【课件】4.1 被动运输课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

1、第四章 细胞的物质输入和输出第1节 被动运输学习目标核心素养1.观察渗透系统模式图，说出渗透作用发生的条件(重点)2.结合植物细胞的失水和吸水，描述质壁分离与复原过程，并利用其原理解释相关的生活现象,分析和解决诸如合理施肥等实践问题(难点)3.分析归纳自由扩散和协助扩散的异同,构建物质运输速率与影响因素的关系模型生命观念:认同细胞膜具有选择透过性，说出细胞渗透吸水与失水的过程与其结构相适应的特点。科学探究：通过设计植物细胞质壁分离与复原实验以探究植物细胞的吸水与失水，分析实验结果。科学思维：归纳比较两种被动运输方式的异同。利用渗透吸水与失水原理解释相关生活现象。社会责任：指导农业生产，合理施肥

2、。情境设计1：模型-1渗透作用模型问题探讨1： 漏斗管内的液面为什么会升高？蔗糖溶液初始液面玻璃纸(半透膜)清水最终液面单位时间内透过玻璃纸进入漏斗的水分子比渗出的多学习任务一：渗透装置分析，归纳发生渗透作用的条件如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？蔗糖溶液初始液面玻璃纸(半透膜)清水最终液面2.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果又会怎样？不会。蔗糖分子和水分子都可以透过纱布不会上升。 问题探讨2： 1.漏斗管内的液面为什么会升高？3.尝试概括渗透作用的发生需要具备怎样的条件?半透膜。半透膜两侧具有浓度差。渗透作用水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜 的扩散蔗糖溶液初始

3、液面玻璃纸(半透膜)清水最终液面是不是半透膜两侧溶液只要存在浓度差，漏斗内的液面就可以无限制地升高?当漏斗内液面升到一定高度时，漏斗内的液面会对半透膜产生一定强度的静水压，这一强度的静水压使得单位时间内，透过半透膜渗入漏斗水分子的数量与渗出漏斗水分子的数量相等。问题探讨3：问题探讨5：渗透作用中水的运输方向渗透作用中水的运输方向含水量高含水量高 半透膜半透膜水（溶剂）溶液浓度低渗透压低含水量低溶液浓度高渗透压高水分子顺水分子顺相对含量相对含量的梯度跨膜运动的梯度跨膜运动渗透压：渗透压：溶质分溶质分子子对水的吸引力对水的吸引力总体方向：水分子多水分子多 水分子少水分子少习题训练1右图是渗透装置示

4、意图，请依图说明(方括号内写图序号，横线上注名称)：（1）典型的渗透装置必须具备：具有 _；在其两侧具有_。 （2）图中所示，最初溶液浓度 。（3）假如1为清水，2为淀粉糊。起始1与2的液面相同。过一段时间后。1 的液面高度比2的_；若分别向1与2中各滴3滴碘液，则1显_色，2显_色。3 半透膜浓度差2 1低无蓝1 1、如图在、如图在U U型管中装有两种不同浓度的溶液型管中装有两种不同浓度的溶液R R和和S S，并被一半透膜，并被一半透膜X X隔开。与隔开。与S S（右边）（右边）相比，相比，R R（左边）溶液浓度低，图中阴影的（左边）溶液浓度低，图中阴影的深浅即代表浓度高低。当深浅即代表浓度

5、高低。当U U型管两侧水分进型管两侧水分进出达到相对平衡时，出达到相对平衡时，U U型管两侧的液面高度型管两侧的液面高度情况应是（情况应是（ ）B习题训练习题训练2 2 指物质指物质从相对含量多的地方向相对含量少的地方自由运动。从相对含量多的地方向相对含量少的地方自由运动。扩散作用扩散作用情境设计2渗透：渗透：是一种是一种特殊的扩散。特殊的扩散。仅指水分子等仅指水分子等溶剂溶剂分子分子透过透过半半透膜透膜，从相对含量多的地方向相对含量少的地方扩散从相对含量多的地方向相对含量少的地方扩散。扩散：扩散：指物质从高浓度指物质从高浓度低浓度的运动，低浓度的运动，可以通过半透膜，也可以不通过半透膜。可以

