人教版(2019)高中生物必修一 4.1 被动运输(课件共40张PPT)

(共40张PPT)
第四章细胞的物质输入和输出
第1节
被动运输
细胞内
细胞外
温故而知新
●在第3章的学习中，我们知道细胞膜作为系
统的边界。作为边界，细胞膜具有哪些作用
将细胞与外界分隔开；
控制物质进出细胞；
进行细胞间的信息交流。
扩 散 ：泛指物质分子从相对含量多的地方向相对含量 少的地方运动，直到均匀分布的现象。
滴入红墨水处和旁边的浓度差将会减 小 _。
半透膜：
一类可以让小分子物质
(水分子)通过而大分子
物质(蔗糖分子)不能通 过的一类薄膜的总称。
只要分子的直径比它的
孔径小就可通过该薄膜.
一 、水进出细胞的原理----- 渗透作用
半透膜
● 蔗糖分子
● 水分子
1. 蔗糖分子和半透膜两侧的
水分子是否都通过半透膜
水分子可以，
蔗糖不能
2.水分子只能从烧杯中扩散 到漏斗中吗
不是的
渗透系统的装置
请同学们仔细观察现象，分析产生的原因。
水分子：
扩
烧杯 散 漏斗
D
半透膜：水分子能 通过，蔗糖分子不 能透过 两侧水分
单位体积内水分子含
量：烧杯内>漏斗内
子都在运动
☆单位时间，由烧杯→长颈漏斗的水分子数 多于 由漏斗→烧杯的水 分子数，使得管内液面升高。
水分子数：
进入漏斗的>进入烧杯的
整体 表现为：
漏斗液面上升
请同学们仔细观察现象，分析产生的原因。
3.装置的漏斗管内液面为什么会升高
D
渗透系统的装置
4.漏斗的液面会无限上升吗 为 什么 液面不再上升时，半透膜 两侧的溶液浓度相等吗
不会 不相等
5.如果烧杯中是蔗糖溶液，而 漏斗中为清水，结果会怎样
液面会下降
渗透系统的装置
请同学们仔细观察现象，分析产生的原因。
Q
思考： B 和C的液面会升高吗
(不会)
30%蔗糖溶液
纱布
清水
30%蔗糖溶液
玻璃纸
清水
蔗糖溶液
玻璃纸
蔗糖溶液
B C
6.有两瓶蔗糖溶液(标记为A液和B液 ) — 瓶10%,一瓶20%,可是标签掉了，请用上 述装置，设计实验将它们区分
运用上述装置，在烧杯中加入蔗糖
溶液A , 在 漏斗中装入蔗糖溶液B ,观 察 其液面变化，若液面上升，则A是10%,B 是20%;若液面下降，则结果相反。
一 、水进出细胞的原理-----渗透作用
1、渗透作用的概念：
水分子(或其它溶剂分子)通过半透膜 的扩散
2、渗透作用发生的条件 半透膜
两侧的溶液具有浓度差。渗透压：溶质 3.渗透作用中水的运输方向 分子对水的吸
引力
含水量高-- 低浓度溶液--渗透压低
半透膜
含水量低--高浓度溶液--渗透压高
水分子是顺相对含量梯度跨膜运输
“水往 高 处流”
扩散与渗遗的区别
扩散：物质从高浓度到低浓度的运动
在渗透作用中，水分是从溶液浓度 低的一侧向溶
液浓度 高的一侧渗透(总趋势)。
区别：渗透与扩散的不同在于
1.渗透必须有半透膜。
2.渗透研究的是溶剂分子
渗透：水及其他溶剂分子通过半透膜的扩散
a
b C
B
a
b C
D
a
b C
A
a
b C
C
a 、b 、c 是三个相邻的细胞，已知a 细胞液浓度>b 细胞
液浓度>c 细胞液浓度，如图所示，能正确表示水分在三
者之间关系的是( ) C
细胞膜构成了半透膜
细胞内溶液与外界溶液存在浓度差
一个动物细胞能否构 成一个渗透系统
一个动物细胞就 是一个渗透系统
分析结果、得出结论：
红细胞的细胞膜相当于一层半透膜
其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似
细胞质
外界溶液
细胞膜
蔗糖溶液
清水
半透膜
相当于
浓度差
外界溶液浓度 外界溶液浓度 外界溶液浓度
小于 大于 等于
细胞质浓度 细胞质浓度 细胞质浓度
5.结果：
吸水膨胀 失水皱缩 保持原状态
6.结论： 动物细胞发生了渗透作用
细胞膜相当于半透膜
二 、动物细胞的吸水和失水
【总结】动物细胞的吸水和失水
1.动物细胞的细胞膜相当于半 透 膜，_细 胞 质和
