【课件】被动运输课件-高一上学期生物人教版必修一.pptx

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1、细胞的物质输入和输出第第4章章第1节被动运输蔗糖溶液玻璃纸（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子问题探讨Q1.漏斗内的液面为什么会升高？单位时间进入漏斗的水分子数量单位时间从漏斗渗出的水分子数量渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。半透膜：让小分子通过而大分子不能通过的一类多孔性薄膜的总称(如：膀胱膜、玻璃纸、卵壳膜)扩散:是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移直到均匀分布的现象。蔗糖溶液玻璃纸（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子Q2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，当_最终达

2、到平衡，液面将不再上升。漏斗内渗透压=液柱的压力溶液渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。问题探讨 ABC(不会)发生渗透作用的条件是什么？具有半透膜(如：膀胱膜、玻璃纸、卵壳膜)半透膜两侧的溶液具有浓度差一.水进出细胞的原理渗透作用30%蔗糖溶液玻璃纸30%蔗糖溶液30%蔗糖溶液纱布清水30%蔗糖溶液玻璃纸清水思考：B和C的液面会升高吗？蔗糖溶液玻璃纸（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子渗透作用中水分子的运动方向：相对含量高相对含量低溶液浓度水的含量低浓度溶液高浓度溶液渗透压低渗透压高渗透压小结：一、水进出细胞的原理渗透作用1.渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。最后结果通过半

3、透膜的溶剂分子达到动态平衡。半透膜的两侧的溶液具有浓度差。具有半透膜。3.方向：2.条件：低浓度溶液（水多）（渗透压低）高浓度溶液（水少）（渗透压高）水分子数多水分子数少溶液溶液浓度低浓度低溶液溶液浓度高浓度高水分子水分子数量数量多多水分子水分子数量数量低低半透膜半透膜糖链膜蛋白细胞质水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗?细胞膜是否相当于一层半透膜呢?（案例：红细胞吸水）2、水进出动物细胞的原理细胞是个开放的生命系统细胞膜作为细胞的边界具有选择透过性选择透过性膜：指具有活性的生物膜。对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有主动的选择性，如细胞膜。选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选

4、择透过性膜2、水进出动物细胞的原理外界溶液细胞膜半透膜蔗糖溶液细胞质基质相当于相当于红细胞与外界溶液组成了一个渗透系统。红细胞的细胞膜相当于一层半透膜，水分通过渗透作用进出红细胞。C C外外 C C内内失水失水皱缩皱缩C C外外=C=C内内动态平衡动态平衡0.5%NaCl0.5%NaCl溶液溶液（低渗溶液）（低渗溶液）13%NaCl13%NaCl溶液溶液（高渗溶液）（高渗溶液）0.9%NaCl0.9%NaCl溶液溶液（等渗溶液）（等渗溶液）1 1、红细胞内的红细胞内的血红蛋白等有机物能够血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗透过细胞膜吗？这些？这些有机物有机物相当于相当于“问题探讨问题探讨”所示装置

5、中的什么物质？所示装置中的什么物质？2 2、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？3 3、当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？、当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？4 4、红细胞吸水或失水取决于什么条件？、红细胞吸水或失水取决于什么条件？5 5、想一想临床上输液为什么要用生理盐水。、想一想临床上输液为什么要用生理盐水。思考讨论 红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”所示装置中的蔗糖分子。是，相当于（因为它具有选择透过性）。不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度

6、不是很低，有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时红细胞将不再吸水。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血浆的浓度基本一致，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。吃腌制的咸菜，连续嗑带盐瓜子会感觉口渴，这是为什么呢？口腔细胞失水口腔细胞失水学以致用学以致用与生活中的联系与生活中的联系清水泡过的青菜盐腌制过的黄瓜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？问题探讨水又是怎样进出植物细胞呢？成熟植物细胞模式图细胞膜细胞液细胞质液泡膜细胞壁(全透性)原生质

7、层是否满足发生渗透作用的条件：具有半透膜半透膜两侧的溶液具有浓度差已知：细胞膜和液泡膜都是生物膜，都具有选择透过性。能否把整个原生质层看作是一层半透膜呢？提示：水分主要存在于成熟植物细胞的液泡中。因此我们说的水分进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡科学探究的步骤：科学探究的步骤：提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验得出结论得出结论表达与交流表达与交流（设计思路、预期结果）（按预定方案进行实验，记录结果）（分析实验结果，得出结论）（总结，写实验报告并适当交流）探究植物探究植物细胞的吸水和失水细胞的吸水和失水材料用具材料用具材料用具材料用具方法步骤方法步骤方法步骤

8、方法步骤原生质层相当于一层半透膜原生质层相当于一层半透膜原生质层相当于一层半透膜吗？原生质层相当于一层半透膜吗？二、探究实践：探究植物细胞的吸水和失水实验现象液泡大小原生质层的位置细胞大小0.3 g/ml 蔗糖溶液清水变小逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置原生质层脱离细胞壁基本不变基本不变质壁分离1.（1）质壁分离复原的“质”与“壁”分别指什么？提示:“质”指原生质层，“壁”指细胞壁。（2）要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？提示：有细胞壁（植物细胞）；有中央大液泡（颜色为深色）；活细胞（原生质层相当于半透膜）思考：根尖分生区等处在发育过程的植物细胞以及动物细胞能否发生质壁分离？

