被动运输【高效备课精研+知识精讲提升】高一上学期生物人教版必修1

4.1被

动

运

输第4章细胞的物质输入和输出问题探讨一、渗透实验P62思考1、为什么漏斗液面会上升？思考2、水分子运动方向如何？思考3:如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？思考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？思考5：如果漏斗管无限长，液面会无限升高吗？为什么？思考6：渗透装置中，当漏斗内液面不再升高时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗？问题探讨一、渗透实验P62半透膜:

是具有一定孔径，可以让______物质通过（如水分子），而大分子物质不能通过的一类薄膜。物质能否通过只与孔径大小有关。小分子玻璃纸，肠系膜蛋壳膜，鱼鳔等溶质不能通过半透膜的渗透装置分析思考1、为什么漏斗液面会上升？蔗糖溶液清水半透膜浓度：蔗糖＞清水单位体积水分子数：蔗糖<清水单位时间内由清水

→

蔗糖溶液的水分子数多于蔗糖溶液→

清水。思考2、水分子运动方向如何？清水半透膜蔗糖总体方向：水分子相对含量多水分子相对含量少渗透作用的概念：________（或其他______分子）透过半透膜的扩散。水分子溶剂渗透方向：水分子多水分子少低浓度溶液高浓度溶液（物质的量浓度）一、渗透实验P62思考3:如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？不会，纱布孔隙大，蔗糖分子可自由通过，不具有半透性。思考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？漏斗液面不会升高,膜两侧不具有浓度差，水分子进出平衡。归纳渗透作用发生的条件：1、要有半透膜。2、半透膜两侧要有浓度差。思考5：如果漏斗管无限长，液面会无限升高吗？为什么？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。思考6：渗透装置中，当漏斗内液面不再升高时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗？不同，漏斗内的溶液浓度仍然高于烧杯，漏斗内液面升高产生的压力阻止烧杯中的水向漏斗扩散。如果把烧杯中的液体换成低浓度的蔗糖溶液，结果将会怎样？水分子（或其它溶剂分子）透过半透膜的扩散2、发生条件：①具有半透膜；②半透膜两侧的溶液具有浓度差。渗透作用1、渗透作用的概念3、水分子渗透方向：半透膜含水量

含水量浓度溶液浓度溶液渗透压渗透压渗透压：溶质微粒对水的吸引力低高高低高低水分子是顺相对含量梯度跨膜运输扩散：指物质从高浓度区域向低浓度区域自然运动的现象。（顺浓度梯度）扩散作用是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。DAX为半透膜（只允许水分子通过），请分析讨论1，若R为清水，S为蔗糖溶液，将会怎么变化？半透膜左右水分子运动如何变化？2，若R为低溶度的蔗糖溶液，S为高浓度的蔗糖溶液，将会怎么变化？半透膜左右水分子运动如何变化？C细胞内溶液如果将装置中的长颈漏斗换成动物细胞,会有什么现象呢？细胞膜二、探究动物细胞的吸水和失水外界溶液浓度

