被动运输课件-高一上学期生物人教版必修1

生物学（新人教版）分子与细胞第四章第1节被动运输1.掌握水进出细胞的原理；2.探究关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作；3.了解物质跨膜运输的类型；4.掌握自由扩散和协助扩散的特点和实例。生活中我们会发现：①你吃比较咸的食物时，例如你吃腌制的咸菜，连续嗑盐味的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？②糖拌西红柿放置一段时间后，会出现很多“汁”，“汁”中的水是哪来的？问题探讨水是如何进出细胞的？渗透作用一.渗透作用1.渗透作用扩散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。图1扩散图2渗透半透膜一、水进出细胞的原理渗透现象演示渗透现象动画演示分子级别动画演示蔗糖分子水分子问题探究玻璃纸(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。问题1：为什么长颈漏斗内的液面会上升呢？蔗糖分子（太大）不能通过半透膜而水分子能透过半透膜单位体积内清水中的水分子数多于蔗糖溶液中的水分子数单位时间内由烧杯进入漏斗的水分子数多于由漏斗进入烧杯的水分子数漏斗内液面上升问题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，漏斗中的蔗糖溶液浓度更高，溶质数目更多，渗透压更大，对水的吸引力更强，但随着水分子更多的进入漏斗，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，当水柱的压力等于漏斗内渗透压时，达到渗透平衡，漏斗管内液面不再升高。渗透平衡时，还有水分子进出半透膜，并且由烧杯进入漏斗的水分子数目等于由漏斗进入烧杯的水分子数目，进出动态平衡有高度差就有浓度差，液面高的一侧浓度高拓展：达到渗透平衡时，还有水分子进出半透膜吗？此时半透膜两侧溶液浓度相等吗？渗透平衡时，液柱的压力等于漏斗内渗透压，所以仍然是漏斗内浓度高。问题3：用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面会升高？不会。因为纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由透过。问题4：如果烧杯中是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？漏斗管内液面不会升高。条件一：没有半透膜不能发生渗透作用。条件二：膜两侧的溶液没有浓度差不发生渗透作用。半透膜膜两侧的溶液具有浓度差渗透作用的条件水流方向：低浓度流向高浓度（水多）（水少）渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。1．如图为渗透装置示意图，a、b分别为不同浓度的蔗糖溶液，据图判断，下列叙述错误的是()A．若c为一层纱布，则不会发生此现象B．实验开始时，c两侧的溶液浓度大小是a>bC．实验过程中漏斗管内的液面先上升后保持稳定D．当漏斗管内的液面停止上升时，水分子进出漏斗达到动态平衡√课堂检测2.漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致，渗透平衡时的液面差为Δh。下列叙述错误的是()A.用纱布代替半透膜，蔗糖分子可自由通过B.达到渗透平衡时，水分子进出半透膜达到动态平衡C.如果将S2的浓度适当降低，则渗透平衡时Δh也会变小D.实验开始时S1浓度大于S2，渗透平衡时S1浓度仍大于S2√3.图示渗透作用装置，装置溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，图2、图4分别表示一段时间后，图1、图3液面上升的高度h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA>MB，Ma=Mb>MA，则达到平衡后（）

A．h1＞h2Ma＞MbB．h1＞h2Ma＜MbC．h1＜h2Ma＜MbD．h1＜h2Ma＞Mb√如果将装置中的漏斗换成动物细胞还会不会吸水？水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？细胞会发生什么样的变化？二.水进出动物细胞①外界溶液浓度<

细胞质浓度②外界溶液浓度>

细胞质浓度③外界溶液浓度=

细胞质浓度失水皱缩形态不变吸水膨胀将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中，一段时间后，细胞的变化如下：动物细胞的吸水与失水外界溶液细胞膜半透膜蔗糖溶液细胞质相当于相当于①红细胞与外界溶液组成了一个渗透系统。②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。水进出动物细胞的原理对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。盐腌制过的黄瓜,皱皱巴巴，还出水。如果换成植物细胞呢？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？提出问题三.探究水进入植物细胞的原理植物细胞的吸水与失水细胞壁细胞膜液泡膜细胞质原生质层（全透性）细胞液①②③④⑤能否把整个原生质层看作是一层半透膜呢？水分进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡，这一点与动物细胞有所区别。提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流原生质层是否相当于半透膜？原生质层相当于一层半透膜实验：探究植物细胞的吸水和失水将植物细胞（洋葱外表皮细胞）浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化。预期结果设计方案提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流外界溶液浓度小于细胞液浓度外界溶液浓度大于细胞液浓度细胞失水细胞吸水实验：探究植物细胞的吸水和失水(1)要观察的现象（观察几次）(2)使用的观察工具(3)选择的材料(4)外界溶液自主学习：请自主阅读课本P64-65的内容，观看视频思考下列问题实验：探究植物细胞的吸水和失水第一阶段第二阶段现象试剂中央液泡大小原生质层位置细胞大小名称原因0.3g/mL蔗糖溶液清水缩小，颜色变深质壁分离通过渗透作用失水逐渐脱离细胞壁变大，颜色变浅逐渐贴近细胞壁质壁分离复原通过渗透作用吸水基本不变基本不变提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流实验结果实验：探究植物细胞的吸水和失水②原生质层比细胞壁的伸缩性___实验原理①成熟植物细胞的原生质层相当于一层______细胞液与外界环境具有一定的浓度差，能渗透吸水和失水1.内因:2.外因:半透膜大提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流实验：探究植物细胞的吸水和失水当外界溶液浓度＞细胞液浓度：细胞失水原生质层的伸缩性>细胞壁质壁分离当外界溶液浓度<细胞液浓度：

