4.1 被動運輸課件-高一上學(xué)期生物人教版必修1

第四章

細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第一節(jié)

被動運輸本節(jié)目標(biāo)細(xì)胞的吸水和失水0102探究植物細(xì)胞的吸水和失水闡明被動運輸?shù)脑砗吞攸c03聯(lián)系生活水是如何進(jìn)出細(xì)胞的？清水泡過的青菜很硬挺鹽腌制過的黃瓜皺皺巴巴，還出水吃比較咸或甜的食物，口腔和唇的黏膜會覺得比較干。思考探討問題探討1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會升高？如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會無限升高嗎？為什么？燒杯中的水分子進(jìn)入漏斗中導(dǎo)致漏斗液面升高。事實上半透膜兩側(cè)的水分子都能夠通過擴散作用自由進(jìn)出，但由于蔗糖溶液中水的相對含量（單位體積中的水分子數(shù)）比燒杯中的水的相對含量低，因此，燒杯中的水?dāng)U散到漏斗中的速度比漏斗中的水?dāng)U散到燒杯中的速度相對更快些，導(dǎo)致漏斗中水量增加，液面上升。如果漏斗管足夠長，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向外擴散的速度，最終達(dá)到平衡，液面將不再上升。問題探討2.如果用一層紗布代替玻璃紙，還會出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？不會，因為紗布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物質(zhì)都能夠自由通過，包括水分子和蔗糖分子都能通過。3.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣？漏斗管中的液面將保持不變。滲透作用滲透作用的定義：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散；本質(zhì)：順著相對濃度梯度的運動滲透作用的條件：①具有半透膜②半透膜兩側(cè)有濃度差。01水進(jìn)出細(xì)胞的原理細(xì)胞吸水膨脹細(xì)胞失水皺縮細(xì)胞形態(tài)不變細(xì)胞質(zhì)的濃度外界溶液的濃度＞外界溶液的濃度細(xì)胞質(zhì)的濃度＞外界溶液的濃度細(xì)胞質(zhì)的濃度=等滲溶液高滲溶液低滲溶液動物細(xì)胞的吸水和失水思考·討論紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物能夠透過細(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)？紅細(xì)胞中的血紅蛋白是大分子有機物，不能透過細(xì)胞膜，它相當(dāng)于“問題探討”中的蔗糖分子。紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是否相當(dāng)于一層半透膜？是當(dāng)外界溶液溶質(zhì)的濃度低時，紅細(xì)胞一定會由于吸水而漲破嗎？不一定。因為紅細(xì)胞吸水膨脹后細(xì)胞內(nèi)液濃度也會下降，如果外界溶液濃度不是很低有可能細(xì)胞內(nèi)液濃度下降后與外界溶液的濃度達(dá)到平衡，此時，紅細(xì)胞將不再吸水。思考·討論紅細(xì)胞吸水或失水取決于什么條件？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，細(xì)胞吸水或失水越多。想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水。因為生理鹽水的濃度與血漿的濃度基本一致，血細(xì)胞不會因為過度吸水或失水而出現(xiàn)形態(tài)和功能上的異常。水又是怎樣進(jìn)出植物細(xì)胞的呢？我們知道，植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與動物細(xì)胞有明顯的區(qū)別。植物細(xì)胞的細(xì)胞膜外面有一層細(xì)胞壁。研究表明，對于水分子來說，細(xì)胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通過細(xì)胞壁，細(xì)胞壁的作用主要是保護(hù)和支持細(xì)胞，伸縮性比較小。成熟的植物細(xì)胞模式圖細(xì)胞膜液泡膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞壁原生質(zhì)層（全透性）細(xì)胞液(半透性）漏斗內(nèi)溶液外界溶液半透膜原生質(zhì)層細(xì)胞膜液泡膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞液細(xì)胞壁（全透性）

水分進(jìn)出植物細(xì)胞經(jīng)過細(xì)胞壁、_________（細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、液泡膜）進(jìn)出細(xì)胞，主要是指水經(jīng)過_________進(jìn)出液泡。原生質(zhì)層原生質(zhì)層是否滿足發(fā)生滲透作用的條件：①具有半透膜②半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差水進(jìn)出細(xì)胞的原理探究·實踐

探究植物細(xì)胞的吸水和失水提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗實施實驗分析結(jié)果得出結(jié)論表達(dá)交流水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過滲透作用嗎？原生質(zhì)層是一層半透膜嗎？水分進(jìn)出植物細(xì)胞是滲透作用，原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜蔗糖溶液中細(xì)胞的液泡變小，細(xì)胞發(fā)生

；清水中細(xì)胞的液泡變大，細(xì)胞

。預(yù)期結(jié)果：將植物細(xì)胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察液泡、原生質(zhì)層及細(xì)胞大小的變化；再浸潤在清水中，觀察其大小的變化。質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原水進(jìn)出細(xì)胞的原理提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗實施實驗分析結(jié)果得出結(jié)論表達(dá)交流材料用具：紫色洋蔥鱗片葉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3g/mL的蔗糖溶液、

清水、刀片、鑷子、滴管、蓋玻片、吸水紙、顯微鏡等。外表皮細(xì)胞選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞，是因為其具有中央大液泡，且細(xì)胞液呈紫色，易觀察液泡的大小變化。探究·實踐

探究植物細(xì)胞的吸水和失水自由擴散和協(xié)助擴散新課導(dǎo)入知識講解課堂小結(jié)基礎(chǔ)檢測探究·實踐

探究植物細(xì)胞的吸水和失水制作紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片低倍顯微鏡下觀察0.3g/ml的蔗糖溶液吸水紙引流重復(fù)幾次低倍顯微鏡下觀察滴放清水吸水紙引流低倍顯微鏡下觀察重復(fù)幾次水進(jìn)出細(xì)胞的原理探究·實踐