6、通过半透膜，也可以不通过半透膜。如花香的飘散；蔗糖的溶解；氧气通过如花香的飘散；蔗糖的溶解；氧气通过肺泡和毛细血管壁进入血液；甘油和脂肺泡和毛细血管壁进入血液；甘油和脂肪酸被小肠上皮吸收等过程。一般相对肪酸被小肠上皮吸收等过程。一般相对于于溶质溶质而言。而言。小组讨论：怎样区分扩散与渗透小组讨论：怎样区分扩散与渗透学习任务二：通过水进出哺乳动物红细胞的示意图，分析水进出动物细胞的原理是通过渗透作用情境设计3：模型-2动物细胞的吸水与失水如果将装置如果将装置中的漏斗换中的漏斗换成细胞还会成细胞还会吸水吗？吸水吗？细胞吸水膨胀细胞失水皱缩细胞形态不变细胞质的浓度外界溶液的浓度外界溶液的浓度细胞质的

7、浓度外界溶液的浓度细胞质的浓度=等渗溶液高渗溶液低渗溶液课堂活动：小组讨论动物细胞,发生了什么现象呢？问题探讨1.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？2.红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？3.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 1.红细胞内外溶液的浓度差，浓度 差越大时，细胞吸水或失水越多。 2.半透膜-细胞膜。想一想:1.临床上输液为什么要用生理盐水？2.当船员在海上遇到海难时,常常会因为缺失淡水而危及生命,在这种情况下,海员能通过饮用海水来补充水分吗？为什么？（生命观念） 吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？干燥口渴，外界浓度度高，口腔和唇粘膜失水

8、植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？1 1、在青菜上放、在青菜上放一些盐一些盐, ,一会儿后就可看到水分渗出。一会儿后就可看到水分渗出。2 2、对农作物施肥过多，会造成、对农作物施肥过多，会造成“烧苗烧苗”现象。现象。 3 3、放蔫的青菜用清水浸泡一会儿后，又恢复新鲜、放蔫的青菜用清水浸泡一会儿后，又恢复新鲜 。情境设计3：学习任务三：探究植物细胞的吸水和失水原生质层（全透性）(半透性）2.解释生活现象：在青菜上放盐,一会儿后有水分渗出。 ；对农作物施肥过多，农作物会萎蔫。 ；放蔫的青菜用清水浸泡，又恢复新鲜。 ；模型-3 植物细胞的吸水与失水询问你的亲

9、人或周围的朋友，在没有冰箱的年代，人们是如何保存猪肉等肉类食品的？你能用今天所学的知识进行解释吗？提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验( (结果结果) )实验结论实验结论水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是原生质层是不是不是相当于一层半透膜？相当于一层半透膜？原生质层相当于一层半透膜原生质层相当于一层半透膜 探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水细胞的细胞的正常形态正常形态高浓度蔗糖溶液中高浓度蔗糖溶液中在在中中设计思路：设计思路：将植物细胞浸润在较高浓度蔗糖溶液（0.3g/mL)0.3g/mL)中，用显微镜观察液

10、泡、原生质层及细胞大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小变化。 进行实验进行实验（方法步骤）选用紫色表皮细胞选用紫色表皮细胞第第1次次第第2次次（引流法）重复几次重复几次（引流法）第第3次次3 3次观察：前后次观察：前后对照、对照、自身对照自身对照外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞 而出现 ;失水吸水液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水变 小逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置原生质层细胞壁与分离基本不变基本不变在中：在中：高浓度蔗糖溶液中: : （7）实验结果是对照组是实验组是对照组是实验组自身对照自身对照质壁分离质壁分离复原解释（8）实验结论: .原生质层相当于一层半透膜思考2：质壁分

