1、第四章第四章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出 第一节第一节被动运输（被动运输（1 1）教学目标及教学目标及核心素养核心素养1.1.阐明细胞膜的选择透过性。阐明细胞膜的选择透过性。2.2.阐明被动运输的原理和特点。阐明被动运输的原理和特点。重点难点重点难点教学重点：教学重点：1.1.被动运输的原理和特点。被动运输的原理和特点。2.2.探究植物细胞的吸水和失水。探究植物细胞的吸水和失水。教教学难点：学难点：1.1.探究植物细胞的吸水和失水。探究植物细胞的吸水和失水。2.2.转运蛋白的种类和作用。转运蛋白的种类和作用。水进出细胞的原理水进出细胞的原理 渗透现象渗透现象1 1 水进出动物细胞
2、的原理水进出动物细胞的原理2 2 水进出植物细胞的原理水进出植物细胞的原理3 3细胞是一个开放的生命系统细胞是一个开放的生命系统糖链糖链膜蛋白膜蛋白细胞质细胞质糖链糖链膜蛋白膜蛋白细胞质细胞质思考：细胞膜怎样控制物质输入和输出？思考：细胞膜怎样控制物质输入和输出？细胞膜对物质进出的控制与其结构有什么联系？细胞膜对物质进出的控制与其结构有什么联系？任务任务1 1：分析渗透现象，概括渗透作用原理：分析渗透现象，概括渗透作用原理1 1 玻璃纸（半透膜）玻璃纸（半透膜）任务任务1 1：分析渗透现象，概括渗透作用原理：分析渗透现象，概括渗透作用原理1 1 玻璃纸（半透膜）玻璃纸（半透膜）一一段时段时间后
3、间后 任务任务1 1：分析渗透现象，概括渗透作用原理：分析渗透现象，概括渗透作用原理半透膜图图1 1扩散扩散图图2 2渗透渗透比较扩散和渗透作用比较扩散和渗透作用任务任务1 1：分析渗透现象，概括渗透作用原理：分析渗透现象，概括渗透作用原理半透膜图图1 1扩散扩散图图2 2渗透渗透比较扩散和渗透作用比较扩散和渗透作用扩散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。扩散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。任务任务1 1：分析渗透现象，概括渗透作用原理：分析渗透现象，概括渗透作用原理渗透现象示意图渗
4、透现象示意图思考与讨论：思考与讨论：（1 1）漏斗管内的液面为什么）漏斗管内的液面为什么会升高？会升高？（2 2）如果漏斗管足够长，管）如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什内的液面会无限升高吗？为什么？么？（3 3）如果用纱布或不透水的）如果用纱布或不透水的塑料布代替玻璃纸，漏斗管内塑料布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会升高吗？的液面会升高吗？（4 4）如果将烧杯中的清水换）如果将烧杯中的清水换成与漏斗中等浓度的蔗糖溶液，成与漏斗中等浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？结果会怎样？任务任务1 1：分析渗透现象，概括渗透作用原理：分析渗透现象，概括渗透作用原理渗透现象示意图渗透现象示意图思考与讨论
5、：思考与讨论：（1 1）漏斗管内的液面为什么）漏斗管内的液面为什么会升高？会升高？单位时间内由清水进入单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水由蔗糖溶液进入清水中的水分子数，使漏斗内液面上升。分子数，使漏斗内液面上升。多多少少任务任务1 1：分析渗透现象，概括渗透作用原理：分析渗透现象，概括渗透作用原理渗透现象示意图渗透现象示意图思考与讨论：思考与讨论：（2 2）如果漏斗管足够长，管）如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为内的液面会无限升高吗？为什么？什么？不会。当管内液面上升不会。当管内液面上升到一定高度后，管中的到一定高度后，管中的
6、水柱水柱产生的压力产生的压力将加快水分向外将加快水分向外扩散的速度，最终达到平衡，扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。液面将不再上升。任务任务1 1：分析渗透现象，概括渗透作用原理：分析渗透现象，概括渗透作用原理渗透现象示意图渗透现象示意图思考与讨论：思考与讨论：（3 3）如果用纱布或不透水的）如果用纱布或不透水的塑料布代替玻璃纸，漏斗管内塑料布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会升高吗？的液面会升高吗？液面液面不会升高不会升高，因纱布的，因纱布的孔隙很大孔隙很大，蔗糖分子也可以自，蔗糖分子也可以自由通透。由通透。任务任务1 1：分析渗透现象，概括渗透作用原理：分析渗透现象，概括渗透作用原理渗透