9、成熟的植物细胞（3）如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？提示：不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用，像动物细胞一样的吸水涨破或失水皱缩。小组讨论，问题探究2.植物细胞发生质壁分离的内因和外因是什么？提示：内因：原生质层比细胞壁的伸缩性大。外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度；小组讨论，问题探究3.实验中共涉及三次低倍显微镜观察，这三次观察的目的是什么？提示：观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便将处理前与处理后的细胞状态形成对照。（前后自身对照）4.如果滴加的是0.5 g/ml的蔗糖溶液，实验结果有什么不同？滴加一定浓度的KNO3溶液呢？滴加高浓度的盐酸或酒精溶液呢？提示：0.5 g/ml的蔗糖溶

10、液中细胞失水过度，失去活性，质壁分离后不能发生质壁分离复原。在一定浓度的KNO3溶液中质壁分离后，会发生自动复原。5.植物细胞的质壁分离及复原实验有哪些作用？小组讨论，问题探究高浓度的盐酸或酒精会杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。（1）判断细胞的死活、观察植物细胞的细胞膜；（2）测定细胞液浓度范围；（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度；（4）农业生产中的水肥管理；（5）生活中杀菌、防腐、腌制食品；（6）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）质壁分离及其复原实

11、验的应用合理灌溉盐碱地施肥过多糖渍、盐渍微生物失水过多而死亡，与生活中的联系与生活中的联系三、被动运输被动运输自由扩散（简单扩散）协助扩散（易化扩散）物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式物质借助膜上的转运蛋白进出细胞的扩散方式三、被动运输自由扩散1.概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，也叫简单扩散。2.运输方向：高浓度低浓度顺浓度梯度，不需要载体，不需要能量4.实例：水、O2、CO2，甘油、脂肪酸、乙醇、苯、性激素等脂溶性物质3.特点：5.影响自由扩散的因素：细胞外细胞外细胞内细胞内气体分子气体分子细胞膜细胞膜比方比方:球往低处滚球往低处滚浓度差扩散速度口诀：气油浓度差三、被动

12、运输协助扩散1.概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式叫作协作扩散。2.运输方向：高浓度低浓度顺浓度梯度，需膜上转运蛋白的协助，不需要能量4.实例：水、红细胞吸收葡萄糖、神经细胞静息状态下K+外流和兴奋时Na+内流3.特点：5.影响自由扩散的因素：细胞外细胞外细胞内细胞内细胞膜细胞膜比方比方:车载货下坡车载货下坡口诀：红水P点后速率受转运蛋白数量限制浓度差和转运蛋白数量被动运输通道蛋白载体蛋白转运蛋白协助扩散2024/1/14载体蛋白通道蛋白转运特点自身构象是否与转运的分子结合是否有特异性实例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

13、的分子或离子通过改变不结合结合具有具有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1、自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？运输动力是什么？不需要。因为两者都是顺物质浓度梯度。浓度差。共同点：都是顺物质浓度梯度，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？思考：3、水分子进出细胞的方式：过过去去人人们们普普遍遍认认为为，水水分分子子都都是是通通过过自自由由扩扩散散进进出出细细胞胞的的，但但后后来来的的研研究究表表明明，水水分分子子更更多多的的是是借借助助细细胞胞膜膜上上的的水水通通道道蛋蛋白白以以协协助助扩扩散散

14、的的方方式式进进出出细胞的。细胞的。三、被动运输水分子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课堂总结一、概念检测一、概念检测1.1.物质跨膜运输的方式与物质的特点和

15、细胞膜的结构有关。判断下列有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。关物质跨膜运输的表述是否正确。（1 1）细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。（）细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。（）（2 2）水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的。）水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的。（）（3 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。）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。（）2 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

16、（离实验证明的是（）A.A.成熟植物细胞的死活成熟植物细胞的死活B.B.原生质层比细胞壁的伸缩性大原生质层比细胞壁的伸缩性大C.C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水成熟的植物细胞能进行渗透吸水D.D.水分子可以通过通道蛋白进入水分子可以通过通道蛋白进入细胞细胞D D练习与应用3 3.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（甲乙两细胞的变化是（）A.A.甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复

17、原甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原B.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.C.只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原D.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 B【提示】可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液,将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中，适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗

18、糖溶液浓度，据此推算出细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。二、拓展应用二、拓展应用1.1.细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，请设计实验，测定该细胞的细胞液的浓度相当于洋葱鳞片叶表皮细胞，请设计实验，测定该细胞的细胞液的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路，并分析其中的基本原理。多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路，并分析其中的基本原理。二、拓展应用二、拓展应用2.温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗？请你提出假设，并设计检验该假设的实验方案。【答案】假设：温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率。设计实验提示：可以借用本节问题探讨中的渗透装置进行实验。将该渗透装置置于不同温度的环境中，通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢，判定温度是否影响水分子的扩散速度，实验中要注意排除各种无关变量的干扰，如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相等，以确保实验的准确性。低温高温