4.1被动运输课件-高一上学期生物人教版必修1

第1节被动运输水进出细胞的原理。自由扩散和协助扩散。分子在不停地运动解释生活现象：1)清水中滴入几滴红墨水，过一段时间，水都染上了红色。2)在清水中加入糖，一段时间，水变甜。扩散：是指物质从相对含量高的区域向相对含量低的区域转移直到均匀分布的现象。扩散速度与温度有关，温度越高，扩散速度越快。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，使漏斗内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如图所示现象。一段时间后渗透经典实验蔗糖溶液玻璃纸清水玻璃纸蔗糖分子水分子半透膜：是一种允许某种分子或离子扩散进出的薄膜。(如：膀胱膜、玻璃纸、卵壳膜、鱼鳔、羊皮纸)一、渗透作用根据半透膜是否具有生命现象非生物膜生物膜（具有活性的生物膜称为选择透过性膜）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1.漏斗内的液面为什么会升高？单位时间从清水流入蔗糖溶液中的水分子数单位时间从蔗糖溶液流入清水中的水分子数渗透作用：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。蔗糖溶液玻璃纸（半透膜）清水蔗糖分子水分子半透膜2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的重力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，当________________________最终达到平衡，液面将不再上升。漏斗内渗透压=液柱的压力,溶液渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。Q3.如果用一层纱布（全透性）代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？Q4.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？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。单位时间透过玻璃纸进出水分子量相同，故漏斗管液面不变

条件①半透膜条件②浓度差（物质的量浓度）30%蔗糖溶液玻璃纸30%蔗糖溶液1.渗透作用概念:2.渗透作用发生条件:①具有半透膜②半透膜两侧溶液存在浓度差3.渗透作用结果：4.渗透作用中水的运输方向水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散水分子可以通过半透膜进行双向扩散，直到水分子进出速率达到动态平衡。①从溶质的角度分析：低浓度溶液→高浓度溶液②从水分子自身的角度分析：水含量高一侧→水含量低一侧水分子是顺相对含量梯度跨膜运输一、渗透作用溶液浓度低渗透压低溶液浓度高渗透压高含水量高含水量低半透膜水（溶剂）蔗糖（溶质）（注意：此时半透膜两侧溶液浓度不等，浓度高的依然高）

液面（等高）A溶液B溶液半透膜渗透装置的变式分析半透膜允许水、单糖通过，不允许二糖通过1、若A侧为蔗糖溶液，B侧为清水，液面怎么变化？2、若A侧为2mol/L蔗糖溶液，B侧为1mol/L蔗糖溶液，液面怎么变化？3、若A侧为2mol/L葡萄糖溶液，B侧为1mol/L葡萄糖溶液，液面怎么变化？4、若A侧为2mol/L葡萄糖溶液，B侧为1mol/L蔗糖溶液，液面怎么变化？提醒：一看物质能否通过半透膜，二看是否为物质的量浓度三看物质的量浓度大小A侧液面升高A侧液面升高A侧液面先升高，再降低，最后两侧液面等高。A侧液面先升高，再降低，最后B侧高于A侧。渗透装置的变式分析右侧液面先升高在降低，最终左侧液面高于右侧液面。质量分数相同，葡萄糖物质的量浓度大于蔗糖，因此右侧液面先升高，右侧葡萄糖通过半透膜进入左侧，最终两侧葡萄糖浓度相等，左侧有蔗糖，左侧渗透压高于右侧。最终左侧液面高于右侧。液面（等高）质量分数10%蔗糖溶液质量分数10%葡萄糖溶液半透膜5、半透膜允许单糖通过，不允许二糖通过，液面怎么变化？原因是？分析往U形管右侧加入少量蔗糖酶，分析现象？加蔗糖酶后：蔗糖→两分子单糖，导致右侧浓度更高，水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液更多，因此右侧液面升高，最终大于左侧蔗糖酶只允许水通过的半透膜质量分数10%葡萄糖溶液质量分数为10%蔗糖溶液6、半透膜允许水通过，在蔗糖溶液中加入蔗糖酶，现象如何？课堂练习1.如右下图所示，在U形管中部C处装有半透膜，在a侧加入细胞色素(一种蛋白质)分子的水溶液(红色)，b侧加入蒸馏水，并使a、b两侧液面高度一致，经一段时间后，实验结果将是()。A.ab侧液面一致，b侧无色B.ab侧液面一致，b侧红色C.a侧液面低于b侧，b侧红色D.a侧液面高于b侧，b侧无色D二、水进出动物细胞的原理外界溶液细胞膜半透膜蔗糖溶液细胞质相当于相当于细胞是个开放的生命系统，如果将装置中的漏斗换成动物细胞还会不会吸水？如果发生现象能说明什么？动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统

②细胞内溶液与外界溶液存在浓度差①细胞膜相当于一层半透膜失水皱缩形态不变吸水膨胀

动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统①半透膜：细胞膜②浓度差：细胞质与外界溶液二、水进出动物细胞的原理

外界溶液浓度

细胞质的浓度小于大于等于

低渗溶液

高渗溶液

等渗溶液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、当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？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。思考·讨论

