4.1 被動(dòng)運(yùn)輸課件-高一上學(xué)期生物人教版（2019）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)輸學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.結(jié)合滲透裝置，掌握滲透作用的條件；2.結(jié)合圖示，理解動(dòng)物細(xì)胞吸水和失水的原理；3.通過(guò)探究“植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)理解原理；1.擴(kuò)散現(xiàn)象分子從相對(duì)含量高的一側(cè)向相對(duì)含量低的一側(cè)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。經(jīng)典滲透裝置半透膜：具有一定孔徑，讓某些小分子物質(zhì)（如水分子）透過(guò)，而大分子物質(zhì)不能通過(guò)（如蔗糖溶液）的多孔性薄膜。1、漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？1、漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？多少2、如果漏斗管無(wú)限長(zhǎng)，液面會(huì)無(wú)限升高嗎？1.不會(huì)，當(dāng)管內(nèi)液體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(kuò)散的速度。2.當(dāng)半透膜兩側(cè)的水分子進(jìn)出達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí),液面將不再升高水?dāng)U散速度（單位時(shí)間透過(guò)半透膜的水分子數(shù)）：由燒杯到漏斗＞由漏斗到燒杯水的相對(duì)含量（單位體積中的水分子數(shù)）：燒杯＞漏斗不會(huì)。蔗糖分子和水分子都可以透過(guò)紗布單位時(shí)間通過(guò)半透膜進(jìn)出水分子量相同，故漏斗管液面不變3、如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管內(nèi)的液面還會(huì)升高嗎？條件一：半透膜條件二：濃度差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？發(fā)生滲透作用的條件？（一）滲透作用P62概念:一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理水分子（或其他溶劑分子）通過(guò)半透膜的擴(kuò)散條件：蔗糖溶液清水半透膜含水量高含水量低溶液濃度低溶液濃度高滲透壓低滲透壓高半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差方向：相對(duì)含量低的一側(cè)水的相對(duì)含量高的一側(cè)高濃度得水低濃度失水C為半透膜，一段時(shí)間后液面變化？C為半透膜，一段時(shí)間后液面變化？半透膜允許水和單糖通過(guò)，不允許二糖通過(guò)類(lèi)比推理如果把漏斗換成一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞，細(xì)胞會(huì)吸水嗎？原理一樣嗎？二、

細(xì)胞的吸水和失水動(dòng)物細(xì)胞(1)當(dāng)外界溶液濃度＜細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞

。(2)當(dāng)外界溶液濃度＞細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí)，細(xì)胞

。(3)當(dāng)

時(shí)，水分進(jìn)出平衡，細(xì)胞維持正常形態(tài)。正常形態(tài)清水10%鹽水0.9%生理鹽水吸水膨脹失水皺縮外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度結(jié)果說(shuō)明：動(dòng)物細(xì)胞發(fā)生了滲透作用。臨床上輸液為什么要用0.9%生理鹽水？防止血細(xì)胞失水或吸水，細(xì)胞形態(tài)改變影響細(xì)胞的功能。細(xì)胞膜細(xì)胞液細(xì)胞質(zhì)液泡膜細(xì)胞壁(全透性)伸縮性比較小原生質(zhì)層半透膜液泡成熟的植物細(xì)胞模式圖水進(jìn)出植物細(xì)胞,主要是指水經(jīng)過(guò)原生質(zhì)層進(jìn)出液泡。

提出問(wèn)題

作出假設(shè)

實(shí)施實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

分析結(jié)果

表達(dá)與交流

水分子是通過(guò)滲透作用進(jìn)出植物細(xì)胞嗎？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。

實(shí)施實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

分析結(jié)果

表達(dá)與交流

提出問(wèn)題

作出假設(shè)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)將植物細(xì)胞浸潤(rùn)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(rùn)在清水中，觀察其大小的變化。

作出假設(shè)

實(shí)施實(shí)驗(yàn)

