【生物课件】被动运输课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1.pptx

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1、1必修一必修一 第四章第四章 第第1 1节（第节（第1 1课时）课时）被被动动运运输输思考与探讨：思考与探讨：植物为什么会萎蔫？又为什么在洒水后能挺立起来呢？植物为什么会萎蔫？又为什么在洒水后能挺立起来呢？活动:探究植物细胞的吸水和失水1.实验材料：紫色的洋葱鳞片叶（紫色外表皮）细胞膜细胞膜细胞壁细胞壁细胞质细胞质液泡膜液泡膜原生质原生质层层含水含水、无机盐、有机酸、生物、无机盐、有机酸、生物碱、碱、色素色素等，有一定浓度。等，有一定浓度。细胞液细胞液液泡液泡向载玻片中央滴一滴清水；撕取洋葱鳞片叶外表皮置于清水中展平，盖上盖玻片，吸去多余的水；用低倍镜观察细胞状态；在载玻片一侧滴入0.3g/m

2、L蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引(引流法)，重复几次，观察细胞在高浓度溶液中的形态变化；在载玻片一侧滴入清水，另一侧用吸水纸吸引，重复几次，再观察细胞在低浓度溶液中的形态变化2.实验流程活动:探究植物细胞的吸水和失水实验步骤：实验步骤：在载玻片上滴加1 滴清水取植物组织放入水滴中盖盖玻片观察（先低倍，后高倍）实验原理：实验原理：植物叶肉细胞较大，呈绿色，不需染色，直接观察。活动:用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动实验操作实验1：观察叶绿体、胞质环流在载玻片中央滴一滴在载玻片中央滴一滴清水清水取取黑藻黑藻叶片叶片(或或用用菠菜菠菜叶叶，撕撕取取“稍带叶肉细胞的下稍带叶肉细胞的下表皮表皮”)置于清水中

3、置于清水中展平展平，盖盖上上盖玻片；盖玻片；在在低倍镜低倍镜下观察下观察叶绿体形态叶绿体形态、胞质环流胞质环流实验2：探究植物细胞的吸水和失水在载玻片中央滴一滴在载玻片中央滴一滴清水清水；取取洋葱鳞片叶洋葱鳞片叶外表皮外表皮置于清水中置于清水中展展平平，盖盖上上盖玻片，吸盖玻片，吸去多余的去多余的水；水；用用低倍镜低倍镜观察观察细胞在清水中的状态细胞在清水中的状态；用用引流法引流法将外界溶液换成将外界溶液换成0.3g/mL0.3g/mL蔗糖蔗糖溶液，溶液，再观察细胞再观察细胞在高浓度溶液中的在高浓度溶液中的形态变化形态变化；（在盖玻片一侧滴入0.3g/mL蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复3

4、次）用用引流法引流法将外界将外界溶液再换回溶液再换回清水，清水，再再观察观察细胞细胞在低浓度在低浓度溶液中的形态变化溶液中的形态变化；换换蔗糖溶液蔗糖溶液后后换换清水清水后后液泡液泡 大小大小液泡液泡 颜色颜色原生质层原生质层 位置位置细胞细胞 大小大小实验现象变小变小恢复恢复原来大小原来大小原生质层原生质层脱离脱离细胞壁细胞壁原生质层恢复原生质层恢复原来位置原来位置基本不变基本不变基本不变基本不变质壁分离复原质壁分离复原质壁分离质壁分离正常状态正常状态变深变深变浅（恢复原来颜色）变浅（恢复原来颜色）你现在能从微观解释植物你现在能从微观解释植物“失水失水”萎蔫现象了吗？萎蔫现象了吗？蔗糖溶液蔗

5、糖溶液清水清水(1)(1)当当细胞液细胞液浓度浓度_外界外界溶液浓度溶液浓度时时，细胞失水细胞失水，原生质原生质层和细胞壁层和细胞壁分离分离，发生发生_。(2)(2)发生质壁分离的发生质壁分离的细胞细胞，当当细胞液细胞液浓度浓度_外界外界溶液浓度溶液浓度时时，细胞吸水细胞吸水，发生发生_。小于小于质壁分离质壁分离大于大于质壁分离复原质壁分离复原质壁分离质壁分离复原以上表达了质壁分离和复原的外因，内因是什么？原生质层的伸缩性大，而细胞壁的伸缩性很小。植物细胞失水和吸水的具体方式是什么呢？实验结论扩散现象归纳：发生这种现象的归纳：发生这种现象的必要条件有哪些？必要条件有哪些？通过半透膜的扩散渗透作

