資源簡介

(共46張PPT)
第4章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出
第1節(jié) 被動運輸
生活中我們會發(fā)現(xiàn)：
①你吃比較咸的食物時，例如你吃腌制的咸菜，連續(xù)嗑鹽的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜有什么感覺？為什么？
②糖拌西紅柿放置一段時間后，會出現(xiàn)很多“汁”， “汁”中的水是哪來的？
問題探討
水是如何進出細(xì)胞的？
滲透作用
1. 滲透作用
擴散：分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)運動的現(xiàn)象。
滲透作用：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散。
圖1 擴散
圖2 滲透
半透膜
一. 水進出細(xì)胞的原理
好香啊！
滲透現(xiàn)象演示
滲透現(xiàn)象動畫演示
分子級別動畫演示
蔗糖分子 水分子
在一個長頸漏斗的漏斗口外密封上一層玻璃紙，往漏斗內(nèi)注入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗內(nèi)外的液面高度相等。
問題探究
一. 水進出細(xì)胞的原理
滲透現(xiàn)象演示
分子級別演示
問題1： 漏斗內(nèi)的液面為什么會升高？
(1) 滲透作用的現(xiàn)象
單位時間從清水流入蔗糖溶液中的水分子數(shù)
單位時間從蔗糖溶液流入清水中的水分子數(shù)
1. 滲透作用
問題2：如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會無限升高嗎？
達到平衡還有水分子移動嗎？
此時仍然有水分子進出半透膜
水分子進出速率相等（動態(tài)平衡）
不相等，
S1
S2
滲透平衡后，液面高的一側(cè)溶液濃度也高（溶液濃度高的一側(cè)液面高）；濃度差越大，液面高度差也越大。
S1
S2
此時，半透膜兩側(cè)溶液濃度相等嗎？
不會，當(dāng)管內(nèi)的液面上升到一定高度之后，管中的水柱產(chǎn)生的壓力將加快漏斗中水分向外擴散的速度（靜水壓），最終達到平衡，液面將不再上升。
S1>S2（滲透壓=靜水壓）
問題3：如果用一層紗布代替玻璃紙，漏斗內(nèi)液面會升高嗎？
不會，因為紗布空隙很大，水分子和蔗糖分子都能自由通過。
問題4：如果燒杯中不是清水？而是同樣濃度的蔗糖溶液，漏斗內(nèi)液面會升高嗎？
液面不會升高，膜兩側(cè)濃度相同，半透膜兩側(cè)水分子擴散速度相同。
30%蔗糖溶液
紗布
清水
30%蔗糖溶液
玻璃紙
30%蔗糖溶液
總結(jié)：發(fā)生滲透作用的條件是什么？
①具有半透膜
②半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差
(2) 滲透作用的原理
1. 滲透作用
蔗糖溶液
玻璃紙（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
相對含量高 相對含量低
溶液濃度
水的含量
低濃度溶液 高濃度溶液
(3) 滲透作用中水分子運動的方向：
水在單位體積溶液中含量的多少
單位體積溶液中所含溶質(zhì)的量
1. 滲透作用
滲透方向：水分子從水的相對含量高的一側(cè)（低濃度溶液）向相對含量低的一側(cè)（高濃度溶液）滲透 。
課堂檢測
1．下圖表示某植物相鄰的3個細(xì)胞，細(xì)胞液濃度依次為甲>乙>丙，正確表示它們之間水分子滲透方向的是(　　)
√
2．如圖為滲透裝置示意圖，a、b分別為不同濃度的蔗糖溶液，據(jù)圖判斷，下列敘述錯誤的是(　　)
A．若c為一層紗布，則不會發(fā)生此現(xiàn)象
B．實驗開始時，c兩側(cè)的溶液濃度大小是a>b
C．實驗過程中漏斗管內(nèi)的液面先上升后保持穩(wěn)定
D．當(dāng)漏斗管內(nèi)的液面停止上升時，水分子進出漏斗達到動態(tài)平衡
√
課堂檢測
解析　如果c為紗布，漏斗內(nèi)的蔗糖會擴散到外界溶液中，濃度差無法維持，液面不會上升，A正確；看圖可知：漏斗液面上升，故實驗開始時，c兩側(cè)的溶液濃度大小是b>a，B錯誤；實驗過程中漏斗管內(nèi)的溶液濃度較大，水分子進入漏斗內(nèi)的多于從漏斗出來的，液面先上升，達到一定高度，當(dāng)上升的液柱產(chǎn)生的靜水壓＝水分子進入漏斗的滲透壓時，液面不再上升，水分子進出漏斗達到動態(tài)平衡，C、D正確。
3.漏斗內(nèi)溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液，漏斗內(nèi)外起始液面一致，滲透平衡時的液面差為Δh。下列敘述錯誤的是
