4.1 被动运输 课件 2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1

细胞膜被称为系统的边界，细胞膜具有哪些功能? 1.将细胞与外界分隔开 2.控制物质进出细胞 3.进行细胞间的信息交流 南溪一中生物教研组 刘海晗 第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 南溪一中生物教研组 刘海晗 宏观 微观 问题探讨——实验：渗透作用 半透膜：一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的多孔薄膜的总称 南溪一中生物教研组 刘海晗 1、漏斗管内液面为什么会升高？如果漏斗管足够长， 管内的液面会无限升高吗？为什么？ 2、用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？ 3、如果烧杯内是同样浓度的蔗糖水，液面会升高吗？ 因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由透过，因而液面不会升高。 渗透作用发生的条件之一：半透膜 渗透作用发生的条件之二：半透膜两侧有浓度差 问题探讨——实验：渗透作用 单位时间内水分子数：渗入玻璃纸＞渗出玻璃纸。 不会。漏斗内的液面上升时会产生静水压。 不会，单位时间内水分子数：渗入＝渗出 ，故液面保持不变。 南溪一中生物教研组 刘海晗 一、水进出细胞的原理 —渗透作用 1.概念: 2.条件: ①具有半透膜 ②半透膜两侧溶液存在浓度差 3.结果： 溶液浓度高 渗透压高 溶液浓度低 渗透压低 含水量低 含水量高 4.渗透作用中水的运输方向 水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散 水分子通过半透膜进行双向扩散，直到进出速率达到动态平衡 渗透压：溶质微粒对水的吸引力 半透膜 清水 蔗糖溶液 南溪一中生物教研组 刘海晗 如果将漏斗换成细胞发生渗透作用吗？ 一、水进出细胞的原理 南溪一中生物教研组 刘海晗 2．水的进出方向——顺相对含量的梯度进出细胞。 1．动物细胞的细胞膜相当于半透膜。 低渗：细胞吸水膨胀 高渗：细胞失水皱缩 等渗：细胞保持原状 外界溶液浓度<细胞质浓度 外界溶液浓度>细胞质浓度 外界溶液浓度=细胞质浓度 1、水进出动物细胞 一、水进出细胞的原理 南溪一中生物教研组 刘海晗 7 思考.讨论 水进出哺乳动物红细胞的原理 1.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.红细胞吸水或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？ 是（是“相当于”，不是“等同”） 红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它蔗糖分子。 不一定。因为红细胞吸水后细胞内液浓度会下降，可能与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。 红细胞内外溶液的浓度差，一般浓度差越大，细胞吸水或失水越多。 与血浆浓度基本一致，防止血细胞因过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。 南溪一中生物教研组 刘海晗 细胞壁 细胞膜 细胞核 细胞质 液泡膜 原生质层 细胞液 外界溶液 蔗糖溶液 半透膜 清水 2、水进出植物细胞 （1）植物细胞与外界溶液形成渗透系统 2．植物细胞内的液体环境主要指液泡中的细胞液，细胞液与外界溶液存在浓度差。 1．原生质层相当于半透膜。 一、水进出细胞的原理 南溪一中生物教研组 刘海晗 （2）植物细胞的质壁分离与复原实验 探究实验流程 提出问题 作出假设 2、水进出植物细胞 设计实验 进行实验 得出结论分析结果 表达和交流 一、水进出细胞的原理 南溪一中生物教研组 刘海晗 提出问题 作出假设 原生质层相当于 一层半透膜吗？ 设计实验 进行实验 得出结论分析结果 表达和交流 一、水进出细胞的原理 （2）植物细胞的质壁分离与复原实验 探究实验流程 2、水进出植物细胞 南溪一中生物教研组 刘海晗 提出问题 作出假设 原生质层相当于 一层半透膜吗？ 设计实验 进行实验 得出结论分析结果 表达和交流 原生质层相当于 一层半透膜。 理由：植物细胞膜和液泡膜都是生物膜，它们具有与 红细胞的细胞膜基本相同的化学组成和结构。 一、水进出细胞的原理 （2）植物细胞的质壁分离与复原实验 探究实验流程 2、植物细胞的吸水和失水 南溪一中生物教研组 刘海晗 提出问题 作出假设 原生质层相当于 一层半透膜吗？ 