6、用注：玻璃纸是一种半透膜，水分子可自由通过，而蔗糖等稍大的分子不能通过。半透膜半透膜内外浓度差内外浓度差如果内外都是换作清水或同浓度的蔗糖溶液呢？如果半透膜换作全透的纱布或不透水的塑料薄膜呢？思考&讨论比较与分析比较与分析成熟成熟植物植物细胞是通过渗透吸水失水的吗？细胞是通过渗透吸水失水的吗？成熟植物细胞与渗透装置有相通之处吗？成熟植物细胞与渗透装置有相通之处吗？成熟的植物细胞具备发成熟的植物细胞具备发生渗透作用的必要条件生渗透作用的必要条件原生质层相当于原生质层相当于半透膜半透膜内外都存在浓度差内外都存在浓度差成熟植物细胞是通过成熟植物细胞是通过“渗透作用渗透作用”吸水失水吸水失水的的大胆大

7、胆猜想猜想模拟过程：模拟过程：验证思路：验证思路：用什么材料？怎么做？用什么材料？怎么做？预期结果：预期结果：如果如果是是通过渗透作用通过渗透作用吸水吸水/失水失水的，那么红细胞：的，那么红细胞：在在高浓度高浓度溶液溶液中将会中将会；在在清水清水中，将会。中，将会。小心小心求证求证验证实验：验证实验：动物细胞动物细胞红细胞红细胞放在高放在高/低浓度溶液低浓度溶液失水皱缩失水皱缩吸水膨胀，甚至胀破吸水膨胀，甚至胀破得出得出结论结论动、植物细胞的吸水和失水都是通过“渗透作用”实现的成熟的植物细胞就是一个渗透系统请根据请根据以上以上“探究细胞的吸水与失水探究细胞的吸水与失水”过程，过程，提炼科学探究

8、的一般提炼科学探究的一般流程流程：提出问题提出问题大胆假设大胆假设小心求证小心求证证伪证伪修改假设修改假设得出结论得出结论证实证实方法方法提炼提炼Aab，细胞渗透吸水Bab，渗透系统保持动态平衡Cab，细胞渗透失水D上述三种情况都可能在观察植物细胞质壁分离和复原的实验过程中，某同学在视野中看到洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态，a、b表示两处溶液的浓度。由此可以推测，此时（）分析&讨论1 1、漏斗漏斗内液面为什么会升高内液面为什么会升高？（单位体积溶质颗粒越多，对水的吸引力越强）（单位体积溶质颗粒越多，对水的吸引力越强）蔗糖对水的吸引力大，水从蔗糖对水的吸引力大，水从烧杯流向漏斗烧杯流向漏斗。2

9、 2、在在渗透的过程中渗透的过程中，水分子是否只由低浓水分子是否只由低浓度一侧扩散到高浓度一侧？度一侧扩散到高浓度一侧？不是。水分子不是。水分子是自由扩散的，只是单位时是自由扩散的，只是单位时间由低浓度一侧扩散到高浓度一侧的水分子数间由低浓度一侧扩散到高浓度一侧的水分子数目目更多。更多。3 3、达到、达到渗透平衡时，膜两侧溶液之间是否渗透平衡时，膜两侧溶液之间是否还存在浓度差？还存在浓度差？存在。长存在。长颈漏斗中蔗糖溶液的浓度永远大颈漏斗中蔗糖溶液的浓度永远大于烧杯中的于烧杯中的清水。清水。水多（浓度低）水多（浓度低）水少（浓度高）水少（浓度高）液面是否一直上升？液面是否一直上升？在U形管中

