4.1 被动运输-2024-2025学年高一生物同步课堂精优课件（人教版2019必修1）

新课导入 第4章 细胞的物质输入和输出 学习目标 1.说出渗透作用的概念，以及判断渗透方向。（重点） 2.通过比较外界浓度和细胞浓度，能判断出细胞吸水和失水。（重点） 3.阐述原生质层、质壁分离及质壁分离复原的概念，说出质壁分离发生的外因和内因。（难点） 第1节 被 动 运 输 第4章 细胞的物质输入和输出 （第1课时） （3min） 阅读课本第62页，思考以下问题并找出答案： 自主学习1 1.思考和讨论：第62页问题探讨的3个讨论题。 2.什么是渗透作用？其发生的条件和渗透的方向是？ 问题探讨 在一个长颈漏斗的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，使漏斗内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如图所示现象。 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。 问题探讨 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？ 烧杯中的水分子进入漏斗中导致漏斗液面升高。 如果漏斗管足够长，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。 事实上半透膜两侧的水分子都能通过扩散作用自由进出，但由于蔗糖溶液中水的相对含量(单位体积中的水分子数)比烧杯中的水的相对含量低，因此， 烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中的水扩散到烧杯中的速度相对更快些，导致漏斗中水量增加，液面上升。 问题探讨 2.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 不会，因为纱布不是半透膜，空隙很大，可溶于水的物质都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。 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？ 漏斗中的液面将保持不变。 一、水进出细胞的原理——渗透作用 1.渗透作用： ②半透膜的两侧的溶液具有浓度差 ①具有半透膜 2.方向： 3.条件： _____浓度溶液 _____浓度溶液 水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。 物质的量浓度 水分子相对含量高 -→ 水分子相对含量低 低 高 渗透压低 渗透压高 易错提醒 1.两溶液间的水分子进行双向运动，我们只是观测出由水分子双向运动的差所导致的液面改变。 2.液面高度不发生变化，水分子仍能进出半透膜，且水分子双向运动速率相等，即动态平衡。 3.当存在液面高度差时，即使达到渗透平衡，半透膜两侧的溶液浓度也一定不相等。液面高的一侧溶液浓度大于液面低的一侧。 单位时间内分子数少 单位时间内分子数多 下图所示漏斗内溶液 和漏斗外溶液 为两种不同浓度的蔗糖溶液（蔗糖分子不能透过半透膜），漏斗内外起始液面一致，渗透平衡时的液面差为 。下列叙述<zzd>错误</zzd>的是( @54@ )。 A A.达到渗透平衡时，水分子不会透过半透膜 B.用纱布代替半透膜，蔗糖分子可自由通过 C.提高两种溶液的浓度差，则渗透平衡时 <m</会更大 D.实验开始时 <m></m>溶液浓度大于 <m></m>溶液，渗透平衡时 <m></m>溶液浓度仍大于 <m></m>溶液 针对训练 9 如图为一个渗透装置，假设只有水分子能通过半透膜，实验开始时，液面a和b平齐。下列判断错误的是( ) A.如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙， 则液面a会下降，液面b会上升 B.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的 质量分数相同，则液面a会上升，液面b会下降 C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，半透膜两侧溶液中水分子相互扩散的速率相等。 D.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压一定相等 D 能力提升 水分子通过细胞膜进出动物细胞的过程属于渗透作用吗？ 二、水分进出动物细胞 将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中。一段时间后，红细胞将会发生以下变化。 细胞吸水膨胀 细胞失水皱缩 保持原状态 外界溶液浓度 小于 细胞质浓度 外界溶液浓度 大于 细胞质浓度 外界溶液浓度 等于 细胞质浓度 （低渗溶液） （高渗溶液） （等渗溶液） 思考·讨论 1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？ 2、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？ 不能。蔗糖分子。 是。 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？ 不一定，浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。 4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 5、临床上输液为什么要用生理盐水？ 浓度差。浓度差越大细胞吸水或失水越多。 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。 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 植物细胞也能发生渗透作用吗？生活中的哪些现象能体现出植物细胞的渗透失水和吸水？ （4min） 自主学习2 阅读课本第63-65页，思考以下问题并找出答案： 1.成熟的植物细胞的原生质层由哪几个部分构成？ 2.成熟的植物细胞哪部分相当于半透膜？ 3.明确“探究植物细胞的吸水和失水”实验中的方法步骤。 4.什么是质壁分离现象？什么时候会发生质壁分离复原？尝试描述他们的现象（如：液泡大小，颜色深浅等）。 三、植物细胞的吸水和失水 细胞壁 细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞液 原生质层 （全透性、伸缩性小） （具有一定的浓度） 成熟植物细胞 ≠原生质体 1.原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的 细胞质。 2.植物细胞内的液体环境主要是指： 细胞液 3.水进出植物细胞：主要是指水经过___________ 进出液泡。 原生质层 实验：探究植物细胞的吸水和失水 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 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是否相当于一层半透膜？ 水分进出细胞是通过渗透作用，原生质层相当于一层半透膜 ①制作临时装片, 观察植物细胞 正常形态 ； ②将植物细胞浸润在 较高浓度的蔗糖溶液 中，观察其大小变化； ③再将植物细胞浸润在 清水 中，观察其大小的变化。 