4.1被動(dòng)運(yùn)輸--水進(jìn)出細(xì)胞的原理教學(xué)目標(biāo)1.理解并闡述滲透作用的原理和條件2.分析動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水的過(guò)程問(wèn)題探討在一個(gè)長(zhǎng)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，使漏斗管內(nèi)外的液面高度相等。過(guò)一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)如右圖所示現(xiàn)象。

玻璃紙（又叫賽璐玢）是一種半透膜，水分子可以自由透過(guò)它，而蔗糖分子則不能。討論1、蔗糖分子和水分子可以通過(guò)半透膜嗎？水分子可以，蔗糖分子不可以。2、半透膜兩側(cè)的水分子都能通過(guò)嗎？通過(guò)的數(shù)量一樣嗎？都能通過(guò)，數(shù)量不一樣多。半透膜的透過(guò)原理：根據(jù)膜上孔的大小來(lái)選擇分子是否能通過(guò)討論1.漏斗內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？2.如果漏斗管足夠長(zhǎng)，管內(nèi)的液面會(huì)無(wú)限升高嗎？為什么？單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入漏斗的水分子數(shù)量多于從漏斗滲出的水分子數(shù)量，漏斗內(nèi)溶液體積增大，液面上升。不會(huì)，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子向外擴(kuò)散的速度，最終水分子進(jìn)出達(dá)到平衡，液面將不再上升。此時(shí)膜兩側(cè)溶液濃度相等嗎？不等問(wèn)題探討3.如果用用一層紗布代替玻璃紙，漏斗管的液面

還會(huì)升高嗎？4.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，

液面高度如何變化？不會(huì),因?yàn)榧啿嫉目紫逗艽?蔗糖分子也可以自由透過(guò)。漏斗管內(nèi)的液面不會(huì)升高,單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)玻璃紙的水分子數(shù)等于滲出玻璃紙的水分子數(shù)量。發(fā)生滲透作用的條件一：半透膜發(fā)生滲透作用的條件二：膜兩側(cè)的溶液具有濃度差一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理1.滲透作用：水分子（或其他溶劑分子）通過(guò)半透膜的擴(kuò)散。②半透膜的兩側(cè)的溶液具有濃度差①具有半透膜2.條件：——滲透作用染料的擴(kuò)散3.方向：細(xì)胞生活在一個(gè)液體的環(huán)境中，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換都要經(jīng)過(guò)細(xì)胞膜。細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)含量有很大差別，水分子通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞也是同樣的原理嗎？細(xì)胞膜是否相當(dāng)于一層半透膜？

1、動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水觀察紅細(xì)胞在不同濃度溶液中的變化，分析水進(jìn)出紅細(xì)胞的原理外界溶液濃度等于細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度低于細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度高于細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞失水皺縮保持正常形態(tài)細(xì)胞吸水膨漲水的進(jìn)出方向：---順相對(duì)含量梯度（水多---水少）進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞結(jié)果分析：細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜

細(xì)胞質(zhì)與外界溶液可以具有濃度差實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：動(dòng)物細(xì)胞可通過(guò)滲透作用吸水和失水高濃度溶液生理鹽水蒸餾水思考·討論1.紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能透過(guò)細(xì)胞膜嗎？這些有機(jī)物相當(dāng)于

