(共31张PPT)
4.1.1 被动运输
第4章 细胞的物质输入和输出
香味怎么传过来呢？
扩散
把一些糖放入烧杯中，不需搅拌，几小时后，整杯水都会变甜，这是糖分子在水中不断运动的结果，我们把这种现象称为扩散。扩散是分子和离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。扩散使得该分子分布均匀，直到平衡。此后分子仍在运动，维持着平衡的状态。
将少许硫酸铜晶体投入水中
静置数分钟后，蓝色的铜离子向晶体周围扩散
两天后，蓝色扩散至较大范围
数日甚至更长的时间后，蓝色会扩散至全部溶液中
1
2
3
4
1
渗透现象
细导管
初始液面
蔗糖溶液
清水
半透膜
h
渗透装置
合作探究
阅读教材“问题探讨”，讨论以下问题：
半透膜特点: 膜上有小孔，水分子可以通过，蔗糖等大分子不能通过。
蔗糖溶液浓度 > 清水浓度
1.漏斗内的液面为什么会升高？
由于单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量多于渗出的的水分子数量。
如果漏斗足够长，管内的液面会无限升高吗？
当高浓度一侧的
= 时，
液面不再变化。
吸水力
大气压
对比A与B 可以得出 ：
对比A与C 可以得出 ：
要有半透膜
半透膜两侧的溶液存在浓度差
细导管
初始液面
蔗糖溶液
清水
纱布
细导管
初始液面
蔗糖溶液
相同浓度蔗糖溶液
半透膜
2.如果用一层纱布代替半透膜，漏斗内的液面还会升高？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？据此分析，渗透作用发生的条件是什么？
A组
细导管
初始液面
蔗糖溶液
清水
半透膜
B组
C组
漏斗液面不上升
讲授新课
2．发生渗透作用的条件
一、水进出细胞的原理
有半透膜
半透膜两侧的溶液存在浓度差
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用。
1．什么是渗透作用
（一）渗透作用
讲授新课
低浓度溶液 高浓度溶液
水的相对含量：
高
低
溶液浓度：
（顺相对含量梯度）
3．水分子的扩散方向
→
→
一、水进出细胞的原理
（一）渗透作用
2
水进入动物细胞的原理
讲授新课
一、水进出细胞的原理
（二）水进出哺乳动物红细胞的原理
讲授新课
1．当外界溶液浓度＜细胞质的浓度时，细胞＿＿＿。
吸水
失水
外界溶液浓度＝细胞质浓度
2．当外界溶液浓度＞细胞质的浓度时，细胞＿＿＿。
3．当＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿时，水分进出平衡。
一、水进出细胞的原理
（二）水进出哺乳动物红细胞的原理
讲授新课
蔗糖溶液
半透膜
清水
细胞质
细胞膜
外界溶液
一、水进出细胞的原理
（二）水进出哺乳动物红细胞的原理
课堂反馈
1．下列现象属于渗透作用的是（ ）
A．蔗糖在水中溶解后使水变甜
B．暴露在空气中的氯化钠潮解
C．钾离子通过原生质层
D．萎蔫的菜叶放在清水中变硬
D
课堂反馈
2．现有体积相同、质量分数相同的蔗糖溶液和葡萄糖溶液。图1表示这两种物质透过半透膜的情况，图2表示渗透作用装置图，下列叙述合理的是（ ）
A．图1体现了半透膜的选择透过性B．图2甲中水柱a先上升后下降
C．图2乙中水柱b先上升后不变
D．平衡后水柱a的高度高于水柱b
D
3
水进入植物细胞的原理
3
水进入植物细胞的原理
那植物细胞会和动物细胞那样吸水胀破吗？
讲授新课
细胞膜和液泡膜以及这两层膜之间的细胞质称为原生质层。
成熟的植物细胞由于液泡占据细胞的大部分空间，因此植物细胞内的液体环境主要指的是液泡内的细胞液。
一、水进出细胞的原理
（一）水进出植物细胞
讲授新课
提出问题
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是否相当于一层半透膜呢？
本小组的假设是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
探究植物细胞的吸水和失水
作出假设
水分通过渗透作用进出植物细胞
实验材料
紫色的洋葱鳞片叶、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水。
二、讲授新课
设计实验
探究植物细胞的吸水和失水
制作临时装片的步骤
3
水进入植物细胞的原理
制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片
低倍显微镜下观察
①表皮细胞中有个紫色的中央大液泡
②原生质层紧贴细胞壁
0.3g/ml的蔗糖溶液
吸水纸吸引
重复几次
低倍显微镜下观察
滴放清水
吸水纸吸引
低倍显微镜下观察
重复几次
【实验步骤】
二、讲授新课
进行实验，记录结果
探究植物细胞的吸水和失水
二、讲授新课
【教学实验】探究植物细胞的吸水和失水。
讲授新课
分析结果，得出结论
探究植物细胞的吸水和失水
刚开始发生质壁分离
已明显发生质壁分离
讲授新课
原因
原生质层具半透性且其伸缩性比细胞壁大
内因：
外因：
