【课件】被动运输课件 2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

4.1被动运输第四章细胞的物质输入和输出问题探讨

在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如右图所示现象。

玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能。讨论1.漏斗内的液面为什么会升高？2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？单位时间内进入漏斗的水分子数量多于从漏斗渗出的水分子数量，漏斗内溶液体积增大，液面上升。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子向外扩散的速度，最终水分子进出达到平衡，液面将不再上升。此时膜两侧溶液浓度相等吗？不等，蔗糖溶液渗透压=静水压半透膜的透过原理：根据膜上孔的大小来选择分子是否能通过渗透现象演示动画演示动画演示蔗糖分子水分子问题探讨3.如果用用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管的液面

还会升高吗？4.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，

液面高度如何变化？不会,因为纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由透过。漏斗管内的液面不会升高,单位时间内透过玻璃纸的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量。发生渗透作用的条件一：半透膜发生渗透作用的条件二：膜两侧的溶液具有浓度差一、水进出细胞的原理1.渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。

扩散：扩散是分子从高浓度处向低浓度处运动的现象。最后结果两处物质浓度相等。——渗透作用②半透膜的两侧的溶液具有浓度差①具有半透膜2.条件：（物质的量浓度）染料的扩散低浓度溶液（水多）高浓度溶液（水少）水分子数多水分子数少3.方向：1、动物细胞的吸水和失水观察红细胞在不同浓度溶液中的变化，分析水进出红细胞的原理外界溶液浓度等于细胞质浓度外界溶液浓度低于细胞质浓度外界溶液浓度高于细胞质浓度细胞失水皱缩保持正常形态细胞吸水膨涨水的进出方向：---顺相对含量梯度（水多---水少）进出动物细胞结果分析：细胞膜相当于半透膜

细胞质与外界溶液可以具有浓度差实验说明：动物细胞可通过渗透作用吸水和失水高浓度溶液生理盐水蒸馏水思考·讨论1.红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？这些有机物相当于

“问题探讨”所示装置中的什么物质？不能，蔗糖分子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？相当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，浓度差较小时不会涨破。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。浓度差越大细胞吸水或失水越多。防止血细胞失水或吸水，细胞形态改变影响细胞的功能。水进出哺乳动物红细胞的原理吃腌制的咸菜，连续嗑带盐瓜子会感觉口渴，这是为什么呢？口腔细胞失水学以致用与生活中的联系细胞壁（全透性）2、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当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，原生质层比细胞壁的伸缩性大，发生质壁分离。当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。

1、植物细胞发生质壁分离的条件：1）、细胞是活的2）、细胞有大液泡3）、细胞外溶液的浓度大于细胞液浓度内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度2、质壁分离产生的原因探究·实践探究植物细胞的吸水和失水生活中观察到的现象：（失水）（吸水）（有水分渗出）用食盐腌制会使细菌等微生物因在高浓度溶液中过度失水而死亡，从而达到防止食物腐烂变质的目的

对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象有些萎蔫的白菜叶片置于清水中又变得硬挺包水饺把白菜做馅时，放一些盐，过一会儿发现什么现象？（失水）探究植物细胞的失水与吸水原生质层相当于一层半透膜吗？1、提出问题假设原生质层相当于一层半透膜2、作出假设3、设计实验预期结果在高浓度溶液中细胞失水，中央液泡会变小，细胞失水皱缩在清水中吸水后的细胞吸水，中央液泡会变大，细胞吸水膨胀先将细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其形态变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小变化。思路探究•实践(1)材料用具：②

0.3g/mL的蔗糖溶液、清水③吸水纸引流法

刀片，镊子，滴管、载玻片、

盖玻片、显微镜等①

材料选择：

活细胞、有细胞壁、有大液泡

如：紫色洋葱鳞片叶（液泡中有

紫色花青素，便于观察）、黑藻(有大液泡和大而清晰的叶绿体，

便于观察)等黑藻探究·实践：探究植物细胞的吸水和失水(2)实验步骤：制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片低倍镜下观察液泡大小和原生质层位置低倍镜下观察液泡大小和原生质层位置滴蔗糖溶液制片观察观察滴清水观察滴加清水，吸水纸引流一侧滴加0.3g/mL蔗糖溶液，另侧用吸水纸引流低倍镜下观察（紫色的中央液泡大小，原生质层位置）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变深重新变浅1、原生质层相当于半透膜2、植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的实验结论(3)结果分析：---质壁分离与复原“质”指原生质层，“壁”指细胞壁思考∙讨论1、你知道质壁分离的的“质”与“壁”分别指什么吗？2、在质壁分离及复原的过程中，细胞液浓度及细胞吸水力的变化趋势如何？质壁分离——质壁分离复原——3、若用KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等溶液做实验，会出现什么现象？

