4.1被动运输课件-高一上学期生物人教版必修1VIP

第一节

被动运输汇报人：陈

颖第四章

细胞的物质输入和输出本章内容引入：学习目标：01通过对“问题探讨”的学习，理解并掌握渗透作用的概念，过程，发生的条件。02通过对水分子进出红细胞的过程学习，明确细胞膜相当于半透膜，水分子进出红细胞也是渗透作用。渗透作用原理和现象分析01一、渗透作用---渗透现象的探究扩散作用概念：分子或离子从相对含量高向相对含量低运动的现象。注:扩散速度的快慢受温度影响。一、渗透作用自主学习探究学习（一）：请同学们阅读本节内容开头的问题探讨内容，并以小组的形式完成下面的三个问题探讨。（时间3min左右）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薄膜的总称。常见的半透膜有玻璃纸、羊皮纸等。水分子可以自由透过玻璃纸（又叫赛璐玢），而蔗糖分子则不能。一、渗透作用问题1：漏斗管内的液面为什么会升高？总结：蔗糖溶液中水的相对含量比烧杯中低，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗扩散到烧杯中的速度更快,使漏斗中水量增加,液面上升。一、渗透作用问题2：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，管中的水柱产生的重力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，当__________________________最终达到平衡，液面将不再上升。漏斗内渗透压=液柱的压力，一、渗透作用问题3：如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？问题4：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？问题5：通过以上问题的探究和解决，你能否概括一下什么是渗透作用？不会，纱布不是半透膜，蔗糖分子和水分子都能通过。膜两侧的浓度相同，单位时间进出半透膜水分子量相同，故漏斗管液面不变。一、渗透作用---渗透作用的概念、条件、方向概念：水分子运输方向：发生条件：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。水分子的移动是双向的，但是水多水少具有半透膜半透膜两侧的溶液具有浓度差一、渗透作用---渗透平衡问题6：达到渗透平衡式时，你认为半透膜两侧的溶液浓度关系是怎么样的？为什么？分析：①液面高度不发生变化，水分子双向运动速率相等，即动态平衡。

②渗透平衡时：漏斗内渗透压=液柱的压力溶液S1溶液S2整个过程溶液浓度变化：①平衡前：S2＞S1②渗透过程：S2↓

S1↑③平衡后：S2＞S1一、渗透作用---”U“型管渗透装置的应用类型一：半透膜只允许溶剂通过，溶质不可过。①物质的量浓度相同的两种溶液中，水分子进出动态平衡，所以页面不动。渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。一、渗透作用---”U“型管渗透装置的应用类型一：半透膜只允许溶剂通过，溶质不可过。②10%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%葡萄糖溶液移动，右侧液面升高。一、渗透作用---”U“型管渗透装置的应用类型一：半透膜只允许溶剂通过，溶质不可过。③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%的蔗糖溶液移动，则左侧液面升高，最终高于右侧。一、渗透作用---”U“型管渗透装置的应用类型二：半透膜允许溶剂通过，也允许特定的溶质通过。④葡萄糖分子可通过10%的葡萄糖溶液的物质的量浓度大于10%的蔗糖溶液，所以水分子先从10%的蔗糖溶液→10%的葡萄糖溶液移动，所以右侧页面先升高；在此过程中葡萄糖也在不断地向蔗糖溶液方向走，最终使左侧溶液浓度大于右侧，则左侧液面升高，最终高于右侧。习题巩固：【典例1】如图甲是渗透作用装置示意图，乙、丙两曲线图的横坐标代表时间，下列叙述不正确的是(

)

A．图甲所示装置中漏斗内溶液的浓度变化可用曲线丙表示B．水分子由漏斗外进入漏斗内的速率变化可用曲线乙表示C．漏斗管内的液面高度变化可用曲线丙表示D．半透膜内外溶液的浓度差可用曲线乙表示√习题巩固：【典例2】如图为U形渗透装置，甲、乙分别加入0.1g/mL蔗糖溶液和0.3g/mL蔗糖溶液，起始液面高度相同。半透膜允许水分子通过，不允许蔗糖分子通过。下列相关叙述错误的是（

