4.1被动运输课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

哪些真核细胞没有细胞核？ 细胞核的功能？ 细胞核的结构？ 核膜的作用？ 核仁的作用？ 核孔的作用？ 染色质的组成？ 为什么命名为染色质？ 染色体和染色质的关系？ 细胞既是什么的基本单位，也是什么的基本单位？ 模型的定义？ 模型的形式有哪三种？ 什么是物理模型？ 怎样得到克隆动物？ 1 第1节 被动运输 第4章 细胞的物质输入和输出 观察渗透现象，分析原因： 蔗糖分子 水分子 蔗糖溶液 清水 半透膜 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薄膜的总称 SZ-LWH SZ-LWH 一、渗透作用 【讨论】 提示：烧杯中的水分子进入漏斗中导致漏斗液面升高。事实上半透膜两侧的水分子都能够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。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。 1.漏斗管中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？ ？ 4 2.如果用纱布或滤纸代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 提示：不会，因为纱布不是半透膜，孔隙很大，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。 提示：漏斗管中的液面将保持不变。 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？ ？ ？ 一个典型的渗透装置必须具备的条件： a.具有半透膜 b.半透膜两侧具有浓度差 【归纳总结】 5 水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。 渗透作用： 方向： 水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。 水由低浓度向高浓度扩散。 渗透作用≠扩散作用 扩散作用是指物质从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动。 渗透作用是一种特殊方式的扩散，它是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜进行的扩散。 6 【易错提醒】 半透膜两侧溶液的浓度是指物质的量浓度，而不是质量浓度。 0.3g/ml蔗糖溶液 0.5g/ml蔗糖溶液 0.3g/ml葡萄糖溶液 0.3g/ml蔗糖溶液 7 外 界 溶 液 浓 度 细 胞 质 的 浓 度 吸水膨胀 失水皱缩 保持原状 1 动物细胞的吸水和失水 (1)条件及现象 小于 大于 等于 (2)动物细胞的细胞膜相当于 。 半透膜 SZ-LWH SZ-LWH 二、水进出细胞的原理 思考与讨论 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？ 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？ 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。 是(是“相当于”，不是“等同”)。 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,有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。 9 思考与讨论 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。 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。 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。 10 萝卜长时间放置在空气中会慢慢地萎蔫，但是将萎蔫的萝卜放进清水中，它又会恢复硬挺的形态。 【生活实践】 连续嗑带盐的瓜子，你的口腔和唇的黏膜为什么有干涩的感觉呢？ ？ ？ 萝卜细胞的失水和吸水与红细胞相同吗？ 11 5 4 3 2 1 细胞液 液泡膜 细胞质 细胞膜 细胞壁 原生质层 清水 ? 类比学习 细胞壁：由纤维素和果胶组成，是全透的 植物细胞内的液体环境主要是指 液泡中的细胞液 12 植物细胞的细胞壁对细胞的吸水和失水有无影响呢？ 提示：细胞壁的伸缩性比原生质层小得多。原生质层失水缩小时细胞壁不能同步缩小,两者就发生了分离。当原生质层重新吸水胀大时,细胞就复原了。 ？ 13 探究实验基本步骤（思路）： 1、提出问题 2、作出假设 3、设计实验 4、进行实验 5、分析结果，得出结论 6、表达和交流 7、进一步探究 三、实验：探究植物细胞的吸水和失水 14 1.提出问题： 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层是一层半透膜吗？ 2.作出假设： 原生质层相当于一层半透膜 作假设不是凭空猜测，而是根据已有的知识和经验作出合理的推断。 ３.设计实验： 　　将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化。 15 参考案例：质壁分离与复原的实验 1、材料： 紫色洋葱鳞片叶外表皮 2、方法步骤： 制片→低倍镜观察→滴加蔗糖→低倍镜观察→滴 加清水→低倍镜观察 观察：紫色的中央液泡的大小，以及原生质层的位置，细胞大小。 