生物人教版（2019）必修1 4.1被动运输（共33张ppt）

(共33张PPT)
必修一 分子与细胞
第4章 细胞的物质输入和输出
第1节 被动运输
在长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，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。一段时间后，会出现什么现象？
玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，蔗糖分子不能。
一、渗透现象
液面会升高，为什么？
蔗糖侧
清水侧
水分子
玻璃纸（半透膜）
（一）渗透作用：
1.概念：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，称为渗透作用。
蔗糖
一、渗透现象
2.扩散：物质从高浓度区域向低浓度区域转移直到均匀分布的现象。
（一）渗透作用
漏斗液面不再变化时，膜两侧的溶液浓度相同吗？
若漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？
如果用纱布代替玻璃纸，漏斗液面会怎么变化？
如果烧杯内是相同浓度的蔗糖溶液，漏斗液面如何变化？
漏斗液面和烧杯液面之差产生的压强，与水和蔗糖溶液之间产生的渗透压差达到平衡时，水分子由蔗糖溶液向清水扩散的速度与由清水向蔗糖溶液扩散的速度相等，达到平衡状态，液面不再变化。
不相同，平衡时蔗糖溶液的浓度依旧大于清水。
不升高，烧杯和漏斗的溶液混匀，两液面齐平；因为蔗糖分子和水分子均能自由的通过纱布。
不升高，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。
（二）渗透作用发生的条件
半透膜
半透膜两侧存在浓度差
（三）渗透方向
半透膜
水（溶剂）
水:
高
低
溶液浓度:
渗透压
（溶液中溶质微粒对水的吸引力）：
低
高
低
高
外界溶液浓度
细胞质浓度
外界溶液浓度
细胞质浓度
外界溶液浓度
细胞质浓度
小于
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
细胞形态不变
二、水进出动物细胞的原理
大于
等于
（一）水进出动物细胞的实例
渗透作用的条件：
（二）红细胞与渗透装置的比较
细胞膜
细胞质浓度与外界溶液浓度不同
二、水进出动物细胞的原理
半透膜
半透膜两侧存在浓度差
一个动物细胞相当于一个渗透装置
半透膜：一类小分子物质可以通过，而大分子物质不能通过的多孔性薄膜的总称。
如玻璃纸、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣等
选择透过性膜：指具有活性的生物膜。对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有选择性。
如细胞膜
半透膜不一定是选择透过性膜，
选择透过性膜一定是半透膜。
注意
三、水进出植物细胞的原理
细胞壁：
细胞膜
液泡膜
细胞质
原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质；具有选择透过性。
细胞液：
主要由纤维素和果胶组成；主要作用是保护和支持细胞，伸缩性比较小；对水分子而言是全透性的，可自由通过。
成熟的植物组织由于中央大液泡的存在，细胞质被挤成一薄层，细胞的液体环境主要由液泡的细胞液提供。
（一）植物细胞的结构
（二）植物细胞吸水和失水的实例
三、水进出植物细胞的原理
材料1：将白菜剁碎，放一些盐，一会儿就有水分渗出。
材料2：卖菜的阿姨常往青菜上洒水，菜能保持新鲜状态
材料3：对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
通过以上实例，不难看出，植物细胞也存在失水和吸水的现象，具体的原理到底是怎么样的呢？大家阅读课本第64页的内容，完成探究活动。
原生质层是不是相当于一层半透膜？
（三）探究植物细胞的吸水和失水
原生质层相当于一层半透膜
先将细胞浸润在较高浓度的溶液中，观察形态变化；再将细胞浸润在清水中，观察形态变化。
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
实验结论
表达与交流
1.实验过程
滴清水
撕取洋葱鳞片叶外表皮
（外表皮细胞具有紫色的液泡）
盖上盖玻片制成临时装片，低倍镜观察
观察指标：中央液泡大小和颜色，原生质层的位置，细胞大小
盖玻片一侧滴0.3g/mL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸引流；低倍镜观察
盖玻片一侧滴清水，在另一侧用吸水纸引流；低倍镜观察
注：本实验中，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照。
1.实验过程
回顾实验过程，回答问题。
实验使用显微镜进行了几次观察？在高倍镜还是低倍镜下观察？
实验为什么要先观察正常的状态，这一步可不可以省略？
实验为什么先滴加蔗糖溶液后加清水？能不能反过来？
三次，低倍镜。
不可以，作为对照组。
先观察质壁分离后观察复原，反过来观察不到。
质：原生质层
壁：细胞壁
2.实验观察结果
清水
质壁分离后复原的洋葱表皮细胞
0.3g/mL的