10、部c处装有半透膜，在a侧加入红色的细胞色素(相对分子质量为13000的蛋白质)的水溶液，b侧加入清水，并使a、b两侧液面高度一致。经过一段时间后，实验结果将是（）A.a、b两液面高度一致，b侧为无色B.a、b两液面高度一致，b侧为红色C.a液面低于b液面，b侧为红色D.a液面高于b液面，b侧为无色如图实验装置中，半透膜只允许水分子和单糖分子透过，向a侧加入质量分数为5%的蔗糖溶液，向b侧加入质量分数为5%的葡萄糖溶液，初始状态如图，则下列关于液面的变化及相关叙述正确的是（）A.a先降后升，b先升后降B.a先升后降，b先降后升C.当液面最终停止变化时，半透膜两侧溶液浓度相等D.当液面最终停止变化

11、时，b侧浓度高于a侧提示：对水分子的吸引力，提示：对水分子的吸引力，取决于摩尔浓度取决于摩尔浓度，而不是质量浓度。，而不是质量浓度。如图为渗透作用实验，开始时如图1，a代表清水，b、c代表蔗糖溶液(蔗糖不能透过半透膜)，过一段时间后结果如图2，漏斗管内的液面不再发生变化，H1、H2表示漏斗管内液面与清水的高度差，下列说法错误的是()A.图1中b的浓度大于c的浓度B.图2中b的浓度等于c的浓度C.图1a中水分子扩散到b的速率大于a中水分子扩散到c的速率D.图2a中水分子扩散到b的速率等于b中水分子扩散到a的速率发生质壁分离的原因（外因、内因）？外因：细胞外液浓度细胞液浓度内因：原生质层的伸缩性细

12、胞壁的伸缩性小结观察到质壁分离现象的必要条件？有细胞壁（植物细胞）有中央大液泡（成熟的植物细胞）液泡有色素活细胞细胞外液浓度细胞液浓度拓展思考：洋葱拓展思考：洋葱鳞片叶的内表皮会发生质分离吗？鳞片叶的内表皮会发生质分离吗？辨析：以下细胞能发生质壁分离吗？辨析：以下细胞能发生质壁分离吗？植物细胞（）动物细胞（）死细胞（）植物细胞（）动物细胞（）死细胞（）小结课本课本：创新创新 L：本节余下部分：本节余下部分（P56右右2(2)(4)、P58 T4 不做不做）S：22必修一必修一 第四章第四章 第第1 1节（第节（第2 2课时）课时）被被动动运运输输1.质壁分离实验常用的材料是质壁分离实验常用的材

13、料是 .原因原因 .2.如果选用洋葱鳞片叶的如果选用洋葱鳞片叶的内表皮内表皮细胞，会否发生质壁分离？细胞，会否发生质壁分离？判断依据？如何验证？判断依据？如何验证？3.如果是以上是三如果是以上是三个个不同的细胞不同的细胞放在放在相同的溶液相同的溶液中，中，则三个细胞原来的浓度大小依次是则三个细胞原来的浓度大小依次是？洋葱鳞片紫色叶外表皮细胞洋葱鳞片紫色叶外表皮细胞液泡大、液泡大、紫色，方便紫色，方便观察观察会会蔗糖蔗糖溶液加入溶液加入红墨水红墨水紫色是哪种物质呈现的？紫色是哪种物质呈现的？1 2 3(1)1)此细胞发生了此细胞发生了_现象，是细胞现象，是细胞_的结果。的结果。(2)(2)图中图

14、中的结构名称是的结构名称是_，共同构成了共同构成了_。(3)(3)图中图中充满了充满了_，其浓度，其浓度_。(4)(4)将此细胞置于清水中，将此细胞置于清水中，的体积会的体积会_，是由于细胞，是由于细胞_ 的的结果。结果。质壁分离质壁分离渗透失水渗透失水细胞膜细胞膜原生质层原生质层蔗糖溶液蔗糖溶液略小于略小于0.3 g/mL变大变大渗透吸水渗透吸水在在紫色洋葱表皮细胞临时装片的盖玻片一紫色洋葱表皮细胞临时装片的盖玻片一侧滴加质量浓度为侧滴加质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液的蔗糖溶液后，后，出现出现了如图所示的了如图所示的情形，请情形，请据图回答下面的问据图回答下面的问题。题。1、所有植物细

