4.1 被动运输课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修一

第4章 细胞的物质的输入和输出 4.1 被动运输 联系生活 盐腌制过的黄瓜皱皱巴巴，还会出很多水；而用清水泡过的青菜却很硬挺，这是为什么呢？ 你吃比较咸的食物时，例如你吃腌制的咸菜，连续嗑带盐的瓜子等，你的口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？ 思考：以上两个实例都与水进出细胞有关，那么水是如何进出细胞的呢？ 简易渗透装置发生渗透作用 进入漏斗的水多于出去的 蔗糖溶液浓度高，渗透压大，对水的吸引力大 大量水分子进入漏斗的动力？ 渗透压对水向上的吸引力与高出液面的液体产生向下的重力相等时，达到平衡，液面不再上升。 1.渗透作用概念: 2.渗透作用发生条件: ①具有半透膜 ②半透膜两侧溶液存在浓度差：物质的量浓度 3.渗透作用结果： 溶液浓度低 渗透压低 溶液浓度高 渗透压高 含水量高 含水量低 4.渗透作用中水的运输方向 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 ①从溶质的角度分析： 低浓度溶液→高浓度溶液 ②从水分子自身的角度分析： 高含量一侧→低含量一侧 渗透压：溶质微粒对水的吸引力 1．把体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜(允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)隔开(如图)，一段时间后液面的情况是(　　) A．甲高于乙 B．乙高于甲 C．先甲高于乙，后乙高于甲 D．先甲低于乙，后乙低于甲 C 水进出细胞的原理 动物细胞细胞膜相当于一层半透膜，血红蛋白相当于蔗糖分子。 ①外界溶液溶质的浓度 < 细胞质浓度 ②外界溶液溶质的浓度 > 细胞质浓度 ③外界溶液溶质的浓度 = 细胞质浓度 失水皱缩 形态不变 吸水膨胀 ①半透膜：细胞膜 ②浓度差：细胞质与外界溶液 动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统 红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于教材P62“问题探讨”所示装置中的什么物质？ 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？ 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。 思考.讨论 3.红细胞吸水和失水取决于什么条件？ 4.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。 2）水进出植物细胞的原理p63完成任务单相关内容 细胞壁位置？ 细胞壁特性？ 细胞壁作用？ 细胞壁的伸缩性？ 植物细胞内的液体指的是什么？什么是原生质层？ 水分进出细胞是通过渗透作用吗？ 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 提出问题 作出假设 实验设计 实验过程 实验结论 表达与交流 ①如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会 ，液泡体积就会 ；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会 ，液泡体积就会 。所以可以通过液泡体积的大小变化反映水分进出细胞的情况。 失水 缩小 吸水 增大 假说演绎法 知识回顾 1.渗透作用：指水分子（或其他溶剂分子）通过 的扩散。 2.渗透装置发生渗透作用的条件：① ②半透膜两侧具有 。溶液浓度越高，渗透压越大，吸水能力 。渗透装置达到平衡状态时，原溶液浓度高的一侧，平衡后浓度依然高。 3.动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜，当外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出细胞处于 4.植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的 。 半透膜 半透膜 浓度差 越强 进出平衡 细胞液 周末作业： 1.背诵作业，细胞器，细胞器基础知识填空，并在背面绘制细胞器思维导图（节约时间，可不画图） 2：尽快完成练透同步习题，包括步步高。