內(nèi)由S2進(jìn)入S1的水分子數(shù)>由S1進(jìn)入S2的水分子數(shù)一段時(shí)間后,漏斗液面維持穩(wěn)定液面差Δh產(chǎn)生的向下的壓力(使水由S1進(jìn)入S2)=因S1、S2濃度差產(chǎn)生的向上的力(使水由S2進(jìn)入S1),此時(shí)S1溶液濃度>S2溶液濃度2.圖示半透膜允許水分子和單糖分子通過,S1溶液為0.5mol/L的葡萄糖溶液,S2溶液為0.1mol/L的蔗糖溶液,初始液面等高。S1、S2溶液的液面變化如表所示?，F(xiàn)象原因S1液面上升、S2液面下降S1溶液濃度>S2溶液濃度→單位時(shí)間內(nèi)由S2進(jìn)入S1的水分子數(shù)>由S1進(jìn)入S2的水分子數(shù)一段時(shí)間后,S1液面下降、S2液面上升葡萄糖分子不斷穿過半透膜(由S1進(jìn)入S2),逐漸使S2溶液濃度>S1溶液濃度→水分子由S1滲透進(jìn)入S2最終S2液面高于S1葡萄糖的擴(kuò)散不受水分子影響,最終膜兩側(cè)葡萄糖分子數(shù)相等→S2中有蔗糖和葡萄糖,S1中只有葡萄糖→S2溶液濃度>S1溶液濃度(使水由S1進(jìn)入S2),S2液面高于S1(Δh使水由S2進(jìn)入S1)方法技巧

(1)滲透平衡≠濃度相等:滲透裝置達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),濃度差形成的壓力與液面差(Δh)形成的

壓力平衡,兩者對(duì)水分子的運(yùn)動(dòng)造成相反的影響。(2)當(dāng)半透膜同時(shí)允許水分子和溶質(zhì)分子通過時(shí),按照“由起始狀態(tài)(濃度)分析水分子運(yùn)動(dòng)→

由溶質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)得到最終狀態(tài)(濃度)→反推中間過程水分子的運(yùn)動(dòng)”的思路進(jìn)行分析。1.細(xì)胞能否發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原的判斷定點(diǎn)