【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

思考：为什么细胞膜具有选择透过性？

细胞膜怎样控制物质输入和输出？糖链膜蛋白细胞质第四章细胞的物质输入和输出

第1节

被动运输问题探讨思考：水分子的扩散也是如此吗？

：物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。扩散的速率与物质的浓度梯度成正比。扩散作用问题探讨请同学们阅读书本62页问题探讨，思考问题：1、什么是半透膜？2、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？

漏斗管内的液面不再升高，半透膜两侧的浓度大小一样吗？3、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？4、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？问题探讨在一个长颈漏斗的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，使漏斗内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如图所示现象。思考1：什么是半透膜？半透膜：一类小分子物质可以通过,而大分子物质不能通过的多孔性薄膜。如玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜，鱼鳔等（物质能否通过半透膜与半透膜的孔径大小有关。）渗透现象演示动画演示动画演示蔗糖分子水分子单位体积内的水分子数：烧杯（清水）＞漏斗（蔗糖溶液）单位时间内水分子透过的数量：烧杯→漏斗＞漏斗→烧杯所以，漏斗液面升高问题探讨思考2：漏斗管内的液面为什么会升高？【渗透作用】（1）概念：水（或其它溶剂分子）透过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散的过程。渗透现象演示动画演示动画演示蔗糖分子水分子问题探讨思考3：如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？思考4：漏斗管内的液面不再升高，半透膜两侧的浓度大小一样吗？不会，水柱产生压力，加快水分子向漏斗外扩散的速度，最终分子进出达到平衡，液面将不再上升。漏斗内溶液浓度>漏斗外溶液浓度AB发生渗透作用的条件1:具有半透膜30%蔗糖溶液纱布清水30%蔗糖溶液玻璃纸清水问题探讨思考5：如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？AC发生渗透作用的条件2:半透膜两侧的溶液具有浓度差30%蔗糖溶液玻璃纸30%蔗糖溶液30%蔗糖溶液玻璃纸清水问题探讨思考6：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？低浓度溶液渗透作用1.渗透作用的概念：②半透膜的两侧的溶液具有浓度差。3.渗透作用发生的条件：①具有半透膜。2.水分子渗透方向：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散高浓度溶液让小分子通过而大分子不能通过的一类多孔性薄膜的总称。水分子数多水分子水少盐水清水结果：最后达到渗透压平衡，浓度高的一侧浓度依然高。一、渗透作用拓展问题1：下图标注的均是质量分数，假设葡萄糖和蔗糖分子均不能通过半透膜，则一段时间后，液面高度会如何变化？一段时间注意：半透膜两侧的浓度差是指溶质颗粒的物质的量浓度，不是质量浓度。（n=m/M，物质的量等于质量除以相对分子质量）拓展问题2：如图所示，A、B两个长颈漏斗中都是质量分数为10%的蔗糖溶液，烧杯中是清水，A漏斗口的玻璃纸面积大于B漏斗的，一段时间后，两个漏斗中的液面会发生怎样的变化？一、渗透作用1、如右图所示，在U形管中部C处装有半透膜，在a侧加入细胞色素d(一种蛋白质)分子的水溶液(红色)，b侧加入蒸馏水，并使a、b两侧液面高度一致，经一段时间后，实验结果将是()。DA.ab侧液面一致，b侧无色B.ab侧液面一致，b侧红色C.a侧液面低于b侧，b侧红色D.a侧液面高于b侧，b侧无色随堂练习2、如图中的渗透装置，若U形管中的a是质量分数为10%的蔗糖溶液，b是质量分数为10%的葡萄糖溶液，开始时的液面高度为一致，如果半透膜不允许葡萄糖、蔗糖通过，则玻璃管中a液面会发生怎样的变化：