会陆续检查。 周一早上收的作业：练透4.1，细胞器思维导图。 （4）质壁分离产生的条件： 具有 液泡 [来源:学科网] 具有 外界溶液浓度>细胞液浓度 （5）质壁分离产生的原因：[来源:学科网ZXXK] 内因：原生质层伸缩性 细胞壁伸缩性 外因：外界溶液浓度>细胞液浓度 （6）植物吸水方式有两种： 吸胀作用（小液泡）如：干种子、根尖分生区 渗透作用(大液泡) （7）质壁分离：质- 壁—细胞壁 （1）原生质层： 以及两层膜之间的细胞质。 （2）植物细胞的 相当于一层半透膜。 （3）现象： 外界溶液浓度（0.3g/ml蔗糖溶液）>细胞液浓度时,细胞发生 。 外界溶液浓度（水）<细胞液浓度时，发生 。 [来源:Z.xx.k.Com] 细胞膜和液泡膜 原生质层 质壁分离 质壁分离的复原 大 细胞壁 大于 原生质层 1.判断成熟植物细胞的死活 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.鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液） 小组合作 人红细胞吸收K+（30倍） 轮藻细胞吸收K+ （63倍） 小肠上皮细胞吸收 氨基酸,葡萄糖 思考：细胞如何吸收这些低浓度的离子和分子？我们把细胞这种物质运输方式称为什么呢？ 小组合作学习：完成基础 1：新知探索，绘制思维导图，并记忆基础知识。 2：对比主动运输和被动运输的区别。 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 1.概念: 像水分子这样，物质以 进出细胞, 消耗细胞内 化学反应所释放的 ,这种物质跨膜运输方式称为 。 扩散方式 不需要 能量 被动运输 浓度梯度 相对含量低 相对含量高 2.类型: 协助扩散 自由扩散 一.被动运输【考点讲解】 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 O2、CO2、水分子、脂质、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子。 顺浓度梯度运输 不需要载体 不消耗能量 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进出细胞。 ②实例： ③特点： ①概念： 通过简单的扩散作用进出细胞的方式叫做自由扩散，也叫简单扩散 一.被动运输【考点讲解】 2.类型:（1）自由扩散 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 需要转运蛋白协助（载体蛋白+通道蛋白） 顺浓度梯度运输 不消耗能量 ③特点： 一.被动运输【考点讲解】 2.类型:（2）协助扩散 通道蛋白 载体蛋白 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 载体蛋白 通道蛋白 图示 转运 对象 特点 转运蛋白：载体蛋白vs通道蛋白 每次转运时都会发生 的改变 只容许与自身通道的 相适配、 相适宜的分子或离子通过。 只容许与自身结合部位相适应的 通过。 分子或离子通过通道蛋白时, 。 分子或离子 直径和形状 大小和电荷 自身构象 不需要与通道蛋白结合 一.被动运输【考点讲解】 2.类型:（2）协助扩散 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。 逆浓度梯度运输 需要载体 消耗能量 2.特点： 1.概念： 运输物质结合位点 载体蛋白 ATP ATP结合位点 p 磷酸化 p 去磷酸化 ADP 一.主动运输【考点讲解】 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 1.胞吞的过程 ①大分子与膜上的 结合； 受体蛋白 ②细胞膜 ，包围着大分子； 内陷形成小囊 ③小囊从细胞膜 下来， 形成 ， 进入细胞内部。 分离 囊泡 实例: 白细胞吞噬病菌、变形虫吞食细菌等。 磷脂分子重排 形成囊泡 一.胞吞、胞吐【考点讲解】 稿定PPT 稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你 02 ①细胞需要外排的大分子， 先在细胞内形成 ； ②囊泡移到细胞膜处， 与细胞膜 ； ③大分子排出到细胞外。 囊泡 融合 实例: 分泌蛋白的分泌，如抗体、胰岛素、消化酶等 2.胞吐的过程 一.