4.1被动运输课件(共28张PPT1个视频)-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

(共28张PPT)
第1节 被动运输
第一课时
本节聚焦
细胞在什么情况下吸水或失水？
植物细胞的质壁分离与复原现象说明什么？
两种被动运输的方式有什么异同？
长颈漏斗
蔗糖溶液
清水
半透膜
开始液面
课本P62
【问题探讨】
Na+
葡萄糖
Na+
葡萄糖
水
水
蔗糖
蛋白质
半透膜
知识储备一
半透膜是一类可以让小分子（水/离子/葡萄糖）物质通过，而较大分子（蔗糖）物质不能通过的一类多孔性膜。如：玻璃纸。
知识储备二
溶液渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。
溶质微粒越多，浓度越大，对水分子的吸引力越大
多
少
课本P62
【问题探讨】
1.漏斗管内的液面为什么会升高？
如果漏斗管足够长，管内的液面会无限
升高吗？为什么？
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？
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？
4.若将漏斗内的蔗糖溶液换成可过膜的葡萄糖溶液，漏斗管内的液面将如何变化？
5.若向漏斗内加入少量蔗糖酶（不计量），漏斗管内的液面将如何变化？
条件一 ：半透膜
条件二：浓度差
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
溶液浓度低
渗透压低
溶液浓度高
渗透压高
含水量高
含水量低
3.渗透作用中水的运输方向
半透膜
水（溶剂）
蔗糖（溶质）
水分子或其他溶剂分子透过半透膜的扩散
从溶质的角度分析：
低浓度溶液→高浓度溶液
从水分子自身的角度分析：
高含量一侧→低含量一侧
归纳总结
渗透压：溶质微粒对水的吸引力
水分子是顺相对含量梯度跨膜运输
类比推理
如果将装置中的漏斗换成细胞还会不会吸水？
一、水进出细胞的原理
细胞质
清水
细胞膜
不能。血红蛋白是大分子有机物
（半透膜）
（蔗糖溶液）
课本P63【思考与讨论】
红细胞相当于一个渗透装置
一、水进出细胞的原理
（一）动物细胞的吸水和失水
1．红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？
（二）动物细胞的吸水和失水
0.9%NaCl
红细胞
清水
9%NaCl
外界溶液：
一、水进出细胞的原理
外界溶液浓度 细胞质浓度：细胞失水皱缩。
外界溶液浓度 细胞质浓度：水分进出处动态平衡。
＝
＜
＞
外界溶液浓度 细胞质浓度：细胞吸水膨胀。
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！红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度会下降
主要取决于红细胞内外的浓度差，差值越大，吸水或失水越多。
4．红细胞吸水或失水的多少与什么有关？
课本P63【思考与讨论】
一、水进出细胞的原理
（一）动物细胞的吸水和失水
水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的，都是通过渗透作用。
细胞壁（全透性）
（二）、植物细胞的吸水和失水
（选择透过性膜）
细胞液
外界溶液
具有浓度差
相当于半透膜
成熟植物细胞可通过渗透作用吸水和失水
原生质层包括细胞膜和液泡膜
以及两层膜之间的细胞质
注意：水分子进出成熟植物细胞，主要指水经过原生质层进出液泡。
植物细胞的吸水和失水可通过质壁分离及复原的实验验证
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
探究植物细胞的吸水和失水
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？
水分通过渗透作用进出植物细胞，原生质层相当于一层半透膜
探究·实践
探究水分是否通过渗透作用进出植物细胞
①制作临时装片, 观察植物细胞正常形态；
②将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小变化；
③再将植物细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。
提出问题：
实验设计：
做出假设：
实验目的：
进行实验:
浓蔗糖
清水
水进出植物细胞的原理
实验：探究植物细胞的吸水和失水(视频)
1.取材是什么？为什么？
2.滴0.3g/ml的蔗糖溶液时，看到什么现象？
液泡的体积与颜色有什么变化？细胞液浓度变化？吸水能力变化？
3.再滴清水时，看到什么现象？
液泡的体积与颜色有什么变化？细胞液浓度变化？吸水能力变化？
4.若放入0.5g/ml的蔗糖溶液时，会怎样？
再放清水中如何？为什么？
5. 质壁分离指谁与谁的分离？
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，有颜色、易观察
质壁分离
液泡变小，颜色加深；浓度变大，吸水能力加大
质壁分离复原
液泡变大，颜色变浅；浓度变小，吸水能力减弱
失水过多而死亡
不会复原
思考讨论
原生质层与细胞壁
6.哪些植物细胞能发生质壁分离？
7.质壁分离时细胞壁与细胞膜之间是什么？
8.形成质壁分离现象的内因和外因分别是什么？
9.植物细胞与动物细胞放于清水中现象是否相同
10.实验中共三次显微镜观察，其中每次观察的目的是什么？
11.用一定浓度的KNO3溶液（NaCl、乙二醇等）进行实验，结果发现植物细胞质壁分离后，没有滴加清水，竟然出现了质壁分离自动复原现象
有中央大液泡的 活的
外界溶液
外因：外界溶液浓度大于细胞液的浓度，细胞渗透失水
内因：细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性
