生物人教版（2019）必修1 4.1被动运输（共55张ppt4份视频）

(共55张PPT)
1.连续嗑带盐的瓜子时，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，过一会儿出现什么现象？
干涩的感觉
有水分渗出
4.1 被动运输
蔗糖
扩散：分子从相对含量高的一侧向相对含量低的一侧运动
溶解
蔗糖溶液
溶液=溶质+溶剂
半透膜
某些物质（分子较小，如水分子）能通过，某些物质（分子较大，如蔗糖分子）不能通过的多孔性薄膜。
玻璃纸（赛璐玢）、猪膀胱、鱼鳔、鸡蛋的壳膜
清水
蔗糖溶液
半透膜
玻璃纸
蔗糖分子
水分子
物质能否通过半透膜取决于分子大小
水分子通过半透膜扩散实验
一、渗透作用
膜两侧水分子自由运动
清水
蔗糖溶液
思考1：刚开始漏斗液面与烧杯中的液面高度相等，一段时间后，会怎样呢？
漏斗中的液面会上升
水分子
水分子
蔗糖分子
原因分析
①半透膜：水分子可以通过，而蔗糖分子不能
②单位体积内水分子含量：烧杯内大于漏斗内
水分子数：进入漏斗>进入烧杯
整体表现
液面上升
多
少
一、渗透作用
蔗糖分子、水分子透过半透膜的情况
1.概念：
水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散
2.方向：
水分子相对含量高的一侧（水多）
水分子相对含量低的一侧（水少）
0.1mol/L蔗糖溶液
0.2mol/L蔗糖溶液
低浓度溶液
高浓度溶液
渗透压低
渗透压高
一、渗透作用
物质的量浓度
水分子是顺相对含量梯度跨膜运输
图1 扩 散
图2 渗 透 作 用
半透膜
渗透作用特指水分子或其它溶剂分子的扩散，而且是通过半透膜的扩散，所以渗透作用属于扩散，但扩散不一定是渗透作用。
想一想：扩散=渗透作用吗？
清水
蔗糖
思考2：将半透膜换成纱布，液面还会上升吗？
渗透作用发生的的条件： 。
半透膜
纱布
水
水
蔗糖
蔗糖
半透膜
一、渗透作用
纱布是全透性的
3.渗透作用发生的条件
蔗糖
思考3：如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，液面会上升吗？
渗透作用发生的条件： 。
半透膜两侧溶液有浓度差
蔗糖
蔗糖溶液
等浓度的蔗糖溶液
半透膜
一、渗透作用
3.渗透作用发生的条件
思考4：如果漏斗管足够长，管内液面会无限升高吗？为什么？
清水
蔗糖溶液
△h
渗透平衡
△h产生的压强
压强
渗透压差
膜两侧渗透压差
=
水分子进入漏斗的速度
=
水分子进入烧杯的速度
思考5：溶剂一定时，液面高度和上升速度主要受什么因素影响？
浓度差；
浓度差越大，液面上升高度越高，速度越快
一、渗透作用
比较两溶液水的相对含量（体积相等）
0.1mol/L葡萄糖
0.1mol/L蔗糖
0.1g/ml葡萄糖
0.1g/ml蔗糖
10%葡萄糖
10%蔗糖
=
<
<
物质的量浓度
密度
质量分数
U形管模型
仅允许水分子通过
1.若a为0.1mol/L蔗糖，b为0.2mol/L蔗糖，则液面变化为？
2.若a为0.1mol/L蔗糖，b为0.1mol/L葡萄糖，则液面变化为？
3.若a为0.1g/ml蔗糖，b为0.1g/ml葡萄糖，则液面变化为？
a液面下降，b液面上升
基本保持不变
a液面下降，b液面上升
允许水分子和单糖通过
1.若a为0.1mol/L蔗糖，b为0.2mol/L葡萄糖，则a液面变化为？
3.若a为0.1mol/L蔗糖，b为0.1mol/L麦芽糖，往b中加入麦芽糖酶（不考虑酶分子对渗透压的影响），则a液面变化为？
2.若a为0.1mol/L蔗糖，b为0.1mol/L麦芽糖，则a液面变化为？
a液面先下降后上升，最终高于b液面
基本保持不变
a液面先下降后上升，最终高于b液面
U形管模型
1.水分子的运动规律
(1) 半透膜两侧的水分子进行双向运动，液面变化是由水分子双向运动差异所导致的。
(2)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.渗透平衡≠浓度相等
渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。渗透平衡后，溶液浓度高的一侧液面高(反之亦然，即液面高的一侧溶液浓度也高)；浓度差越大，液面高度差也越大。
注 意
1.下图甲是渗透作用装置示意图，乙、丙两曲线图的横坐标代表时间。
下列叙述不正确的是( )
A.图甲所示装置中漏斗内溶液的浓度变化可用曲线图丙表示
