生物人教版（2019）必修1 4.1被动运输（共32张ppt）

(共32张PPT)
第1节被动运输
第四章
细胞的物质
输入和输出
蔗糖溶液
开始液面
半透膜
烧杯
清水
长颈漏斗
第一节被动运输
1.通过探究“植物细胞的吸水和失水”，说明水分子进出植物细胞的原理，阐释原生质层的选择透过性与质壁分离及其复原的关系。
2.通过水分进出细胞方式的探索学习，初步建构被动运输的概念，能比较自由扩散和协助扩散的异同点。
3.通过对被动运输的具体实例的讨论，分析细胞膜的成分、结构与物质跨膜运输功能之间的关系，尝试运用物质跨膜运输的知识解决有关实际问题。
第四章
细胞的物质输入和输出
1、漏斗管内液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
问题探讨
第一节
被 动 运 输
【答案】烧杯中的水分子进入漏斗中导致漏斗液面升高。事实上半透膜两侧的水分子都能够通过扩散作用自由进出，但由于蔗糖溶液中水的相对含量(单位体积中的水分子数)比烧杯中的水的相对含量低，因此烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中的水扩散到烧杯中的速度相对更快些，导致漏斗中水量增加,液面上升。如果漏斗管足够长，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。
2. 如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来现象吗？
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？
【答案】漏斗管中的液面将保持不变。半透膜两侧溶液浓度相等,(单位时间内透过半透膜的水分子数量=渗出的水分子数量),因此液面保持不变。
被 动 运 输
【答案】不会，因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都可能自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。
第一节
问题探讨
一 水进出细胞的原理
被 动 运 输
1.渗透作用的概念
渗透作用：水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的
扩散，称为渗透作用。
(1)条件:
① 具有半透膜(主要)
② 半透膜两侧的溶液浓度不同（浓度差）
第一节
(2)渗透的方向是水从相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透
说明：
半透膜两侧的浓度差是指溶质颗粒的物质的量浓度，不是质量浓度。
被 动 运 输
2.水进出动物细胞
当外界溶液的浓度与细胞质浓度相同时，细胞形态不变。
当外界溶液的浓度比细胞质浓度高时，细胞失水皱缩。
当外界溶液的浓度比细胞质浓度低时，细胞吸水膨胀。
渗透
第一节
一 水进出细胞的原理
被 动 运 输
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”所示装置中的什么物质？
【答案】红细胞中的有机物有的能通过细胞膜，有的不能。血红蛋白是有机大分子物质，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。
2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
【答案】是。但细胞膜具有生命活性，物质通过细胞膜的方式不只是简单扩散。
3.当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
【答案】不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。
第一节
一 水进出细胞的原理
2.水进出动物细胞
被 动 运 输
4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？
【答案】取决于红细胞内外溶液的浓度差，一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。
5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？
【答案】因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。
第一节
一 水进出细胞的原理
2.水进出动物细胞
思考.讨论
提出问题：水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞原理是一样的---渗透作用。水又是怎样进出植物细胞的呢？
被 动 运 输
3.水进出植物细胞
植物细胞的结构
细胞壁
细胞液
外界溶液
原生质层
浓
度
差
细胞质
液泡膜
细胞膜
第一节
一 水进出细胞的原理
全透性的，主要是保护和支持细胞，伸缩性比较小。
被 动 运 输
3. 谁相当与半透膜？
2. 植物细胞在什么情况下会失水？
1. 植物细胞会出现失水的情况吗？
当细胞液的浓度小于外界溶 液的浓度时
在一定条件下会出现失水
原生质层相当于半透膜
提出问题
第一节
一 水进出细胞的原理
3.水进出植物细胞
被 动 运 输
知识拓展
原生质: 细胞中的生命物质，一
个动物细胞就是一小团
原生质
原生质层：细胞膜、液泡膜及两
层膜之间的细胞质
原生质体：植物细胞去掉细胞
壁的结构
基本相同
原生质层、原生质、原生质体区别？
第一节
一 水进出细胞的原理
3.水进出植物细胞
用盐腌黄瓜
会有水渗出
事实1：盐渍
被 动 运 输
第一节
事实2：干旱
蚕豆因干旱萎蔫
蚕豆因干旱枯死
被 动 运 输
第一节
如果一次施肥过多或过浓，从而使植物萎蔫的现象，即俗话说的“烧苗”。合理灌溉后，恢复正常。
事实3：烧苗
被 动 运 输
第一节
萎蔫的西红柿
浇水后的西红柿
事实4：移栽
被 动 运 输
第一节
综合以上事实推论
1.盐渍渗出水、干旱、移栽和烧苗萎蔫
①浇水恢复正常：当外界溶液浓度 细胞液浓度时，植物细胞通过 作用 而恢复正常；
当外界溶液浓度 细胞液浓度时，植物细胞通
过 作用 而萎蔫。
2.萎蔫后
②浇水不再恢复正常：当外界溶液浓度 细胞液浓度时，植物细胞通过 作用 , 过度而 。
大于
渗透
失水
小于
渗透
吸水
大于
渗透
失水
死亡
被 动 运 输
第一节
被 动 运 输
探究步骤
科学探究的步骤
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
表达与交流
（原生质层是一层半透膜吗？）
（原生质层相当于一层半透膜）
（按预定方案进行实验）
（分析实验结果，得出结论：……）
（总结，写实验报告并适当交流）
设计
方案
预期结果
将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。
在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。
第一节
一 水进出细胞的原理
3.水进出植物细胞
被 动 运 输
