被动运输课件 【备课精研+高效课堂】 高一上学期生物人教版必修1

第1节被动运输第4章细胞的物质的输入和输出【与生活的联系】吃比较咸或甜的食物，口腔和唇的黏膜会觉得比较干清水泡过的青菜很硬挺盐腌制过的黄瓜皱皱巴巴，有水分渗出【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，使漏斗管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（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。一类可以让小分子物质通过，而大分子物质不能通过的多孔性薄膜的总称。物质能否通过只与膜上孔径直径的大小有关。如玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜，鱼鳔等半透膜：一、渗透现象烧杯内的溶剂——水分子通过半透膜向漏斗内扩散，导致漏斗内水柱升高，液面上升。漏斗管内的液面为什么会升高？扩散作用：分子从相对含量高一侧向相对含量低一侧运动的现象【扩散】渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散水分子半透膜盐水清水【渗透】半透膜蔗糖分子水分子动画演示漏斗管内的液面为什么会升高？＞清水→蔗糖溶液蔗糖溶液→清水单位时间内通过半透膜的水分子数：实际观察到的是水分子双向运动差异所导致的液面变化两溶液间水分子进行双向运动水分子相对含量高的一侧低浓度溶液高浓度溶液水分子渗透的方向：水分子相对含量低的一侧如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？液面高度不再变化时还有水分子移动吗？仍然有水分子进出半透膜水分子进出速率相等（动态平衡）不相等，S1S2渗透平衡后，液面高的一侧溶液浓度也高（溶液浓度高的一侧液面高）；浓度差越大，液面高度差也越大。S1S2此时，半透膜两侧溶液浓度相等吗？水柱产生压力S1>S2（渗透压=静水压）加快漏斗中水分向外扩散的速度达到平衡，液面不再上升（静水压）30%蔗糖溶液玻璃纸30%蔗糖溶液30%蔗糖溶液纱布清水30%蔗糖溶液玻璃纸清水ABC如果用一层纱布代替玻璃纸(图B)，漏斗管内的液面还会升高吗？不会。纱布不是半透膜，孔隙很大，具有全透性，水分子和蔗糖分子都能通过，纱布两侧分子进出平衡。如果烧杯中是同样浓度的的蔗糖溶液(图C)，结果会怎样？半透膜两侧含水量相同，水分子数进出平衡，漏斗液面将保持不变。【总结】发生渗透作用的条件1.具有半透膜2.半透膜两侧溶液具有浓度差渗透作用中水分子的运动方向：半透膜水（溶剂）相对含量高

相对含量低浓度低浓度高渗透压低渗透压高指物质的量浓度（mol/L）而非质量浓度（g/L）溶液中溶质微粒对水的吸引力(渗透压)的高低取决于单位体积内的微粒数目，与微粒的大小与种类无关。水分子的移动是双向的，但总体渗透方向是顺浓度梯度移动（低浓度溶液→高浓度溶液移动）二、水进出细胞的原理1.动物细胞的吸水和失水1.实验：将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中。①外界溶液浓度<

细胞质浓度②外界溶液浓度>

细胞质浓度③外界溶液浓度=

细胞质浓度细胞失水皱缩细胞形态不变细胞吸水膨胀吸水到什么程度？2.实验现象：达到动态平衡时，红细胞不再吸水。当外界溶液浓度很低(如清水)时，红细胞会吸水涨破。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3.实验结论：结果分析：红细胞与外界溶液组成了一个渗透系统

细胞膜相当于半透膜细胞质与外界溶液之间具有浓度差实验说明：动物细胞可通过渗透作用吸水和失水生物膜是选择透过性膜：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，如细胞膜。【思考讨论】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？不能，血红蛋白属于大分子有机物，不能透过细胞膜，相当于蔗糖分子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？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，吸水后细胞内液体浓度下降，直到与外界溶液浓度达到平衡因此浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破4.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？红细胞内外溶液的浓度差，浓度差越大，细胞吸水或失水越多红细胞的细胞膜有选择透过性，相当于半透膜与血浆的浓度基本一致，血细胞不会过度吸水或失水出现形态和功能上的异常二、水进出细胞的原理2.植物细胞的吸水和失水生活中观察到的现象：（失水）（吸水）（有水分渗出）用盐腌萝卜时会有水渗出，同时萝卜的体积会减少对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象有些萎蔫的白菜叶片置于清水中又变得硬挺包饺子时在白菜馅中放一些盐，过一会儿发现什么现象？（失水）植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？细胞壁（全透性）细胞膜细胞质液泡膜原生质层细胞液成熟的植物细胞模式图（具有一定的浓度）外界溶液细胞内的液体环境：主要指液泡里的细胞液原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质伸缩性弱伸缩性强水分子进出成熟植物细胞，主要指水经过原生质层进出液泡植物细胞的吸水和失水可通过质壁分离及复原的实验验证注意：提出问题作出假设设计实验进行实验，观察并记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究原生质层是否相当于一层半透膜？水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，水分进出植物细胞是通过渗透作用。实验思路：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液和清水中，用显微镜观察液泡、原生质层、细胞大小的变化。科学探究的一般过程提出问题作出假设设计实验【探究实践】探究植物细胞的吸水和失水进行实验，观察并记录结果提出问题作出假设设计实验分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片滴清水撕取洋葱鳞片叶外表皮低倍镜观察①有一个______的中央大液泡②原生质层紧贴___________紫色细胞壁【探究实践】探究植物细胞的吸水和失水进行实验，观察并记录结果提出问题作出假设设计实验分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程实验步骤在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引低倍镜观察在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引低倍镜观察①中央液泡______，紫色______②原生质层与细胞壁逐渐______分离变小变深①中央液泡_____，紫色_____②原生质层逐渐_____细胞壁紧贴变大变浅【探究实践】探究植物细胞的吸水和失水进行实验，观察并记录结果现象试剂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，颜色变深逐渐变大，颜色变浅逐渐恢复原来位置基本不变逐渐脱离细胞壁基本不变提出问题作出假设设计实验分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程第一次对照第二次对照正常的洋葱表皮细胞0.3g/mL的蔗糖溶液质壁分离清水质壁分离复原结论：(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；(2)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。细胞失水，原生质层与细胞壁分离开来细胞吸水，与细胞壁分离的原生质层慢慢恢复原来的状态当外界溶液浓度>细胞液浓度当外界溶液浓度<细胞液浓度质壁分离质壁分离复原进行实验，观察并记录结果提出问题作出假设设计实验分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程【探究实践】探究植物细胞的吸水和失水(1)质壁分离的内因和外因：(2)植物细胞发生质壁分离的条件：(3)介于细胞膜与细胞壁之间的溶液：内因：原生质层具有选择透过性

