4.1被动运输课件-高一上学期生物人教版必修1

第四章细胞的物质输入和输出

第2节

被动运输分子在不停地运动解释生活现象：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：是指物质从相对含量高的区域向相对含量低的区域转移直到均匀分布的现象。扩散速度与温度有关，温度越高，扩散速度越快。一、渗透作用根据半透膜是否具有生命现象非生物膜

生物膜（具有活性的生物膜称为选择透过性膜）如细胞膜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半透膜：是一种允许某种分子或离子扩散进出的薄膜。(如：膀胱膜、玻璃纸、卵壳膜、鱼鳔、羊皮纸)仔细观察：水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗？水分子的移动是双向的讨论1：

漏斗管内的液面为什么会升高？水多水少单位时间内水分子数：渗入玻璃纸＞渗出玻璃纸讨论1:如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？水多水少不会，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。浓度差产生的渗透压（向上）=高度差产生的压强（向下）渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。浓度越大（溶质越多），溶剂越少，渗透压越大，吸水量越多不会；纱布孔隙大，蔗糖分子可自由通过。条件一：半透膜讨论2:如果用一层纱布代替玻璃纸，出现原来的现象吗？液面不会升高，膜两侧浓度相同，水分子进出平衡。条件二：浓度差

（物质的量浓度）讨论3:如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，液面高度如何变化？1.渗透作用概念:2.渗透作用发生条件:①具有半透膜②半透膜两侧溶液存在浓度差3.渗透作用结果：溶液浓度高溶液浓度低含水量高含水量低4.渗透作用中水的运输方向半透膜水（溶剂）蔗糖（溶质）水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散水分子可以通过半透膜进行双向扩散，直到水分子进出速率达到动态平衡。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：水含量高一侧→水含量低一侧水分子是顺相对含量梯度跨膜运输一、渗透作用拓展液面（等高）10%蔗糖溶液10%葡萄糖溶液半透膜②同质量分数液面（等高）2mol/L蔗糖溶液2mol/L葡萄糖溶液半透膜

①同物质的量浓度液面不变溶质不能通过半透膜的渗透装置半透膜两侧的浓度差是指溶质颗粒的

，不是

。物质的量浓度质量浓度10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液较多，右侧液面升高。b侧：n=m⁄C6H12O6a侧：n=m⁄C12H22O11①c=n⁄V(mol⁄L)②n=m⁄M(mol)一、渗透作用拓展渗透平衡液面高度不发生变化，水分子双向运动速率相等，即动态平衡。溶液S1溶液S2平衡前：S2S1S表示溶液浓度渗透过程：S2

S1平衡后：S2

S1S1与S2的浓度差越大，高度差就越大,渗透速率越快，达到平衡所需的时间越短。只要存在浓度差，就存在高度差，液面更高一侧的溶液浓度更大。≠浓度相等>≥一、渗透作用【练习】渗透作用装置一般有２种类型，如下图A、B所示：1）渗透达到平衡,半透膜两侧的水分子运动的速率

；2）分析初始时的浓度大小为：S1________S2；

当Δh稳定时，浓度大小为：S1________S2

。

相等>>液面（等高）A溶液B溶液半透膜渗透装置的变式分析半透膜允许水、单糖通过，不允许二糖通过1、若A侧为蔗糖溶液，B侧为清水，液面怎么变化？2、若A侧为2mol/L蔗糖溶液，B侧为1mol/L蔗糖溶液，液面怎么变化？3、若A侧为2mol/L葡萄糖溶液，B侧为1mol/L葡萄糖溶液，液面怎么变化？4、若A侧为2mol/L葡萄糖溶液，B侧为1mol/L蔗糖溶液，液面怎么变化？提醒：一看物质能否通过半透膜，二看是否为物质的量浓度三看物质的量浓度大小A侧液面升高A侧液面升高A侧液面先升高，再降低，最后两侧液面等高。A侧液面先升高，再降低，最后B侧高于A侧。渗透装置的变式分析右侧液面先升高在降低，最终左侧液面高于右侧液面。质量分数相同，葡萄糖物质的量浓度大于蔗糖，因此右侧液面先升高，右侧葡萄糖通过半透膜进入左侧，最终两侧葡萄糖浓度相等，左侧有蔗糖，左侧渗透压高于右侧。最终左侧液面高于右侧。液面（等高）质量分数10%蔗糖溶液质量分数10%葡萄糖溶液半透膜5、半透膜允许单糖通过，不允许二糖通过，液面怎么变化？原因是？分析往U形管右侧加入少量蔗糖酶，分析现象？加蔗糖酶后：蔗糖→两分子单糖，导致右侧浓度更高，水分子由5%的葡萄糖溶液→5%的蔗糖溶液更多，因此右侧液面升高，最终大于左侧蔗糖酶只允许水通过的半透膜质量分数5%葡萄糖溶液质量分数为5%蔗糖溶液6、半透膜允许水通过，在蔗糖溶液中加入蔗糖酶，现象如何？外界溶液细胞质基质蔗糖溶液细胞膜半透膜相当于相当于浓度差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二、水进出细胞的原理

