人教版（2019）必修1课件: 4.1被动运输(共42张PPT)

(共42张PPT)
第4章 细胞的物质输入和输出
1、连续嗑带盐的瓜子时，你的口腔和唇的黏膜有什么感觉呢？
2、包水饺用白菜做馅时，放一些盐，过一会儿发现什么现象？
干涩的感觉
有水分渗出
1.阐明质膜具有选择透过性
2.举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞，不需要额外提供能量
1.通过讨论，理解渗透作用发生的条件。（科学思维）
2.通过分析教材，理解水进出动物细胞的原理。（科学思维）
3.通过“植物细胞的吸水和失水”的探究实验，理解植物细胞吸水和失水的条件以及水进出植物细胞的原理。（科学探究）
4.在水分子进出细胞的基础上理解被动运输的概念，比较自由扩散和协助扩散的异同。（生命观念）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
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课
堂
半透膜：一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的薄膜的总称。
观察渗透现象，分析原因：
【探究一】
提示：①水分子能透过半透膜而蔗糖分子不能；
②烧杯中清水的水分子含量比蔗糖溶液中的水分子含量高，水透过半透膜进入漏斗内的速度比从漏斗中出来的速度快。
1.漏斗管中的液面为什么会升高？
通过对实验的观察、根据实验现象提出问题。体现了科学探究的核心素养。
2.若用纱布或滤纸代替玻璃纸，液面还会升高吗？
提示：不会，因为水和蔗糖都能通过且两者速率相等。
提示：不会，因为水通过的速率相等。
3.若内外都是清水或都是同样的蔗糖溶液，液面还会升高吗？
一个典型的渗透装置必须具备的条件：
a.具有半透膜
b.半透膜两侧具有浓度差
【归纳总结】
生物细胞也能发生渗透作用吗？
细胞也具备以下两个条件吗？
1.半透膜
2.浓度差
【探究二】
【易错提醒】
半透膜两侧溶液的浓度是指物质的量浓度，而不是质量浓度。
细胞质（蔗糖溶液）
细胞膜（半透膜）
清水
一、水进出细胞的原理
红细胞可以看作一个渗透装置
膨胀红细胞
皱缩红细胞
正常红细胞
1.红细胞在什么情况下吸水和失水？
2.红细胞吸水和失水的多少取决于什么条件？
当外界溶液浓度大于细胞质的浓度的时候细胞失水
当外界溶液浓度小于细胞质的浓度的时候细胞吸水
提示：吸水和失水的多少取决于细胞内外的浓度差大小
【易错提醒】
渗透作用≠扩散作用
扩散作用是指物质从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动。
渗透作用是一种特殊方式的扩散，它是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜进行的扩散。
萝卜长时间放置在空气中会慢慢地萎蔫，但是将萎蔫的萝卜放进清水中，它又会恢复硬挺的形态。
【生活实践】
连续嗑带盐的瓜子，你的口腔和唇的黏膜为什么
有干涩的感觉呢？
萝卜细胞的失水和吸水与红细胞相同吗？
成熟植物细胞结构示意图
全透性
细胞壁
细胞核
细胞液
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
选择透过性
植物细胞内的液体环境主要是指
液泡中的细胞液
是否可以相当于半透膜？
植物细胞与动物细胞的区别？
植物细胞的细胞壁对细胞的吸水和失水有无影响呢？
提示：细胞壁的伸缩性比原生质层小得多。原生质层失水缩小时细胞壁不能同步缩小,两者就发生了分离。当原生质层重新吸水胀大时,细胞就复原了。
1
2
3
4
5
细胞液
液泡膜
细胞质
细胞膜
细胞壁
原生质层
清水

类比学习
细胞壁：由纤维素和果胶组成，是全透性
探究实验基本思路：
1、提出问题
2、作出假设
3、设计实验
4、进行实验
5、分析结果，得出结论
6、表达和交流
7、进一步探究
【归纳总结】
1.提出问题：
原生质层是一层半透膜吗？
2.作出假设：
原生质层相当于一层半透膜
水分进出细胞要经过原生质层，原生质层是否相当于半透膜？
基于类似现象进行对比，并提出问题。体现了科学探究的核心素养。
３.设计实验：
　　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；再浸润在清水中，观察其大小的变化。
