4.1 被动运输-2024-2025学年高一生物上学期任务型教学课件（2019人教版必修1）

第4章细胞的物质的输入和输出 第1节 被动运输 1 问题探讨 问题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？ 问题2.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 问题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？ 一段时间后 蔗糖分子 水分子 任务一 阅读问题探讨，小组合作讨论以下问题 一 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性薄膜的总称。能否通过半透膜取决于分子的大小。 常见半透膜：玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜,鱼鳔等 问题1.（1）漏斗管内的液面为什么会升高？ 任务一 阅读问题探讨，小组合作讨论以下问题 渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。 由于单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量多于渗出的的水分子数量。 渗透现象示意图 多 少 一 渗透作用 问题1.（2）如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 外 平衡 不会；因为管内的水柱产生的压力会加快漏斗中的水分子向____扩散的速度，最终膜两侧水分子扩散的速度达到______，液面不再上升。 问题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。原因是纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。 问题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？ 不会。半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。 条件一 ：具有半透膜 条件二 ：（膜两侧）存在浓度差 任务二 结合问题探讨，阅读教材62页第二段小组合作尝试总结以下问题 一 渗透作用 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 溶液浓度高 溶液浓度低 水分子多 水分子少 3.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 扩散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。 水往高处流 渗透压高 渗透压低 二 水进出细胞的原理 水分子也是通过渗透作用进出细胞吗？生物细胞结构是否具备以下两个条件？细胞膜是否相当于一层半透膜？ ①具有半透膜。 ②半透膜两侧溶液具有浓度差。 成熟植物细胞模式图 二 水进出细胞的原理 任务三 阅读教材63页、思考 讨论及图示4--1，小组合作讨论以下问题 外界aq < 细胞质 外界aq > 细胞质 外界aq = 细胞质 外界 < 细胞质 外界> 细胞质 外界 = 细胞质 问题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？ 问题2、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ 问题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？ HIAPAD (H) - 二 水进出细胞的原理 问题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？ 问题2、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ 不能，相当于蔗糖分子 相当 渗透作用发生的条件： 具备半透膜 膜两侧的溶液具有浓度差 问题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？ 不一定，浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 浓度差。浓度差越大细胞吸水或失水越多。 想一想:临床上输液为什么要用生理盐水？ 防止血细胞失水或吸水，维持细胞正常形态。 成熟植物细胞模式图 二 水进出细胞的原理 细胞液 （具有一定的浓度） 细胞壁 细胞膜 细胞质 液泡膜 原生质层 外界环境 半透膜？ 浓度差 渗透系统？ （全透性） 细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质 任务四 阅读教材63页结合图示4--2，小组合作讨论植物细胞如何吸水和失水？ 探究 实践：探究植物细胞的吸水和失水 二 水进出细胞的原理 任务五 阅读教材64页，小组合作讨论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 记录结果 分析结果得出结论 原生质层是否相当于一层半透膜？ 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层相当于一层半透膜，水分进出植物细胞是通过渗透作用。 实验思路：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液和清水中，用显微镜观察液泡大小、原生质层位置的变化。 预期结果：如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会 ；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 。 失水 吸水 二 水进出细胞的原理 质壁分离 质壁分离复原 外界溶液浓度 > 细胞液浓度 外界溶液浓度 < 细胞液浓度 实验步骤 有大液泡，且内含紫色花青素，便于观察。 紫色洋葱鳞片叶外表皮 紫色洋葱鳞片叶内表皮 内环境的理化性质 二 水进出细胞的原理 中央液泡 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 逐渐变小，颜色变深 逐渐变大，颜色变浅 逐渐恢复原来位置 基本不变 逐渐脱离细胞壁 基本不变 记录结果： 是 相当于 水分进出植物细胞 通过渗透作用。 原生质层 一层半透膜。 得出结论 任务六 小组合作分析实验结果及相应实验结论？ 问题2.质壁分离的内因和外因： 问题3.观察质壁分离和复原，对材料的要求： 外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度 活细胞 细胞有大液泡和细胞壁 浓度差 内因：原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性 问题1.质壁分离中的“质”和“壁”分别指什么？ “质”原生质层；“壁”细胞壁 二 水进出细胞的原理 任务七 结合植物细胞结构及探究实验，小组合作讨论以下问题 HIAPAD (H) - 三 被动运输 像水分子这样，物质以 方式进出细胞， 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 和 两类。 扩散 不需要 自由扩散 协助扩散 HIAPAD (H) - 三 被动运输 任务八 阅读教材66页结合图示4--4，小组合作回答以下问题 1、自由扩散 特点： ①顺浓度梯度运输 ②不需要转运蛋白 ③不消耗能量 实例： 概念： 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式,也叫简单扩散 ①气体，如O2、CO2、NO2等 ②水等小分子 ③脂溶性小分子，如甘油、乙醇，苯等 HIAPAD (H) - 三 被动运输 2、协助扩散 特点： ①顺浓度梯度运输 ②需要转运蛋白 ③不需要消耗能量 概念： 物质借助膜上转运蛋白进出细胞的扩散方式，也叫易化扩散 ①葡萄糖进入红细胞——载体蛋白 ②神经纤维上Na+内流，K+外流——离子通道蛋白 ③大部分水分子进出——水通道蛋白 实例： HIAPAD (H) - 三 被动运输 方式 自由扩散 协助扩散 运输方向 是否消耗能量（ATP） 是否需要转运蛋白 举例 图例 曲线图 （一定浓度范围内） 影响因素 高浓度低浓度（顺浓度梯度） 不消耗 不需要 需要 氧气、二氧化碳、乙醇、苯等 葡萄糖、氨基酸、水等 细胞膜内外物质的浓度差 浓度差；转运蛋白的数量 三 被动运输 通道蛋白 载体蛋白 据图分析，这两种转运蛋白的区别是什么？ 镶嵌在膜上的一些特殊的 ，能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。转运蛋白分为 和 两种类型。 蛋白质 载体蛋白 通道蛋白 三 被动运输 转运蛋白 载体蛋白 通道蛋白 每次转运时都会发生自身构象的改变。 （葡萄糖进入红细胞） 分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道结合。 （如水通道、钾离子通道） 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 ▲钾离子通道模式图 ▲某种载体蛋白模式图 三 被动运输 (1)自由扩散影响因素： 膜两侧浓度差、温度（生物膜分子的运动） 浓度差 扩散速度 转运蛋白 扩散速度 O2（能量） 扩散速度 任务九小组合作讨论自由扩散和协助扩散的影响因素，并尝试绘制曲线图 （2）协助扩散影响因素： 浓度差 扩散速度 O2（能量） 扩散速度 转运蛋白 扩散速度 膜两侧浓度差、转运蛋白数量、温度（转运蛋白的活性） 三 被动运输 研究表明，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。 自由扩散 协助扩散 任务九 阅读教材67页小组合作讨论：水分子进出细胞的方式 课堂小结 练一练 1 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 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 ① ② ③ ④ ⑤ 练一练 思考67拓展应用1 2 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子通过半透膜的扩散速率。 可以借助本节问题探讨中的渗透装置进行实验。将该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率。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。 UTC 2021-10-26 01:49:10 Lavf58.29.100 UTC 2021-10-26 01:50:47 Lavf58.29.100 $$