细胞吸水原生质层逐渐恢复质壁分离复原质壁分离：指原生质层和细胞壁发生分离的现象思考：1、质壁分离中“质”和”壁”分别指什么？质指原生质层，壁指细胞壁。2、实验中发生质壁分离时细胞壁内侧的溶液是什么？3、仅凭该图能否判断细胞正在发生质壁分离？不能，也可能正在发生质壁分离的复原外界溶液（本实验中为蔗糖）因此也不能仅凭该图去判断细胞内外溶液的浓度差1、如果把实验中0.3g/ml的蔗糖溶液换成0.5g/ml的蔗糖溶液，还会发生质壁分离和复原现象吗？2、植物细胞会由于吸水过多而涨破吗？会发生质壁分离。但由于细胞过度失水死亡，无法发生复原。

细胞壁会限制细胞膨胀，对原生质层起保护和支持作用，细胞不会涨破。拓展3、如果换成1mol/L的KNO3溶液，会出现什么现象？细胞会死亡吗？

会出现质壁分离并自动复原

开始时细胞液的水分向外界渗透的速率大于KNO3溶液中的水分向细胞液中渗透的速率，出现质壁分离；同时由于K+、NO3-都可以被细胞吸收，使细胞液浓度增大，一段时间后细胞吸水而发生质壁分离复原。质壁分离及其复原实验的应用（1）判断细胞的死活。（2）测定细胞液浓度范围。（3）验证细胞壁和原生质层的伸缩性大小。（4）比较不同植物细胞的细胞液浓度。（5）农业生产中的水肥管理（6）生活中杀菌、防腐、腌制食品（7）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）1.将一块新鲜马铃薯切成5块，放在一定浓度的蔗糖溶液中，通过显微镜观察细胞，结果是蔗糖浓度g/ml0.050.100.150.200.25质壁分离情况不发生不发生刚发生发生发生则马铃薯的细胞液浓度大约为（）g/mlA.0.05—0.10B.0.10-0.15C.0.15-0.20D.0.20-0.25√2．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的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测（）A．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．上述三种情况都有可能（1）该细胞可能正处于

过程中，也可能处于质壁分离后的

过程中，也可能正处在发生

的过程中。（2）此状态下一步可以是液泡继续

，也可以是液泡继续

，也可以是液泡

。质壁分离动态平衡质壁分离复原增大变小不发生变化问题导析√内容动物细胞植物细胞条件细胞膜具有选择透过性，相当于半透膜；胞内溶液与细胞外溶液具有浓度差原生质层(由____________、_________、____________组成)相当于_________，细胞壁具有全透性；细胞液与外界溶液具有浓度差原理水分子运动方向细胞的吸水和失水细胞膜液泡膜细胞质半透膜归纳渗透作用低浓度溶液→高浓度溶液四.被动运输自主学习通过对水进出动、植物细胞原理的学习。请阅读课本P65，总结像水分子这样的运输方式称为什么？分为几类？1、被动运输

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。被动运输自由扩散协助扩散细胞外细胞内自由扩散（简单扩散）：物质通过简单的扩散作用进出细胞特点：顺浓度梯度运输1.2.不需要转运蛋白的参与3.不消耗能量（动力来自浓度差）举例：1.气体分子，如O2、CO2、N2等2.水、尿素等小分子3.脂溶性小分子，如甘油、脂肪酸、乙醇、苯等4.脂质分子（胆固醇、性激素等）特点：顺浓度梯度运输1.需要转运蛋白参与2.不消耗能量（动力来自浓度差）3.协助扩散（易化扩散）：借助膜上的转运蛋白进出细胞举例：①葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞②钠钾离子通过离子通道蛋白运输③水分子通过水通道蛋白运输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不明显是否与转运的分子结合结合不结合是否有特异性具有（更强）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分类请判断①和②分别是哪一种被动运输方式？请说明判断理由。运输速率膜两侧的浓度差②P点（转运蛋白饱和点）膜两侧的浓度差膜两侧的浓度差转运蛋白的数量协助扩散自由扩散影响被动运输的因素①影响协助扩散的因素：影响自由扩散的因素：膜两侧的浓度差膜两侧的浓度差转运蛋白的数量温度温度温度生物膜的流动性酶活性呼吸速率影响影响影响影响物质运输速率温度对物质运输的影响影响被动运输的因素被动运输自由扩散协助扩散图例运输方向特点影响因素举例高浓度→低浓度(顺浓度梯度)不需要载体，不消耗能量需要载体，不消耗能量膜两侧的浓度差、温度膜两侧的浓度差、转运蛋白的数量、温度O2,CO2,水,甘油，乙醇，苯等水通道运输水、红细胞吸收葡萄糖、神经纤维上K+外流、Na+内流课堂小结1.如图表示物质进入细胞膜的两种方式，从图解可以看出()A．甲、乙两种物质都能够自由出入细胞膜B．细胞对甲、乙两种物质都能够主动吸收C．甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输D．甲、乙两种物质都是细胞代谢所必需的物质√课堂检测2.下列物质中，通过自由扩散进入组织细胞的是()A．K＋和Na＋B．氨基酸和葡萄糖C．O2和甘油D．苯和蛋白质√3.下列关于通道蛋白的说法，错误的是()A.一种离子通道一般只允许一种离子通过B.