被动运输高一上学期生物人教版（2019）必修1

4.1被动运输--水进出细胞的原理教学目标1.理解并阐述渗透作用的原理和条件2.分析动物细胞的吸水和失水的过程问题探讨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，会出现如右图所示现象。

玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。讨论1、蔗糖分子和水分子可以通过半透膜吗？水分子可以，蔗糖分子不可以。2、半透膜两侧的水分子都能通过吗？通过的数量一样吗？都能通过，数量不一样多。半透膜的透过原理：根据膜上孔的大小来选择分子是否能通过讨论1.漏斗内的液面为什么会升高？2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？单位时间内进入漏斗的水分子数量多于从漏斗渗出的水分子数量，漏斗内溶液体积增大，液面上升。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子向外扩散的速度，最终水分子进出达到平衡，液面将不再上升。此时膜两侧溶液浓度相等吗？不等问题探讨3.如果用用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管的液面

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，

液面高度如何变化？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,单位时间内透过玻璃纸的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量。发生渗透作用的条件一：半透膜发生渗透作用的条件二：膜两侧的溶液具有浓度差一、水进出细胞的原理1.渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。②半透膜的两侧的溶液具有浓度差①具有半透膜2.条件：——渗透作用染料的扩散3.方向：细胞生活在一个液体的环境中，细胞膜作为细胞的边界，细胞与外界环境进行物质交换都要经过细胞膜。细胞内外的物质含量有很大差别，水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？细胞膜是否相当于一层半透膜？

1、动物细胞的吸水和失水观察红细胞在不同浓度溶液中的变化，分析水进出红细胞的原理外界溶液浓度等于细胞质浓度外界溶液浓度低于细胞质浓度外界溶液浓度高于细胞质浓度细胞失水皱缩保持正常形态细胞吸水膨涨水的进出方向：---顺相对含量梯度（水多---水少）进出动物细胞结果分析：细胞膜相当于半透膜

细胞质与外界溶液可以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高浓度溶液生理盐水蒸馏水思考·讨论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，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？相当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，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。浓度差越大细胞吸水或失水越多。防止血细胞失水或吸水，细胞形态改变影响细胞的功能。水进出哺乳动物红细胞的原理思考·讨论嗑咸瓜子，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？干燥口渴，外界浓度度高，口腔和唇粘膜失水导致的。水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的，都是通过渗透作用。水又是怎样进出植物细胞的呢？探究·实践高浓度（溶液浓度）吸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）细胞壁（全透性）2、植物细胞的吸水和失水（选择透过性膜）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注意：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探究植物细胞的吸水和失水水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是否相当于一层半透膜？水分通过渗透作用进出植物细胞，原生质层相当于一层半透膜探究·实践探究水分是否通过渗透作用进出植物细胞①制作临时装片,观察植物细胞正常形态；②将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小变化；③再将植物细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。提出问题：实验设计：做出假设：实验目的：进行实验:浓蔗糖清水(1)材料用具：②

0.3g/mL的蔗糖溶液、清水③吸水纸引流法使材料充分浸润在外界溶液中

刀片，镊子，滴管、载玻片、

盖玻片、显微镜等①

材料选择：

活细胞、有细胞壁、有大液泡

如：紫色洋葱鳞片叶（液泡中有

紫色花青素，便于观察）使用的蔗糖溶液浓度要适宜！蔗糖溶液浓度过小，质壁分离现象不明显，影响观察；蔗糖溶液浓度过大，会使细胞在短时间内因失水过多而死，无法观察质壁分离的复原现象。

(2)实验步骤：制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片低倍镜下观察液泡大小和原生质层位置低倍镜下观察液泡大小和原生质层位置滴蔗糖溶液制片观察观察滴清水观察滴加清水，吸水纸引流一侧滴加0.3g/mL蔗糖溶液，另侧用吸水纸引流低倍镜下观察（紫色的中央液泡大小，原生质层位置）(3)方法步骤：1、制片4、低倍镜观察2、低倍镜观察6、低倍镜观察3、滴蔗糖溶液5、滴清水液泡细胞壁质壁分离复原质壁分离变小，颜色加深逐渐恢复原来大小，颜色变浅原生质层恢复原来位置原生质层脱离细胞壁,两者之间充满了

