4.1 被动运输-【打磨课】2024-2025学年高一生物同步备课课件（人教版2019必修1）

被 动 运 输 2019人教版必修一 第4章　细胞的物质输入和输出 WANG JUN FANG 学习目标 1 从结构与功能相适应的角度，阐明细胞膜的选择透过性。（科学思维） 2 通过实例分析，阐明被动运输中自由扩散和协助扩散的原理及特点。（科学思维） 3 通过探究植物细胞的吸水和失水,进行实验设计、方案实施及结果分析。（科学探究） WANG JUN FANG 引入新课 引入新课 泡过水的青菜很硬挺 放盐后的白菜馅有水渗出 在水中，青菜细胞吸水了 放盐后，白菜细胞失水了 原理：渗透作用 WANG JUN FANG 问题探讨 问题探讨 讨论1：漏斗管内的页面为什么会升高？ WANG JUN FANG 蔗糖溶液 玻璃纸（半透膜） 清水 半透膜 蔗糖分子 水分子 单位时间 进入漏斗的水分子数量 单位时间 从漏斗渗出的水分子数量 渗透作用:水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。 问题探讨 问题探讨 讨论1：漏斗管内的页面为什么会升高？ 水分子的运动是双向的 WANG JUN FANG 问题探讨 问题探讨 讨论2:如果漏斗管足够长，管内的液 面会无限升高吗？ 【提示】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。 【提示】不会，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。平衡时漏斗内浓度仍大于外侧。 半透膜： 玻璃纸; 蛋壳膜; 鱼鳔等 WANG JUN FANG 问题探讨 问题探讨 讨论3:如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？ 【提示】液面不会升高。因为纱布不是半透膜，孔隙很大，水分子和蔗糖分子都能通过。 半透膜： 玻璃纸; 蛋壳膜; 鱼鳔等 讨论4.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？ 【提示】单位时间进出半透膜水分子量相同，故漏斗管液面不变。 WANG JUN FANG 渗透作用 渗透作用 ▍渗透作用的概念： ▍渗透作用中水的运输方向： ▍渗透作用发生的条件： 半透膜 两侧的溶液具有浓度差。 水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散 溶液浓度低 渗透压低 溶液浓度高 渗透压高 含水量高 含水量低 半透膜 水（溶剂） 蔗糖（溶质） 备注： ①这里浓度是指物质的量浓度。 ②渗透压：溶质微粒对水的吸引力。 WANG JUN FANG （1）实验装置①一段时间后，实验结果：__________________， 原因是______________ ，若半透膜允许单糖、水分子通过，不允许二糖通过，则实验结果是____________________，原因是： _________ 。 （2）实验装置②一段时间后，实验结果：__________________， 原因是_________ __。 渗透作用拓展训练 【典例】下列渗透装置中半透膜只允许水分子通过，初始液面两侧等高，预期实验结果，分析原因。 两侧液面等高 左侧液面升高 右侧液面升高 半透膜两侧没有浓度差 左侧，左侧溶质增多，物质的量浓度增大，水分子向左侧移动的多，向右侧移动的少 当蔗糖和葡萄糖质量浓度相同时，葡萄糖的物质的量浓度大，水向左侧移动的多。 葡萄糖从右侧进入 WANG JUN FANG 【典例】下列渗透装置中半透膜只允许水分子通过，初始液面两侧等高，预期实验结果，分析原因。 （3）当实验装置②达到平衡后，若在左侧加入适量蔗糖酶（对渗透压的影响忽略不计），一段时间后，实验结果：___________________，原因是：_______________ ____ 。 左侧液面高于右侧 蔗糖水解时需要水，部分水的质量转化成为产物单糖的质量，水解完成后，左侧单糖质量大于右侧，物质的量也大于右侧，故水向左侧移动的多，左侧页面升高。 渗透作用拓展训练 WANG JUN FANG 任务一 阅读 P62-63 思考归纳 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？ 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？ 请大家阅读教材62-63页，思考归纳以下问题 4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？ 水进出动物细胞的原理 5.想一想，临床上输液为什么要用生理盐水？ WANG JUN FANG 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？ 【提示】红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。 水进出动物细胞的原理 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 WANG JUN FANG 【提示】相当于。 水进出动物细胞的原理 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？ WANG JUN FANG 【提示】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。 水进出动物细胞的原理 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？ WANG JUN FANG 【提示】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。 水进出动物细胞的原理 4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？ WANG JUN FANG 【提示】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。 水进出动物细胞的原理 5.想一想，临床上输液为什么要用生理盐水？ WANG JUN FANG 相当于 浓度差 半透膜 蔗糖溶液 清水 细胞膜 细胞质 外界溶液 总结归纳： 红细胞的细胞膜相当于一层半透膜 其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似，原理都是通过渗透作用。 水进出动物细胞的原理 WANG JUN FANG 细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞壁(全透性),伸缩性比较小 相当于半透膜？ 细胞液与外界溶液之间存在浓度差 原生质层 细胞液 成熟植物细胞的结构 植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。 水进出细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。 水进出植物细胞的原理 思考：植物细胞的吸水或失水是否是通过渗透作用呢？ WANG JUN FANG 任务二 阅读 P63-65 思考归纳 1.植物细胞的什么结构相当于半透膜？ 2.实验材料怎么选？ 请大家阅读教材63-65页，思考归纳以下问题 5.实验中共进行了几次显微观察，现象是什么？ 水进出植物细胞的原理 7.发生质壁分离的原因是什么？ 3.实验主要试剂是什么？ 4.观测对象是什么？ 6.实验结论是什么？ 8.如果把0.3g/mL的蔗糖换成同等浓度的KNO3/乙二醇溶液，发生质壁分离的现象一样吗？ WANG JUN FANG 植物细胞的吸水和失水实验 提出问题 原生质层相当于半透膜吗？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 做出假说 原生质层相当于半透膜。 实验设计 实验过程 探究植物细胞的失水和吸水 实验材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞（黑藻叶片） 实验试剂：0.3g/mL的蔗糖溶液、清水 观测对象：中央液泡的大小、原生质层的位置、细胞大小 实验过程： WANG JUN FANG 提出问题 做出假说 实验设计 实验过程 探究植物细胞的失水和吸水 实验过程： 实验结果 实验结论 实验分析 WANG JUN FANG 提出问题 做出假说 实验设计 实验过程 探究植物细胞的失水和吸水 5.实验中共进行了几次显微观察，现象是什么？ 三次低倍镜观察 液泡大小 液泡颜色 原生质层的位置 细胞大小 原始状态 滴蔗糖溶液后 滴清水后 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 变深 变浅 大、充盈 紫色 原生质层紧贴细胞壁 正常大小 实验结果 实验结论 实验分析 质壁分离 质壁分离复原 蔗糖 WANG JUN FANG 提出问题 做出假说 实验设计 实验过程 探究植物细胞的失水和吸水 植物细胞的吸水和失水实验 原生质层相当于半透膜吗？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层相当于半透膜。 6.实验结论是什么？ (1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜； (2)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。 实验结果 实验结论 实验分析 WANG JUN FANG 提出问题 做出假说 实验设计 实验过程 探究植物细胞的失水和吸水 植物细胞的吸水和失水实验 原生质层相当于半透膜吗？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层相当于半透膜。 7.发生质壁分离的原因是什么？ (1)内因：原生质层伸缩性 细胞壁伸缩性 (2)外因：外界溶液浓度 细胞液浓度 大于 大于 实验结果 实验结论 实验分析 WANG JUN FANG 提出问题 做出假说 实验设计 实验过程 探究植物细胞的失水和吸水 植物细胞的吸水和失水实验 原生质层相当于半透膜吗？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层相当于半透膜。 实验结果 实验结论 实验分析 【补充】植物细胞发生质壁分离的条件： (1)细胞是活的（死细胞的细胞膜具有全透性），具有细胞壁。 (2)细胞有中央大液泡。 (3)细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度。 干种子的细胞、根尖分生区等未成熟的植物细胞 WANG JUN FANG 提出问题 做出假说 实验设计 实验过程 探究植物细胞的失水和吸水 植物细胞的吸水和失水实验 原生质层相当于半透膜吗？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层相当于半透膜。 8.如果把0.3g/mL的蔗糖换成同等浓度的KNO3/乙二醇溶液，发生质壁分离的现象一样吗？ 实验结果 实验结论 实验分析 若用等浓度的葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等溶液，细胞也会发生质壁分离，但质壁分离后不用滴加清水，细胞就会自动复原。 