A.用紗布代替半透膜，蔗糖分子可自由通過
B.達到滲透平衡時，水分子不會透過半透膜
C.如果將S2的濃度適當(dāng)降低，則滲透平衡時Δh會更大
D.實驗開始時S1濃度大于S2，滲透平衡時S1濃度仍大于S2
√
課堂檢測
解析　紗布是全透性的，代替半透膜后，蔗糖分子可自由通過，A正確；
達到滲透平衡時，水分子會透過半透膜，且進出半透膜的速率相同，B錯誤；
將S2的濃度適當(dāng)降低，漏斗內(nèi)外溶液的濃度差更大，則滲透平衡時Δh會更大，C正確；
實驗開始時S1濃度大于S2，滲透平衡時由于有液面差Δh，所以S1濃度仍大于S2，D正確。
細(xì)胞生活在一個液體環(huán)境中需要通過細(xì)胞膜與外界進行物質(zhì)交換，且細(xì)胞中含量最多的物質(zhì)是水，那么水是如何進出細(xì)胞的呢？
①外界溶液溶質(zhì)的濃度 < 細(xì)胞質(zhì)濃度
②外界溶液溶質(zhì)的濃度 > 細(xì)胞質(zhì)濃度
③外界溶液溶質(zhì)的濃度 = 細(xì)胞質(zhì)濃度
失水皺縮
形態(tài)不變
吸水膨脹
將哺乳動物的紅細(xì)胞放入不同濃度的氯化鈉溶液中，一段時間后，細(xì)胞的變化如下：
2. 水進出動物細(xì)胞的原理
（1）原理：
（2）條件：
①動物細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于一層半透膜
②細(xì)胞質(zhì)與外界溶液之間存在濃度差。
相當(dāng)于
外界溶液
細(xì)胞膜
半透膜
蔗糖溶液
細(xì)胞質(zhì)
相當(dāng)于
2. 水進出動物細(xì)胞的原理
滲透作用
紅細(xì)胞與外界溶液組成了一個滲透系統(tǒng)。
思考·討論 P63
1、紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機物能夠透過細(xì)胞膜嗎？
2、紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是否相當(dāng)于一層半透膜？
血紅蛋白是大分子有機物，不能透過細(xì)胞膜。
是。且細(xì)胞膜具有生命活性。
3、若放在鹽酸溶液中，紅細(xì)胞是膨脹，皺縮，保持原狀還是其他？
鹽酸處理后，細(xì)胞膜通透性改變，細(xì)胞不會發(fā)生滲透作用。
總結(jié)動物細(xì)胞吸水或失水的條件？

①具有細(xì)胞膜，細(xì)胞必須保持活性，此時細(xì)胞膜才相當(dāng)于半透膜。
②細(xì)胞膜兩側(cè)具有濃度差：
外界溶液濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度，失水；外界溶液濃<細(xì)胞質(zhì)濃度，吸水；外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度，細(xì)胞保持原狀。
對農(nóng)作物施肥過多，會造成“燒苗”現(xiàn)象。
將有些萎蔫的菜葉浸泡在清水中，不久，菜葉就會變的硬挺。
鹽腌制過的黃瓜,皺皺巴巴，還出水。
生活現(xiàn)象：
思考：以下生活現(xiàn)象說明什么問題？
水分進出植物細(xì)胞是通過滲透作用嗎？
提出問題
細(xì)胞壁（全透性）
細(xì)胞膜
細(xì)胞質(zhì)
液泡膜
原生質(zhì)層
植物細(xì)胞壁對于水和大部分溶質(zhì)是通透的，且伸縮性比較小
提示：水分進出植物細(xì)胞主要是指水經(jīng)過原生質(zhì)層進出液泡，這一點與動物細(xì)胞有所區(qū)別。
成熟的植物細(xì)胞模式圖
外界溶液
思考：能否把整個原生質(zhì)層看作是一層半透膜呢？
3. 水進入植物細(xì)胞的原理
(1)要觀察的現(xiàn)象（觀察幾次）(2)使用觀察工具 (3)應(yīng)選擇的材料 (4)選擇外界溶液
自主學(xué)習(xí)：請自主閱讀課本P64-65的內(nèi)容，觀看視頻思考下列問題
實驗：探究植物細(xì)胞的吸水和失水
細(xì)胞膜和液泡膜都是生物膜，都具有選擇透過性
提出問題
作出假設(shè)
設(shè)計實驗
進行實驗
分析結(jié)果
表達與交流
原生質(zhì)層是否相當(dāng)于半透膜？
原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜
實驗：探究植物細(xì)胞的吸水和失水
細(xì)胞膜
細(xì)胞質(zhì)
液泡膜
原生質(zhì)層
將植物細(xì)胞（洋蔥外表皮細(xì)胞）浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其大小的變化；再浸潤在清水中，觀察其大小的變化。
預(yù)期結(jié)果
設(shè)計方案
提出問題
作出假設(shè)
設(shè)計實驗
進行實驗