。

正常细胞蔗糖溶液蔗糖溶液清水中央液泡大小及颜色原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞通过渗透作用吸水和失水的分析结果，得出结论基本不变基本不变(4)结果分析：---质壁分离与复原细胞失水＜细胞壁的伸缩性

原生质层伸缩性外界溶液的浓度

细胞液浓度＞质壁分离外界溶液的浓度

细胞液浓度＜细胞吸水质壁分离复原滴加蔗糖溶液质壁分离滴加清水质壁分离复原“质”指原生质层，“壁”指细胞壁思考∙讨论1、你知道质壁分离的的“质”与“壁”分别指什么吗？2、在质壁分离及复原的过程中，细胞液浓度及细胞吸水力的变化趋势如何？质壁分离——质壁分离复原——3、若用KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等溶液做实验，会出现什么现象？

4、实验中共涉及三次低倍显微镜观察，这三次观察的目的是什么？细胞液浓度变大，细胞吸水力变大细胞液浓度变小，细胞吸水力变小KNO3等溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞失水，发生质壁分离，质壁分离后因细胞主动吸收K+和NO3_等溶质微粒，而使细胞液浓度增大，植物细胞又会吸水，引起质壁分离后的自动复原。观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便将处理前与处理后的细胞状态形成对照。同一实验组在实验前后形成自身对照外因：外界溶液浓度细胞液浓度＞内因：原生质层相当于一层半透膜细胞渗透失水5、导致质壁分离的原因是什么？细胞壁的伸缩性原生质层的伸缩性＜6.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用，像动物细胞一样的吸水涨破或失水皱缩。(5)质壁分离与复原实验的应用拓展1、判断成熟植物细胞的死活2、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3、比较不同植物细胞的细胞液浓度4、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(5)质壁分离与复原实验的应用拓展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）(5)质壁分离与复原实验的应用拓展学习目标

1、被动运输的种类和特点

2、自由扩散和协助扩散的比较

3、载体蛋白和通道蛋白的区别第二课时自由扩散和协助扩散二、自由扩散和协助扩散被动运输：自由扩散协助扩散2.被动运输分为自由扩散和协助扩散两类。1.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。(一）自由扩散物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，也叫简单扩散。顺浓度梯度运输（高→低）不需要转运蛋白协助不消耗细胞代谢的能量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、尿素、固醇等2.特点：1.概念：3.实例：4.影响因素

:细胞内外浓度差物质运输速率浓度差O2跨红细胞膜时的运输速率：

结论：物质的运输速率与物质浓度差成________关系，扩散过程只受_______影响

正比浓度差影响自由扩散的因素总结：自由扩散影响因素：膜内外物质浓度差膜内外O2浓度差(mmol/L)1.534.567.59速率81624324048（二）协助扩散2.特点：3.实例：1.概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。顺浓度梯度运输需要转运蛋白协助不消耗能量葡萄糖进入红细胞，水通道蛋白运输影响协助扩散的因素葡萄糖跨红细胞膜时运输速率：浓度差(mmol/L)1.534.567.59速率81624323232正比转运蛋白数量结论：在一定浓度范围内,物质的运输速度与物质浓度差成

关系，超过范围后易化扩散过程物质运输速度受

限制总结：协助扩散影响因素：膜内外物质浓度差和转运蛋白数量0浓度差运输速度A曲线分析

(1)OA段：限制因素为浓度差。(2)A点以后：达到饱和，此时

限制因素为转运蛋白的数量。转运蛋白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是否与转运的分子结合有无特异性实例改变结合具有不改变不结合具有葡萄糖进