3.3物质通过多种方式出入细胞课件-2025-2026学年高一上学期生物浙科版必修1

该高中生物学课件围绕“物质通过多种方式进出细胞”，系统涵盖扩散、渗透作用、动植物细胞吸水失水、被动转运（简单扩散、易化扩散）、主动转运及胞吞胞吐等核心知识。通过红墨水扩散、腌制黄瓜等生活现象导入，结合漏斗半透膜实验构建渗透作用概念，再延伸至动植物细胞实验，形成从现象到原理的递进式学习支架。 其亮点在于以实验探究为主线，如红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化、洋葱表皮细胞质壁分离及复原实验，通过问题链（如漏斗液面升高原因、KNO₃溶液对质壁分离的影响）引导科学思维。资料还设计表格对比不同运输方式，结合小组合作估测细胞液浓度，落实探究实践。这既帮助学生建立结构与功能观、物质与能量观等生命观念，也为教师提供丰富教学素材，提升课堂效率。

第三节 物质通过多种方式进出细胞 定义： 扩散是分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象，直至分布均匀（动态平衡） 条件： 存在浓度差 方向： 高浓度→低浓度 将一滴红墨水滴入一杯清水中，清水很快就变成了红色。 现象 原因 这是溶质分子在水中扩散的结果。 扩散 扩散作用 思考 在腌制黄瓜的时候，会看到什么现象？ 为什么会出现这种现象？ 　　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，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会看到什么现象？ 问题探讨 现象： 过一段时间后，漏斗管内的液面会升高。 注：玻璃纸是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能 ）。 问题探讨 漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 如果烧杯内不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？ 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。 不会。 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。 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。 漏斗中的液面将保持不变。 定义： 水分子通过半透膜的扩散，称为渗透作用。 条件： 半透膜 两侧存在浓度差 方向： 水分子从水的相对含量高的一侧→相对含量低的一侧。 溶液溶质浓度低的一侧→浓度高的一侧 将一滴红墨水滴入一杯清水中，清水很快就变成了红色。 是烧杯中的溶剂——水分子通过半透膜向漏斗内扩散的结果。 现象 原因 这是溶质分子在水中扩散的结果。 漏斗管内的液面会上升。 扩散 渗透 渗透作用 渗透作用 1.渗透作用过程中半透膜的水分子是只进不出吗？ 水分子是双向运动 2.溶质浓度指的是质量浓度还是物质的量浓度？ 物质的量浓度 把体积与质量浓度相同的淀粉溶液和蔗糖溶液用半透膜(允许水分子通过，不允许淀粉和蔗糖分子通过)隔开(如图所示)，一段时间后液面的情况是 A.甲侧高于乙侧 B.乙侧高于甲侧 C.先甲侧高于乙侧，后乙侧高于甲侧 D.先甲侧低于乙侧，后乙侧低于甲侧 √ 淀 粉 渗透作用 1.渗透作用过程中半透膜的水分子是只进不出吗？ 水分子是双向运动 2.溶质浓度指的是质量浓度还是物质的量浓度？ 物质的量浓度 3.当半透膜两侧的溶液达到平衡时，两侧溶液浓度一定相同吗？ 不一定，当半透膜两侧的溶液达到平衡时，是指两侧的水分子运动达到平衡 动物细胞的吸水和失水 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的变化。 实验材料： 哺乳动物的红细胞。 选材原因： 哺乳动物的红细胞呈两面凹的圆饼状，吸水膨张和失水皱缩现象明显。 实验结论： 水分进出动物细胞的原理是渗透作用。 外界溶液溶质浓度＜细胞质浓度 外界溶液溶质浓度＞细胞质浓度 外界溶液溶质浓度＝细胞质浓度 细胞吸水膨胀 细胞失水皱缩 细胞形态不变 将萎蔫的菜叶浸泡在清水中，菜叶就会变得硬挺。将白菜剁碎做馅时，常常放一些盐，一会儿可见到水分渗出。对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 植物细胞中是否有一层半透膜？ 观察现象 提出问题 作出假设 方法步骤 构成 分析： 植物细胞的吸水和失水 (选择透过性) 原生质层 (选择透过性) 细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞壁 半透膜 原生质层 细胞内的 液体环境 浓度差 外界溶液 存在 相当于 渗透系统 (全透性) 将萎蔫的菜叶浸泡在清水中，菜叶就会变得硬挺。