【生物】被动运输课件-2024-2025学年高一上学期人教版（2019）必修1

被

动

运

输2019人教版必修一第4章细胞的物质输入和输出分子在不停地运动【解释生活现象1】1.清水中滴入几滴红墨水，过一段时间，水都染上了红色。2.在清水中加入糖，一段时间，水变甜。扩散：分子从相对含量高一侧向相对含量低的一侧运动最后均匀分布的现象。【生活现象】1.你吃比较咸的食物时，例如你吃腌制的咸菜，连续嗑盐的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？2.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？【解释生活现象2】【生活现象】半透膜半透膜是一些小分子物质（如水）能透过，而另一些较大物质则不能透过的多孔性薄膜。它包括物理性的过滤膜和生物性的选择透过性膜。

①过滤膜：膜上有一些小孔，若分子的直径小于小孔直径，就能通过，否则不能通过。如玻璃纸（赛璐玢）、膀胱膜、鸡蛋的壳膜、鱼鳔等

②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，如细胞膜、细胞器膜、核膜。细胞膜玻璃纸（赛璐玢）注意：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。蔗糖溶液玻璃纸（半透膜）清水蔗糖分子水分子水分子可以自由通过，而蔗糖分子不能通过。半透膜渗透作用水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用1概念：Q1.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蔗糖溶液玻璃纸（半透膜）清水蔗糖分子水分子半透膜渗透作用指溶液中溶质微粒对水的吸引力,大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。渗透压：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。Q2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？漏斗内渗透压=液柱的重力，30%蔗糖溶液玻璃纸30%蔗糖溶液30%蔗糖溶液纱布清水思考：B和C的液面会升高吗？CB30%蔗糖溶液玻璃纸清水A①具有半透膜渗透作用2发生条件：②半透膜两侧的溶液具有浓度差浓度指物质的量浓度，而非质量浓度一段时间变式装置:下图标注的均是质量分数，假设只有水分子能通过半透膜，则一段时间后，液面高度会如何变化？水分子含量更多液面上升浓度低浓度高【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－－渗透压高半透膜两侧的溶液具有浓度差。2发生的条件3水的运输方向1概念：①从溶质的角度分析：低浓度溶液→高浓度溶液②从水分子自身的角度分析：高含量一侧→低含量一侧指物质的量浓度而非质量浓度达到渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子的移动达到动态平衡，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。

问1：液面停止升高时，水运动方向如何？清水半透膜蔗糖溶液水分子进出漏斗的速率相等，达到平衡。问2：液面停止升高时漏斗内溶液浓度

漏斗外溶液浓度>注意！！！提醒

①渗透≠扩散：渗透作用必须通过半透膜，扩散则不一定需要；扩散适用于各种物质，渗透仅指溶剂分子。渗透是一种特殊的扩散。②渗透平衡≠两侧溶液浓度相等：渗透平衡时半透膜两侧液面仍存在液面高度差，则半透膜两侧溶液就存在浓度差，且液面高的一侧溶液浓度高。升高降低下降上升稳定在一定高度(1)溶质不能通过半透膜的情况水进出细胞的原理内容1（2）溶质能通过半透膜的渗透装置S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能透过半透膜S1溶液S2溶液半透膜水进出细胞的原理内容1①

物质的量浓度：S1>S2

S1液面升高S1中的溶质透过半透膜进入S2S2液面升高，最终高于S1②物质的量浓度：

S1<S2

S1液面始终低于S2液面（2）溶质能通过半透膜的渗透装置S1和S2是同种溶质，且能透过半透膜，S1溶液浓度大于S2溶液浓度S1溶液S2溶液半透膜①由于半透膜两侧存在浓度差，由S2→S1的水分子数多于S1→S2的。导致

。②随后S1中的溶质透过半透膜进入S2，浓度差逐渐减小，S1和S2的溶液浓度

，液面

。S1液面上升相等持平水进出细胞的原理内容1理解：１）有高度差，渗透平衡时也存在浓度差，且液面高的一侧溶液浓度高。２）没有高度差，渗透平衡时半透膜两侧的浓度是相等的。（3）溶液的体积变化溶液体积大，吸收水多，液面高度大水进出细胞的原理内容1A、B两个漏斗中液体体积和浓度相同，所以最终液面高度

