4.1 被动运输-2024-2025学年高一生物爱上课堂优质课件（人教版2019必修1）

第4章 细胞的物质输入与输出 第1节 被动运输 问题探讨 清水 玻璃纸 (半透膜) 蔗糖溶液 蔗糖分子 水分子 半透膜 1.漏斗管内的液面为什么会升高? 单位体积内的水分子数： 烧杯（清水）＞漏斗（蔗糖溶液） 单位时间内水分子透过的数量： 烧杯→漏斗＞漏斗→烧杯 所以，漏斗液面升高 多 少 2 1.漏斗管内的液面为什么会升高? 由于单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量多于渗出的的水分子数量。 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，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。 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? 液面不会升高，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透。 条件一 ：半透膜 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? 液面也不会升高，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。 条件二：浓度差 问题探讨 一、水进出细胞的原理 低浓度溶液 1.渗透作用的概念： ②半透膜的两侧的溶液具有浓度差。 2.渗透作用发生的条件： ①具有半透膜。 3.水分渗透方向： 水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散. 高浓度溶液 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。 水分子数多 水分子水少 4.利用渗透原理比较不同溶液浓度大小 漏斗内溶液浓度为M，漏斗外溶液浓度为N ①若漏斗内液面上升，则M N； ②若漏斗内液面不变，则M N； ③若漏斗内液面下降，则M N。 ＞ ＝ ＜ 一、水进出细胞的原理 9% 0.09% 皱缩 膨胀 1.原理 ①半透膜——细胞膜 ②浓度差——细胞质与外界溶液间具有浓度差 一、水进出细胞的原理 6 外 界 溶 液 浓 度 细 胞 质 的 浓 度 小于 吸水膨胀 大于 失水皱缩 等于 保持原状 低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液 2.现象 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？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？ 2、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ 3、当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ 红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”所示装置中的蔗糖分子。 是（相当于）。 不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时红细胞将不再吸水。 一、水进出细胞的原理 4、红细胞吸水或失水取决于什么条件？ 5、想一想临床上输液为什么要用生理盐水。 取决于红细胞内外溶液的浓度差，一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。 因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。 一、水进出细胞的原理 细胞膜 液泡膜 细胞质 细胞壁 原生质层 （伸缩性大） （伸缩性小,全透性） 细胞液 水进出植物细胞,主要是指水经过原生质层进出液泡。 一、水进出细胞的原理 探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 实验结论 表达与交流 进一步探究 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是不是相当于一层半透膜？ 原生质层相当于一层半透膜 设计方案：将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。 （设计方案、预期结果…） 预期结果 ：由于原生质层相当于一层半透膜，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会____，细胞_______；在清水中植物细胞的液泡又会______，细胞_____。 缩小 皱缩 变大 膨胀 　　　 探究植物细胞的吸水和失水 第1次观察 具有一个紫色的中央大液泡，原生质层紧贴着细胞壁。 细胞壁 液泡 ----正常的洋葱表皮细胞 探究植物细胞的吸水和失水 第2次观察 一侧滴 0.3g/ml的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引（引流法），观察现象 中央大液泡逐渐变小，颜色变深（细胞液浓度变大） 原生质层与细胞壁发生分离 原生质层和细胞壁之间充了 。 蔗糖溶液 探究植物细胞的吸水和失水 第3次观察 一侧滴清水，另一侧用吸水纸吸引（引流法），观察现象 中央大液泡变大，颜色变浅 原生质层恢复原来位置 发生质壁分离复原 探究植物细胞的吸水和失水 质壁分离：植物细胞因为失水收缩，原生质层与细胞壁发生分离的现象。 质壁分离复原：发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀，恢复为原来的状态。 1、质壁分离产生的条件： （1）具有大液泡；（2）具有细胞壁； （3）活细胞；（4）外界溶液浓度>细胞液浓度 2、质壁分离产生的原因： 内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性 外因：外界溶液浓度>细胞液浓度 探究植物细胞的吸水和失水 探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 实验结论 表达与交流 进一步探究 中央液泡大小 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 变小 原生质层脱离细胞壁 略变小 逐渐恢复原来大小 原生质层恢复原来位置 略变大 1、原生质层相当于半透膜 2、植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的 质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） 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。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。 二、自由扩散和协助扩散 1、自由扩散（简单扩散）：物质通过简单的扩散作用进出细胞。 O2、CO2、水、N2 脂溶性小分子： 乙醇、甘油、苯 1、自由扩散（简单扩散）： （1）特点：①从高浓度到低浓度； ②不需要转运蛋白的协助； ③不消耗细胞内化学反应产生的能量。 （2）实例：水、O2、CO2、N2等小分子，脂溶性小分子，如甘油、脂肪酸、乙醇，苯等。 甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞？ 因为甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层出入细胞。 二、自由扩散和协助扩散 2、协助扩散（易化扩散）：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散。 二、自由扩散和协助扩散 2、协助扩散（易化扩散）： （1）特点：①从高浓度到低浓度； ②需要转运蛋白的协助； ③不消耗细胞内化学反应产生的能量。 （2）实例：水分子*、离子、葡萄糖、氨基酸顺浓度梯度跨膜运输。 *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 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 是否有特异性 实例 （3）转运蛋白的类型 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 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 二、自由扩散和协助扩散 （4）影响跨膜运输的因素: 影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。 影响协助扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差,细胞膜上转运蛋白的数量 物质浓度差 运输速率 物质浓度差 运输速率 P点后速率受转运蛋白数量限制 自由扩散 协助扩散 P 二、自由扩散和协助扩散 巩固练习 1.田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（ ） A.根细胞从土壤中吸收的养分过多 B.根细胞不能从土壤中吸水 C.根系不能将水向上运输 D.根系被肥料分解释放的 2.利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（ ） A.盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用 B.盐水中的Na＋不利于细菌的生活 C.盐水是中性的，不适于细菌的生活 D.由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡 3.关于被动运输的说法，错误的是（　　） A．顺浓度梯度进行 B．一定需要转运蛋白 C．不需要细胞消耗能量 D．不能主动吸收物质 P67拓展应用 1.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。 2.假设：温度变化会影响水分子通过半透膜的扩散速率。 可以借助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，通过比较不同温度下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率。实验中要注意排除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，以确保实验的准确性。 巩固练习 Lavf55.19.104 UTC 2021-10-26 03:25:57 Lavf58.29.100 UTC 2021-10-26 03:33:05 Lavf58.29.100 UTC 2021-10-26 01:49:10 Lavf58.29.100 UTC 2021-10-26 01:50:47 Lavf58.29.100 $$