动物细胞的吸水和失水1如果将漏斗换成细胞会发生渗透作用吗？

外界溶液浓度

细胞质的浓度吸水膨胀失水皱缩保持原状小于大于等于二、水进出细胞的原理

动物细胞的吸水和失水1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”装置中的什么物质？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？4.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？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？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。浓度差相当于蔗糖分子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。对农作物施肥过多，造成“烧苗”现象。将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。盐腌制过的黄瓜,皱皱巴巴，还出水与生活的联系：水分进出植物细胞也是通过渗透作用吗？成熟植物细胞模式图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。

植物细胞的吸水和失水2选择透过性选择透过性二、水进出细胞的原理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。【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细胞，是因为其具有中央大液泡，且细胞液呈紫色，易观察液泡的大小变化。【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）实验：探究植物细胞的吸水和失水(视频)制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片低倍显微镜下观察0.3g/ml的蔗糖溶液吸水纸引流重复几次低倍显微镜下观察滴放清水吸水纸引流低倍显微镜下观察重复几次【实验步骤】实验中共涉及几次显微镜观察？自身对照，观察3次（教材上唯一一个只在低倍镜下观察的实验）【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）正常状态高浓度状态低浓度状态图像液泡变化原生质层位置正常大小逐渐变小，颜色变深恢复原来大小，颜色变浅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细胞体积基本不变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【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）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“质”指原生质层“壁”指细胞壁【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）1.质壁分离产生原因（1）外因：原生质层具有选择透过性细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性外界溶液浓度大于细胞液浓度（2）内因：宏观上：植物由坚挺→萎蔫微观上：质壁分离（3）表现：液泡：细胞液颜色：原生质层与细胞壁分离大→小浅→深【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）2.注意事项：活细胞、有细胞壁、有大液泡的成熟植物细胞（根尖分生区细胞不发生）紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞？①材料选择：液泡有一定颜色便于观察，若无，也可使用较多叶绿体的材料，

如观察黑藻叶绿体分布情况判断细胞是否发生质壁分离现象②黑藻叶片细胞①紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）注意事项2.注意事项：活细胞、有细胞壁、有大液泡的成熟植物细胞（根尖分生区细胞不发生）①材料选择：引流时要重复几次，目的是使盖玻片下面的洋葱鳞片叶表皮细胞完全浸入在加入的液体。②引流：③观察时间：加入蔗糖溶液后不宜停留过长时间，防止细胞长时间处于高渗溶液中，因过度失水而死亡。【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）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。④外部溶液浓度：⑤质壁分离的自动复原：0.3g/mL的蔗糖溶液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（0.3g/mL的蔗糖溶液）会导致细胞失水过多而死亡2.注意事项：【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）你观察到了什么现象呢？细胞壁和原生质层之间的空隙充满的是什么？第一次观察a滴加蔗糖溶液后观察b再次滴加清水溶液后观察c仅凭图b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/平衡质壁分离以及复原，稀释后的蔗糖溶液植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？不会；细胞壁保护支撑作用外界溶液【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）思考：在质壁分离和复原的过程中，细胞液浓度如何变化，细胞吸水能力如何变化？质壁分离过程—细胞液浓度变大，吸水能力增强；质壁分离复原过程—细胞液浓度变小，吸水能力减弱；失水平衡：细胞液浓度=外界溶液浓度吸水平衡：细胞液浓度>外界溶液浓度【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）3.质壁分离实验的应用（1）判断成熟植物的死活+待测成熟植物细胞较高浓度的蔗糖溶液镜检发生质壁分离不发生质壁分离活细胞死细胞（2）测定细胞液浓度范围待测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蔗糖溶液浓度之间【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度不同植物细胞+同一浓度的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。（4）鉴别不同种类溶液在一定浓度、溶质不能穿膜的溶液（如0.3g/mL的蔗糖溶液）中会发生质壁分离A.在一定浓度、溶质可穿膜的溶液（如甘油、尿素、乙二醇、KNO3等）中先发生质壁分离后自动复原B.3.质壁分离实验的应用1.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（

