被动运输课件 【备课精讲精研】 高一上学期生物人教版必修1

第四章细胞的物质输入和输出

第1节

被动运输思考：水分子的扩散也是如此吗？

物质分子从相对含量多的区域向相对含量低的区域转移，直到均匀分布的现象。扩散作用：问题探讨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。玻璃纸（又称赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。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。）半透膜根据是否具有生命现象选择透过性膜：指具有活性的生物膜。对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性。如玻璃纸、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣等非生物膜生物膜选择透过性膜相当于半透膜，反之则不然。细胞、细胞器和其环境接界的所有膜结构的总称。指一些人工合成的具有一部分或者全部生物膜功能的化学合成品。如，细胞膜半透膜蔗糖分子水分子单位时间内：从烧杯扩散到漏斗中的水分子数＞从漏斗中扩散到烧杯的水分子数水相对含量高水相对含量低渗透现象演示动画演示1、漏斗管内的液面为什么会升高?问题探讨渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜从水的相对含量高（溶液浓度低）的一侧向相对含量低（溶液浓度高）的一侧扩散。蔗糖溶液玻璃纸（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的重力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，当________________________水分子进出速率相同，最终达到动态平衡，液面将不再上升。溶液渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。漏斗内渗透压=液柱的压力问题探讨2、如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？3、漏斗管内的液面不再升高，半透膜两侧的浓度大小一样吗？漏斗内溶液浓度>漏斗外溶液浓度问题探讨0.6g/mL蔗糖溶液玻璃纸0.6g/mL蔗糖溶液0.6g/mL蔗糖溶液纱布清水4、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？纱布的孔隙大，蔗糖分子也可通过，因而液面不会升高。5、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？此时内外浓度相等，液面不会升高。渗透作用的条件：①具有半透膜②半透膜两侧的溶液具有浓度差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侧无色即时训练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即时训练溶液浓度指物质的量浓度质量分数为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少水的相对含量多水分子顺相对含量的梯度扩散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即时训练连续嗑带盐的瓜子，你的口腔会有什么感觉？

生物细胞也能发生渗透作用吗？一水进出细胞的原理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甚至涨破生理盐水（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、动物细胞的吸水和失水一、水进出细胞的原理蔗糖溶液清水半透膜（玻璃纸）细胞质细胞膜外界溶液（1）红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？（2）红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？不能。蔗糖分子。是。细胞膜是选择透过性膜，选择透过性膜相当于半透膜。一、水进出细胞的原理1、动物细胞的吸水和失水（3）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的溶液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞内的溶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。（4）红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？（5）临床上输液为什么要用生理盐水（质量分数为0.9%的NaCl溶液）？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，维持细胞正常的形态和功能。一、水进出细胞的原理1、动物细胞的吸水和失水外界溶液细胞膜半透膜蔗糖溶液细胞质相当于相当于浓度差讨论:一个动物细胞能否构成一个渗透系统？动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统

②细胞内溶液与外界溶液存在浓度差①细胞膜相当于一层半透膜一、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即时训练农作物施肥过多会造成“烧苗”糖拌西红柿水分进出植物细胞是否也是发生渗透作用？2、植物细胞的吸水和失水一、水进出细胞的原理成熟植物细胞模式图细胞膜细胞液细胞质液泡膜细胞壁原生质层细胞膜和液泡膜都是生物膜，都具有选择透过性？(全透性)作用：主要是保护和支持细胞细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质水进出植物细胞：主要是指水经过__________进出液泡。原生质层成熟植物细胞的中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。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否相当于一层半透膜？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