4、本实验是如何设置对照的细胞液浓度变大，细胞吸水力变大细胞液浓度变小，细胞吸水力变小KNO3等溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞失水，发生质壁分离，质壁分离后因细胞主动吸收K+和NO3_等溶质微粒，而使细胞液浓度增大，植物细胞又会吸水，引起质壁分离后的自动复原。同一实验组在实验前后形成自身对照1.取材是什么？为什么？2.用什么显微镜观察？3.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？原因是什么？4.再滴清水时，看到什么现象？液泡的体积与颜色有什么变化？原因是什么？5.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？6.此实验要求细胞始终处于什么状态？紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，有颜色、易观察光学、低倍镜观察质壁分离液泡变小，颜色加深；细胞因为渗透作用失水。质壁分离复原液泡变大，颜色变浅；细胞因为渗透作用吸水。严重质壁分离不会复原；过度失水死亡。活细胞基础问答7.植物细胞的哪个结构可相当于半透膜？它由什么组成？

浓度差是指哪两个溶液之间的浓度？8.植物细胞放于清水中什么现象？为什么与动物细胞不一样？

9.哪些植物细胞能发生质壁分离？10.质壁分离时细胞壁与细胞膜之间是什么？原生质层；包括细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质。外界溶液和细胞液略微膨胀，但不会涨破，因为有细胞壁的支持和保护。有中央大液泡的

活的

有浓度差外界溶液(4)质壁分离与复原实验的应用拓展1、判断成熟植物细胞的死活2、测定细胞液浓度范围待测成熟植物细胞一定浓度蔗糖溶液镜检发生质壁分离无质壁分离活细胞死细胞待测成熟植物细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间3、比较不同植物细胞的细胞液浓度4、比较未知浓度溶液的浓度大小不同植物细胞同一浓度蔗糖溶液镜检发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大同一植物的相同成熟细胞未知浓度的溶液镜检

发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小(4)质壁分离与复原实验的应用拓展6、农业生产中的水肥管理7、生活中杀菌、防腐、腌制食品5、鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）成熟植物细胞不同种类溶液镜检只发生质壁分离质壁分离后自动复原溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液）溶质能透过半透膜（如KNO3溶液）(4)质壁分离与复原实验的应用拓展二、自由扩散和协助扩散被动运输：自由扩散协助扩散2.被动运输分为自由扩散和协助扩散两类。1.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。(一）自由扩散物质通过简单扩散作用进出细胞，叫做自由扩散，也叫简单扩散。①

气体分子，如O2、CO2、N2、NH3等②

少部分水③

脂溶性小分子，如甘油、脂肪酸、乙醇，

苯、尿素、固醇等1.概念：2.实例：（二）协助扩散2.实例：3.实例：1.概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。①离子和一些小分子有机物，如葡萄糖、氨基酸②大部分水转运蛋白镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。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是否与转运的分子结合有无特异性实例改变结合具有不改变不结合具有葡萄糖进入红细胞水分子通过水通道蛋白进出细胞3、被动运输的特点顺浓度梯度运输（高→低）不消耗细胞代谢的能量不需要转运蛋白协助自由扩散协助扩散顺浓度梯度运输不消耗细胞代谢的能量需要转运蛋白协助4.影响因素

:1、膜内外浓度梯度的大小会影响物质运输的速率；2、转运蛋白的数量会影响物质运输的速率；3、温度变化会影响物质运输的速率。3.实例：细胞能量供应扩散速率

0浓度差运输速度A浓度差运输速度自由扩散协助扩散曲线分析

(1)OA段：限制因素为浓度差。(2)A点以后：达到饱和，此时

限制因素为转运蛋白的数量。以自由扩散的方式1.O2是怎样进入血液以及组织细胞？2.O2从肺泡腔进入血液需要穿过几层生物膜？3.O2从肺泡腔进入组织细胞需要穿过几层生物膜？9层4层肺泡O2O2思考∙讨论2.将一洋葱细胞放入大于该细胞细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后

在显微镜下发现该细胞未发生质壁分离，其原因可能是该细胞()

①是死细胞②大量吸水③无紫色大液泡而不易观察

④大量失水⑤质壁分离后又自动复原A.①②③ B.①③⑤ C.②③⑤ D.②④⑤B1.下列哪一项不是细胞发生质壁分离现象所必需的(

)A.细胞是活细胞B.不能是动物细胞C.外界溶液浓度大于细胞液浓度D.细胞中必须要有叶绿体D练一练3、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状态，a、b表示该部位溶液

的浓度，由此可以推测(

)A.可能a>b，细胞渗透吸水B.a＝b，渗透系统保持动态平衡C.a<b，细胞渗透失水D.上述三种情况都可能存在D4、下图表示在一定