分析結(jié)果
表達與交流
原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，水分子可以自由通過，而蔗糖分子不能通過。
外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度
外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度
細(xì)胞失水（質(zhì)壁分離）
細(xì)胞吸水（質(zhì)壁復(fù)原）
實驗：探究植物細(xì)胞的吸水和失水
洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞
② 吸水紙
① 0.3g/mL的蔗糖溶液
③ 清水
材料用具
引流法
提出問題
作出假設(shè)
設(shè)計實驗
進行實驗
分析結(jié)果
表達與交流
細(xì)胞具有紫色大液泡，便于觀察。
選用化學(xué)試劑的條件：
1.對細(xì)胞無毒害
2.濃度適當(dāng)
實驗：探究植物細(xì)胞的吸水和失水
實驗步驟
蓋上蓋玻片，制成洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片
1
2
3
4
滴清水
撕取洋蔥鱗片葉外表皮
低倍鏡觀察
撕取洋蔥鱗片葉時要不帶葉肉且不宜過大，避免制作裝片時出現(xiàn)重疊和氣泡，撕取后要放入載玻片上的清水中
提出問題
作出假設(shè)
設(shè)計實驗
進行實驗
分析結(jié)果
表達與交流
實驗：探究植物細(xì)胞的吸水和失水
實驗步驟
5
6
低倍鏡觀察
在蓋玻片的一側(cè)滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一側(cè)用吸水紙吸引
中央液泡逐漸變小，顏色變深,原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分離;細(xì)胞大小基本不變。
7
8
在蓋玻片的一側(cè)滴加清水，在另一側(cè)用吸水紙吸引
低倍鏡觀察
中央液泡逐漸變大，顏色變淺,原生質(zhì)層逐漸恢復(fù)到貼近細(xì)胞壁;細(xì)胞大小基本不變。
提出問題
作出假設(shè)
設(shè)計實驗
進行實驗
分析結(jié)果
表達與交流
實驗：探究植物細(xì)胞的吸水和失水
第一階段 第二階段
現(xiàn)象
試劑
中央液泡大小
原生質(zhì)層位置
細(xì)胞大小
名稱
原因
0.3g/mL蔗糖溶液
清水
縮小，顏色變深
質(zhì)壁分離
通過滲透作用失水
逐漸脫離細(xì)胞壁
變大，顏色變淺
逐漸貼近細(xì)胞壁
質(zhì)壁分離復(fù)原
通過滲透作用吸水
基本不變
基本不變
提出問題
作出假設(shè)
設(shè)計實驗
進行實驗
分析結(jié)果
表達與交流
實驗結(jié)果
實驗：探究植物細(xì)胞的吸水和失水
細(xì)胞壁的伸縮性
原生質(zhì)層的伸縮性
＜
外因：
外界溶液濃度
細(xì)胞液濃度
＞
內(nèi)因
原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜
細(xì)胞滲透失水
質(zhì)壁分離
質(zhì)壁分離總結(jié)
質(zhì)壁分離的概念：指原生質(zhì)層和細(xì)胞壁發(fā)生分離的現(xiàn)象
提出問題
作出假設(shè)
設(shè)計實驗
進行實驗
分析結(jié)果
表達與交流
思考：質(zhì)壁分離中“質(zhì)”和”壁”分別指什么？
實驗：探究植物細(xì)胞的吸水和失水
質(zhì)指原生質(zhì)層，壁指細(xì)胞壁。
思考1：實驗中共三次顯微鏡觀察，其中第一次觀察的目的是什么？
觀察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞在清水中的正常狀態(tài)，以此來判斷滴加蔗糖溶液后細(xì)胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離，起到對照作用。
第一次對照
滴加蔗糖溶液
滴加清水
第二次對照
質(zhì)壁分離
質(zhì)壁分離復(fù)原
前后自身對照
思考2：細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)的溶液是什么？
思考3：僅憑左圖能否判斷細(xì)胞細(xì)胞正在發(fā)生質(zhì)壁分離？
不能，也可能正在發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原
稀釋后的蔗糖溶液
思考4：本試驗選用0.3g/mL的蔗糖溶液，如果滴加的是0.5 g/ml的蔗糖溶液，會發(fā)生質(zhì)壁分離的現(xiàn)象嗎？如若發(fā)生質(zhì)壁分離，滴加清水后會發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原嗎？
