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

第一节 被动运输 1 扩散现象： 物质从高浓度区域向低浓度区域运动的现象，称为扩散。 3 半透膜：半透膜是一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。 渗透作用装置 左图装置中,水分子的相对运动方向为从外向内（漏斗外 漏斗内）。 当大量水分子透过半透膜从外向内运动, 就会对半透膜产生一个向上的压力,存在一个压强即渗透压；同时会使得漏斗内的液面升高, 由于大量水分子进入漏斗内使液面上升, 形成一个水柱，同样会对半透膜产生一个向下的压力(存在一个压强,即ρgh).当渗透压等于水柱压强时, 两个力相对平衡,水柱不再升高。 分析实验现象 1. 漏斗管内液面为什么会升高？ 2.用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？ 3.清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？ 由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。 用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。 半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量，液面也不会升高。 6 得出结论 水渗入漏斗内使液面上升必须具备两个条件 半透膜 半透膜两侧溶液浓度差 7 渗透作用 ：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，称为渗透作用。 渗透作用条件 ① 半透膜 ②半透膜两侧的溶液具有浓度差 渗透方向 水多 水少 溶液浓度 低 高 8 4. 液面会一直升高吗？ 5.漏斗内溶液不再上升时，半透膜两侧溶液浓度相等吗？ 不会，当蔗糖溶液中的水分子数增多到一定程度，半透膜两侧的压力几乎相等，水分子运动达到动态平衡，漏斗内的液面便不再上升。 不同。渗透作用停止时即漏斗内溶液不再上升时，水分子通过半透膜的双向扩散速率相等，（即单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于从长颈漏斗渗出的水分子数量），但漏斗内溶液浓度仍高于烧杯中溶液浓度。 9 水、氧气、氮气、二氧化碳 甘油、乙醇、苯、尿素 氨基酸 葡萄糖 核苷酸 H+ Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl_ 合成的脂双层 哪些分子能够通过脂双层？哪些分子不能通过？ 葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但是，小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖，这可能与组成细胞膜的什么物质有关？ 蛋白质 观察与思考一 半透膜无活性，能否进入是孔大小的问题 生物膜有活性，选择透过性 外界溶液浓度 小于 细胞质浓度 细胞吸水膨胀 外界溶液浓度 等于 细胞质浓度 保持原状态 外界溶液浓度 大于 细胞质浓度 细胞失水皱缩 2. 红细胞的细胞膜是否相当于半透膜？ 一、动物细胞的吸水和失水 3.红细胞吸水或失水的取决于什么条件？ 1.红细胞内的血红蛋白能透过细胞膜吗？ 相当于渗透装置的什么物质？ 12 细胞质 细胞膜 液泡膜 原生质层 细胞壁 细胞液 1.成熟的植物细胞的结构 全透性 二、植物细胞的吸水和失水 13 二、植物细胞的吸水和失水 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 表达与交流 （原生质层是一层半透膜吗？） （原生质层相当于一层半透膜） 设计方案 （按预定方案进行实验） （分析实验结果，得出结论：……） （总结，写实验报告并适当交流） 预期结果 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。 探究实验：植物细胞的吸水和失水 提出问题 14 15 外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞失水 2.植物细胞质壁分离现象 细胞渗透失水 植物细胞质壁分离 细胞壁的伸缩性 原生质层的伸缩性 ＜ 2.1.发生质壁分离的原因 外因： 外界溶液浓度 细胞液浓度 ＞ 内因： 原生质层相当于一层半透膜 18 外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞吸水 植物细胞质壁分离复原现象 植物细胞的质壁分离及复原 3.