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”所示装置中的蔗糖分子。是，相当于（因为它具有选择透过性）。

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。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。吃腌制的咸菜，连续嗑带盐瓜子会感觉口渴，这是为什么呢？口腔细胞失水学以致用与生活中的联系对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。盐腌制过的黄瓜,皱皱巴巴，还出水。与生活中的联系如果将装置中的漏斗换成植物细胞将如何？和动物细胞一样也会吸水或失水吗？细胞壁（全透性）细胞膜细胞质液泡膜原生质层提示：水分进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡，这一点与动物细胞有所区别。成熟的植物细胞模式图外界溶液能否把整个原生质层看作是一层半透膜呢？细胞液三、植物细胞的吸水和失水

探究·实践——探究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，观察并记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究原生质层是否相当于一层半透膜？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层相当于一层半透膜，水分进出植物细胞是通过渗透作用。科学探究的一般过程提出问题作出假设设计实验1.如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会

；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会

。2.如何使细胞外溶液的浓度提高或降低？3.如何看到细胞？需要用到什么材料和器具？4.对实验结果做出预测——细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化？失水吸水探究·实践——探究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，观察并记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究原生质层是否相当于一层半透膜？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层相当于一层半透膜，水分进出植物细胞是通过渗透作用。实验思路：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液

和清水中，用显微镜观察液泡、原生质层、细胞大小的变化。科学探究的一般过程提出问题作出假设设计实验Q1.实验使用显微镜进行了几次观察？在高倍镜还是低倍镜下观察？Q2.共滴加几次溶液？Q3.全程活细胞还是死细胞？三次三次，低倍镜活细胞实验：探究植物细胞的吸水和失水(视频)探究·实践——探究植物细胞的吸水和失水——低倍物镜

提出问题作出假设设计实验进行实验，观察并记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程现象试剂中央液泡原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液

清水

逐渐变小，颜色变深逐渐变大，颜色变浅逐渐恢复原来位置基本不变逐渐脱离细胞壁基本不变探究·实践——探究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，观察并记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程结论：(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；(2)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。细胞失水，原生质层与细胞壁分离开来细胞吸水，与细胞壁分离的原生质层慢慢恢复原来的状态当外界溶液浓度>细胞液浓度当外界溶液浓度<细胞液浓度质壁分离质壁分离复原你观察到了什么现象呢？细胞壁和原生质层之间的空隙充满的是什么？第一次观察a滴加蔗糖溶液后观察b再次滴加清水溶液后观察c仅凭图b能否判断细胞细胞正在发生质壁分离？不能，也可能正在发生质壁分离的复原质壁分离以及复原，稀释后的蔗糖溶液【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）探究·实践——探究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，观察并记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程Q2.如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果如何？Q1.植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？发生质壁分离，但不能质壁分离复原。（因为细胞已经严重失水而死亡了)不会。（因为细胞壁具有保护和支持的作用）Q3.材料选择:活细胞、有细胞壁、有大液泡的成熟植物细胞（根尖分生区细胞不发生）Q4.可以选用黑藻或者洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验吗？

选择对细胞无毒害作用，浓度适中的外界溶液盐酸、酒精、醋酸能杀死细胞，不适合浓度过高会导致细胞失水过多而死亡也可以使用黑藻叶片等通过观察叶绿体的分布范围，来观察植物细胞的质壁分离与复原从盖玻片的一侧滴加含有红墨水的30%蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，使含有红墨水的蔗糖溶液慢慢进入到盖玻片下原因1.原生质层相当于半透膜2.其伸缩性比细胞壁大内因：外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度表现植物细胞由坚挺→萎蔫宏观：微观：质壁分离液泡体积（大→小）细胞液颜色（浅→深）原生质层与细胞壁分离“质壁分离”的“质”与“壁”分别指什么？“质”指原生质层“壁”指细胞壁细胞液浓度由小变大a.在质壁分离过程中，细胞吸水的能力增强，失水能力逐渐减弱。b.质壁分离复原过程中，植物细胞吸水能力逐渐减弱，失水能力逐渐增强小结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判断成熟植物细胞的生物活性1测定细胞液浓度范围23.质壁分离和复原实验的应用3比较不同植物细胞的细胞液浓度大小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43.质壁分离和复原实验的应用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）KNO3溶液如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、甘油、尿素、乙二醇等，质壁分离后因细胞主动或被动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。像水分子这样，物质以________________进出细胞，________________消耗细胞内化学反应所释放的_____________，这种物质跨膜运输方式称为_____________。被动运输分为______________和_______________两类。扩散方式不需要能量被动运输自由扩散协助扩散运输的动力来自？四、被动运输—自由扩散、协助扩散细胞外细胞内水分子细胞膜物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，也叫简单扩散。1.自由扩散（简单扩散）：（1）实例水，气体（O2、CO2、N2）；甘油、乙醇、苯等脂溶性物质；脂质分子（胆固醇、性激素等）（2）特点：①顺浓度梯度运输②不需要转运蛋白③不需要消耗能量（3）影响因素：浓度差、温度比方:球往低处滚：浓度差扩散速度细胞