外界溶液_形成浓度差。动物细胞能发生渗透作用。 2.条件及现象
(1)外界溶液浓度 小于 细胞质浓度时， 细胞吸水膨胀，甚至涨破。
(2)外界溶液浓度大于细胞质浓度时，
细胞 失水皱缩
(3)外界溶液浓度 等于 细胞质浓度时， 水分子进出细胞处于动态平衡。
不同的饮料浓度不同。当我们
进行完剧烈的体育活动，大量
流汗后，应选择什么浓度的饮料
才能更好地解渴呢 为什么
低浓度
你吃比较咸的食物时，例如你
吃腌制的咸菜，连续嗑带盐的
瓜子等，你的口腔和唇的黏膜
有什么感觉 为什么
干燥难受的感觉
外界浓度高，口腔和唇粘膜细胞失水
与生活的联系
三 、植物细胞的吸水和失水
5 .
细胞壁
清水 原生质层：包括细胞膜和液泡膜以及
类比学习

/
三 、植物细胞的吸水和失水
细胞液1
原「液泡膜2-
细胞质 3
层i 细胞膜
两层膜之间的细胞质
三、植物细胞的吸水和失水
探究：
1、 将白菜剁碎做馅时，常常放一些盐， 一会儿后 就可看到水分渗出。
2、 对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
(1)提出问题：: 原生质层相当于一层半透膜吗
(2)作出假设：原生质层相当于半透膜
(3)设计实验：
将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶 液中和清水中，观察其大小的变化。
预期实验的结果：
在高浓度溶液中细胞失水，中央液泡会变小，细胞皱缩
在清水中吸水后的细胞吸水，中央液泡会变大，细胞膨胀
盖上盖玻片， 制成洋葱鳞片 叶外表皮临时 装片
(4)进行实验：
撕取洋葱鳞
片叶外表皮
低倍镜观察
滴清水
在盖玻片的一侧滴
加0.3 g/mL的蔗糖
溶液，在另一侧用
吸水纸引流
在盖玻片的一
侧滴加清水， 在另一侧用吸 水纸引流
(4)进行实验：
低倍镜观察
低倍镜观察
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 变小 变深 原生质层脱离 细胞壁
基本不变
清水 逐渐恢复 原来大小 重新变浅 原生质层恢复原 来位置
基本不变
间充满了蔗糖溶液
舌 分 离 质 壁 分 离 复 原
(1)外界溶液浓度大 于细胞液的浓度，细胞失水外因
(2)原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性 内 因
原生质层与细胞壁发生分离，叫做质壁分离，原生质层和细胞壁之
(5)实验现象
质壁分离的原因
质壁分离复原的两种特殊情况分析：
1、已经发生质壁分离的细胞，再放入清水也不 能复原的原因 细胞死亡
2、发生质壁分离自动复原
溶质分子进入了细胞，如滴加浓度稍高的硝酸 钾溶液时
总结：
发生质壁分离或复原的条件有哪些
(1)具有细胞壁
(2)具有大液泡
(3)活细胞
结果分析：1、植物细胞质壁分离现象
外界溶液浓度> 细胞液的浓度，细胞渗透失水
细胞失水时细胞壁 和原生质层都会出现 一 定程度的收缩，但 原 生 质层的伸缩性更大，故 原生质层会与细胞壁发 生分离。
浓度比细胞液 高的蔗糖溶液
开 始 返 回
开始 返回
外界溶液浓度 < 细胞液的浓度，细胞渗透吸水
结果分析：2 、植物细胞质壁分离复原现象
浓度比细胞液 低的蔗糖溶液
2、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
探究植物细胞的吸水和失水
实验现象
原生质层 的位量
原生质层脱离 细胞壁
原生质层恢复 原来位量
中央液 泡大小
变小
逐渐恢复 原来大小
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
细胞 大小
略变小
略变大
实验结论一 1、原生质层相当于半透膜
表达与交流
进一步探究
蔗糖 溶液
清水
。
交流
1.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同