开始时，由于KNO3等这些外界溶液的浓度高，所以发生质壁分离。后来，由于细胞能吸收KNO3等这些物质，导致细胞内浓度升高，所以将吸水发生自动复原。
一、水进出细胞的原理
1、在青菜上放一些盐,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。
3、放蔫的青菜用清水浸泡一会儿后，又恢复新鲜。
生活现象：
当堂检测
哺乳动物细胞在0.9%的NaC1溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后取出制成临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是（ ）
A.在高于0.9%的NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生质壁分离
B.在0.9%的NaCl溶液中，红细胞保持正常形态是由于此时没有水分子进出细胞
C.在低于0.9%的NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至破裂
D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行的扩散
C
植物细胞质壁分离及复原的拓展应用
1 判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞
2 测定细胞液浓度范围
3 比较不同植物成熟细胞的细胞液浓度
4 鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)
二. 被动运输
1 概念：
2 类型：
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，这种物质跨膜运输的方式称为被动运输。
自由扩散和协助扩散。
分子多
分子少
扩散
自由扩散
协助扩散
转运蛋白
3．转运蛋白类型
载体蛋白
通道蛋白
只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过
自身构象改变
与转运分子结合
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
不改变
不结合
均具有特异性
有特异性（或专一性）；与被转运的离子或分子结合；转运过程中空间结构发生变化；具有饱和性；可重复利用。
注意
水进出细胞的方式可能是自由扩散也可能是协助扩散，但更多的是以协助扩散方式（水通道蛋白）进出细胞。
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
举例
不需要
需要
不消耗
不消耗
水、气体（O2 、CO2、N2）、 脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯）、脂质分子（胆固醇、性激素等）
水分子进出细胞(水通道蛋白）
离子进出细胞(离子通道蛋白）葡萄糖进入红细胞(载体蛋白)
高浓度
低浓度
高浓度
低浓度
比较自由扩散和协助扩散的异同
影响自由扩散速率的因素：
运输速率
浓度差
1 自由扩散
浓度差、温度
膜两侧的分子浓度差越大，扩散速率越快
2.协助扩散
影响自由扩散速率的因素：
运输速率
浓度差
转运蛋白数量限制
浓度差、转运蛋白的数量、温度
总结归纳 构建思维导图
细胞的物质输入和输出
细胞的吸水和失水
自由扩散
渗透作用的两个条件
动物细胞
特点：顺浓度梯度，不需要转运蛋白，不需要能量
植物细胞
1、半透膜。
2、浓度差。
外界溶液浓度＜细胞液浓度 细胞吸水
外界溶液浓度＜细胞液浓度 细胞失水
外界溶液浓度=细胞液浓度 细胞形态不变
外界溶液浓度＜细胞液浓度 质壁分离
外界溶液浓度>细胞液浓度 质壁分离复原
质壁分离超过一定限度不能复原。
例子：气体分子；甘油、乙醇、苯等脂溶性物质
协助扩散
特点：顺浓度梯度，需要转运蛋白，不需要能量
例子：红细胞吸收葡萄糖
转运蛋白：载体蛋白和通道蛋白
.
1.物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关。判断下列有关物质跨膜运输的表述是否正确。
（1）细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。（ ）
（2）水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的。（ ）
（3）载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的。 （ ）
4.1 概念检测
√
×
×
.
2. 基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是 （ ）
A.成熟植物细胞的死活
B.原生质层比细胞壁的伸缩性大
C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水
D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞
D
4.1 概念检测
.
2. 假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液 的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是 （ ）
A.甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原
B.甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原
C.只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原
D.甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原
B
4.1 概念检测