2022-2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1-4.1 被动运输（教学课件)-（28张ppt）

(共28张PPT)
第1节 被动运输
第四章 细胞的物质输入和输出
水分子进出细胞的原理？
渗透现象演示
动画演示
动画演示
蔗糖分子 水分子
单位体积内的水分子数：
烧杯（清水）＞漏斗（蔗糖溶液）
单位时间内水分子透过的数量：
烧杯→漏斗＞漏斗→烧杯
所以，漏斗液面升高
1.漏斗管内的液面为什么会升高
渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散的过程。
渗透现象演示
动画演示
动画演示
蔗糖分子 水分子
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
2.如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会升高吗
液面不会升高，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透。
液面也不会升高，半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。
条件一 ：半透膜
条件二：浓度差
低浓度溶液
一、渗透作用的原理
渗透作用的概念：
②半透膜的两侧的溶液具有浓度差。
渗透作用发生的条件：
①具有半透膜。
水分子渗透方向：
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
高浓度溶液
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。
水分子数多
水分子水少
渗透现象演示
动画演示
动画演示
蔗糖分子 水分子
思考：
① 渗透时水只从水多处向水少处扩散吗？
②漏斗的液面会一直升高吗？
③当漏斗的液面不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度是否相等？
水分子是双向移动的
不会
不相等
1、如图在U型管中装有两种不同浓度的溶液R和S，并被一半透膜X隔开。与S（右边）相比，R（左边）溶液浓度低，图中阴影的深浅即代表浓度高低。当U型管两侧水分进出达到相对平衡时，U型管两侧的液面高度情况应是（　 ）
B
针对训练
把体积与质量分数相同的葡萄糖溶液甲和蔗糖溶液乙用半透膜隔开，如下图，若半透膜只允许水通过，葡萄糖和蔗糖不能通过，一段时间后液面变化（ ）；若半透膜允许水和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过，一段时间后液面变化（ ）
A.甲高于乙
B.乙高于甲
C.先甲高于乙，后乙高于甲
D.先甲低于乙，后乙低于甲
提升训练
A
C
类比推理
细胞膜
细胞内溶液
1.如果将装置中的漏斗换成细胞还会不会吸水？
2、如果吸水会发生什么呢？
二、动物细胞吸水和失水
清水中
0.9%NaCl溶液中
19%的NaCl溶液中
外 界 溶 液 浓 度
细 胞 质 的 浓 度
小于
吸水膨胀
大于
失水皱缩
等于
保持原状
成熟的植物细胞结构
原生质层
细胞壁
液泡膜
细胞质
细胞膜
（全透性）
三、植物细胞的吸水与失水
细胞液
2.现象：
当细胞液浓度＜外界溶液浓度时:
当细胞液浓度＞外界溶液浓度时:
注意　①分生区细胞和干种子细胞因无大液泡，不能发生渗透作用，无质壁分离和复原现象。 ②植物细胞有细胞壁的存在，不管失水还是吸水，细胞体积基本不变。但动物细胞体积会发生明显变化。
1.原理：
细胞失水，质壁分离；
细胞吸水，质壁分离复原
植物细胞的吸水和失水实验
0.3g/ml蔗糖溶液（较高浓度）
（1）实验材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮
（2）方法步骤：
质壁分离
清水
质壁分离复原
质壁分离与复原实验
选材：有中央大液泡、最好有颜色
紫色洋葱鳞片叶外表皮
外界溶液：0.3g/mL蔗糖溶液
实验方法：引流法
清水制片
0.3g/mL蔗糖
清水
全程低倍镜观察
初始状态
质壁分离
复原
质壁分离
实验现象：

中央液泡
原生质层
的位置
细胞
大小
蔗糖
溶液
清水
变 小
（颜色较深）
逐渐恢复原来大小（颜色较浅）
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
质壁分离实验可以判断某成熟植物细胞是否是活细胞
原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
原生质层相当一层半透膜
内因：
外因：
外界溶液浓度大于细胞液浓度
思考：植物细胞发生质壁分离的原因？
1、植物细胞必须是活细胞
2、必须有大液泡（成熟的植物细胞）
3、细胞液与外界溶液必须有浓度差
思考：植物细胞发生质壁分离复原的条件？
1.如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？
只发生质壁分离，滴加清水后不复原。（活细胞失水太多死亡）
2. 只能通过蔗糖溶液使细胞质壁分离吗？
不是
思维拓展
3.若将洋葱外表皮细胞放入较高浓度的KNO3溶液(KNO3可被细胞吸收）中，有会发生什么现象？
原生质体 ：植物细胞脱去细胞壁后称为原生质体
若所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。
人工合成的脂双层对物质的通透性
非极性小分子
不带电荷的极性小分子
大的不带电荷的极性分子
离子
物质通过简单扩散作用进出细胞
小分子物质：O2、CO2等
脂溶性小分子有机物：苯、乙醇、甘油等
从高浓度到低浓度（顺浓度梯度）
不需要转运蛋白的协助
不消耗能量
特点：
二、自由扩散和协助扩散
1.自由扩散（简单扩散）：
实例：
概念：
2.协助扩散（易化扩散） ：
类比
进出细胞的物质借助转运蛋白的扩散。
水
载体蛋白
葡萄糖
通道蛋白
结合物质，构象改变
不用结合，直接通过
载体蛋白
通道蛋白
葡萄糖进入红细胞
水通过水通道蛋白进入细胞
葡萄糖进入红细胞。
从高浓度到低浓度（顺浓度梯度）；
需要转运蛋白（两种）的协助；
不需要能量
特点：
实例：
讨论交流
人工膜的通透性（cm.S-1）
生物膜的通透性（cm.S-1）
科学家比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性，结果如右图。
1.生物膜与人工膜在化学成分上有什么差异？
2.甘油，CO2和O2的跨膜运输方式是什么？
3. 你还能得出哪些结论？
生物膜具有蛋白质和糖类
自由扩散：水，气体，脂溶性物质
细胞膜上的蛋白质可能会促进水分子的运输
①
②
运输速率
膜两侧的浓度差
运输速率
膜两侧的浓度差
判断：哪条曲线是自由扩散/协助扩散？
请说出判断依据。
影响自由扩散的因素：
1.温度
2.膜两侧的浓度差
影响协助扩散的因素：
1.温度
2.膜两侧的浓度差
3.转运蛋白的数量
①
②
运输速率
膜两侧的浓度差
运输速率
膜两侧的浓度差
运输 方向 是否需转运蛋白 是否消耗能量 影响因素 举例
自由扩散
协助扩散
葡萄糖进入红细胞（载体蛋白）；水分子进出细胞（通道蛋白）
否
是
高 低
高 低
否
否
CO2、O2、甘油、乙醇、苯等气体和脂溶性物质
膜内外物质的浓度差
1.浓度差
2.转运蛋白的数量
被动运输
被动运输
水进出细胞的原理
自由扩散和协助扩散
自由扩散
协助扩散
渗透现象
动物细胞的吸水和失水
植物细胞的吸水和失水
原生质层
质壁分离与质壁分离复原
特点：顺浓度梯度运输
实例：气体分子、脂溶性小分子
特点：顺浓度梯度运输，需要转运蛋白
实例：离子和小分子有机物
吸水会膨胀，甚至胀破；
失水皱缩
失水会发生质壁分离；
吸水会发生质壁分离复原
小 结