7、现象示意图渗透现象示意图思考与讨论：思考与讨论：（4 4）如果将烧杯中的清水换）如果将烧杯中的清水换成与漏斗中等浓度的蔗糖溶液，成与漏斗中等浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？结果会怎样？液面也液面也不会升高不会升高，半透，半透膜两侧溶液的浓度相等时，单膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜位时间内透过半透膜进入进入长颈长颈漏斗的漏斗的水分子数量等于渗出水分子数量等于渗出的的水分子数量。水分子数量。任务任务1 1：分析渗透现象，概括渗透作用原理：分析渗透现象，概括渗透作用原理渗透作用产生的条件：渗透作用产生的条件：（1 1）半透膜；）半透膜；（2 2）膜两侧的溶液具有浓）膜两侧的溶液具有浓度差。
8、度差。水水分渗透方向：分渗透方向：低浓度溶液低浓度溶液水分子数多水分子数多水分子数少水分子数少高浓度溶液高浓度溶液任务任务2 2：观察红细胞在不同浓度溶液中的变：观察红细胞在不同浓度溶液中的变化，分析水进出红细胞的原理化，分析水进出红细胞的原理当外界溶液的浓度当外界溶液的浓度比细胞质的浓度比细胞质的浓度低低时，细胞吸水膨胀。时，细胞吸水膨胀。当外界溶液的浓度当外界溶液的浓度比细胞质的浓度比细胞质的浓度高高时，细胞失水皱缩。时，细胞失水皱缩。当外界溶液的浓度与当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，细胞质的浓度相同时，细胞形态不变。细胞形态不变。任务任务2 2：观察红细胞在不同浓度溶液中的变：观察
9、红细胞在不同浓度溶液中的变化，分析水进出红细胞的原理化，分析水进出红细胞的原理思考与讨论：思考与讨论：红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于些有机物相当于“问题探讨问题探讨”所示装置中的什么物质？所示装置中的什么物质？红红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于胞膜，它相当于“问题探讨问题探讨”中的蔗糖分中的蔗糖分子子。任务任务2 2：观察红细胞在不同浓度溶液中的变：观察红细胞在不同浓度溶液中的变化，分析水进出红细胞的原理化，分析水进出红细胞的原理思考与讨论：思考与讨论
10、：红细胞的细胞膜是不是相当于红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨问题探讨”中所说的中所说的半透膜？半透膜？红细胞的细胞红细胞的细胞膜相膜相当于半透膜当于半透膜。但二者并不等同。但二者并不等同。任务任务2 2：观察红细胞在不同浓度溶液中的变：观察红细胞在不同浓度溶液中的变化，分析水进出红细胞的原理化，分析水进出红细胞的原理思考与讨论：思考与讨论：当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？破吗？不不一一定。红定。红细胞吸水后，细胞质浓度也降低，当与细胞吸水后，细胞质浓度也降低，当与外界溶液浓度相等时将不再吸水了，如果细胞质浓度还外界溶液浓度相
11、等时将不再吸水了，如果细胞质浓度还没降到与外界溶液浓度相等就涨破了，那么红细胞就因没降到与外界溶液浓度相等就涨破了，那么红细胞就因吸水而涨破。吸水而涨破。任务任务2 2：观察红细胞在不同浓度溶液中的变：观察红细胞在不同浓度溶液中的变化，分析水进出红细胞的原理化，分析水进出红细胞的原理思考与讨论：思考与讨论：红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？动动物红细胞的细胞膜相当于物红细胞的细胞膜相当于半透膜半透膜，当细胞质与外，当细胞质与外界溶液存在在界溶液存在在浓度差浓度差时，细胞会发生时，细胞会发生渗透吸水或失水渗透吸水或失水。任务任务2 2：观察红细胞在不同浓
12、度溶液中的变：观察红细胞在不同浓度溶液中的变化，分析水进出红细胞的原理化，分析水进出红细胞的原理思考与讨论：思考与讨论：想一想临床上输液为什么要用生理盐水？想一想临床上输液为什么要用生理盐水？生生理盐水是理盐水是0.9%0.9%氯化钠溶液，与血氯化钠溶液，与血浆的渗透压基浆的渗透压基本本一致一致，血细胞在生理盐水中既不吸水也不失水，能够维，血细胞在生理盐水中既不吸水也不失水，能够维持血细胞的形持血细胞的形态和功态和功能。能。任务任务3 3：分析水进出植物细胞的原理：分析水进出植物细胞的原理请说出植物细胞和动请说出植物细胞和动物细胞在结构上的主物细胞在结构上的主要区别要区别任务任务3 3：分析水
13、进出植物细胞的原理：分析水进出植物细胞的原理请说出植物细胞和动请说出植物细胞和动物细胞在结构上的主物细胞在结构上的主要区别要区别叶绿体叶绿体细胞壁细胞壁液泡液泡任务任务3 3：分析水进出植物细胞的原理：分析水进出植物细胞的原理植物细胞壁植物细胞壁 电镜下观察到多个纤维素分子集结成束，纵横电镜下观察到多个纤维素分子集结成束，纵横交错构成植物细胞壁交错构成植物细胞壁任务任务3 3：分析水进出植物细胞的原理：分析水进出植物细胞的原理植物细胞壁（全透性）植物细胞壁（全透性）电镜下观察到多个纤维素分子集结成束，纵横电镜下观察到多个纤维素分子集结成束，纵横交错构成植物细胞壁交错构成植物细胞壁任务任务3 3
