生物人教版2019必修1 4.1 被动运输（共26张ppt）

(共26张PPT)
被动运输
温馨提示：“轻松学生物”系列各课件的配图，几乎全是GIF格式动态图，播放时与镶嵌其中的短视频共同构筑活灵活现的教学情景，形象直观地演绎知识的规律特征，对强化基础、提升能力最为实效。
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，会有何现象？
问题探讨
漏斗管内的液面为什么会升高？
要解决这个问题，我们先来探究产生这一现象的所需要的条件是什么？
1.扩散作用
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。
一. 水进出细胞的原理
扩散的速率与物质的浓度梯度成正比
玻璃纸、膀胱膜等是一种半透膜
是一类可以让小分子物质(如水)通过，而较大分子物质(如蔗糖)不能通过的多孔性薄膜的统称
2.半透膜:
水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。
3. 渗透作用:
低浓度一侧
高浓度一侧
→
水的相对含量低的一侧
水的相对含量高的一侧
→
渗透作用的水流方向：
渗透压
是指溶液中溶质微粒对水的吸引力
溶液浓度越高，则其渗透压越大
讨论1-1.漏斗管内的液面为什么会升高？
半透膜两侧的水分子都能
以扩散作用自由进出，但
因蔗糖溶液中水的相对含
量低，故单位时间内比进入漏斗的水分子量大于单位时间内从漏斗渗出的水分子量，液面上升。
讨论1-2.若漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
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。
讨论2.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
不会，因纱布不是半透膜，空隙很大，可溶于水的物质都能自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。
讨论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？
漏斗中的液面将保持不变。
渗透作用发生的条件
①具有半透膜
②半透膜的两侧
的溶液具有浓度差
仅意味半透膜两侧的水分子移动到达平衡状态
(1)水的运输特点:
水分子通过原生质层的扩散
都是双向进行的。当溶液A时，水分子通过半透膜由A流向B多于由B流向A
(2)渗透平衡的实质:
渗透作用原理
水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？细胞膜是否相当于一层半透膜呢？
并非没水分子移动，也非两侧溶液浓度绝对相等
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
水分进出细胞处于动态平衡
4、动物细胞的吸水和失水
将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中，一段时间后，红细胞将会发生以下变化
小于
等于
大于
外界溶液浓度
细胞
质浓度
外界溶液浓度
细胞
质浓度
外界溶液浓度
细胞
质浓度
视频
分析图所示水进出哺乳动物红细胞的现象
讨论1.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？
红细胞中的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。
讨论2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
是，是“相当于”而不是“等同”
讨论3.红细胞吸水或失水取决于什么条件？
取决于红细胞内外溶液的浓度差，一般浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。
讨论4.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。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，有可能细胞内液下降后外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。
讨论5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水
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。
细胞质溶液
细胞膜
半透膜
蔗糖溶液
外界溶液
相当于
相当于
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
水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的，都是通过渗透系统
细胞壁
具全透性，伸缩性能差
细胞膜
液泡膜
细胞质
原生质层
原生质层具有选择透过性，其伸缩性较大
细胞外液
细胞内液
两者的浓度高低决定水流进出细胞：
成熟的植物细胞是一个渗透系统
外液浓度>内液浓度时，细胞失水；外液浓度<内液浓度时，细胞吸水
洋葱
刀片
玻片
吸水纸
镊子
蔗糖溶液
清水
显微镜
探究植物细胞的吸水和失水
原生质层相当于一层半透膜
原生质层相当于一层半透膜吗？