胞吞、胞吐【考点讲解】 (1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外，不要漏掉协助扩散。 (2)消耗能量的运输方式除主动运输外，不要漏掉胞吞和胞吐。 (3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。 (4)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外，不要漏掉浓度差。 (5)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。 (6)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外，不要漏掉协助扩散。 当堂检测，强化应用 (1)相对分子质量小的物质或离子都可以通过自由扩散进入细胞内(　　) (2)葡萄糖都以协助扩散的方式进入细胞(　　) (3)细胞主动运输物质的结果是使物质在细胞膜内外的浓度趋于相等(　　) (4)胞吞、胞吐过程会导致膜成分的更新(　　) (5)物质运输过程中的囊泡都来自内质网、高尔基体(　　) (6)大分子有机物要通过载体蛋白的作用才能进入细胞内，并且要消耗能量(　　) (7)胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解(　　) X X X √ X X √ 图1　主动运输的能量来源 教师精讲，拓展思维 图2　小肠上皮细胞吸收和转运葡萄糖（同一种物质在细胞中可能有不同的运输方式） A B ATP、势能、光能 囊性纤维化 教师精讲，拓展思维 教师精讲，拓展思维 协助扩散或主动运输 协助扩散或自由扩散 自由扩散 主动运输 载体蛋白数量的限制 载体蛋白数量的限制 能量的限制 构建数学模型 教师精讲，拓展思维 ②运输方式： ； 影响a点运输速率的因素是： ；b点之后运输速率不再改变的原因是 。 运输方式： ； 影响物质运输速率的因素有： 。 自由扩散 物质浓度 协助扩散或主动运输 物质浓度 膜上转运蛋白的数量有限 ④运输方式： 。a点所需能量来自于无氧呼吸，影响b点运输速率的因素是： ；c点之后运输速率不再改变的原因是 。 ③运输方式： ； 自由扩散或协助扩散或哺乳动物成熟红细胞的主动运输 主动运输 氧气浓度 膜上载体蛋白的数量有限 3.探究物质跨膜运输方式的实验设计思路 (1)探究是主动运输还是被动运输 主动运输 被动运输 (2)探究是自由扩散还是协助扩散 协助扩散 自由扩散 （1）细胞先质壁分离后自动复原，甘油进入细胞的方式是 （2）A点时外界溶液的浓度 细胞液的浓度，E点时外界溶液的浓度 细胞液的浓度。 （3）C点细胞液浓度 初始细胞液浓度 （4）从 点对应时刻，甘油开始进入细胞。 （5）实验时间为 时观察不到质膜 （6）前4小时，细胞体积变化 注意：将洋葱鳞片叶表皮细胞放入一定浓度的甘油溶液中，其原生质体的体积变化趋势如图所示。 E F 自由扩散 大于 等于 大于 F 4 不变 如KNO3、乙二醇、葡萄糖、尿素等 习题精炼，学以致用 2．取藓类小叶分别浸入蒸馏水、一定浓度的蔗糖溶液和一定浓度的KNO3溶液中，图1是在蔗糖溶液中的观察结果，图2是原生质体（植物细胞除去细胞壁后的部分）的体积随时间的变化，请据图回答下列问题： (1)图1的A中充满的是_____，结构B是_____，出现图中所示状态的原因是原生质层的____　大于细胞壁的。 (2)图2的A、B、C三条曲线中，代表浸在一定浓度的蔗糖溶液中的是_____，代表浸在一定浓度的KNO3溶液中的是_____。 (3)bc段外界溶液的渗透压_____（填大于小于或等于）细胞液的渗透压。 (4)若利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞观察植物细胞的质壁分离和复原，观察的对象主要是细胞中_____的大小，以及_____的位置。 蔗糖溶液 叶绿体 伸缩性 C B 小于 中央液泡 原生质层 第四章第一节被动运输 一、渗透作用 （1）渗透作用：指水分子（或其他溶剂分子）通过 的扩散。 （2）渗透装置发生渗透作用的条件：①是具有 ②是半透膜 具有浓度差。 溶液浓度越高，渗透压越大，吸水能力 。 