A、上升B、下降

C、上升后下降D、下降后上升E、不变（不上升也不下降）B随堂练习[易错易混]溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压。如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%的蔗糖溶液的物质的量浓度小。故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。质量分数为10%的蔗糖溶液质量分数为10%的葡萄糖溶液浓度低浓度高水的相对含量小水的相对含量多指溶液中溶质微粒对水分子的吸引力。3、如图中的渗透装置，若U形管中的a是质量分数为10%的蔗糖溶液，b是质量分数为10%的葡萄糖溶液，开始时的液面高度一致，如果半透膜允许葡萄糖，但通过不允许蔗糖通过，则玻璃管中a液面会发生怎样的变化()A、上升B、下降C、上升后下降D、下降后上升E、不变（不上升也不下降）D随堂练习2、下图装置的b中是蒸馏水，半透膜允许单糖透过。a中先加入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。最可能的实验现象是（）A.在b中会测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶B.a中液面开始时上升，加酶后继续上升C.a中液面开始时上升，加酶后，再上升后又下降D.a中液面开始时先上升，加酶后不上升直接下降E.a中物质的总浓度一直在变小蔗糖酶是大分子，不能通过半透膜漏斗中物质的总浓度在加酶后变大C随堂练习01水进出细胞的原理吃腌制的咸菜，连续嗑带盐瓜子会感觉口渴，这是为什么呢？口腔细胞失水1、水分子进出动物细胞水进出细胞的原理

生物细胞也能发生渗透作用吗？细胞失水皱缩外界溶液浓度

细胞质浓度外界溶液浓度

细胞质浓度

保持正常形态外界溶液浓度细胞质浓度细胞吸水膨胀或涨破生理盐水（质量分数为0.9%NaCl）小于等于大于等渗溶液低渗溶液高渗溶液1、水分子进出动物细胞水进出细胞的原理水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗?细胞膜是否相当于一层半透膜呢?（案例：红细胞吸水）1、水进出动物细胞的原理外界溶液细胞膜半透膜蔗糖溶液细胞质基质相当于相当于①红细胞与外界溶液组成了一个渗透系统。②红细胞的细胞膜相当于一层半透膜，水分通过渗透作用进出红细胞。（1）当外界溶液的浓度低时，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。（2）红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？（3）临床上输液为什么要用生理盐水？浓度差。当外界溶液浓度大于细胞质浓度时，红细胞失水；反之，红细胞吸水。浓度差越大细胞吸水或失水越多。防止血细胞失水或吸水，细胞形态改变影响细胞的功能。1、水分子进出动物细胞水进出细胞的原理1、三个相邻细胞a、b、c，已知a细胞液浓度>b细胞液浓度>c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（）acbacbacbacbABCDC随堂练习清水泡过的青菜盐腌制过的黄瓜生活中我们会观察到：盐腌制过的黄瓜皱皱巴巴，还会出很多水；而用清水泡过的青菜却很硬挺，这是为什么呢？问题探讨水又是怎样进出植物细胞呢？2、水分子进出植物细胞1、植物细胞在什么情况下会失水？什么情况下会吸水？2、水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？提出问题：①白菜剁碎准备做馅时常常要放一些盐。稍等一会儿可见有水分渗出。②农作物施肥过多会造成烧苗。③蔫了的青菜放入清水中浸泡一会儿，菜叶变得硬挺起来。观察现象：3、植物细胞的哪个结构相当于一层半透膜呢？水进出细胞的原理细胞壁（全透性）细胞膜细胞质液泡膜细胞液

（具有一定的浓度）原生质层2、水分子进出植物细胞水进出细胞的原理原生质体2、水分子进出植物细胞水进出细胞的原理1.原生质体：动物细胞脱去细胞壁的细胞2.原生质层：

成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜之间的细胞质（不包括细胞核）。提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流原生质层是一层半透膜吗？原生质层相当于一层半透膜设计方案将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。预期结果在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变