蔗糖溶液
正常的洋葱表皮细胞
质壁分离的洋葱表皮细胞
质壁分离:植物细胞因为失水，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。
3.实验结果分析
实验结果 液泡大小 液泡颜色 原生质层的位置 细胞大小 吸水能力
加0.3g/mL 蔗糖溶液后
加清水后
变小
逐渐恢复原来大小
质壁分离复原
质壁分离
基本不变
基本不变
变深
变浅
变大
变小
（三）探究植物细胞的吸水和失水
4.植物细胞与渗透装置的比较
原生质层--具有选择透过性
细胞液浓度与外界溶液浓度
渗透作用的条件：
半透膜
半透膜两侧存在浓度差
原生质层比细胞壁的伸缩性大，在细胞不断失水后，原生质层与细胞壁逐渐分开。
外界溶液浓度大于细胞液浓度
5.质壁分离的原因分析
原因
内因：
外因：
有人做实验用的是3g/mL的蔗糖溶液，发现质壁分离更明显了，但无法发生质壁分离复原，为什么？
高浓度蔗糖溶液导致植物细胞失水过多而死亡
思考
本实验中，质壁分离的洋葱表皮细胞的原生质层与细胞壁之间是什么？
蔗糖溶液
显微镜下观察到细胞处于下图状态时，能否判断出该细胞在失水还是吸水
细胞可能正在失水，可能正在吸水，可能处于平衡状态，也可能已死亡。
（一）判断成熟植物细胞的死活
待测成熟植物细胞
四、质壁分离及复原实验的应用
一定浓度
蔗糖溶液
发生质壁分离
活细胞
无质壁分离
死细胞
（二）测定细胞液浓度范围
四、质壁分离及复原实验的应用
待测成熟植物细胞
细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间
一系列浓度梯度的蔗糖溶液
（三）比较不同植物细胞的细胞液浓度
四、质壁分离及复原实验的应用
不同植
物细胞
质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，质壁分离所需时间越长，细胞液浓度越大。
同一浓度蔗糖溶液
（四）鉴别不同种类的溶液
四、质壁分离及复原实验的应用
成熟植
物细胞
只发生质壁分离：
溶质不能透过半透膜（蔗糖溶液）
质壁分离后自动复原：
溶质能透过半透膜（如KNO3溶液）
不同种
类溶液
（如KNO3溶液和蔗糖溶液）
若外界溶液为葡萄糖、NaCl溶液、KNO3溶液、尿素、甘油、乙二醇等小分子溶液，小分子物质会进入细胞，引起细胞液浓度升高，植物细胞会自动复原。
五、被动运输
像水分子这样，物质以____________进出细胞，_________消耗细胞内化学反应所释放的_____，这种物质跨膜运输方式称为_____________。
被动运输分为__________和_________两类。
扩散方式
不需要
能量
被动运输
自由扩散
协助扩散
背诵课本第65页最后一段内容，合上书本，完成填空。
（一）自由扩散
五、被动运输
1.概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞，也叫简单扩散。
细胞外
细胞内
细胞膜
（一）自由扩散
五、被动运输
5.例子
气体分子，如：O2、CO2 、
脂溶性小分子，如乙醇，甘油，苯
高浓度→低浓度（顺浓度梯度运输）
2.运输方向
3.能量
4.转运蛋白
不需要
不消耗
扩散速率
细胞外浓度
O
（二）协助扩散
五、被动运输
1.概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散。
载体蛋白
细胞外
细胞内
细胞膜
（二）协助扩散
五、被动运输
5.例子
离子、葡萄糖、氨基酸、水等
高浓度→低浓度（顺浓度梯度运输）
2.运输方向
3.能量
4.转运蛋白
需要，（载体蛋白或转运蛋白）
不消耗
扩散速率
细胞外浓度
O
P
Q
载体蛋白数量
膜内外物质浓度梯度
（三）转运蛋白
1.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。
2.通道蛋白
只容许与自身通道直径和形状相匹配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，不需要与分子或离子结合。
载体蛋白
通道蛋白
研究表明，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；少数采用自由扩散的方式。
注意
总结
被动运输
自由扩散
协助扩散
水分子进出细胞
特点：顺浓度梯度、不耗能，不需要转运蛋白
例子：气体分子、脂溶性小分子
特点：顺浓度梯度、不耗能，需要转运蛋白
例子：离子和小分子有机物
动物细胞：
植物细胞：
吸水膨胀，失水皱缩
失水发生质壁分离；
吸水发生质壁分离复原
练习
1.关于自由扩散和协助扩散的说法，错误的是（　　）
A.从高浓度向低浓度进行
B.一定需要转运蛋白的参与
C.不需要消耗能量
D.借助浓度差提供被动运输的动力
B
练习
2.在研究植物细胞质壁分离时，某同学将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲溶液中，一段时间后观察到叶表皮细胞发生了质壁分离现象。下列说法正确的是（　　）
A.该植物的叶表皮细胞具有甲物质的转运蛋白
B.细胞内甲物质的浓度低于细胞外甲物质的浓度
C.细胞液中的H2O只能通过通道蛋白进入甲物质溶液中
D.H2O能自由通过该叶表皮细胞的细胞壁，甲物质需要转运蛋白的协助
B