生物人教版（2019）必修1 4.1 被动运输（共34张ppt）

(共34张PPT)
第四章 细胞的物质输入和输出
第1节 被动运输
问题探讨
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，使漏斗内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如图所示现象。
玻璃纸是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。
讨论
1.漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
2.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
3.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.水分进出细胞的原理
1.渗透作用
②渗透装置
a.烧杯（盛放一种溶液）
b.漏斗（盛放另一种溶液）
c.半透膜（将两种溶液分开）
a.U型管左侧（盛放一种溶液）
b.U型管右侧（盛放另一种溶液）
c.半透膜（将两种溶液分开）
发生渗透作用的条件：
①有半透膜
②膜两侧的溶液有浓度差
① 概念：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的 扩散，称为渗透作用
③渗透方向：
水分子相对含量高
水分子相对含量低
实际上两溶液间的水分子进行双向运动，我们只是观测到由水分子双向运动的差导致的液面改变
一段时间后
100
80
60
40
20
蔗糖分子
水分子
100
80
60
40
20
单位时间内水分子数多
单位时间内水分子数少
S1>S2
注：渗透平衡时△h产生的压力与漏斗内因溶液浓度差产生的压力大小相等
如图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题：
漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）是两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致，渗透平衡时液面差为Δh，此时S1和S2的浓度大小关系为 。
小于
下图表示渗透作用装置，一段时间后液面上升的高度为h，其中半透膜为膀胱膜，装置溶液A，a起始浓度分别用MA、Ma表示
图中，如果A、a均为蔗糖溶液，且开始时Ma>MA，则达到平衡后MA Ma（填大于、等于、小于）
D
下图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜，图甲、丙装置中溶液A、B、a、b的浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，图乙、丁分别表示一段时间后，图甲、丙装置中溶液液面上升的高度h1、h2.如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA>MB、Ma=Mb>MA，则达到平衡后
A.h1>h2、Ma>Mb B.h1>h2、MaC.h1Mb
例.如图为平衡时的渗透装置，烧杯的液面高度为a，漏斗的液面高度为b，液面差m=b-a，在此基础上继续实验，以渗透平衡时的液面差为观测指标，正确的是（ ）
A.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，则平衡时m将增大
B.若向漏斗中滴入等浓度的蔗糖溶液，则平衡时m将不变
C.若向漏斗中滴入清水，则平衡时m将减小
D.若向烧杯中加入适量清水，则平衡时m将增大
C
例.下图为常见的两套渗透装置图，图中S1是质量分数为30%的蔗糖溶液，S2是蒸馏水，S3是质量分数为30%的葡萄糖溶液。已知葡萄糖能通过半透膜，但蔗糖不能通过半透膜，下列有关叙述错误的是（ ）
A.装置A漏斗中溶液液面上升速率逐渐下降
B.装置A渗透过程中水分子通过半透膜的方向是由S2到S1
C.装置A到达渗透平衡后，S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度
D.装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降，最终S3和S2溶液液面持平
B
思考·讨论
分析图示水进出哺乳动物红细胞的现象
100
80
60
40
20
红细胞内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”所示装置中的什么物质？
红细胞内血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子
二.水分进出动物细胞
细胞____________
外界溶液溶质的浓度____细胞质的浓度
细胞____________
外界溶液溶质的浓度____细胞质的浓度
细胞____________
外界溶液溶质的浓度____细胞质的浓度
形态不变
=
吸水胀大
<
失水皱缩
>
①动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统
②动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜，水分通过渗透进出细胞
