4.1被动运输课件高一上学期生物人教版必修1

4.1被动运输第四章细胞的物质输入和输出

指某些物质可以通过，另一些物质不能通过的多孔性薄膜。物质能否通过半透膜取决于物质分子的大小。常见的半透膜还有蛋壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣和火棉胶膜等。半透膜蔗糖分子水分子

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，静置观察。过一段时间，会观察到什么现象？

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。观看视频现象：漏斗内的液面升高。问题探讨水分子是双向运动。一、渗透装置问题探讨玻璃纸（半透膜）清水30%蔗糖溶液

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,导致漏斗内液面上升。半透膜讨论：1.漏斗内的蔗糖溶液液面为什么会升高？蔗糖溶液清水讨论：2.若漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？问题探讨不会，随着液面上升，水柱产生的静水压F2逐渐增大，当F2=F1时,该渗透系统（即该装置）达到渗透平衡，此时水分子通过半透膜的双向扩散速率相等，液面不再升高。3.当液面不再上升时半透膜两侧的浓度相等吗?不相等。因漏斗中水柱的压力，在半透膜两侧仍然存在浓度差，漏斗内溶液浓度仍然高蔗糖溶液对清水的渗透压（F1)水柱产生的静水压（F2)蔗糖溶液清水问题探讨讨论：4.如果增加蔗糖溶液的浓度，最终形成的液面高度差∆h会如何变化？

高度差∆h会增大。5.如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？

不会。

原因是纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。纱布问题探讨讨论：6.如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？

不会。

半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。30%蔗糖溶液7.尝试概括渗透作用的发生需要具备怎样的条件？①具有半透膜；②膜两侧溶液存在浓度差。“水往

处流”水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散半透膜①具有半透膜②半透膜两侧存在浓度差（物质的量浓度）含水量___

含水量______浓度溶液___浓度溶液低高高低高1.渗透作用(1)概念(2)条件(3)扩散方向

从溶剂角度从溶液角度二、水进出细胞的原理（1）若甲侧和乙侧分别是质量分数为10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液，半透膜

只允许水通过，一段时间后，液面高度如何变化？膜两侧浓度如何？

10%10%（2）若甲侧是1mol/LNaCl溶液，乙侧是1mol/L蔗糖溶液，半透膜

只允许水通过，液面高度如何变化？甲﹥乙，浓度甲﹥乙1.回答下列问题提示：NaCl溶于水电离出Na+和Cl-习题巩固注意：溶液浓度为物质的量浓度而非质量浓度甲﹥乙1mol/LNaCl1mol/L蔗糖溶液10%10%（4）若甲侧和乙侧分别是质量分数为10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液，半透膜允许水和葡萄糖分子通过，一段时间后，水面高度如何变化？膜两侧浓度如何？先甲﹥乙，最终乙﹥甲；浓度乙﹥甲1.回答下列问题习题巩固（3）若甲侧是1mol/LNaCl溶液，乙侧是清水，半透膜允许水和NaCl通过，液面高度如何变化？膜两侧浓度如何？提示：NaCl溶于水电离出Na+和Cl-先甲﹥乙，最终甲=乙；浓度甲=乙1mol/LNaCl清水2.温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗?请你提出假设，并设计检验该假设的实验方案。假设：在一定温度范围内，升高温度会加快水分通过半透膜的扩散速率，而降低温度则减缓水分通过半透膜的扩散速率。将渗透装置置于不同温度的环境中，同时开始实验，比较不同温度环境下漏斗中液面变化及所用时间。习题巩固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=细胞质浓度细胞失水皱缩细胞形态不变细胞吸水膨胀

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，观察红细胞的变化。0.9%NaCl溶液（生理盐水/等渗溶液）实验现象：高渗溶液低渗溶液2.水进出动物细胞的原理二、水进出细胞的原理外界溶液细胞膜半透膜蔗糖溶液细胞质相当于相当于构成渗透系统细胞质与外界溶液细胞膜水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理相同：渗透作用二、水进出细胞的原理相当于半透膜存在浓度差作业同步学考练：学考过关2、3、8，选考提升2步步高作业12的1、2、8水又是怎样进出植物细胞的？二、水进出细胞的原理相当于3.水进出植物细胞的原理(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)

↓构成渗透系统半透膜细胞内的

液体环境（细胞液）浓度差外界溶液存在细胞液成熟植物细胞模式图二、水进出细胞的原理将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。生活现象盐腌制过的白菜会出现出水现象。对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。提出问题作出假设设计实验水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是一层半透膜吗？原生质层具有选择透过性，相当于半透膜水分进出植物细胞是通过渗透作用确定实验思路；设计实验步骤、预期实验结果。【探究·实践】探究植物细胞的吸水和失水

设计实验时请思考和讨论以下问题：①如果假设是正确的，当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞就会________；当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞就会________。失水吸水3.水进出植物细胞的原理二、水进出细胞的原理黑藻细胞活细胞（不可用死细胞）有大液泡（根尖分生区细胞不可）有细胞壁（动物细胞不可）液泡无色可在外界溶液中加染料