）A．装置内溶液渗透平衡时，水分子不再通过半透膜B．装置内溶液渗透平衡时，乙的液面高于甲的液面C．若甲、乙的蔗糖溶液浓度相同，液面将保持不变D．用纱布取代半透膜不会出现相同的实验现象√

A．实验刚刚开始时，装置A和装置B中水分子从S2侧进入另一侧的速度一样B．装置B的现象是S3溶液液面先上升后下降C．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后开始下降D．实验结束时A中S1与S2溶液，B中S2与S3溶液液面均持平√水进出动物细胞的原理02二、水进出动物细胞的原理自主学习探究学习（二）：请同学们观察分析课本图4-1，完成下面对应的5个问题探讨，并作答。问题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？问题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？问题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？二、水进出动物细胞的原理不能，蔗糖分子相当但不能等同，细胞膜具有生命活性，具有选择透过性。不一定，红细胞吸水后，细胞质浓度也降低，当与外界平衡时就不吸水了，如果内外浓度差不够大，便达不到涨破的程度。二、水进出动物细胞的原理问题4：红细胞吸水或失水取决于什么条件？问题5：想一想临床上输液为什么要用生理盐水？细胞内外溶液的浓度差，正相关生理盐水的浓度和血浆浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或者失水而出现形态结构异常。二、水进出动物细胞的原理

外界溶液浓度＜

细胞的浓度细胞吸水膨胀低渗溶液

外界溶液浓度＞

细胞的浓度细胞失水皱缩高渗溶液外界溶液浓度=细胞的浓度细胞形态不变等渗溶液习题巩固：【典例3】将数量相同的小鼠成熟红细胞分别放入a、b、c三种不同浓度的等量蔗糖溶液中，浸泡一段时间后，三种溶液中红细胞的形态如下图所示。下列说法正确的是（

）

A．三种溶液的浓度关系为c>b>aB．a中的细胞在此过程中吸水能力下降C．a组细胞在浸泡过程中不发生渗透作用D．若将a中的蔗糖溶液改为浓度相当的葡萄糖溶液，则细胞可能出现先皱缩后恢复原状的现象√联系生活对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。盐腌制过的黄瓜,皱皱巴巴，还出水。植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？水进出植物细胞的原理03学习目标：03通过完成探究实验“植物细胞的吸水和失水”，理解植物细胞的质壁分离过程，原理。(科学探究)04通过实例分析，阐明被动运输中自由扩散和协助扩散的原理及特点。（科学思维）思考：植物细胞的吸水或失水是否是通过渗透作用呢？细胞膜细胞质液泡膜细胞壁(全透性),伸缩性比较小相当于半透膜？细胞液与外界溶液之间存在浓度差原生质层细胞液成熟植物细胞的结构植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。水进出细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。三、水进出植物细胞的原理自主学习探究学习（三）：请大家阅读教材63-65页，思考讨论以下问题：1.植物细胞的什么结构相当于半透膜？2.实验材料怎么选？5.实验中共进行了几次显微观察，现象分别是什么？6.实验结论是什么？植物细胞发生质壁分离的原因是什么？3.实验主要试剂是什么？4.你认为本实验的观测对象是什么？7.如果把0.3g/mL的蔗糖换成同等浓度的KNO3/乙二醇溶液，发生质壁分离的现象一样吗？探究实验：探究植物细胞的吸水和失水植物细胞的吸水和失水实验提出问题原生质层相当于半透膜吗？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？做出假说原生质层相当于半透膜。实验设计实验过程实验材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞（黑藻叶片）实验试剂：0.3g/mL的蔗糖溶液、清水观测对象：中央液泡的大小、原生质层的位置、细胞大小实验过程：探究实验：探究植物细胞的吸水和失水提出问题做出假说实验设计实验过程实验结果实验结论实验分析探究实验：探究植物细胞的吸水和失水提出问题做出假说实验设计实验过程实验结果实验结论实验分析5.实验中共进行了几次显微观察，现象是什么？三次低倍镜观察液泡大小液泡颜色原生质层的位置细胞大小原始状态滴蔗糖溶液后滴清水后变小逐渐恢复原来大小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变深变浅大、充盈紫色原生质层紧贴细胞壁正常大小质壁分离质壁分离复原蔗糖探究实验：探究植物细胞的吸水和失水提出问题做出假说实验设计实验过程植物细胞的吸水和失水实验原生质层相当于半透膜吗？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层相当于半透膜。6.实验结论是什么？(1)植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；(2)植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。实验结果实验结论实验分析探究实验：探究植物细胞的吸水和失水提出问题做出假说实验设计实验过程实验结果实验结论实验分析植物细胞的吸水和失水实验原生质层相当于半透膜吗？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层相当于半透膜。6.发生质壁分离的原因是什么？(1)内因：原生质层伸缩性