14、：分析水进出植物细胞的原理：分析水进出植物细胞的原理成熟植物细胞成熟植物细胞任务任务3 3：分析水进出植物细胞的原理：分析水进出植物细胞的原理成熟植物细胞成熟植物细胞液液泡泡任务任务3 3：分析水进出植物细胞的原理：分析水进出植物细胞的原理成熟植物细胞成熟植物细胞液液泡泡细胞核细胞核任务任务3 3：分析水进出植物细胞的原理：分析水进出植物细胞的原理成熟植物细胞成熟植物细胞液液泡泡细胞核细胞核细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡膜液泡膜任务任务3 3：分析水进出植物细胞的原理：分析水进出植物细胞的原理成熟植物细胞成熟植物细胞液液泡泡细胞核细胞核细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡膜液泡膜原原生生质质层层任务任务
15、3 3：分析水进出植物细胞的原理：分析水进出植物细胞的原理成熟植物细胞成熟植物细胞液液泡泡细胞核细胞核细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡膜液泡膜原原生生质质层层提示：提示：水进出植物细胞主水进出植物细胞主要是指水要是指水经过原生经过原生质层进出液泡质层进出液泡，这，这一点与动物细胞有一点与动物细胞有所区别所区别探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水1.1.提出问提出问题：题：2.2.作出假作出假设设:3.3.实验目的实验目的:4.4.设计实验设计实验:5.5.进行实验进行实验:6.6.实验结果及结论实验结果及结论:探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水1.1.提出问提出问题：题：
16、2.2.作出假作出假设设:水水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原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吗？生质层相当于一层半透膜吗？3.3.实验目的实验目的:4.4.设计实验设计实验:5.5.进行实验进行实验:6.6.实验结果及结论实验结果及结论:探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水1.1.提出问提出问题：题：2.2.作出假作出假设设:水水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原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吗？生质层相当于一层半透膜吗？原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜3.3.实验目的实验目的:4.4.设计实验设计实验:5.5.进行实验
17、进行实验:6.6.实验结果及结论实验结果及结论:探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水1.1.提出问提出问题：题：2.2.作出假作出假设设:水水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原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吗？生质层相当于一层半透膜吗？原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜3.3.实验目的实验目的:4.4.设计实验设计实验:5.5.进行实验进行实验:6.6.实验结果及结论实验结果及结论:探究水分是否通过渗透作用进出植物细胞探究水分是否通过渗透作用进出植物细胞探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水1.1.提出问提出问题：题：2.2.作出假作出假设
18、设:水水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原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吗？生质层相当于一层半透膜吗？原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜3.3.实验目的实验目的:4.4.设计实验设计实验:5.5.进行实验进行实验:6.6.实验结果及结论实验结果及结论:探究水分是否通过渗透作用进出植物细胞探究水分是否通过渗透作用进出植物细胞制作临时装片制作临时装片,观察植物观察植物细胞细胞正常形态正常形态；将植物细胞浸润在将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液较高浓度的蔗糖溶液 中，观察其大小变化；再将植物细胞浸中，观察其大小变化；再将植物细胞浸润在润在中，观察其大小的变化。中，观察
