4.1被动运输ppt课件 -2023新人教版（2019）《高中生物》必修第一册.pptx

1、课前检测1.内质网的功能2.高尔基体的功能3.溶酶体的功能4.液泡的功能5.核仁、核孔的功能6.对细胞核功能的全面阐述第1节 被动运输 第一课时学习目标1.阐明细胞膜的选择透过性2.阐明被动运输的原理和特点（重点）3.探究植物细胞的吸水和失水（重点）4.转运蛋白的种类和作用（难点）高浓度的蔗糖溶液清水半透膜半透膜课本P62“选择透过膜”【问题探讨】NaNa+葡萄糖葡萄糖NaNa+葡萄糖葡萄糖水水水水蔗糖蔗糖蛋白质蛋白质半透膜半透膜 半透膜是一类可以让分子（水/离子/葡萄糖）物质通过，而较大分子（蔗糖）物质不能通过的一类多孔性膜。如：玻璃纸。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

2、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。课本P62【问题探讨】课本P62【问题探讨】思考下列问题：1.1.漏斗管内的液面为什么会升漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？的液面会无限升高吗？为什么？2.2.如果用一层纱布代替玻璃纸，如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？漏斗管内的液面还会升高吗？3.3.如果烧杯中不是清水，而是如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会同样

3、浓度的蔗糖溶液，结果会怎样怎样？1.漏斗管内的液面为什么会升高？多多少少由于蔗糖溶液中水的相对含量由于蔗糖溶液中水的相对含量（单位体积中的水分子数）（单位体积中的水分子数）比烧比烧杯中的水的含量低，因此，烧杯杯中的水的含量低，因此，烧杯中的水中的水扩散到漏斗中的速度扩散到漏斗中的速度相对相对更快，导致漏斗中水量增加，液更快，导致漏斗中水量增加，液面上升。面上升。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，管中的水柱产生的压力将加水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到

4、平衡，液面将不再上升。，最终达到平衡，液面将不再上升。课本P62【问题探讨】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。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量相同，故漏斗管液面不变单位时间透过玻璃纸进出水分子量相同，故漏斗管液面不变条件一条件一：半透膜：半透膜条件二：浓度差条件二：浓度差课本P62【问题探讨】1.渗透作用概念:2.渗透作用发生条件:具有半透膜半透膜两侧溶液存在浓度差3.渗透作用结果：溶液浓度低溶液浓度高含水量高含水

5、量低4.渗透作用中水的运输方向半透膜半透膜水（溶剂）蔗糖（溶质）水分子或其他溶剂分子透过半透膜的扩散水分子可以通过半透膜进行双向扩散，直到水分子进出速率达到动态平衡。从溶质的角度分析：低浓度溶液高浓度溶液从水分子自身的角度分析：高含量一侧低含量一侧一、水进出细胞的原理类比推理类比推理如果将装置如果将装置中的中的漏斗漏斗换换成成细胞细胞还会还会不会吸水？不会吸水？一、水进出细胞的原理0.9%NaCl红细胞红细胞清水清水9%NaCl外界溶液外界溶液：在以上各种外界溶液中会发生什么？在以上各种外界溶液中会发生什么？一、水进出细胞的原理外界外界溶液浓度溶液浓度=细细胞质浓度：水分胞质浓度：水分进出进出

6、处处动态平衡动态平衡。外界外界溶液浓度溶液浓度 细胞质浓度：细胞质浓度：细胞细胞失水皱缩失水皱缩。（一）动物细胞的吸水和失水 细胞质细胞质清水清水细胞膜细胞膜不能。不能。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？课本P63【思考与讨论】:思考以下问题 一、水进出细胞的原理1红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？（一）动物细胞的吸水和失水 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？所有的动物细胞都相当于一个渗透装置，所有的动物细胞都相当于一个渗透装置，细胞膜相当于半透膜细胞膜相当于半透膜不一定！不一定！4红细胞吸水或失水的多少与什么有关？主要取决于红细胞内外的浓

7、度差，差值越大，吸水或失水越多。6.想一想，临床上输液为什么要用生理盐水？生理盐水是0.9%NaCl溶液，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。总结：水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理一样，都是渗透作用。一、水进出细胞的原理1、在青菜上放一些盐,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。生活现象：植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？成熟的植物细胞模式图细胞壁细胞膜细胞液细胞质液泡膜原生质层1、细胞内的液体环境主要指的是_2、_组成原生质层3、水分子进出细胞主要指的是水

