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

第1节 被动运输 第4章 细胞的物质输入和输出 1.扩散作用：物质从高浓度区域向低浓度区域自然运动的现象。 半透膜 现象1中扩散的是什么分子呢？ 现象2中引起漏斗液面上升的又是什么分子呢？ 现象1 现象2 一、水分子进出细胞的原理 一、水分子进出细胞的原理 思考1：漏斗管内的液面为什么会升高？ 半透膜 蔗糖溶液 清水 蔗糖分子 水分子 水分子通过半透膜向蔗糖溶液扩散 思考2：液面升高时，水分子只会从清水侧渗入蔗糖溶液吗？ 水分子的扩散速率是:进去的速率大于出去的速率 思考3：如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？ 不会,当管内的液面上升到一定高度后,管内的水柱产生的压力将加快漏斗中水分子向外扩散的速度,最终达到平衡,液面将不再上升。 思考4：如果用纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面会升高吗? 半透膜 蔗糖溶液 清水 蔗糖分子 水分子 思考5：如果烧杯中是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样? 液面不会上升 不会，纱布不是半透膜，孔隙大，可溶于水的物质都能通过。 总结：渗透作用发生的条件是？ ①半透膜 ②浓度差 一、水分子进出细胞的原理 一、渗透作用 1.定义 2.发生渗透现象的条件 3.水分子渗透的方向 ①具有半透膜 ②半透膜两侧存在浓度差 半透膜 含水量___ 含水量___ ___浓度溶液 ___浓度溶液 低 高 高 低 渗透平衡时水分子进出速率相等 水分子（或其它溶剂分子）透过半透膜的扩散。 S2溶液 S1溶液 半透膜 U型管 S1溶液 S2溶液 5 思维训练 U形管底部的半透膜只允许水分子通过，两侧分别加入等质量浓度的葡萄糖溶液，判断A、B两侧液面高度变化情况。 葡萄糖溶液 葡萄糖溶液 A B A、B两侧液面不变 如果将A侧换成10%的蔗糖溶液呢？ 溶质微粒越多， 溶质微粒越少， 物质的量浓度是单位体积中微粒的多少 思维训练 U形管底部的半透膜只允许水分子通过，两侧分别加入等质量浓度的葡萄糖溶液，判断A、B两侧液面高度变化情况。 葡萄糖溶液 葡萄糖溶液 A B A、B两侧液面不变 如果将A侧换成10%的蔗糖溶液呢？ B侧液面升高 资料一：活细胞内的生物膜只允许水分子自由透过，其所选择的离子及一些小分子物质也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子物质均不能透过，是严格的半透膜。 细胞吸水膨胀 细胞失水皱缩 细胞保持正常状态 外界溶液浓度_______细胞质浓度 外界溶液浓度____细胞质浓度 小于 等于 外界溶液浓度_______细胞质浓度 大于 结论：水进出红细胞的方式是渗透作用 低渗溶液 等渗溶液 高渗溶液 正常情况下，血红蛋白位于红细胞内，但如果血红蛋白出现在血浆中，则说明红细胞已破裂，发生了溶血现象。生活中，新生儿溶血症常表现为黄疸等症状。溶血的原因有细菌、疟原虫的寄生，蛇毒侵染，抗原—抗体反应等。 相当于 半透膜只能根据自身孔径的大小，筛选滤过相应的溶质颗粒，而生物膜却有神奇的选择透过性，尤其是具有主动运输功能，这是生物膜的生命属性，这种属性与其所含的蛋白质等生物活性物质有关。 二、水进出哺乳动物红细胞的原理 动物细胞能否看成一个渗透装置 9 思考•讨论 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？ 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？ 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，相当于半透膜 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 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？ 不一定，浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。 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 (全透性、伸缩性小) 半透性、伸缩性大 纤维素和果胶组成 问题2.水进出细胞，主要是指水经过__________________进出液泡。 原生质层 问题1.植物细胞内的液体环境主要是指 。 液泡中的细胞液 原生质体：去掉细胞壁的细胞 原生质：细胞内生命物质的总称。它的主要成分是糖类、蛋白质、核酸、脂质等。 三、植物细胞的吸水与失水 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_________。 水是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？ 设计方案：将植物细胞浸润在 的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在 中，观察其大小的变化。 