实验现象（微观）     中央液泡 原生质层与细胞壁的距离 细胞 大小变化 蔗糖 溶液 清水 变小、颜色变深 逐渐恢复原来大小、颜色变浅 原生质层复原 原生质层与细胞壁分离 基本不变 基本不变 外界溶液浓度 细胞液的浓度 外界溶液浓度 细胞液的浓度 21 细胞质 细胞膜 液泡膜 原生质层 细胞壁 细胞液 1.成熟的植物细胞的结构 半透膜 外界溶液 浓度差 全透性 二、植物细胞的吸水和失水 22 细胞液有一定浓度，与外界溶液有浓度差 原生质层相当于半透膜 一个植物细胞是一个渗透系统的理由 二、植物细胞的吸水和失水 细胞质有一定浓度，与外界溶液有浓度差 细胞膜相当于半透膜 一个动物细胞是一个渗透系统的理由 23 材料：洋葱鳞片叶、0.3g/mL的蔗糖溶液，清水 器具：显微镜、镊子、吸水纸等 　　①为了便于观察到细胞中液泡的变化，你应该选取鳞片叶的紫色外表皮细胞还是无色内表皮细胞？ 2.探究实验：植物细胞的吸水和失水 紫色外表皮细胞：有大的紫色液泡， 便于观察 24 比较几组概念 扩散：物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散（扩散与过膜与否无关） （如：O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动） 渗透：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透 （如：植物细胞的吸水和失水，原生质层相当于半透膜） 材料：洋葱鳞片叶、0.3g/mL的蔗糖溶液，清水 器具：显微镜、镊子、吸水纸等 　　②紫色表皮细胞选好后，要把它放到溶液中制作成临时装片，要想看到细胞失水，你觉得这个溶液应该用蔗糖溶液呢还是清水？ 2.探究实验：植物细胞的吸水和失水 26 0.3g/ml的蔗糖溶液处理 细胞在什么情况下失水导致液泡变小？ 细胞在什么情况下吸水导致液泡变大？ 清水处理 2.探究实验：植物细胞的吸水和失水 27 植物细胞在高浓度溶液中失水 植物细胞在低浓度溶液中吸水 0.3g/ml的蔗 糖溶液处理 清水处理 2.探究实验：植物细胞的吸水和失水 28 低倍镜观察 滴加蔗糖溶液 低倍镜观察 滴加清水 低倍镜观察 （制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片） （紫色较大的中央液泡，原生质层紧贴细胞壁） 盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧吸水纸吸引 （观察中央液泡大小和原生质层位置） （盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引） （观察中央液泡大小和原生质层位置） 实验步骤 制作装片 三观察两操作 29 ****换成0.5克ml的蔗糖溶液可以吗？ ***用紫色洋葱的原因 *****硝酸钾溶液 高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡不可能发生质壁分离复原 液泡为紫色，便于观察。 即可使细胞发生质壁分离，又可以使它自动复原（钾离子、硝酸根离子：被吸收回细胞内） 实验： 植物细胞的吸水和失水 该细胞为什么不发生质壁分离? 细胞发生质壁分离的条件 1.细胞是活的(死细胞的细胞膜为 全透性) 2.细胞有大液泡 3.细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度 4.植物细胞的质壁分离和质壁分离的复原 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。 质壁分离的复原：发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀，恢复成原来的状态。 33 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 实验： 植物细胞的吸水和失水 1.定义：物质通过简单的扩散作用进出细胞。 2.特点：顺浓度梯度运输(高→低，多→少) 3.实例：O2、CO2 、H2O、尿素、甘油、 脂肪酸、苯、乙醇、乙二醇等 氧气 水 1.自由扩散 0 浓度差 运输速度 5.影响因素： （细胞外溶液浓度） 4.运输速度与物质浓度的关系曲线 浓度差 结合教材和动画，总结协助扩散的特点！ 进出细胞的物质借助转运蛋白的扩散 协助扩散 载体蛋白 通道蛋白 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 载体蛋白 葡萄糖进入红细胞的方式 细胞外 细胞膜 细胞内 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 水通道 1.顺浓度梯度运输 2.需要转运蛋白参与 进出细胞的物质借助转运蛋白的扩散 1.葡萄糖进入红细胞（载体蛋白） 2.水通道（通道蛋白） ②协助扩散的实例： 载体蛋白 通道蛋白 ①特点： 2.