4.1被动运输课件(共32张PPT)高中生物学人教版（2019）必修1 分子与细胞

(共32张PPT)
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。
第1节 被动运输
扩散现象：
一种物质从相对高浓度一侧移动到低浓度一侧的过程，称为扩散
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。
为什么长颈漏斗内的液面会上升呢？
蔗糖分子不能通过半透膜
水分子能透过半透膜
清水中水分子相对含量高
单位时间进入漏斗的水分子数多于出来的分子数
漏斗内溶液体积增大，液面上升
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用。
渗透方向：水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透
1、装置管内液面升高的原因是什么？
单位时间内 进入半透膜的水分子数 > 渗出半透膜的水分子数
2. 如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会
升高吗？
漏斗管内的液面不会升高。因为纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通过。
3.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？
半透膜两侧溶液浓度相等，（单位时间内 透过半透膜的水分子数量=渗出的水分子数量），因此液面不会上升。
※原理
※条件
渗透作用
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用
半透膜
半透膜两侧的溶液具有浓度差
溶液A浓度﹤溶液B，水分子从A B移动 （Ａ中水分子 多余 Ｂ中水分子）
溶液A浓度﹥溶液B，水分子从B A移动 （Ａ中水分子 少于 Ｂ中水分子）
B
一、水进出细胞的原理
1.动物细胞的吸水与失水
讨论1.红细胞内的血红蛋白能透过细胞膜外吗？
不能
讨论2.红细胞的细胞膜能看作半透膜吗？
是
细胞液与外界溶液的浓度差值。
讨论3.红细胞吸水和失水的多少取决什么条件？
当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，细胞吸水膨胀。
当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，细胞失水皱缩。
当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，水分进出细胞处于动态平衡。
半透膜与选择透过性膜
　　
半透膜： 一些物质（一般是小分子物质）能透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜。
选择透过性膜： 指水分子、细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过的膜。
选择透过性膜相当于半透膜
与生活的联系
吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？
答：觉得比较干，细胞失水
植物细胞的吸水和失水
萝卜条吸水和失水
盐水
清水
溶液浓度比细胞液的大
（失水）
溶液浓度比细胞液的小
（吸水）
植物细胞的细胞膜也是一层半透膜
细胞膜
液泡膜
细胞质
细胞液
细胞核
成熟的植物细胞
细胞壁
原生质层：
相当于半透膜，伸缩性大
由纤维素和果胶组成，是全透性的，伸缩性小
渗透吸水
条件：成熟的中央有液泡的植物细胞
细胞结构特点：细胞质有大液泡；细胞壁具全透性；原生质层具选择透过性；细胞液具有一定浓度。
实例：成熟的植物细胞
原理：具选择透过性膜和浓度差
探究实验：植物细胞的吸水和失水
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）
设计
方案
（分析实验结果，得出结论：……）
（总结，写实验报告并适当交流）
预期结果
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。
在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。
进一步探究
植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？
1.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？
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？
交流
不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水
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
质壁分离：植物细胞因为失水收缩，原生质层与细胞壁发生分离的现象。
质壁分离复原：发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀，恢复为原来的状态。
质指的是原生质层。
壁指的是细胞壁。
质壁分离及其复原实验的应用
（1）判断细胞的死活。
（2）测定细胞液浓度范围。
（3）验证细胞壁和原生质层的伸缩性大小。
（4）比较不同植物细胞的细胞液浓度。
（5）农业生产中的水肥管理
（6）生活中杀菌、防腐、腌制食品
（7）鉴别不同种类的溶液。
成熟植物细胞+不同种类溶液→质壁分离→溶质不能通过半透膜的溶液（如蔗糖溶液）
质壁分离后又自动复原→溶质能通过半透膜的溶液
（如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液）
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。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。
被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。
自由扩散：
协助扩散：
物质通过简单的扩散作用进出细胞。
进出细胞的物质借助转运蛋白的扩散。
二、自由扩散和协助扩散
1.自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞
例子主要有三类
１、气体分子
２、脂溶性小分子，如乙醇，甘油，苯
３、少部分水
特征：
1、顺浓度梯度运输
2、不需要转运蛋白的协助
3、不消耗能量
细胞外
细胞内
小分子物质
细胞膜
自由扩散
典型的例子：
大部分水分子*、葡萄糖进入红细胞
特征：
1.顺浓度梯度运输
2.需要转运蛋白
3、不消耗能量
协助扩散
*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。
协助扩散
细胞外
细胞内
细胞膜
载体蛋白
1.自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？
不需要。因为两者都是顺物质的浓度梯度。
共同点：都是顺物质的浓度梯度，不需要细胞消耗能量。
不同点：前者不需要蛋白质的协助，后者必须有蛋白质的协助。
2.自由扩散和协助扩散有什么异同？
3.为什么自由扩散和协助扩散被称为被动运输？
两者都是顺物质浓度梯度进行的，不需要细胞消耗能量，所以统称为被动运输。
载体的特异性→对物质运输的选择性
1.影响自由扩散的因素
细胞膜内、外物质的浓度差。
2.影响协助扩散的因素
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。
被动运输
自由扩散
协助扩散
特征：顺浓度梯度运输
典例：气体分子、脂溶性小分子、少部分水
特征：顺浓度梯度运输，需要转运蛋白
典例：离子和小分子有机物、大部分水
水分子
动物细胞
植物细胞
吸水会膨胀，甚至胀破；
失水皱缩
失水会发生质壁分离；
吸水会发生质壁分离复原
实验
实验材料：成熟的植物细胞
实验原理：植物细胞的原生质层相当于半透膜；细胞壁的伸缩性比原生质层小
1.将一块新鲜马铃薯切成5块，放在一定浓度的蔗糖溶液中，通过显微镜观察细胞，结果是
蔗糖浓度g/ml 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
质壁分离情况 不发生 不发生 刚发生 发生 发生
则马铃薯的细胞液浓度大约为（ ）g/ml
A.0.05—0.10 B.0.10-0.15
C.0.15-0.20 D.0.20-0.25
B
2．在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测
A．a>b，细胞渗透吸水
B．a＝b，渗透系统保持动态平衡
C．aD．上述三种情况都有可能
（1）该细胞可能正处于 过程中，也可能处于质壁分离后的 过程中，也可能正处在发生
的过程中。
（2）此状态下一步可以是液泡继续 ，也可以是液泡继续 ，也可以是液泡 。
　
质壁分离
动态平衡
质壁分离复原
增大
变小
不发生变化
问题导析
3.图示渗透作用装置，装置溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，图2、图4分别表示一段时间后，图1、图3液面上升的高度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＜Mb
C．h1＜h2 Ma＜Mb D．h1＜h2 Ma＞Mb
D
6.自由扩散和协助扩散的动力是（　　）
A．ATP B．浓度差
C．细胞膜 D．载体
B
5.关于被动运输的说法，错误的是（　　）
A．顺浓度梯度进行
B．一定需要载体
C．不需要消耗能量
D．不能主动吸收物质
B
7.甲（ ）、乙（ ）两种物质在细胞膜两侧的分布情况如下图（颗粒的多少表示浓度的高低），在进行跨膜运输时，下列说法正确的是（ ）

A.乙进入细胞一定有载体蛋白的参与
B.乙运出细胞一定有载体蛋白的参与
C.甲进入细胞一定需要能量
D.甲运出细胞一定不需要能量
A