高一上学期生物人教版2019 必修1 4.1 被动运输 课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
第1节 被动运输
第4章 细胞的物质输入和输出
1.掌握水进出细胞的原理；
2.进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作；
3.了解物质跨膜运输的类型；
4.掌握自由扩散和协助扩散的特点和实例。
生活中我们会观察到：
盐腌制过的黄瓜皱皱巴巴，还会出很多水；
而用清水泡过的青菜却很硬挺，
这是为什么呢？
清水泡过的青菜
盐腌制过的黄瓜
导入新课
问题 探讨
（一）渗透系统装置
一、水分子进出细胞的原理
思考
1.漏斗管内的液面发生了什么变化？为什么？
液面上升。单位时间内透过玻璃纸进入漏斗的水分子数多于从漏斗渗出的水分子数
2.液面会不断升高吗？为什么？
不会。当单位时间内透过玻璃纸进入漏斗的水分子数等于从漏斗渗出的水分子数时，达到动态平衡，液面不再升高。
3.此过程中水分子的运动方向：
水分子数 水分子数 （填“多”或“少”）
多
少
溶液浓度 溶液浓度 （填“高”或“低”）
低
高
渗透作用:
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。
4.如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高么？
不会， 因为纱布的孔隙很大，水和蔗糖分子都可以自由通过
5.如果烧杯中换成同样浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面还会升高么？
不会， 玻璃纸两侧溶液浓度相等时，单位时间内进出漏斗的水分子数一样多
有半透膜
半透膜两侧的溶液存在浓度差（物质的量浓度差）
6.渗透作用发生的条件？
变式1
如图为常见的两套渗透装置图（图中S1为30%蔗糖溶液、
S2为蒸馏水、S3为30%葡萄糖溶液；已知葡萄糖能通过半
透膜，但蔗糖不能通过半透膜），有关叙述错误的是
A．装置A漏斗中溶液液面上升速率逐渐下降
B．装置A渗透过程中水分子通过半透膜的方向是S2→S1
C．装置A达到渗透平衡后，S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度
D．装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降，最终S3和S2溶液液面持平
如图所示，把体积与质量浓度相同的葡萄糖与蔗糖溶液用半透膜隔开。
（1）若半透膜只允许水分子通过，不允许葡萄糖和蔗糖通过，开始和一段时间后液面情况是（ ）
（2）若允许水分子和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过，则开始和一段时间后液面情况是（ ）
A． 甲高于乙 B．乙高于甲
C．甲高于乙，后乙高于甲 D．先乙高于甲，后甲高于乙
变式2
外界溶液浓度
细胞质浓度
外界溶液浓度
细胞质浓度
外界溶液浓度
细胞质浓度
（二）水进出动物细胞的原理
小于
大于
等于
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
保持原状态
细胞膜相当于半透膜
动物细胞发生了渗透作用
结果说明:
结果分析：
动物细胞的失水与吸水
思考
1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？
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。
是。
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，
浓度差不是很大时不会涨破。
4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
5、想一想，临床上输液为什么要用生理盐水。
浓度差，外界溶液浓度远大于细胞液浓度时，红细胞失水多
细胞液浓度时远大于外界溶液浓度，红细胞吸水多
浓度差越大细胞吸水或失水越多。
防止血细胞失水或吸水，影响细胞的功能。
植物细胞的吸水和失水
探究：
（三）水进出植物细胞的原理
植物细胞的吸水和失水
材料用具
刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜
紫色洋葱鳞片叶 （原生质层）
质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，清水。
方法步骤
1.制作洋葱鳞片外表皮的临时装片。
2.观察植物细胞的在蔗糖溶液和清水中的状态。
实验现象

中央液
泡大小
原生质层
的位置
细胞
大小变化
蔗糖
溶液
清水
变小
逐渐恢复原来大小
原生质层逐渐贴近细胞壁
原生质层与细胞壁逐渐分离
膨胀恢复原状
皱缩
蔗糖溶液处理后 清水处理后
正常情况下的细胞
质壁分离
外界溶液浓度 细胞液的浓度
>
结果分析：
原生质层的伸缩性比细胞壁大
细胞失水
当植物细胞在0.3g/ml蔗糖溶液中：
原生质层与细胞壁分离
外界溶液浓度 细胞液的浓度
<
质壁分离复原
细胞吸水
当发生质壁分离的植物细胞处于清水中：
原生质层恢复
讨论
1.原生质层相当于半透膜吗？
2.植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？
3.为什么要用成熟植物细胞？
4.能否用高浓度蔗糖溶液？
相当于半透膜。因为原生质层的两层膜都属于生物膜，具有半透膜特点，水分进出液泡时都要经过原生质层。
不会， 由于细胞壁弹性较小，只产生细微的扩张
未成熟的植物细胞没有中央大液泡，主要靠吸胀吸水
用0.5g/mL的蔗糖溶液做细胞质壁分离实验时，质壁分离现象
（明显/不明显），但不能复原，最可能的原因是 。
明显
蔗糖溶液的浓度过大，细胞失水过多死亡
5.将某植物细胞放入适宜浓度的KNO3溶液中，一段时间后用显微镜观察，没有发现质壁分离的细胞，可能原因是 ：
①该细胞是死细胞；②该细胞是根尖分生区细胞；
③该细胞发生了质壁分离自动复原；④该细胞是动物细胞．
①②③
1.成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用。
2.原生质层相当于半透膜。
3.当外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞渗透失水。相反，细胞渗透吸水。
实验结论
无论是动物细胞还是植物细胞，水分子进出细胞都是顺相对含量递度跨膜运输的。
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
自由扩散
协助扩散
自由扩散（简单扩散）
特点：
从高浓度到低浓度；
不需要载体蛋白的协助；
不消耗能量（ATP）。
如：
水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯、胆固醇、
脂肪酸、尿素、丙酮酸、性激素等。
协助扩散（易化扩散）
特点：
从高浓度到低浓度；
需要转运蛋白的协助；
不消耗能量（ATP）。
如：
葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞、某些离子、核苷酸等。
转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白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目身构象的改变；通道蛋白只允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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。
过去人们普遍认为，水分子都是通过自由扩散进出细胞的，但后来的研究表明，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。
原理:
失水:细胞液浓度<外界溶液浓度 质壁分离
吸水:细胞液浓度>外界溶液浓度 质壁分离的复原
第1节 被动运输
渗透作用
条件
有半透膜
概念
半透膜两侧溶液有浓度差
动物细胞
水分子进出细胞的原理
吸水:细胞质浓度>外界水溶液
失水:细胞质浓度<外界水溶液
植物细胞
小结:
自由扩散 协助扩散
运输方向
载体
能量
举例
不需要
需要
不消耗
不消耗
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
顺浓度梯度
高浓度 低浓度
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯
葡萄糖进入红细胞