4.1 被动运输课件高一上学期生物人教版必修1

第4章

细胞的物质输入和输出第1节被动运输学习目标目标010203分析比较不同细胞在不同浓度溶液中吸水、失水的情况。归纳概括两种被动运输方式的异同。（科学思维）通过对“探究植物细胞的吸水和失水”实验的设计和操作，进一步掌握探究类实验的设计思路，提升实验操作能力。（科学探究）感悟正常的物质进出对细胞代谢的重要意义，认同生物体的结构和功能相适应的特点。（生命观念）

在一个长颈漏斗是漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如右图所示现象。玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。渗透经典实验1.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？为什么？2.如果用一层纱布（全透性）代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液结果会怎样？任务一：观看视频，思考讨论教材P62问题探讨部分的3个问题。5min。1.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？为什么？

蔗糖溶液中水的相对含量比烧杯中低，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗扩散到烧杯更快,使漏斗中水量增加,液面上升。

不会。渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。2.如果用一层纱布（全透性）代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？不会，纱布不是半透膜，蔗糖分子和水分子都能通过。渗透作用条件一：半透膜3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液结果会怎样？单位时间进出半透膜水分子量相同，故漏斗管液面不变。渗透作用条件二：浓度差1.渗透作用概念:2.渗透作用发生条件:①具有半透膜②半透膜两侧溶液存在浓度差3.渗透作用结果：溶液浓度低溶液浓度高含水量高含水量低4.渗透作用中水的运输方向半透膜水（溶剂）蔗糖（溶质）水分子或其他溶剂分子透过半透膜的扩散。水分子可以通过半透膜进行双向扩散，直到水分子进出速率达到动态平衡

①从溶质的角度分析：低浓度溶液→高浓度溶液②从水分子自身的角度分析：高含量一侧→低含量一侧水进出细胞的原理—渗透作用联系生活

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？吃比较咸的食物时，例如吃腌制的咸菜，连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？以上两个实例说明动物细胞与植物细胞都能发生渗透作用。①外界溶液溶质的浓度<

细胞质浓度②外界溶液溶质的浓度>

细胞质浓度③外界溶液溶质的浓度=

细胞质浓度失水皱缩形态不变吸水膨胀

动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统①半透膜：细胞膜②浓度差：细胞质与外界溶液水进出细胞的原理任务二：思考并小组讨论教材P63中间的5个问题，时间3min。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.红细胞吸水或失水取决于什么条件？4.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？5.临床上输液为什么要用生理盐水？水进出细胞的原理任务二：思考并小组讨论教材P63中间的5个问题，时间3min。

取决于红细胞内外溶液的浓度差，一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。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.红细胞吸水或失水取决于什么条件？红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜；相当于蔗糖分子。是（是“相当于”，不是“等同”）水进出细胞的原理

不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞内液下降后外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。任务二：思考并小组讨论教材P63中间的5个问题，时间3min。因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。4.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？5.临床上输液为什么要用生理盐水？水进出细胞的原理如果将装置中的漏斗换成植物细胞会如何？和动物细胞一样也会吸水或失水吗？观察植物细胞的质壁分离与复原细胞壁（全透性）细胞膜细胞质液泡膜原生质层植物细胞壁对于水和大部分溶质是通透的，且伸缩性比较小提示：水分进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡，这一点与动物细胞有所区别。成熟的植物细胞模式图外界溶液能否把整个原生质层看作是一层半透膜呢？观察植物细胞的质壁分离与复原任务三：自主阅读课本P64-65的内容，结合视频，梳理该实验的原理、操作、现象及结论。6min。②原生质层比细胞壁的伸缩性___1.实验原理①成熟植物细胞的原生质层相当于一层______细胞液与外界环境具有一定的浓度差，能渗透吸水和失水（1）内因:（2）外因:半透膜大2.实验操作:将植物细胞（洋葱外表皮细胞）浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化。全程使用低倍镜观察！未成熟的植物细胞无液泡观察植物细胞的质壁分离与复原3.现象:中央液泡变小、颜色加深逐渐恢复原来大小，颜色变浅原生质层恢复原来位置（质壁分离的复原）原生质层脱离细胞壁（质壁分离）基本不变基本不变

中央液泡大小及颜色原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水质壁分离后，细胞壁和细胞膜之间是什么物质呢？外界溶液正常情况下的细胞发生质壁分离观察植物细胞的质壁分离与复原实战训练

