【课件】被动运输课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

第1节被动运输第四章

细胞的物质输入和输出扩散：指物质从相对含量多的地方向相对含量少的地方自由运动。课本P62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，会出现如右图所示现象（漏斗内的液面升高。）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、渗透作用概念：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散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？水在半透膜两侧进行的是双向运动①单位时间内进入漏斗的水分子数多于从漏斗渗出的水分子数。②不会。达到渗透平衡后，液面不再上升。半透膜两侧水分子的移动达到动态平衡(进≈出)(进>出)多少一、渗透作用课本P622.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？不会，纱布不是半透膜，孔隙大，可溶于水的物质都能够自由通过，因此水分子和蔗糖分子都能通过。条件一：半透膜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？半透膜两侧溶液浓度相同，水分子双向运动速率相同，漏斗中的液面将保持不变。条件二：浓度差一、渗透作用需要的条件课本P621.渗透作用的概念：2.渗透作用发生的条件★3.渗透作用中水的运输方向一、水分子进出细胞的原理——渗透作用水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散①具有半透膜②膜两侧溶液具有浓度差含水量高－－低浓度溶液－－渗透压低含水量低－－高浓度溶液－－渗透压高渗透压：溶质微粒对水的吸引力——顺浓度梯度运输课本P62则水分子处于

。①当溶液浓度A>B时，水分子就通过半透膜由

；②当溶液浓度A<B时，水分子就通过半透膜由

；③当溶液浓度A＝B时，原理剖析：A溶液B溶液B流向AA流向B动态平衡【例1】下图是渗透装置示意图，关于在长颈漏斗管内液面上升过程中的有关叙述，正确的是(

)水分子只能通过半透膜从烧杯进入漏斗进行单向移动B.液面上升的速率先逐渐加快然后减慢最终液面维持稳定C.当半透膜两侧水分子进出速率相等时，两侧溶液浓度相等D.半透膜两侧溶液的浓度差越大，上升的高度越高典例研析D双向移动逐渐减慢浓度：蔗糖>清水《金版学案》P96溶液S1溶液S2S表示溶液浓度原理剖析：平衡前：渗透过程：平衡后：S1＞S2S1↓

S2↑S1＞S2平衡后S1与S2的浓度差产生的吸水力与高度差的重力相等，S1与S2的浓度差越大，高度差就越大。常见渗透装置图分析：课堂练习如图，在U形管中部c处装有半透膜，在a侧加入红色的细胞色素(相对分子质量13000的蛋白质)的水溶液，b侧加入清水，并使a、b两侧液面高度一致。经过一段时间后，实验结果将是()

A．a、b两液面高度一致，b侧为无色

B．a、b两液面高度一致，b侧为红色

C．a液面低于b液面，b侧为红色

D．a液面高于b液面，b侧为无色D红色的细胞色素清水半透膜细胞膜细胞质类比推理：如果将装置中的漏斗换成动物细胞，还会不会发生渗透作用呢？渗透装置动物细胞

半透膜(玻璃纸）半透膜()膜两侧有浓度差()与外界溶液的浓度差细胞膜细胞质二、动物细胞的吸水与失水[以水进出哺乳动物红细胞为例]①原理半透膜→浓度差→细胞质与外界溶液间具有浓度差细胞膜②现象：外界溶液浓度<细胞质浓度细胞__________吸水膨胀(涨破)外界溶液浓度>细胞质浓度细胞__________失水皱缩外界溶液浓度=细胞质浓度细胞__________形态不变(水分进出平衡)课本P63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。不能蔗糖分子是（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。血浆的等渗溶液课本P63典例研析1.将哺乳动物成熟的红细胞分别浸入甲、乙、丙、丁四个装有不同浓度溶液的烧杯内一段时间后,实验结果如下图所示。则甲、乙、丙、丁溶液浓度的比较正确的是(

)A.甲>乙>丙>丁 B.丁>甲>乙>丙C.丙>丁>甲>乙 D.丙>乙>丁>甲D吸水涨破正常失水皱缩吸水膨胀《金版学案》P100

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，能正确表示水分子在三者之间关系的是()课堂练习acbacbacbacbABCDC《金版学案》P100植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？生活现象：1.将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变得硬挺。