外界溶液浓度大于细胞液浓度
质壁分离
表现
植物细胞由坚挺→萎蔫
宏观：
微观：
质壁分离
液泡体积（大→小）
细胞液颜色（浅→深）
原生质层与细胞壁分离
质壁分离的复原
外界溶液浓度小于细胞液浓度时，外界溶液中的水就透过原生质层进入细胞液。
半透膜内侧有蔗糖液
半透膜外侧有清水
半透膜
渗透系统装置
成熟的植物细胞与外界溶液可以构成渗透系统。
原生质层内侧有细胞液
原生质层外侧有外界溶液
成熟的植物细胞
原生质层
原生质层
外界溶液
细胞液
⑥
②
鸡蛋膜(半透膜)
蔗糖溶液
清水
3
水进入植物细胞的原理
植物细胞的质壁分离和复原的条件
知识延伸
（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）能自动发生质壁分离复原的物质：尿素、KNO3、NaCl、甘油等（它们必须是细胞需要的物质）
3
水进入植物细胞的原理
知识延伸
植物细胞吸水、失水几种现象分析：
（1）0.5g/ml的蔗糖溶液：质壁分离现象明显但不能复原。因为溶液浓度过高，细胞过度失水，导致死亡。
（2）KNO3等无机盐溶液：能质壁分离，并能自动复原。因为细胞能主动吸收溶液中 的K+和NO3-，使细胞液浓度增大，细胞渗透吸水。
（3）醋酸溶液：无质壁分离及复原现象，因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。（盐酸、酒精溶液类似）
课堂小结
渗透作用
概念：
条件
方向
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散。
溶液：低浓度溶液→高浓度溶液
水：顺相对含量梯度
有半透膜
半透膜两侧的溶液存在浓度差
小结
外界溶液浓度 细胞质（液）浓度，细胞吸水。
外界溶液浓度 细胞质（液）浓度，细胞失水。
外界溶液浓度 细胞质（液）浓度，动态平衡。
原理：
吸失水的量取决于细胞膜内外的浓度差。
＝
＜
＞
水进出
动植物细胞
现象
渗透作用
→ 细胞膜相当于一层半透膜
质壁分离
质壁分离的复原
谢 谢(共24张PPT)
第4章 细胞的物质输入和输出
第一节 被动运输
第二课时
温故知新
外界溶液浓度 细胞质（液）浓度，细胞吸水。
外界溶液浓度 细胞质（液）浓度，细胞失水。
外界溶液浓度 细胞质（液）浓度，动态平衡。
原理：
＝
＜
＞
水进出
动植物细胞
现象
渗透作用
→ 细胞膜相当于一层半透膜
质壁分离
质壁分离的复原
低浓度溶液 高浓度溶液
水的相对含量：
高
低
溶液浓度：
（顺相对含量梯度）
→
→
1
被动运输的类型
被动运输
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。
自由扩散
协助扩散
一、被动运输的类型
讲授新课
水
O2
苯
葡萄糖
氨基酸
钙
镁
小分子
较小分子
带电离子
甘油
高浓度
低浓度
动画演示
有些小分子物质，如O2和CO2，很容易自由的通过细胞膜的磷脂双分子层。像这样，物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散,也叫简单扩散。
顺浓度梯度
O2和 CO2等气体
甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子
特点
举例
自由扩散示意图
自由扩散
视频资料
协助扩散
离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等，不能自由地通过细胞膜，需要借助载体蛋白或通道蛋白的协助，顺浓度梯度进行跨膜运输。这种借助膜上转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。
顺浓度梯度
需要转运蛋白的协助
无机离子和有机小分子，
如Na+，Cl-、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等
特点
举例
协助扩散示意图
协助扩散
葡萄糖进入普通细胞
Na+内流
神经纤维上Na+内流或K+外流
自由扩散和协助扩散有哪些相同点
①顺浓度梯度的跨膜运输（从高浓度到低浓度）
自由扩散
协助扩散
自由扩散和协助扩散有哪些不同点
自由扩散
协助扩散
自由扩散：
不需要转运蛋白
协助扩散：
需要转运蛋白
载体蛋白
通道蛋白
比较自由扩散和协助扩散
自由扩散 协助扩散
运输方向 顺浓度梯度 顺浓度梯度
转运蛋白 不需要 需要
能量 不消耗 不消耗
举例 CO2、O2、甘油、乙醇、苯 葡萄糖进入红细胞
高浓度
低浓度
高浓度
低浓度
二、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；
只容许与自身通道直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。
载体蛋白
通道蛋白
1、自由扩散
2、借助水通道蛋白的协助扩散(主要)
阿格雷的实验：用爪蟾属卵母细胞放入低渗溶液中观察
水分子跨膜运输方式：
三、影响被动运输的因素
影响自由扩散的因素：
膜两侧的浓度差
