【公开课】被动运输课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

第1节被动运输第4章细胞的物质输入和输出半透膜蔗糖分子水分子清水玻璃纸(半透膜)蔗糖溶液S2S1半透膜：是一种只允许离子和小分子自由通过的膜结构。物质能否通过只与膜上孔径直径的大小有关。

比如：玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜，鱼鳔等渗透装置问题探讨半透膜蔗糖分子水分子清水玻璃纸(半透膜)蔗糖溶液S2S1单位时间内：从烧杯扩散到漏斗中的水分子数＞从漏斗中扩散到烧杯的水分子数水多水少1、漏斗管内的液面为什么会升高？渗透作用：水分子或（其它溶剂分子）透过半透膜的扩散问题探讨扩散：指物质分子从相对含量多的地方向相对含量少的地方自由运动直到均匀分布的现象。2、如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？达到平衡还有水分子移动吗？此时仍然有水分子进出半透膜水分子进出速率相等（动态平衡）不相等，S1S2渗透平衡后，液面高的一侧溶液浓度也高（溶液浓度高的一侧液面高）；浓度差越大，液面高度差也越大。S1S2此时，半透膜两侧溶液浓度相等吗？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（静水压），最终达到平衡，液面将不再上升。S1>S2（渗透压=静水压）问题探讨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？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？条件二：半透膜两侧的溶液具有浓度差半透膜两侧的浓度差是指溶质颗粒的物质的量浓度，不是质量浓度。发生渗透作用的条件一：半透膜不会,因为纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由透过。漏斗管内的液面不会升高问题探讨10%蔗糖10%葡萄糖①若半透膜两侧分别为质量分数10%蔗糖、

10%葡萄糖溶液，会发生渗透作用吗？②当烧杯中溶液为清水时，△h是否一直增大？

当液面静止时，S1浓度是否等于S2浓度?思考：指溶质颗粒的物质的量浓度(摩尔浓度)而非质量浓度，只比较单位体积内溶质颗粒数，与溶质颗粒的大小与种类无关。会，因为10%蔗糖溶液摩尔浓度

小于葡萄糖溶液摩尔浓度

，蔗糖溶液中的水多于葡萄糖溶液。10342——10180——不会一直增大。

S1>S2否。溶液浓度：①

溶质不能通过半透膜一、水进出细胞的原理①外界溶液的浓度<

细胞质浓度②外界溶液的浓度>

细胞质浓度③外界溶液溶质的浓度=

细胞质浓度细胞失水皱缩细胞形态不变细胞吸水膨胀1、实验：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，观察红细胞的变化。吸水到什么程度？达到动态平衡时，红细胞不再吸水。当外界溶液浓度很低例如清水时，红细胞会吸水涨破。2、实验现象：动物细胞的吸水与失水外界溶液细胞膜半透膜蔗糖溶液细胞质基质相当于相当于3、实验结论：结果分析：细胞膜相当于半透膜

细胞质与外界溶液之间具有浓度差实验说明：动物细胞可通过渗透作用吸水和失水动物细胞的吸水与失水为什么以哺乳动物的成熟红细胞为实验材料？1.哺乳动物的成熟红细胞，没有细胞核及细胞器，避免细胞核及各种具膜的细胞器对细胞吸水、失水的影响；2.哺乳动物的红细胞具有运输氧气的功能，其内部有大量的血红蛋白。动物细胞的吸水与失水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？不能，血红蛋白属于大分子，蔗糖分子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？不一定，与外界溶液浓度相等时就不吸水了浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。4.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？浓度差。正相关水进出哺乳动物红细胞的原理红细胞的细胞膜有选择透过性，相当于半透膜使红细胞既不吸水涨破，也不失水皱缩，维持细胞正常的形态和功能。思考·讨论×××(1)渗透作用是扩散的一种特殊形式()√(2)漏斗内液面升高的原因是：水分子只能通过半透膜进入漏斗内()(3)液面高度不再变化时，即达到渗透平衡状态，此时水分子不再进出半透膜()(4)水分子进出达到平衡状态时，半透膜两侧的溶液浓度相同（）(5)动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨破(

