2021-2022学年高一上学期生物人教版必修1---4.1被动运输课件（25张PPT）

(共25张PPT)
第4章 细胞的物质输入和输出
第1节 被动运输
探究点一、渗透作用
问题1.渗透装置中漏斗液面升高的原因是什么？
1.理解渗透作用发生的两个条件。
(1)半透膜:某些物质可以通过,而另一些物质不能通过的多孔性薄膜。物质能否通过半透膜取决于其分子直径与半透膜孔隙直径的大小关系。
(2)浓度差:此处“浓度”实际上是指物质的量浓度,而不是质量浓度。
2.水分子在半透膜两侧进行双向运动,但运动总趋势是由水分子浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散
3.液面差产生的压强与渗透压的平衡使半透膜两侧水分子的交换率相同时,液面不再升高。
问题2：如果将半透膜换成纱布，渗透现象将不会发生；如果漏斗内也注入清水(或烧杯内也注入同样浓度的蔗糖溶液)，渗透现象将不会发生。由此说明渗透作用具备什么条件？
半透膜和浓度差
视
总结提升
1.渗透作用:水分子或溶剂分子顺浓度梯度的扩散称为渗透作用。
①具有半透膜
半透膜两侧的溶液浓度差
2.渗透作用发生的条件:
3.渗透作用的实质:水分子顺浓度梯度的扩散
4、渗透的方向：水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透
提示:不等同。扩散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,扩散不需要半透
膜。
【例1】下图是渗透装置示意图,关于在长颈漏斗管内液面上升过程中的有关叙述,正确的是(　　)
A水分子只能通过半透膜从烧杯进入漏斗进行单向移动
B.液面上升的速率先逐渐加快然后减慢最终液面维持稳定
C.当半透膜两侧水分子进出速率相等时,两侧溶液浓度相等
D.半透膜两侧溶液的浓度差越大,上升的高度越高
解析:水分子在半透膜两侧进行双向运动,A项错误;在液面上升的过程中,漏斗两侧溶液的浓度差逐渐减小,则液面上升的速率起始最快,之后减慢最终维持稳定,B项错误;当长颈漏斗内液面最高时,半透膜两侧水分子进出速率相等,但是此时半透膜两侧的溶液浓度并不相等,漏斗内是稀释了的蔗糖溶液,烧杯内是清水,C项错误;半透膜两侧溶液的浓度差越大,进入漏斗内的水分子越多,液面上升的高度也越高,D项正确。
探究点二、细胞吸水和失水
问题1：动物细胞吸水和失水的条件如何？
[外界溶液]
<[细胞质基质]
[外界溶液]
>[细胞质基质]
血浆中正常的红细胞
[外界溶液]
=[细胞质基质]
吸水后的红细胞
失水后的红细胞
细胞外浓度 细胞内浓度
细胞外浓度 细胞内浓度
细胞失水
细胞吸水
动物细胞膜相当于一层半透膜膜两侧浓度差
问题2：如何通过实验探究植物细胞吸水和失水的条件？
制作植物细胞临时装片分别将植物细胞浸润在较高浓度溶液中和清水中显微观察细胞变化。
实验设计思路
2.水进出植物细胞的原理。
观察教材第63页图4-2,并阅读该图左侧及教材第65页图4-3上面的文字内容,运用类比推理的科学方法探讨水进出植物细胞的原理。
(1)认识成熟植物细胞与吸水、失水相关的结构。
细胞液
原生质层
支持和保护细胞
全透性
不会
(5)细胞壁和原生质层的伸缩性大小关系如何
细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性。
质壁分离
质壁分离的复原
1.植物细胞质壁分离现象
细胞失水时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的收缩,但原生质层的伸缩性更大,故原生质层会与细胞壁发生分离。
外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞渗透失水
>
结果分析
外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞渗透吸水
<
2.植物细胞质壁分离复原现象
原生质层相当于一层半透膜；
植物细胞相当于渗透装置。
结果分析
实验结论：
中央液泡
大小
原生质层位置
细胞
大小 液泡的颜色
在蔗糖
溶液中
变小
原生质层脱离细胞壁
基本不变
在清水中
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置
基本不变
变浅
变深
记录实验结果
