生物人教版（2019）必修1 4.1被动运输（共34张ppt3份视频）

(共34张PPT)
被动运输
第四章 细胞的物质输入和输出
第1节
分子在不停地运动
解释生活现象：
1)清水中滴入几滴红墨水，过一段时间，水都染上了红色。
2)在清水中加入糖，一段时间，水变甜。
扩散：分子从相对含量高一侧向相对含量低的一侧运动最后均匀分布的现象。
动画演示
动画演示
蔗糖分子 水分子
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一类多孔性薄膜的总称。如：玻璃纸、鸡蛋的壳膜等。
一、渗透实验
思考1.漏斗管内的液面为什么会升高？
多
少
思考2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分子向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。
渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。
一、渗透实验
蔗糖溶液中水的相对含量比烧杯中水的相对含量低，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗扩散到烧杯更快, 使漏斗中水量增加, 液面上升。
思考3.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
不会，纱布孔隙大，蔗糖分子可自由通过，不具有半透性。
思考4.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？
漏斗液面不会升高, 膜两侧不具有浓度差，水分子进出平衡。
条件一 ：半透膜
条件二：浓度差
一、渗透实验 P62
纱布
玻璃纸
1.发生条件：
①具有半透膜；
②半透膜两侧的溶液具有浓度差。
2.水分子渗透方向：
半透膜
水分子数量
水分子数量
浓度溶液
浓度溶液
少
多
高
低
（水往“高”处流）
一、水进出细胞的原理——渗透作用
低浓度溶液
（水多）
（渗透压低）
高浓度溶液
（水少）
（渗透压高）
水（溶剂）
蔗糖（溶质）
渗透压：溶质分子对水的吸引力
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
＞
二、水进出动物细胞的原理
基于红细胞的结构特点及图示结果，你认为水进出红细胞的方式是什么？请说明原因。
是渗透作用。①细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜;
②红细胞中的血红蛋白等有机物，不能透过细胞膜，当将其置于低浓度溶液中时，膜两侧存在浓度差。
①当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
②红细胞吸水或失水取决于什么条件？
③想一想临床上输液为什么要用生理盐水。
P63 思考·讨论
不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时红细胞将不再吸水。
取决于红细胞内外溶液的浓度差，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。
生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为吸水或失水而出现变形
④ 当你吃比较咸的食物时，例如吃腌制的咸菜，连续嗑带盐的瓜子时，你的口腔和唇的黏膜会有什么感觉？为什么？
外界溶液浓度高，口腔细胞失水。
1.对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
2.白菜放在盐水中会萎蔫；而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水，使青菜保持新鲜硬挺状态。
盐
水
清
水
合作探究二：卖菜阿姨为什么要经常向青菜洒水？
植物细胞也会发生吸水或者失水现象。
二、水进出细胞的原理
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。
原生质层
认识植物细胞： 教材第63页
细
胞
液
（全透性，伸缩性比较小）
原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
成熟的植物细胞
细胞质
液泡膜
细胞壁
细胞膜
？
二、水进出细胞的原理
【探究·实践】植物细胞的吸水和失水
提出问题
做出假设
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
表达交流
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是一层半透膜吗？
水分进出植物细胞是渗透作用，原生质层相当于一层半透膜
蔗糖溶液中细胞的液泡变小，细胞皱缩；清水中细胞的液泡变大，细胞膨胀。
预期结果：
将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察液泡、原生质层及细胞大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化。
二、水进出细胞的原理
教材第64页
【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）
提出问题
做出假设
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
表达交流
材料用具：紫色洋葱鳞片叶、质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液、
清水、刀片、镊子、滴管、盖玻片、吸水纸、显微镜等。
外表皮细胞
选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，是因为其具有中央大液泡，且细胞液呈紫色，易观察液泡的大小变化。
二、水进出细胞的原理
实验：探究植物细胞的吸水和失水(视频)
制作紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片
低倍显微镜下观察
0.3g/ml的蔗糖溶液
吸水纸引流
重复几次
低倍显微镜下观察
滴放清水
吸水纸引流
低倍显微镜下观察
重复几次
【实验步骤】
【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）
二、水进出细胞的原理
实验中共涉及几次显微镜观察？
【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）
正常状态 高浓度状态 低浓度状态
图像
液泡变化
原生质层位置
正常大小
逐渐变小，颜色变深
恢复原来大小，颜色变浅
原生质层 紧贴细胞壁
原生质层逐渐脱离细胞壁
原生质层逐渐 贴近细胞壁
细胞体积基本不变
二、水进出细胞的原理
提出问题
做出假设
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
表达交流
结论：
(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；
(2)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