操作流程
取一小块洋葱鳞茎的紫色外表皮，放在载玻片的中央。
Ⅰ
Ⅱ
镜检：观察自然状态下的紫色洋葱外表皮细胞的结构。
Ⅲ
取下装片，用对侧引流法加入质量浓度为 0.3g/ml？ 的蔗糖溶液，再镜检。观察蔗糖溶液中表皮细胞有何变化。
Ⅳ
低倍镜，几次？
第一节
一 水进出细胞的原理
3.水进出植物细胞
被 动 运 输
实验结果
实验现象 细胞 大小 原生质层 的位置 中央液 泡大小 液泡
颜色
0.3g/ml(30%)蔗糖溶液
清水
稍变小
原生质层脱离细胞壁
变小
变深
恢复原状、稍变大
原生质层紧贴细胞壁
变大
变浅
质壁分离
质壁分离复原
实验现象：
第一节
一 水进出细胞的原理
3.水进出植物细胞
被 动 运 输
1、为什么选择紫色洋葱表皮细胞作实验材料？
2、为什么选用质量分数为30%的蔗糖溶液，而不用50%的蔗糖溶液、30%盐酸？
3、细胞发生质壁分离的外因是 ，内因是 ，
5、此实验中如果将30%蔗糖溶液换成KNO3溶液或尿素溶液，会出现什么现象？请依次描述所涉及到的跨膜运输方式。
6、此实验能应用于 。
具有紫色大液泡，
观察现象明显。
会导致细胞过度失水而死亡。
外界溶液浓度＞细胞液浓度
①伸缩性：原生质层＞细胞壁；
发生质壁分离后又会自动复原。
自由扩散→主动运输→自由扩散。
①验证细胞死活，②渗透作用，③伸缩性大小
②原生质层具有选择透过性
4、质壁分离产生的条件：
具有大液泡；具有细胞壁。
不能发生质壁分离：动物细胞、根尖分生区细胞、干种子细胞、死细胞
第一节
一 水进出细胞的原理
3.水进出植物细胞
被 动 运 输
总结提升
物质以扩散方式进出细胞，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
被动运输
自由扩散
协助扩散
第一节
一 水进出细胞的原理
3.水进出植物细胞
二 自由扩散和协助扩散
（一）自由扩散
1.概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式（简单扩散）。
③动力源于浓度差，不消耗细胞代谢产生的能量。
2.特点：
①高浓度→低浓度；
②不需要载体协助；
3.举例：O2、CO2等气体；水和脂溶性小分子（如甘油、乙醇、脂肪酸、苯）物质等。
被 动 运 输
第一节
（二）协助扩散
1.概念：物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散（易化扩散）。
③动力源于浓度差，不消耗细胞代谢产生的能量。
2.特点：
①高浓度→低浓度；
②需要载体协助；
3.举例：葡萄糖进入红细胞，部分离子跨膜运输等。
被 动 运 输
第一节
二 自由扩散和协助扩散
1.概念：物质顺浓度梯度的扩散方式。
总结——被动运输
2.特点：不消耗细胞代谢产生的能量。
3.种类：
①自由扩散(浓度差决定运输速率）
②协助扩散(浓度差和转运蛋白数量决定运输速率）
被 动 运 输
第一节
二 自由扩散和协助扩散
（三）转运蛋白
被 动 运 输
转运蛋白
载体蛋白
通道蛋白
1.载体蛋白：只允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。
第一节
二 自由扩散和协助扩散
（三）转运蛋白
被 动 运 输
转运蛋白
载体蛋白
通道蛋白
2.通道蛋白：只允许与自身通道直径和形状相适配、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（水分子更多是借助水通道蛋白进行协助扩散）。
第一节
二 自由扩散和协助扩散
被 动 运 输
类型 扩散方式 转运蛋白 能量供应 实例
自由扩散（简单扩散） 高难度→低浓度 不需要 不需要 氧气、二氧化碳、甘油、乙醇
协助扩散（易化扩散） 高难度→低浓度 载体 通道蛋白 不需要 离子、葡萄糖出入某些细胞
自由扩散与协助扩散
第一节
知识点梳理
知识点梳理
被 动 运 输
当外界溶液的浓度与细胞质浓度相同时，细胞形态不变。
当外界溶液的浓度比细胞质浓度高时，细胞失水皱缩。
当外界溶液的浓度比细胞质浓度低时，细胞吸水膨胀。
渗透
当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞发生质壁分离。
当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，质壁分离细胞发生复原。
第一节
知识点梳理
被 动 运 输
第一节
被动运输
自由扩散
协助扩散
磷脂双分子层
载体蛋白
膜转运蛋白
通道蛋白
水通道蛋白
渗透作用
水分进出细胞
质壁分离与复原
属于
原理是
会导致成熟
植物细胞
包括
穿过
借助
包括
如
练习与应用
一、概念检测
1.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，其作用机制是一样的。 （ ）
2.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（ ）
A.成熟植物细胞的死活
B.原生质层比细胞壁的伸缩性大
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
被 动 运 输
第一节
×
√
×
D
3.假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，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
被 动 运 输
第一节
练习与应用
B
二、拓展应用
1.细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，请设计实验，测定该细胞的细胞液的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路，并分析其中的基本原理。
【提示】可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液,将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中，适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，据此推算出细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。
2.温度变化会影响水分通过半透膜的扩散 速率吗？请你提出假设，并设计检验该假设的实验方案。
【答案】假设：温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率。设计实验提示：可以借用本节问题探讨中的渗透装置进行实验。将该渗透装置置于不同温度的环境中，通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢，判定温度是否影响水分子的扩散速度，实验中要注意排除各种无关变量的干扰，如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相等，以确保实验的准确性。
被 动 运 输
第一节
练习与应用