不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水
2.如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果会
有什么不同
高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死 亡，不可能发生质壁分离复原
3. 为什么植物细胞失水时，原生质层与细胞
壁不是一起变化，而是发生质壁分离
原生质层比细胞壁的伸缩性大
四 、自由扩散和协助扩散
1、被动运输
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 输分为自由扩散和协助扩散两类。
细胞外
细胞内
四、自由扩散和协助扩散
1、 自 由 扩 散( 简 单 扩 散 ) : 物 质 通 过简 单 的 扩 散 作 用进 出 细 胞 。
脂溶性小分子：乙醇、 甘油、苯
细 脆 膜 细脆肉
2、CO 、
N

· 自由扩散物质主要有三类：
①气体分子，如0 、CO 、N 等
②脂溶性小分子，如甘油、脂肪酸、乙醇，苯等
扩
· 影响自由扩散的因素：浓度差
· 特点：
1、顺浓度梯度运输
2、不需要转运蛋白协助
3、不需要消耗细胞能量
比方：球往低处滚：
浓度差
细胞的物质扩散。
2中国名师教育网校一多媒体素材—生物
协助扩散
2、 协助扩散(易化扩散):借助膜上的转运蛋白进出
清华同方光盘
2020/12/16
· 特点：
1、顺浓度梯度运输
2、需要转运蛋白参与
3、不需要消耗能量
· 实例：葡萄糖进入红细胞、水分子*、离子。
● 影响协助扩散的因素：浓度差和转运蛋白数量
P点后速率受载体蛋白数量限制
*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。
自由扩散和协助扩散示意图
转运蛋白
协助扩散
▲图4 - 4
载体蛋白
自由扩散
协助扩散
通道蛋白
细胞内
细胞外
载体蛋白
通道蛋白
转运特点 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
自身构象 改变
不改变
是否与转运的 分子结合 结合
不结合
是否有特异性 具有
实例 葡萄糖通过载体蛋 白进入红细胞
水分子通过水通道蛋白进 出细胞
(3)转运蛋白的类型
过膜 方式 浓度 梯度 是否需载 体蛋白 是否消 耗能量 影响因素
举例
自由 扩散 高一低 否 否 主要取决于膜 内外物质的浓 度差
CO 、O 、甘油
乙醇、苯等
协助 扩散 高一低 是 否 受浓度差和转 运蛋白数量的 影响
葡萄糖进入红细胞(载 体蛋白);水分子进出 细胞(通道蛋白)
被动运输
1、甲、乙两种物质分别依赖自由扩散(简单扩散)和协助扩散进入
细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维 持其他条件不变，则 ( D
A. 甲运输被促进 B. 乙运输被促进
C. 甲运输被抑制 D. 乙运输被抑制
(1)物质利用载体出入细胞的运输方式是图[1]协助扩散。
(2)物质从细胞膜高浓度一侧运到低浓度一侧的运输方式是图[1]和[2]。
(3)①、②两种运输方式合称为 被 动 运 输 0
2.下图为物质出入细胞的3种方式示意图，请据图回答([ ]内填序号):
细胞内
①
排 O O 代表各种物质分子或离子
(1)A 代表 蛋白质分 子；B 代表磷脂分子； D 代表糖蛋白 。
(2)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有 流 动 性 ( 3 ) 在a～e 的五种过程中，代表被动转运的是b 、C 、d。
( 4)可能代表氧气转运过程的是图中编号 b 葡萄糖进入红细胞的过程是图中编号 d 0
3.下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：