新人教版生物学必修一4.1被动运输

第4章第1节被动运输1、阐明细胞膜的选择透过性。2、阐明被动运输的原理和特点。本节目标问题探讨

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，会出现漏斗液面升高的现象。

玻璃纸是一种半透膜，水分子可以透过它，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。物质能否通过半透膜与半透膜的孔径大小有关玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜，鱼鳔等思考下列问题：1、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？2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？3、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？1、漏斗管内的液面为什么会升高？多少由于蔗糖溶液中水的相对含量（单位体积中的水分子数）比烧杯中的水的含量低，因此，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度相对更快，导致漏斗中水量增加，液面上升。如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？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。2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？3、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？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。单位时间透过玻璃纸进出水分子量相同，故漏斗管液面不变条件一：半透膜条件二：浓度差1、渗透作用的概念：

水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散3.渗透作用中水的运输方向含水量高－－半透膜水（溶剂）低浓度溶液－－渗透压低含水量低－－高浓度溶液－－渗透压高水分子是顺相对含量梯度跨膜运输一、水进出细胞的原理-----渗透作用2、渗透作用发生的条件半透膜两侧的溶液具有浓度差。渗透压：溶质微粒对水的吸引力一个动物细胞能否构成一个渗透系统？思考一个动物细胞就是一个渗透系统细胞膜构成了半透膜细胞内溶液与外界溶液存在浓度差清水中0.9%NaCl溶液中20%的蔗糖溶液中

外界溶液浓度

细胞质的浓度小于吸水膨胀大于失水皱缩等于保持原状二、动物细胞的吸水和失水

低渗溶液

高渗溶液

等渗溶液思考·讨论：1、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？2、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？3、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？4、红细胞吸水或失水取决于什么条件？5、想一想临床上输液为什么要用生理盐水。思考·讨论

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”所示装置中的蔗糖分子。是（相当于）。

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。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。

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。1、在青菜上放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出。

2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。3、放蔫的青菜用清水浸泡一会儿后，又恢复新鲜。生活现象：植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？细胞膜液泡膜细胞质细胞壁原生质层（全透性）细胞液三、植物细胞的吸水和失水

水进出植物细胞,主要是指水经过原生质层进出液泡。提出问题作出假设设计实验进行实验实验结论表达与交流进一步探究水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是不是相当于一层半透膜？原生质层相当于一层半透膜探究植物细胞的吸水和失水设计方案：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。（设计方案、预期结果…）预期由于原生质层相当于一层半透膜，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会____，细胞_______；在清水中植物细胞的液泡又会______，细胞_____。

缩小皱缩变大膨胀材料：紫色洋葱鳞片叶、0.3g/mL的蔗糖溶液、清水器具：显微镜、镊子、吸水纸实验过程：植物细胞的吸水和失水方法步骤：1、滴清水2、取材3、展平4、盖盖玻片①制片②显微观察----正常的洋葱表皮细胞特点：细胞壁液泡

具有一个紫色的中央大液泡，原生质层紧贴着细胞壁③一侧滴0.3g/ml的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引（引流法），观察现象：原生质层与细胞壁发生分离,叫做质壁分离，原生质层和细胞壁之间充满了

。（1）外界溶液浓度大于细胞液的浓度，细胞失水

（2）原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性中央大液泡逐渐变小，颜色变深（细胞液浓度变大）质壁分离的原因蔗糖溶液小结：质壁分离的概念：指原生质层和细胞壁发生分离的现象质壁分离的原因：内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性外因：外界溶液浓度大于细胞液的浓度，细胞失水细胞壁：纤维素和果胶组成具有全透性，伸缩性小，不影响水分的运输。④一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引（引流法），观察现象实验现象：中央大液泡变大，颜色变浅原生质层恢复原来位置发生质壁分离复原外界溶液浓度小于细胞液的浓度，细胞吸水质壁分离复原的原因：溶质分子进入了细胞，如滴加浓度稍高的硝酸钾溶液时（硝酸钾、甘油、葡萄糖溶液等均可复原）质壁分离复原的两种特殊情况分析：1、已经发生质壁分离的细胞，再放入清水也不能复原的原因？细胞死亡2、发生质壁分离自动复原发生质壁分离或复原的条件有哪些？(3)活细胞总结：（1）具有细胞壁（2）具有大液泡提出问题作出假设设计实验进行实验实验结论表达与交流进一步探究探究植物细胞的吸水和失水实验现象

中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水变小逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置原生质层脱离细胞壁略变大略变小1、原生质层相当于半透膜2、植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？拓展：壁分离及其复原的应用（1）判断细胞的死活（2）测定细胞液浓度范围（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度（4）农业生产中的水肥管理（5）生活中杀菌、防腐、腌制食品（6）鉴别不同种类的溶液。成熟植物细胞+不同种类溶液→质壁分离→溶质不能通过半透膜的溶液（如蔗糖溶液）质壁分离后又自动复原→溶质能通过半透膜的溶液（如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液）

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。扩散现象：

一种物质从相对高浓度区域移动到低浓度区域（顺浓度梯度）的过程，称为扩散。细胞外细胞内水分子细胞膜O2、CO2、水、N2四、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的方式。脂溶性小分子：乙醇、甘油、苯特点：1、顺浓度梯度运输2、不需要转运蛋白协助3、不需要消耗细胞能量自由扩散物质主要有三类：①气体分子，如O2、CO2、N2等②水等小分子③脂溶性小分子，如甘油、脂肪酸、乙醇、苯等自由扩散物质通过简单扩散作用进出细胞的方式，叫做自由扩散。比方:球往低处滚：2、协助扩散（易化扩散）：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。特点：1、顺浓度梯度运输2、需要转运蛋白参与3、不需要消耗能量协助扩散借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。叫做协助扩散。转运蛋白实例:水分子*、离子、葡萄糖、氨基酸顺浓度梯度跨膜运输。比方：车载货下坡协助扩散*研究表明，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。水通道蛋白钾离子通道蛋白转运蛋白载体蛋白通道蛋白转运特点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自身构象改变不改变是否与转运的分子结合结合不结合是否有特异性具有具有实例葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞水分子通过水通道蛋白进出细胞3.转运蛋白的类型（♣）自由扩散协助扩散例：乙醇、甘油、

苯、性激素、气(O2、CO2)、水载体蛋白：葡萄糖进红细胞（需要与载体结合）被动运输通道蛋白：水和某些离子

（无需与通道蛋白结合）特点不消耗能量顺浓度梯度：（高低）小结：自由扩散协助扩散影响跨膜运输的因素影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。影响协助扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差,细胞膜上转运蛋白的种类和数量。P点后速率受转运蛋白数量限制1、以下可以发生渗透作用的是（）

A.煮熟的马铃薯条放入水中B.把干种子放在清水中

C.烈日下菠菜叶子下垂D.放在盐水中的萝卜变软D随堂练习2、a、b、c是三个相邻的细胞，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（）acbacbacbacbABCDC3、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（）

A.根细胞从土壤中吸收的养分过多B.根细胞不能从土壤中吸水

C.根系不能将水向上运输D.根系被肥料分解释放的热能烧毁B4、利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（）

A.盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用

B.盐水中的Na＋不利于细菌的生活

C.盐水是中性的，不适于细菌的生活

D.由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡D5、关于被动运输的说法，错误的是（）A.顺浓度梯度进行B.一定需要转运蛋白C.不需要细胞消耗能量D.不能主动吸收物质B6、自由扩散和协助扩散的动力是（）

A．葡萄糖

B．浓度差

C．细胞膜

D．载体B二、拓展应用1、可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液。将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中，适当时间后用显微镜