4.1被动运输_高一生物人教版（2019）必修1课件(共28张PPT)

(共28张PPT)
4.1 被动运输
教学目标
1.阐明细胞膜的选择透过性。
2.阐明被动运输的原理和特点。
细胞的物质输入和输出
新课导入
在一个长颈漏斗是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，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如右图所示现象。
玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。
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（全透性）代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
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？
总体上，水分子进入漏斗导致水量增加，液面上升
不会，当管内的液面上升到一定高度后，管中的水柱产生的压力会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，纱布不是半透膜，蔗糖分子和水分子都能通过
漏斗管中的液面保持不变
细胞的吸水和失水
1、概念
2、发生的条件
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。
（1）半透膜
（2）膜两层有浓度差
红墨水滴入清水中（视频）
渗透作用
细胞的吸水和失水
水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。
1.渗透作用发生的条件：
①有半透膜
②膜两侧有浓度差
2.渗透作用的方向：
两个条件缺一不可
注意：半透膜两侧的浓度差是指溶质颗粒的物质的量浓度，不是质量分数。
水的相对含量：高 低 。
溶液浓度：低浓度溶液
（水分子数多）
高浓度溶液
（水分子数少）
细胞的吸水和失水
细胞吸水膨胀
外界溶液浓度_______细胞质浓度
细胞___________
外界溶液浓度_______细胞质浓度
外界溶液浓度大于细胞质浓度
细胞保持正常状态
小于
失水皱缩
等于
水进出动物细胞的原理
细胞的吸水和失水
条件一：半透膜
条件二：半透膜的两侧的溶液具有浓度差
过程 条件 现象
渗透吸水 外界溶液的浓度<细胞质的浓度 吸水膨胀
渗透失水 外界溶液的浓度>细胞质的浓度 失水皱缩
水分子进出平衡 外界溶液的浓度=细胞质的浓度 形态不变
渗透作用的原理解释动物细胞的吸水和失水
动物细胞的细胞质膜相当于半透膜。
细胞质与外界溶液可以具有浓度差
细胞的吸水和失水
细胞壁（全透性）
细胞质膜
细胞质
液泡膜
原生质层
植物细胞壁对于水和大部分溶质是通透的，且伸缩性比较小
提示：水分进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡，这一点与动物细胞有所区别
细
胞
液
成熟的植物细胞模式图
（具有一定的浓度）
条件一：原生质层相当于半透膜
外界溶液
条件二：原生质层两侧细胞液与外界溶液存在浓度差
细胞的吸水和失水
萎蔫的植株浇水后，重新变得坚挺
用盐腌黄瓜时会有水渗出
对农作物施肥过多，会发生“烧苗”现象
观察现象：
细胞的吸水和失水
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？
作出假设
水分进出植物细胞是通过渗透作用。
原生质层是相当于一层半透膜。
以上现象表明，植物细胞吸水或失水，与外界溶液浓度有关。
探究植物细胞的吸水和失水
细胞的吸水和失水
设计实验
如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会＿＿＿；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会＿＿＿。
吸水
失水
如何使细胞外溶液的浓度提高或降低？
哪种材料适合观察细胞吸水和失水？
选用0.3g/mL的蔗糖溶液和清水
液泡可见的植物细胞
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
细胞的吸水和失水
盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片
滴加清水
撕取紫色洋葱鳞片叶外表皮
1
低倍镜观察
2
3
4
紫色中央大液泡
细胞的吸水和失水
什么是质壁分离？
原生质层与细胞壁分离。
低倍镜观察
在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸引流
5
6
质壁分离
液泡膜
细胞膜
细胞壁
细胞的吸水和失水
在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸引流
低倍镜观察
8
7
质壁分离复原
发生质壁分离的细胞恢复原来状态。
细胞的吸水和失水
实验记录
细胞液浓度＜外界溶液浓度
细胞失水
质壁分离
细胞液浓度＞外界溶液浓度
细胞吸水
质壁分离复原
液泡大小 液泡颜色 原生质层的位置 细胞大小
0.3g/mL 蔗糖溶液
清水
变小
原生质层脱离细胞壁
基本不变
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置
基本不变
变深
重新变浅
细胞的吸水和失水
实验结论
原生质层相当于半透膜。
植物细胞通过渗透作用吸水和失水。
质壁分离：植物细胞因为失水收缩，原生质层与细胞壁发生分离的现象。
质壁分离复原：发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀，恢复为原来的状态。
细胞的吸水和失水
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
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
植物细胞的质壁分离和复原现象
三次观察两次对照
细胞的吸水和失水
1.从实验当中的质壁分离，“质”和“壁”分别指的是什么呢？
“质”指原生质层，“壁”指细胞壁
2.质壁分离的原因
质壁分离
＋
原因
外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度
内因：
细胞壁伸缩性小，具有全透性
原生质层伸缩性大，具有选择透过性
3.实验结论
成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用。
当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；
当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离的复原。
课堂小结
新课导入
扩散：
指物质从高浓度区域向低浓度区域自然运动的现象。
（顺浓度梯度）
自由扩散
被动运输
自由扩散（简单扩散）
协助扩散（易化扩散）
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式
物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式
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：
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
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
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。
协助扩散
载体蛋白 通道蛋白
含义 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 根据溶质大小和电荷进行辨别，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，有水通道蛋白和离子通道蛋白
特点 参与主动运输（逆浓度）和协助扩散（顺浓度），在运输过程中与相应的分子特异性结合（具有类似于酶和底物结合的饱和效应）自身的构型会发生变化，并且会移动 只参与协助扩散，在运输过程中并不与被动运输的分子或离子相结合，也不会移动并且是从高浓度向低浓度运输，所以运输时不消耗能量
实例 葡萄糖载体蛋白 水通道蛋白
相同点 化学本质均为蛋白质，均分布在细胞的膜结构中，都有控制特定物质跨膜运输的功能；对被动运输的物质具有高度的特异性或选择性。
被动运输
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。
①
通过载体蛋白的协助扩散具饱和性
被动运输
影响自由扩散的因素：
温度
膜两侧的浓度差
影响协助扩散的因素：
温度
膜两侧的浓度差
转运蛋白的数量
②
运输速率
膜两侧的浓度差
运输速率
膜两侧的浓度差
①
课堂小结
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