，但是A漏斗的半透膜面积大，吸水

。到达平衡时

。（3）半透膜的面积相同快短水进出细胞的原理内容1右侧液面升高液面不变1.U型管问题，判断液面变化（半透膜只允许水分子通过）习题检测物质的量浓度质量分数A、B两侧同时加等量蔗糖酶A液面高于B液面AB1.U型管问题，判断液面变化（半透膜只允许水分子通过）习题检测

①1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压相等

（

）

②质量分数为10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液渗透压相等

（

）

③在渗透装置中，当液面不再升高时，水分子不再通过半透膜

（

）

④渗透平衡时，半透膜两侧浓度一定相等（

）⑤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

（

）

2.概念辨析：××××

×习题检测等渗溶液高渗溶液低渗溶液细胞吸水膨胀细胞失水皱缩细胞形态不变细胞质的浓度外界溶液的浓度＞外界溶液的浓度细胞质的浓度＞外界溶液的浓度细胞质的浓度=一、水进出动物细胞的原理Q1.红细胞内的血红蛋白相当于“问题探讨”装置中的什么物质？血红蛋白是有机大分子物质，不能透过细胞膜。它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。不一定，如果细胞内外浓度差很小，则细胞吸水，但不会涨破。问题交流：

水进出动物细胞的原理——渗透作用Q2.

当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？Q3.

红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？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。Q4.想一想临床上输液为什么要用生理盐水（0.9%NaCl溶液）？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。细胞膜细胞质液泡膜细胞壁(全透性),伸缩性比较小相当于半透膜？细胞液与外界溶液之间存在浓度差原生质层细胞液成熟植物细胞的结构植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。水进出细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。水进出植物细胞的原理思考：植物细胞的吸水或失水是否是通过渗透作用呢？二、水进出植物细胞的原理液泡膜细胞质原生质层细胞壁（全透性、伸缩性小对细胞起保护和支持作用）细胞膜细胞液成熟的植物细胞的结构（相当于半透膜）植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。水进出植物细胞主要指

水通过原生质层进出液泡细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。(选择透过性)(选择透过性)二、水进出植物细胞的原理【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）提出问题做出假设设计实验实施实验分析结果得出结论表达交流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？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蔗糖溶液中细胞的液泡变小，细胞皱缩；清水中细胞的液泡变大，细胞膨胀。预期结果：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。二、水进出植物细胞的原理【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）提出问题做出假设设计实验实施实验分析结果得出结论表达交流材料用具：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。外表皮细胞选择紫色洋葱鳞片叶外表皮，是因为其细胞液呈紫色，易观察液泡的大小变化活细胞（不可用死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞）细胞有大液泡盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片1234滴清水撕取洋葱鳞片叶外表皮低倍镜观察撕取洋葱鳞片叶时要不带叶肉且不宜过大，避免制作装片时出现重叠和气泡，撕取后要放入载玻片上的清水中实验

探究植物细胞的吸水与失水第一次观察①有一个______的中央大液泡②原生质层紧贴___________紫色细胞壁6低倍镜观察实验步骤5在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引7在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引8低倍镜观察实验

探究植物细胞的吸水与失水引流法第二次观察①中央液泡逐渐______，紫色逐渐______②原生质层与细胞壁逐渐______分离变小变深重复几次重复几次第三次观察①中央液泡逐渐_____，紫色逐渐_____②原生质层逐渐_____细胞壁紧贴变大变浅第一次处理第二次处理实验步骤实验结果中央液泡大小及颜色原生质层位置变化细胞大小蔗糖溶液清水中央液泡变小颜色加深逐渐恢复原来大小颜色变浅原生质层恢复原位原生质层脱离细胞壁基本不变基本不变第一次对照滴加蔗糖溶液滴加清水第二次对照质壁分离质壁分离复原二、水进出植物细胞的原理【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）提出问题做出假设设计实验实施实验分析结果得出结论表达交流结论：(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二、水进出植物细胞的原理2.质壁分离及复原的原因：1.“质壁分离”的“质”与“壁”分别指什么？3.将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于下列溶液,再置于清水,分别出现什么现象？思考“质”指原生质层“壁”指细胞壁0.3g/mL蔗糖溶液：