细胞壁伸缩性

(2)外因：外界溶液浓度

细胞液浓度大于大于思考1：你认为植物能发生质壁分离的条件有哪些？思考2：如果把0.3g/mL的蔗糖换成同等浓度的KNO3/乙二醇溶液，发生质壁分离的现象一样吗？探究实验：探究植物细胞的吸水和失水(1)细胞是活的（死细胞的细胞膜具有全透性），具有细胞壁。(2)细胞有中央大液泡。(3)细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度。干种子的细胞、根尖分生区等未成熟的植物细胞无此结构。若用等浓度的葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等溶液，细胞也会发生质壁分离，但质壁分离后不用滴加清水，细胞就会自动复原。习题巩固：1．如图为某同学利用一定浓度的蔗糖溶液进行质壁分离与质壁分离复原的实验操作步骤，与此相关的叙述中，错误的是(

)A．步骤B主要观察细胞质大小及细胞壁的位置B．步骤D与步骤B的观察结果可以形成对照C．步骤E可以在盖玻片一侧滴加清水D．步骤F观察到的细胞大小可能与步骤B相同√习题巩固：√自由扩散和协助扩散04四、自由扩散和协助扩散自主学习探究学习（三）：请大家阅读教材66-67页，思考讨论以下问题：1.什么是被动运输？2.被动运输的分为哪几类？3.自由扩散的概念、特点、实例、影响因素？4.协助扩散的概念、特点、实例、影响因素？5.尝试分析载体蛋白和通道蛋白的异同点？四、自由扩散和协助扩散问题1：什么是被动运输？问题2：被动运输的分为哪几类？物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输主动运输自由扩散协助扩散物质运输的方式胞吞胞吐四、自由扩散和协助扩散问题3：自由扩散的概念、特点、实例、影响因素？概念：物质通过简单的

进出细胞，叫做自由扩散。扩散作用细胞外细胞内水分子细胞膜顺浓度四、自由扩散和协助扩散问题3：自由扩散的概念、特点、实例、影响因素？（1）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（3）实例：水，气体（O2

、CO2、N2）；脂溶性物质（甘油、乙醇、苯等）；脂质分子（胆固醇、性激素等）（2）特点：（4）影响因素：浓度差扩散速度浓度差、温度四、自由扩散和协助扩散问题4：协助扩散的概念、特点、实例、影响因素？概念：借助膜上的__________进出细胞的物质扩散方式叫做协助扩散，也叫易化扩散。转运蛋白细胞外细胞内细胞膜顺浓度四、自由扩散和协助扩散（1）转运蛋白定义：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。（2）类型：载体蛋白和通道蛋白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，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小电荷相适宜的分子或离子通过。分子和离子通过通道蛋白时，不需要与通道结合。四、自由扩散和协助扩散问题4：协助扩散的概念、特点、实例、影响因素？（1）运输方向：高浓度低浓度（顺浓度梯度）（3）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入细胞、K+通过钾离子通道蛋白进入细胞（2）特点：需膜上转运蛋白的协助，不需要能量（4）影响因素：①浓度差②转运蛋白数量③温度P点后速率受转运蛋白数量限制四、自由扩散和协助扩散问题5：尝试分析载体蛋白和通道蛋白的异同点？项目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选择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，大小和电荷相适宜的分子或离子通过改变不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四、自由扩散和协助扩散方式自由扩散协助扩散运输方向是否消耗能量（ATP）是否需要转运蛋白举例高浓度

低浓度（顺浓度梯度）不消耗不需要需要氧气、二氧化碳、苯等葡萄糖、K+、水等习题巩固：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（

）2.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√××一、概念检测习题巩固：3.