會發(fā)生質(zhì)壁分離，且更快，但濃度過高會引起植物過度失水而死，將不能再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。
思考5：用一定濃度的KNO3溶液（NaCl等）進行實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)植物細(xì)胞質(zhì)壁分離后，沒有滴加清水，出現(xiàn)了質(zhì)壁分離自動復(fù)原現(xiàn)象。
開始時，由于KNO3等這些外界溶液的濃度高，所以發(fā)生質(zhì)壁分離；
后來，由于細(xì)胞能主動吸收溶液中 的K+和NO3-，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)濃度升高，所以將吸水發(fā)生自動復(fù)原。其他，尿素、甘油、乙二醇亦可。但鹽酸、酒精、醋酸等溶液能殺死細(xì)胞，使原生質(zhì)層失去選擇透過性。不適宜做植物質(zhì)壁分離實驗的試劑。
思考7：根尖分生區(qū)細(xì)胞會不會出現(xiàn)質(zhì)壁分離？
不會，不是成熟的植物細(xì)胞，沒有大液泡。
思考6：發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞，吸水后會發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原，那植物細(xì)胞會出現(xiàn)像動物細(xì)胞的吸水脹破嗎？
不會，因為植物細(xì)胞有細(xì)胞壁的限制。
思考8：紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮也能發(fā)生質(zhì)壁分離，那可以選擇它作為實驗材料嗎？
它是成熟植物細(xì)胞能發(fā)生質(zhì)壁分離。但大液泡是無色，不易觀察。
思考9：細(xì)胞質(zhì)壁分離過程中，細(xì)胞液的濃度和細(xì)胞的吸水能力有什么變化？質(zhì)壁分離復(fù)原過程中，兩者又有什么變化？
質(zhì)壁分離過程中，隨著質(zhì)壁分離程度增大，細(xì)胞液的濃度增大，植物細(xì)胞吸水能力增強；質(zhì)壁分離復(fù)原過程中，隨著質(zhì)壁分離復(fù)原的進行，細(xì)胞液的濃度變小，植物細(xì)胞吸水能力減弱。
（3）活細(xì)胞
總結(jié)：發(fā)生質(zhì)壁分離或復(fù)原的條件：
（1）具有細(xì)胞壁
（2）具有大液泡
（1）判斷成熟植物細(xì)胞的死活
（2）測定細(xì)胞液濃度范圍
待測成熟植物細(xì)胞
一定濃度
蔗糖溶液
鏡檢
發(fā)生質(zhì)
壁分離
無質(zhì)壁
分離
活細(xì)胞
死細(xì)胞
待測成熟植物細(xì)胞
一系列濃度梯度的蔗糖溶液
鏡檢
細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間
4. 質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗的拓展應(yīng)用
（3）比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度
不同植物細(xì)胞
同一濃度蔗糖溶液
鏡檢
發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間越短，細(xì)胞液濃度越小，反之則細(xì)胞液濃度越大
（4）鑒別不同種類的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）
成熟植
物細(xì)胞
不同種
類溶液
鏡檢
只發(fā)生
質(zhì)壁分離
質(zhì)壁分離
后自動復(fù)原
溶質(zhì)不能透過半透膜（如蔗糖溶液）
溶質(zhì)能透過半透膜（如KNO3溶液）
4. 質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗的拓展應(yīng)用
問題：水分子進出細(xì)胞的方式是什么？
活動2：閱讀教材p65-67，找出水分子進出細(xì)胞的方式，小組討論完成表格比較。
方式
特點
實例
自由擴散（簡單擴散）
協(xié)助擴散(易化擴散)
自由擴散
協(xié)助擴散
被動運輸
像水分子這樣，物質(zhì)以擴散方式進出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運輸方式稱為被動運輸。
物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細(xì)胞。