)×一、水进出细胞的原理生物膜是选择透过性膜，对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性。如细胞膜选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜半透膜：物质能否通过只与膜上孔径直径的大小有关。多孔性薄膜，不具有选择性探究植物细胞的吸水和失水生活中观察到的现象：（失水）（吸水）（有水分渗出）用盐腌萝卜时会有水渗出，同时萝卜的体积会减少对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象有些萎蔫的白菜叶片置于清水中又变得硬挺包水饺把白菜做馅时，放一些盐，过一会儿发现什么现象？（失水）探究·实践细胞壁（全透性，伸缩性小）（选择透过性膜，伸缩性大）细胞液外界溶液具有浓度差相当于半透膜成熟植物细胞可通过渗透作用吸水和失水原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质水分子进出成熟植物细胞，主要指水经过原生质层进出液泡植物细胞的吸水和失水可通过质壁分离及复原的实验验证细胞膜细胞质液泡膜原生质层植物细胞的吸水和失水细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液脱去细胞壁的细胞原生质体提出问题作出假设实施实验设计实验分析结果表达与交流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？植物细胞的细胞壁对细胞的吸水和失水有无影响？探究·实践探究植物细胞的吸水和失水水分进出植物细胞是渗透作用，原生质层相当于一层半透膜将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察液泡、原生质层及细胞大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化。

在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。设计方案预期结果提出问题作出假设实施实验设计实验分析结果表达与交流探究·实践探究植物细胞的吸水和失水需考虑的问题：①要观察的现象②使用观察工具

③应选择的材料④选择外界溶液选材：有中央大液泡、最好有颜色紫色洋葱鳞片叶外表皮外界溶液：0.3g/mL蔗糖溶液实验方法：引流法全程低倍镜观察注：未成熟的植物细胞通过吸胀作用吸水，例如：萌发的种子、根尖分生区细胞0.3g/mL蔗糖清水初始状态质壁分离复原质壁分离提出问题作出假设实施实验设计实验分析结果表达与交流探究·实践探究植物细胞的吸水和失水提出问题作出假设实施实验设计实验分析结果表达与交流探究·实践探究植物细胞的吸水和失水正常状态高浓度状态低浓度状态图像液泡大小变化原生质层位置正常大小逐渐变小逐渐变大，恢复原来大小原生质层紧贴细胞壁原生质层逐渐脱离细胞壁原生质层逐渐贴近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”指原生质层，“壁”指细胞壁外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度内因：原生质层伸缩性大，具有选择透过性细胞壁伸缩性小，具有全透性1.实验中的质壁分离，“质”和“壁”分别指的是什么？3.能发生质壁分离现象的条件？①植物细胞是活细胞②有大的液泡（最好有颜色）③细胞液与外界溶液必须有浓度差2.质壁分离的原因？4.植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？不会；细胞壁保护支撑作用细胞壁与细胞膜之间的溶液是什么？外界溶液植物细胞的质壁分离和复原的条件（1）活细胞，有细胞壁；（2）细胞液与外界溶液存在浓度差；（3）细胞必须有大的液泡，最好细胞液中含有色素，这样便于观察。紫色洋葱外表皮的液泡是紫色的，而内表皮细胞的液泡接近无色。（4）自动发生质壁分离复原的物质：尿素、KNO3、NaCl、甘油（它们必须是细胞需要的物质）一、水进出细胞的原理植物细胞吸水、失水几种现象分析：（1）质壁分离时间不宜过长，否则会因为失水过多而死亡，影响质壁分离复原。外界溶液浓度越高，失水越多，质壁分离现象越明显，但溶液浓度不宜过高（如0.5g/ml的蔗糖溶液），否则会因为失水过多而死亡，影响质壁分离复原。也不能为有毒的物质（如酒精、醋酸），因为这样会导致细胞死亡，使细胞失去选择透过性，因而无质壁分离及复原现象。（2）KNO3等无机盐溶液：能质壁分离，并能自动复原。因为细胞能主动吸收溶液中的K+和NO3-，使细胞液浓度增大，细胞渗透吸水。（3）细胞随着质壁分离的进行，吸水能力不断增强（细胞随着质壁分离的进行，吸水能力不断增强）（4）质壁分离状态的细胞无法判断正在吸水还是失水。（5）判断植物细胞的死活常用方法：A、质壁分离与复原;B细胞质的流动(观察叶绿体的运动);C、细胞膜是否具有选择透过性(台盼蓝染色，活细胞不易着色，死细胞易着色)（6）叶泡没有颜色，叶绿体也可以作为参照，研究质壁分离。一、水进出细胞的原理质壁分离及复原现象的拓展应用1.判断细胞的活性2.测定细胞液浓度的范围待测成熟植物细胞镜检不发生质壁分离活细胞死细胞一定浓度蔗糖溶液发生质壁分离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刚发生质壁分离的两种外界溶液的浓度之间3.比较不同植物细胞的细胞液浓度4.比较几种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判断细胞液浓度的大小(时间越短，细胞液浓度越小)同一植物的相同成熟细胞几种未知浓度的溶液镜检比较刚发生质壁分离时所需时间的长短、程度比较质壁分离所需时间的长短、程度发生质壁分离所需时间越短，程度越大未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小乙溶液：细胞失水发生质壁分离后自动复原5.鉴别不同种类的溶液(如KNO3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原生质层（如蔗糖溶液）溶质能透过原生质层被吸收（如KNO3溶液）如一定浓度的甘油、尿素、葡萄糖、乙二醇、NaCl、KNO3溶液等，细胞吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离实验的溶液。质壁分离实验要选择对细胞无毒害作用，浓度适中的外界溶液；在高浓度溶液中质壁分离现象明显，但溶液浓度过高时不能发生质壁分离复原，因为溶液浓度过高，细胞会因过度失水而死亡。(1)在实验操作中，共涉及三次显微镜观察，第一次用低倍镜观察，第二、三次用高倍镜观察(

