4.1被动运输 课件高一上学期生物人教版必修1-1

必修一《分子与细胞》第四章细胞的物质输入和输出制作：Rosivy扩散：分子从高浓度向低浓度区域运动的现象。扩散在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，使漏斗管内外液面高度相等。过段时间后，出现如图所示现象。玻璃纸（赛璐玢）是一种半透膜，水分子可自由透过，而蔗糖分子不能。半透膜：小分子能通过，大分子不能通过的多孔性薄膜。

物质能否通过与孔径大小有关。动画演示动画演示蔗糖分子水分子半透膜1.漏斗管内液面为什么会升高？烧杯内水分子通过半透膜向漏斗内扩散，导致漏斗内水柱升高，液面上升。渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。2.漏斗管内的液面升高过程中，漏斗内水分子会通过

半透膜进入到烧杯内吗？一、渗透作用会，水分子双向运动。但清水中水相对含量高于蔗糖溶液，故单位时间从烧杯渗透到漏斗内的水分子数大于从漏斗进入到烧杯的水分子数，表现为液面上升，这是水分子渗透差异导致的结果。渗透作用的方向水相对含量高低渗透压低高浓度低高注意：浓度指物质的量浓度

而非质量浓度注意：渗透压指单位体积溶液中

溶质分子对水的吸引力。3.如果用纱布代替玻璃纸，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？一、渗透作用不会,蔗糖也可以透过纱布。两侧水分子进出平衡。半透膜两侧溶液渗透压相同，水分子数进出平衡。液面不升高。思考：渗透作用的发生需要具备哪些条件？①具有半透膜②半透膜两侧的溶液具有浓度差

4、若漏斗管足够长，液面会无限升高吗？一、渗透作用不会。液面上升到一定高度之后，管中水柱产生静水压（指液体在一个容器中因重力作用产生的压强），加快漏斗中水分子向烧杯流动的速度，当水柱静水压与半透膜两侧渗透压使水分子渗透达到平衡，液面将不再上升。思考：（1）动态平衡时有水分子透过半透膜吗？（2）此时膜两侧溶液浓度是否相同？不相同，内＞外有小试牛刀漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）为两种不同浓度的蔗糖溶液，水分子可以通过半透膜，而蔗糖分子不能。起始时漏斗内外液面相平，当渗透达到平衡时，液面高度差为m。下列有关叙述正确的是（）A.渗透平衡时，S1的浓度等于S2的浓度B.若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m变小C.达到渗透平衡时，仍有水分子通过半透膜进出D.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，再次平衡时m将增大

C质量分数

质量分数

渗透装置的拓展应用②10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，水分子由蔗糖溶液→葡萄糖溶液移动，右侧液面升高①液面不变半透膜只允许水分子通过③蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由葡萄糖溶液→蔗糖溶液移动，则左侧液面升高，最终高于右侧质量分数

质量分数

小试牛刀甲、乙两管初始液面高度相等，半透膜允许水分子和葡萄糖分子通过，淀粉分子则无法通过，当达到渗透平衡时（）A.甲、乙两管中的液面高度相等B.甲、乙两管中的葡萄糖溶液的浓度几乎相等C.甲、乙两管中的淀粉溶液的浓度相等D.两管中葡萄糖溶液的质量分数皆为8%，淀粉溶液的质量分数皆为4% B小试牛刀P1、P2是半透膜，蔗糖分子不能透过，且在小室内可自由移动。A、B、C中蔗糖浓度分别为3、1、1g/ml.一段时间后，P1、P2分别如何移动？（）D水分子通过细胞膜进出动物细胞是渗透作用吗？（提出问题）以哺乳动物红细胞为例进行探究，设计实验。做出假设：水分子通过细胞膜进出哺乳动物红细胞原理是渗透作用。实验原理：渗透作用（水分子通过半透膜的扩散）实验材料：哺乳动物红细胞渗透作用发生条件1：半透膜条件2：浓度差（半透膜两侧水含量不同）✔How❓二、动物细胞的吸水与失水细胞吸水膨胀外界浓度＜细胞质浓度细胞失水皱缩细胞形态不变实验步骤0.09%NaCl溶液（低渗溶液）9%NaCl溶液（高渗溶液）0.9%NaCl溶液（等渗溶液）外界浓度＞细胞质浓度外界浓度=细胞质浓度实验结论：水是通过渗透作用进出动物细胞水分子：从水相对含量高→低的区域跨膜运动红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？

这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？不能，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？思考·讨论P63二、动物细胞的吸水与失水细胞膜相当于半透膜，且具有选择性透过性。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。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。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？不一定，浓度差很大才会涨破。4.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？细胞内外的浓度差。浓度差越大细胞吸水或失水越多。防止血细胞失水或吸水，维持细胞正常形态。思考·讨论P63二、动物细胞的吸水与失水外界溶液蔗糖溶液细胞质基质相当于细胞膜半透膜相当于①红细胞与外界溶液组成了一个渗透系统。②红细胞的细胞膜相当于一层半透膜，水分通过渗透作用进出红细胞。二、动物细胞的吸水与失水小试牛刀将家兔红细胞甲、乙、丙分别置于三种不同浓度（a、b、c）的溶液中，水分子的跨膜运输示意图如下图所示（箭头方向表示水分子的进出方向，箭头粗细表示水分子出入的多少，已知实验前甲、乙、丙细胞内部溶液浓度相等）。下列叙述正确的是（）