B.水分子由半透膜外进入半透膜内的速率变化可用曲线图乙表示
C.漏斗管内的液面高度变化可用曲线图丙表示
D.半透膜内外溶液的浓度差可用曲线图乙表示
√
练一练
2.如图实验装置中，半透膜只允许水分子和单糖分子透过，向a侧加入质量分数为5%的蔗糖溶液，向b侧加入质量分数为5%的葡萄糖溶液，初始状态如图。则下列关于液面的变化及相关叙述正确的是
A.a先降后升，b先升后降
B.a先升后降，b先降后升
C.当液面最终停止变化时，半透膜两侧溶液浓度相等
D.当液面最终停止变化时，b侧浓度高于a侧
√
练一练
清水
清水
蔗糖
思考：如果将装置中的漏斗换成动物细胞还会不会吸水？
清水
吸水膨胀
二、水进出动物细胞
该过程属于渗透作用吗？符合渗透作用的两个条件吗？
细胞膜
允许水分子进出细胞，但不允许血红蛋白出细胞，细胞膜相当于半透膜。
细胞质
内含多种物质，与清水之间存在浓度差。
注：“相当于”不是“等于”
有活性的生物膜具有半透性和选择透过性；半透膜只具有半透性。
二、水进出动物细胞
外 界 溶 液 浓 度
细 胞 质 的 浓 度
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
细胞形态不变
小于
大于
等于
二、水进出动物细胞
1.当外界溶液的浓度低时，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？
不一定。若外界浓度不是很低，细胞吸水后细胞液浓度下降至等于外界浓度时，不再吸水。
主要取决于红细胞内外溶液的浓度差，一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。
因为生理盐水的浓度与细胞质浓度基本一致，水进出量相同，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
思考：如果将装置中的漏斗换成植物细胞还会不会吸水？如果吸水，是否会胀破细胞？
会吸水，但细胞不会胀破
三、水进出植物细胞
清水
蔗糖
联系生活
对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。
盐腌制过的黄瓜,皱皱巴巴，还出水。
成熟植物细胞模式图
细胞膜
细胞质
液泡膜
细胞壁(全透性),伸缩性比较小
相当于半透膜？
细胞液与外界溶液之间存在浓度差
是否满足发生
渗透作用的条件
原生质层
细胞液
半透膜
半透膜两侧溶液有浓度差
1.成熟植物细胞的结构
植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。
水进出细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。
三、水进出植物细胞
水分进出细胞是通过渗透作用吗？
原生质层是否相当于一层半透膜？
原生质层相当于一层半透膜
提出问题
作出假设
实验设计
实验过程
实验结论
表达与交流
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 ，液泡体积就会 ；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 ，液泡体积就会 。所以可以通过液泡体积的大小变化反映水分进出细胞的情况。
失水
缩小
吸水
增大
三、水进出植物细胞
2.探究植物细胞的吸水和失水
将植物细胞浸润在蔗糖溶液中，显微镜观察细胞的变化；
再浸润在清水中，显微镜观察细胞的变化。
预期结果
设计方案
设计实验
外界溶液浓度小于细胞液浓度
外界溶液浓度大于细胞液浓度
细胞失水，质壁分离
细胞吸水，质壁分离复原
三、水进出植物细胞
三、水进出植物细胞
进行实验
进行实验
(1) 实验中选用了哪些溶液？
0.3g/ml
蔗糖溶液
0.3g/ml
蔗糖溶液
清水
清水
浓度＞细胞液
浓度＜细胞液
三、水进出植物细胞
进行实验
(2) 实验中所选的生物材料是什么？
紫色洋葱鳞片叶外表皮，具有紫色大液泡，便于观察。
（3）在制作临时装片是怎么处理的？
盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片
1
2
3
4
滴清水
撕取洋葱鳞片叶外表皮
低倍镜观察
三、水进出植物细胞
三、水进出植物细胞
进行实验
(3) 实验中总共用显微镜观察了几次，是高倍镜还是低倍镜观察？每次观察都用了什么溶液处理？
进行实验
(3) 实验中总共用显微镜观察了几次，是高倍镜还是低倍镜观察？每次观察都用了什么溶液处理？