设计实验 进行实验 得出结论分析结果 表达和交流 原生质层相当于 一层半透膜。 预测结果 　蔗糖溶液中：植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩； 清水中：植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。 一、水进出细胞的原理 （2）植物细胞的质壁分离与复原实验 探究实验流程 2、植物细胞的吸水和失水 南溪一中生物教研组 刘海晗 提出问题 作出假设 原生质层相当于 一层半透膜吗？ 设计实验 进行实验 得出结论分析结果 表达和交流 原生质层相当于 一层半透膜。 预测结果 一、水进出细胞的原理 （2）植物细胞的质壁分离与复原实验 探究实验流程 2、植物细胞的吸水和失水 南溪一中生物教研组 刘海晗 探究.实践 探究植物细胞的吸水和失水 南溪一中生物教研组 刘海晗 提出问题 作出假设 原生质层相当于 一层半透膜吗？ 设计实验 进行实验 得出结论分析结果 表达和交流 原生质层相当于 一层半透膜。 预测结果 一、水进出细胞的原理 （2）植物细胞的质壁分离与复原实验 探究实验流程 2、植物细胞的吸水和失水 南溪一中生物教研组 刘海晗 中央液泡大小 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 提出问题 作出假设 原生质层相当于 一层半透膜吗？ 设计实验 进行实验 得出结论分析结果 表达和交流 原生质层相当于 一层半透膜。 预测结果 变 小 逐渐恢复原来大小 原生质层恢复原来位置 原生质层与细胞壁分离 基本不变 基本不变 一、水进出细胞的原理 （2）植物细胞的质壁分离与复原实验 探究实验流程 2、植物细胞的吸水和失水 南溪一中生物教研组 刘海晗 提出问题 作出假设 原生质层相当于 一层半透膜吗？ 设计实验 进行实验 得出结论分析结果 表达和交流 原生质层相当于 一层半透膜。 预测结果 1、如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？ 2、如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？ 不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水 高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，不可能发生质壁分离复原 0.3g/ml硝酸钾溶液 一、水进出细胞的原理 （2）植物细胞的质壁分离与复原实验 探究实验流程 2、植物细胞的吸水和失水 南溪一中生物教研组 刘海晗 质壁分离与复原现象的应用 ①判断细胞的死活 ②验证原生质层和细胞壁伸缩性的大小 ③测定细胞液的浓度范围 ④比较不同植物细胞的细胞液浓度 ⑤比较未知溶液浓度的大小 （活的植物细胞均可以发生质壁分离？） 一、水进出细胞的原理 （2）植物细胞的质壁分离与复原实验 2、植物细胞的吸水和失水 南溪一中生物教研组 刘海晗 1.将新鲜的苔藓植物叶片放入有少量红墨水、含量为30%的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会看到细胞的状态如图所示，此时部位①②的颜色分别是（ ） A.①无色②绿色 B.①红色②绿色 C.①红色②无色 D.①红色②红色 B 2.下列现象属于渗透作用的是（ ） ①水分子通过植物细胞的细胞壁 ②水分子或其他溶剂分子通过细胞膜 ③蔗糖分子通过细胞壁 ④水分子或其他溶剂分子通过液泡膜 ⑤水分子或其他溶剂分子通过原生质层 ⑥干大豆种子泡在清水中逐渐胀大 ⑦暑天新鲜蔬菜在空气中萎蔫 A.①②③ B.③④⑤ C.②④⑤ D.①③⑤ C 随堂练习 南溪一中生物教研组 刘海晗 3、用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是（ ） A.将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象 B.在盖玻片一侧滴入清水，细胞吸水膨胀但不会破裂 C.用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象 D.