借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進出細(xì)胞的物質(zhì)擴散方式。
(1) 被動運輸?shù)母拍?br/>5. 被動運輸
活動1：觀看視頻，結(jié)合課本P66,回答下列問題。
問題①：總結(jié)自由擴散的特征有哪些？
問題②：舉例說明哪些物質(zhì)是通過自由擴散這種方式穿過細(xì)胞膜？
(2) 自由擴散（簡單擴散）：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細(xì)胞
細(xì)胞外
細(xì)胞內(nèi)
①特點：
①順濃度梯度（高濃度→低濃度）
②不需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助
③不需要消耗能量
(2) 自由擴散（簡單擴散）：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細(xì)胞
動力：濃度差
②實例：
1.氣體分子，如O2、CO2、N2等
2.水、尿素等小分子
3.脂溶性小分子，如甘油、脂肪酸、乙醇、苯等
4.脂質(zhì)分子（膽固醇、性激素等）
(3) 協(xié)助擴散 （易化擴散）：借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進出細(xì)胞的物質(zhì)擴散方式
活動2：觀看視頻，結(jié)合課本P66,回答下列問題。
問題①：總結(jié)協(xié)助擴散的特征有哪些？
問題②：舉例說明哪些物質(zhì)是通過協(xié)助擴散這種方式穿過細(xì)胞膜？
①特點：
①順濃度梯度運輸
②需要轉(zhuǎn)運蛋白協(xié)助
③不需要消耗能量
②實例：
①葡萄糖通過載體蛋白進入紅細(xì)胞
②鈉鉀離子通過離子通道蛋白運輸
③水分子通過水通道蛋白運輸
動力：濃度差
(3) 協(xié)助擴散 （易化擴散）：借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進出細(xì)胞的物質(zhì)擴散方式
載體蛋白 通道蛋白
轉(zhuǎn)運特點 只容許與自身結(jié)合部位 相適應(yīng)的分子或離子通過 只容許與自身通道的直徑和形狀相適配，大小和電荷相適宜的分子或離子通過
自身構(gòu)象 改變 改變不明顯
是否與轉(zhuǎn)運的分子結(jié)合 結(jié)合 不結(jié)合
是否有特異性 具有（更強） 具有
實例 葡萄糖通過載體蛋白進入紅細(xì)胞 水分子通過水通道蛋白進出細(xì)胞
(4)轉(zhuǎn)運蛋白的分類
1、自由擴散和協(xié)助擴散需要消耗能量嗎？為什么？運輸動力是什么？
不需要。因為兩者都是順物質(zhì)濃度梯度。濃度差。
共同點：都是順物質(zhì)濃度梯度，不需要細(xì)胞消耗能量。
不同點：前者不需要蛋白質(zhì)的協(xié)助， 后者必須有蛋白質(zhì)的協(xié)助。
2、自由擴散和協(xié)助擴散有什么異同？
思考：
自由擴散演示按鈕
協(xié)助擴散演示按鈕
自由擴散和協(xié)助擴散：
請判斷①和②分別是哪一種被動運輸方式？請說明判斷理由。
運輸速率
膜兩側(cè)的濃度差
①
②
P點
（轉(zhuǎn)運蛋白飽和點）
膜兩側(cè)的濃度差
膜兩側(cè)的濃度差
轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量
協(xié)助擴散
自由擴散
(5)影響被動運輸?shù)囊蛩?br/>影響協(xié)助擴散的因素：
影響自由擴散的因素：
膜兩側(cè)的濃度差
膜兩側(cè)的濃度差
轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量
溫度
溫度
溫度
生物膜的流動性
酶活性
呼吸速率
影響
影響
影響
影響
物質(zhì)運輸速率
溫度對被動運輸?shù)挠绊?br/>(5)影響被動運輸?shù)囊蛩?br/>被動運輸
動物細(xì)胞：
植物細(xì)胞：
滲透作用：
半透膜；半透膜兩側(cè)要有濃度差
吸水膨脹；失水皺縮
原生質(zhì)層，質(zhì)壁分離及復(fù)原
分類
自由擴散
協(xié)助擴散
水進出細(xì)胞的原理
影響因素：
膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小、轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量、溫度
課堂小結(jié)
特點：
①不消耗能量②順濃度梯度運輸
O2、CO2、N2、水
脂溶性小分子(乙醇、甘油、苯)等。
水、離子和一些小分子物質(zhì)，如葡萄糖、氨基酸等
拓展應(yīng)用
下節(jié)課見！

展開更多......

收起↑