【课件】被动运输（课件）-2022-2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第四章

细胞的物质输入和输出第一节

被动运输这都与细胞的吸水和失水有关。思考探讨问题探讨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？烧杯中的水分子进入漏斗中导致漏斗液面升高。事实上半透膜两侧的水分子都能够通过扩散作用自由进出，但由于蔗糖溶液中水的相对含量（单位体积中的水分子数）比烧杯中的水的相对含量低，因此，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中的水扩散到烧杯中的速度相对更快些，导致漏斗中水量增加，液面上升。如果漏斗管足够长，当管内的液面上升到一定高度之后管中的水柱产生的压力将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。问题探讨如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？不会，因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。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？漏斗管中的液面将保持不变。渗透作用渗透作用的定义：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散；本质：顺着相对浓度梯度的运动渗透作用的条件：①具有半透膜②半透膜两侧有浓度差。01水进出细胞的原理动物细胞的吸水和失水细胞吸水膨胀外界溶液浓度等于细胞质浓度细胞失水皱缩外界溶液浓度小于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思考·讨论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“问题探讨”所示装置中的什么物质？红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“问题探讨”中的蔗糖分子。红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？是当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？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。思考·讨论红细胞吸水或失水取决于什么条件？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。想一想临床上输液为什么要用生理盐水。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。成熟的植物细胞模式图细胞膜液泡膜细胞质细胞壁原生质层（全透性）细胞液(半透性）探究·实践：探究植物细胞的吸水和失水原生质层就相当于一层半透膜，在高浓度溶液中植物细胞失水，中央液泡会变下，细胞皱缩，在清水中吸水后植物的中央液泡会变大，细胞膨胀。探究·实践：探究植物细胞的吸水和失水洋葱鳞片叶外表皮紫色吸水纸吸水纸原生质层液泡探究·实践：探究植物细胞的吸水和失水质壁分离：植物细胞因为失水收缩，原生质层与细胞壁发生分离的现象。质壁分离复原：发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀，恢复为原来的状态。探究·实践：探究植物细胞的吸水和失水植物细胞不会吸水过多而涨破，因为细胞壁会限制细胞膨胀，对原生质层起保护和支持作用，细胞不会涨破。如果外界溶液浓度过大，细胞会发生质壁分离，但是由于细胞过度失水死亡，不会复原。02自由扩散和协助扩散被动运输像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要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称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。自由扩散细胞外细胞内氧、二氧化碳以及小分子有机物等细胞膜自由扩散概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散。条件：不需要转运蛋白，不需要能量。运输方向：顺浓度梯度，即高浓度一侧到低浓度一侧。举例：小分子物质，如O2、CO2、甘油、乙醇、苯。协助扩散细胞外细胞内细胞膜协助扩散概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散。条件：需要转运蛋白，不需要能量。运输方向：顺浓度梯度，即高浓度一侧到低浓度一侧。举例：离子和一些小分子有机物，如葡萄糖、氨基酸。转运蛋白转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。水分子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练习1.将若干质量、大小等生理状况相同的白萝卜幼根均分为五组，分别放入A~E五种不同浓度的蔗糖溶液中，25分钟后取出称重，其重量的变化情况如图所示。下列关于该实验的叙述正确的是()A.A浓度的蔗糖溶液是白萝卜幼根细胞的等渗溶液B.五种蔗糖溶液的浓度最高的是C、最低的是BC.浸泡后B浓度中白萝卜幼根的吸水能力小于D浓度中白萝卜幼根的吸水能力D.蔗糖溶液浓度为C、E时，白萝卜幼根细胞发生了质壁分离复原现象答案：A解析：据图分析可知，A浓度中的白萝卜幼根重量没有变化，说明A浓度的蔗糖溶液是白萝卜幼根细胞的等渗溶液，A正确；在B、D浓度的蔗糖溶液中白萝卜幼根失水，在C、E浓度的蔗糖溶液中白萝卜幼根吸水，所以蔗糖溶液的浓度关系为C<E<A<D<B，五种蔗糖溶液浓度最高的是B，最低的是C，B错误；浸泡后B浓度中白萝卜幼根的细胞液浓度大于D浓度中白萝卜幼根的细胞液浓度，因此前者的吸水能力大于后者，C错误；蔗糖溶液浓度为C、E时，白萝卜幼根细胞只是吸水，没有发生质壁分离复原现象，D错误。练习2.质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是()A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关B.质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁C.质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低D.1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等答案：D解析：本题考查植物细胞的质壁分离与复原的有关知识。施肥过多使外界溶液浓度过高，大于细胞液的浓度，细胞发生质壁分离导致植物过度失水而死亡，引起“烧苗”现象，A项正确；发生质壁分离的内因是细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性，而原生质层包括细胞膜、液泡膜以及之间的细胞质，质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部与细胞壁分开，B项正确；植物细胞在发生质壁分离复原的过程中，因不断吸水导致细胞液的浓度逐渐降低，与外界溶液浓度差减小，细胞的吸水能力逐渐降低，C项正确；溶液渗透压的大小取决于单位体积内溶液中溶质微粒的数目，NaCl在溶液中可电离Na+和Cl-，葡萄糖在溶液中不能电离，在摩尔浓度相同的情况下，NaCl溶液中溶质微粒数目较葡萄糖溶液中的多，故其渗透压更髙，D项错误。练习3.哺乳动物细胞在0.9%NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是(

)A.在高于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离B.在0.9%NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子进出细胞C.在低于0.9%NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有的破裂D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散答案：C解析