4.1 被动运输 课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 1、渗透现象： 玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，蔗糖分子不能。 一、渗透作用 水进漏斗速率>水出漏斗的速率 半透膜两侧浓度差 半透膜两侧浓度差减小 高度差产生的压强 溶液浓度变低，吸水能力变小 平衡时，液面高=浓度大 液面会升高， 液面保持不变 水进漏斗速率变小， 水出漏斗的速率变大 水进漏斗速率=水出漏斗的速率 2.渗透作用概念：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。 低渗 高渗 4.渗透作用发生的条件 半透膜 半透膜两侧存在浓度差（物质的量浓度） 3.渗透方向：低浓度→高浓度（单向） 水分子扩散方向为双向 S1\S2分别是等浓度的葡萄糖溶液和蔗糖溶液（葡萄糖能通过半透膜，蔗糖不能），预测液面和水分子的移动如何变化？ （说明，没有特别说明浓度的情况下， 溶质为固体，则浓度默认为质量/体积分数；溶质为液体，则浓度默认为体积/体积分数） S1先升高，后降低，平衡后，S2液面高 吸水膨胀 失水皱缩 形态不变 二、水进出动物细胞的原理 外界溶液浓度 细胞质浓度 小于 外界溶液浓度 细胞质浓度 大于 外界溶液浓度 细胞质浓度 等于 细胞膜相当于半透膜，细胞内溶液与外界溶液具有浓度差 生理盐水：动物细胞的等渗溶液，使细胞含水量相对稳定。将红细胞置于等渗的尿素溶液中，细胞形态怎么变？ 吸水膨胀 半透膜：一类小分子物质可以通过，而大分子物质不能通过的多孔性薄膜的总称。 如玻璃纸、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣等 选择透过性膜：指具有活性的生物膜。对物质的通过既具有半透膜的物理性质，还具有选择性。 如细胞膜 半透膜不一定是选择透过性膜， 选择透过性膜一定是半透膜。 注意 三、水进出植物细胞的原理 细胞壁： 细胞膜 液泡膜 细胞质 原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质；具有选择透过性。 相当于半透膜 细胞液 伸缩性比较小；全透性的，水可自由通过。 1.植物细胞的结构 细胞液和外界溶 液可形成浓度差 渗透 系统 2、质壁分离实验 （1）实验过程 滴清水 撕取洋葱鳞片叶外表皮 （外表皮细胞具有紫色的液泡） 盖上盖玻片制成临时装片，低倍镜观察 观察指标：中央液泡大小和颜色，原生质层的位置，细胞大小 盖玻片一侧滴0.3g/mL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸引流；低倍镜观察 盖玻片一侧滴清水，在另一侧用吸水纸引流；低倍镜观察 注：本实验属于自身对照。 （2）实验现象（紫色的洋葱鳞片叶、30%蔗糖溶液）： 质壁分离： 原生质层 ，颜色 ，细胞液浓度 ，失水速率 ， 吸水能力 。 缩小 加深 增大 逐渐减小 质壁分离复原： 原生质层 ，颜色 ，细胞液浓度 ，吸水速率 。吸水能力 。 增大 变浅 减小 逐渐减小 提高 降低 清水 30%蔗糖 清水 A B 蔗糖溶液 细胞液浓度=蔗糖溶液浓度 吸水 细胞液浓度>清水 细胞壁限制吸水 ①质壁分离:成熟植物细胞因为失水，原生质层与细胞壁发生分离的现象。 （3）实验分析 ②实验使用显微镜进行了三次低倍镜观察 （4）拓展 ①成熟的叶肉细胞适合作质壁分离的良好材料吗？ 洋葱鳞片叶内表皮细胞、根毛细胞适合吗？ 根尖分生区细胞适合吗？ 适合 不适合，无颜色，但能发生质壁分离 不适合，无大液泡，不能发生质壁分离 ③影响细胞吸水的因素：浓度差、细胞壁的限制 应用： 菜和肉腌制后不容易变质的原因是什么？ 果脯和糖醋蒜腌制的原理？ 