渗透装置达到平衡状态时，长颈漏斗内溶液浓度 烧杯中溶液浓度 二、细胞的吸水和失水（原理：渗透作用） 1、动物细胞的吸水和失水， 相当于一层半透膜 外界溶液浓度<细胞质浓度时,细胞吸水膨胀 外界溶液浓度>细胞质浓度时,细胞失水 外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出细胞处于 平衡 半透膜 半透膜 两侧 越强 永远> 细胞膜 皱缩 动态 回归教材，知识闭环 2、植物细胞的吸水和失水 （1）细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的 。 （2）原生质层： 和 以及两层膜之间的 。植物细胞的 相当于一层半透膜。 （3）外界溶液浓度（0.3g/ml蔗糖溶液）>细胞液浓度时,出细胞的水 进细胞的水，液泡变小，颜色 ，细胞大小 ，吸水能力变强，原生质层比细胞壁的伸缩性大 ，细胞发生 现象。 （4）马上放入清水中，细胞发生质壁分离的 。 细胞液 细胞膜 液泡膜 细胞质 原生质层 多于 变深 基本不变 质壁分离 复原 3、质壁分离产生的条件： （1）具有大液泡， 细胞 （2）具有细胞壁（特点 ，成分 ，作用 ） （3）外界溶液浓度 细胞液浓度 4、质壁分离产生的原因： 内因：原生质层伸缩性 细胞壁伸缩性 外因：外界溶液浓度>细胞液浓度 5、质壁分离：质- 壁—细胞壁 细胞壁特性：全透性 活 全透性 纤维素，果胶 保护支持 > 大于 原生质层 6、实验：观察植物细胞的失水和吸水 （1） 洋葱外表皮（有色素，利于观察），0.3g/ml蔗糖溶液（太高失水死亡，太低现象 ） （2）至少3次低倍显微镜观察，前后自身对照，不用再设置对照实验，吸水纸吸引可让细胞浸润在 中。 （3）液泡内的色素并不是发生质壁分离的必要条件。 （4）成熟植物细胞在0.3g/ml的葡萄糖、尿素、KNO3溶液中，会先发生质壁分离后自动 。 （5）在0.5g/ml的蔗糖溶液中，会先发生质壁分离后死亡 复原。 （6）质壁分离时原生质层和细胞壁间隙是 。 紫色 不明显 外界溶液 复原 不 外界溶液 第二节物质跨膜运输的方式 小分子（气体，脂溶性小分子，离子，核苷酸，葡萄糖等）进细胞方式包括 运输（自由扩散、协助扩散）和 运输。体现功能特点 。 一、各运输方式判断及特点 识图：A为蛋白质 B为磷脂 C为 （是糖被，不是糖蛋白）C侧为细胞膜外侧（有糖蛋白） 1. 为自由扩散：特点：（1）方向：由高浓度—低浓度（顺浓度梯度） （2）不需要 （3）不需要 （4）运输动力：浓度差 举例：H2O少数、O2、N2、CO2及 、乙醇、苯、尿素、 、丙二醇等脂溶性小分子物质。、 被动 主动 选择透过性 双分子层 多糖 b 甘油、脂肪酸 性激素 转运蛋白 能量 2. 为协助扩散：特点：（1）方向： 浓度 （2）需要 （只转小分子） （3）不需要能量 （4）运输动力： 举例： （字母）—葡萄糖需载体蛋白协助进入红细胞的方式 —H2O通过通道蛋白的协助扩散（Na+进细胞，K+出细胞） 区别：载体蛋白的结合部位与转运物质特异性 ，空间构像可逆性 ，通道蛋白与转运物质 结合，也具有特异性。 c、d 转运蛋白 浓度差 d c 结合 改变 不 顺 举例：阴阳离子进出细胞，葡萄糖小肠上皮细胞，半乳糖、果糖、氨基酸、核苷酸进出细胞 a— 细胞的主动运输 —出细胞的主动运输 主动运输逆浓度梯度的运输意义（作用）： 主动选择吸收所需要的 ，排除 和有害物质，保证了细胞和生物体正常生命活动。 3.a、e 为: 特点： （1）方向： 浓度 （2）需要 （3）需要 载体蛋白 能量（ATP） 进入 e 营养物质 代谢废物 主动运输 逆 三、大分子物质进出细胞的方式，能量：线粒体提供，是结构特点 。 1、胞吞：物质先与细胞膜表面 结合，再内陷形成包裹小泡。 举例：细胞吞噬病毒和细菌，变形虫摄食。 2、胞吐： 蛋白（抗体、消化酶、胰岛素激素等）（也可以是多个小分子神经递质），在细胞内由小囊泡包裹，囊泡膜与细胞膜融合，将物质释放到细胞外。 3、需要能量运输方式： 。 流动性 蛋白质 分泌 胞吞胞吐主动运输 EVCapture5.0.3软件录制 Lavf57.62.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EVCapture5.0.3软件录制 Lavf57.62.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn Lavf57.62.100 Tencent APD MTS Lavf57.62.100 Tencent APD MTS EVCapture5.0.3软件录制 Lavf57.62.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$