三.水分进出植物细胞
①原理
a.植物细胞的细胞壁是全透性的，水分子可以自由通过
b.成熟植物细胞与外界溶液组成一个渗透系统
c.原生质层相当于一层半透膜
细胞壁
液泡膜
细胞质
细胞膜
细胞核
细胞液
原生质层
100
80
60
40
20
蔗糖溶液
清水
半透膜
相当于
相当于
②实验过程
滴清水
1
2
撕取洋葱鳞片叶外表皮细胞
3
盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片
4
低倍镜观察
5
在盖玻片的一侧滴0.3g/ml的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引
6
低倍镜观察
7
在盖玻片的一侧滴清水，在另一侧用吸水纸吸引
8
低倍镜观察
实验结果
外界溶液 中央液泡的大小 原生质层的位置 细胞大小
蔗糖溶液
清水
变小
脱离细胞壁
基本不变
逐渐恢复
原来大小
恢复原位
基本不变
③实验结果分析
当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离
失水
外界溶液浓度>细胞液浓度
原生质层相当于半透膜
细胞渗透失水
细胞壁的伸缩性小
原生质层的伸缩性大
质壁分离
当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原
吸水
外界溶液浓度<细胞液浓度
原生质层相当于半透膜
细胞渗透吸水
细胞壁的伸缩性小
原生质层的伸缩性大
质壁分离复原
④质壁分离的原因分析：
原因
外因：外界溶液的浓度大于细胞液的浓度
内因：原生质层的伸缩性比细胞壁大
表现：
宏观上：植物由坚挺 萎蔫
微观上
液泡由大变小
细胞液颜色由浅变深
实验注意事项：
⑴材料的选择：含有大液泡，且细胞液带有一定的颜色，易于观察
⑵所选用的试剂对细胞不能有毒害作用，浓度也要适宜
①盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不宜作为本实验的外界溶液
②在溶质可透膜的一定浓度的溶液中可发生质壁分离后自动复原现象，如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等
③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象
原生质体体积
实验时间
①
②
③
在做质壁分离复原实验时，某同学分别用清水、甘油和蔗糖作为试剂，请问①②③分别指什么试剂？
①是清水
②是甘油
③是蔗糖
质壁分离与复原实验的应用
1.判断植物细胞的死活
待测细胞
适宜浓度的溶液
发生质壁分离
不发生质壁分离
活细胞
死细胞
+
镜检
B
2.测定细胞液浓度大小
待测细胞
一系列浓度梯度的溶液
细胞液浓度范围介于 和
未发生质壁分离
刚刚发生质壁分离外界溶液之间
+
A
3.比较不同植物细胞的细胞液浓度大小
不同植物细胞
同一浓度相同的溶液
细胞刚刚发生质壁分离时所需时间的比较
判断细胞液浓度大小
时间越短，细胞液浓度
越小
+
4.比较未知溶液的浓度大小
同一植物的相同成熟细胞
未知浓度的溶液
镜检
记录刚刚发生质壁分离所需时间
比较所用时间长短
判断溶液浓度的大小
时间越短，未知溶液的浓度
越大
+
由表中数值可确定细胞液的浓度范围为
在0.3到0.4之间
5.防腐杀菌
在高浓度的溶液中，细菌等微生物将失水死亡，从而能有效地防止食品腐烂变质
取一段葱茎，将其纵切。由于纵切的葱茎使薄壁的皮层细胞摆脱了厚壁的表皮细胞的束缚，皮层细胞扩张得更快，从而使葱茎向表皮外弯曲，切后的形状如下图，将它作为对照。再取另外四节葱茎做同样的处理，将它们分别置于a至d的不同浓度的蔗糖溶液中，30分钟后，葱茎形状记录如下。据此判断蔗糖溶液浓度的大小为
A．a>b>c>d B．a>c>d>b
C．b>d>c>a D．b>a>c>d
B
四.被动运输
1.自由扩散
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式
特点：
①不需要膜转运蛋白
②不需要消耗能量
举例：
水、氧、二氧化碳、甘油、苯、乙醇、性激素等
四.被动运输
1.协助扩散
借助膜的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散
特点：
①需要膜转运蛋白
②不需要消耗能量
举例：
水、钠离子进入细胞、钾离子流出细胞等
转运蛋白
①
概念：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助物质顺浓度梯度跨膜运输，这 些蛋白质称为转运蛋白
②
分类
分类 载体蛋白 通道蛋白
特点 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过；载体蛋白转运物质时，自身构象会发生改变 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
举例 协助葡萄糖进入红细胞的载体蛋白 水通道蛋白、K+通道蛋白、Ca2+通道蛋白、Na+通道蛋白
五.总结
被动运输（自由扩散+协助扩散）
①顺浓度梯度运输
②不需要消耗能量
小组讨论与交流，形成概念图
被动运输
自由扩散
协助扩散
物质
实例
条件
条件
类型