A.据图可知，三种溶液浓度的大小关系为a<b<cB.当甲细胞水分子的进出达到动态平衡后，细胞内部液体浓度甲>乙C.若丙换成洋葱表皮细胞，则其会涨破D.光学显微镜下可观察到乙细胞有水分子的进出 B三、植物细胞的吸水和失水液泡膜细胞质细胞壁（全透性、伸缩性小）细胞膜细胞核成熟的植物细胞的结构细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质(选择透过性)(选择透过性)原生质层思考：是否所有细胞都有原生质层？思考：显微镜下如何判断细胞吸水或失水？细胞液三、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，记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究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。原生质层是否相当于一层半透膜？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？科学探究的一般过程三、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，记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究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。原生质层是否相当于一层半透膜？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？科学探究的一般过程1.如果假设是正确的，

当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，

细胞就会

；

当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，

细胞就会

。失水吸水三、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，记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程2.如何使细胞外溶液的浓度提高或降低？3.如何看到细胞？需要用到什么材料和器具？将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液和清水中材料：紫色洋葱鳞片叶（外表皮）、

0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、显微镜细胞液呈紫色，易观察液泡大小三、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，记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程4.对实验结果做出预测——细胞失水或吸水后

可能出现哪些可观察的变化？液泡大小、原生质层位置的变化三、植物细胞的吸水和失水实验步骤（1）实验过程经过几次镜检观察？（2）观察液泡大小、原生质层的位置、细胞大小变化盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片31滴清水2撕取洋葱鳞片叶外表皮4低倍镜观察5在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸引流6低倍镜观察7在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸引流8低倍镜观察三次观察三、植物细胞的吸水和失水引流法三、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，记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程质壁分离质壁分离复原第一次对照第二次对照原生质层紧贴细胞壁失水液泡缩小吸水液泡增大0.3g/mL蔗糖溶液清水中正常细胞现象试剂中央液泡原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液

清水

逐渐变小，颜色变深逐渐变大，颜色变浅逐渐恢复原来位置基本不变逐渐脱离细胞壁基本不变三、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，记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程结论：(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细胞吸水，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“质”指原生质层“壁”指细胞壁三、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，记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程图中细胞可能在发生质壁分离或复原液泡内的细胞液外界溶液质壁分离产生原因：①外因：外界溶液浓度

细胞液浓度②内因：原生质层伸缩性

细胞壁伸缩性

大于大于原生质层观察质壁分离和复原，对材料的要求：①活细胞、有大液泡②外界溶液浓度>细胞液浓度三、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，记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程2.若滴加0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果如何？1.植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？发生质壁分离，但不能质壁分离复原。（细胞严重失水而死亡)不会。（细胞壁具有保护和支持的作用）3.可以选用黑藻或者洋葱鳞片叶内表皮细胞

进行实验吗？适宜浓度KNO3溶液(或:尿素、甘油、乙二醇）

。

思考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？0.5g/mL蔗糖溶液：

→再置于清水:

。

质壁分离质壁分离复原快速质壁分离可能不复原质壁分离后自动复原0.3g/mL蔗糖溶液：

→再置于清水：

。

细胞可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。补充：质壁分离和复原的应用1、判断细胞活性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待测成熟植物细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液+细胞液浓度在未发生和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间待测成熟植物细胞一定浓度蔗糖溶液+质壁分离为活细胞，否则死细胞不同成熟植物细胞同一浓度蔗糖溶液+质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小；反之则越大补充：质壁分离和复原的应用4、比较未知溶液浓度大小5、鉴别不同种类的溶液同一植物的相同成熟细胞未知浓度的溶液+发生质壁分离的时间越短，未知溶液浓度越大成熟植物细胞不同种类溶液+质壁分离不复原：溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液）质壁分离复原：溶质能透过半透膜（如KNO3）6、证明原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性联系生活对农作物施肥过多，会造成“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。植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？联系生活分析盐碱地不利于植物生长的原因。为什么有些植物耐盐碱？盐碱地耐盐碱植物-刺槐Part3被动运输四、被动运输概念：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_________。类型：____________________和__________________两类。扩散方式不需要能量被动运输自由扩散（简单扩散）协助扩散(易化扩散)四、被动运输1、自由扩散(1)概念:(3)实例:物质通过简单的扩散作用进出细胞。也叫“简单扩散”(2)特点:①顺浓度梯度运输②不需要转运蛋白协助③不消耗能量四、被动运输四、被动运输1、自由扩散(1)概念:(3)实例:物质通过简单的扩散作用进出细胞。也叫“简单扩散”(2)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①水

②气体(O2、CO2)、③脂溶性小分子(尿素、甘油、乙醇、苯)四、被动运输四、被动运输2、协助扩散(1)概念:(3)实例:借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散。(2)特点:载体蛋白通道蛋白转运特点自身构象是否与被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四、被动运输2、协助扩散(1)概念:(3)实例:借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散。(2)特点:①顺浓度梯度运输②需要转运蛋白协助③不消耗能量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）补充：影响物质跨膜运输的因素浓度差扩散速度1、被转运物质膜内外的浓度差自由扩散浓度差扩散速度协助扩散P点后受转运蛋白数量影响补充：影响物质跨膜运输的因素转运蛋白数量扩散速度2、转运蛋白数量自由扩散转运蛋白数量扩散速度协助扩散P点后受其他因素影响补充：影响物质跨膜运输的因素氧气浓度（能量）扩散速度3、氧气浓度（能量）自由扩散氧气浓度（能量）扩散速度协助扩散补充：影响物质跨膜运输的因素4、温度温度转运蛋白活性生物膜的流动性物质跨膜运输速率当堂检测1、相对分子质量小的物质或离子都可通过自由扩散进入细胞内。（）2、葡萄糖进入红细胞需载体蛋白，不需要消耗能量，属于协助扩散（）3、目前发现人类细胞13种水通道蛋白。

下列关于水通道蛋白的叙述，正确的