1.假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液（细胞会主动吸收甘油）中，两种溶液溶质的浓度均比细胞液溶质的浓度高，在显微镜下连续观察甲乙两细胞的变化是（）A.甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原B.甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原C.只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原D.甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原能够被细胞吸收的物质，会导致细胞液浓度增大，细胞吸水，发生质壁分离的自动复原。如：KNO3、甘油、乙二醇细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，请设计实验，测定该细胞的细胞液浓度大致相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出实验思路。设置一系列浓度梯度的蔗糖溶液处理待测细胞，制作临时装片，显微镜下观察细胞形态。细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间。实战训练

2.测定细胞液浓度范围待测成熟植物细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间四质壁分离与复原实验的拓展应用1.鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）成熟植物细胞不同种类溶液镜检只发生质壁分离质壁分离后自动复原溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液）溶质能透过半透膜（如KNO3溶液）4.比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞同一浓度蔗糖溶液镜检发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大四质壁分离与复原实验的拓展应用3.判断成熟植物细胞的死活待测成熟植物细胞一定浓度蔗糖溶液

镜检发生质壁分离无质壁分离活细胞死细胞实战训练

2.某同学用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞、滴加了红墨水的蔗糖溶液（质量浓度为0.3g/mL)、蒸馏水等材料，制成观察植物细胞质壁分离和复原实验的临时装片。下图是该同学根据所观察到的图像绘制而成。下列分析中，不正确的是（

）A.结构①②③构成原生质层B.①内液体为红色，②内液体为紫色C.该图所示细胞可能正在发生质壁分离，也可能正在发生质壁分离复原D.若将该图所示细胞放于清水中，可能会发生质壁分离复原实战训练

3.在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞临时装片进行了三次观察(如下图所示)。下列有关叙述正确的是A.为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤B.质壁分离过程中细胞的吸水能力逐渐减弱C.该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞的位置关系、液泡的颜色和大小等D.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头动物细胞植物细胞条件原理现象①___________相当于半透性膜②______________________具有浓度差①___________（由细胞膜、液泡膜和两层之间的细胞质组成）相当于半透膜②_________________具有浓度差渗透作用渗透作用当外界溶液浓度______细胞质浓度，细胞吸水膨胀当外界溶液浓度______细胞质浓度，细胞失水皱缩当外界溶液浓度_____细胞质浓度，细胞维持正常形态当外界溶液浓度______细胞液浓度，细胞发生质壁分离现象当外界溶液浓度______细胞液浓度，细胞吸水膨胀，由于存在细胞壁，细胞不会涨破当外界溶液浓度______细胞液浓度，细胞维持正常形态细胞膜细胞质与外界溶液小于小于大于大于等于等于原生质层细胞液与外界溶液

像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输的方式称为什么呢？像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学物质所释放的能量，这种物质跨膜运输的方式称为被动运输。被动运输被动运输自由扩散（简单扩散）协助扩散（易化扩散）项目自由扩散协助扩散运输方向是否需要转运蛋白是否消耗细胞内的能量举例影响因素任务一：

自主阅读课本P66相关内容，列表比较自由扩散和协助扩散。时间5min。1.自由扩散（简单扩散）过程（视频）被动运输(1)概念：细胞外细胞内物质通过简单的扩散作用进出细胞。(2)特点：①顺浓度梯度运输②不需要转运蛋白协助③不需要消耗能量(3)实例：气体、水、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子1.自由扩散甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞？甘油、乙醇等都是脂溶性的物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂分子层出入细胞。(4)影响因素：浓度差扩散速度转运蛋白扩散速度能量扩散速度浓度差温度磷脂双分子层内部疏水，水分子自由扩散的速率很慢，细胞如何快速进行水分交换呢？2.协助扩散（易化扩散）过程（视频）借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散。(1)概念：(2)特点：①顺浓度梯度运输②需要转运蛋白协助③不需要消耗能量(3)实例：①葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞②钠钾离子通过离子通道蛋白运输③水分子通过水通道蛋白运输2.协助扩散自由扩散演示按钮协助扩散演示按钮(4)影响因素：浓度差温度浓度差扩散速度能量扩散速度转运蛋白种类和数量(5)自由扩散和协助扩散：载体蛋白数量的限制A任务二：转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白，阅读教材P66-67，比较它们的异同，并完成下表。时间3min。项目载体蛋白通道蛋白能运输的物质构象是否改变是否与被转运分子结合是否有特异性实例项目载体蛋白通道蛋白能运输的物质构象是否改变是否与被转运分子结合是否有特异性实例与自身“结合部位相适应”的分子或离子与自身“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。改变不改变结合不结合有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、K+通过钾离子通道蛋白进出细胞载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。通道蛋白只容许与自身通道直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过；不需要与分子或离子结合。葡萄糖转运蛋白K+、Na+离子、水分子细胞