15、胞失水都能发生质壁分离吗、所有植物细胞失水都能发生质壁分离吗？不是，不是，具有具有大液泡大液泡的、活的植物细胞的、活的植物细胞分析&讨论2、植物细胞在植物细胞在0.3g/mL的蔗糖溶液中的蔗糖溶液中发生发生质壁分离的原因质壁分离的原因？外因外因：外界溶液浓度：外界溶液浓度 细胞液浓度，细胞渗透失水细胞液浓度，细胞渗透失水内因内因：原生质：原生质层伸缩层伸缩性比细胞壁性比细胞壁大大3、植物细胞在、植物细胞在0.3g/mL的蔗糖溶液中会一直失水吗？的蔗糖溶液中会一直失水吗？不会不会，当细胞内外浓度相等的，当细胞内外浓度相等的时候时候4、质壁分离过程中，原生质层与细胞壁的距离、细胞、质壁分离过程中，

16、原生质层与细胞壁的距离、细胞液浓度、细胞吸收能力怎么变化液浓度、细胞吸收能力怎么变化？距离距离增大、细胞液浓度变大、吸水能力增大、细胞液浓度变大、吸水能力增强增强5 5、如果、如果将将0.3g/ml0.3g/ml的蔗糖溶液改为同浓度的葡萄糖、的蔗糖溶液改为同浓度的葡萄糖、KNOKNO3 3等等溶液，细胞溶液，细胞会怎样？会怎样？现象：细胞现象：细胞先先质壁质壁分离分离，后后自动自动复原复原原因：细胞能吸收这些物质而提高细胞液浓度原因：细胞能吸收这些物质而提高细胞液浓度6 6、如果、如果将将0.3g/ml0.3g/ml蔗糖溶液改为蔗糖溶液改为0.5g/ml0.5g/ml，细胞又会怎样？，细胞又会

17、怎样？现象：细胞很快发生现象：细胞很快发生质壁分离，再放在低浓度质壁分离，再放在低浓度溶液中溶液中不能复原不能复原。原因：高浓度溶液导致细胞原因：高浓度溶液导致细胞死亡死亡。分析&讨论3、假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是（）A.甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原B.甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原C.只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原D.甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原提示：蔗糖不能直接进入植物细胞，但甘油可以。提示：蔗糖不能直接进入

18、植物细胞，但甘油可以。C已知abc三个细胞的细胞液浓度大小关系为：abc。当它们如图所示相邻时，能正确表示水分在三者之间的流动关系的是（）acbacbacbacbABD应用一：判断应用一：判断植物细胞的植物细胞的死活死活死死细胞不能发生质壁分离和质壁分离复原细胞不能发生质壁分离和质壁分离复原现象现象应用二：判断应用二：判断植物细胞液浓度的相对植物细胞液浓度的相对大小大小当当细胞状态稳定细胞状态稳定时时，视野，视野中约中约50%50%的细胞发生的细胞发生质质壁分离壁分离的的外界外界溶液浓度大致等于细胞液溶液浓度大致等于细胞液的的浓度浓度应用三：农业应用三：农业生产中的水肥生产中的水肥管理管理合理

19、施肥合理施肥应用四：生活应用四：生活中杀菌、中杀菌、防腐防腐用盐水清洗伤口；腌制用盐水清洗伤口；腌制食品食品实践&应用细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表皮细胞。请设计实验，测定该细胞的细胞液的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路，并分析其中的基本原理。实验思路：配置一系列浓度梯度的蔗糖溶液；将紫色洋葱鳞片叶表皮置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中；适当时间后用显微镜观察质壁分离的情况。基本原理：溶液浓度大于细胞液浓度，细胞会发生质壁分离；反之则不发生。所以介于质壁分离刚好发生与刚好不发生之间的浓度，即大致为细胞液浓度。利用高浓度盐水（NaCl溶液）

20、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 基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是（）A.成熟植物细胞的死活B.原生质层比细胞壁的伸缩性大C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞水分子的运输方向总是：_顺相对含量梯度其他的分子的跨膜运输方式也一样吗？质壁分离的过程或复原过程中：水水分子相对含量少少即：水水分子相对含量多多分析&讨论物物质质通通过过简简单单的的扩扩散散作作用用进进出出细细胞胞，叫叫做做自自由由扩扩散散