“問(wèn)題探討”所示裝置中的什么物質(zhì)？不能，蔗糖分子2.紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于“問(wèn)題探討”中所說(shuō)的半透膜？相當(dāng)3.當(dāng)外界溶液的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞一定會(huì)由于吸水而漲破嗎？不一定，濃度差很大時(shí)會(huì)漲破，濃度差較小時(shí)不會(huì)漲破。4.紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？5.想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水？濃度差。濃度差越大細(xì)胞吸水或失水越多。防止血細(xì)胞失水或吸水，細(xì)胞形態(tài)改變影響細(xì)胞的功能。水進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的原理思考·討論嗑咸瓜子，口腔和唇的黏膜有什么感覺(jué)？為什么？干燥口渴，外界濃度度高，口腔和唇粘膜失水導(dǎo)致的。水進(jìn)出其他動(dòng)物細(xì)胞的原理與進(jìn)出紅細(xì)胞的原理是一樣的，都是通過(guò)滲透作用。水又是怎樣進(jìn)出植物細(xì)胞的呢？探究·實(shí)踐高濃度（溶液濃度）吸水生活中觀察到的現(xiàn)象：（失水）（吸水）（有水分滲出）用鹽腌蘿卜時(shí)會(huì)有水滲出，同時(shí)蘿卜的體積會(huì)減少對(duì)農(nóng)作物施肥過(guò)多，會(huì)造成“燒苗”現(xiàn)象有些萎蔫的白菜葉片置于清水中又變得硬挺包水餃把白菜做餡時(shí)，放一些鹽，過(guò)一會(huì)兒發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？（失水）細(xì)胞壁（全透性）2、植物細(xì)胞的吸水和失水（選擇透過(guò)性膜）細(xì)胞液外界溶液具有濃度差相當(dāng)于半透膜成熟植物細(xì)胞可通過(guò)滲透作用吸水和失水原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)注意：水分子進(jìn)出成熟植物細(xì)胞，主要指水經(jīng)過(guò)原生質(zhì)層進(jìn)出液泡。植物細(xì)胞的吸水和失水可通過(guò)質(zhì)壁分離及復(fù)原的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜原生質(zhì)層探究植物細(xì)胞的吸水和失水水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過(guò)滲透作用嗎？原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？水分通過(guò)滲透作用進(jìn)出植物細(xì)胞，原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜探究·實(shí)踐探究水分是否通過(guò)滲透作用進(jìn)出植物細(xì)胞①制作臨時(shí)裝片,觀察植物細(xì)胞正常形態(tài)；②將植物細(xì)胞浸潤(rùn)在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其大小變化；③再將植物細(xì)胞浸潤(rùn)在清水中，觀察其大小的變化。提出問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：做出假設(shè)：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模哼M(jìn)行實(shí)驗(yàn):濃蔗糖清水(1)材料用具：②

0.3g/mL的蔗糖溶液、清水③吸水紙引流法使材料充分浸潤(rùn)在外界溶液中

刀片，鑷子，滴管、載玻片、

蓋玻片、顯微鏡等①

材料選擇：

活細(xì)胞、有細(xì)胞壁、有大液泡

如：紫色洋蔥鱗片葉（液泡中有

紫色花青素，便于觀察）使用的蔗糖溶液濃度要適宜！蔗糖溶液濃度過(guò)小，質(zhì)壁分離現(xiàn)象不明顯，影響觀察；蔗糖溶液濃度過(guò)大，會(huì)使細(xì)胞在短時(shí)間內(nèi)因失水過(guò)多而死，無(wú)法觀察質(zhì)壁分離的復(fù)原現(xiàn)象。

(2)實(shí)驗(yàn)步驟：制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片低倍鏡下觀察液泡大小和原生質(zhì)層位置低倍鏡下觀察液泡大小和原生質(zhì)層位置滴蔗糖溶液制片觀察觀察滴清水觀察滴加清水，吸水紙引流一側(cè)滴加0.3g/mL蔗糖溶液，另側(cè)用吸水紙引流低倍鏡下觀察（紫色的中央液泡大小，原生質(zhì)層位置）(3)方法步驟：1、制片4、低倍鏡觀察2、低倍鏡觀察6、低倍鏡觀察3、滴蔗糖溶液5、滴清水液泡細(xì)胞壁質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離變小，顏色加深逐漸恢復(fù)原來(lái)大小，顏色變淺原生質(zhì)層恢復(fù)原來(lái)位置原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁,兩者之間充滿了

。

正常細(xì)胞蔗糖溶液蔗糖溶液清水中央液泡大小及顏色原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小蔗糖溶液清水植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，植物細(xì)胞通過(guò)滲透作用吸水和失水的分析結(jié)果，得出結(jié)論基本不變基本不變(4)結(jié)果分析：---質(zhì)壁分離與復(fù)原細(xì)胞失水＜細(xì)胞壁的伸縮性

原生質(zhì)層伸縮性外界溶液的濃度

細(xì)胞液濃度＞質(zhì)壁分離外界溶液的濃度

細(xì)胞液濃度＜細(xì)胞吸水質(zhì)壁分離復(fù)原滴加蔗糖溶液質(zhì)壁分離滴加清水質(zhì)壁分離復(fù)原“質(zhì)”指原生質(zhì)層，“壁”指細(xì)胞壁思考?討論1、你知道質(zhì)壁分離的的“質(zhì)”與“壁”分別指什么嗎？2、在質(zhì)壁分離及復(fù)原的過(guò)程中，細(xì)胞液濃度及細(xì)胞吸水力的變化趨勢(shì)如何？質(zhì)壁分離——質(zhì)壁分離復(fù)原——3、若用KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等溶液做實(shí)驗(yàn)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