11、离产生的原因：内因：原生质层伸缩性 细胞壁伸缩性外因：外界溶液浓度 细胞液浓度大于大于思考4:将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于下列溶液,再置于清水,分别出现什么现象？0.3 g/mL蔗糖溶液： 再人工置于清水： 。0.5 g/mL蔗糖溶液： 再人工置于清水： 。1 mol/L KNO3溶液 。质壁分离质壁分离复原快速质壁分离质壁不能复原先质壁分离 , 后自动复原思考思考1 1：你知道这里的你知道这里的“质质”与与“壁壁”分别指什么吗？分别指什么吗？“质”指原生质层，“壁”指细胞壁思考3：能发生质壁分离的细胞： ； ； 。 植物细胞成熟细胞活细胞 思考讨论：质壁分离的材料若换成洋葱鳞片叶内表皮，如何

12、观察实验现象呢？思考讨论：质壁分离的材料若换成洋葱鳞片叶内表皮，如何观察实验现象呢？ 若不染色，什么植物细胞可以作为良好的实验材料？若不染色，什么植物细胞可以作为良好的实验材料？实验拓展(1)判断成熟植物细胞的死活一定浓度蔗糖溶液 发生质壁分离 不发生质壁分离(2)测定细胞液浓度范围一系列梯度浓度 的蔗糖溶液 细胞液浓度介于: 未质壁分离与刚质壁分离的浓度之间(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小同一浓度蔗糖溶液发生质壁分离所需时间越短 , 细胞液浓度越小；(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)活的成熟植物细胞 质壁分离，不能自动复原 质壁分离，且自动复原2.被动运输分为：1.被

13、动运输概念: 自由扩散协助扩散学习任务四：被动运输情景设计4：观察下图思考讨论下列问题像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不消耗细胞内像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不消耗细胞内化学反应释放的能量，这种物质跨膜运输方式称被动运输。化学反应释放的能量，这种物质跨膜运输方式称被动运输。水分子1.1.概念概念：物质通过物质通过 进出细胞的方式。进出细胞的方式。简单的扩散作用简单的扩散作用O O2 2、COCO2 2、N N2 2水水脂溶性小分子脂溶性小分子( (乙醇、甘油、苯乙醇、甘油、苯) )3.3.特点特点: : 顺浓度梯度运输顺浓度梯度运输不需要转运蛋白协助不需要转运蛋白协助不消耗细胞

14、内的能量不消耗细胞内的能量4.4.影响自由扩散速率的因素影响自由扩散速率的因素: : 。浓度差浓度差运输速率运输速率自由扩散自由扩散被运输物质的浓度被运输物质的浓度学习任务四：被动运输2 2物质：物质：: : 3.物质: 。2.特点: 。4.影响协助扩散速率的因素: 。顺浓度梯度运输需转运蛋白协助不消耗细胞内的能量水分子*、离子、葡萄糖与氨基酸浓度差 , 转运蛋白数量协助扩散被运输物质的浓度运输速度运输速度 转运蛋白数量协助扩散 1.概念：借助膜上的 进出细胞的物质 方式。转运蛋白扩散运输速率运输速率PP点后速率受转运蛋白数量限制学习任务四：被动运输 载体蛋白通道蛋白 转运特点转运蛋白构象是否

15、改变转运蛋白是否与被转运分子结合是否有特异性实例 只容许与自身“结合部位相适应” 的分子或离子通过 只容许与自身“通道的直径和形状相适配、 通道的大小和电荷相适宜” 的分子或离子通过载体蛋白构象改变通道蛋白构象不改变 载体蛋白与被转运分子结合 通道蛋白与被转运分子不结合具有特异性具有特异性葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞水分子通过水通道蛋白进出细胞K+通过钾离子通道蛋白进出细胞现象现象：水分子跨膜运输速率大于自由扩散速率研究结果研究结果：水分子通过自由扩散和水通道蛋白进出细胞，其中借助水通道蛋白更为主要问题与假设问题与假设：水分子除自由扩散外，还存在其它运输方式 水分子的两种跨膜方式：水通道蛋白P67自由扩散：自由扩散：指物质通过简单的指物质通过简单的扩散扩散进出细胞的方式，又称简单扩散。进出细胞的方式，又称简单扩散。肺泡肺泡O2肺泡壁肺泡壁学习任务四：被动运输组织间隙组织间隙组织组织细胞细胞管管血血细细毛毛肺泡肺泡O O2 2O O2 2O O2 2O O2 2O