滴0.3g/mL蔗糖溶液的状态
初始状态
滴清水再观察状态
第一次对照
第二次对照
质壁分离
质壁分离复原
自身前后对照
三、水进出植物细胞
该实验过程共观察了3次，制作临时装片后观察，滴加蔗糖溶液后观察，再次滴加清水后观察。将结果记录在下表中。
现象 试剂 中央液泡变化 原生质层位置变化 细胞大小
蔗糖溶液 脱离细胞壁
清水 逐渐恢复原来大小 恢复原位
基本不变
基本不变
变小
第一次观察
滴加蔗糖溶液后观察
再次滴加清水溶液后观察
实验结果分析
三、水进出植物细胞
植物细胞发生质壁分离与复原的原因：
内因：
外因：
原生质层相当于一层半透膜
原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性
细胞液与外界溶液之间存在浓度差
(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。
实验结论
三、水进出植物细胞
清水处理
正常状态
质壁分离
质壁分离现象更明显，但细胞失水过多死亡，加清水后不能复原。
蔗糖溶液
0.3g/ml的蔗糖
思考：
（1）本实验选用了0.3g/ml的蔗糖溶液，若外界溶液浓度过高对实验有什么影响？
（2）外界溶液浓度过低（浓度仍大于细胞液浓度）对实验有什么影响？
质壁分离慢，效果不明显
想一想
（3）以下细胞可用于观察质壁分离的是（ ）
A. 动物细胞 B.死细胞
C.根尖分生区细胞
D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
E.紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞
F.黑藻叶片的叶肉细胞
没有细胞壁
细胞死亡，原生质层也失去伸缩性
未成熟细胞，没有大液泡
√ 有紫色大液泡，便于观察
√ 有大液泡，可以质壁分离，但细胞液没有颜色，要在外界溶液中加染料。
√
想一想
（4） 若将0.3g/ml的蔗糖换为一定浓度的KNO3结果会如何？
资料：蔗糖是二糖不能被细胞吸收，质壁分离后滴加清水后才能复原；而K+和NO3+可被植物细胞吸收。
在一定浓度的KNO3、甘油、尿素、乙二醇溶液（可进入细胞）中，植物细胞先发生质壁分离后自动质壁分离复原。
（5）如果KNO3溶液浓度过高，细胞会质壁分离及质壁分离复原吗？
细胞能发生质壁分离，但因细胞过度失水死亡，而无法质壁分离复原
KNO3溶液
想一想
1.判断成熟植物细胞的死活
待测成熟
植物细胞
一定浓度
蔗糖溶液
镜检
发生质
壁分离
无质壁
分离
活细胞
死细胞
质壁分离与复原实验的拓展应用
三、水进出植物细胞
2.测定细胞液浓度范围
待测成熟
植物细胞
浓度梯度的蔗糖溶液
镜检
细胞液浓度介于 和
的两外界液浓度之间
外界溶液浓度 浓度a1 浓度a2 浓度a3 浓度a4 浓度a5
待测细胞
没有质
壁分离
没有质
壁分离
质壁分离
质壁分离
质壁分离
a2＜细胞液浓度＜a3
未发生质壁分离
刚发生质壁分离
一系列
三、水进出植物细胞
3.比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞
浓度蔗糖溶液
镜检
发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越 ，反之则细胞液浓度越 。
小
大
同一
4.比较未知溶液的浓度大小
高
低
三、水进出植物细胞
5.鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）
成熟植
物细胞
不同种
类溶液
镜检
只发生
质壁分离
质壁分离
后自动复原
溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液）
溶质能透过半透膜（如KNO3溶液）
三、水进出植物细胞
1.如图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离的实验结果图，图2为质壁分离及其复原实验流程图。下列说法正确的是
A.图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞的吸水能力减弱
B.图1所示结果只能在图2中C处观察到
C.增大蔗糖溶液的浓度会使第二次观察(D)
和第三次观察(F)实验效果更明显
D.该实验用显微镜主要观察原生质层的位
置、液泡的颜色和大小等
√
练一练