将白菜剁碎做馅时，常常放一些盐，一会儿可见到水分渗出。对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 植物细胞中是否有一层半透膜？ 观察现象 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 细胞膜和液泡膜是生物膜，具有选择透过性，那么原生质层也具有选择透过性，相当于半透膜。就与外界溶成熟的植物细胞液构成一个渗透系统。 当细胞液溶质浓度＞外界溶液溶质浓度时，会使植物细胞吸水。 当细胞液溶质浓度＜外界溶液溶质浓度时，会使植物细胞失水。 方法步骤 确定实验思路 设计实验步骤、预期实验结果 确定实验思路 将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，在显微镜下会观察到中央液泡变小； 再将细胞浸润在清水中，在显微镜下会观察到中央液泡变大。 植物细胞在较高浓度蔗糖溶液中液泡变小 植物细胞在清水中液泡变大 1. 用刀片在新鲜洋葱鳞片叶外表皮上划一方框 2. 用镊子撕下表皮 3. 在洁净载玻片上滴一滴清水，将撕下的表皮放在水滴中展平 4. 盖上盖玻片，制成临时装片。用低倍显微镜观察。 制作临时装片 盖玻片一侧滴蔗糖溶液，另一侧吸水纸吸引。重复几次，低倍镜观察。 质壁分离的观察 盖玻片一侧滴清水，另一侧吸水纸吸引。重复几次，低倍镜观察。 质壁分离复原的观察 进行实验 按照实验方案进行实验 记录结果 中央液泡大小 颜色 细胞大小 蔗糖溶液 清水 仔细观察，将结果记录在下表内。 蔗糖溶液 清水 变小 逐渐恢复原来大小 加深 变浅 基本不变 基本不变 分析结果，得出结论 水分子进出细胞的方向取决于生物膜两边溶液的浓度，细胞吸水和失水是水分子顺相对含量梯度进行跨膜运输的过程。 当外界溶液溶质的浓度大于细胞液溶质的浓度时，植物细胞会失水。 当外界溶液溶质的浓度小于细胞液溶质的浓度时，植物细胞会吸水。 思考 Thinking 1.为什么会质壁分离？ 外因：外界溶液浓度＞细胞液的浓度 内因：细胞壁伸缩性比原生质层小 2.质壁分离过程中植物细胞吸水能力怎样变化？ 增强 3.质壁分离怎么复原？ 滴加清水 思考 Thinking 4.死细胞，动物细胞、会发生质壁分离吗？洋葱根尖分生区细胞能作为实验材料吗？ 质壁分离及复原的条件之一：活的成熟植物细胞、液泡最好有颜色。 5.为什么有些植物细胞不能质壁分离复原？ 植物细胞过度失水死亡 质壁分离及复原的条件之二：有浓度差，但外界浓度不宜过高。 6.为什么选择蔗糖溶液？如果换成KNO3溶液，实验结果会不同吗？为什么？ 蔗糖溶液不会自由进出细胞 会先质壁分离后自动复原 资料1：估测洋葱表皮细胞的细胞液浓度。能引起约50%的细胞发生初始质壁分离的蔗糖浓度就是细胞液的浓度。初始质壁分离是指细胞的角隅处开始出现细胞膜及其以内部分离开细胞壁的状态（图3-14）。 小组合作讨论，参考书本提供的实验材料和用具，设计实验方案探究洋葱表皮细胞的细胞液浓度范围。 实验目的   实验原理   实验步骤   被动转运 定 义 物质由浓度较高的一侧转运至浓度较低的一侧，不需要消耗能量，这种物质跨膜运输方式称为被动转运。 高浓度 低浓度 运输方式 实验发现，使用药物限制细胞膜上蛋白质的活动时，氨基酸、绝大多数离子、葡萄糖等物质运输速率明显下降；但氧气和二氧化碳，甘油、乙醇等物质运输速率不受影响。 高浓度 低浓度 简单扩散 易化扩散 方 式 1 2 简单扩散 1 方式　 定义： 物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作简单扩散，也叫自由扩散。 举例： 一些不带电荷的无机小分子，如：氧和二氧化碳。 脂溶性的有机小分子，如：甘油、乙醇、苯等。 方向：高浓度→低浓度 细胞外 细胞内 易化扩散 2 方式　 定义： 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫协助扩散。 举例： 离子的顺浓度梯度跨膜运输。 一些小分子有机物的顺浓度梯度跨膜运输，如葡萄糖、氨基酸。 载体蛋白 通道蛋白 高浓度 低浓度 转运蛋白 扩散 协助扩 散 易化扩散 2 方式　 转运蛋白的种类： 通道蛋白：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。分子或离子不与通道蛋白结合。 易化扩散 2 方式　 载体蛋白：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。 转运蛋白的种类： 通道蛋白：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。分子或离子不与通道蛋白结合。 水分子的跨膜运输　 通过简单扩散进出细胞 借助细胞膜上的水通道蛋白以易化扩散方式进出细胞（更多） 影响因素 膜内外物质浓度梯度的大小。 