细菌失水过多死亡 细胞失水过多死亡，不能发生质壁分离复原 ② 如果将0.3g/ml蔗糖溶液换成0.6g/ml蔗糖溶液，实验现象将如何变化？ 高渗溶液导致细胞死亡，蔗糖可以进入细胞 ③如果将0.3g/ml蔗糖溶液换成适宜浓度的乙二醇、KNO3或尿素溶液，实验现象将如何变化？ 自动发生质壁分离复原 3、质壁分离及其复原应用： 生活中，我们为了洗净苹果上的农药，常常把苹果放入清水中浸泡一段时间，下图表示的是果肉细胞液浓度的变化，解释A~B段和C~D段变化的原因？ 时间 细胞液浓度 A B C D 将细胞放入0.3g/ml蔗糖溶液中后，没有出现质壁分离现象，原因可以有哪些？ 死细胞、动物细胞、 无大液泡的植物细胞、细胞液浓度高于外界溶液浓度 判断细胞死活；测细胞液浓度 1.如图所示是某同学用洋葱紫色鳞片叶的外表皮做“植物细胞的质壁分离及复原”的实验中所观察到的细胞图，下列叙述正确的是(　　) A．图中1、2、6组成了细胞的原生质层 B．图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的浓度一定大于7处的浓度 C．图中1是细胞壁，6中充满了蔗糖溶液 D．图中7是细胞液， 在细胞发生质壁分离 过程中，其颜色逐渐 变浅 C A．右侧较高，两溶液浓度相等 B．右侧较高，且右侧浓度较高 C．左侧较高，且右侧浓度较低 D．两侧高度相等，浓度相等 2.一U形管中装有两种不同的溶液R和S，并被一半透膜(X)隔开。与S相比，R溶液浓度较低。图1中阴影的深浅即代表浓度高低。当U形管内达到平衡时，溶液表面与浓度的关系是(答题时参看图2)(　　) 图2 B 四、被动运输 概念：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 特点：①顺浓度梯度进行 ②不耗能 种类：自由扩散和协助扩散。 （一）自由扩散 概念：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式， 也叫简单扩散。 实例：水，O2和CO2，甘油、性激素、乙醇、苯等脂溶性小分子。 运输速率影响因素：膜内外物质浓度梯度、温度等。 (细胞呼吸提供的ATP)。 （二）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，也叫易化扩散。 2.实例：红细胞吸收葡萄糖 3.物质运输速率影响因素： 转运蛋白的数量和物质浓度梯度、温度等 4.转运蛋白： 转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白： ①载体蛋白：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，每次转运时都会发生自身构象的改变。 ②通道蛋白：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，不需要与通道蛋白结合，但通道蛋白构象会发生改变。 通道蛋白分为水通道蛋白和离子通道蛋白 3．下图是物质甲跨膜运输过程的示意图，乙表示的是细胞膜上的某种蛋白质。以下相关的叙述中，正确的是（    ）  A．甲表示的物质可能是维生素D分子 B．乙表示通道蛋白，发挥作用时不需与甲结合 C．乙蛋白在上述过程中只有运输功能 D．细胞主要通过图示过程吸收所需的物质 D 4.下列关于物质跨膜运输的描述中错误的是（　　） A．H2O通过通道蛋白转运的速率比通过自由扩散转运的速率更快 B．Na+可通过通道蛋白转运，该过程不消耗细胞提供的能量 C．C6H12O6既可顺浓度梯度也可逆浓度梯度进行转运 D．性激素分子的跨膜运输受细胞O2供应量的限制 D 5.控制物质进出细胞是细胞膜的功能之一。以下需要借助膜上载体蛋白进入细胞的实例是（    ） A．水进入根毛细胞 B．乙醇进入胃壁细胞 C．二氧化碳进入叶肉细胞 D．无机盐离子逆浓度梯度进入根毛细胞 D $