【生物】被动运输课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

【课前准备】必修1课本巩固复习：1、RNA从细胞核进入细胞质，穿过几层膜？2、所有细胞核糖体的形成均与核仁有关吗？3、如何理解核质依存关系？4、细胞既是生物体

的基本单位，也是生物体

和

的基本单位。课标要求核心素养1.阐述渗透现象的原理及条件（重点）。2.探究植物细胞吸水和失水的条件（重点）。1.科学思维：分析与综合：对渗透作用现象进行分析，理解渗透作用的原理。2.科学探究：根据实验目的，设计细胞吸水与失水的实验，实施方案，观察实验结果，得出正确结论。3.社会责任：依据渗透作用原理，指导农业生产和健康生活。清水泡过的青菜盐腌制过的黄瓜导入新课生活中我们会观察到：盐腌制过的黄瓜皱皱巴巴，还会出很多水；而用清水泡过的青菜却很硬挺，这是为什么呢？问题探讨蔗糖溶液玻璃纸（半透膜）清水蔗糖分子水分子资料补充：1.半透膜：是指一些物质可以透过，另一些物质不能透过的多孔性薄膜。2.渗透压：是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目：溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高。探究点一：渗透作用思考·讨论11.漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？停止升高时漏斗内的液体浓度大还是烧杯中的液体浓度大？单位时间内进入漏斗的水分子数多于进入烧杯的水分子数。2.如果用一层纱布代替玻璃纸，液面还会上升吗？3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，液面还会上升吗？不会，因为纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由透过。漏斗管中液面保持不变。不会。液面升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力会加快漏斗中水分向外扩散的速率，最终达到平衡后，液面不再升高。【缺少半透膜】【膜两侧缺少浓度差】停止升高时，漏斗内的浓度大，有水分子进出，且进出速率相等1、渗透作用概念是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。2、渗透作用发生的条件（2）半透膜两侧有浓度差渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。

（低浓度）→（高浓度）3、渗透作用方向（一）渗透作用与渗透压由“问题探讨”可知，水是通过渗透作用通过半透膜的。仔细阅读课本62页第3自然段，找到渗透作用的概念，思考渗透作用的发生条件与作用方向。（1）半透膜扩散：物质分子由高浓度区域向低浓度区域移动，直至分布均匀，这种现象称为扩散。探究点一：渗透作用问题探讨细胞生活在一个液体的环境中，细胞与环境的物质交换必须经过细胞膜。我们知道，细胞内外的物质含量有很大差别，那么水分子进出细胞也是同样的原理吗？细胞膜是否相当于一层半透膜？清水中外界溶液浓度＜细胞质浓度10%的盐水中生理盐水中细胞渗透吸水，细胞吸水膨胀，甚至涨破外界溶液浓度＞细胞质浓度细胞渗透失水，细胞失水皱缩外界溶液浓度＝细胞质浓度细胞吸水与失水动态平衡，细胞保持原状态。水进出红细胞是通过渗透作用，细胞膜相当于半透膜。探究点二：水进出动物细胞的原理观察63页上方图4-1，描述实验现象此过程中会发生渗透作用吗？思考·讨论2血红蛋白属于大分子，不能透过细胞膜；蔗糖分子红细胞的细胞膜有选择透过性，允许水分子这类小分子通过，不允许血红蛋白这种大分子物质通过，相当于半透膜，但不等同于半透膜不一定，红细胞吸水后，细胞质浓度也降低，当与外界溶液浓度相等时就不吸水了，如果细胞质浓度还没降到与外界溶液浓度相等就涨破了，那么红细胞就因吸水而涨破。取决于细胞内外液体的浓度差与血浆浓度基本一致，防止血细胞因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？3.当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？4.红细胞吸水和失水取决于什么条件？5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？细胞膜具生物活性，而半透膜无生物活性渗透作用装置动物细胞植物细胞半透膜长颈漏斗中蔗糖溶液烧杯中清水如果换成植物细胞会如何？浓度差细胞膜细胞质液体环境外界溶液小结：水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的，都是通过渗透作用.探究点二：水进出动物细胞的原理1.植物细胞内的液体环境主要指什么？2.什么是原生质层？水分子进出植物细胞，主要指水经过原生质层进出液泡。成熟的植物细胞由于中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。仔细阅读课本63页第3自然段，找到下列两个问题的答案，思考水分怎样进出植物细胞？探究点三：水进出植物细胞的原理细胞壁细胞膜液泡膜细胞质原生质层（全透性）细胞液（具有一定的浓度）是否相当于一层半透膜？对细胞的吸水和失水有没有影响？成熟植物细胞结构示意图Ⅰ.科学探究探究点三：水进出植物细胞的原理Ⅱ.实验探究植物细胞的吸水和失水根据现象，提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果，得出结论表达与交流原生质层是否相当于一层半透膜？原生质层相当于一层半透膜按预定方案进行实验总结，写实验报告并进行交流进一步探究根据假说，设计合适的实验分析实验结果，推导出相应的结论各组实验结论相差过大，应再次进行探究探究点三：水进出植物细胞的原理外界溶液浓度＞细胞液浓度：细胞失水外界溶液浓度＜细胞液浓度：细胞吸水置于不同浓度的外界溶液中课本：0.3g/mL的蔗糖溶液和清水观察植物细胞的吸水和失水实验思考：1、选材要求？

