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
被动运输
吃腌制的咸菜，连续嗑带盐瓜子会感觉口渴，这是为什么呢？
口腔细胞失水
与生活中的联系
与生活的联系
生理盐水输液
外界溶液<细胞质浓度 外界溶液=细胞质浓度 外界溶液>细胞质浓度
吸水涨破
形态不变
失水皱缩
水分子如何进出的细胞的？
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
问题探讨
Q.漏斗内的液面为什么会升高？
半透膜：让小分子通过而大分子不能通过的一类多孔性薄膜的总称
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
渗透作用中水分子的运动方向：
Q1.漏斗内的液面为什么会升高？
相对含量高 相对含量低
溶液浓度
水的含量
低浓度溶液 高浓度溶液
水分子顺相对含量的梯度扩散
渗透作用：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。
单位时间
从清水流入蔗糖溶液中的水分子数
单位时间
从蔗糖溶液流入清水中的水分子数
A
B
C
(不会)
发生渗透作用的条件是什么？
①具有半透膜
②半透膜两侧的溶液具有浓度差
一.渗透作用的原理：
0.6g/mL蔗糖溶液
玻璃纸
0.6g/mL蔗糖溶液
0.6g/mL蔗糖溶液
纱布
清水
0.6g/mL蔗糖溶液
玻璃纸
清水
思考： B和C的液面会升高吗？
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
问题探讨
Q.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的重力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，当________________ __________最终达到平衡，液面将不再上升。
液柱的压力使水分子进出速度相同
不再上升时内外浓度相同了吗？
讨论1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？细胞膜可否相当于半透膜？
强化夯实，小组讨论：
外界溶液
细胞膜
半透膜
蔗糖溶液
细胞质基质
相当于
相当于
①红细胞与外界溶液组成了一个渗透系统。
②红细胞的细胞膜相当于一层半透膜，水分通过渗透作用进出红细胞。
讨论1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？细胞膜可否相当于半透膜？
外界溶液<细胞质浓度 外界溶液=细胞质浓度 外界溶液>细胞质浓度
二、渗透原理的应用——水进出动物细胞的原理
细胞外 细胞内
水分子进多出少
水分子进出平衡
水分子出多进少
吸水涨破
形态不变
失水皱缩
1、西红柿上放糖,一会儿后就可看到水分渗出。
2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
3、放蔫的青菜用清水浸泡一会儿后，又恢复新鲜 。
生活现象：
三、渗透原理的应用——水进出植物细胞的原理
植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？
植物细胞吸水和失水是否也是发生了渗透作用呢？
成熟植物细胞模式图
细胞膜
细胞液
细胞质
液泡膜
细胞壁
原生质层
是否满足发生渗透作用的条件：①具有半透膜②半透膜两侧的溶液具有浓度差
已知：细胞膜和液泡膜都是生物膜，都具有选择透过性。
？
三、渗透原理的应用——水进出植物细胞的原理
(全透性)
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
实验结论
表达与交流
进一步探究
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是不是相当于一层半透膜？
原生质层相当于一层半透膜
设计方案：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。
（设计方案、预期结果…）
预期结果 ：由于原生质层相当于一层半透膜，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会__ __，细胞__ _____；在清水中植物细胞的液泡又会______，细胞___ __。
缩小
失水皱缩
变大
吸水膨胀
四、实验探究——观察植物细胞吸水和失水
洋葱鳞片叶外表皮细胞
材料用具
探究植物细胞的吸水和失水
实验步骤
盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片
1
2
3
4
滴清水
撕取洋葱鳞片叶外表皮
低倍镜观察
撕取洋葱鳞片叶时要不带叶肉且不宜过大，避免制作装片时出现重叠和气泡，撕取后要放入载玻片上的清水中
探究植物细胞的吸水和失水
实验步骤
5
6
低倍镜观察
在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次
中央液泡逐渐变小，颜色变深,原生质层与细胞壁逐渐分离;细胞大小基本不变。
？
探究植物细胞的吸水和失水
实验步骤
5
6
低倍镜观察
在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次
中央液泡逐渐变小，颜色变深,原生质层与细胞壁逐渐分离;细胞大小基本不变。
7
8
