4.1 被动运输 课件 高一上学期生物人教版必修1

被动运输（一）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，使漏斗管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。

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。讨论1.漏斗管内液面为什么会升高？2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？3.如果用一层纱布代替玻璃纸，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？蔗糖溶液半透膜清水一、渗透现象及原理分析1.渗透作用的概念

水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差，渗透方向就是水分子从相对含量较高的一侧向相对含量低的一侧渗透。2.渗透作用具备的两个条件（1）具有半透膜（2）膜两侧具有浓度差扩散作用的概念：物质从相对含量高的地方向相对含量低的地方自由运动1.漏斗管内液面为什么会升高？2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？3.如果用一层纱布代替玻璃纸，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？1.水分子通过半透膜发生渗透作用，单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数大于蔗糖溶液进入清水中的水分子数。所以漏斗中液面升高。2.上升水柱产生静水压将加快漏斗中的水分子向烧杯内的扩散速度，最终液面达到一定高度时，使得水分子进出达到动态平衡。所以液面不会无限升高。当液面不再发生变化时，膜两侧溶液浓度不相等，蔗糖溶液浓度高。液面不再发生变化时，膜两侧的溶液浓度相等吗？3.不能，渗透作用出现的条件之一是半透膜4.没有变化，渗透作用出现的条件之一是浓度差蔗糖溶液半透膜清水（1）水分子（溶剂分子）渗透速度：浓度差越大，渗透速度越快（2）水分子（溶剂分子）渗透方向：

水分子（溶剂分子）相对含量高的一侧到低的一侧渗透

溶液物质的量浓度低的一侧到高的一侧渗透（3）两溶液间的水分子进行双向运动，实际观察到的只是水分子的双向运动差异所导致的液面变化。（4）当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。点石成金蔗糖溶液半透膜清水1.液面高度不再变化时，即达到渗透平衡状态，此时水分子不再进出半透膜（）2.漏斗内液面升高的原因是：水分子只能通过半透膜进入漏斗内（）3.若将实验装置中的蔗糖溶液改为0.3g/ml的蔗糖溶液，清水改为0.5g/ml的蔗糖溶液，那么依然会出现漏斗中水柱升高的现象（）易错提醒×××一、水进出细胞的原理1.动物细胞的吸水和失水（1）动物细胞的细胞膜相当于半透膜;浓度差比较的是外界溶液浓度与细胞质浓度（2）条件及现象外界溶液浓度＜细胞质浓度细胞吸水膨胀或涨破外界溶液浓度＞细胞质浓度细胞失水皱缩外界溶液浓度＝细胞质浓度细胞保持正常形态2.植物细胞的吸水和失水（1）成熟植物细胞结构（2）植物细胞内的液体环境主要是指液泡里的细胞液细胞膜细胞质细胞壁：全透性、伸缩性小液泡膜细胞液：具有一定浓度原生质层：具有选择透过性

相当于半透膜原生质层是否相当于一层半透膜呢？探究植物细胞的吸水和失水实验（3）条件及现象外界溶液浓度＜细胞液浓度细胞吸水中央液泡体积变大，细胞坚挺外界溶液浓度＞细胞液浓度细胞失去水中央液泡体积变小，发生质壁分离外界溶液浓度＝细胞液浓度细胞保持正常形态（4）植物细胞发生质壁分离的原因①外界溶液浓度大于细胞液浓度。②原生质层的收缩性大于细胞壁的伸缩性。（5）只有活的、具有中央大液泡的成熟植物细胞才可以发生质壁分离，动物细胞和根尖分生区细胞不能发生质壁分离。1.洋葱鳞片叶内表皮细胞不能发生质壁分离现象（）2.动物细胞不能发生质壁分离（）3.植物的导管细胞、洋葱根尖分生区细胞也能发生质壁分离现象（）易错提醒×√×水进出细胞的原理水渗透作用的两个条件：半透膜、浓度差

渗透速度：与浓度差有关

渗透方向：看透膜物质的相对含量由高到低动物细胞：植物细胞：半透膜：细胞膜浓度差：细胞质的浓度与外界溶液浓度差吸水会膨胀，甚至涨破；失水会皱缩半透膜：原生质层（具有选择透过性）浓度差：细胞液与外界溶液的浓度差失水会发生质壁分离吸水细胞不会涨破被动运输（二）一、探究植物细胞的吸水和失水的实验操作1.实验流程低倍显微镜观察（重复几次）①有一个紫色中央大液泡②原生质层紧贴细胞壁①中央液泡逐渐变小（紫色逐渐加深）②原生质层与细胞壁逐渐分离①中央液泡逐渐变大（紫色逐渐变浅）②原生质层与细胞壁逐渐紧贴细胞壁低倍显微镜观察（重复几次）低倍显微镜观察吸水纸引流0.3g/ml蔗糖溶液清水吸水纸引流制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片取材时最好选用细胞液有颜色的，易于观察2.实验结论实验结果与预期结果相同，说明“原生质层相当于一层半透膜”的假设是成立的。问题探究1.有位同学错取了质量浓度为3g/ml的蔗糖溶液，发现做完质壁分离实验操作步骤后，再做质壁分离复原操作时几乎没有观察到相关现象，分析原因可能是什么？2.实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？蔗糖溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡，不能再发生质壁分离的复原。为了观察正常鳞片叶外表皮细胞形态以便于与处理后的细胞形态形成对照。1.质壁分离及复原现象的应用（1）判断细胞的活性（2）测定细胞液浓度范围待测细胞+系列浓度梯度的蔗糖溶液分别镜检，细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的两种外界溶液浓度之间。（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，比较刚发生质壁分离的时所需时间的长短，以此判断细胞液浓度的大小（时间越短，细胞液浓度越小）点石成金待测溶液+蔗糖溶液发生质壁分离和复原→活细胞不发生质壁分离→死细胞镜检2.若用适宜浓度的KNO3溶液进行实验，结果发现细胞质壁分离后，没有滴加清水，自动出现了质壁分离复原的现象，原因是？

