4.1 被动运输（第2课时）-【学好生物学】2024-2025学年高一生物上学期同步优质课件（人教版2019必修1）

成熟植物细胞模式图 4.1 被动运输 （第2课时） 本节聚焦： 探究植物细胞的吸水和失水 被动运输的两种方式的异同 清水喷洒的青菜 盐腌制过的黄瓜 生活中我们会观察到： 清水喷洒的青菜很硬挺； 而盐腌制过的黄瓜皱皱巴巴，还会出很多水； 这是为什么呢？ 问题探讨 水又是怎样进出植物细胞呢？植物细胞吸水和失水是什么现象呢？ 原生质层 细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞壁 细 胞 液 植物细胞不同于动物细胞（区别） 1、细胞壁是全透性的 2、成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液。 3、细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。 水进出植物细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡！ 细胞核属于原生质层？ × 一、探究植物细胞的吸水和失水 讨　　论： 1.水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 2.原生质层是不是相当于一层半透膜呢？ 1、提出问题 2、作出假设 3、实验设计 4、进行实验 5、分析结果，得出结论 6、表达与交流 科学探究（步骤）： 一、探究植物细胞的吸水和失水 设计方案： 将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化。 预期实验的结果 ： 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 ，液泡体积就会 ；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 ， 液泡体积就会 。 一、探究植物细胞的吸水和失水 失水 吸水 变小 变大 进行实验 洋葱鳞片叶外表皮 紫色 吸水纸 吸水纸 原生质层 液泡 （引流法） 植物细胞质壁分离现象 外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞 > 失水 进一步思考： 液泡大小变化？ 细胞大小变化？ 细胞液的颜色变化？ 吸水能力的变化? 细胞液浓度变化？ 植物细胞质壁分离复原现象 外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞 < 吸水 思考：当植物细胞质壁复原后，仍将细胞继续放置清水中，植物细胞会涨破吗？ （因为细胞壁具有保护和支持的作用） 进一步思考： 液泡大小？ 细胞大小变化？ 细胞液的颜色变化？ 吸水能力的变化? 细胞液浓度变化？ *观察并记录结果 现象 试剂 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 思考：观察了几次？ 这是对照实验吗？对照了几次？ 质壁分离 质壁分离复原 自身前后对照 自身对照是指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照 内因：细胞失水时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的收缩,但原生质层的伸缩性更大,故原生质层会与细胞壁发生分离。 分析结果，得出结论 结论： (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。 细胞失水，原生质层与细胞壁分离开来 细胞吸水，与细胞壁分离的原生质层慢慢恢复原来的状态 当外界溶液浓度 > 细胞液浓度 当外界溶液浓度 < 细胞液浓度 质壁分离 质壁分离复原 成熟植物细胞吸水和失水的原理： 渗透作用 1.要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？ 思考与讨论： 2.成熟植物发生质壁分离的内因和外因？ a.外界溶液浓度>细胞液的浓度，细胞失水 b.原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩性 质壁分离与质壁分离复原 为了清晰看见质壁分离及复原过程，选材需要注意什么? 实验材料的选择 下列细胞中能发生质壁分离的是 。 A.大蒜根尖分生区细胞 B.人的口腔上皮细胞 C.菠菜叶肉细胞 D.蛙的红细胞 E.洋葱鳞片叶外表皮细胞 F.洋葱鳞片叶内表皮细胞 CEF 版权为学生物真有范所有 活的成熟植物细胞 14 开动脑筋： 下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是（ ） A.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察 B.可以用黑藻叶片进行实验，因为叶绿体的存在有利于实验现象的观察 C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同 D.紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的液泡因为无色，所以不可能用内表皮完成该实验。 