2.将白菜剁碎做馅时，常常要放一些盐，稍过一会儿就可见到有水分渗出。3.对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。（吸水）（失水）（失水）成熟的植物细胞模式图①②③④细胞壁细胞膜细胞质液泡细胞液（和外界溶液存在浓度差）液泡膜原生质层思考：植物细胞的什么结构可以相当于半透膜呢？（具有全透性，伸缩性小，不易变形）（具有选择透过性，伸缩性大）思考：1、成熟植物细胞内的液体环境主要是什么？

2、植物细胞液里的水分子出细胞经过什么结构？细胞液原生质层原生质层三、植物细胞的吸水与失水课本P63探究·实践实验目的：探究植物细胞的吸水和失水提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果，得出结论表达与交流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？水分进出植物细胞是通过渗透作用，原生质层相当于一层半透膜。①制作临时装片,观察植物细胞正常形态；②将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小变化；③再将植物细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。（1）设计方案（2）预期结果原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由通过，而蔗糖分子不能通过。课本P64实验过程：探究植物细胞的吸水和失水材料用具①紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞③吸水纸②质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，清水④刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、显微镜引流法课本P64三水进出植物细胞的原理实验：探究植物细胞的吸水和失水(视频)(2)实验步骤：制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片滴蔗糖溶液制片观察观察滴清水观察特点：具有一个紫色的中央大液泡，原生质层紧贴着细胞壁特点：中央液泡逐渐

，颜色

,原生质层与细胞壁逐渐

;细胞大小

。课本P64变小加深分离基本不变变大变浅恢复原来位置，贴近基本不变滴加蔗糖溶液细胞失水质壁分离滴加清水细胞吸水质壁分离复原外界溶液中央液泡大小中央液泡颜色原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水逐渐变小逐渐变大恢复原来大小原生质层逐渐脱离细胞壁原生质层逐渐恢复原来位置，贴近细胞壁基本不变基本不变实验结果变深变浅课本P64思考：质壁分离中的“质”指的是什么呢？原生质层植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。实验结论①外界溶液浓度＞细胞液浓度时，

细胞

，发生

现象；②外界溶液浓度＜细胞液浓度时，

细胞

，发生

现象。失水质壁分离质壁分离的复原吸水课本P656.下图是植物细胞质壁分离与复原过程中某时期示意图，有关说法正确的是(

)①此时细胞液的浓度小于外界溶液的浓度②2、3、4、5共同构成原生质层③此时细胞液的浓度比质壁分离之前大④结构1具有全透性，所以不能对植物细胞起支持和保护作用A.①②

B.①③④

C.③

D.③④实战演练C细胞壁细胞膜细胞核细胞质液泡膜小于、大于或等于《金版学案》P1052.实验中的三次观察：注意事项滴加蔗糖溶液细胞失水质壁分离滴加清水细胞吸水质壁分离复原第1次观察初始状态下的细胞低倍镜第2次观察质壁分离状态下的细胞第3次观察质壁分离复原状态下的细胞自身对照①自身对照②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。《金版学案》P104注意事项1.选材要求：某同学在观察细胞的质壁分离和复原时，发现部分细胞未出现预期的现象，原因可能是什么？这部分细胞是已经死亡的细胞或是未成熟的细胞能发生质壁分离现象的细胞：