温度
运输速率
膜两侧的浓度差
膜两侧的浓度差
自由扩散
温度对于跨膜运输的影响
温度
生物膜的流动性
酶活性
呼吸速率
影响
影响
影响
影响
物质运输速率
温度对被动运输的影响
影响协助扩散的因素：
膜两侧的浓度差
转运蛋白的数量
温度
运输速率
膜两侧的浓度差
（转运蛋白饱和点）
四、课堂反馈
1、氧气透过肺泡进入毛细血管的过程是（ ）
A、全部为主动运输
B、大部分为扩散作用，少部分为主动运输
C、全部为扩散作用
D、少部分为扩散作用，大部分为主动运输
C
三、课堂反馈
2．下列关于物质跨膜运输的说法，错误的是（ ）
A．葡萄糖进入红细胞需要载体蛋白，不消耗能量
B．甘油进入小肠绒毛上皮细胞需要消耗能量
C．细胞膜对离子的吸收具有选择透过性
D．温度会影响物质跨膜运输的速率
B
五、课堂小结
谢 谢(共24张PPT)
第4章 细胞的物质输入和输出
4.2 主动运输与胞吞、胞吐
温故知新
顺浓度梯度的跨膜运输（从高浓度到低浓度）
自由扩散
协助扩散
O2和 CO2等气体
甘油、乙醇、苯等
脂溶性小分子
无机离子和有机小分子，
如Na+，Cl-、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等
举例
相同点
这些物质如果要逆浓度梯度怎么运输呢？
一、主动运输
甲状腺滤泡上皮细胞
该细胞内碘的浓度是血液中的碘浓度的10多倍，该细胞吸收碘是 梯度的。
逆浓度
小肠上皮细胞内的氨基酸、葡萄糖浓度远高于小肠液，它吸收葡萄糖等是 梯度的。
逆浓度
Na+ 少
K+ 少
钠钾泵
外
内
ATP
ATP
这些物质为什么能逆浓度梯度运输呢？
视频资料
从低浓度到高浓度；
需要载体蛋白的协助；
需要能量（ATP)。
主动运输
保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
主动运输的意义
囊性纤维化发生的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞转运氯离子蛋白的功能发生异常，导致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。
与生活的联系
自由扩散 协助扩散 主动运输
运输方向
转运蛋白
能量
举例
不需要
需要
需要
不消耗
不消耗
消耗
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
逆浓度梯度
低浓度 高浓度
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯
葡萄糖进
入红细胞
Na+ 、K+、Ca2+
等离子；
小肠吸收葡萄糖、氨基酸。
运输方式的比较
大分子如何运输呢？还有其他运输方式吗？
二、胞吞和胞吐
分泌蛋白由细胞分泌到胞外的方式是？
胞吐
温故知新
二、讲授新课
胞吐
细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。
二、讲授新课
胞吞
当细胞摄取大分子时，首先是大分子附着在细胞膜的表面，这部分细胞内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部。
胞吞、胞吐
1、需要能量吗？
2、需要转运蛋白吗？
3、在膜融合的时候体现了细胞膜的什么特性？
需要能量
不需要
流动性
三、课堂反馈
1．下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是（ ）
A．巨噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散
B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输
C．神经细胞受到刺激时产生的钠离子顺浓度梯度内流属于被动运输
D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输
C
三、课堂反馈
2、图中是胡萝卜在不同的含氧情况下从KNO3溶液中吸收K+和NO3-的曲线。影响A、B两点和B、C两点速度不同的因素分别是（ ）
A、载体数量、能量
B、载体数量、离子浓度
C、能量、载体数量
D、能量、离子浓度
A
三、课堂反馈
3．浸入2 mol/L的KNO3溶液中的洋葱表皮细胞会先发生质壁分离再发生质壁分离复原，在上述过程中，关键物质进出细胞的方式依次是（ ）
A．主动运输和被动运输
B．被动运输和主动运输
C．被动运输、协助扩散、主动运输
D．被动运输、主动运输、被动运输
D
三、课堂反馈
4、大肠杆菌在繁殖时，细胞内K+的浓度是培养液的3000
倍。如果在培养液中加入一种叫箭毒的药物，大肠杆菌细胞内K+浓度立即下降，这种药物很可能（ ）
A、使细胞膜变成了全透性膜 B、加快细胞膜的流动
C、抑制膜上载体的活动 D、使载体运动方向改变
D
协助扩散
自由扩散
物质的跨膜运输方式
主动运输
小分子物质
大分子物质
胞吞
胞吐
消耗能量
顺浓度梯度
被动运输
转运蛋白
谢 谢