协助扩散 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 水通道蛋白 K+通道蛋白 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 膜两侧物质浓度差 物质运 输速率 膜两侧物质浓度差 物质运 输速率 图1-自由扩散 图2-协助扩散 a b c a-b段：物质浓度差 b-c段：转运蛋白数量 （载体充足） ④限制因素： ③运输速度与物质浓度的关系曲线 转运蛋白数量限制 思考与讨论 资料：人红细胞中的K+浓度比它所生活的 环境（血浆）高30倍。 1.K+可以通过被动运输的方式进入红细胞吗？ 不能，被动运输是由高浓度到低浓度，如果K+以被动运 输的方式进入红细胞，最终只能出现红细胞内外K+的浓度 相同。 2.那K+是如何进入红细胞的呢？ 载体蛋白 能量 主动运输 50 二、主动运输 2.实例： 如Na+、K+、Ca2+等离子 葡萄糖、氨基酸进入小肠绒毛上皮细胞 3.意义： 通过主动运输选择吸收所需营养物质，并排出代谢废物和对细胞有害的物质，保证细胞和个体生命活动的需要 1）从低浓度到高浓度 3）载体蛋白协助 2）消耗能量 1.特点： 50 神经细胞细胞膜上的钠钾泵可以消耗ATP运输钠离子和钾离子。运输的原理是膜内的Na+首先与钠钾泵结合，接着ATP磷酸基团转移到钠钾泵上，引起钠钾泵空间结构发生改变，将Na+运输到膜外；而后膜外K+与钠钾泵结合，钠钾泵上的磷酸基团水解，钠钾泵结构再变回去，把K+转运到细胞内。我们可以看到即使因意外原因影响，膜内Na+浓度大于膜外，没有磷酸化和去磷酸化的过程，钠钾泵也不可能发生构象改变而起运输作用；在有ATP、Na+和K+存在的时候钠钾泵更不可能停止主动运输。所以，主动运输的载体在顺浓度梯度的情况下也会消耗能量来运输物质，不可能临时转变成不消耗能量就运输物质的协助运输载体。 细胞外物质浓度 物质运 输速率 a b c 限制因素： a-b段：细胞外物质浓度 b-c段：载体数量、能量 图3-主动运输 ③运输速度与物质浓度的关系曲线 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 物质跨膜运输三种方式的比较 运输方向 载体 能量 举例 自由扩散 协助扩散 主动运输 高 → 低 浓度 浓度 不需要 需要 通道蛋白，载体蛋白 需要 载体蛋白 不消耗 不消耗 消耗 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯 葡萄糖进入红细胞； 水通道 Na+ 、K+、Ca2+等离子； 小肠吸收葡萄糖、氨基酸。 高→低 低→高 被动运输 1.自由扩散与协助扩散有什么异同？ 相同：顺浓度梯度，所以都不消耗能量。 不同：协助扩散需要载体蛋白，自由扩散不需要。 2. 被动运输与主动运输的区别是什么？ 被动运输不需要能量而主动运输需要。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1. 胞吞 附着 内陷 包围 分离 二、生物大分子进出细胞的方式 包围 移动 融合 排出 2. 胞吐 （1）结构基础：细胞膜具有流动性 （2）胞吞和胞吐过程需要消耗能量 （3）跨膜层数问题：0层 细胞内浓度 与主动运输有关的图像： 0 能量 运输速度 0 O2浓度 运输速度 归纳总结 （1）自由扩散： O2 跨红细胞膜时的运输速率：       物质运输速度 浓度差   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     浓度差 (mmol/L) 1.5 3 4.5 6 7.5 9 速率 8 16 24 32 40 48 （2）协助扩散： 葡萄糖跨红细胞膜时运输速率：     物质运输速度 浓度差       浓度差 (mmol/L) 1.5 3 4.5 6 7.5 9 速率 8 16 24 32 32 32 结论：在一定浓度范围内,物质的运输速度与物质浓度成_____关系，超过范围后协助扩散过程物质运输速度受_______限制 正比 浓度 正比 载体 合作探究: （3）主动运输： 葡萄糖跨小肠上皮细胞膜时的运输速率： 结论：在一定范围内，物质的运输速度与细胞呼吸速率成_______关系，超过一定的范围后，物质运输速度受____________限制。 运输速率 细胞呼吸速率 正比 载体 细胞呼吸 供能 已知 小竞赛 1.小肠上皮细胞吸收葡萄糖 2.肝细胞吸收葡萄糖 3.红细胞吸收葡萄糖 4.根细胞吸收NO3- 5.唾液腺分泌唾液淀粉酶 6.细胞吸收苯 7.细胞排出钠 8.CO2释放 9.细胞失H2O 10.氨基酸进入组织细胞 请将以上物质进出细胞的方式进行分类 Ａ.自由扩散:_______Ｃ.主动运输:_______ Ｂ.协助扩散:_______ Ｄ.