4.1被动运输课件-高一上学期生物人教版（2019）必修1

被动运输指物质从高浓度区域向低浓度区域自由运动，直至均匀分布的现象。扩散作用半透膜是一类可以让小分子物质通过，而较大分子物质不能通过的一类多孔性膜。如：玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜，鱼鳔等。渗透装置物质能否通过与半透膜的孔径大小有关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？多少由于蔗糖溶液中水的相对含量(单位体积中水分子数)比烧杯中的水的相对含量低，因此烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中的水扩散到烧杯中的速度相对更快，导致漏斗中水量增加，液面上升。不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终使半透膜两侧水分子的交换率相同时，液面不再升高。当液面不再上升时，漏斗内外的溶液浓度如何？漏斗内溶液浓度>漏斗外溶液浓度渗透平衡注意：液面不再上升时，即达到渗透平衡后，半透膜两侧的水分子双向交换速率相等，浓度高的溶液，平衡后，浓度依旧高。1、漏斗中溶液浓度变化2、水分子由烧杯到漏斗的速率变化3、半透膜内外浓度差变化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？不会。因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。单位时间透过玻璃纸进出水分子数相同，故漏斗管液面不变条件一：半透膜条件二：半透膜两侧有浓度差①概念：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散③渗透作用中水的运输方向水分子相对含量高—溶质浓度低－渗透压低水分子相对含量低—溶质浓度高－渗透压高此浓度是指物质的量浓度，不是质量分数，是单位体积中微粒的多少,。②发生的条件具有半透膜半透膜两侧存在浓度差S1溶液S2溶液半透膜S1溶液S2溶液半透膜①若S1溶液浓度大于S2溶液浓度:单位时间内由S2→S1的水分子数

由S1→S2的水分子数，外观上表现为S1溶液液面

；

若存在如图所示的液面差Δh，且高度不变即到达

，S1溶液浓度

S2溶液浓度多于上升渗透平衡注:S1、S2表示同种溶质（不能通过半透膜）不同浓度的溶液。1、溶质不能通过半透膜的渗透装置仍大于1、溶质不能通过半透膜的渗透装置液面（等高）10%蔗糖溶液10%葡萄糖溶液半透膜②同质量浓度10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液较多，右侧液面升高液面（等高）2mol/L蔗糖溶液2mol/L葡萄糖溶液半透膜①同物质的量浓度液面不变1、溶质不能通过半透膜的渗透装置液面（等高）10%蔗糖溶液10%葡萄糖溶液半透膜②同质量浓度加蔗糖酶蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由10%的葡萄糖溶液→10%的蔗糖溶液较多，则左侧液面升高，最终高于右侧若S1溶液浓度大于S2溶液浓度，最初单位时间内由S2→S1的水分子数

由S1→S2的水分子数，随着溶质的扩散，最终S1和S2溶液浓度

，外观上表现为S1溶液液面

，最终S1和S2溶液液面

；多于相等先上升后下降持平注:S1、S2表示同种溶质（能通过半透膜）不同浓度的溶液。2、溶质能通过半透膜的渗透装置S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能透过半透膜②S1的物质的量浓度大于S2的物质的量浓度①S1的物质的量浓度小于S2的物质的量浓度S1溶液S2溶液半透膜最初S1液面升高S2液面上升，并且始终高于S1液面随着S1中的溶质透过半透膜进入S2，最终S2液面升高，并高于S12、溶质能通过半透膜的渗透装置特别提醒：有关渗透作用的两个易错点(1)水的运输特点:

无论细胞吸水还是失水，水分子通过半透膜的扩散都是双向进行的。(2)渗透平衡的实质:

渗透平衡只意味着半透膜两侧的水分子双向移动速率相同，即到达平衡状态。既不可看作没有水分子移动，也不可看作膜两侧溶液浓度相等。1.渗透达到平衡,半透膜两侧的水分子是静止不动的。(

)

2.Δh不变时，S1、S2的浓度大小关系为：S1_____S2×>

水分子通过细胞膜进出细胞也是通过渗透作用吗？生物细胞结构也具备以下两个条件吗？1、具有半透膜。2、半透膜两侧具有浓度差。外界溶液浓度等于细胞质浓度细胞失水皱缩细胞形态不变高浓度溶液生理盐水（0.9％）蒸馏水外界溶液浓度低于细胞质浓度外界溶液浓度大于细胞质浓度细胞吸水膨胀1、红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？2、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？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？4、红细胞吸水或失水取决于什么条件？5、想一想临床上输液为什么要用生理盐水。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）。