细胞失水，原生质层与细胞壁分离开来
细胞吸水，与细胞壁分离的原生质层慢慢恢复原来的状态
当外界溶液浓度 > 细胞液浓度
当外界溶液浓度 < 细胞液浓度
质壁分离
质壁分离复原
提出问题
做出假设
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
表达交流
【探究·实践】植物细胞的吸水和失水（P64）
二、水进出细胞的原理
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
滴加蔗糖溶液
滴加清水
质壁分离
质壁分离复原
细胞液的浓度<外界溶液浓度，细胞失水
细胞液的浓度>外界溶液浓度，细胞吸水
讨论1：质壁分离复原的“质”与“壁”分别指什么？
讨论2：实验中是否存在对照？
质指原生质层，壁指细胞壁
二、水进出细胞的原理
细胞液
蔗糖溶液
外界溶液
液泡膜
半透膜
渗透装置与植物细胞的比较
细胞质
细胞膜
原生质层
质壁分离的原因
原生质层具有选择透过性，相当于半透膜
原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性
外界溶液浓度大于细胞液浓度
外因：
内因：
二、水进出细胞的原理
1.如果滴加的是3g/ml的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？
只发生质壁分离，滴加清水后不复原。（活细胞失水太多死亡）
2.如果滴加的是一定浓度的KNO3溶液(KNO3可被细胞吸收），实验结果又会有什么不同？
质壁分离后自动复原。（硝酸钾、甘油、尿素、葡萄糖溶液等均可复原）
3.将成熟植物细胞放在高浓度的盐酸或酒精溶液中，无法观察到质壁分离现象，为什么？
高浓度的盐酸或酒精会杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。
延伸拓展
二、水进出细胞的原理
练一练：请根据图回答以下问题：
（1)图中细胞所处的生理状态叫做 ，这种生理状态发生的原因是： 。
（2)选择图细胞中各结构的编号回答：
①从整个细胞来看，可以把 看成是一层半透膜。
而 的结构是全透性的。
② 和 之间存在着溶液浓度差。
外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞因渗透作用而失水
质壁分离
2、3、6
1
4
7
二、水进出细胞的原理
像水分子这样，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。
被动运输分为 和 两类。
P65最后一段
自由扩散
协助扩散
自由扩散
协助扩散
三、被动运输
自由扩散（简单扩散）过程（视频）
三、被动运输
细胞膜
外
内
1.运输方向：
2.能量：
3.转运蛋白：
4.影响因素：
5.举例：
不需要
高浓度→低浓度
水、O2、CO2，甘油、脂肪酸、乙醇、苯、性激素等脂溶性物质
膜两侧的浓度差
概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。
不需要
球往低处滚
浓度差
扩散速度
三、被动运输--自由扩散
协助扩散（易化扩散）过程（视频）
三、被动运输--协助扩散
概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。
1.方向：
2.能量：
3.转运蛋白：
4.影响因素：
5.举例：
高浓度→低浓度
不需要
需要（载体蛋白、通道蛋白）
膜两侧的浓度差；
膜上相应的转运蛋白的数量
水；红细胞吸收葡萄糖
细胞外
细胞内
细胞膜
P点后速率受转运蛋白数量限制
（67页最后一句）
车载货下坡
三、被动运输--协助扩散
三、被动运输--协助扩散
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（是否与转运物结合）。
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
√
同种物质在不同情况下可能有不同的运输方式
小结
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
小结
1.（1）细胞膜和液泡膜都相当于半透膜（ ）
（2）水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的。（ ）
（3）载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的（ ）
2.基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是（ ）
A.成熟植物细胞的死活
B.原生质层比细胞壁的伸缩性大
C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水
D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞
√
P67 概念检测
×
×
D
P67概念检测
3.假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液溶质的浓度均比细胞液溶质的浓度高，在显微镜下连续观察甲乙两细胞的变化是（ ）
A.甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原
B.甲乙两细胞发生质壁分离，但乙细胞随后又发生质壁分离复原
C.甲乙两细胞发生质壁分离，但甲细胞随后又发生质壁分离复原
D.甲乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原
B
二、拓展应用
1.细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，请设计实验，测定该细胞的细胞液溶质的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路，并分析其中的基本原理。
配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液,将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中,适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液度,以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度,据此推算出细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。
练习与应用
二、拓展应用
2.温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗 请你提出假设，并设计检验该假设的实验方案。
假设:温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率
设计实验提示:可以借用本节问题探讨中的渗透装置进行实验。将该渗透装置于不同温度的环境中,通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢,判定温度是否影响水分子的扩散速度。
练习与应用