8、分子通过_进出_细胞里面的细胞液原生质层液泡全透性、伸缩性小半透性、伸缩性大细胞膜、细胞质、液泡膜（二）植物细胞的吸水与失水纤维素和果胶组成一、水进出细胞的原理滴加0.3 g/L蔗糖溶液质壁分离：原生质层和细胞壁分离原生质层原生质层 将植物细胞放置于一浓度较高的溶液（0.3 g/L蔗糖溶液）中，会有怎样的变化？H2O少H2O多一、水进出细胞的原理（二）植物细胞的吸水与失水滴加清水原生质层原生质层 将质壁分离的细胞放置于清水（浓度较比细胞液低）中，又会有怎样的变化？质壁分离复原：原生质层恢复原状，和细胞壁再次紧贴。H2O多H2O少一、水进出细胞的原理滴加蔗糖滴加蔗糖溶液溶液滴加清水滴加清水质壁分

9、离质壁分离质壁分离复原质壁分离复原归纳小结：1、对于成熟植物细胞来说，_相当于半透膜，其伸缩性_2、细胞壁是_，溶于水的物质都可以通过细胞壁，而且细胞壁的伸缩性_3、当外界溶液浓度大时，细胞渗透失水，原生质层缩小程度较细胞壁缩小程度_，发生_现象。4、将质壁分离的细胞置于低浓度溶液中，液泡吸水，原生质层恢复原状，即发生_原生质层原生质层大大全透的全透的小小大大质壁分离质壁分离质壁分离复原质壁分离复原1.植物细胞质壁分离现象外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液细胞液的浓度，细胞的浓度，细胞渗透失水渗透失水 细胞失水时细胞壁和原生细胞失水时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的收缩质层都会出现一定程度的收

10、缩,但但原生质原生质层的伸缩性更大层的伸缩性更大,故故原生质层会与细胞壁发生分离。原生质层会与细胞壁发生分离。外因：内因：一、水进出细胞的原理（三）探究植物细胞的吸水和失水外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞液的浓度，细胞细胞渗透吸水渗透吸水2.植物细胞质壁分离复原现象一、水进出细胞的原理（三）探究植物细胞的吸水和失水细胞细胞吸水，吸水，已发生质壁分离已发生质壁分离的细胞发生质壁分离的复原。的细胞发生质壁分离的复原。具有大液泡；具有大液泡；具有细胞壁；具有细胞壁；活细胞。活细胞。u内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性u外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度

11、外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度小结：1.水进出植物细胞的原理：2.植物细胞的半透膜：3.质壁分离产生的条件：4.质壁分离产生的原因：渗透作用原生质层第1节 被动运输 第二课时二、自由扩散和协助扩散像水分子这样，物质以扩散的方式进出细胞，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被称为被动运输。被动运输被动运输自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散（一）自由扩散（简单扩散）（1）概念：（2）实例：O2、CO2、甘油、乙醇、苯等脂溶性物资（3）特点：顺浓度梯度运输不需要转运蛋白不需要消耗能量二、自由扩散和协助扩散（二）协助扩散（易化扩散）（1）概念：（2）实例：（3）特征：顺浓度梯度运

12、输需要转运蛋白不需要消耗能量二、自由扩散和协助扩散借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。*研究表明，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。二、自由扩散和协助扩散1.葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞；2.水分子通过水通道蛋白进出细胞；3.K+通过离子通道蛋白排出神经细胞；Na+通过离子通道蛋白进入神经细胞；（三）转运蛋白课本课本P66 P66 图图4-44-4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。类型载体蛋白通道蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过发生自身构象的改变只容许与自身通道的直径和

13、形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过不发生构象的改变二、自由扩散和协助扩散被动运输通道蛋白载体蛋白转运蛋白协助扩散（三）转运蛋白二、自由扩散和协助扩散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是否与转运的分子结合是否有特异性实例改变不改变结合不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（三）转运蛋白二、自由扩散和协助扩散三、影响跨膜运输的因素影响自由扩散和协助扩散的直接因素可能有哪些？1.膜内外物质的浓度梯度2.膜上的转运蛋白数量对协助扩散的速率有直接影响三、影

14、响跨膜运输的因素被动运输自由扩散 浓度差（Mmol/L）51015202530运输速度（离子/秒）2.44.77.39.512.214.4结论：物质的运输速度与物质浓度差成_关系，自由扩散过程只受_影响。正比浓度差三、影响跨膜运输的因素被动运输协助扩散结论：在一定浓度范围内，物质的运输速率与物质浓度差成_关系，超过一定的浓度后，协助扩散中物质运输速率受_限制。正比蛋白质 浓度差（Mmol/L）1.534.567.59速率（离子/秒）81524303131提出问题作出假设探究实践：探究植物细胞的吸水和失水生活现象生活现象将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变得硬挺。将白菜剁碎做馅时，常常