，原生质体皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变

，原生质体膨胀。2、水分子进出植物细胞小大水进出细胞的原理思考：“原生质体”变化后会出现什么现象？提出问题作出假设设计实验分析结果表达与交流进行实验2、水分子进出植物细胞1.材料用具紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞黑藻叶片黑藻是高等植物细胞，含有大液泡和大而清晰的叶绿体。0.3g/ml的蔗糖溶液，清水刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜水进出细胞的原理盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片31滴清水2撕取洋葱鳞片叶外表皮4低倍镜观察6低倍镜观察5在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸引流7在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸引流8低倍镜观察提出问题作出假设设计实验分析结果表达与交流进行实验2、水分子进出植物细胞2.实验步骤水进出细胞的原理0.3g/ml蔗糖溶液清水水进出细胞的原理提出问题作出假设设计实验分析结果表达与交流进行实验2、水分子进出植物细胞正常的洋葱表皮细胞0.3g/mL的蔗糖溶液失水的洋葱表皮细胞清水吸水恢复的洋葱表皮细胞外界溶液中央液泡原生质层的位置液泡颜色蔗糖溶液清水变小逐渐恢复原来大小原生质层脱离细胞壁原生质层恢复原来位置变深变浅1、成熟的植物细胞能与外界溶液发生渗透作用；原生质层相当于半透膜。2、当外界溶液浓度>细胞液浓度时，，

当外界溶液浓度<细胞液浓度时，，细胞失水细胞吸水细胞壁中央液泡逐渐发生质壁分离；发生质壁分离复原。水进出细胞的原理探究植物细胞的吸水和失水实验结果第一次对照滴加蔗糖溶液滴加清水第二次对照质壁分离质壁分离复原该细胞为什么不发生质壁分离?思考：要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？3、具有细胞壁（植物细胞）1、细胞是活的，原生质层才具有选择透过性2、具备中央大液泡（颜色为深色），细胞液与外界溶液形成浓度差2、水分子进出植物细胞水进出细胞的原理10g/mL的蔗糖溶液？思考：发生质壁分离的原因有哪些？外因：外界溶液浓度>细胞液浓度内因：细胞壁伸缩性小，具有全透性原生质层伸缩性大，具有选择透过性＋原因2、水分子进出植物细胞水进出细胞的原理拓展：质壁分离自动复原：因为外界溶质可以进入到细胞内而引起细胞液浓度升高。尿素、乙二醇、KNO3等溶液做实验外界溶液植物细胞的吸水和失水的应用1.判断成熟植物细胞的死活2.测定细胞液浓度范围待测成熟植物细胞一定浓度蔗糖溶液

镜检发生质壁分离无质壁分离活细胞死细胞待测成熟植物细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间植物细胞的吸水和失水的应用3.比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞同一浓度蔗糖溶液镜检发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大4.鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）成熟植物细胞不同种类溶液镜检只发生质壁分离质壁分离后自动复原溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液）溶质能透过半透膜（如KNO3溶液）02自由扩散和协助扩散水进出细胞的原理水分子多水分子少自由扩散和协助扩散像水分子这样，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的物质跨膜运输方式称为被动运输。1、被动运输的定义：被动运输自由扩散（简单扩散）协助扩散（易化扩散）2、被动运输的分类：自由扩散和协助扩散氧气分子1）自由扩散(简单扩散):物质通过简单的扩散作用进出细胞。1.运输方向？（浓度）2.是否需要能量？3.是否需要其他物质协助？【思考】自由扩散和协助扩散1）自由扩散(简单扩散):物质通过简单的扩散作用进出细胞。特点：顺浓度梯度运输（高浓度→低浓度）1.2.不需要转运蛋白3.不需要消耗能量自由扩散的例子：①气体分子氧气、二氧化碳②水分子③脂溶性小分子，如乙醇，甘油，苯比方:球往低处滚：自由扩散和协助扩散借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式2）协助扩散(易化扩散)1.运输方向？（浓度）2.是否需要能量？3.是否需要其他物质协助？【思考】葡萄糖自由扩散和协助扩散特点：顺浓度梯度运输1.需要转运蛋白参与2.不需要消耗能量3.实例如：葡萄糖进入红细胞水通道蛋白运输水借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式2）协助扩散(易化扩散)比方：车载货下坡自由扩散和协助扩散载体蛋白通道蛋白转运特点构象是否改变是否与转运的分子结合是否有特异性不改变改变只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过结合具有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