被动运输课件-2023-2024学年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一、扩散扩散现象是指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。将一滴碘伏滴入一滴清水中，现象是什么？扩散速度与温度有关，温度越高，扩散速度越快。二、渗透作用糖拌西红柿放置一段时间后，会出现很多“汁”，“汁”中的水是哪来的？高浓度区域低浓度区域液泡细胞外问题探讨在一个长颈漏斗是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。半透膜：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。问题探讨1.漏斗管内的液面为什么会升高？【讨论】蔗糖溶液玻璃纸（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子1.漏斗内的液面为什么会升高？单位时间从清水流入蔗糖溶液中的水分子数单位时间从蔗糖溶液流入清水中的水分子数问题探讨问题探讨渗透作用：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。渗透系统：两个溶液体系以及半透膜。问题探讨【讨论】2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？蔗糖溶液玻璃纸（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子2.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，管中的水柱产生的重力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，当____________________________最终达到平衡，液面将不再上升。漏斗内渗透压=液柱的压力渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。问题探讨渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。问题探讨溶质微粒多对水的吸引力大溶液浓度高溶质微粒少对水的吸引力小溶液浓度低物质的量浓度溶液中溶质微粒的数量多少。问题探讨区分：溶液浓度与质量浓度质量浓度：溶质的质量占全部溶液质量的百分率表示，用符号%表示。溶液浓度【物质的量浓度】：溶液中溶质微粒的数量。质量浓度相同但180g葡萄糖溶液中溶质微粒数目更多，所以物质的量浓度大。问题探讨1.U型管中间被一种不允许单糖和二糖透过的半透膜隔开，现在两侧分别加等质量浓度的蔗糖溶液和葡萄糖溶液，达到平衡时液面高度如何变化？蔗糖葡萄糖左高右低达到平衡状态时半透膜两侧的溶液浓度相同达到平衡状态时半透膜两侧的水分子不进不出××水分子向膜两侧移动速率相等两侧溶质微粒数依旧是葡萄糖更多，故左侧浓度大。问题探讨

条件①半透膜3.如果用一层纱布（全透性）代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？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？

条件②浓度差问题探讨渗透作用：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。渗透系统：两个溶液体系以及半透膜。渗透作用条件：①具有半透膜②半透膜两侧的溶液有浓度差渗透方向：相对含量高相对含量低水的含量溶液浓度低浓度溶液高浓度溶液渗透压渗透压低

渗透压高物质的量浓度（从溶质的角度分析)指溶液中溶质微粒对水的吸引力。顺相对含量梯度15当堂检测1、具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。（）2、在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜。（）3、玻璃纸是一种

膜，

可以通过它，而蔗糖分子则不能。半透水分子三、水进出细胞的原理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一个动物细胞能否构成一个渗透系统？讨论:三、水进出细胞的原理一个动物细胞能否构成一个渗透系统？讨论: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三、水进出细胞的原理

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水进出哺乳动物红细胞思考·讨论水进出哺乳动物红细胞的原理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”装置中的什么物质？血红蛋白属于大分子，不能透过细胞膜。红细胞的细胞膜有选择透过性，相当于半透膜不一定，红细胞吸水后，细胞质浓度也降低，当与外界溶液浓度相等时就不吸水了，如果细胞质浓度还没降到与外界溶液浓度相等就涨破了，那么红细胞就因吸水而涨破。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？思考·讨论水进出哺乳动物红细胞的原理4.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？浓度差，正相关使红细胞既不吸水涨破，也不失水皱缩，维持正常的形态和功能。5.对病人注射药物时，需将药物溶解在生理盐水（质量分数为0.9%的NaCl溶液）里进行注射，其目的是？三、水进出细胞的原理水进出植物细胞的原理(选择透过性)原生质层(选择透过性)细胞膜细胞质液泡膜细胞壁(全透性)构成半透膜原生质层细胞内的

液体环境—细胞液浓度差外界溶液存在渗透系统三、水进出细胞的原理水进出植物细胞的原理【探究·实践】探究植物细胞的吸水和失水请阅读课本P64-65的内容，完成以下任务:1.尝试作出假设并说出作出假设的依据。2.根据“参考案例”设计实验验证假设是否正确（说出设计思路和预测结果）3.根据“参考案例”，思考以下问题：（1）要观察的现象：（2）使用观察工具：（3）应选择的材料：（4）选择外界溶液：三、水进出细胞的原理水进出植物细胞的原理水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是一层半透膜吗？作出假设实施实验设计实验分析结果得出结论表达与交流提出问题三、水进出细胞的原理水进出植物细胞的原理作出假设实施实验设计实验分析结果得出结论表达与交流提出问题水分进出植物细胞是渗透作用，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吗？原生质层是一层半透膜吗？三、水进出细胞的原理水进出植物细胞的原理将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察液泡、原生质层及细胞大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化。