15、要放一些盐，稍过一会儿就可见到有水分渗出。对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。这些现象都说明，植物细胞也会发生吸水或失水现象，吸水或失水同样与外界溶液的浓度有关。水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是否相当于一层半透膜？否相当于一层半透膜？1.1.原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜2.2.植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的3 3次观察，形成前后自身对照次观察，形成前后自身对照（引流法）（引流法）（引流法）（引流法）实验设计与实施方法步骤实验结果外界溶液中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液逐渐变

16、小原生质层逐渐脱离细胞壁基本不变清水逐渐变大，恢复原来大小原生质层逐渐贴近细胞壁基本不变：观察质壁分离的时间不宜过长，以免细胞因长时间处于失水状态而死亡，影响对质壁分离以及质壁分离复原现象的观察。实验结论表达与交流1.1.原生质层相当于半透膜原生质层相当于半透膜2.2.植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的探究实践：探究植物细胞的吸水和失水植物细胞的质壁分离和复原的注意事项知识延伸（1）活细胞，有细胞壁；（2）细胞液与外界溶液存在浓度差；（3）细胞必须有大的液泡，最好细胞液中含有色素，这样便于观察。紫色洋葱外表皮的液泡是紫色的，而内表皮细胞的液泡接近无色。（4

17、）自动发生质壁分离复原的物质：尿素、KNO3、NaCl、甘油（它们必须是细胞需要的物质）知识延伸植物细胞吸水、失水几种现象分析：（1）0.5g/ml的蔗糖溶液：质壁分离现象明显但不能复原。因为溶液浓度过高，细胞过度失水，导致死亡。（2）KNO3等无机盐溶液：能质壁分离，并能自动复原。因为细胞能主动吸收溶液中 的K+和NO3-，使细胞液浓度增大，细胞渗透吸水。（3）醋酸溶液：无质壁分离及复原现象，因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。（盐酸、酒精溶液类似）实验视频（三）探究植物细胞的吸水和失水（三）探究植物细胞的吸水和失水一、水进出细胞的原理实例：水进出细胞的原理小 结一、概念检测一、概

18、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。运输的表述是否正确。(1)细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。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。水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的。(x x)(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。(x x)2.基于对植物细胞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基于对植物细胞质壁分离原理的理解判

19、断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是的是(D D)A.成熟植物细胞的死活成熟植物细胞的死活 B.原生质层比细胞壁的伸缩性大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水分子可以通过通道蛋白进入细胞3.假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是(B B)A.甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离

20、复原甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原B.甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质璧分离复原甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质璧分离复原C.只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原D.甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原1.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的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶表皮细胞，请设计实验，测

21、定该细胞的细胞液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。液。写出你的实验思路，并分析其中的基本原理。2.温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率吗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，并设计检验该假设请你提出假设，并设计检验该假设的实验方案。的实验方案。二、拓展应用二、拓展应用提示提示:可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液,将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中的各种浓度的蔗糖溶液中,适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。记录刚好发适当时间后用显微镜观察细胞质壁

22、分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度,以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度糖溶液浓度,据此推算出细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。据此推算出细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。假设假设:温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率设计实验提示温度变化会影响水分通过半透膜的扩散速率设计实验提示:可以借用本节问题探可以借用本节问题探讨中的渗透装置进行实验。将该渗透装置置于不同温度的环境中讨中的渗透装置进行实验。将该渗透装置置于不同温度的环境中,通过比较不同温度下通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快

23、慢漏斗管液面上升速度的快慢,判定温度是否影响水分子的扩散速度判定温度是否影响水分子的扩散速度,实验中要注意排除实验中要注意排除各种无关变量的干扰各种无关变量的干扰,如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相等如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相等,以以确保实验的准确性。确保实验的准确性。拓展：壁分离及其复原的应用（1）判断细胞的死活（2）测定细胞液浓度范围（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度（4）农业生产中的水肥管理（5）生活中杀菌、防腐、腌制食品（6）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）载体蛋白：葡萄糖协助扩散进入细胞过程转运蛋白通道蛋白：K+通道关闭K+通道开启水分子进出细胞的方式：自由扩散和协助扩散水分子进出细胞的方式：自由扩散和协助扩散水分子水通道蛋白气管、支气管不断分支，最终形成肺泡 O2在肺泡中与血液的交换肾小管对水的重吸收