D （紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞也能发生质壁分离及复原，但液泡无色，直接观察现象不明显，但可以借助添加了染液的外界溶液来处理，也可以间接观察到实验现象） 黑藻叶片是成熟的高等植物细胞，含有大液泡和大而清晰的叶绿体，能观察到质壁分离及复原现象。 3.如果滴加的是3g/ml的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？ 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 4.如果滴加的是0.3g/ml的甘油溶液(或KNO3、尿素溶液），实验结果会有什么不同？ 质壁分离和自动复原 溶液浓度不能过高，并且溶质可以被植物细胞吸收。 2.如果滴加的是高浓度盐酸或酒精等溶液，实验结果会有什么不同？ 高浓度的盐酸或酒精会杀死细胞，无法发生质壁分离现象 P64实验拓展 0.3g/mL蔗糖溶液 0.3g/mL KNO3溶液 1.发生质壁分离的细胞，细胞壁和原生质层之间的溶液是什么？ Page 1、将新鲜的苔藓植物叶片，放入其中加有少量红墨水的质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中，在显微镜下观察，你会看到苔藓细胞的状态如图所示。此时，部位①和②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.下列各项中通过质壁分离的实验不能证明的是 A.成熟细胞的死活 B.植物细胞细胞液浓度范围 C.原生质层和细胞壁的伸缩性大小 D.原生质层的组成 D 蔗糖溶液（g/mL） 细胞变化 0.30 发生质壁分离 0.25 无明显变化 0.20 有胀大趋势 1. 渗透吸水（主要） （1）对象：成熟的植物细胞，具有中央大液泡 （2）例如：根尖成熟区细胞的吸水方式 植物吸水方式 2. 吸胀吸水 根尖分生区和干种子是通过什么方式吸水的呢？ （1）原理： 细胞中的蛋白质, 淀粉，纤维素等是亲水性物质，能够吸收水分 （2）例如：干燥的种子、根尖分生区的细胞等 二、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：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。 2.运输方向： 高浓度 低浓度 顺浓度梯度，不需要转运蛋白，不需要能量 4.实例： 水、O2、CO2，甘油、脂肪酸、乙醇、性激素等脂溶性物质 *3.特点： 5.影响自由扩散的主要因素： 气体分子 细胞膜 物质浓度 运输速率 比方:球往低处滚 浓度差 二、被动运输——协助扩散 1.概念：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。 也叫易化扩散。 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： 水进出细胞、葡萄糖进入红细胞。 3.特点： 5.影响自由扩散的因素： 细胞膜 P点后速率受转运蛋白数量限制 滑板车载货下坡 浓度差和转运蛋白数量 细胞外 细胞内 细胞膜 二、被动运输——协助扩散 镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，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。 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，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的直径和形状相适配、大小电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道结合。一般不发生自身构象的改变。 P68，通道蛋白有两种 1.转运蛋白具有特异性:一种转运蛋白只能协助运输一种或一类的分子或离子,而对其他分子或离子的运输没有作用。不同细胞膜上转运蛋白的种类和数量不同。 2.判断物质是进细胞还是出细胞时,要先判断细胞膜的内外。可根据糖被的分布位置判断,糖被位于细胞膜的外侧。 下列说法错误的是( ) 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D被小肠上皮细胞吸收属于协助扩散 D 即时巩固 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( ) 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跨膜运输 C.被运输物质必须与细胞膜上的载体蛋白结合 D.该方式能逆浓度梯度输送特定分子 C 细胞的物质输入和输出 细胞的吸水和失水 自由扩散 渗透作用的两个条件 动物细胞 特点：顺浓度梯度，不需要转运蛋白，不需要能量 植物细胞 1、半透膜。 2、浓度差。 外界溶液浓度＜细胞液浓度 细胞吸水 外界溶液浓度＜细胞液浓度 细胞失水 外界溶液浓度=细胞液浓度 细胞形态不变 外界溶液浓度＜细胞液浓度 质壁分离 外界溶液浓度>细胞液浓度 质壁复原 质壁分离超过一定限度不能复原。 例子：气体分子；甘油、乙醇、苯等脂溶性物质 协助扩散 特点：顺浓度梯度，需要转运蛋白，不需要能量 例子：红细胞吸收葡萄糖 转运蛋白：载体蛋白和通道蛋白 课堂小结 Lavf57.25.100 Lavf57.25.100 $$