)(2)当质壁分离复原后，细胞液的浓度等于外界溶液浓度(

)(3)质壁分离过程中，洋葱鳞片叶外表皮细胞的紫色区域逐渐变小(

)(4)滴加盐酸可以观察到质壁分离自动复原实验()××√细胞壁具有保护和支持的作用×1、下图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是(

)A．若将细胞置于清水中，A基本保持不变B．若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小C．B/A值能表示细胞失水的程度D．A、B分别表示细胞和液泡的长度D浓度(mol/L)0.150.20.250.3质壁分离状态不分离刚分离显著分离显著分离2、为探究植物A能否移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液的浓度，实验结果如下表。为保证植物A移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应(

)A.≤0.15mol/L

B．≤0.2mol/LC．≥0.2mol/L D．≥0.3mol/LA3、在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如右图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将()A.不变

B.增大

C.减小

D.先增后减

B

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。通道蛋白载体蛋白细胞外细胞内图4-4自由扩散和协助扩散示意图自由扩散协助扩散二、自由扩散和协助扩散在肾小囊形成的原尿流经肾小管时，其中的水分、无机盐、葡萄糖等有用的物质被肾小管吸收重新入血。一个正常人每天形成原尿约150升，但是形成的终尿只有1.5升左右。原尿中的那么多的水分去哪里了呢？？气管、支气管不断分支，最终形成肺泡

O2在肺泡通过扩散作用进入肺泡细胞，穿过血管壁细胞进热血管CO2、O2在肺泡中与血液的交换示意图资料一被动运输的类型-自由扩散被动运输的类型-自由扩散水溶性的脂溶性的极性Q1：据图分析，物质能否穿过磷脂双分子层与哪些因素有关？是否带电、分子的大小、分子的极性Q2：葡萄糖、氨基酸、无机盐离子能否通过细胞膜？如何通过？能，借助细胞膜上的蛋白质为了研究物质跨膜运输方式，科研人员制作了一个只有磷脂双分子层的人工膜，检测不同分子和离子跨膜运输情况。资料二Q3：O2、CO2、甘油通过人工膜和生物膜方式相同吗？相同，直接穿过脂双层Q4：H2O、K+、Na+、Cl-通过过人工膜的通透性与生物膜不同，可能是什么原因造成的？生物膜上蛋白质导致水的跨膜运输有两种被动运输的类型-自由扩散物质通过简单的_________进出细胞，叫做自由扩散，也叫简单扩散。自由扩散（简单扩散）：扩散作用（1）运输方向：高浓度低浓度（顺浓度梯度）顺浓度梯度，不需要转运蛋白，不需要能量（3）实例：水，气体（O2

、CO2、N2）；脂溶性物质（甘油、乙醇、苯、脂肪酸等）；脂质分子（胆固醇、性激素等）（2）特点：被动运输的类型-自由扩散浓度差、温度浓度差运