分析結(jié)果

表達(dá)與交流

提出問(wèn)題外表皮細(xì)胞

實(shí)施實(shí)驗(yàn)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、顯微鏡等。

作出假設(shè)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

分析結(jié)果

表達(dá)與交流

提出問(wèn)題

作出假設(shè)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

分析結(jié)果

表達(dá)與交流

提出問(wèn)題

實(shí)施實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟：2.取材3.平展4.蓋蓋玻片6.滴0.3g/mL蔗糖溶液觀察現(xiàn)象1.滴清水①制片5.顯微觀察②低倍鏡觀察7.滴清水再觀察現(xiàn)象高中階段唯一一個(gè)全程使用低倍鏡觀察的實(shí)驗(yàn)

分析結(jié)果

正常狀態(tài)高濃度狀態(tài)低濃度狀態(tài)圖像

液泡大小變化

原生質(zhì)層位置

正常大小逐漸變小逐漸變大，恢復(fù)原來(lái)大小原生質(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

作出假設(shè)

實(shí)施實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

表達(dá)與交流

提出問(wèn)題

表達(dá)與交流

作出假設(shè)

實(shí)施實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

分析結(jié)果

提出問(wèn)題植物細(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(guò)滲透作用吸水和失水的。得出結(jié)論：自身對(duì)照是指對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組在同一研究對(duì)象上進(jìn)行，是實(shí)驗(yàn)前后之間的對(duì)照第一次對(duì)照滴加蔗糖溶液滴加清水第二次對(duì)照質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原【注意事項(xiàng)】第一次觀察滴加蔗糖溶液后觀察再次滴加清水溶液后觀察?質(zhì)壁分離產(chǎn)生的條件：?質(zhì)壁分離產(chǎn)生的原因：

（1）具有原生質(zhì)層（半透膜）

和細(xì)胞壁（2）活細(xì)胞（3）大液泡（成熟植物細(xì)胞才有大液泡）內(nèi)因：

外因：外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度（細(xì)胞失水）原生質(zhì)層伸縮性>細(xì)胞壁伸縮性1.質(zhì)壁分離的細(xì)胞中“質(zhì)”和“壁”分別指什么？質(zhì)指原生質(zhì)層，壁指細(xì)胞壁2.所有質(zhì)壁分離的細(xì)胞都可以復(fù)原嗎？嚴(yán)重失水或失水時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡，無(wú)法質(zhì)壁分離復(fù)原。思考：原生質(zhì)層和細(xì)胞壁之間充滿(mǎn)蔗糖溶液3.右圖是植物細(xì)胞置于蔗糖溶液中的圖像，原生質(zhì)層和細(xì)胞壁之間是純水嗎？a4.將植物細(xì)胞浸泡在濃度大于細(xì)胞液的KNO3溶液中，一段時(shí)間后細(xì)胞會(huì)發(fā)生什么樣的變化？細(xì)胞先失水，發(fā)生質(zhì)壁分離；一段時(shí)間后，隨著KNO3進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞液濃度上升，細(xì)胞開(kāi)始吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象。葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇、脂肪酸、甘油等可以被細(xì)胞吸收，使植物細(xì)胞質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原。像水分子這樣，物質(zhì)以擴(kuò)散的方式進(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，這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式被稱(chēng)為被動(dòng)運(yùn)輸。被動(dòng)運(yùn)輸分為和兩類(lèi)自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散：物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞，也叫簡(jiǎn)單擴(kuò)散運(yùn)輸方向：順濃度梯度（高→低）特點(diǎn)：不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助；不需能量影響因素:細(xì)胞內(nèi)外濃度差、溫度1.被動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散水分子低濃度氧氣、二氧化碳、氮?dú)?、苯甘油、乙醇氨基酸、葡萄糖、核苷酸氫離子、鈉離子、鉀離子、鈣離子、氯離子、鎂離子碳酸氫根合成的脂雙層左圖所示為人工的無(wú)蛋白的脂雙層對(duì)不同分子的通透性。1.什么樣的分子能夠通過(guò)脂雙層？推測(cè)紅細(xì)胞的細(xì)胞膜上有能夠轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的蛋白質(zhì)。①氣體分子②脂溶性小分子1.被動(dòng)運(yùn)輸-協(xié)助擴(kuò)散：物質(zhì)借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的擴(kuò)散方式叫做協(xié)助擴(kuò)散，也叫易化擴(kuò)散。運(yùn)輸方向：順濃度梯度（高→低）特點(diǎn)：需膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助；不需能量實(shí)例：紅細(xì)胞吸收葡萄糖影響因素:細(xì)胞內(nèi)外濃度差、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量P點(diǎn)后速率受載體蛋白數(shù)量限制葡萄糖低濃度轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散共同點(diǎn)順濃度梯度；不消耗能量不同點(diǎn)協(xié)助擴(kuò)散需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助，自由擴(kuò)散不需要甲乙丙2.轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類(lèi)及作用機(jī)理轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白載體蛋白：所轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)與載體蛋白結(jié)合，

轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)發(fā)生自身構(gòu)象改變通道蛋白：所轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)與通道蛋白不結(jié)合，

構(gòu)象不改變具有特異性現(xiàn)象：水分子跨膜運(yùn)輸速率大于自由擴(kuò)散速率研究結(jié)果：水分子通過(guò)自由擴(kuò)散和水通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞，其中以水通道蛋白介導(dǎo)為主問(wèn)題與假設(shè)：水分子除自由擴(kuò)散外，還存在其它運(yùn)輸方式水通道蛋白研究表明：水分子更多是借助水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞H2OH2OH2OH2O練一練1.a、b、c是三個(gè)相鄰的細(xì)胞，已知a細(xì)胞液濃度>b細(xì)胞液濃度>c細(xì)胞液濃度,如圖所示，能正確表示水分在三者之間關(guān)系的是（）C2．將一張洋蔥鱗片葉放在某一濃度的蔗糖溶液中,制成裝片,放在顯微鏡下觀察,有3種狀態(tài)的細(xì)胞,如圖1－3,你認(rèn)為這3個(gè)細(xì)胞在未發(fā)生上述情況之前,其細(xì)胞液的濃度依次是(

)A．A﹥B>CB．A<B<CC．B>A>CD．B<A<C3.下列一定屬于自由擴(kuò)散的是()A．動(dòng)物肺泡細(xì)胞釋放CO2B．血液中葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞C．K＋通過(guò)離子通道進(jìn)行的運(yùn)輸D．水分子通過(guò)水通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞4．研究表明，水分子可以較快通過(guò)水通道蛋白出入細(xì)胞且不需要消耗能量，而甘油分子難以通過(guò)水通道蛋白。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．水通道蛋白對(duì)物質(zhì)具有選擇性B．一種物質(zhì)可能有多種跨膜運(yùn)輸方式C．水通道蛋白作用時(shí)所需的能量主要來(lái)自線(xiàn)粒體D．水通道蛋白結(jié)構(gòu)改變后功能也可能發(fā)生改變AC5.如圖表示物質(zhì)出入細(xì)胞的方式，下列有關(guān)敘述正確的是()A．圖中①③代表自由擴(kuò)散B．①與②③的區(qū)別是②③需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助，故②③物質(zhì)運(yùn)輸速率只與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量有關(guān)C．通道蛋白對(duì)物質(zhì)的大小、形狀、電荷等沒(méi)有選擇性D．載體蛋白與運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)結(jié)合后，通過(guò)自身構(gòu)象的改變來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)，離子或分子通過(guò)通道蛋白時(shí)，不需要與通道蛋白結(jié)合D15.如圖是某同學(xué)用洋蔥紫色鱗片的外表皮做“探究植物細(xì)胞的吸水與失水”實(shí)驗(yàn)中所觀察到的細(xì)胞圖，下列敘述正確的是（）A．圖中①②⑥組成了細(xì)胞