开始外界溶液浓度较大，细胞发生质壁分离；细胞主动吸收K+和NO3-后，随着细胞液浓度增大，细胞吸水，发生质壁分离的复原。点石成金

较高浓度的葡萄糖溶液、

KNO3溶液、甘油、尿素溶液为外界溶液时会自动发生质壁分离的复原，原因是细胞会主动或被动的吸收外界溶液的溶质。在实验操作中，共涉及三次显微镜观察，第一次用低倍镜观察，第二次、第三次用高倍镜观察（）在质壁分离复原实验后细胞液的浓度等于外界溶液的浓度（）3.质壁分离分离过程中，洋葱鳞片叶外表皮细胞的紫色区域逐渐变小（）4.用质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液和质量浓度为0.5g/ml的蔗糖溶液做质壁分离实验，结果相同（）易错提醒××√×一、被动运输1.概念物质以扩散的方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。这种物质的跨膜运输方式称为被动运输。2.类型（1）自由扩散（简单扩散）：物质通过简单的扩散进出细胞的方式。如①气体：O2、CO2、NH3等；②甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子有机物。③少部分水。（2）协助扩散（易化扩散）：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。如①离子和一些小分子有机物，如葡萄糖进入红细胞；②大部分水。（顺浓度梯度）借助浓度梯度势能或电位差大多数动物细胞吸收葡萄糖为协助扩散，肾小管细胞、小肠上皮细胞吸收葡萄糖为主动运输3.被动运输的特点4.被动运输的影响因素（1）膜内外物质浓度梯度的大小。（2）某些物质的运输速率还与转运蛋白的数量有关。（3）温度变化会影响分子的运动速率。一定范围内转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。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，并且每次转运时都会发生自身构象的改变。点石成金细胞外细胞内都是跨膜蛋白具有高度的选择性②通道蛋白：通道蛋白分为水通道蛋白和离子通道蛋白。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，分子或离子通过时不与通道蛋白结合。物质运输时自身构象一般不会发生改变。点石成金有选择性（具有相对性没有载体蛋白的选择性高）转运蛋白载体蛋白①只容许与自身结合部位相适应的离子或分子通过（高度选择性/专一性）①只容许与自身结合部位相适应的离子或分子通过（高度选择性/专一性）②发生物质分子与载体蛋白的结合②发生物质分子与载体蛋白的结合③运输过程中自身构象发生改变③运输过程中自身构象发生改变通道蛋白水通道蛋白①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离子和分子（选择性）②不发生物质分子与通道蛋白的结合离子通道蛋白③运输过程中大多数自身构象不发生改变（1）自由扩散的影响因素：主要取决于膜内外物质浓度梯度的大小，也与物质分子大小和脂溶性有关。（2）协助扩散的影响因素：除了膜内外物质浓度梯度的大小外，还与膜上的转运蛋白的数量有关。当转运蛋白达到饱和时，浓度差再增加，物质运输速率也不再增加。（3）被动运输不需要能量，所以物质运输速率和细胞能量供应无关。点石成金（1）（2）abc（3）细胞能量供应同种物质在不同情况下的运输方式可能不同（）载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机理是一样的（）3.温度变化会影响分子通过细胞膜的速率（）易错提醒√×√物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关，判断下列有关物质跨膜运输的表述是否正确。（1）细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。（）（2）水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的。（）（3）载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，起作用机制是一样的。（）即学即练√××2.假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是（）A.甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离的复原。B.甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离的复原。C.只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原D.甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原即学即练B3.基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是（）成熟植物细胞的死活B.原生质层比细胞壁伸缩性大C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞即学即练D4.将发生质壁分离的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，发生的变化是（）液泡的颜色逐渐变浅B.细胞吸水直至涨破C.原生质层逐渐增厚D.细胞体积明显增大即学即练A5.红苋菜的叶肉细胞中含有花青素，若将红苋菜叶片放在清水中，水的颜色无明显变化；若对其进行加热，随着水温升高，水的颜色逐渐变成红色，其原因是（）A.花青素在水等无机溶剂中难以溶解B.水温升高使花青素的溶解度增大C.加热使细胞壁失去了选择透过性D.加热使叶肉细胞的生物膜被破坏即学即练D探究植物细胞的吸水和失水实验（用来证明植物细胞渗透作用发生时相当于半透膜的是原生质层）实验材料：成熟的、活的植物细胞（最好是细胞液有颜色）实验过程：①三次低倍镜观察，分别的目的②实验过程中的现象：质壁分离、质壁分离复原（中央液泡的颜色的动态变化）质壁分离自动复原质壁分离现象的应用运输方式运输方向是否需要转运蛋白是否消耗能量图例举例影响因素被动运输自由扩散顺浓度梯度不需要不消耗①少部分水；②气体；③甘油、苯等脂溶性小分子①膜内外物质浓度梯度的大小；②温度；③物质分子的大小和脂溶性协助扩散顺浓度梯度需要载体蛋白或通道蛋白不消耗①大部分水②离子③及小分子物质；葡萄糖进出红细胞，大部分动物细胞吸收葡萄糖①膜内外