当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能 B 4、下图中甲、乙、丙表示某植物体相邻的3个细胞，它们的细胞液浓度依次为甲>乙>丙，正确表示它们之间水分子渗透方向的是（ ） A 随堂练习 南溪一中生物教研组 刘海晗 5、在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图所 示，若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量 将（ ） A.不变 B.增大 C.减小 D.先增后减 B 随堂练习 南溪一中生物教研组 刘海晗 3.某学生做“细胞的质壁分离和质壁分离复原”实验该实验，所用材料为紫色洋葱鳞茎，试剂是30%蔗糖溶液，请回答: （1）显微镜下观察到洋葱表皮细胞图B处于              状态；“⑦”处溶液叫        ； “⑧”处溶液是               。 （2）图B细胞中的原生质层是标号 ，依次由图A细胞中标号          变化 而来。其原因是图A细胞外蔗糖溶液的浓度比“①”处溶液浓度      。 （3）A图到B图过程中，洋葱细胞的吸水能力在不断 （填“增强”或“减弱”）。 质壁分离 细胞液 蔗糖溶液 11、12、13 4、6、5 高 增强 随堂练习 南溪一中生物教研组 刘海晗 误区一：半透膜、选择透过性膜 （1）半透膜：可以选择透过性膜，也可以是无生命的物理性膜 （2）选择透过性膜：是具有生物活性的生物膜 （3）选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。 误区二：对渗透作用的理解 （1）渗透平衡≠浓度相等 （2）溶液浓度是指摩尔浓度而非质量浓度 走出误区 南溪一中生物教研组 刘海晗 扩散 ：物质总是从相对含量 高 的一方，向 低 的一方运动。 二、自由扩散和协助扩散 南溪一中生物教研组 刘海晗 二、自由扩散和协助扩散 自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，也叫简单扩散 协助扩散：借助膜上的 进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散 载体蛋白 通道蛋白 转运蛋白 南溪一中生物教研组 刘海晗 区别载体蛋白和通道蛋白 南溪一中生物教研组 刘海晗 载体蛋白 ①只容许与自身“结合部位相适应”的分子或离子通过。 ②会与分子（离子）结合 ③自身构象会改变 ④具有特异性 ①只容许与自身通道的直径和形状、大小和电荷相适宜的分子或离子通过 ②不会与分子（离子）结合 ③自身构象不会改变 ④具有特异性 通道蛋白 区别载体蛋白和通道蛋白 南溪一中生物教研组 刘海晗 影响因素 温度 膜两侧的浓度差 温度 膜两侧的浓度差 运输速率 膜两侧的浓度差 运输速率 膜两侧的浓度差 影响被动运输的因素 自由扩散 协助扩散 P 转运蛋白的数量 南溪一中生物教研组 刘海晗 南溪一中生物教研组 刘海晗 水分子进出细胞 动物细胞 植物细胞 被动运输 渗透作用原理 实例： 哺乳动物成熟红细胞 细胞膜 细胞质 半透膜 浓度差 与细胞外液 实例： 洋葱外表皮细胞 原生质层 半透膜 细胞液 浓度差 与细胞外液 自由扩散 协助扩散 转运蛋白 载体蛋白 通道蛋白 穿过 磷脂双分子层 属于 总结 南溪一中生物教研组 刘海晗 练习与应用P67 一、概念检测：1.√ × ×； 2.D； 3.B二、拓展应用：1. 可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液,将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中，适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，据此推算出细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。2. 假设：温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率。 设计实验：将（问题探讨中）渗透装置置于不同温度的环境中，通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢，判定温度是否影响水分子的扩散速度，实验中要注意排除各种无关变量的干扰，如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相等，以确保实验的准确性。 南溪一中生物教研组 刘海晗 作业 1、预习第四章第2节，完成教材P72：练习与应用 2、完成优化方案P46-47：教材知识梳理 南溪一中生物教研组 刘海晗 Lavf58.28.100 Lavf57.56.101 $$