2.(2023·安徽蚌埠高一检测)用物质的量浓度为2 mol·L－1的乙二醇溶液和同物质的量浓度的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质体(植物细胞除去细胞壁后剩余的部分)体积变化情况，如图所示。下列相关叙述正确的是
A.在蔗糖溶液中，植物细胞体积明显逐渐
减小
B.在d点时，蔗糖溶液中仍有水分子进出植物细胞
C.在0～240 s内，乙二醇没有通过细胞膜进入细胞内
D.在c点与a点代表体积相等时，推测植物细胞液浓度相同
√
练一练
清水
蔗糖
水少
水多
清水
水多
水少
清
水
水少
水多
像水分子这样，物质以 方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种跨膜运输方式称为被动运输。
扩散的
水相对含量高的一侧→相对含量低的一侧
三、被动运输
高浓度
低浓度
不需要转运蛋白进行运输
自由扩散（简单扩散）
需要转运蛋白进行运输
协助扩散（易化扩散）
被动运输
特点：
1.顺浓度梯度
2.不消耗细胞内化学反应释放的能量
三、被动运输
1.自由扩散（简单扩散）
三、被动运输
高浓度
氧气分子
胞外
胞内
自由扩散（简单扩散）：物质通过 扩散作用进出细胞的方式。
简单的
低浓度
（1）自由扩散的实例
（2）自由扩散的特点
（3）影响自由扩散速率的因素
浓度差
扩散速率
三、被动运输
水、氧气、二氧化碳、 甘油、乙醇、苯
顺浓度梯度、不消耗能量、不需要转运蛋白
膜两侧浓度差
2.协助扩散（易化扩散）
三、被动运输
协助扩散(易化扩散):借助膜上的 进出细胞的物质 方式。
转运蛋白
扩散
①葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞
②钠钾离子通过离子通道蛋白运输
三、被动运输
只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。
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。
载体蛋白
通道蛋白
例：大部分的水和某些离子进出细胞
例：葡萄糖进入红细胞、氨基酸
转运蛋白
顺浓度梯度
不需要消耗能量
需要转运蛋白
膜两侧浓度差和转运蛋白的数量
浓度差
扩散速度
转运蛋白的数量是有限的
三、被动运输
2.协助扩散（易化扩散）
（1）特点
（2）影响因素
项 目 自由扩散 协助扩散
运输方向
是否需要转运蛋白
是否消耗细胞内的能量
影响因素
不需要
需要
不消耗
不消耗
浓度差
浓度差、转运蛋白
高浓度
低浓度
高浓度
低浓度
自由扩散和协助扩散的异同
自由扩散
协助扩散
能量
扩散速度
判断：哪条曲线是自由扩散/协助扩散？
在下坐标上画出自由扩散和协助扩散的曲线图
画一画
(1)相对分子质量小的物质和离子都可以通过自由扩散进出细胞(　　)
×
相对分子质量小的物质或离子的运输方式可能是自由扩散，也可能是协助扩散等其他方式。
(2)同种物质在不同情况下的运输方式可能不同(　　)
如：水分子可以通过协助扩散和自由扩散进出细胞。
√
(3)温度变化会影响分子通过细胞膜的速率(　　)
√
1.判断正误
练一练
2.(2022·广东中山一中高一期中)协助扩散需要细胞膜上载体蛋白或通道蛋白的协助。如图甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种协助扩散方式，其中通道介导的扩散速率比载体介导的快得多。下列有关叙述正确的是
A.该过程的运输速率与膜两侧浓
度差完全呈正相关
B.载体蛋白和通道蛋白均具有一
定的特异性
C.甲、乙两种方式均存在溶质分子与相应蛋白质的结合过程
D.该过程需要消耗能量
√
练一练
3.(2023·福建泉州高一月考)肝细胞和细菌都能以协助扩散的方式吸收葡萄糖，其中细菌协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT1，肝细胞协助葡萄糖运输的载体蛋白为GLUT2，其运输的速率和葡萄糖
浓度的关系如图所示。下列推测错误的是
A.协助扩散可以降低细胞内外葡萄糖的浓度差
B.a点与b点相比，制约葡萄糖转运速率的因素是GLUT1的数量
C.c点与a点相比，c点葡萄糖转运速率低的原因可能是肝细胞GLUT2少
D.载体蛋白的存在能显著提高细胞摄取葡萄糖的速率
√
练一练
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
如