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。半透膜：一类小分子物质可以通过,而较大分子物质不能通过的薄膜的总称。如玻璃纸、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣等选择透过性膜：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，半透膜不一定是选择透过性膜半透膜选择透过性膜生物细胞结构也具备以下两个条件吗？1、具有半透膜。2、半透膜两侧具有浓度差。动物细胞细胞膜相当于半透膜细胞质与外界溶液可以具有浓度差1、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。3、放蔫的青菜用清水浸泡一会儿后，又恢复新鲜。1、植物细胞会出现失水的情况吗？2、植物细胞在什么情况下会吸水和失水？

3、什么结构相当于一层半透膜？提出问题：水又是如何进出植物细胞的呢？成熟植物细胞结构(水可以自由通过)、伸缩性较小细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层（伸缩性较大）细胞壁（全透性）细胞膜细胞质液泡膜细胞液（具有一定的浓度）原生质层细胞液水进出植物细胞主要指水经过原生质层进出液泡提出问题作出假设设计实验进行实验实验结论水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是不是相当于一层半透膜？水分子进出细胞是通过渗透作用。原生质层相当于一层半透膜。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。材料选择：活细胞有细胞壁有大液泡①紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞注意：紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞液泡无色，直接观察现象不明显，需要对外界溶液进行染色处理。有大液泡，细胞液中有花青素，呈紫色便于观察②黑藻叶片黑藻是高等植物细胞，含有大液泡和大而清晰的叶绿体，能观察到质壁分离及复原现象盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片32滴清水，将撕下的表皮在水滴中展开1撕取洋葱鳞片叶外表皮4低倍镜观察撕取洋葱鳞片叶时要不带叶肉且不宜过大，避免制作装片时出现重叠和气泡实验步骤：6低倍镜观察5在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸多次吸引中央液泡逐渐变小，颜色变深；原生质层与细胞壁逐渐分离；细胞大小基本不变。目的：使盖玻片下面的洋葱鳞片叶表皮细胞完全浸润在蔗糖溶液中。质壁分离实验步骤：78盖玻片的一侧滴加清水，另一侧用吸水纸吸引低倍镜观察中央液泡逐渐变大，颜色变浅；原生质层逐渐恢复到贴近细胞壁；细胞大小基本不变。56低倍镜观察盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引中央液泡逐渐变小，颜色变深；原生质层与细胞壁逐渐分离；细胞大小基本不变。质壁分离质壁分离的复原实验步骤：外界溶液浓度<

细胞液的浓度，细胞

而出现

;外界溶液浓度>

细胞液的浓度，细胞

而出现

;失水吸水液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水逐渐变小逐渐变大原生质层恢复原来位置原生质层与细胞壁分离基本不变基本不变①在清水中：细胞的正常形态③在清水中：质壁分离复原②高浓度蔗糖溶液中:

质壁分离实验结果①是对照组；②是实验组②是对照组；③是实验组自身对照自身对照质壁分离质壁分离复原解释②原生质层的伸缩性比细胞壁的___细胞壁（全透性）细胞膜细胞质液泡膜细胞液

（具有一定的浓度）原生质层S1溶液S2溶液半透膜①原生质层相当于一层______细胞液与外界溶液具有一定的浓度差。内因外因半透膜大实验结论:植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。实验原理①观察时间加入蔗糖溶液后不宜停留过长时间，防止细胞长时间处于高渗溶液中，因过度失水而死亡。如果所用溶液中的溶质为甘油、葡萄糖、NH4NO3、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。②外部溶液浓度：③质壁分离的自动复原（一定浓度）0.3g/mL的蔗糖溶液对细胞无毒害作用，浓度适中的外界溶液，浓度过高会导致细胞失水过多而死亡注意事项：该细胞为什么不发生变化?细胞因过度失水死亡质壁分离与复原实验的应用①判断成熟植物细胞的死活②测定植物细胞的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(约有50%细胞)发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间③比较不同植物细胞的细胞液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质壁分离与复原实验的应用膜两侧的浓度差越大，质壁分离发生的时间越短，④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）原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。