易化扩散：还与转运蛋白的数量有关。 人体甲状腺分泌的甲状腺激素，在生命活动中起着重要作用。碘是合成甲状腺激素的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中的高20~25倍。 1.甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是通过被动运输吗？ 2.联想逆水行舟的情形，甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘是否需要细胞提供能量？ 3.这在各种物质的跨膜运输中是特例还是有一定的普遍性？ 问题探讨 【讨论】 甲状腺滤泡上皮细胞 不是 是 具有普遍性 问题探讨 小肠上皮细胞 小肠液中氨基酸、葡萄糖的浓度远远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度，但它们仍然能被小肠上皮细胞吸收。 红细胞 人红细胞中K+的浓度比血浆高30倍。 轮藻 轮藻细胞中K+的浓度比周围水环境高63倍。 细胞逆浓度运输物质是特例还是有一定的普遍性？ 无论是植物细胞、动物细胞还是微生物细胞，都有许多物质的跨膜运输是逆浓度的。 主动转运 条件——载体蛋白 特点：一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。 原因：不同离子或分子的大小和性质不同，不同蛋白质的空间结构差别也很大。 无机离子：Na＋、K＋和Ca2＋等逆浓度梯度的跨膜运输。 其他物质：如葡萄糖、氨基酸等逆浓度梯度的跨膜运输。 举例 主动普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来根据细胞的需要转运分子或离子 意义 胞吞与胞吐 蛋白质和多糖等生物大分子的运输 举例 豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程图解 3min 17min 117min 细胞摄取的大分子与膜上的蛋白质结合。 胞吞的过程 1 细胞摄取的大分子与膜上的蛋白质结合。 引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。 胞吞的过程 1 2 细胞摄取的大分子与膜上的蛋白质结合。 引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。 胞吞的过程 小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部。 1 2 3 胞吞的过程 变形虫摄取水中的有机物颗粒 胞吞的举例 细胞外排的大分子在细胞内形成囊泡。 胞吐的过程 1 细胞外排的大分子在细胞内形成囊泡。 囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合。 胞吐的过程 1 2 细胞外排的大分子在细胞内形成囊泡。 囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合。 胞吐的过程 大分子排出细胞。 1 2 3 胞吐的过程 胞吐的举例 乳腺细胞合成的蛋白质、内分泌腺分泌细胞合成的蛋白质类激素、消化腺细胞分泌的消化酶排出细胞外。 胞吞、胞吐的特点 在物质的跨膜运输过程中，胞吞、胞吐是普遍存在的现象，需要消耗细胞呼吸所释放的能量。 普遍存在 消耗能量 大分子或颗粒 细胞膜 胞吐 胞吞 不带电荷的小分子可以自由扩散的方式进出细胞。 离子和较小的有机分子（如葡萄糖和氨基酸等）的跨膜运输必须借助于转运蛋白，体现了蛋白质是生命活动的承担者。 一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质，因此，细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构特性。 胞吞或胞吐进出细胞，需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。 归纳总结 运输方式 被动转运 胞吞胞吐 运输方向 载体 能量 举例 简单扩散 易化扩散 主动转运 不需要 需要 需要 不消耗 不消耗 消耗 O2、CO2 （小分子） 甘油、乙醇、（脂溶性） 红细胞吸收葡萄糖 Na+ 、K+等离子；小肠上皮细胞吸收葡萄糖 不需要 无浓度要求 消耗 变形虫摄食、分泌蛋白的分泌 逆浓度梯度 顺浓度梯度 顺浓度梯度 影响物质跨膜运输的因素 1.浓度差： V 浓度差 V 浓度差 V 浓度差 简单扩散 易化扩散 主动转运 载体蛋白的限制 影响物质跨膜运输的因素 2.能量： 简单扩散或易化扩散 主动转运 V 能量 V 能量 载体蛋白的限制 影响物质跨膜运输的因素 3.氧气： 简单扩散或易化扩散 主动转运 V 氧气 V 氧气 厌氧呼吸产能 载体蛋白的限制 $