生物人教版（2019）必修1 4.1被动运输（共33张ppt）

(共33张PPT)
4.1 被动运输
香味怎么传过来呢？
将一滴红墨水滴入一杯清水中，清水很快变成红色的现象被称作什么现象？
扩散（渗透） 是指物质（水）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。
渗透现象演示
动画演示
动画演示
蔗糖分子 水分子
问题探讨
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，使漏斗内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如图所示现象。
思考：如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？
思考：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？
纱布的孔隙大，蔗糖分子也可通过，因而液面不会升高。
此时内外浓度相等，液面不会升高。
小结：渗透作用
1.渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。
②半透膜的两侧的溶液具有浓度差
①具有半透膜
2.条件：
低浓度溶液
（水多）
高浓度溶液
（水少）
水相对含量高
水相对含量低
3.水的方向：
（顺相对含量梯度）
一、水进出动物细胞的原理
外界溶液
蔗糖溶液
细胞质
基质
？
细胞膜
半透膜
？
①红细胞与外界溶液能否组成一个渗透系统？
②红细胞的细胞膜能否相当于一层半透膜，水分通过渗透作用进出红细胞？
细胞失水皱缩
外界溶液浓度
细胞质浓度
外界溶液浓度
细胞质浓度
保持正常形态
外界溶液浓度
细胞质浓度
细胞吸水膨胀或涨破
小于
等于
大于
等渗溶液
低渗溶液
高渗溶液
若细胞膜相当于一层半透膜：
1.为什么以哺乳动物的成熟红细胞为实验材料？
①没有细胞核及众多的细胞器，避免细胞核及各种有膜的细胞器对细胞吸水、失水的影响；
②哺乳动物的红细胞具有运输氧气的功能，其内部有大量的血红蛋白。当将其置于低浓度溶液中时，膜两侧存在浓度差。
2.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？
3.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，它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。
是（是相当于，不是等同于）
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，外界的浓度不是特别低，当下降到和外界浓度平衡，此时，红细胞将不再吸水。
5.红细胞吸水或失水取决于什么条件？
6.想一想，临床上输液为什么要用生理盐水？
取决于红细胞内外浓度差
生理盐水的浓度和血浆浓度（渗透压）基本一致，血细胞不会因为过度吸水或者失水而出现形态结构异常。
成熟的植物细胞模式图
细胞膜
液泡膜
细胞质
细胞壁
原生质层
（全透性）
细胞液
(选择透过性）
二、水进出植物细胞的原理
？
联系生活
清水泡过的青菜
很饱满
盐腌制过的萝卜条
皱皱巴巴，能挤出水
水是如何进出植物细胞的？
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
原生质层是一层半透膜吗？
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。
预期结果
在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变 ，在清水中植物细胞的中央液泡会变 ，。
小
大
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
1. 材料用具
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
0.3g/ml的蔗糖溶液，清水
刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜
盖上盖玻片
3
1
滴清水
2
撕取洋葱鳞片叶外表皮
4
低倍镜观察
6
低倍镜观察
5
在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸引流
7
在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸引流
8
低倍镜观察
2. 实验步骤
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
表皮细胞
0.3g/mL的
蔗糖溶液
失水的洋
葱表皮细胞
清水
吸水恢复的洋葱表皮细胞
外界溶液 中央液泡 原生质层的位置 细胞大小
蔗糖溶液
清水
变小
恢复原状
脱离细胞壁
紧贴细胞壁
基本不变
基本不变
细胞壁
中央液泡
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
1、成熟的植物细胞能与外界溶液发生渗透作用；原生质层相当于半透膜。
2、当外界溶液浓度>细胞液浓度时，
当外界溶液浓度<细胞液浓度时，
细胞失水
细胞吸水
逐渐发生质壁分离；
发生质壁分离复原。
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
质壁分离的内因和外因
内因：原生质层具有选择透过性
原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性
外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度
【实验结论】
（1）成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
（2）细胞液具有一定的浓度。
（3）原生质层比细胞壁的伸缩性大的多。
植物细胞的质壁分离和复原的条件
（1）活细胞，有细胞壁；
（2）细胞液与外界溶液存在浓度差；
（3）细胞必须有大的液泡，最好细胞液中含有色素，这样便于观察。紫色洋葱外表皮的液泡是紫色的，而内表皮细胞的液泡接近无色。
（4）自动发生质壁分离复原的物质：尿素、KNO3、NaCl、甘油（它们必须是细胞需要的物质）
质壁分离明显的黑藻细胞
黑藻是高等植物细胞，含有大液泡和大而清晰的叶绿体，能观察到质壁分离及复原现象。
乙溶液：细胞失水发生质壁分离后自动复原
如一定浓度的甘油、尿素、葡萄糖、乙二醇、NaCl、KNO3溶液等，细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。
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，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。
通道蛋白
载体蛋白
细胞内
自由扩散
协助扩散
四、被动运输
自由扩散
(1)概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞。
(2)特点
①顺浓度梯度运输
②不需要转运蛋白协助
③不需要消耗能量
(3)实例：
气体、水、脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯等）
细胞外
自由扩散
转运蛋白
扩散速度
能量
扩散速度
浓度差
扩散速度
(4)影响因素：
浓度差、温度
协助扩散（易化扩散）
载体蛋白
通道蛋白
(1)概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散。
(2)特点
① 顺浓度梯度运输
② 需要转运蛋白协助
③ 不需要消耗能量
(3)实例：
红细胞吸收葡萄糖、水通道蛋白等
协助扩散（易化扩散）
浓度差、转运蛋白种类和数量、温度
浓度差
扩散速度
(4)影响因素：
能量
扩散速度
P点后受转运蛋白
数量影响
转运蛋白的类型
需要与被运输的物质结合，每次转运时都会发生自身构象的改变。
分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合
载体蛋白
通道蛋白
载体蛋白 通道蛋白
转运特点
自身构象
是否与转运的分子结合
是否有特异性
实例
与自身结合部位相适应的分子或离子通过
与自身通道的直径、形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过
改变
不改变
不结合
结合
具有
具有
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
被动运输 自由扩散 协助扩散
图例
运输方向
特点
影响因素
举例
高浓度→低浓度(顺浓度梯度)
不需要载体，不消耗能量
需要载体，不消耗能量
膜两侧的浓度差、温度
膜两侧的浓度差、转运蛋白的数量、温度
O2,CO2,H2O,甘油，乙醇，苯等
水通道运输水、红细胞吸收葡萄糖
本章概览
被动运输
主动运输与胞吞、胞吐
细胞的物质
输入与输出
主动
运输
胞吞
胞吐
概念、特点、实例、过程、意义
过程、特点、实例
协助扩散：概念、特点、实例
自由扩散：概念、特点、实例
方式
水进出细胞的原理
（渗透作用）
植物细胞的吸水和失水