胞吞胞吐:_______ 精品课件 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 精品课件 例： 物质出入细胞膜的方式如下图，请根据图回答下面的问题： （1）A代表         分子；B代表        ； （2）从功能上来说，细胞膜是一层        膜； （3）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小， 这说明B具有        ； 蛋白质 磷脂双分子层 选择透过性 一定的流动性 例： 物质出入细胞膜的方式如下图，请根据图回答下面的问题： （4）在a～e的五种过程中，代表被动运输的是                 ； （5）可能代表氧气运输过程的是        ；葡萄糖从小肠腔进入小肠上皮细胞的过程是                。 b、c、d b　 a 1、胞吞作用： 大分子物质和颗粒性物质附着在细胞膜上，由细胞膜内陷形成小囊，这些物质就被包入小囊内，然后，小囊从细胞膜上脱离下来形成小囊泡，进入细胞内部，这种现象叫做胞吞作用。 二、大分子物质的输入输出 如白细胞吞噬病菌 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2、胞吐作用： 有些物质在细胞膜内被一层膜所包围，形成小囊泡，囊泡膜与细胞膜融合在一起，小囊泡逐渐移到细胞表面，并且向细胞外张开，使内涵物质排出细胞外，这种现象叫做胞吐作用。 如：分泌蛋白的 合成与运输。 2.下图是物质出入细胞的三种方式的模式图（黑点代表物质分子），据图回答下面的问题。 （1）与甲相比，丙方式的不同之处是__________。 （2）与丙相比，乙方式的不同之处是__________。 （3）对于活细胞完成各项生命活动都非常重要的物质运输的方式是 。 需要载体 需要能量 主动运输，即乙 精品课件 为什么所有带电荷的分子(离子)不能自由扩散? 带电的物质通常同水结合形成一个水合的外壳，这不仅增加了它们的分子体积，同时也大大降低了脂溶性。因此说，所有带电荷的分子(离子)，不管它多小，都不能自由扩散。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 挑战一:下列物质进出细胞膜的方式，属于自由扩散的是（ ） A、葡萄糖 B、CO2 C、氨基酸 D、激素 B C 挑战二:下列物质需要载体蛋白协助才能进入细胞的是（ ） A、H2O B、甘油 C、葡萄糖 D、CO2 挑战三:下列物质以不同运输方式通过细胞膜的是（ ） A、甘油、二氧化碳 B、钾离子、水 C、氨基酸、钾离子 D、葡萄糖、Ca2+ B 挑战四:人体中， K+很容易穿过细胞膜，但许多细胞内部的 K+比这些细胞外部的 K+浓度要高，如人的红细胞中 K+的浓度比血浆中 K+的浓度高 30 倍。这种物质进入细胞的方式属于（ ） A. 自由扩散 B. 协助扩散 C. 被动运输 D. 主动运输 D 挑战五:将水稻培养在含有各种营养元素的培养液中，发现水稻吸收硅多，吸收钙少。这是因为水稻根的细胞膜（ ）。 A. 吸附硅的能力强，吸附钙的能力弱 B. 运载硅的载体多，运载钙的载体少 C. 吸收硅的方式是自由扩散，吸收钙的方式是主动运输 D. 吸收硅不需要能量，吸收钙需要能量 B 挑战六:新生儿小肠上皮细胞通过消耗 ATP ，可以直接吸收母乳中的大分子的免疫球蛋白和小分子的葡萄糖。这两种物质分别被吸收到血液中的方式是（ ） A. 主动运输、主动运输 B. 胞吞、主动运输 C. 主动运输、胞吞 D. 被动运输、主动运输 B 挑战七:用呼吸抑制剂处理小肠绒毛上皮细胞，细胞对下列哪种物质的吸收显著减少( ) A.水 B.乙醇 C.葡萄糖 D.甘油 B C 挑战八:下列哪一项与矿质离子的吸收没有联系？（ ）。 A. 核糖体 B. 线粒体 C. 细胞膜上的蛋白质 D. 高尔基体 D 挑战九:如图是胡萝卜在不同的含氧情 况下从硝酸钾溶液中吸收K+和NO3-的曲 线.影响A、B两点和B、C两点吸收量不 同的因素分别是: ( ) A.载体数量、能量 B.能量、载体数量 C.载体数量、离子浓度 D.能量、离子浓度 NO3－ K+ 7、图中是胡萝卜在不同的含氧情况下从KNO3溶液中吸收K+和NO3－的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是 B A C A.载体数量、能量 B.能量、载体数量 C.载体数量、离子 浓度 D.能量、离子浓度 含氧量 运输速度 √ （能量） 9、下图表示某种物质运输的过程图解，请分析回答： ⑴图中①-③的物质名称分别是： _______________， ____________， _____________， ⑵图示物质运输的方式是_________， 判断的依据是____________________。 Ⅰ、图中①物质由__________（填细胞器）合成，他的发挥作用时的特性是_______________。 