生物人教版（2019）必修1 4.1被动运输（含视频共27张ppt）

(共27张PPT)
第4章 细胞的物质输入和输出
4.1 被动运输
漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
如果烧杯内不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
问题探讨:
思考:
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
单位时间
进入漏斗的水分子数量
单位时间
从漏斗渗出的水分子数量
渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。
一、渗透作用
问题探讨:
讨论1 漏斗管内的液面为什么会升高？
含水量低
含水量高
溶液浓度低
溶液浓度高
渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。
分别从半透膜两侧的含水量和溶液浓度的角度分析一下扩散的方向是怎样的？
渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散的过程。
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
半透膜
蔗糖分子
水分子
问题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，当液面上升到一定高度后，>>管中水柱产生的压力将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。
漏斗内渗透压 液柱的压力
溶液渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
溶质微粒数目越多，渗透压越大。
探究一、渗透作用
任务1：探究渗透作用发生的条件
A
B
C
发生渗透作用的条件是什么？
①具有半透膜
②半透膜两侧的溶液具有浓度差
发生渗透作用的条件
30%蔗糖溶液
玻璃纸
30%蔗糖溶液
30%蔗糖溶液
纱布
清水
30%蔗糖溶液
玻璃纸
清水
思考： B组的液面会升高吗？
玻璃纸两侧没有浓度差
水分子进出处于动态平衡
蔗糖和水分子都能
自由通过纱布
1.渗透作用概念:
2.渗透作用发生条件:
①具有半透膜
②半透膜两侧溶液存在浓度差
3.渗透作用结果：
溶液浓度高
溶液浓度低
含水量高
含水量低
4.渗透作用中水的运输方向
半透膜
蔗糖（溶剂）
水（溶质）
水分子或其他溶剂分子透过半透膜的扩散
水分子可以通过半透膜进行双向扩散，直到水分子进出速率达到动态平衡。
①从溶质的角度分析：
低浓度溶液→高浓度溶液
②从水分子自身的角度分析：
高含量一侧→低含量一侧
水分子是顺相对含量梯度跨膜运输
一、渗透作用
溶液渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力；溶质微粒数目越多，渗透压越大。
水分子通过细胞膜进入细胞也有同样的原理吗？细胞膜是否相当于一层半透膜吗？
◆[对点训练]1．如图表示渗透作用装置图，其中半透膜为猪膀胱膜，图1、3表示初始状态，其装置内溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，图2、4分别表示一段时间后的状态，液面上升的高度分别为h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA＞MB、Ma＝Mb＞MA，则达到平衡后(　　)
A．h1＞h2，Ma＞Mb B．h1＞h2，Ma＜MbC．h1＜h2，Ma＜Mb D．h1＜h2，Ma＞Mb
B
一、水进出细胞的原理（动物细胞）
分析水进出动物细胞的原理
外界溶液浓度
外界溶液浓度
外界溶液浓度
细胞质的浓度
细胞质的浓度
细胞质的浓度
＞
＜
＝
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
细胞形态保持不变
低渗溶液
高渗溶液
等渗溶液
红细胞吸水或失水的原因是什么？
渗透作用
（对应渗装置？）
吸水或失水的多少取决于什么条件？
细胞膜内外的浓度差
当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
输液为什么要用生理盐水？
防止吸水或失水，导致细胞形态和功能上的异常。
吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？
干燥口渴，外界浓度度高，口腔和唇粘膜失水
与生活的联系
一、水进出细胞的原理（动物细胞）
细胞壁
细胞膜
液泡膜
细胞质
原生质层
（具有一定的浓度）
三、植物细胞的吸水和失水
是否相当于一层半透膜？
对细胞的吸水和失水有没有影响？
成熟植物细胞结构示意图
b
细胞液
a
：全透性
伸缩性比较小
半透性
伸缩性大
原生质体：去掉细胞壁的细胞
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
表达与交流
（原生质层是一层半透膜吗？）
（原生质层相当于一层半透膜）
※
实验—合作探究 植物细胞的吸水和失水
（预期结果、设计实验方案…）
（按预定方案进行实验）
（分析实验结果，得出结论：……）
3.设计实验
（预期结果、设计实验方案…）
预期结果 ：由于原生质层相当于一层半透膜，因此在蔗糖溶液中，植物细胞 ；在清水中植物细胞会___________。
渗透失水
渗透吸水
设计实验方案：材料用具 、方法步骤
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；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。