细胞质浓度细胞吸水膨胀外界溶液浓度

细胞质浓度

保持原状态外界溶液浓度

细胞质浓度细胞失水皱缩红细胞的细胞膜是不是相当于一层半透膜？红细胞的细胞膜相当于一层半透膜结论：红细胞的细胞膜相当于一层半透膜分析结果得出结论提出问题设计实验

进行实验作出假设

小于

大于

等于

动物细胞的细胞膜相当于半透膜，两侧具有浓度差，构成渗透系统,故可发生渗透作用。

对应练：将人的红细胞置于不同浓度的食盐溶液中浸泡，结果如图所示，依照红细胞外形的变化判断食盐溶液的浓度，下列正确的是A．甲>乙>丙>丁B．丁>甲>乙>丙

C．丙>丁>甲>乙D．丙>乙>丁>甲

Da、b、c是三个相邻的细胞，已知细胞质浓度a>b>c,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（）CacbacbacbacbABCD1、渗透作用的概念：水分子通过半透膜从低浓度到高浓度的扩散2、渗透作用发生的条件：①半透膜；②浓度差课堂小结一、渗透作用的原理二、动物细胞的吸水和失水外界溶液浓度＞细胞质浓度细胞失水皱缩外界溶液浓度＜细胞质浓度细胞吸水膨胀外界溶液浓度＝细胞质浓度水分子进出细胞达到动态平衡第二课时白菜放置时间长了会萎蔫；而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水，使青菜保持新鲜硬挺状态。对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。植物细胞的吸水和失水如果将装置中的漏斗换成植物细胞,还会不会渗透吸水？三、探究植物细胞的吸水和失水细胞壁细胞膜液泡膜细胞质原生质层（全透性，伸缩性比较小）细胞液（具有一定的浓度）原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。三、植物细胞的吸水和失水内溶液外界溶液半透膜原生质层细胞膜液泡膜细胞质细胞液细胞壁（全透性）与经典渗透装置比较原生质层相当于一层半透膜吗？？探究探究实验：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分析结果表达与交流（原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层相当于一层半透膜）设计方案（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：……）（总结，写实验报告并适当交流）预期结果实验步骤：紫细胞壁质量浓度为0.3g/mL的蔗糖缩小原生质层变深清水变大变浅细胞壁1、本实验至少观察几次？2、为什么选择洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料？4、蔗糖溶液的浓度可以用0.5g/mL吗？3、植物细胞会因为吸水过多而涨破吗？3次其液泡中有色素，呈现一定颜色，方便观察。不会，有细胞壁，其伸缩性小。不能，细胞会失水过多而死。预期实验的结果：

如果假设正确，当外界溶液浓度（与细胞液浓度相比）高时，植物细胞就会________水，中央液泡会_____；当外界溶液浓度（与细胞液浓度相比）低时，植物细胞就会_______水，液泡又会______。失吸缩小变大显微镜下植物细胞的质壁分离：实验结果：外界溶液液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水记录实验结果：变小与细胞壁逐渐分离与细胞壁逐渐接近变大基本不变基本不变

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。当细胞液的浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，逐渐发生质壁分离；当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，植物细胞逐渐发生质壁分离复原。分析结果，得出结论：发生质壁分离的原因？原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性外界溶液浓度大于细胞液浓度内因外因：原生质层相当于一层半透膜思考与讨论：1，要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？有中央大液泡，最好有颜色；活细胞（原生质层相当于半透膜）植物细胞(有细胞壁）；实验结果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第一次对照滴加蔗糖溶液滴加清水第二次对照质壁分离质壁分离复原2，质壁分离和复原实验中是否有对照？思考与讨论：1、正确选择实验材料：①选择有紫色大液泡的洋葱鳞片叶外表皮细胞。②不能选择动物细胞，它无细胞壁，不能发生质壁分离现象实验中的注意事项③2、实验试剂的使用：（1）在一定浓度的溶液（溶质不能穿膜）中，植物细胞发生质壁分离现象，如0.3g/mL的蔗糖溶液；若使用浓度过高的蔗糖溶液（0.5g/mL），质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。（2）在一定浓度的溶液（溶质可穿膜）中，植物细胞发生质壁分离后自动复原现象，如尿素、KNO3、甘油、乙二醇溶液等。（3）盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适宜做植物质壁分离实验的试剂。实验中的注意事项水进出细胞的原因Theprincipleofwaterinandoutofcells质壁分离与复原实验的拓展判断成熟植物细胞的死活测定细胞液浓度范围待测成熟植物细胞一定浓度蔗糖溶液镜检发生质壁分离无质壁分离活细胞死细胞待测成熟植物细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间12拓展：质壁分离及其复原的应用3比较不同植物细胞的细胞液浓度比较未知浓度溶液的浓度大小不同植物细胞同一浓度蔗糖溶液镜检发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大同一植物的相同成熟细胞未知浓度的溶液镜检发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小4水进出细胞的原因Theprincipleofwaterinandoutofcells质壁分离与复原实验的拓展水进出细胞的原因Theprincipleofwaterinandoutofcells质壁分离与复原实验的拓展6农业生产中的水肥管理7生活中杀菌、防腐、腌制食品5鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）成熟植物细胞不同种类溶液镜检只发生质壁分离质壁分离后自动复原溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液）溶质能透过半透膜（如KNO3溶液）练一练：请根据图回答以下问题：（1)图中细胞所处的生理状态叫做