→再置于清水：

。

0.5g/mL蔗糖溶液：

→再人工置于水:

。

1mol/LKNO3溶液(或:尿素、甘油、乙二醇）

。醋酸、盐酸、酒精

：，杀死细胞，使原生质层失去选择透过性

质壁分离质壁分离复原快速质壁分离质壁不能复原先质壁分离,后自动复原内因：原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度无质壁分离2、质壁分离结束时，水分子进出细胞数量相等此时达到渗透平衡，细胞液浓度

外界溶液浓度此时细胞可能处于

状态

1、在实验过程中显微镜下观察到右图所示图像时3、质壁分离复原结束时，水分子进出细胞数量相等此时达到渗透平衡，细胞液浓度

外界溶液浓度思考：质壁分离、质壁分离复原或者也可能死亡等于不一定等于植物细胞壁是

性的，作用是

，伸缩性

。成熟植物细胞由于

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

。原生质层指

，相当于一层

。质是

，壁是

。成熟的植物细胞模式图（课本P63图4）植物细胞的

相当于一层半透膜；植物细胞通过

吸水和失水.植物细胞发生质壁分离的原因:（内因、外因）实验中共涉及

次显微镜观察,是唯一一个只需在低倍镜下观察的实验。该实验有两组对照实验,均为自身对照。质壁分离时,中央液泡

,颜色

,细胞液的吸水能力

，细胞大小

。

质壁分离复原时,中央液泡

,颜色

,细胞液的吸水能力

，细胞大小

。质壁分离的条件:

。

在一定浓度的KNO₃、甘油、尿素、乙二醇等可透过半透膜的溶液中可发生质壁分离及其自动复原的原因：

这些物质能被细胞吸收能否选择盐酸、酒精、醋酸等能杀死细胞的溶液做质壁分离实验?不能。原因：死掉的细胞失去了选择透过性质壁分离后，原生质层和细胞壁之间的液体是

。

仅展示一张图片不能判断植物细胞正处于质壁分离还是质壁分离复原中被动运输自由扩散（简单扩散）协助扩散（易化扩散）任务自由扩散和协助扩散1.什么是被动运输？【提示】物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。2.被动运输的分类？自由扩散：物质通过简单的_________进出细胞，叫做自由扩散。扩散作用协助扩散：借助膜上的__________进出细胞的物质扩散方式叫做协助扩散，也叫易化扩散。转运蛋白物质出入细胞膜的方式自由扩散协助扩散运输方向特点举例图例（一定浓度范围内）浓度差对运输速率的影响影响因素高浓度

低浓度（顺浓度梯度）不需要能量不需要转运蛋白不需要能量需要转运蛋白少部分水、气体、乙醇、苯等脂溶性小分子红细胞吸收葡萄糖、氨基酸水通道蛋白运输水等细胞膜内外物质的浓度差浓度差；转运蛋白的数量联系生活油脂类物质通过自由扩散的方式被细胞吸收，能吸收一部分空气的水分，同时它可以使一部分自由水转化为结合水，减少水分的散失，降低结冰点；从而可以防干燥，还能一定程度上防冻。绝大部分保湿防冻产品中都有油脂类物质（如：甘油）想一想，这是为什么呢？RoderickMacKinnonPeterAgre“过去人们普遍认为，水分子都是通过自由扩散进出细胞的，但后来的研究表明，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。”与本句话表达意思最相近的选项是（

）A.水分子主要通过自由扩散进出细胞B.水分子都是通过协助扩散进出细胞C.水分子主要通过协助扩散进出细胞D.水分子都是通过自由扩散进出细胞C笔记：水分子运输协助扩散（主要）水通道蛋白自由扩散（很少）转运蛋白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容许与自身通道的直径、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.半透膜两侧具有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