预期实验的结果
　　由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由通过，而蔗糖分子不能通过，因此在较高浓度的蔗糖溶液中，植物细胞失水，液泡会缩小；在清水中植物细胞吸水，液泡又会变大。
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。
1.要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？
有细胞壁（植物细胞）
有中央液泡（颜色为深色）
活细胞（原生质层相当于半透膜）
2.蔗糖浓度是不是越高越好？
不是。浓度过高会引起植物细胞过度失水而死亡。
4、实验：植物细胞的吸水和失水
正常状态下
细胞失水液泡缩小
细胞吸水液泡变大
对照组
滴加蔗糖
溶液
滴加清水
不作任何处理
质壁分离时，细胞壁和细胞膜之间充满的是什么？
蔗糖溶液
该细胞为什么不发生质壁分离
细胞发生质壁分离的条件
1.细胞是活的(死细胞的细胞膜为全透性)
2.细胞有大液泡
3.细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度
根据实验现象提出问题。体现了科学探究的核心素养。
1.实验材料应选用细胞颜色较深、活的、有中央大液泡的植物细胞，以便于观察、效果明显。
2.使用的溶液浓度不能过高，观察时间不要太长（防止细胞失水过多而死亡）。
3.原核生物不会发生质壁分离。原因是相当多的“原核生物”虽然有细胞壁，但通常无大液泡。
4.水进出植物细胞是指水经过原生质层进出液泡。
【归纳提升】
质壁分离现象的应用
1.说明原生质层是选择透过性膜。
2.判断细胞的死活。
3.可以推断几种未知溶液浓度的大小。
【归纳总结】
基于生物学事实和证据进行归纳与概括，体现了科学思维的核心素养。
对于动物、植物细胞来说：
外界溶液浓度
细胞内溶液浓度
高
低
失水
外界溶液浓度
细胞内溶液浓度
低
高
吸水
水分子是顺浓度梯度跨膜运输
【例1】下列四项中除了（ ）外，其余都是一个植物细胞组成渗透系统的理由。
A.纤维素和果胶构成的细胞壁是全透性的
B.由细胞膜、细胞质、液泡膜构成的原生质层是选择
透过性膜
C.液泡中具有一定浓度的细胞液
D.细胞液的浓度大于（或小于）外界溶液的浓度
A
（1）半透膜（2）浓度差
构成渗透系统的条件是：一是有半透膜；二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。 纤维素和果胶构成的细胞壁是全透性的，不属于半透膜。
【例2】放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，会发生质壁分离的细胞是(　 　)
A．人的口腔上皮细胞　　B．干种子细胞
C．洋葱根尖分生区细胞 D．洋葱表皮细胞
D
人的口腔上皮细胞皮有细胞壁；干的种子洋葱根尖分生区细胞没有大液泡，均不会发生质壁分离。
二、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。
自由扩散和协助扩散。
被动运输分为:
扩散的速率：气体中最快，液体中次之，固体中最慢；浓度差越大、温度越高、参与的粒子质量越小，扩散的速率越快。
自由扩散 也叫简单扩散
特点：
1.顺浓度梯度运输
2.不需要载体
3.不需要消耗能量
实例：
CO2、O2、N2、甘油、脂肪酸、酒精、苯、尿素等
协助扩散 也叫易化扩散
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。
特点：
1.顺浓度梯度扩散
2.不消耗能量
3.需要转运蛋白的协助，物质运输速率与转运蛋白的数量有关。
实例：血液中葡萄糖进入红细胞。
钾离子通道模式图
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
只允许与自身结合部位适应的分子或离子通过
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
通道蛋白：
载体蛋白：
水更多的是借助水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞
【归纳提升】被动运输的比较
运输方向
载体