设计方案（材料 处理） 预期结果 缩小 失水皱缩 变大 吸水膨胀 0.3g/ml 清水 学生活动：探究植物细胞的吸水与失水 表达交流 进一步探究 作出假设 设计实验 进行实验 提出问题 分析结果得出结论 水是以渗透作用的方式进出植物细胞的，原生质层相当于一层半透膜 提出问题 作出假设 设计实验 选材： Ⅰ.实验中为什么选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料？ 外表皮 内表皮 （1）紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中具有大的、有色素的液泡，容易观察液泡的形态体积变化，从而判断其失水和吸水。 （2）紫色洋葱鳞片叶内表皮液泡中色素较少，观察起来不 明显。 （细胞液——无色） （细胞液——紫色） 紫色洋葱鳞片叶外表皮 洋葱鳞片叶内表皮细胞 观察初始状态下的细胞中紫色的中央液泡的大小、原生质层的位置、细胞大小 （第一次观察） 实验操作： 6 低倍镜观察 实验步骤 引流法 重复几次 第一次处理 5 在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引 （第二次观察） 7 在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引 8 低倍镜观察 重复几次 第二次处理 （第三次观察） 外界溶液 液泡大小 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 变小 与细胞壁分离 与细胞壁重新贴合 变大 基本不变 基本不变 实验结果 质壁分离及复原现象 (1)植物细胞的原生质层相当于一层________； (2)植物细胞是通过__________吸水和失水的。 实验结论： 半透膜 渗透作用 发生质壁分离的原因 内因 外因 原生质层比细胞壁的伸缩性____ 细胞液浓度________外界溶液浓度 大 小于 质壁分离 质壁分离复原 第一次对照 第二次对照 原生质层紧贴细胞壁 失水 液泡缩小 吸水 液泡增大 0.3g/mL 蔗糖溶液 清水中 正常细胞 人工合成的脂双层对物质的通透性 氧气、氮气 二氧化碳、苯 水、甘油、 乙醇 氨基酸 葡萄糖 核苷酸 H+、 Na+、 K+、 Ca2+、 Mg2+、 HCO_ 合成的脂双层 无机小分子 脂溶性 有机小分子 较大的 有机小分子 离子 1.什么样的分子能够通过脂双层？ 什么样的分子不能通过？ 2.葡萄糖、氨基酸、无机盐都是生命活动所必需的，如何通过细胞膜呢？ 根据相似相溶原理,脂溶性的,以及分子量小的物质,气体等可以直接透过脂双层。 较大的有机分子和带电荷的离子不能通过合成的脂双层。 需要转运蛋白的帮助 被动运输 自由扩散（简单扩散） 协助扩散（易化扩散） 物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 通过简单的扩散作用进出细胞的方式，称为自由扩散，也叫简单扩散。 这种借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。 自由扩散 (1)概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式 (2)特点 ①顺浓度梯度运输 ②不需要转运蛋白协助 ③不需要消耗能量 (3)实例： 气体（O2 、CO2、N2）、 脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯）、脂质分子（胆固醇、性激素等）、少部分水 细胞外 细胞内 (4)影响因素： 浓度差、温度 浓度差 运输速率 转运蛋白 运输速率 能量 运输速率 转运蛋白 转运蛋白：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助物质顺浓度梯度跨膜运输。 载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变； 通道蛋白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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白相结合。 特异性 协助扩散 (1)概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式 载体蛋白 通道蛋白 (2)特点 ①顺浓度梯度运输 ②需要转运蛋白协助 ③不需要消耗能量 (3)实例： 葡萄糖进入红细胞等， Na+进入神经细胞，K+出神经细胞 大部分水通过通道蛋白 浓度差、 转运蛋白种类和数量、温度 浓度差 扩散速度 能量 扩散速度 (4)影响因素： 拐点前：看横坐标 拐点后：除横坐标外其他影响因素 P点后速率受转运蛋白数量限制 P 　实战训练　 1.请判断①和②分别是哪一种被动运输方式？请说明判断理由。 运输速率 膜两侧的浓度差 ① ② P点 （转运蛋白饱和点） 膜两侧的浓度差 膜两侧的浓度差 转运蛋白的数量 协助扩散 自由扩散 渗透装置相关内容理解 例：5%葡萄糖溶液和5%蔗糖溶液的质量浓度相同，但蔗糖的相对分子质量大，故5%蔗糖溶液物质的量浓度小，故水由5%蔗糖溶液向5%葡萄糖溶液移动。 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$