活的成熟植物细胞具有细胞壁和中央大液泡

（最好有颜色，有利于观察）《金版学案》P1041.下列细胞能作为质壁分离实验材料的是(

)A.人的口腔上皮细胞B.绿色植物的叶肉细胞C.洋葱根尖分生区细胞D.用开水煮过的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞实战演练B无细胞壁、液泡无大液泡死细胞《金版学案》P104思考·讨论1.发生质壁分离的原因?质壁分离质壁分离外界溶液浓度>细胞液浓度①原生质层相当于一层半透膜②原生质层伸缩性>细胞壁伸缩性外因：内因：细胞渗透失水2.质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是什么液体?浓度降低的外界溶液（因细胞壁是全透性，且有水分通过原生质层渗出来。）失水失水6.下图中A为两个渗透装置,溶液a、b为不同浓度的同种溶液,且a溶液的浓度<b溶液的浓度,c为清水,B为显微镜下观察到的某植物表皮细胞示意图。下列叙述错误的是()A.一段时间后,图A中装置2的液面会高于装置1的液面B.图B中的③⑤⑥相当于图A中的②C.若图B所示为某农作物根毛细胞,此时应及时灌溉D.图B中的④与图A中的②通透性不同B《金版学案》P100液泡膜细胞膜细胞壁半透膜<清水④⑤及两者间的细胞质外界溶液3.实验试剂：注意事项(1)如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，结果有什么不同？浓度过高会导致植物细胞因失水过多而死亡，细胞可发生质壁分离，但不能发生质壁分离复原。(2)若滴加的是甘油、尿素、KNO3、乙二醇、葡萄糖，结果如何？细胞可发生质壁分离后自动复原现象因为这些溶质可透过膜，则细胞在失水质壁分离的同时，会主动或被动吸收溶质微粒，从而使细胞液浓度增大，细胞发生渗透吸水而自动复原。《金版学案》P1046.将洋葱细胞放入浓度大于细胞液的KNO3溶液中，一段时间后用显微镜观察发现该细胞未发生质壁分离，其原因可能是该细胞(

)①是死细胞②大量吸水③是根尖分生区细胞

④大量失水⑤质壁分离后又自动复原A.①②③

B.①③⑤

C.②③⑤

D.②④⑤实战演练B《金版学案》P1053.(2021·广东广州)取某一红色花冠的2个大小相同、生理状态相似的花瓣细胞,将它们分别放置在甲、乙两种溶液中,测得细胞失水量的变化如下页左栏图1,液泡直径的变化如下图2。下列叙述错误的是()

A.第4分钟后乙溶液中细胞发生了质壁分离的复原B.第6分钟后甲溶液中细胞可能会因失水过多而死亡C.图2中曲线Ⅰ和图1中乙溶液中细胞失水量曲线对应D.图2中曲线Ⅰ、Ⅱ的差异与甲、乙溶液浓度有关,与溶质的种类无关《金版学案》P104不能进入细胞的溶质，蔗糖可进入细胞的溶质，KNO3可进入细胞的溶质，KNO3不能进入细胞的溶质，蔗糖D拓展应用质壁分离与复原实验的拓展应用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判断成熟植物细胞的死活1测定细胞液浓度范围2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《金版学案》P104等渗溶液（细胞形态几乎不变）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比较未知浓度溶液的浓度大小4同一植物的相同成熟细胞未知浓度的溶液镜检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《金版学案》P104浓度差越大，质壁分离所需时间越短浓度差越大，质壁分离所需时间越短5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)6农业生产中的水肥管理7生活中杀菌、防腐、腌制食品《金版学案》P1042.下列关于植物细胞的吸水和失水实验的叙述,正确的是()A.紫色洋葱根尖分生区细胞可以作为实验材料B.质壁分离指的是细胞壁与细胞质的分离C.该实验可用于探究植物细胞细胞液的浓度大小D.植物细胞吸水能力与质壁分离程度呈负相关C《金版学案》P104没有大液泡原生质层正相关像水分子这样，物质以________________进出细胞，________________消耗细胞内化学反应所释放的_____________，这种物质跨膜运输方式称为_____________。被动运输分为______________和_______________两类。扩散方式不需要能量被动运输自由扩散协助扩散被动运输运输的动力来自？课本P65四、自由扩散和协助扩散1.自由扩散(简单扩散)(1)概念：外内细胞膜(2)运输方向：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。高浓度→低浓度顺浓度梯度运输(3)特点：(4)实例：①不需要转运蛋白②不消耗能量①水分子(少部分)②气体分子：O2、CO2、N2等③脂溶性小分子：甘油、乙醇、苯等小分子物质探究活动一：请阅读课本P66，找出自由扩散的概念、运输方向、特点、实例及影响因素。2.协助扩散(易化扩散)(1)概念：(2)运输方向：(3)特点：(4)实例：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，也叫易化扩散。小分子物质高浓度→低浓度顺浓度梯度运输①需要转运蛋白②不消耗能量①葡萄糖进入红细胞(载体蛋白)②K+进入神经细胞(钾离子通道蛋白)③大部分水分子进出细胞(水通道蛋白——主要方式)外内细胞膜载体蛋白通道蛋白P67探究活动三：请阅读课本P66，找出协助扩散的概念、运输方向、特点、实例及影响因素。2.协助扩散(易化扩散)(1)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，也叫易化扩散。外内细胞膜载体蛋白通道蛋白转运蛋白①定义：②类型镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。载体蛋白通道蛋白小分子物质课本P66转运蛋白①载体蛋白②通道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。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。外内细胞膜小分子物质载体蛋白通道蛋白(葡萄糖载体蛋白)(水通道蛋白、离子通道蛋白)不改变自身构象。具有专一性课本P66-674.下列关于细胞膜上的转运蛋白的叙述，错误的是(