19、其大小的变化。探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水1.1.提出问提出问题：题：2.2.作出假作出假设设:水水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原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吗？生质层相当于一层半透膜吗？原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜3.3.实验目的实验目的:4.4.设计实验设计实验:5.5.进行实验进行实验:6.6.实验结果及结论实验结果及结论:探究水分是否通过渗透作用进出植物细胞探究水分是否通过渗透作用进出植物细胞制作临时装片制作临时装片,观察植物观察植物细胞细胞正常形态正常形态；将植物细胞浸润在将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液较高浓度的蔗糖
20、溶液 中，观察其大小变化；再将植物细胞浸中，观察其大小变化；再将植物细胞浸润在润在中，观察其大小的变化。中，观察其大小的变化。探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水6.6.实验结果及结论实验结果及结论:第一次观察第一次观察清水清水探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水6.6.实验结果及结论实验结果及结论:第一次观察第一次观察清水清水第二次观察第二次观察蔗糖溶液蔗糖溶液探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水6.6.实验结果及结论实验结果及结论:第一次观察第一次观察清水清水第二次观察第二次观察蔗糖溶液蔗糖溶液第三次观察第三次观察清水清水思考：思考：1.1.解释滴加解释
21、滴加0.3g/ml0.3g/ml的蔗糖溶液后液泡变小的原因？的蔗糖溶液后液泡变小的原因？思考：思考：1.1.解释滴加解释滴加0.3g/ml0.3g/ml的蔗糖溶液后液泡变小的原因？的蔗糖溶液后液泡变小的原因？细胞外蔗糖溶液的浓度高于细胞外蔗糖溶液的浓度高于细胞液，水从细胞液透过原生质细胞液，水从细胞液透过原生质层进入到蔗糖溶液中，液泡发生层进入到蔗糖溶液中，液泡发生失水收缩，原生质层一定程度的失水收缩，原生质层一定程度的收缩。收缩。质壁分离：质壁分离：植物细胞由于液泡失植物细胞由于液泡失水，而使原生质层与细胞壁分离水，而使原生质层与细胞壁分离的现象。的现象。探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞
22、的吸水和失水质壁分离复原：当细胞液浓度高质壁分离复原：当细胞液浓度高于外界溶液浓度时，细胞吸水使于外界溶液浓度时，细胞吸水使整个原生质层恢复成原来的状态。整个原生质层恢复成原来的状态。思考：思考：2.2.水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡膜液泡膜原原生生质质层层渗透现象示意图渗透现象示意图相当于一层半透膜相当于一层半透膜分析：分析：1.1.发生质壁分离的细胞，细胞壁内侧的溶液是什么？发生质壁分离的细胞，细胞壁内侧的溶液是什么？判断依据是什么判断依据是什么2.2.动物细胞能在高浓度溶液中发生质壁分离吗？动物细胞能在高浓度溶液中发生质壁
23、分离吗？1.1.植物细胞壁是植物细胞壁是全透性的，发生全透性的，发生质壁分离的细胞质壁分离的细胞壁内侧溶液是外壁内侧溶液是外界溶液。界溶液。质壁分离质壁分离失水失水吸水吸水1.1.植物细胞壁是植物细胞壁是全透性的，发生全透性的，发生质壁分离的细胞质壁分离的细胞壁内侧溶液是外壁内侧溶液是外界溶液。界溶液。质壁分离质壁分离失水失水吸水吸水2.2.动物细胞不会动物细胞不会在高浓度溶液中在高浓度溶液中发生质壁分离，发生质壁分离，因为不具有细胞因为不具有细胞壁。壁。请同学们解释以下现象：请同学们解释以下现象：1.1.分析盐碱地不利于植物生长的原因。为什么有些植物分析盐碱地不利于植物生长的原因。为什么有些
24、植物耐盐碱？耐盐碱？请同学们解释以下现象：请同学们解释以下现象：1.1.分析盐碱地不利于植物生长的原因。为什么有些植物分析盐碱地不利于植物生长的原因。为什么有些植物耐盐碱？耐盐碱？请同学们解释以下现象：请同学们解释以下现象：1.1.分析盐碱地不利于植物生长的原因。为什么有些植物分析盐碱地不利于植物生长的原因。为什么有些植物耐盐碱？耐盐碱？小小 结结 细胞膜既是将细胞内部与外部分隔开的屏障，也细胞膜既是将细胞内部与外部分隔开的屏障，也是细胞与外界进行物质交换的门户；是细胞与外界进行物质交换的门户；渗透作用是水分子通过半透膜的扩散，细胞可以渗透作用是水分子通过半透膜的扩散，细胞可以通过渗透作用吸水或失水；通过渗透作用吸水或失水；动物的细胞膜、植物细胞的原生质层都相当于一动物的细胞膜、植物细胞的原生质层都相当于一层半透膜。层半透膜。课堂小结课堂小结