紫色 细胞壁 0.3 g/mL蔗糖溶液 变小 变深 原生质层 分离 清水 变大 变浅 贴近 （重复几次，浸润细胞） （重复几次，浸润细胞） 有紫色的中央大液泡，质壁分离现象明显，便于观察。 形成自身前后对照 5.实验现象 三、探究植物细胞的吸水和失水 中央液泡大小 中央液泡颜色 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 原生质层逐渐贴近细胞壁 原生质层逐渐与细胞壁分离 基本不变 基本不变 ①在清水中： 细胞的正常形态 ③在清水中： 质壁分离复原 ②高浓度蔗糖溶液中: 质壁分离 变深 变浅 质壁分离的原因 外因 原生质层具有选择透过性 细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性 外界溶液浓度大于细胞液浓度 三、探究植物细胞的吸水和失水 5.实验结果分析 内因 实验结论 成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜， 成熟的植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。 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 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 判断成熟植物细胞的生物活性 1 测定细胞液浓度范围 2 四、探究植物细胞的吸水和失水及质壁分离在探究实验中的应用 导学案P65页 3 比较不同植物细胞的细胞液浓度大小 比较未知浓度溶液的浓度大小 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。 同一植物的 相同成熟细胞 未知浓度的溶液 镜检 发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小 4 四、探究植物细胞的吸水和失水及质壁分离在探究实验中的应用 导学案P65页 5 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） KNO3溶液 四、探究植物细胞的吸水和失水及质壁分离在探究实验中的应用 1.记忆并背诵被动运输的类型、原理和特点。 2.转运蛋白的种类和作用。 学习目标 第1节 被 动 运 输 第4章 细胞的物质输入和输出 （第2课时） 阅读课本P65-67，思考以下问题并找出答案： （3min） 自主学习 1.什么是被动运输？ 2.被动运输有哪些类型？并熟记常见物质的运输方式。 3.不同类型之间进行比较，物质运输是否需要借助转运蛋白、消耗能量？ 4.转运蛋白的种类及区别。 5.水分子的进出细胞的方式有哪些？ 一、被动运输 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，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 被动运输分为自由扩散和协助扩散两类。 二、被动运输——自由扩散 1.概念： 2.运输方向： 高浓度 低浓度 4.实例： 气体分子；水；尿素、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子物质 3.特点： 5.影响因素： 细胞外 细胞内 气体分子 细胞膜 物质浓度 运输速率 膜两侧物质的浓度差 顺浓度梯度，不需膜上转运蛋白的协助和能量 物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，也叫简单扩散。 1.概念： 2.运输方向： 高浓度 低浓度 顺浓度梯度，需膜上转运蛋白的协助，不需要能量 4.实例： 红细胞吸收葡萄糖 3.特点： 5.影响因素： P点后速率受转运蛋白数量限制 （67页最后一段） 三、被动运输——协助扩散（易化扩散） 物质浓度 运输速率 P 浓度差和转运蛋白数量 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式叫作协助扩散。 转运蛋白类型 特点 实例 载体蛋白 通道蛋白 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过。 每次转运时都会发生自身构象的改变。 分布在许多组织细胞膜上的葡萄糖转运蛋白。 只容许与自身通道直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过。 运输物质通过通道时，不需要与其结合。但通道蛋白具有开闭性。 水通道 离子通道 载体蛋白和通道蛋白 转运蛋白： 转运蛋白具有特异性 水分子的进出细胞的方式有哪些？ 水分子 的运输方式 协助扩散（水通道蛋白） 自由扩散（磷脂分子的缝隙） 主要 总结：被动运输(自由扩散+协助扩散） 1.顺浓度梯度运输； 2.不消耗细胞内化学物质所释放的能量 例2 将洋葱某部位细胞放入一定浓度的物质 溶液中，发现其原生质体体积自行变化趋势如图所示。下列说法正确的是( @58@ )。 C A.该部位可能位于洋葱的根尖分生区 B.物质 <m></m> 可能为 <m></m> 的蔗糖溶液 C.该细胞发生质壁分离后又自动复原 D.原生质体相对体积恢复到 <m></m> 后无水分子进出 导学案P58 32 例3 下列说法<zzd>错误</zzd>的是( @68@ ) A.水分子被小肠上皮细胞吸收是顺浓度梯度进行的 B.葡萄糖进入红细胞需要转运蛋白的协助 C.乙醇分子进出小肠上皮细胞通过自由扩散方式进行 D.维生素 被小肠上皮细胞吸收属于协助扩散 D 导学案P60 33 对点练3.下图表示物质被动运输的一种方式。下列关于该方式的叙述，正确的是( @70@ )。 C A.该方式的运输速率不存在饱和值 B.大部分离子以该方式进行跨膜运输 C.图中被运输物质必须与细胞膜上的载体蛋白结合 D.该方式也能逆浓度梯度输送特定分子 导学案P60 34 比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性，结果如下图。据此不能得出的结论是（ ） A.生物膜上存在协助H2O通过的物质 B.生物膜对K+、Na+、Cl-的通透性具有选择性 C.离子以易化（协助）扩散发生通过人工膜 D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率 C 六、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 2、将一洋葱细胞放入大于该细胞细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后在显微镜下发现该细胞未发生质壁分离，其原因可能是该细胞( )。 ①是死细胞 ②大量吸水 ③无紫色大液泡而不易观察 ④大量失水 ⑤质壁分离后又自动复原 B A. ①②③ B. ①③⑤ C. ②③⑤ D. ②④⑤ 3、下列表述中，不正确的是（ ）。 A. 通过质壁分离实验可以鉴定成熟植物细胞的死活 B. 动物细胞也能渗透吸水或失水，原因之一是细胞膜相当于半透膜 C. 水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差 D. 小分子物质都能通过细胞膜，大分子物质则不能 D 六、课堂练习 Lavf58.51.100 $$