问题3：成熟的植物细胞是否可以看作一渗透系统？
成熟植物细胞
结论：成熟的植物细胞是一个完整的渗透系统
外界溶液
细胞膜
细胞质
液泡膜
细胞液
原生质层
清水
半透膜
蔗糖溶液
渗透装置
细胞壁
原生质层：细胞膜、液泡膜、及两膜之间的细胞质
被动运输
像水分子这样，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，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
1、自由扩散：物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。
问题1.被动运输有几种类型？各有何特点？
探究点一、被动运输
细胞外
细胞内
O2
细胞膜
O2、CO2、
N2
乙醇、甘油
苯、脂肪酸、尿素
自由扩散特点：
1、顺浓度梯度；
2、不需要载体；
3、不需要消耗能量
影响自由扩散速率的因素：膜两侧浓度差
自由扩散
运输方向：
不需要载体蛋白的协助
不需能量
顺浓度梯度（高→低）
实例：水、氧气、二氧化碳、苯、甘油、脂肪酸、尿素、固醇、乙醇。
影响因素:
细胞内外浓度差
浓度差
扩散速度
定义：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，也叫简单扩散
特点：
组织间隙
组织
细胞
管
血
细
毛
肺泡
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
组织间隙
O2是怎样进入血液以及组织细胞？
以自由扩散的方式
O2从肺泡腔进入血液需要穿过几层生物膜？
（肺泡壁、毛细血管壁为单细胞层）
4层
O2从肺泡腔进入组织细胞需要穿过几层生物膜？
9层
生物膜、磷脂分子层、磷脂双分子层
外 细胞膜 内
2.协助扩散:借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫做协助扩散，也叫易化扩散。如葡萄糖进入红细胞的运输方式和K+进入细胞即为协助扩散。
协助扩散特点：
1、顺浓度梯度；
2、需要转运蛋白协助；3、不消耗能量
影响协助扩散速率的因素：1、膜两侧浓度差；
2、转运蛋白的数量
3、温度
转运蛋白
定义：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。
类型：
通道蛋白
载体蛋白
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。
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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。
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。
协助扩散
运输方向：
从高浓度到低浓度
需膜上转运蛋白的协助
不需能量
顺浓度梯度（高→低）
实例：红细胞吸收葡萄糖
影响因素:
细胞内外浓度差和转运蛋白的数量
定义：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式叫做协助扩散，也叫易化扩散。
特点：
浓度差
运输速度
本节小结
1、渗透作用
2、水进入动物红细胞的原理
3、水进入植物细胞的原理（质壁分离）
4、被动运输：自由扩散和协助扩散
5、自由扩散特点
6、协助扩散所需载体扩散、协助扩散的蛋白的类型及特点
课堂练习
1、将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是（）
A、红细胞膜具有水溶性
B、红细胞的液泡体积增大
C、蒸馏水大量进入红细胞
D、低温时，红细胞膜流动性增大
C
2、一个成熟的植物细胞可以看成是一个渗透装置，是因为（ ）
①细胞膜是选择通过性膜
②细胞质具有一定浓度
③原生质层类同于半透膜
④细胞液具有一定浓度
A、①② B、①④ C、②③ D、③④
D
3、下列关于自由扩散和协助扩散的叙述，正确的是（ ）
①都不消耗能量
②都不需要转运蛋白
③自由扩散只能顺浓度梯度，而协助扩散既可以顺浓度梯度，也可以逆浓度梯度
④都是被动运输
⑤葡萄糖有时候可以通过协助扩散顺浓度梯度运输
A、①②④ B、①③④ C、①④⑤ D、①②⑤
C