21、（也也称称简简单单扩扩散散）实例实例：水；氧气水；氧气和二氧化碳等多种和二氧化碳等多种气体；气体；脂脂溶性物质溶性物质（苯、甘油、乙醇等（苯、甘油、乙醇等）【资料资料1 1】当当肺泡内氧的浓度大于肺泡细胞内部氧的浓度肺泡内氧的浓度大于肺泡细胞内部氧的浓度时，氧时，氧便便通过扩散作用进入肺泡细胞通过扩散作用进入肺泡细胞内部，最终内部，最终扩散到扩散到毛细血管，随毛细血管，随血液循血液循环运输到环运输到全身，供全身，供细胞使用。细胞内由于呼吸作用使二氧化碳浓度细胞使用。细胞内由于呼吸作用使二氧化碳浓度升高，二氧化碳升高，二氧化碳变通过扩散作用排出变通过扩散作用排出细胞，进入细胞，进入细胞外液。细胞

22、外液。【资料资料资料资料2 2 2 2】19881988年年美国科学家阿格雷（美国科学家阿格雷（AgreAgre）在分离纯化红细胞膜）在分离纯化红细胞膜上的蛋白质上的蛋白质时，发现时，发现了跨膜蛋白了跨膜蛋白AQP1AQP1。阿格雷将含有。阿格雷将含有AQP1AQP1蛋白和不蛋白和不含此蛋白的细胞放在同一种水溶液含此蛋白的细胞放在同一种水溶液中，出现中，出现如下实验现象：如下实验现象：含有AQP1蛋白的细胞不含有AQP1蛋白的细胞1.1.实验结果是？实验结果是？2.2.你你能做出什么推论？能做出什么推论？参见课本对水通道的探索历程参见课本对水通道的探索历程借助细胞膜上的借助细胞膜上的转运蛋白转

23、运蛋白进进出细胞的物质出细胞的物质扩散扩散方式，叫做方式，叫做协助扩协助扩散（也称易化扩散）散（也称易化扩散）。载体载体蛋白和通道蛋白蛋白和通道蛋白有何有何异同异同？实例实例：葡萄糖进入红细胞；水：葡萄糖进入红细胞；水通过水通道蛋白进出通过水通道蛋白进出同：都对被转运对象有选择；异：转运时，载体蛋白要与转运对象结合，而通道蛋白质不会与对象结合；关于空间构象，一般认为：通道蛋白的构象也会改变（通道的开闭）。关于空间构象，一般认为：通道蛋白的构象也会改变（通道的开闭）。辨析：蛋白质的空间结构发生改变，其功能一定会异常（辨析：蛋白质的空间结构发生改变，其功能一定会异常（）物质_浓度梯度，以扩散方式进

24、出细胞，_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统称为被动运输。顺顺不需要不需要1、自由扩散与协助扩散有什么异同？同：都是顺浓度梯度进行（高低）异：后者需要转运蛋白的协助2、自由扩散和协助扩散的动力是什么？浓度差被动运输（自由扩散被动运输（自由扩散+协助扩散）协助扩散）分析&讨论4.请绘制自由扩散、协助扩散速率的曲线。注：物质浓度在一定范围内注：物质浓度在一定范围内自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散3.影响自由扩散和协助扩散的因素有哪些？自由扩散：浓度差协助扩散：浓度差、转运蛋白数量分析&讨论温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗？请请你提

25、出假设，并设计检验该假设的实验方案。你提出假设，并设计检验该假设的实验方案。设想：会影响扩散速率，在一定温度范围内，温度越高，扩散速度越快设想：会影响扩散速率，在一定温度范围内，温度越高，扩散速度越快验证思路：验证思路：配置两套完全相同的渗透装置，分别标记为配置两套完全相同的渗透装置，分别标记为A组组B组；组；A组水及蔗糖溶液均调至相同的高温（如组水及蔗糖溶液均调至相同的高温（如50）；）；B组水及蔗糖溶液均为常温。让组水及蔗糖溶液均为常温。让AB组的漏斗内外液面平齐；组的漏斗内外液面平齐；观察比较观察比较AB两组漏斗中蔗糖液面上升速度（或达到平衡所需时长）两组漏斗中蔗糖液面上升速度（或达到平衡所需时长）拓展思考：拓展思考：1.平衡时，平衡时，AB两组的液面差相同吗？两组的液面差相同吗？2.温度会影响水分通过细胞膜吗？你能用跨学科知识解释吗？温度会影响水分通过细胞膜吗？你能用跨学科知识解释吗？