）CacbacbacbacbABCD2.家庭养花，如果施肥过多，会引起花卉萎蔫，此时可采取的措施有（）

①加强光照②改善空气流通③适当浇灌清水④更换盆中泥土A.①③B.②④C.①②D.③④D3.利用高浓度盐水杀菌防腐的原理是（）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.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D小试牛刀(1)概念: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

。扩散方式不需要能量被动运输(2)类型:自由扩散协助扩散三、自由扩散和协助扩散被动运输(1)概念:(3)特点：①顺浓度梯度运输②不需要转运蛋白协助③不消耗能量(2)实例:水、气体(O2、CO2)、脂溶性小分子(尿素、甘油、乙醇、苯)(4)影响因素:浓度差、温度(高浓度低浓度)浓度差扩散速度转运蛋白/能量扩散速度①

自由扩散O2（能量）扩散速度膜两侧的分子浓度差越大，扩散速率越快物质通过简单的扩散作用进出细胞。也叫简单扩散。三、自由扩散和协助扩散载体蛋白2.饱和性（所有载体蛋白都已承担相应运输任务时，运输的速度不再因其他条件而加快）；细胞膜三、自由扩散和协助扩散转运蛋白——①载体蛋白

1.专一性（一种载体蛋白在对物质运输时只能对应地运送一种或性质非常相似的一类物质）3.可重复利用。1.专一性（特异性）

2.具有极高的转运速率

3.饱和性4.并非连续性开放细胞膜通道蛋白三、自由扩散和协助扩散转运蛋白——②通道蛋白

通道蛋白：水通道蛋白；离子通道蛋白水通道蛋白模式图钾离子通道模式图研究表明，水分子更多借助细胞膜上的水通道蛋白以

方式进出细胞。协助扩散借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。(1)概念：（2）特点：（3）举例：①顺浓度梯度运输②需要转运蛋白③不需要消耗能量①葡萄糖进入红细胞——载体蛋白②大部分水分子进出——水通道蛋白③神经纤维上Na+内流，K+外流——离子通道蛋白三、自由扩散和协助扩散②

协助扩散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一定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转运蛋白：载体蛋白vs通道蛋白三、自由扩散和协助扩散二、协助扩散O2（能量）扩散速度转运蛋白扩散速度拐点前：看横坐标拐点后：除横坐标外其他影响因素①温度（转运蛋白的活性）②膜内外两侧物质浓度差③转运蛋白的数量（4）影响扩散速率的因素：浓度差扩散速度PP点后速率受转运蛋白数量限制P点后速率受转运蛋白数量限制三、自由扩散和协助扩散②

协助扩散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；转运蛋白的数量三、自由扩散和协助扩散被动运输动物细胞：植物细胞：渗透作用：半透膜；半透膜两侧要有浓度差吸水膨胀；失水皱缩原生质层，质壁分离及复原分类自由扩散协助扩散水进出细胞的原理转运蛋白通道蛋白载体蛋白影响因素：膜内外物质浓度梯度的大小、转运蛋白的数量、温度方向：顺含量梯度（高浓度→低浓度）动力：来自细胞内外物质的含量差本课小结

下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：（1）A代表______分子；B代表_

______；D代表_______。（2）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有__________。（3）在a～e的五种过程中，代表被动运输的是________。（4）可能代表氧气转运过程的是图中编号__________；葡萄糖进入红细胞的过程是图中编号__________。蛋白质磷脂