洋葱鳞片叶内表皮细胞紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞含有大液泡和大而清晰的叶绿体，可直接观察1.材料选择二、水进出细胞的原理按照实验方案进行实验进行实验观看视频二、水进出细胞的原理①中央液泡逐渐_____，颜色_____。②原生质层与细胞壁逐渐_____。盖玻片制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片用低倍镜显微镜观察①有一个_____的中央大液泡。②原生质层紧贴_______盖玻片0.3g/mL的蔗糖溶液______吸收吸水纸吸引____紫色细胞壁吸水纸变小变深分离清水用低倍镜显微镜观察用低倍镜显微镜观察①中央液泡逐渐胀大，颜色_____。②原生质层逐渐_____细胞壁。2.实验流程变浅贴近二、水进出细胞的原理3.实验结果思考质壁分离及复原过程中原生质体体积、细胞液浓度大小、细胞吸水能力变化蔗糖溶液清水原生质体体积蔗糖溶液清水细胞液浓度蔗糖溶液清水细胞吸水能力二、水进出细胞的原理4.原理质壁分离及质壁分离复原的原因分析：外界溶液浓度＞细胞液浓度↓细胞渗透失水↓质壁分离外界溶液浓度＜细胞液浓度↓细胞渗透吸水内因原生质层相当于半透膜细胞壁伸缩性＜原生质层伸缩性↓质壁分离复原失水吸水←外因→二、水进出细胞的原理细胞大小基本不变5.实验分析质壁分离中的“质”指的是原生质层,而不是细胞质；“壁”指的是细胞壁。本实验是自身对照，用低倍显微镜观察三次【易错提醒】滴加0.3g/mL的蔗糖溶液滴加清水对照组对照组实验组实验组质壁分离质壁分离复原第一次对照第二次对照二、水进出细胞的原理实验分析发生质壁分离后，细胞膜与细胞壁的间隙内充满了

（因为细胞壁具有全透性）。质壁分离平衡时，细胞液浓度

外界溶液

【易错提醒】外界溶液=质壁分离时，细胞液浓度

细胞质基质

外界溶液

<<增大蔗糖溶液浓度（浓度差增大），质壁分离现象

。（不能过大，细胞会失水死亡）

更明显外界溶液换成KNO3（溶质可以通过）的，可发生质壁分离及自动复原现象。

二、水进出细胞的原理质壁分离的应用(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

镜检发生质壁分离不发生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蔗糖溶液浓度之间二、水进出细胞的原理例1.下图表示三个生理状态相同的洋葱鳞片叶外表皮细胞，分别置于三种不同浓度蔗糖溶液中，相同较长时间后出现的现象。蔗糖溶液浓度的大小关系是：此时图中细胞液浓度的大小关系是：原来细胞液的浓度范围是：乙<细胞液<甲丙>甲>乙丙>甲>乙例2..细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，请设计实验，测定该细胞的细胞液溶质的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路，并分析其中的基本原理。将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于一系列浓度梯度的蔗糖溶液中，适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。

细胞液浓度应介于刚好发生质壁分离和刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度之间。质壁分离的应用(3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度不同成熟植物细胞同一浓度梯度的蔗糖溶液

镜检发生质壁分离所需时间越短，质壁分离程度越大，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大二、水进出细胞的原理例3.将甲、乙、丙三种不同植物细胞置于相同浓度蔗糖溶液中，观察到细胞的变化如图所示。丙>甲>乙原来甲、乙、丙的细胞液浓度大小关系为此时蔗糖溶液浓度大小关系为丙>甲>乙质壁分离的应用(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溶质能透过半透膜蔗糖溶液KNO3溶液二、水进出细胞的原理作业同步学考练：学考过关1、4，选考提升1、3、5步步高作业12的3、4、5、7、9、10、11、12、13三、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，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。自由扩散协助扩散1.概念:2.特点:高浓度

低浓度（物质的含量）不消耗能量3.类型:细胞外细胞内细胞膜自由扩散(1)自由扩散（简单扩散）三、被动运输细胞外细胞内①概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞。②特点顺浓度梯度运输不需要转运蛋白协助不需要消耗能量③实例：a.气体分子：O2、CO2

b.小分子：水、尿素

c.脂溶性小分子：乙醇、甘油、苯、性激素（相似相溶）④影响因素：浓度差、温度

三、被动运输扩散速率(V)细胞内外浓度差O高浓度低浓度高浓度物质自由扩散速率与浓度差呈_______正比④影响因素：浓度差、温度

温度生物膜的流动性影响影响物质运输速率细胞外细胞内细胞膜转运蛋白协助扩散浓度差、温度、转运蛋白数量

载体蛋白通道蛋白①概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式②特点顺浓度梯度运输需要转运蛋白协助不需要消耗能量③实例：④影响因素：a.红细胞吸收葡萄糖b.水分子通过水通道蛋白进入细胞三、被动运输(2)协助扩散（易化扩散）c.神经细胞的K+外流、Na+内流OP扩散速率(V)细胞内外浓度差Q转运蛋白数量有限影响因素：P点之前：受到

浓度差

影响；

P点之后：受到膜上

转运蛋白数量

限制浓度差、转运蛋白数量、温度

④影响因素：包括