生物人教版（2019）必修1 4.1被动运输（共29张ppt）

(共29张PPT)
第4章细胞的物质输入和输出
第1节被动运输
扩散现象
（不管是气体、液体、固体）一种物质从相对高浓度区域移动到低浓度区域（顺浓度梯度）的过程，称为扩散。
一、渗透作用
半透膜：半透膜是一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称
如：玻璃纸、鸡蛋壳膜、
膀胱膜
渗透现象
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，使漏斗管内外的液面高度相等。
问题探讨
半透膜
清水
蔗糖溶液
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？
单位时间内，出漏斗的水分子数 < 进漏斗的水分子数
水分子是双向运动的。
Q1:如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
不会，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终单位时间内进出漏斗的水分子数达到动态平衡，液面将不再上升。
拓展：液面升高的程度受什么因素影响？
半透膜两侧溶液的浓度差。浓度差越大 高度差就越大.
b溶液浓度高
2.如果用用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管的液面还会升高吗？
3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，液面高度如何变化？
不会；纱布孔隙大，蔗糖分子可自由通过。
膜两侧浓度相等时，单位时间内水分子进出漏斗数相等（动态平衡），液面高度不变。
条件一 ：半透膜
条件二：浓度差
问题探讨
一、渗透作用（资料P68页）
1、渗透作用概念：
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。
2、渗透作用必须具备的条件：
（1）具有半透膜
（2）半透膜两侧溶液具有浓度差
3、渗透的方向：水分子从水的相对含量高的一侧（浓度低的溶液）向相对含量低的一侧（浓度高的溶液）渗透。
物质的量浓度
此浓度为物质的量浓度，即分子数目多少
练一练
(1)漏斗内液面升高的原因是：水分子只能通过半透膜进入漏斗内(　　)
(2)液面高度不再变化时，即达到渗透平衡状态，此时水分子不再进出半透膜(　　)
(3)水分子进出达到平衡状态时，半透膜两侧的溶液浓度相同（ ）
×
×
解析：两溶液间的水分子进行双向运动，实际观察到的只是水分子双向运动差异所导致的液面变化。
解析：当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。
×
2.把体积相同且质量分数均为10%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液用半透膜隔开（葡萄糖和蔗糖都不能通过该半透膜），其水分子运动的特点是（ ）
A. 因浓度相同，水分子移动外于平衡状态
B. 水分子由葡萄糖溶液向蔗糖溶液中移动比由蔗糖溶液向葡萄糖溶液 中移动的多
C. 水分子总的移动趋势是由蔗糖溶液向葡萄糖溶液中移动
D. 水分子不移动
C
练一练
10%的蔗糖溶液浓度
10%的葡萄糖溶液浓度
＞
一、水进出动物细胞的原理
0.09% NaCl
9% NaCl
0.9% NaCl（生理盐水）
实验：将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中，观察红细胞形态变化。
(1)外界溶液浓度低于细胞质浓度：细胞：
(2)外界溶液浓度高于细胞质浓度，细胞：
(3)外界溶液浓度等于细胞质浓度，细胞：
失水皱缩
吸水膨胀
形态不变
低渗
高渗
等渗
原理：动物红细胞的细胞膜具有选择透过性，
相当于半透膜
1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？
2、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
不能。蔗糖分子。
是。细胞膜是选择透过性膜，选择透过性膜相当于半透膜，但半透膜不是选择透过性膜。
3、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，浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。
思考 讨论
4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
5、临床上输液为什么要用生理盐水？
浓度差。当外界溶液浓度大于细胞质浓度时，红细胞失水；反之，红细胞吸水。浓度差越大细胞吸水或失水越多。
因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。
思考 讨论
结论
水进出动物细胞的原理是：渗透作用
原因：（1）细胞膜具有选择透过性相当于半透膜
（2）细胞膜两侧溶液具有浓度差
二、水进出植物细胞的原理 思考：水是怎样进出植物细胞的呢？
1、成熟的植物细胞结构特点
(1)细胞壁：全透性，伸缩性比较小。
(2)中央液泡：细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液。
(3)原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。
