资源简介

(共28张PPT)
细胞的物质输入和输出
第4章
第1节 被动运输
教学目标
生命观念：
通过结构与功能观理解细胞物质输入和输出得知识，基于细胞膜的选择透过性认同生命的自主性，从而更深刻的理解生命的本质。
科学思维：
运用归纳与概况法从“水的渗透作用”和“水进出哺乳动物红细胞”两个实验中获取规律，并培养学生对结果做出预测的素养。
科学探究：
能够根据实验目的，设计细胞的吸水与失水实验，培养学生提出问题，作出假设，设计实验等科学探究及动手实践的能力。
社会责任：
利用物质跨膜运输的原理，了解人类研究物质跨膜运输方式的社会意义以及一些生活中现象的原理（例如蔬菜的腌制），及合理施肥等实践问题的分析和解决，提升学生的社会责任感。
教学重点、难点
重点:
1、渗透作用的发生及条件
2、认同细胞膜是选择透过性膜
难点：
实验设计的基本原则和方法
问题探讨
在一个长颈漏斗是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。
1.漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
2.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？
3.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？
总体上，水分子进入漏斗导致水量增加，液面上升
不会，当管内的液面上升到一定高度后，管中的水柱产生的压力会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
不会，纱布不是半透膜，蔗糖分子和水分子都能通过
漏斗管中的液面保持不变
渗透作用
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
水分子可以自由通过，而蔗糖分子不能通过。
漏斗内溶液体积增大， 液面上升
蔗糖分子(太大)不能通过半透膜
水分子能透过半透膜
清水中水分子密度较大
单位时间进入漏斗的水分子数多于出来的分子数
渗透作用：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散
半透膜
膜两侧的溶液具有浓度差
条件
渗透的方向
水多
水少
一.水进出细胞的原理
细胞吸水膨胀
外界溶液浓度_______细胞质浓度
细胞___________
外界溶液浓度_______细胞质浓度
外界溶液浓度大于细胞质浓度
细胞保持正常状态
小于
失水皱缩
等于
1.水进出动物细胞的原理
思考·讨论
2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
血红蛋白是有机大分子物质,不能透过细胞膜,它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。
是
1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够通过细胞膜吗？这些有机物相当于问题探讨所示装置中的什么物质？
思考·讨论
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。
3.当外界溶液浓度低时，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？
一.水进出细胞的原理
基于红细胞的结构特点及图示结果，你认为水进出红细胞的方式是什么？请说明原因。
是渗透作用。
1.细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜;
2.红细胞中富含大分子的血红蛋白等有机物，不能透过细胞膜，当将其置于低浓度溶液中时，膜两侧存在浓度差。
一.水进出细胞的原理
2.水进出植物细胞的原理
细胞壁
原生质层
细胞液
②
③
④
成熟的植物细胞
细胞膜
液泡膜
细胞质
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
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 。
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
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
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
(1) 质壁分离的内因和外因：
(2) 观察质壁分离和复原，对材料的要求：
(3) 介于细胞膜与细胞壁之间的溶液：
内因：原生质层具有选择透过性
原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性
外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度
活细胞
细胞有大液泡
外界溶液浓度 > 细胞液浓度
外界溶液
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
2. 如果滴加的是0.5 g/ml的蔗糖溶液， 实验结果如何？
1. 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）
3. 可以选用黑藻或者洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验吗？
1、污水净化中应用的超滤膜技术指的是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。在一定压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的其他小分子物质通过，达到将溶液净化、分离与浓缩的目的。下列说法中合理的是（ ）
A、超滤膜技术使用的“滤膜”实质上是一种人造半透膜
B、超滤膜技术使用的“滤膜”实质上是一种人造生物膜
C、超滤膜技术可以滤去水中的各种污染物
D、透过“滤膜”的水，已被除去了臭味
解析：
水体中的物质能否通过滤膜取决于物质分子与膜孔径的大小关系，因此滤膜实质上是一种半透膜；A对B错。
滤膜只允许水及膜孔径小的其他小分子物质通过，而这些小分子物质中仍可能有污染物；C错。
有臭味的小分子物质可以透过半透膜；D错。
A
2、将a，b，c三组红细胞（细胞内的液体浓度相同）分别置于不同浓度的氯化钠溶液中进行实验，浸泡一段时间后其细胞形态如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
A、图中所示细胞外界溶液的浓度，a组
的比b组的高
B、浸泡过程中a组细胞失水量小于c组细
胞失水量
C、若向a组烧杯中加入少量葡萄糖，则其细胞可能会皱缩后恢复原状
D、上述实验中引起细胞形态的改变而消耗能量的数量比较：c＞b＞a
a b c
D
3、将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液，一小时后测定马铃薯条质量变化率，结果如表。下列叙述中正确的是（ ）
溶液 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
质量变化率 +8% -6% -4% 0%
A、Ⅰ的浓度最低
B、Ⅱ的浓度较Ⅰ低
C、Ⅳ的浓度最高
D、Ⅳ可能是蒸馏水
A
4、如图是某同学用紫色洋葱鳞片叶的外表皮做“植物细胞的质壁分离及复原”的实验中所观察到的细胞图，下列叙述正确的是（ ）
A、图中的1、2、6组成了细胞的原生质层
B、图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的
浓度一定大于7处的浓度
C、图中1是细胞液，6中充满了外界溶液
D、图中7是细胞液，在细胞发生质壁分离过
程中，其颜色逐渐变浅
C
被动运输
扩散方式
不需要
能量
被动运输
自由扩散
协助扩散
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。
被动运输
被动运输
自由扩散（简单扩散）
协助扩散（易化扩散）
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式
物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式
物质跨膜运输的方式 浓度梯度 是否需要 转运蛋白 是否
消耗能量
被动运输 自由扩散
协助扩散
顺浓度梯度
不需要
需要
不消耗
不消耗
顺浓度梯度
比较自由扩散和协助扩散，并完成下列表格。
被动运输
水分子很小，不带电荷但具有极性，尽管能够以自由扩散过膜，但是更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。
例如：
正常成年人每天产生的原尿约为180 L，最终
只有约1.5 L的尿液排出。其他的水去哪了？
被肾小管细胞吸收进入血液了。该过程需要水分子大量、快速通过细胞膜进入肾脏细胞，自由扩散的运输速率远不能满足生命活动的需要，而协助扩散能提高水的转运速率。
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 载体蛋白需要与被运输的物质结合，每次转运时都会发生自身构象的改变 分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，只容许与自身通道直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。
曲线解读
运输速率
膜两侧的浓度差
运输速率
膜两侧的浓度差
判断：哪条曲线是自由扩散/协助扩散？请说出判断依据。
自由扩散
协助扩散
影响自由扩散的因素：
温度
膜两侧的浓度差
影响协助扩散的因素：
温度
膜两侧的浓度差
转运蛋白的数量
一、概念检测
1. 物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关。判断下列有关物质跨膜运输的表述是否正确。
（1）细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。（ ）
（2）水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的。 （ ）
（3）载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的。 （ ）
2. 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
√
×
×
D
练习与应用
氧气，二氧化碳，氮气，苯，水，甘油，乙醇等通过自由
扩散通过细胞膜；氨基酸、核苷酸、葡萄糖通过协助扩散
一、概念检测
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
B
课堂总结
被动运输
自由扩散
协助扩散
磷脂双分子层
载体蛋白
转运蛋白
通道蛋白
水通道蛋白
水分子进出细胞
属于
包括
穿过
借助
包括
如

展开更多......

收起↑