提出问题
做出假设
材料用具
如果假设正确，当外界溶液的浓度高于细胞液浓度是，细胞会________；当外界溶液的浓度小于细胞液浓度是，细胞会________。
失水
吸水
视频
方法步骤
1.制作临时装片
在载玻片中央滴清水
用刀片在洋葱表皮划方框，用镊子撕下表皮平展在玻片水中盖上玻片
2.用低倍显微镜观察洋葱表皮细胞的原状
4.从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片另一侧用吸水纸引流。重复几次后观察原生质层的位置变化
5.从盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片另一侧用吸水纸引流。重复几次后观察原生质层的位置变化
外液 中央液泡大小 原生质层位置 细胞大小
蔗糖溶液
清水
变小
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置
原生质层脱离细胞壁
基本不变
基本不变
实验现象
植物细胞发生质壁分离和复原
外界溶液浓度 ＞ 细胞液的浓度，细胞失水
外界溶液浓度 ＜ 细胞液的浓度，细胞吸水
质壁分离条件：
质壁分离原因：
具有大液泡；有细胞壁；活细胞
内因：
外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞渗透失水
②原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
①成熟植物细胞的原生质层相当于一层______
半透膜
外因：
质壁分离和复原现象验证与应用：
②水能进出细胞膜（原生质层）并取决于它两侧的浓度差；
①原生质层（细胞膜）是选择透过性膜
④测定细胞液的浓度范围
③判断成熟植物细胞的死活
⑤农作物的合理灌溉与施肥
⑥生活中的杀菌防腐和腌制食品
像水分子这样，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的物质跨膜运输方式。
被动运输
被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类
比较这两种物体移动方式，阅读P66内容并类比相关知识
①从浓度高的一侧通过细胞膜浓度低的一侧转运。
②不需要细胞膜上的载体协助
③不需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量
自由扩散（简单扩散）
物质通过简单的扩散作用进出细胞
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
种类 载体蛋白 通道蛋白
转运特点
自身构象
转运分子
实 例
只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过
发生改变
不改变
与转运分子不结合
与转运分子结合
葡萄糖进入红细胞
水分子经通道进出细胞
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,
两种转运蛋白的比较
项 目 自由扩散 协助扩散
运输方向
需转运蛋白否
是否消耗能量
举 例
不需要
需要
不消耗
不消耗
O2.甘油、乙醇等
葡萄糖进入红细胞
高浓度 低浓度
高浓度 低浓度
结合课本P66图，思考并完成被动运输中自由扩散与协助扩散比较表
1998年，美国科学家麦金农(R.Mackinon) 解析了K+通道蛋白的立体结构。
思考:水分子从水多的一侧向水少的一侧扩散，属于哪种方式的扩散
水分子比较小，在活细胞中含量最
多，人们曾经认为它们以自由穿过细胞膜磷脂分子的间隙而进出细胞。后经研究发现，水分子在通过细胞膜时的速率高过人工膜，由此推断细胞膜上可能存在特殊的输送水分子的通道。
人类对通道蛋白的探究历程
视频
1.一个成熟的植物细胞，它的原生质层主要包括
A.细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质
B.细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质
C.细胞膜和液泡膜之间的细胞质
D.细胞壁、液泡膜和它们之间的细胞质
2.下图是三个相邻的植物细胞，以及它们之间水分流动方向的示意图。图中三个细胞的细胞液，在浓度上的关系是
A.甲＞乙＞丙
B.甲<乙<丙
C.甲＞乙，且乙<丙
D.甲<乙，且乙＞丙
B
B
3.田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（ ）
A.根细胞从土壤中吸收的养分过多
B.根细胞不能从土壤中吸水
C.根系不能将水向上运输
D.根系被肥料分解释放的热能烧毁
4.将一张洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中,制成装片,放在显微镜下观察,有3种状态的细胞,如图1－3,你认为这3个细胞
在未发生上述情况之前,其
细胞液的浓度依次是( )
A.A﹥B>C B.AC.B>A>C D.BB
B
A.参与协助扩散的转运蛋白可以是载体蛋白或通道蛋白
B.协助扩散时，不消耗能量，载体蛋白不会发生构象改变
5.图甲、乙分别表示载体蛋白介导和通道蛋白介导的两种协助扩散方式，其中通道蛋白介导的扩散比载体蛋白介导的快1000倍。下列叙述正确的是( )
C.只有图甲所示的物质跨膜运输方式属被动运输
D.红细胞吸收葡萄糖的方式可用图乙表示
A