我们所说的水进出细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡。
细胞液
提出问题
作出假设
实验设计
进行实验
实验结论
表达与交流
进一步探究
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是不是相当于一层半透膜？
原生质层相当于一层半透膜
探究植物细胞的吸水和失水
设计方案：将紫色洋葱鳞片叶外表皮浸润在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，观察其发生的变化；再浸润到清水中，
预期结果：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，细胞就会失水，发生质壁分离；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会发生吸水，发生质壁分离复原。
（设计方案、预期结果…）
进行实验
探究植物细胞的吸水和失水
选材： 紫色洋葱鳞片叶外表皮
①有大液泡，质壁分离现象明显；
②呈紫色，便于观察
清水制片，低倍镜观察中央液泡大小，及原生质层位置
滴蔗糖溶液，低倍镜观察中央液泡大小，及原生质层位置
滴清水，低倍镜观察中央液泡大小，及原生质层位置
5、实验结果
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
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置，与细胞壁紧贴
原生质层与细胞壁分离
基本不变
基本不变
变深
变浅
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
进一步探究
探究植物细胞的吸水和失水
①在清水中：
细胞的正常形态
③在清水中：
质壁分离复原
②高浓度蔗糖溶液中:
质壁分离
自身对照
自身对照
原生质层相当于一层半透膜；
植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的
植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？
质壁分离
01
发生质壁分离的原因
外因：
1、原生质层相当于一层半透膜
2、细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性
外界溶液浓度大于细胞液浓度
内因：
思考·讨论
1.该图是否可以判断细胞正在失水还是吸水？
2.将洋葱外表皮细胞先置于0.5g/mL的蔗糖溶液中，然后置于清水中，发现细胞不发生质壁分离复原现象，为什么
高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡。
注意！（参看资料P67页）
尿素、甘油、乙二醇、硝酸钾等溶液实验时，会出现质壁分离并自动复原。
（K+ NO3-会进入细胞内，使细胞外溶液浓度低于细胞液浓度，细胞吸水）
质壁分离及复原的拓展应用：（资料P70页）
课后习题拓展应用1：
配置一系列浓度梯度的蔗糖溶液，将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞至于配置好的各种浓度的蔗糖溶液中，适当时间后，用心阿味精观察细胞质壁分离的情况。记录刚发生发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，据此推算出细胞液浓度介于这两个浓度之间。
课后习题拓展应用2：温度会影响水分的扩散速率。将渗透装置至于不同温度环境中，比较不同温度下 漏洞管液面上升的快慢
被动运输
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。
（1）特点：①不消耗能量；
②顺浓度梯度运输（高浓度 低浓度）。
自由扩散
协助扩散
（2）种类：
1、自由扩散（简单扩散）
实例：O2、CO2、N2、水
脂溶性小分子(乙醇、甘油、苯)等。
不需要转运蛋白的协助
不需能量
特点：
顺浓度梯度运输
浓度差
运输速度
影响因素:
细胞内外浓度差
：物质通过简单的扩散作用进出细胞。
2、协助扩散(易化扩散)
需要转运蛋白的协助
不需能量
特点：
顺浓度梯度运输
实例：离子和一些小分子物质，如葡萄糖、氨基酸等（水分子*）
：物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式。
影响因素:
细胞内外浓度差
转运蛋白的种类和数量
细胞外
细胞膜
细胞内
P点后速率受转运蛋白数量限制
转运蛋白
载体蛋白
通道蛋白
每次转运时都会发生自身构象的改变。（可逆）
具有专一性（葡萄糖进入红细胞）
分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道结合。
专一性（如水通道、钾离子通道）
载体蛋白和通道蛋白的作用机理不同。
自由扩散 协助扩散
运输方向 高浓度 低浓度 转运蛋白
能量
举例 O2、CO2、水、 乙醇、甘油、苯等。 离子和一些小分子物质，如葡萄糖 水分子
X
X
X
√
总结
同种物质在不同情况下可能有不同的运输方式
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
原理是
会导致成熟
植物细胞
包括
穿过
借助
包括
如
课堂小结