4、實(shí)驗(yàn)中共涉及三次低倍顯微鏡觀察，這三次觀察的目的是什么？細(xì)胞液濃度變大，細(xì)胞吸水力變大細(xì)胞液濃度變小，細(xì)胞吸水力變小KNO3等溶液的濃度大于細(xì)胞液的濃度，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離，質(zhì)壁分離后因細(xì)胞主動(dòng)吸收K+和NO3_等溶質(zhì)微粒，而使細(xì)胞液濃度增大，植物細(xì)胞又會(huì)吸水，引起質(zhì)壁分離后的自動(dòng)復(fù)原。觀察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的狀態(tài)，以便將處理前與處理后的細(xì)胞狀態(tài)形成對(duì)照。同一實(shí)驗(yàn)組在實(shí)驗(yàn)前后形成自身對(duì)照外因：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5、導(dǎo)致質(zhì)壁分離的原因是什么？細(xì)胞壁的伸縮性原生質(zhì)層的伸縮性＜6.如果沒(méi)有細(xì)胞壁，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么不同？不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，只發(fā)生滲透作用，像動(dòng)物細(xì)胞一樣的吸水漲破或失水皺縮。(5)質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用拓展1、判斷成熟植物細(xì)胞的死活2、測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍待測(cè)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(wú)質(zhì)壁分離活細(xì)胞死細(xì)胞待測(cè)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3、比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度4、比較未知濃度溶液的濃度大小不同植物細(xì)胞同一濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間越短，細(xì)胞液濃度越小，反之則細(xì)胞液濃度越大同一植物的相同成熟細(xì)胞未知濃度的溶液鏡檢

發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間越短，未知溶液的濃度越大，反之則未知溶液的濃度越小(5)質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用拓展6、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的水肥管理7、生活中殺菌、防腐、腌制食品5、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(dòng)復(fù)原溶質(zhì)不能透過(guò)半透膜（如蔗糖溶液）溶質(zhì)能透過(guò)半透膜（如KNO3溶液）(5)質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用拓展學(xué)習(xí)目標(biāo)

1、被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆N類和特點(diǎn)

2、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的比較

3、載體蛋白和通道蛋白的區(qū)別第二課時(shí)自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散二、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散被動(dòng)運(yùn)輸：自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散2.被動(dòng)運(yùn)輸分為自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散兩類。1.像水分子這樣，物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)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(yùn)輸方式稱為被動(dòng)運(yùn)輸。(一）自由擴(kuò)散物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞，叫做自由擴(kuò)散，也叫簡(jiǎn)單擴(kuò)散。順濃度梯度運(yùn)輸（高→低）不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助不消耗細(xì)胞代謝的能量①

氣體分子，如O2、CO2、N2等②

水等小分子③

脂溶性小分子，如甘油、脂肪酸、乙醇，

苯、尿素、固醇等2.特點(diǎn)：1.概念：3.實(shí)例：4.影響因素

:細(xì)胞內(nèi)外濃度差物質(zhì)運(yùn)輸速率濃度差O2跨紅細(xì)胞膜時(shí)的運(yùn)輸速率：

結(jié)論：物質(zhì)的運(yùn)輸速率與物質(zhì)濃度差成________關(guān)系，擴(kuò)散過(guò)程只受_______影響

正比濃度差影響自由擴(kuò)散的因素總結(jié)：自由擴(kuò)散影響因素：膜內(nèi)外物質(zhì)濃度差膜內(nèi)外O2濃度差(mmol/L)1.534.567.59速率81624324048（二）協(xié)助擴(kuò)散2.特點(diǎn)：3.實(shí)例：1.概念：借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式。順濃度梯度運(yùn)輸需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助不消耗能量葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞，水通道蛋白運(yùn)輸影響協(xié)助擴(kuò)散的因素葡萄糖跨紅細(xì)胞膜時(shí)運(yùn)輸速率：濃度差(mmol/L)1.534.567.59速率81624323232正比轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量結(jié)論：在一定濃度范圍內(nèi),物質(zhì)的運(yùn)輸速度與物質(zhì)濃度差成

關(guān)系，超過(guò)范圍后易化擴(kuò)散過(guò)程物質(zhì)運(yùn)輸速度受

限制總結(jié)：協(xié)助擴(kuò)散影響因素：膜內(nèi)外物質(zhì)濃度差和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量0濃度差運(yùn)輸速度A曲線分析

(1)OA段：限制因素為濃度差。(2)A點(diǎn)以后：達(dá)到飽和，此時(shí)

限制因素為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量。轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質(zhì)，能夠協(xié)助離子和一些小分子有機(jī)物順濃度梯度跨膜運(yùn)輸，這些蛋白質(zhì)稱為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。載體蛋白通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過(guò)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(guò)自身構(gòu)象是否與轉(zhuǎn)運(yùn)的分子結(jié)合有無(wú)特異性實(shí)例改變結(jié)合具有不改變不結(jié)合具有葡萄糖進(jìn)