（仅存在于成熟的植物细胞中，不包括细胞核和液泡中的细胞液）原生质层和原生质体的区别原生质体：植物细胞中特指除去细胞壁后剩余部分。（包括细胞膜、细胞质和细胞核）。

一个动物细胞即一团原生质体。水进出细胞的原理渗透作用发生的条件具有半透膜半透膜两侧具有浓度差动物细胞的吸水和失水成熟植物细胞的吸水与失水结构特点大液泡、细胞壁原生质层吸水与失水的特点[细胞液]<[外界溶液][细胞液]>[外界溶液]形态不变[细胞质]>[外界溶液]时[细胞质]<[外界溶液]时[细胞质]=[外界溶液]时吸水膨胀失水皱缩质壁分离质壁分离复原活细胞细胞吸水能力与细胞渗透压有关细胞浓度越大，渗透压

越大

，细胞吸水能力越强

。课堂小结1、将某植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体（即植物细胞中细胞壁以内的部分）的体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是()A．0~4h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内B．0~1h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等C．2~3h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压D．0~1h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压C植物细胞被动运输：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的物质跨膜运输方式。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类顺浓度梯度(高浓度→低浓度)1.自由扩散：指物质通过简单的扩散进出细胞的方式，又称简单扩散。特点：3、不需要转运蛋白的协助2、不需要能量1、顺浓度梯度（从高浓度到低浓度）影响因素:膜内外物质浓度差、温度气体（O2、CO2、N2）、小部分水分子脂溶性小分子：苯、甘油、脂肪酸、尿素、固醇、乙醇扩散速率(V)物质的浓度O肺泡细胞≠自由扩散：指物质通过简单的扩散进出细胞的方式，又称简单扩散。组织间隙组织细胞管血细毛肺泡O2O2O2O2O2O2O2组织间隙1、O2是怎样进入血液以及组织细胞？以自由扩散的方式2、O2从肺泡腔进入血液需要穿过几层生物膜？（肺泡壁、毛细血管壁为单细胞层）4层3、O2从肺泡腔进入组织细胞需要穿过几层生物膜？9层2.协助扩散：指物质借助膜上转运蛋白进出细胞的方式，又称易化扩散。特点：1.顺浓度梯度（从高浓度到低浓度）3.需要转运蛋白的协助2.不需要能量大部分水分子通过水通道蛋白进出细胞葡萄糖、氨基酸进入红细胞等。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过。需要与物质结合，引起载体蛋白空间结构改变(运输前和运输后结构不变)。

参与协助扩散、主动运输通道蛋白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。不需要与物质结合，不改变自身结构。

只参与协助扩散转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型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，会移动不改变，不移动有无饱和值有无是否与转运的分子结合结合不结合是否有特异性具有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转运蛋白的类型2.协助扩散：指物质借助膜上转运蛋白进出细胞的方式，又称易化扩散。特点：1.顺浓度梯度（从高浓度到低浓度）3.需要转运蛋白的协助2.不需要能量大部分水分子通过水通道蛋白进出细胞葡萄糖、氨基酸进入红细胞等。影响因素:膜内外物质浓度差、温度载体蛋白的种类和数量载体蛋白特点：特异性（或专一性）、饱和性扩散速率(V)细胞外浓度OPP点后运输速率受______________制约载体蛋白数量

彼得·阿格雷，科学家。1974年在巴尔的摩约翰斯·霍普金斯大学医学院获医学博士，现为该学院生物化学教授和医学教授。2004年来到杜克大学，担任医学院副院长。

阿格雷发现了细胞膜水通道，即细胞膜中存在一个2纳米的空隙，仅容许水分子进入皮肤真皮层的细胞中，参与生命活动。

阿格雷和麦金农分享了2003年的诺贝尔化学奖。麦金农的贡献主要是在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面。彼得·阿格雷与水通道蛋白水通道蛋白离子通道蛋白自由扩散协助扩散方向顺浓度梯度能量不耗能转运蛋白不需要实例气体、水、

。

通道、

通道示意图曲线影响因素膜内外物质浓度梯度、温度膜内外物质浓度梯度、温度和

种类和数量顺浓度梯度不耗能需要转运蛋白离子水脂溶性小分子被动运输自由扩散协助扩散磷脂双分子层载体蛋白膜转运蛋白通道蛋白水通道蛋白渗透作用水分进出细胞质壁分离与复原属于原理是会导致成熟植物细胞包括穿过借助包括如2、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的磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则（）

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D1、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”,其原因是（）

A.根细胞从土壤中吸收的养分过多B.根细