探究植物細(xì)胞的吸水和失水正常狀態(tài)高濃度狀態(tài)（蔗糖溶液）低濃度狀態(tài)（清水）圖像液泡變化原生質(zhì)層位置正常大小逐漸變小，顏色變深恢復(fù)原來大小，顏色變淺原生質(zhì)層緊貼細(xì)胞壁原生質(zhì)層逐漸脫離細(xì)胞壁原生質(zhì)層逐漸貼近細(xì)胞壁細(xì)胞體積基本不變提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗實施實驗分析結(jié)果得出結(jié)論表達(dá)交流結(jié)論：（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。細(xì)胞

，原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離開來細(xì)胞

，與細(xì)胞壁分離的原生質(zhì)層慢慢恢復(fù)原來的狀態(tài)當(dāng)外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度當(dāng)外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗實施實驗分析結(jié)果得出結(jié)論表達(dá)交流失水吸水探究·實踐

探究植物細(xì)胞的吸水和失水水進(jìn)出細(xì)胞的原理探究植物細(xì)胞的吸水和失水（視頻）水進(jìn)出細(xì)胞的原理質(zhì)壁分離和復(fù)原細(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：植物細(xì)胞因為失水收縮，細(xì)胞膜與細(xì)胞壁發(fā)生分離的現(xiàn)象。練一練1.某同學(xué)為探究半透膜的通透性而設(shè)計了如圖所示的滲透裝置，開始時燒杯內(nèi)的液面和長頸漏斗內(nèi)的液面相平。在長頸漏斗內(nèi)液面上升的過程中，以下描述正確的是(

)DA.液面上升的速率先加快，后減慢最終保持不變B.水分子通過半透膜從蔗糖溶液向清水?dāng)U散的速率逐漸減慢C.當(dāng)半透膜兩側(cè)液體濃度相等時，水分子不再通過半透膜擴散D.當(dāng)半透膜兩側(cè)水分子進(jìn)出速率相等時，長頸漏斗內(nèi)液面最高2.下列關(guān)于植物細(xì)胞吸水和失水的敘述中，錯誤的是(

)A.植物細(xì)胞形成液泡后吸水和失水主要是通過滲透作用完成的B.植物細(xì)胞只要失水就會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象C.植物細(xì)胞在吸水過程中吸水能力逐漸降低D.紫色洋蔥外表皮細(xì)胞適合作為觀察植物細(xì)胞吸水和失水的實驗材料B像水分子這樣，物質(zhì)以____________進(jìn)出細(xì)胞，________消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的______，這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱為__________。被動運輸分為_________和__________兩類。擴散方式不需要能量被動運輸自由擴散協(xié)助擴散02被動運輸自由擴散細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)氧、二氧化碳以及小分子有機物等細(xì)胞膜自由擴散概念：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式，叫作自由擴散，也叫簡單擴散。特點①順濃度梯度運輸②不需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助③不需要消耗能量舉例：小分子物質(zhì)，如O2、CO2、甘油、乙醇、苯。自由擴散影響因素：濃度差、溫度擴散速度濃度差擴散速度轉(zhuǎn)運蛋白擴散速度能量協(xié)助擴散細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞膜協(xié)助擴散概念：借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴散方式，叫作協(xié)助擴散。特點①順濃度梯度運輸②需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助③不需要消耗能量舉例：離子和一些小分子有機物，如葡萄糖、氨基酸。協(xié)助擴散影響因素：濃度差、轉(zhuǎn)運蛋白種類和數(shù)量、溫度擴散速度濃度差擴散速度能量轉(zhuǎn)運蛋白轉(zhuǎn)運蛋白可以分為載體蛋白和通道蛋白兩種類型。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)運時都會發(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、大小和電荷相適宜的分子或離子通過。分子或離子通過通道蛋白時，不需要與通道蛋白結(jié)合。水分子更多的是借助細(xì)胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴散的方式進(jìn)出細(xì)胞練習(xí)1.將若干質(zhì)量、大小等生理狀況相同的白蘿卜幼根均分為五組，分別放入A~E五種不同濃度的蔗糖溶液中，25分鐘后取出稱重，其重量的變化情況如圖所示。下列關(guān)于該實驗的敘述正確的是()A.A濃度的蔗糖溶液是白蘿卜幼根細(xì)胞的等滲溶液B.五種蔗糖溶液的濃度最高的是C、最低的是BC.浸泡后B濃度中白蘿卜幼根的吸水能力小于D濃度中白蘿卜幼根的吸水能力D.蔗糖溶液濃度為C、E時，白蘿卜幼根細(xì)胞發(fā)生了質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象答案：A解析：據(jù)圖分析可知，A濃度中的白蘿卜幼根重量沒有變化，說明A濃度的蔗糖溶液是白蘿卜幼根細(xì)胞的等滲溶液，A正確；在B、D濃度的蔗糖溶液中白蘿卜幼根失水，在C、E濃度的蔗糖溶液中白蘿卜幼根吸水，所以蔗糖溶液的濃度關(guān)系為C<E<A<D<B，五種蔗糖溶液濃度最高的是B，最低的是C，B錯誤；浸泡后B濃度中白蘿卜幼根的細(xì)胞液濃度大于D濃度中白蘿卜幼根的細(xì)胞液濃度，因此前者的吸水能力大于后者，C錯誤；蔗糖溶液濃度為C、E時，白蘿卜幼