原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩性外因：外界溶液浓度>细胞液浓度活细胞有中央大液泡外界溶液浓度>细胞液浓度(细胞液与外界溶液必须有浓度差)

外界溶液（因为细胞壁具有全透性）进行实验，观察并记录结果提出问题作出假设设计实验分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程【探究实践】探究植物细胞的吸水和失水2.如果滴加的是3g/ml的蔗糖溶液，实验结果如何？3.将蔗糖溶液换成适宜浓度的KNO3，实验结果如何？1.植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？发生质壁分离，但不能质壁分离复原。（蔗糖溶液浓度过高，细胞严重失水死亡)细胞质壁分离后，没有滴加清水，自动出现质壁分离复原。（细胞主动吸收K+和NO3-离子后，细胞液浓度上升，细胞吸水，质壁分离复原）不会。（细胞壁具有保护和支持的作用）进行实验，观察并记录结果提出问题作出假设设计实验分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程【探究实践】探究植物细胞的吸水和失水【质壁分离及复原现象的拓展应用】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3.比较不同植物细胞的细胞液浓度4.比较几种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，质壁分离程度越大，细胞液浓度越小)同一植物的相同成熟细胞几种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、程度比较质壁分离所需时间的长短、程度判断溶液的浓度的大小(时间越短，质壁分离程度越大，细胞液浓度越小)乙溶液：细胞失水发生质壁分离后自动复原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原生质层（如蔗糖溶液）溶质能透过原生质层被吸收（如KNO3溶液）一定浓度的甘油、尿素、葡萄糖、乙二醇、NaCl、KNO3溶液等，细胞吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。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。【小结】三、被动运输定义：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。分类：被动运输自由扩散协助扩散物质通过简单的扩散作用进出细胞(简单扩散)：(易化扩散)：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散的方式水溶性的脂溶性的非极性

极性1.据图分析，物质能否穿过磷脂双分子层与哪些因素有关？是否带电、分子的大小、分子的极性【资料】为了研究物质跨膜运输方式，科研人员制作了一个只有磷脂双分子层的人工膜，检测不同分子和离子跨膜运输情况。人工脂双层膜对不同分子的通透性2.自由扩散(简单扩散)①概念：②特点①高浓度→低浓度（顺浓度梯度）②不需要转运蛋白协助③不需要消耗能量③实例水（少数）气体（O2

、CO2、N2）脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯）脂质分子（胆固醇、性激素等）④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物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式细胞外细胞内

O2在肺泡通过扩散作用进入肺泡细胞，穿过血管壁细胞进入血管【思考】O2在肺泡中与血液的交换O2从肺泡腔进入组织细胞需要穿过几层生物膜？(提示：肺泡壁、毛细血管壁为单细胞层)9层3.O2、CO2、甘油通过人工膜和生物膜方式相同吗？相同，直接穿过脂双层4.H2O、K+、Na+、Cl-通过过人工膜的通透性与生物膜不同，可能是什么原因造成的？人工合成脂双层细胞膜示意图【资料】人工合成脂双层和细胞膜的区别生物膜上的蛋白质导致的人工脂双层膜对不同分子的通透性4.H2O、K+、Na+、Cl-通过过人工膜的通透性与生物膜不同，可能是什么原因造成的？①高浓度→低浓度(顺浓度梯度运输)②需要转运蛋白协助③不需要消耗能量红细胞吸收葡萄糖水借助水通道蛋白进出细胞浓度差、温度转运蛋白种类和数量浓度差扩散速度能量扩散速度转运蛋白饱和点2.协助扩散(易化扩散)①概念：②特点③实例：④影响因素：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式分子多分子少扩散载体蛋白通道蛋白①只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过；②与被转运物质结合；③发生构象改变。①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；②不与被转运物质结合；③不发生构象改变。载体蛋白通道蛋白转运特点自身构象是否与转运的分子结合是否有特异性实例只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过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改变不改变不结合结合具有具有葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞大多数水进出细