在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次
低倍镜观察
中央液泡逐渐变大，颜色变浅,原生质层逐渐恢复到贴近细胞壁;细胞大小基本不变。
探究植物细胞的吸水和失水
第一次对照
滴加蔗糖溶液
滴加清水
第二次对照
质壁分离
质壁分离复原
※自身对照是指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照
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
正常的洋葱
外表皮细胞
0.3g/mL的
蔗糖溶液
质壁分离的
洋葱表皮细胞
清水
质壁分离复原的
洋葱表皮细胞
实验现象：
三次观察 两次对照
试剂 中央液泡变化 原生质层位置变化 细胞大小
蔗糖溶液
清水
变小
逐渐恢复原来大小
脱离细胞壁
恢复原位
基本不变
基本不变
2.所有质壁分离的细胞都可以复原吗？
1.质壁分离的细胞中“质”和“壁”分别指什么？
严重失水或失水时间过长会导致细胞死亡，无法质壁分离复原。
质指原生质层，壁指细胞壁
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
植物细胞质壁分离与复原条件
①外界溶液浓度与细胞液存在浓度差
②原生质层的伸缩性＞细胞壁的伸缩性
③活的成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
内因:
外因:
被动运输
被动运输的概念：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。
被动运输的类型：分为自由扩散和协助扩散两类
运输动力：
浓度差
（2）方向：
高浓度→低浓度
（3）实例：
1.水、2.气体(氧气、二氧化碳、氮气)
3.脂溶性小分子(甘油、乙醇、苯)
4.尿素
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫做自由扩散，也叫简单扩散。
自由扩散（简单扩散）
自由扩散演示按钮
（1）概念：
比喻：球往低处滚
（4）特点
顺浓度梯度运输（高到低）
不需要载体
不需要消耗能量
浓度差 5 10 15 20 25 30
运输速率 2.4 4.8 7.2 9.6 12.0 14.4
结论：自由扩散的速率与浓度差成 关系，自由扩散过程主要受 影响
正比
浓度差
有人发现在动物的肾脏中，水分子进出细胞的速率大于自由扩散的速率
水分子还存在其他运输方式
水分子很小，不带电荷但具有极性，尽管能够以自由扩散过膜，但是更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞
水分子
水通道蛋白
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。
协助扩散（易化扩散）
水分子进出细胞(水通道蛋白）
离子进出细胞(离子通道蛋白）
葡萄糖进入红细胞(载体蛋白)
高浓度→低浓度
（2）方向：
（3）实例：
（1）概念：
协助扩散演示按钮
比喻：车载货下坡
（4）特点
顺浓度梯度运输
需要转运蛋白参与
不需要消耗能量
浓度差 1.5 3 4.5 6 7.5 9
运输速率 8 15 24 29 30 30
结论：协助扩散过程不仅受 影响，还受 影响
浓度差
载体数量
1.顺浓度梯度运输，
2.不消耗细胞内化学反应能量
被动运输总结
自由扩散演示按钮
协助扩散演示按钮
转运蛋白
通道蛋白
载体蛋白
通道蛋白
载体蛋白
——需要与被运输的物质结合， 运输过程伴随着载体构象的变化、如葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞
——被运输的物质不需要与通道蛋白结合，如水分子通过水通道蛋白进出细胞、K+通过钾离子通道蛋白进出细胞。
被动运输
通道蛋白
载体蛋白
转运蛋白
协助扩散
载体蛋白 通道蛋白
转运特点
转运蛋白构象 是否改变
转运蛋白是否与 被转运分子结合
是否有特异性
实例
转运蛋白的类型
只容许与自身
“结合部位相适应”
的分子或离子通过
只容许与自身
“通道的直径和形状相适配、
通道的大小和电荷相适宜”
的分子或离子通过
改变
不改变
结合
不结合
具有特异性（强）
具有特异性
葡萄糖通过载体蛋白
进入红细胞
水分子通过水通道蛋白进出细胞
K+通过钾离子通道蛋白进出细胞
被动运输
自由扩散
协助扩散
磷脂双分子层
载体蛋白
转运蛋白
通道蛋白
水通道蛋白
水分子进出细胞
属于
包括
穿过
借助
包括
如
课堂总结
特点
不消耗能量
顺浓度梯度
五、总结归纳
细胞的物质输入和输出
细胞的吸水和失水
自由扩散
渗透作用的两个条件
动物细胞
特点：顺浓度梯度，不需要转运蛋白，不需要能量
植物细胞
1、半透膜。
2、浓度差。
外界溶液浓度＜细胞液浓度 细胞吸水
外界溶液浓度＜细胞液浓度 细胞失水
外界溶液浓度=细胞液浓度 细胞形态不变
外界溶液浓度＜细胞液浓度 质壁分离
外界溶液浓度>细胞液浓度 质壁分离复原
质壁分离超过一定限度不能复原。
例子：气体分子；甘油、乙醇、苯等脂溶性物质
协助扩散
特点：顺浓度梯度，需要转运蛋白，不需要能量
例子：红细胞吸收葡萄糖
转运蛋白：载体蛋白和通道蛋白
鱼鳔
项 目 自由扩散 协助扩散
运输方向
是否需要转运蛋白
是否消耗细胞内的能量
举例
不需要
需要
不消耗
不消耗
H2O、O2、CO2、甘油、乙醇、苯、尿素
葡萄糖通过红细胞膜
氨基酸、离子、水
高浓度
低浓度
高浓度
低浓度
两种被动运输方式的比较