4.1被动运输课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

人教版高中生物学必修1　《分子与细胞》 第4章 细胞的物质输入和输出 细胞膜是怎样控制物质输入和输出的呢?不同的物质跨膜运输的方式一样吗? 被动运输 第1节 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？ 烧杯中的(溶剂)水分子通过半透膜向漏斗内扩散的结果。 水分子(或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。 渗透作用： 一、渗透作用 发生渗透的条件: b.膜两侧溶液具有浓度差 a.具有半透膜 (指的是物质的量浓度而非质量浓度) 一、渗透作用 二、水进出细胞的原理 一个动物细胞能否构成一个渗透系统？ 2.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 不会，因为纱布不是半透膜，空隙很大，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。 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？ 漏斗中的液面将保持不变。 一、渗透作用 渗透作用溶剂分子流动方向： 相对含量高 → 相对含量低 两溶液间的水分子进行双向运动，我们只是观测出由水分子双向运动的差所导致的液面改变。 一、渗透作用 2、如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 渗透平衡: 液面高度不发生变化，水分子双向运动速率相等，即动态平衡。 如果漏斗管足够长，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。 △h的液体重力=漏斗中溶液的吸水力 一、渗透作用 吸水膨胀 失水皱缩 低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液 形态不变 0.9% NaCl溶液中 9%的NaCl溶液中 清水中 外界溶液浓度＜细胞质浓度 外界溶液浓度=细胞质浓度 外界溶液浓度＞细胞质浓度 二、水进出细胞的原理 ①动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统 ②动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜，水分通过渗透进出细胞 二、水进出细胞的原理 植物细胞吸水与失水的实例 a.将萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变得硬挺； b.将白菜剁碎做馅时，常常放一些盐，过一会儿就可见到有水分渗出。（糖拌西红柿也是如此） c.对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 原生质层 细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞壁 植物细胞壁对于水和大部分溶质是通透的，且伸缩性比较小 细 胞 液 二、水进出细胞的原理 伸缩性大，具有选择透过性 提出问题 作出假设 实施实验 设计实验 分析结果 得出结论 表达与交流 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？ 【探究·实践】 探究植物细胞的吸水和失水 二、水进出细胞的原理 提出问题 作出假设 实施实验 设计实验 分析结果 得出结论 表达与交流 【探究·实践】 探究植物细胞的吸水和失水 二、水进出细胞的原理 水分进出植物细胞是渗透作用，原生质层相当于一层半透膜 设计方案 ①制作临时装片, 观察植物细胞 正常形态 ； ②将植物细胞浸润在 较高浓度的蔗糖溶液 中，观察其大小变化； ③再将植物细胞浸润在 清水 中，观察其大小的变化。 提出问题 作出假设 实施实验 设计实验 分析结果 得出结论 表达与交流 【探究·实践】 探究植物细胞的吸水和失水 二、水进出细胞的原理 材料用具： 紫色洋葱鳞片叶、质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、 刀片、镊子、滴管、盖玻片、吸水纸、显微镜等。 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞 液泡有一定颜色便于观察，若无，也可使用较多叶绿体的材料， 如观察黑藻叶绿体分布情况 提出问题 作出假设 实施实验 设计实验 分析结果 得出结论 表达与交流 【探究·实践】 探究植物细胞的吸水和失水 二、水进出细胞的原理 现象试剂 中央液泡 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 逐渐变小，颜色变深 逐渐脱离细胞壁 基本不变 逐渐变大，颜色变浅 逐渐恢复原来位置 基本不变 外界溶液浓度 > 细胞液的浓度，细胞 而出现 外界溶液浓度 < 细胞液的浓度，细胞 而出现 失水 质壁分离 吸水 质壁分离复原 从实验当中的质壁分离，“质”和“壁”分别指的是什么呢？ “质”指原生质层，“壁”指细胞壁 外界溶液浓度＞细胞液浓度 →细胞渗透失水 细胞壁伸缩性小 原生质层伸缩性大 →质壁分离 外界溶液浓度＜细胞液浓度 →细胞渗透吸水 细胞壁伸缩性小 原生质层伸缩性大 →质壁分离复原 二、水进出细胞的原理 提出问题 作出假设 实施实验 设计实验 分析结果 得出结论 表达与交流 【探究·实践】 探究植物细胞的吸水和失水 二、水进出细胞的原理 实验结论： 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。 液泡膜 细胞膜 a处的液体是？ a 细胞发生质壁分离后，细胞壁与细胞膜之间的空隙充满的是外界溶液。 外界溶液 选材： 1.细胞是活的，具有细胞壁 3.最好选择有颜色的植物组织，如：紫色洋葱鳞片叶外表皮。 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞 黑藻叶片等通过观察叶绿体的分布范围 2.选择成熟植物组织，如：表皮、根毛区等，根尖分生区等未成熟的植物细胞无中央大液泡 没有颜色的成熟组织(如：紫色洋葱鳞片叶内表皮)也可以观察到质壁分离，需要将视野调暗。 三、自由扩散和协助扩散 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(passive transport)。 被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类 1.自由扩散 （1）方向： （2）动力： 浓度差 （4）实例： 氧气、二氧化碳、水、尿素、甘油、乙醇、苯、乙二醇等。 （气体、水、脂溶性小分子） 物质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。 高浓度→低浓度 （3）转运速率影响因素: 1.自由扩散 思考：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、乙醇等都是脂溶性的物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂分子层出入细胞。 葡萄糖、氨基酸、离子等物质是细胞生命活动所需的，但不能通过人工合成的磷脂双分子层，它们又是如何进出细胞的？ 2.协助扩散 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫做协助扩散，也叫易化扩散。 ①膜转运蛋白分为两类： 载体蛋白和通道蛋白。 载体蛋白 通道蛋白 2.协助扩散 （1）方向： 高浓度→低浓度 （2）动力： 浓度差 载体介导的协助扩散曲线 转运蛋白数量限制 例：葡萄糖进入哺乳动物成熟红细胞 （3）转运速率影响因素: 观察下图，你能看出通道蛋白和载体蛋白有各自具有什么特点？ 通道蛋白（Na+、K+、Cl-、Ca2+） 载体蛋白（葡萄糖、氨基酸） 种类 载体蛋白 通道蛋白 特异性 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 运输特点 每次转运时都会发生 的改变 与被运输的物质结合 自身构象 不需要 通道蛋白： 水通道蛋白；离子通道蛋白 水通道蛋白模式图 钾离子通道模式图 研究表明，水分子更多借助细胞膜上的水通道蛋白以 方式进出细胞。 协助扩散 总结：被动运输(自由扩散+协助扩散） 自由扩散 1、顺浓度梯度 2、不需要转运蛋白 3、不需要能量 协助扩散 1、顺浓度梯度 2、需要转运蛋白 3、不需要能量 比较生物膜和人工膜（双层磷脂）对多种物质的通透性，结果如下图。据此不能得出的结论是（ ） A.生物膜上存在协助H2O通过的物质 B.生物膜对K+、Na+、Cl-的通透性具有选择性 C.离子以易化（协助）扩散发生通过人工膜 D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率 C 课后习题 练习与应用（P67） 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。 (1)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（ ） (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（ ） √ × × 2.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性大 C.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 D 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，两种溶液溶质的浓度均比细胞液溶质的浓度高，在显微镜下连续观察甲乙两细胞的变化是（ ） A.甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原 B.甲乙两细胞发生质壁分离，但乙细胞随后又发生质壁分离复原 C.甲乙两细胞发生质壁分离，但甲细胞随后又发生质壁分离复原 D.甲乙两细胞均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原 B 取某植物的成熟叶片，用打孔器获取叶圆片，等分成两份，分别放入浓度（单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙两个实验组（甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍）。水分交换达到平衡时，检测甲、乙两组的溶液浓度，发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是 A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高 B.若测得乙糖溶液浓度不变，则乙组叶细胞的净吸水量为零 C.若测得乙糖溶液浓度降低，则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离 D.若测得乙糖溶液浓度升高，则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组 D Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.68 $$