3、进行实验，记录结果： 16 SZ-LWH SZ-LWH 二、水进出细胞的原理 现在，我们一起通过视频观看实验过程和结果（视频） 17 植物细胞的质壁分离及复原 18 外界溶液 中央液泡大小 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 洋葱表皮细胞浸润在蔗糖溶液中 液泡体积变小，颜色变深 原生质层与细胞壁分离 基本不变 外界溶液 质壁分离 19 植物细胞的质壁分离及复原 20 外界溶液 中央液泡大小 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 洋葱表皮细胞浸润在清水中 液泡体积变小，颜色变深 原生质层与细胞壁分离 基本不变 液泡体积变大，颜色变浅 原生质层贴近细胞壁分离恢复原状 基本不变 质壁分离的复原 21 质壁分离： 细胞液浓度小于外界溶液浓度 条件： 内因： 原生质层比细胞壁的伸缩性大 实验结论： 原生质层 细胞壁 植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。 质壁分离复原： 细胞液浓度大于外界溶液浓度 条件： 质壁分离是指 和 的分离。 22 该细胞为什么不发生质壁分离? 细胞发生质壁分离的条件 1.细胞是活的(死细胞的细胞膜为全透性) 2.细胞有大液泡 3.细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度 活着的成熟的植物细胞 要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？ ？ 23 1、把蔗糖溶液换成KNO3、或者NaCl、尿素、葡萄糖等溶液，实验结果会怎样呢？ 先发生质壁分离，然后自动复原。因为这些物质可以被细胞吸收到细胞内。 2、把0.3g/ml的蔗糖溶液换成0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果会怎样呢？ 能发生质壁分离，但不能复原。因为细胞失水过多死亡。因此质壁分离的实验可以用于鉴定成熟植物细胞的死活。 思考题： 24 质壁分离现象的应用 1.成熟的植物细胞能进行渗透吸水（说明原生质层是选择透过性膜）。 2.判断细胞的死活。 3.原生质层比细胞壁的伸缩性大。 4.判断细胞液的浓度或可以推断几种未知溶液浓度的大小。 【归纳总结】 25 对于动物、植物细胞来说： 外界溶液浓度 细胞内溶液浓度 高 低 失水 外界溶液浓度 细胞内溶液浓度 低 高 吸水 水分子是顺浓度梯度跨膜运输 被动运输 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。 26 四、自由扩散和协助扩散 被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。 27 自由扩散： 细胞外 细胞内 氧气 细胞膜 28 概念： 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散。 特点： 实例： 自由扩散： 1.顺浓度梯度运输 2.不需要转运蛋白 3.不需要消耗能量 水、CO2、O2、N2、甘油、乙醇、苯、酒精、尿素等 29 P66:旁栏思考题 因为甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层出入细胞。 30 协助扩散： 细胞外 细胞内 细胞膜 转运蛋白 葡萄糖 31 协助扩散 概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散。 特点： 1.顺浓度梯度扩散 2.不消耗能量 3.需要转运蛋白的协助 32 钾离子通道模式图 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 只允许与自身结合部位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 分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合 载体蛋白： 通道蛋白： 水更多的是借助水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞 转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。 33 【归纳提升】被动运输的比较 运输方向 载体 能量 举例 自由扩散 协助扩散 顺浓度梯度 高浓度 低浓度 顺浓度梯度 高浓度 低浓度 不需要 需要 不消耗 不消耗 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯 葡萄糖进入红细胞 34 自由扩散 协助扩散 影响跨膜运输的因素有哪些？ 影响自由扩散的因素:膜内外物质浓度梯度的大小。 影响协助扩散的因素:膜内外物质浓度梯度的大小,细胞膜上转运蛋白的数量。 P点后速率受转运蛋白数量限制 ？ 35 P67:练习与应用拓展应用 1.提示: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分别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。 设计实验提示: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。 36 什么是渗透作用? 渗透作用的发生条件？ 渗透作用中水的扩散方向？ 哺乳动物红细胞在不同浓度的氯化钠溶液中，会发生什么变化？ 动物能发生渗透作用吗？为什么？ 当外界溶液浓度低时，红细胞一定吸水涨破吗？ 原生质层的组成？ 探究性实验的步骤？ 质壁分离实验原理？ 质壁分离的实验材料？为什么选择它？ 质壁分离实验中谁和谁分离？ 原生质层和细胞壁之间是什么物质？ 质壁分离实验结果中我们观察到紫色区域大小和颜色怎么变化？ 质壁分离实验用什么显微镜？ 怎样让质壁分离的细胞发生复原？ 细胞在什么溶液中会发生质壁分离的自动复原？什么样的细胞能发生质壁分离现象？植物能发生渗透作用吗？为什么？被动运输的定义？被动运输的分类？什么叫做自由扩散？哪些物质以自由扩散的方式进出细胞？自由扩散的特点？什么叫做协助扩散？哪些物质以协助扩散的方式进出细胞？协助扩散的特点？转运蛋白的种类？载体蛋白的作用机制？通道蛋白的作用机制？ 37 38 $$