能量
举例
自由扩散
协助扩散
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
不需要
需要
不消耗
不消耗
O2、CO2、H甘油、乙醇、苯
葡萄糖进入红细胞
自由扩散
协助扩散
影响跨膜运输的因素有哪些？
影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。
影响协助扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差,细胞膜上转运蛋白的种类和数量。
P点后速率受转运蛋白数量限制
【例3】物质出入细胞的方式中，自由扩散区别于
协助扩散的是（ ）
A．由高浓度向低浓度扩散
B．需要载体蛋白
C．由低浓度向高浓度扩散
D．不需要载体蛋白
D
考查的是自由扩散与协助扩散的区别
被动运输
自由扩散
协助扩散
磷脂双分子层
载体蛋白
膜转运蛋白
通道蛋白
水通道蛋白
渗透作用
水分进出细胞
质壁分离与复原
属于
原 理
导致 成熟
植物 细胞
包 括
穿 过
借 助
包 括
1.最能证明植物细胞发生渗透作用的原理的实验是( 　)
A．将萎蔫的青菜放入清水中会变得硬挺
B．将根尖细胞放入清水中会吸水
C．将土豆放入盐水中会变软
D．观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原
D
A、B两项只反映了植物细胞的吸水，C项反映了植物细胞的失水，而D项则反映了植物细胞吸水和失水两个过程，所以最能证明渗透作用的原理。
2．将盛有一定浓度蔗糖溶液的透析袋(相当于半透膜)口扎紧后浸于蒸馏水中，下图表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间的关系，正确的是（ ）
B
根据题干信息“将盛有一定浓度蔗糖溶液的透析袋口扎紧后浸于蒸馏水中”，说明透析袋中溶液的浓度高，透析袋渗透吸水，蔗糖溶液浓度下降。
3.下列物质中，通过自由扩散进入组织细胞的是(　 　)
A．K＋和Na＋ B．氨基酸和葡萄糖
C．氧气和甘油 D．苯和蛋白质
C
本题考查的是能够自由扩散的物质，有小分子或脂溶性物质，包括水、气体(O2、CO2等)、脂溶性小分子(甘油、乙醇、苯等)。
4.水通道蛋白对水有专一性，能使水分子顺浓度梯度进出细胞。下列有关说法，错误的是(　 　)
A．水通道不能协助氨基酸进入细胞内
B．水分子通过水通道的过程不消耗能量
C．一种物质可能有多种跨膜运输方式
D．加入蛋白质抑制剂会提高水通道跨膜运输水分子的速率
D
水通道具有专一性，不能协助氨基酸进入细胞内；水分子通过水通道的过程是顺浓度梯度的，不消耗能量；一种物质可能有多种跨膜运输方式，如水可以通过自由扩散和协助扩散跨膜运输；加入蛋白质抑制剂会降低水通道跨膜运输水分子的速率。
5．如图所示，甲、乙两图是渗透装置示意图(甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后达到的平衡状态)，丙图是根毛细胞示意图。请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：
(1)典型的渗透装置必须具备的条件是：
___________________________________。
(2)甲图中①和②处溶液浓度的大小为：_____ >_____。
(3)甲图中的③相当于丙图中的_____ (填序号)，它们之间的区别是
。
(4)若把根毛细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，它会出现________现象，再放入
清水中，它会出现______________现象。
(5)盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是盐碱地的土壤溶液浓度较高，当
。
具有半透膜、膜两侧溶液具有浓度差
②
①
⑦
甲图中的③为物理性膜，没有生物活性；而丙图中的⑦有生物活性，具有选择透过性
质壁分离
质壁分离复原
土壤溶液浓度大于根毛细胞液浓度时，根毛细胞失水，导致植物萎蔫
一个心胸开阔的人，能够正确地看待自身与他人的差别；他既不会自轻自贱，崇拜英雄和偶像；也不会盲目自信，一味地贬低他人。他不会计较在每件事情上是否公平，只愿自己的内心快乐与充实。