二、探究植物细胞的吸水和失水
实验方案
(1)选择实验材料
①紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞？
有大液泡，液泡中有紫色色素，便于观察
②紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞？
有大液泡，但液泡无色，直接观察现象不明显
带有颜色的成熟的植物活细胞
？
二、探究植物细胞的吸水和失水
(2)实验用具：质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水等。
（引流法）
（引流法）
(3)方法步骤
二、探究植物细胞的吸水和失水
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。
对照？
几个？
换成0.5g/ml的蔗糖溶液，还会质壁分离吗？
细胞会吸水涨破吗？
会质壁分离。但由于细胞过度失水死亡，无法发生复原。
细胞壁会限制细胞膨胀，对原生质层起保护和支持作用。
中央液泡大小 原生质层的位置 细胞大小
蔗糖溶液
清水
逐渐变小
逐渐恢复原来大小
原生质层逐渐贴近细胞壁
原生质层脱离细胞壁
基本不变
基本不变
结果:
正常细胞
质壁分离
质壁分离复原
4.进行实验，记录结果
结论：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞通过渗透作用
吸水和失水的。
二、探究植物细胞的吸水和失水
5.表达与交流
（1） 质壁分离：
质壁分离的原因
原生质层与细胞壁发生分离
二、探究植物细胞的吸水和失水
内因：
外因：
原生质层两侧具有浓度差
原生质层相当于一层半透膜
原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性
质壁分离的发生需要具备哪些条件？
必须是植物细胞，因为植物细胞才有细胞壁；
必须具备中央大液泡，细胞外液浓度高于细胞液；
必须是活细胞，原生质层才具有选择透过性。
思维拓展
若将洋葱外表皮细胞放入较高浓度的NaCl或KNO3，溶液中，有会发生什么现象？
原生质体 ：植物细胞脱去细胞壁后称为原生质体
会出现质壁分离并自动复原，一开始外界溶液浓度高，细胞失水，发生质壁分离；后来细胞膜因吸收钠离子、氯离子，而使外界溶液浓度降低出现自动复原。
拓展延伸
植物细胞发生质壁分离后的自动复原
此现象说明：细胞可以选择性吸收物质。
①在一定浓度的溶液(溶质不能透过膜)中只发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。②在一定浓度的溶液(溶质可透过膜)中发生质壁分离后可自动复原，如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。③在高浓度溶液中质壁分离现象明显，但溶液浓度过高时不能发生质壁分离复原，因为溶液浓度过高，细胞会因过度失水而死亡。④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离实验的溶液。
2．撕取洋葱外表皮分别放置在一定浓度的蔗糖和硝酸钾溶液中，细胞失水量的变化情况如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．曲线甲表示硝酸钾溶液组细胞的液泡体积的变化B．a点时，曲线乙中水分子进出细胞达到动态平衡状态C．b点时，曲线乙中的细胞液渗透压与实验初始时相等D．两条曲线变化趋势的差异是因甲、乙溶液浓度不同导致
B
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统称为被动运输。
概念、实例、特点：
1、高浓度→低浓度
2、不需要转运蛋白协助
3、不需要消耗细胞能量
自由扩散
自由扩散物质主要有三类：
①气体分子，如O2、CO2等
②水等小分子
③脂溶性小分子，如甘油、乙醇，苯等
物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由扩散。
P66图4-4
概念、实例、特点：
1、高浓度→低浓度
2、需要转运蛋白参与
3、不需要消耗能量
协助扩散
进出细胞的物质借助
的扩散，叫做协助扩散。
协助扩散物质：
红细胞吸收葡萄糖等。
转运蛋白
转运蛋白
协助扩散
自由扩散
被动运输
相同点：
不同点：
都是顺浓度梯度运输,不消耗能量。
自由扩散不需要转运蛋白协助，协助扩散需要转运蛋白协助。
二、自由扩散和协助扩散
载体蛋白 通道蛋白
转运特点
自身构象
是否与转运的分子结合
实例
3、转运蛋白的类型：
二、被动运输
（二）协助扩散
只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过
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
改变
不改变
结合
不结合
葡萄糖
水、K+、Na+、Ca2+
注意：水的跨膜运输！！
自由扩散
协助扩散
影响跨膜运输的因素
影响因素:
(依据)
细胞膜内外物质的浓度差
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
展、评
判断：哪条曲线是自由扩散/协助扩散？请说出判断依据。
①
②
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
渗透装置
渗透作用原理
动物细胞
植物细胞
细胞膜
原生质层
半透膜
实例：
洋葱细胞
渗透吸水或失水
实例：哺乳
动物红细胞
浓度差
课堂小结
如