4.1 被动运输课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1(共35张PPT)

(共35张PPT)
第四章 细胞的物质输入和输出
第1节 被动运输
彭榜元
本节聚焦
细胞在什么情况下吸水或失水
植物细胞的质壁分离与复原现象说明什么
两种被动运输的方式有什么异同
扩散
指分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。
学习任务1：渗透作用
讨论：
1.漏斗管内的液面为什么会升高
烧杯中的水分子扩散到漏斗中导致漏斗液面升高。
渗透作用
水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
学习任务1：渗透作用
①渗透作用发生的条件：
（1）具有半透膜（如：膀胱膜,玻璃纸,卵壳膜 ）
（2）膜两侧有浓度差
②渗透方向：
水分子相对含量高→相对含量低
（或：溶液浓度低→浓度高）
学习任务1：渗透作用
讨论：
2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗 为什么
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。
学习任务1：渗透作用
讨论：
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，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。
学习任务1：渗透作用
讨论：
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
漏斗管中的液面将保持不变。
课中必练
1.图1表示半透膜对淀粉和葡萄糖的透性不同，图2是依据图1设计的相关实验。下列有关叙述正确的（ ）
A．图甲中液面a将持续上升
B．图甲中液面a将先上升后下降
C．图乙中液面b将持续上升
D．图乙中液面b将先上升后下降
D
思考迁移
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？
情境导入
做糖拌番茄时，加一些糖，一会儿可见有水渗出，水分子是细胞中最多的化合物，没有水就没有生命，水是怎么进出细胞的
学习任务2：分析水进出红细胞的原理
低浓度溶液
生理盐水
高浓度溶液
1．当外界溶液浓度小于细胞质的浓度时，细胞吸水膨胀。
2．当外界溶液浓度大于细胞质的浓度时，细胞失水皱缩。
3．当外界溶液浓度等于细胞质的浓度时，细胞形态不变，
此时：水分子进出细胞达到 。
动态平衡
学习任务2：分析水进出红细胞的原理
回答书本P63 “思考与讨论”
相当于
半透膜
蔗糖溶液
清水
细胞膜
细胞质
外界溶液
思考迁移
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？
水通过渗透作用的方式进出红细胞，其他动物细胞的吸水或失水与红细胞一样；红细胞的细胞膜相当于一层半透膜。
思考：水又是怎样进出植物细胞的呢？
学习任务3：分析水进出植物细胞的原理
植物细胞和动物细胞在结构上的主要区别？
液泡
细胞壁
叶绿体
细胞壁：
具有全透性、伸缩性比较小
作用主要是保护和支持细胞
原生质层：
细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质
探究·实践：探究植物细胞的吸水失水
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验 分析结果、得出结论
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？
原生质层是不是相当于一层半透膜？
原生质层相当于一层半透膜
实验思路 、实验预期、实验材料
探究·实践：探究植物细胞的吸水失水
外界溶液 中央液泡大小 原生质层的位置 细胞大小
蔗糖溶液
清水
观看实验视频，完成下列表格：
变小
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置
原生质层脱离细胞壁
基本不变
基本不变
得出结论：
原生质层相当于半透膜
思考与讨论
1.该实验过程共观察了3次，制作临时装片后观察，滴加蔗糖溶液后观察，滴加清水后再次观察。每一次是什么样的实验现象呢 该实验的实验对照方式是？
答：原生质层紧贴细胞壁、质壁分离的细胞、质壁分离复原的细胞；（自身）前后对照
思考与讨论
2. 洋葱鳞片叶外表皮细胞在0.3g/ml的蔗糖溶液发生质壁分离的内在因素和外在因素是什么？
答： 外因：外界溶液浓度大于细胞液溶度；
内因：原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。
拓展：质壁分离及其复原实验的应用
（1）判断细胞的死活。 （2）测定细胞液浓度范围。
（3）验证细胞壁和原生质层的伸缩性大小。
（4）比较不同植物细胞的细胞液浓度。
（5）农业生产中的水肥管理 （6）生活中杀菌、防腐、腌制食品
（7）鉴别不同种类的溶液。
成熟植物细胞+不同种类溶液→质壁分离→溶质不能通过半透膜的溶液（如蔗糖溶液）
质壁分离后又自动复原→溶质能通过半透膜的溶液
（如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液）
课中必练
学案“课中必练2”
任务四：归纳概括自由扩散和协助扩散
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，这种物质扩膜运输方式称为被动运输。
被动运输
自由扩散
协助扩散
被动运输图解
运输方式名称
运输方向
是否需要转运蛋白
是否消耗能量
举例
影响因素
任务四：归纳概括自由扩散和协助扩散
自由扩散（简单扩散）
从高浓度到低浓度
不需要
不需要
气体（氧气、二氧化碳）、少部分水、脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯等）
浓度差
旁栏思考
甘油、乙醇、少部分水等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞？
答： 因为甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层出入细胞。（相似相溶原理）
少部分水可经磷脂分子之间的间隙，出入细胞。
被动运输图解
运输方式名称
运输方向
是否需要转运蛋白
是否消耗能量
举例
影响因素
任务四：归纳概括自由扩散和协助扩散
自由扩散（简单扩散）
从高浓度到低浓度
不需要
不需要
气体（氧气、二氧化碳）、少部分水、脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯等）
浓度差
协助扩散（易化扩散）
从高浓度到低浓度
需要
不需要
水分子、离子、葡萄糖、氨基酸
浓度差、转运蛋白的数量
思考讨论
膜两侧浓度差对被动运输速率的影响：
自由扩散
协助扩散
P点后速率受转运蛋白数量限制
比较载体蛋白和通道蛋白的异同
载体蛋白 通道蛋白
图示
区别
①需要与被运输的物质相结合；
②转运时会发生自身构象的改变
①不需要与通道蛋白结合
②转运时不会发生自身构象的改变
对比归纳
自由扩散和协助扩散的共性：
1、物质均以扩散的方式进出细胞
2、都是顺浓度梯度的跨膜运输
3、均不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量
资料1:
水分子比较小，在活细胞中含量最多，人们曾经认为它们以自由穿过细胞膜磷脂分子的间隙而进出细胞。后来的研究发现，水分子通过细胞膜时的速率高过人工膜，由此推断细胞膜上可能存在特殊的输送水分子的通道。
资料2:
1988年，美国科学家阿格雷从红细胞和肾小管细胞中分离出一种新的膜蛋白，后来经过实验获得了该蛋白的氨基酸序列结构，证实了水通道蛋白的存在。目前，人们已经从细菌、酵母菌、植物、动物的细胞中分离出多种水通道蛋白。
课中必练
学案“课中必练3”
被动运输
水进出细胞的原理
渗透作用
概念
发生条件
动物细胞
结构基础：细胞膜相当于一层半透膜
植物细胞
结构基础：原生质层相当于一层半透膜
探究实验
一般过程
质壁分离发生的原因
自由扩散
特点
顺浓度梯度、不消耗能量
影响因素
浓度差、温度
协助扩散
特点
顺浓度梯度、不消耗能量、需要转运蛋白
影响因素
浓度差、温度、转运蛋白数量
本节总结
本节作业
今日：默写和课后习题
明日：完成学案练习题