，这种生理状态发生的原因是：

。

（2)选择图细胞中各结构的编号回答：

①从整个细胞来看，可以把

看成是一层半透膜。而

的结构是全透性的。

②

和

之间存在着溶液浓度差。外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞因渗透作用而失水质壁分离2、3、61472、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（）A、根细胞从土壤中吸收的养分过多B、根细胞不能从土壤中吸水C、根系不能将水向上运输D、根系被肥料分解释放的热能烧毁B3、利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（）A、盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用B、盐水中的Na＋不利于细菌的生活C、盐水是中性的，不适于细菌的生活D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡D科学家研究不含蛋白质的人工脂双层对不同物质的通透性，结果如图

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。P65四、被动运输四、被动运输细胞膜外内四、被动运输——自由扩散（简单扩散）1、方向：2、能量：3、举例：4、影响因素：不需要高浓度→低浓度①气体分子，如O2、CO2、N2等②水等小分子③脂溶性小分子，如甘油、脂肪酸、乙醇、苯等膜两侧的浓度差物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。1、方向：2、能量：3、转运蛋白：4、举例：5、影响因素：细胞膜外内高浓度→低浓度不需要载体蛋白通道蛋白膜两侧的浓度差；膜上相应的转运蛋白的数量水；葡萄糖通过红细胞等四、被动运输——协助扩散（易化扩散）P66载体蛋白：葡萄糖协助扩散进入红细胞过程转运蛋白通道蛋白：K+通道关闭K+通道开启

P67水通道蛋白：

水分子协助扩散速率大于自由扩散速率。水分子通过自由扩散和水通道蛋白进出细胞，其中借助水通道蛋白更为主要。载体蛋白通道蛋白转运特点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自身构象改变不改变是否与转运的分子结合结合不结合是否有特异性具有具有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出细胞3.转运蛋白的类型（♣）自由扩散协助扩散转运蛋白数量的限制物质跨膜运输的方式扩散速率(V)O2浓度/氧分压对比比较两种物质运输方式的异同：项目被动运输自由扩散协助扩散方向载体能量实例高→低高→低不需要需要不需要不需要气体，水，脂溶性分子水通过水通道蛋白；葡萄糖通过红细胞细胞的物质输入和输出本节小结肺泡细胞≠组织间隙组织细胞管血细毛肺泡O2O2O2O2O2O2O2组织间隙O2是怎样进入血液以及组织细胞？以自由扩散的方式O2从肺泡腔进入血液需要穿过几层生物膜？（肺泡壁、毛细血管壁为单细胞层）4层O2从肺泡腔进入组织细胞需要穿过几层生物膜？9层生物膜、磷脂分子层、磷脂双分子层水进出细胞的原因Theprincipleofwaterinandoutofcells半透膜选择透过性膜概念特点材料半透膜和选择透过性膜蔗糖分子半透膜水分子指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜指水分子能自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的生物膜透过的依据是分子或离子的大小，不具有选择性膜上的蛋白质决定了一些分子可以通过，另一些分子不能通过，具有选择透过性玻璃纸、动物膀胱、鱼鳔、花生种皮等细胞膜、液泡膜和由其构成的原生质层等水进出细胞的原因Theprincipleofwaterinandoutofcells半透膜选择透过性膜1.将相同的植物