，细胞

；在清水中植物细胞的中央液泡会变

，细胞

。小大2、植物细胞的吸水和失水一、水进出细胞的原理失水皱缩吸水膨胀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2、植物细胞的吸水和失水一、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.实验步骤2、植物细胞的吸水和失水一、水进出细胞的原理提出问题作出假设设计实验表达与交流进行实验分析结果2、植物细胞的吸水和失水一、水进出细胞的原理自身对照是指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照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细胞大小蔗糖溶液清水逐渐变小，颜色加深逐渐变大，颜色变浅原生质层脱离细胞壁原生质层恢复原来位置基本不变基本不变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。2、植物细胞的吸水和失水一、水进出细胞的原理三次观察两次对照成熟植物细胞外界溶液细胞膜细胞质液泡膜细胞液原生质层清水半透膜蔗糖溶液渗透装置细胞壁讨论:一个成熟的植物细胞能否构成一个渗透系统？2、植物细胞的吸水和失水一、水进出细胞的原理思考：质壁分离的原因？外因：外界溶液浓度>细胞液浓度内因：原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性原生质层相当于一层半透膜原因外界溶液2、植物细胞的吸水和失水一、水进出细胞的原理介于细胞膜与细胞壁之间（质壁间隙）的溶液：植物细胞的质壁分离和复原的条件知识延伸1、活的成熟植物细胞（不可用死细胞、动物细胞、干种子细胞及根尖分生区细胞）2、细胞具有中央大液泡（最好含色素）3、外界溶液浓度大于/小于细胞液浓度洋葱鳞片叶内表皮细胞：含大液泡，能发生质壁分离及复原；但液泡无色，直接观察现象不明显。洋葱鳞片叶内表皮细胞紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离明显的黑藻细胞黑藻是高等植物细胞，含有大液泡和大而清晰的叶绿体，能观察到质壁分离及复原现象。知识延伸植物细胞吸水、失水几种现象分析：（1）0.5g/ml的蔗糖溶液：质壁分离现象明显但不能复原。因为溶液浓度过高，细胞过度失水，导致死亡。（2）KNO3等无机盐溶液：能质壁分离，并能自动复原。因为细胞能主动吸收溶液中的K+和NO3-，使细胞液浓度增大，细胞渗透吸水。（3）醋酸溶液：无质壁分离及复原现象，因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。（盐酸、酒精溶液类似）2、植物细胞的吸水和失水一、水进出细胞的原理（自动发生质壁分离复原的物质：尿素、乙二醇、NaCl、甘油）植物细胞吸水的方式吸胀吸水渗透吸水实例：未成熟植物细胞、干种子原因：没有形成大的中央液泡实例：成熟的植物细胞条件：有中央液泡机理：靠细胞内的亲水性物质（蛋白质、淀粉、纤维素）吸收水分主要的吸水方式2、植物细胞的吸水和失水一、水进出细胞的原理1.判断细胞的活性2.测定细胞液浓度的范围待测成熟植物细胞镜检不发生质壁分离活细胞死细胞一定浓度蔗糖溶液发生质壁分离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刚发生质壁分离的两种外界溶液的浓度之间知识延伸判断细胞的活性：染色排除法——细胞膜的选择透过性（台盼蓝染色）细胞质的流动——观察叶绿体的流动1、将一块新鲜马铃薯切成5块，放在一定浓度的蔗糖溶液中，通过显微镜观察细胞，结果是蔗糖浓度g/ml0.050.100.150.200.25质壁分离情况不发生不发生刚发生发生发生则马铃薯的细胞液浓度大约为

g/mlA、0.05—0.10B、0.10-0.15C、0.15-0.20D、0.20-0.25B即时训练3.比较不同植物细胞的细胞液浓度4.比较未知浓度溶液的浓度大小不同植物细胞同一浓度蔗糖溶液镜检判断细胞液浓度的大小(时间越短，细胞液浓度越小)同一植物的相同成熟细胞未知浓度的溶液镜检比较刚发生质壁分离时所需时间的长短比较质壁分离所需时间的长短发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小知识延伸5.鉴别不同种类的溶液(如KNO3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）知识延伸1、将同一植物细胞依次浸入清水、0.3g/mL的蔗糖溶液和0.4g/mL的KNO3溶液中，测得细胞的体积随时间的变化曲线如图所示，则曲线A、B、C分别代表细胞所处的溶液是（）A.清水、蔗糖溶液、KNO3溶液B.KNO3溶液、清水、蔗糖溶液C.清水、KNO3溶液、蔗糖溶液D.蔗糖溶液、KNO3溶液、清水C即时训练二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二、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：二、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】二、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。(1)特点：顺浓度梯度运输（高浓度→低浓度）1.2.不需要转运蛋白的协助3.不需要消耗能量(2)实例：

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，苯二、自由扩散和协助扩散细胞外细胞内(3)影响因素：浓度差、温度浓度差运输速率转运蛋白运输速率能量运输速率1、自由扩散(简单扩散):物质通过简单的扩散作用进出细胞。二、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？