生物人教版（2019）必修1 4.1被动运输（共29张ppt）

(共29张PPT)
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第四章　物质的输入和输出
第一节　被动运输
长颈漏斗
蔗糖溶液
清水
半透膜
开始液面
渗透装置
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1.漏斗内的液面为什么升高？
问题探讨
水分子
蔗糖
半
透
膜
水分子虽然双向通过半透膜，但最终是从相对含量高的一侧流向低的一侧。
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3.如果将烧杯中的水换成与漏斗中浓度相同的蔗糖溶液，
渗透作用会不会发生？
2.如果将纱布代替半透膜会不会发生渗透作用？
4.什么是渗透作用？
5.渗透作用发生的条件有哪些？
有半透膜
半透膜两侧的溶液存在浓度差
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细胞失水皱缩
细胞吸水膨胀
1.动物细胞的吸水和失水
外界溶液浓度
小于细胞质浓度
保持原状态
外界溶液浓度
等于细胞质浓度
外界溶液浓度
大于细胞质浓度
一、水进出细胞的原理
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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“中的什么物质？
④红细胞吸水或失水的多少主要取决于什么条件？
③当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而　　　　　涨破吗？
⑤临床上输液为什么要用生理盐水？
思考与讨论
1.动物细胞的吸水和失水
②在红细胞吸水失水的过程中相当于“半透膜“的是？
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结论：
　　动物细胞的细胞膜相当于半透膜，动物细胞可以通过渗透作用吸水和失水。吸水和失水的量取决于细胞膜内外两侧的浓度差。　
植物细胞能否发生渗透吸水或失水？
加
清
水
加
盐
水
盐
水
清
水
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2.植物细胞的吸水和失水
细胞壁
细胞质
液泡膜
细胞液
①植物细胞中相当于半透膜
的是什么结构？
②植物细胞壁与原生质层
的伸缩性大小是否相同？
③如果把植物细胞置于浓
度高于其细胞液的外界
溶液中，细胞将发生哪
些变化？
细胞膜
细胞核
原
生
质
层
思考与讨论
3.探究植物细胞吸水和失水的实验：
提出问题
作出假设
实验验证
水分进出细胞是通过渗透作用吗？
植物细胞的原生质体相当于半膜，当外界溶液浓度高于细胞液时，细胞失水，由于原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，导致原生质层与细胞壁分开，出现质壁分离。
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，30%蔗糖溶液、清水等。
第二步 盖玻片一侧加30%的蔗糖溶液，对侧用吸水纸吸引，观察现象。
第一步 取紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞制成装片观察液泡颜色、原生质层位置。
实验验证
现象：出现质壁分离现象，即_________和___________分开;液泡颜色__________。
原生质层
细胞壁
加深
第一步中的观察是否可以省去？为什么？
第三步 一侧加清水，对侧用吸水纸吸引，继续观察。
现象：原生质层逐渐靠近细胞壁。即出现__________________现象；液泡颜色_________。
变浅
质壁分离复原
实验结论：
水分通过渗透作用进出细胞。
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实验分析：
①为什么选用紫色的洋葱鳞片外表皮作实验材料？
② 质壁分离发生的原因分析：
③质壁分离是指____________和_________分离。图中A处是空气、清水还是蔗糖溶液？
细胞壁
细胞膜
液泡膜
细胞质
A
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⑤视野每个细胞质壁分离的程度并不完全相同，为什么？
④为什么整个实验中需要保持细胞的活性
黑藻细胞的质壁分离
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拓展：
④ 糖醋蒜中糖如何进入细胞内？
③动物细胞能否发生质壁分离？腊肉为什么不易变质？
②如果将蔗糖溶液换成浓度高于细胞液的KNO3、尿素、葡萄糖等溶液又会发生什么现象？
①如果将蔗糖溶液换成0.5g/ml会发生什么变化？
⑤盐碱土不利于植物生长的原因是什么？为什么有些植物能耐盐碱土？
思考与讨论
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现提供洋葱鳞片叶外表皮细胞，请设计实验测定洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度。
技能训练
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。
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植物细胞发生渗透作用吸水(失水)时，水分子进出细胞是否消耗细胞代谢释放的能量？
什么是被动运输？
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二、自由扩散和协助扩散
(1)什么是自由扩散？
(2) 哪些物质可以自由扩散通过细胞膜？
(3) 自由扩散有哪些特点？
①顺浓度梯度运输
②不需要转运蛋白
③不需要消耗能量
1.自由扩散
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通透性高
通透性低
O2
CO2
N2
H2O
葡萄糖
带电离子
甘油
不同的物质通过人工脂双层的能力
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①人工合成的脂双层和细胞膜在结构上有什么区别？
②什么样的分子能够通过脂双层？什么样的分子不能通过？其通透性与哪些有关？
③葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，对此该如何解释？
思考与讨论
通透性高
通透性低
O2
CO2
N2
H2O
葡萄糖
带电离子
甘油
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2.协助扩散
(1)什么是协助扩散？
(2) 哪些物质可以协助扩散通过细胞膜？
(3) 协助扩散有哪些特点？
①顺浓度梯度运输
②需要转运蛋白
③不需要消耗能量
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后来的研究发现，水分子在通过细胞膜时的速率高过人工膜，由此推测出什么？
资料1：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。
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1988年，美国科学家阿格雷从红细胞和肾小管细胞中分离出一种新的膜蛋白，后来经过实验获得了该蛋白的氨基酸序列结构，证实了水通道蛋白的存在。目前，人们已经从细菌、酵母菌、植物、动物的细胞中分离出多种水通道蛋白。
水分子
水通道蛋白
说明水分子过膜既可以___________，也可以____________。
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钾离子通道模式图
20世纪80年代，科学家又从蚕豆保卫细胞中检测出K+的通道。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。
葡萄糖通过细胞膜上的载体蛋白示意图
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转运蛋白的种类及特点
转运
蛋白
载体蛋白
通道
蛋白
离子通道
水通道
只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，
转运时有构象变化
只允许与自身通道直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜的离子、分子通过；物质分子或离子通过时，不与通道蛋白相结合。
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协助扩散与自由扩散的异同
自由扩散 协助扩散
相同
不同
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影响被动运输速率的因素分析：
浓度差（Mmol/L） 5 10 15 20 25 30
运输 速度 2.4 4.7 7.3 9.5 12.2 14.4
某种物质自由扩散通过膜时，扩散速度与浓度差的关系：
自由扩散速率
浓度差
0
物质的自由扩散的速度与物质浓度差成______关系。
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协助速率
浓度差
0
A
B
某种物质协助扩散通过膜时，扩散速度与浓度差的关系：
浓度差（Mmol/L） 1.5 3 4.5 6 7.5 9
运输 速度 8 15 24 30 31 31
在一定浓度范围内，物质的运输速率与物质浓度差成______关系，超过一定的浓度后，协助扩散中物质运输速率受________限制。
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温度变化会影响水分子通过半透膜的速率吗？请提出假设，并设计实验验证该假设。
技能训练
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。