Ⅱ、物质的出入必须依赖于细胞膜的_______________性。 Ⅲ、如果该细胞是人红细胞，则O2、K+、苯三者中，不可能是④物质的是__________。 思维扩展： 挑战十:下图中图A和图B以曲线图解的方式，说明温度及氧浓度对大麦吸收钾、铵离子的影响，请据图回答下列问题： （1）图A表明：超过40℃后，随着温度的增高，根吸收钾、铵离子的量_________。 （2）图B表明：随着氧分压的增加，根吸收钾、铵离子的量_________，与此同时，细胞中糖的浓度_________。 （3）吸收钾、铵离子与温度、氧气浓度有关，这说明矿质元素离子的吸收与_________之间的关系很密切。 （4）在两图中均可看到，当温度和氧分压条件相同时，根细胞对钾、铵离子吸收的量有所不同，这种吸收差异与____________ _______有密切关系。 减少 增加 降低 有氧呼吸 细胞膜上的 载体 挑战十一:用相同的培养液，分别培养水稻和番茄。培养一段时间后，分别测定培养液中的各种养分的百分含量，并与原培养液（各种养分的相对百分含量为100％）中各种养分百分含量比较，结果如下图。 请根据图回答下列问题： (1)培养水稻的培养液，镁离子和钙离子的相对浓度比原来升高了，这是由于水稻_________________________________________________。 (2)培养番茄的培养液中，钙离子、镁离子和硅离子的浓度变化都不同，说明番茄细胞膜对钙离子、镁离子和硅离子的吸收____________ ，这一特点与根细胞膜上的________________有关。 吸收水的速率比吸收钙离子和镁离子的速率大 具有选择性 载体的数量 特别提醒 4.质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是____________________，因为细胞壁是全透性且有水分通过原生质层渗出来。 5.若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl等做实验会出现_____________现象，因为外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。 外界溶液 自动复原 85 1、以下可以发生渗透作用的是____. A.煮熟的马铃薯条放入水中 B.把干种子放在清水中 C.烈日下菠菜叶子下垂 D.放在盐水中的萝卜变软 D 练习 2、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热能烧毁 B 3、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 D 4、如图，在U形管中部c处装有半透膜，在a侧加入红色的细胞色素(相对分子质量13000的蛋白质)的水溶液，b侧加入清水，并使a、b 两侧液面高度一致。经过一段时间后，实验结果将是 ( ) A．a、b两液面高度一致，b侧为无色 B．a、b两液面高度一致，b侧为红色 C．a液面低于b液面，b侧为红色 D．a液面高于b液面，b侧为无色 D 5、 a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度> b细胞液浓度> c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是 ( ) a c b a c b a c b a c b A B C D C 10、当你连续嗑带盐的瓜子，你的口腔和唇的黏膜会有干涩的感觉,其原因是 ( ) A．口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外液浓度，细胞失水 B．口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外液浓度，细胞失水 C．口腔和唇的黏膜细胞质浓度大于细胞外液浓度，细胞吸水 D．口腔和唇的黏膜细胞质浓度小于细胞外液浓度，细胞吸水 11、右图所示为在植物细胞吸水和失水的实验中，植物细胞经过了0.3 g／mL蔗糖溶液的处理后的变化示意图，正确的变化顺序是 ( ) 　　 A．①②③ B．②③① C．③②① D．①③② 6、上图示处于不同生理状态的三个洋葱鳞片叶表皮细胞，请回答： 图A细胞处于何种生理状态？           。 如是洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离实验中观察到的图，先后观察到的图示顺序为     →   →  。 图中标号①指的物质是        。 如上图是同一细胞处于不同浓度的溶液中，则A、B细胞所处外界溶液浓度是     >    。 质壁分离 外界溶液 A B B A C 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热能烧毁 B 94 $