)A.转运蛋白可分为载体蛋白和通道蛋白两种类型B.转运蛋白是镶嵌在膜上的蛋白质C.运输不同物质的转运蛋白种类和数量一般都不相同D.通道蛋白与被转运物质结合后，自身构象会发生改变课堂练习D《金版学案》P615.下列关于自由扩散和协助扩散的说法，正确的是(

)①都不需要能量②都不需要转运蛋白③自由扩散只能顺浓度梯度运输物质，而协助扩散既可以顺浓度梯度运输物质也可以逆浓度梯度运输物质④都是被动运输⑤水分子主要通过协助扩散顺浓度梯度运输A.①②④ B.①③④

C.①②⑤ D.①④⑤课堂练习D《金版学案》P100【例5】下图表示物质跨膜运输的一种方式，下列有关分析正确的是(

)A.这种转运方式可逆浓度梯度进行B.乙醇分子是以这种方式进入细胞的C.细胞产生的能量增加会提高该物质的运输速率D.转运蛋白在物质转运过程中形状会发生改变典例研析D协助扩散载体蛋白顺浓度自由扩散不消耗能量《金版学案》P991.自由扩散(简单扩散)(5)影响因素：O2跨红细胞膜时的运输速率浓度差/(mmol·L-1)1.534.567.59运输速率81624324048运输速率与浓度差成

关系正比细胞内外浓度差与浓度差有关(5)影响因素：葡萄糖跨红细胞膜时的运输速率浓度差/(mmol·L-1)1.534.567.59运输速率81624323232在一定范围内，随浓度差增大，葡萄糖跨红细胞膜时的运输速率

，当浓度差达到一定数值后，葡萄糖的运输速率

。增大保持不变PP点之后限制因素：转运蛋白数量有限P点之前限制因素：物质的浓度差①细胞内外浓度差②转运蛋白的种类和数量2.协助扩散(易化扩散)物质跨膜运输方式被动运输自由扩散(简单扩散)协助扩散(易化扩散)运输方向是否需要转运蛋白是否消耗能量实例图示顺浓度梯度高浓度→低浓度顺浓度梯度高浓度→低浓度不需要需要不消耗不消耗①气体：O2、CO2等②甘油、乙醇、苯等③少部分水①葡萄糖进入红细胞②大部分水自由扩散与协助扩散的比较【例6】下图中曲线a、b表示自由扩散和协助扩散两种方式，下列表述正确的是(

)A.葡萄糖通过方式a进入红细胞B.低温只会影响方式b的运输C.脂溶性小分子物质能通过方式a运输D.抑制细胞呼吸对方式a和b的运输速率均有影响典例研析a:自由扩散

Cb:协助扩散

方式b:协助扩散

方式a和b都影响

均无影响

《金版学案》P99被动运输不消耗能量，所以物质运输速率和细胞能量供应无关。归纳：自由扩散/协助扩散O2浓度(细胞呼吸作用可提供能量)组织间隙组织细胞管血细毛肺泡O2O2O2O2O2O2O2组织间隙1.O2是怎样进入血液以及组织细胞？以自由扩散的方式2.O2从肺泡腔进入血液需要穿过几层生物膜？（肺泡壁、毛细血管壁为单细胞层）4层3.O2从肺泡腔进入组织细胞需要穿过几层生物膜？9层生物膜、磷脂双分子层、磷脂分子层自由扩散（简单扩散）1层1层2层水分子进出细胞的原理渗透作用的两个条件①要有半透膜②要有浓度差课堂总结①动物细胞植物细胞①细胞膜相当于半透膜②细胞质与外界溶液之间存在浓度差③吸水膨胀，甚至涨破；失水皱缩①原生质层相当于半透膜②细胞液与外界溶液之间存在浓度差③