WANG JUN FANG 任务三 阅读 P66-67 思考归纳 1.什么是被动运输？ 2.被动运输的分类？ 3.自由扩散的概念、特点、实例、影响因素？ 请大家阅读教材66-67页，思考归纳以下问题 4.协助扩散的概念、特点、实例、影响因素？ 自由扩散和协助扩散 5.载体蛋白和通道蛋白的异同点？ 6.自由扩散和协助扩散的比较？ WANG JUN FANG 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 物质运输的方式 胞吞胞吐 任务三 自由扩散和协助扩散 1.什么是被动运输？ 【提示】物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 2.被动运输的分类？ WANG JUN FANG 细胞外 细胞内 水分子 细胞膜 概念：物质通过简单的_________进出细胞，叫做自由扩散。 1.自由扩散（简单扩散）： 扩散作用 自由扩散和协助扩散 顺浓度 WANG JUN FANG （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 扩散速度 浓度差、温度 1.自由扩散（简单扩散）： 自由扩散和协助扩散 WANG JUN FANG 细胞外 细胞内 细胞膜 概念：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 自由扩散和协助扩散 顺浓度 WANG JUN FANG （1）运输方向： 高浓度 低浓度（顺浓度梯度） （3）实例： 葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞、水分子通过水通道 蛋白进入细胞、K+通过钾离子通道蛋白进入细胞 （2）特点： 需膜上转运蛋白的协助，不需要能量 （4）影响因素： ①浓度差 ②转运蛋白数量 ③温度 P点后速率受转运蛋白数量限制 2.协助扩散（易化扩散） 自由扩散和协助扩散 WANG JUN FANG 项目 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 选择性 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 自由扩散和协助扩散 任务三 5.载体蛋白和通道蛋白的异同点？ WANG JUN FANG 自由扩散和协助扩散 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 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、苯等 葡萄糖、K+、水等 6.自由扩散和协助扩散的比较？ WANG JUN FANG 本课小结 被 动 运 输 WANG JUN FANG 1.物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关。判断下列有关物质跨膜运输的表述是否正确。 (1)细胞膜和液泡膜都相当于半透膜（ ） (2)水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的（ ） (3)载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样（ ） 2.下列各项无法通过质壁分离实验证明的是（ ） A.成熟植物细胞的死活 B.原生质层比细胞壁的伸缩性大 C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水 D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞 D 巩固练习 一、概念检测 √ × × WANG JUN FANG 3.假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，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.甲乙两细胞发生质壁分离，但乙细胞随后又发生质壁分离复原 C.甲乙两细胞发生质壁分离，但甲细胞随后又发生质壁分离复原 D.甲乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原 B 巩固练习 二、拓展应用 1.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溶质的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路，并分析其中的基本原理。 WANG JUN FANG 【提示】配制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。 巩固练习 2.温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗?请你提出假设，并设计检验该假设的实验方案。 【提示】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:可以借用本节问题探讨中的渗透装置进行实验。将该渗透装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。 WANG JUN FANG 感 谢 聆 听 THANK YOU WANG JUN FANG Lavf58.46.101 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$