在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。设计方案（参考案例）预期结果作出假设实施实验设计实验分析结果得出结论表达与交流提出问题三、水进出细胞的原理水进出植物细胞的原理材料用具：紫色洋葱鳞片叶、质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、刀片、镊子、滴管、盖玻片、吸水纸、显微镜等。作出假设实施实验设计实验分析结果得出结论表达与交流提出问题注：紫色洋葱鳞片叶液泡大而有颜色，显微镜下易观察。思考：用黑藻小叶观察可以吗？三、水进出细胞的原理水进出植物细胞的原理步骤：作出假设实施实验设计实验分析结果得出结论表达与交流提出问题三、水进出细胞的原理水进出植物细胞的原理正常状态高浓度状态低浓度状态图像液泡大小变化原生质层位置正常大小逐渐变小逐渐变大，恢复原来大小原生质层紧贴细胞壁原生质层逐渐脱离细胞壁原生质层逐渐贴近细胞壁作出假设实施实验设计实验分析结果得出结论表达与交流提出问题三、水进出细胞的原理水进出植物细胞的原理结论：(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三、水进出细胞的原理水进出植物细胞的原理1.从实验当中的质壁分离，“质”和“壁”分别指的是什么呢？“质”指原生质层，“壁”指细胞壁2.质壁分离的原因原因外因：内因：细胞壁伸缩性小,原生质层伸缩性大外界溶液浓度大于细胞液浓度三、水进出细胞的原理水进出植物细胞的原理3.质壁分离的表现表现宏观上：微观上：液泡细胞液颜色植物由坚挺→萎蔫（大→小）（浅→深）原生质层与细胞壁分离三、水进出细胞的原理水进出植物细胞的原理4.质壁分离的自动复原如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，质壁分离后因细胞主动或被动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。仅凭左图能否判断细胞细胞正在发生质壁分离？不能，也可能正在发生质壁分离的复原三、水进出细胞的原理水进出植物细胞的原理5.外界溶液的选择选择对细胞无毒害作用，浓度适中的外界溶液。盐酸、酒精、醋酸能杀死细胞，不适合；浓度过高会导致细胞失水过多而死亡四、质壁分离与复原实验的拓展判断成熟植物细胞的死活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12四、质壁分离与复原实验的拓展3比较不同植物细胞的细胞液浓度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4四、质壁分离与复原实验的拓展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）当堂检测1.下列关于植物细胞质壁分离与复原实验的叙述，错误的是(

)A．该实验已存在对照，不需要增设一组对照组B．在该实验中，操作步骤为：

制片→低倍镜观察→滴加蔗糖→高倍镜观察C．用黑藻叶做该实验时，叶绿体的存在不会干扰实验现象的观察D．材料不同位置的细胞质壁分离程度并不完全一致B五、被动运输像水分子这样，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五、被动运输1.自由扩散五、被动运输自由扩散(1)概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞。(2)特点①顺浓度梯度运输②不需要转运蛋白协助③不需要消耗能量(3)实例：气体、水、尿素、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子(4)影响因素：浓度差、温度五、被动运输2.协助扩散五、被动运输协助扩散(1)概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散，叫做协助扩散(易化扩散)。载体蛋白通道蛋白(2)特点①顺浓度梯度运输②需要转运蛋白协助③不需要消耗能量(3)实例：

红细胞吸收葡萄糖、水通道蛋白等浓度差、转运蛋白种类和数量、温度浓度差扩散速度能量扩散速度(4)影响因素：43五、被动运输转运蛋白（1）载体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。（2）通道蛋白只容许与自身通道直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过；不需要与分子或离子结合。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图示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水分子通过水通道蛋白进出细胞五、被动运输五、被动运输物质出入细胞膜的方式自由扩散协助扩散运输方向是否消耗能量（ATP）是否需要转运蛋白举例图例曲线图（一定浓度范围内）影响因素高浓度

低浓度（顺浓度梯度）不消耗不需要需要氧气、二氧化碳、乙醇、苯等葡萄糖、氨基酸、水等细胞膜内外物质的浓度差浓度差；转运蛋白的数量总结细胞的物质输入和输出细胞的吸水和失水自由扩散渗透作用的两个条件：动物细胞特点：顺浓度梯度，不需要转运蛋白，不需要能量植物细胞1、半透膜。2、浓度差。外界溶液浓度＜细胞液浓度

细胞吸水外界溶液浓度＜细胞液浓度

细胞失水外界溶液浓度=细胞液浓度

细胞形态不变外界溶液浓度＜细胞液浓度

质壁分离外界溶液浓度>细胞液浓度

质壁分离复原质壁分离超过一定限度不能复原。协助扩散特点：顺浓度梯度，需要转运蛋白，不需要能量例子：水分子进出细胞（水通道蛋白）、葡萄糖进入红细胞（载体蛋白）、K+外流和Na+内流（离子通道蛋白）等转运蛋白：载体蛋白和通道蛋白例子：水、尿素、气体（O2

、CO2、N2）、脂溶性小分子（甘油、脂肪酸、乙醇、苯）、

脂质分子（胆固醇、性激素等）47当堂检测1.将动物细胞放入一定的浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用。（）2.细胞吸水和失水是水分子

相对含量的梯度跨膜运输的过程。3.物体内有三个相邻的细胞a、b、c，已知它们的细胞液浓度大小关系是a>b>c，那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是（）顺C48当堂检测1、相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内。（）2、葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白，但不需要消耗能量，属于协助扩散（）3、水分进入细胞,是通过自由扩散方式进行的。（）4、载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的。（）5、自由扩散是指溶质分子从一侧向

侧移动的现象。（填“高浓度”或“低浓度”）6、被动运输包括和。7、转