不能选取：动物细胞，种子细胞、不成熟的植物细胞（分生区，形成层细胞）2、如何用蔗糖溶液、清水分别处理紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞？成熟的植物活细胞（有细胞壁、大液泡）正常状态0.3g/ml蔗糖溶液低浓度状态观察到的图像液泡大小原生质与细胞壁的位置关系变小原生质层脱离细胞壁逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置大原生质层紧贴细胞壁细胞的颜色变化变深逐渐恢复原来颜色浅分析实验现象2、质壁分离水分流经细胞结构的顺序?A处充满的液体是？细胞液→液泡膜→细胞质→细胞膜→细胞壁1、植物细胞发生质壁分离的原因？质和壁分别指的是？内因：原生质层的伸缩性大于细胞壁伸缩性外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度深入思考4、质壁分离后再放入清水(或低浓度溶液)中会吸水，此时水分流经细胞结构的顺序？5、用清水处理后，发生了质壁分离复原现象，说明细胞失水后是否还有活性？若用0.5g/ml的蔗糖溶液处理，现象如何？6、细胞质壁分离过程中，细胞液的浓度和细胞的吸水能力有什么变化？质壁分离复原过程中，两者又有什么变化？3、达到平衡时，细胞液浓度与外界溶液浓度大关系？相等（1）判断植物细胞的死活（2）测定植物细胞的细胞液浓度范围（3）比较不同细胞的细胞液浓度大小（4）鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)渗透作用原理的应用配置一系列梯度浓度的蔗糖溶液，当植物细胞既不吸水也不失水时，此时的蔗糖溶液浓度范围即为细胞液浓度范围只出现质壁分离现象的为蔗糖溶液；出现质壁分离现象后又自动复原的为KNO3溶液将要比较的细胞置于同一浓度的蔗糖溶液中，比较发生质壁分离的程度，质壁分离越明显的细胞的浓度越低。浓度差越大，失水越快（1）对农作物合理灌溉，既满足作物对水分的需要，同时也降低土壤溶液浓度，促进对水分的吸收。（2）盐碱地中植物因缺水不容易存活；一次施肥过多，会造成烧苗。（3）糖渍、盐渍食品不变质的原因。----食品外面形成很高浓度的溶液，使微生物失水过多而死亡，不能在上面生存。与生活中的联系像水分子这样，物质以________________进出细胞，____________消耗细胞内化学反应所释放的_____________，这种物质跨膜运输方式称为____________。被动运输分为______________和_______________两类。扩散方式不需要能量被动运输自由扩散协助扩散运输的动力来自？三、被动运输——自由扩散和协助扩散浓度差被动运输物质通过简单的______________进出细胞，叫做自由扩散，也叫简单扩散。扩散作用1.自由扩散（简单扩散）：（1）运输方向：高浓度低浓度（顺浓度梯度）不需要载体，不需要能量（3）实例：水，气体（O2

、CO2、N2）；脂溶性物质（甘油、乙醇、苯等）；脂质分子（胆固醇、性激素等）（2）特点：（4）影响因素：浓度差浓度差扩散速度借助膜上的____________进出细胞的物质扩散方式叫做协助扩散，也叫易化扩散。2.协助扩散（易化扩散）：转运蛋白被动运输通道蛋白载体蛋白转运蛋白协助扩散载体蛋白通道蛋白转运特点自身构象是否与转运的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，大小和电荷相适宜的分子或离子通过改变不改变不结合结合具有具有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水分子很小，不带电荷但具有极性，尽管能够以自由扩散过膜，但是更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞水分子水通道蛋白（1）运输方向：高浓度低浓度（顺浓度梯度）（3）实例：红细胞吸收葡萄糖（2）特点：需膜上转运蛋白的协助，不需要能量（4）影响因素：浓度差和转运蛋白数量P点后速率受转运蛋白数量限制2.协助扩散（易化扩散）被动运输方向转运蛋白能量举例自由扩散(简单扩散)协助扩散(易化扩散)顺浓度梯度顺浓度梯度不需要需要不消耗ATP不消耗ATP水、气体(O2、CO2、N2等)脂溶性物质(甘油、乙醇、苯等)离子(神经细胞中K＋外流、Na＋内流)有机小分子(红细胞吸收葡萄糖)被动运输思考：1、自由扩散与物理扩散的区别？2、影响自由扩散速率的因素？3、影响协助扩散速率的因素？4、转运蛋白的类型？区别？共性？O浓度差运输速率膜两侧物质的浓度差O浓度差运输速率膜两侧物质的浓度差膜上转运蛋白的种类和数量P转运蛋白的数量有限如何绘制被动运输和能量之间的关系图？总结归纳细胞的物质输入和输出细胞的吸水和失水自由扩散渗透作用的两个条件动物细胞特点：顺浓度梯度，不需要转运蛋白，不需要能量植物细胞1、半透膜。2、浓度差。外界溶液浓度＜细胞液浓度

细胞吸水外界溶液浓度＜细胞液浓度

细胞失水外界溶液浓度=细胞液浓度

细胞形态不变外界溶液浓度＜细胞液浓度

质壁分离外界溶液浓度>细胞液浓度

质壁复原质壁分离超过一定限度不能复原。例子：气体分子；甘油、乙醇、苯等脂溶性物质协助扩散特点：顺浓度梯度，需要转运蛋白，不需要能量例子：红细胞吸收葡萄糖转运蛋白：载体蛋白和通道蛋白课堂练习1、如图为植物细胞渗透作用的图解，下列说法错误的是（）A．植物细胞的原生质层相当于一层半透膜

B．一定条件下，活的、成熟的植物细胞可以发生渗透失水或吸水

C．当外界溶液甲的浓度＞细胞液乙的浓度，细胞发生渗透失水

D．当外界溶液甲的浓度＝细胞液乙的浓度，水分子停止进出细胞D外界溶液甲原生质层细胞液乙课堂练习2、将一洋葱细胞放入大于该细胞细胞液浓度的KNO