高中生物人教版(2019)必修1 4.1被动运输（共34张ppt）

(共34张PPT)
4.1被动运输
问题探讨
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？
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。
不会。因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。
条件一 ：半透膜
问题探讨
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？
单位时间透过玻璃纸进出水分子量相同，故漏斗管液面不变
条件二：浓度差
问题探讨
水是细胞中含量最多的物质
那水是怎么进出细胞的呢，我们一块来探究一下吧.
水进出细胞的原理
红墨水滴入清水中（实验演示）
渗透作用
1、概念
是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用
渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
半透膜是具有一定孔径，可以让小分子物质通过（如水分子），而大分子物质不能通过的一类薄膜。物质能否通过只与孔径大小有关。
水进出细胞的原理
2、发生的条件
（1）半透膜
（2）膜两层有浓度差
水进出细胞的原理
低浓度溶液
水分渗透方向：
高浓度溶液
水分子数多
水分子水少
水进出哺乳动物红细胞
①外界溶液溶质的浓度 < 细胞质浓度
②外界溶液溶质的浓度 > 细胞质浓度
③外界溶液溶质的浓度 = 细胞质浓度
失水皱缩
形态不变
吸水膨胀
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？
2、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜。
相当于蔗糖分子。
相当于半透膜。
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？
4、红细胞吸水或失水取决于什么条件？
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。
取决于红细胞内外溶液的浓度差，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。
生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会过度吸水或失水而出现变形，从而影响其功能。
动物细胞的吸水和失水
1、原理
半透膜
细胞膜
浓度差
细胞质与外界溶液间具有浓度差
1、原理
②当外界溶液浓度＞细胞质浓度时
细胞形态不变
①当外界溶液浓度＜细胞质浓度时
2、现象
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
③当外界溶液浓度＝细胞质浓度时
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，都是通过渗透作用
水进出细胞的原理
水进出细胞的原理
我们知道，植物细胞的结构与动物细胞有明显的区别。植物细胞的细胞膜外面有一层细胞壁。研究表明，对于水分子来说，细胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通过细胞壁，细胞壁的作用主要是保护和支持细胞，伸缩性比较小。
水又是怎样进出植物细胞的呢？
水进出细胞的原理
细胞壁
细胞膜
液泡膜
细胞质
原生质层
（全透性）
细胞液
（具有一定的浓度）
是否相当于一层半透膜？
对细胞的吸水和失水有没有影响？
成熟植物细胞结构示意图
水进出细胞的原理
2.当你把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，过一段时间后就可见有水分渗出，这些水分是从哪里来的？
1.蔫了的青菜叶放入清水中浸泡一段时间后，会有什么变化？
菜叶又重新恢复原状，叶面伸展，即水分的输入。
白菜细胞失去的水分，即水分的输出。
3.对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
农作物细胞失去的水分，即水分的输出。
提出问题
作出假设
实施实验
设计实验
分析结果
表达与交流
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是一层半透膜吗？
水分进出植物细胞是渗透作用，原生质层相当于一层半透膜
设计实验
实施实验
作出假设
分析结果
表达与交流
提出问题
将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察液泡、原生质层及细胞大小的变化；再浸润在清水中，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。
设计方案
预期结果
实施实验
作出假设
设计实验
分析结果
表达与交流
提出问题
材料用具：
紫色洋葱鳞片叶、质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、刀片、镊子、显微镜等。
外表皮细胞
分析结果
实施实验
设计实验
表达与交流
提出问题
作出假设
质壁分离复原
质壁分离

中央液
泡大小
原生质层
的位置
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
表达与交流
实施实验
设计实验
分析结果
提出问题
作出假设
将本小组探究的过程、结果和结论与其他小组交流，听取他们的质疑并进行解释。如果有必要，对本小组的实验方案进行修改。
能发生质壁分离现象的细胞：
质壁分离产生的原因：
内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性，原生质层相当于一层半透膜
外因：外界溶液浓度>细胞液浓度
分析植物细胞吸水和失水现象及原因
1、植物细胞是活细胞
2、有大的液泡（最好有颜色）
3、细胞液与外界溶液必须有浓度差
练一练
1、若将一个成熟的植物细胞浸润在一定浓度的蔗糖溶液中，当平衡后，细胞仍保持活性状态，则下列有关说法正确的是 ( )
A.细胞可能吸水膨胀，此时细胞液浓度大于外界溶液浓度
B.细胞可能吸水膨胀，此时细胞液浓度小于外界溶液浓度
C.细胞可能未发生质壁分离，此时细胞液浓度一定等于外界溶液浓度
D.细胞可能发生质壁分离，此时细胞液浓度一定小于外界溶液浓度
A
2、与“质壁分离与复原”实验的实验材料及外界溶液有关的正确叙述分别是 ( )
① 实验材料必须是成熟的植物活组织细胞
② 细胞液最好有颜色,便于观察和判断细胞质壁分离和复原的程度
③细胞液必须有颜色,否则不能发生质壁分离和复原实验
④ 外界溶液的浓度应适中,不能过低或过高
⑤ 外界溶液必须对细胞无毒害
⑥ 外界溶液的浓度无特殊要求,任何浓度均可以
A.① ② , ④ ⑤ B.① ③ ,④ ⑤
C.① ② ,⑤ ⑥ D.① ③ , ⑤ ⑥
A
自由扩散、协助扩散
植物细胞的吸水和失水
滴加蔗糖溶液
滴加清水
质壁分离
质壁分离复原
水分子多 水分子少
自由扩散、协助扩散
定义：像水分子这样，物质以扩散的方式进出细胞，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被称为被动运输。
自由扩散
运输方向：：
不需要载体蛋白的协助
不需能量
顺浓度梯度（高→低）
实例：水、氧气、二氧化碳、苯、甘油、脂肪酸、尿素、固醇、乙醇
影响因素:
细胞内外浓度差
浓度差
扩散速度
定义：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，也叫简单扩散
特点：
细胞外
细胞内
小分子物质
细胞膜
自由扩散
协助扩散
运输方向：
从高浓度到低浓度
需膜上转运蛋白的协助
不需能量
顺浓度梯度（高→低）
实例：红细胞吸收葡萄糖
影响因素:
细胞内外浓度差和转运蛋白的数量
定义：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。
特点：
浓度差
运输速度
细胞外
细胞内
细胞膜
载体蛋白
协助扩散
转运蛋白
定义：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。
类型：
通道蛋白
载体蛋白
自由扩散、协助扩散
载体蛋白只容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。
通道蛋白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。
水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。
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
协助扩散
课堂小结
①载体蛋白:葡萄糖进红细胞(需要与载体结合)
被动运输
特点
不消耗能量
顺浓度梯度:（高浓度 低浓度）
②O2、CO2、N2
①尿素
③脂溶性小分子(乙醇、甘油、苯)
自由扩散
协助扩散
②通道蛋白:水和某些离子(无需与通道蛋白结合)
水进出细胞的原理---渗透作用---探究过程
1、葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值,该值的大小取决于( )
A.细胞内的氧浓度 B.细胞膜外的糖蛋白数量
C.细胞膜上相应载体的数量 D.细胞内外葡萄糖浓度差值
2、细胞膜的选择透过性保证了细胞内相对稳定的微环境。下列物质中，以(自由)扩散方式通过细胞膜的是( )
A.Na+ B.二氧化碳
C.RNA D.胰岛素
C
B
3、下列现象中属于渗透作用的是（ ）
A、蔗糖溶液通过细胞壁
B、水分子通过细胞膜
C、K+通过细胞膜
D、蛋白质通过细胞膜
B