4.1被动运输 课件高一上学期生物人教版必修1

第1节被动运输

学习目标1.阐明细胞膜的选择透过性。2.进行关于植物细胞吸水和失水的实验探究。3.阐明被动运输的原理和特点。4.转运蛋白的种类和作用。01水进出细胞的原理02探究植物的吸水和失水03自由扩散和协助扩散01水进出细胞的原理

在一个长颈漏斗是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。1.漏斗管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？3.如果用一层纱布（全透性）代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？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？【讨论】问题探讨蔗糖溶液玻璃纸（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子1.漏斗内的液面为什么会升高？单位时间从清水流入蔗糖溶液中的水分子数单位时间从蔗糖溶液流入清水中的水分子数渗透作用：水分子（或其它溶剂分子）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问题探讨渗透现象演示讨蔗糖溶液玻璃纸（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子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,渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。问题探讨ABC

条件①半透膜发生渗透作用的条件是什么？①具有半透膜②半透膜两侧的溶液具有浓度差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3.如果用一层纱布（全透性）代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？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？

条件②浓度差问题探讨水分子（或其它溶剂分子）透过半透膜的扩散。最后结果是通过半透膜的溶剂分子达到动态平衡。2、发生条件：①具有半透膜；②半透膜两侧的溶液具有浓度差。一、渗透作用1、概念：3、水分子渗透方向：半透膜水相对含量

水相对含量浓度溶液浓度溶液渗透压渗透压低高高低高低水分子是顺相对含量梯度跨膜运输小结从溶剂角度从溶质角度从渗透压角度细胞内溶液思考：

如果将装置中的长颈漏斗换成动物细胞,会有什么现象呢？细胞膜类比

一(提示：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？)一、水进出细胞的原理1.2水分子进出动物细胞的原理

外界溶液的浓度

细胞质的浓度小于吸水膨胀大于失水皱缩低渗溶液高渗溶液等渗溶液等于保持原状0.9%NaCl溶液中13%NaCl溶液中0.5%NaCl溶液中一、水进出细胞的原理1.2水分子进出动物细胞的原理思考·讨论1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？2.这些有机物相当于“问题探讨”装置中的什么物质？3.红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？4.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？5.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？6.对病人注射药物时，为何将药物溶解在生理盐水（质量分数为0.9%的NaCl溶液）里进行注射？不能，血红蛋白属于大分子是，红细胞的细胞膜有选择透过性不一定

持续吸水会涨破红细胞内外溶液的浓度差相当于蔗糖分子使红细胞既不吸水涨破，也不失水皱缩，维持正常的形态和功能。结论：动物细胞通过渗透作用吸水和失水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浓度差为什么动物细胞能发生渗透作用？讨论:动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统

②细胞内溶液与外界溶液存在浓度差①细胞膜相当于一层半透膜一、水进出细胞的原理1.2水分子进出动物细胞的原理如果将装置中的漏斗换成植物细胞,还会不会渗透吸水？类比

二1.3水进出植物细胞的原理一、水进出细胞的原理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？白菜放置时间长了会萎蔫；而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水，使青菜保持新鲜硬挺状态。对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。联系生活(选择透过性)原生质层(选择透过性)细胞膜细胞质液泡膜细胞壁(全透性，伸缩性比较小)构成半透膜原生质层细胞液浓度差外界溶液存在渗透系统细胞液（具有一定的浓度）注意：原生质层1.3水进出植物细胞的原理一、水进出细胞的原理(伸缩性大)02探究植物的吸水和失水一个植物细胞能否构成渗透系统？细胞壁02探究植物的吸水和失水水从哪里来？萎蔫的青菜，浸泡清水后，为什么能恢复坚挺？探究实践02探究植物的吸水和失水提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达交流原生质层是否相当于一层半透膜？原生质层相当于一层半透膜如果假设是正确的，当外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞会_______，中央液泡______；当外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞会______，中央液泡______。失水变小吸水变大02探究植物的吸水和失水02探究植物的吸水和失水质壁分离质壁分离复原02探究植物的吸水和失水第一次对照第二次对照原生质层紧贴细胞壁失水液泡缩小吸水液泡增大0.3g/mL蔗糖溶液清水中正常细胞02探究植物的吸水和失水结论：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。02探究植物的吸水和失水质壁分离的原因：内因：原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩性外因：外界溶液浓度>细胞液浓度注意：02探究植物的吸水和失水如果所用外界溶液为KNO3、甘油、NaCl、尿素、葡萄糖、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。03自由扩散和协助扩散三、自由扩散和协助扩散1、被动运输定义：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物质所释放的能量，这种物质跨膜运输的方式称为被动运输。2、被动运输特点：①不消耗能量；②顺浓度梯度运输。3、被动运输分类：动力来自细胞内外物质的浓度差①自由扩散②协助扩散三、自由扩散和协助扩散4、自由扩散：三、自由扩散和协助扩散4、自由扩散（简单扩散）（1）定义：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫自由扩散（2）特点：①顺浓度梯度运输；

②不需要消耗能量③不需要膜上转运蛋白参与（3）举例：（1）小分子物质：氧气、二氧化碳等（2）脂溶性物质：甘油、乙醇、苯等三、自由扩散和协助扩散5、协助扩散：三、自由扩散和协助扩散5、协助扩散（易化扩散）（1）定义：这种借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，

叫协助扩散。也叫易化扩散（2）特点：①顺浓度梯度运输；

②不需要消耗能量③需要膜上转运蛋白参与（3）举例：红细胞吸收葡萄糖三、自由扩散和协助扩散6、转运蛋白(1)定义：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助物质跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。(2)类型：载体蛋白通道蛋白①运输与自身结合部位相适应的分子或离子②每次转运时都会发生自身构象的改变①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②转运分子或离子时不需要与通道蛋白结合如水通道、钾离子通道、钠离子通道、钙离子通道三、自由扩散和协助扩散7、影响因素(1)膜内外物质浓度梯度的大小。(2)某些物质的运输速率还与转运蛋白的数量有关。(3)温度变化会影响物质运输速率。自由扩散协助扩散扩散速率(V)O2浓度/氧分压自由扩散协助扩散三、自由扩散和协助扩散被动运输自由扩散协助扩散磷脂双分子层载体蛋白转运蛋白通道蛋白水通道蛋白水分子进出细胞属于包括穿过借助包括如一、概念检测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。细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。（

）水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的。（

）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.某科研小组设计如图所示的渗透装置，其中蔗糖不能透过半透膜，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，液面不动(渗透平衡)时液面差为Δh。下列说法正确的是()A．渗透平衡后S1和S2浓度的大小关系为S1＝S2B．渗透平衡后无水分子通过半透膜C．漏斗中溶液液面上升速率逐渐加快D．向漏斗内加适量清水Δh将变小D3.如图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离的实验结果图，图2为质壁分离及其复原实验流程图。下列说法正确的是()A．图1细胞若继续发生质壁分离，则该细胞的吸水能力减弱B．图1所示结果只能在图2中C处观察到C．增大蔗糖溶液的浓度会使第二次观察(D)和第三次观察(F)实验效果更明显D．该实验用显微镜主要观察原生质层的位置、液泡的颜色和大小等D4、基于对植物细胞壁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（

）A、成熟植物细胞的死活B、原生质层比细胞壁的伸缩