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

第四章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 章引入：细胞是一个开放的系统，系统的边界—细胞膜不仅是将细胞内外隔开的屏障，也是控制物质进出细胞的门户。细胞膜对物质的进出具有选择透过性。 为什么细胞膜具有选择透过性呢？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？这与细胞膜的结构又有什么关系呢？ 这些就是本章我们要学习的主要内容。 节引入：水是活细胞中含量最多的物质，那我们先来分析水是怎样进出细胞的？在此之前，先来看一种现象。 水 往 高 处 流 ？ 过一段时间后，我们会发现漏斗管内的液面上升了。这种现象叫做渗透现象，也叫做渗透作用。 1. 渗透作用 渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。 扩散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。 图1 扩散 图2 渗透 半透膜 一. 水进出细胞的原理 好香啊！ 在这里，我们先明确两个概念： 扩散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象，叫扩散。如图1所示，物质从浓度高的A区向浓度低的B区扩散，最终达到平衡。生活中有很多扩散的例子，比如从厨房飘出的饭菜香 渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，称为渗透作用。如图2所示。 从示意图中，可以看出两种方式有什么异同吗？是扩散的一种特殊形式。渗透作用特指水分子或其它溶剂分子的扩散，而且需要通过半透膜。看出2者关系 3 渗透现象动画演示 分子级别动画演示 蔗糖分子 水分子 在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内注入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。 渗透现象演示 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。 一. 水进出细胞的原理 什么是半透膜？ 也就是这样的 分子量 半透膜是一种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。物质能否通过半透膜取决于物质分子的大小。（物质能否通过半透膜与半透膜的孔径大小有关。）常见的半透膜有：玻璃纸、肠系膜、蛋壳膜、鱼鳔、膀胱等。 1. 渗透作用 一. 水进出细胞的原理 讨论： （1）漏斗管内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ （2）如果用一层纱布或不透水的塑料布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ （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？ 请你总结发生渗透作用的条件。 在这里，我们来思考几个问题 由此总结（问题2、3） 5 渗透现象演示 分子级别演示 问题1： 漏斗管内的液面为什么会升高？ 单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数 单位时间内由蔗糖溶液流入清水中的水分子数 问题2： 如果漏斗管足够长，管内的液面会 无限升高吗？为什么？ 不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的重力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，当__________________________最终达到平衡，液面就不再升高了。 漏斗内渗透压 = 液柱的重力, 1. 渗透作用 思考：当液面不再升高时，漏斗内外液体的浓度相等吗？ 漏斗内溶液浓度>漏斗外溶液浓度 烧杯中的水分子进入漏斗中。难道只有烧杯中的水分子进入了漏斗？那？事实上水分子通过半透膜的扩散（移动）是双向的。水分子双向扩散，但速率有差异。 高出液面的水柱所产生的压力与渗透压相等时 可简单认为“浓度越大，渗透压越大”液面高的一侧 问题3：如果用一层纱布或不透水的塑料布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会升高吗？ 不会，因为纱布孔隙很大，水分子和蔗糖分子都能自由通过。 液面不会升高，膜两侧浓度相等，半透膜两侧水分子扩散速度相同。 30%蔗糖溶液 纱布 清水 30%蔗糖溶液 玻璃纸 30%蔗糖溶液 总结：发生渗透作用的条件是什么？ ①具有半透膜。 ②膜两侧溶液具有浓度差。 1. 渗透作用 问题4：如果烧杯中不是清水？而是同样浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面会升高吗？ 要想发生渗透作用必须同时满足2个条件 蔗糖溶液 玻璃纸（半透膜） 清水 半透膜 蔗糖分子 水分子 相对含量高 相对含量低 溶液浓度 水的含量 低浓度溶液 高浓度溶液 水的渗透方向： 水在单位体积溶液中含量的多少 单位体积溶液中所含溶质的量 1. 渗透作用 “水往高处流”，即水等溶剂分子通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液扩散。 总体上看 水的渗透方向 水分子从水的相对含量高的一侧（低浓度溶液）向相对含量低的一侧（高浓度溶液）渗透 。 注意：渗透平衡时水分子进出速率相等 注意： （1）水的运输特点：水分子通过半透膜的扩散都是双向进行的，但由低浓度向高浓度一侧扩散速率更快。 （2）溶液浓度：指的是物质的量浓度（单位体积中微粒的多少），不是质量分数。 （3）渗透平衡的实质：只意味着半透膜两侧的水分子移动达到动态平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。 有关渗透作用的三个易错点 课堂检测 1．下图表示某植物相邻的3个细胞，细胞液浓度依次为甲>乙>丙，正确表示它们之间水分子渗透方向的是(　　) √ 2．如图为渗透装置示意图，a、b分别为不同浓度的蔗糖溶液，据图判断，下列叙述错误的是(　　) A．若c为一层纱布，则不会发生此现象 B．实验开始时，c两侧的溶液浓度大小是a>b C．实验过程中漏斗管内的液面先上升后保持稳定 D．当漏斗管内的液面停止上升时，水分子进出漏斗达到动态平衡 √ 课堂检测 解析　如果c为纱布，漏斗内的蔗糖会扩散到外界溶液中，浓度差无法维持，液面不会上升，A正确；看图可知：漏斗液面上升，故实验开始时，c两侧的溶液浓度大小是b>a，B错误；实验过程中漏斗管内的溶液浓度较大，水分子进入漏斗内的多于从漏斗出来的，液面先上升，达到一定高度，当上升的液柱产生的静水压＝水分子进入漏斗的渗透压时，液面不再上升，水分子进出漏斗达到动态平衡，C、D正确。 3.漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致，渗透平衡时的液面差为Δh。下列叙述错误的是 A.用纱布代替半透膜，蔗糖分子可自由通过 B.达到渗透平衡时，水分子不会透过半透膜 C.如果将S2的浓度适当降低，则渗透平衡时Δh会更大 D.实验开始时S1浓度大于S2，渗透平衡时S1浓度仍大于S2 √ 课堂检测 解析　纱布是全透性的，代替半透膜后，蔗糖分子可自由通过，A正确； 达到渗透平衡时，水分子会透过半透膜，且进出半透膜的速率相同，B错误； 将S2的浓度适当降低，漏斗内外溶液的浓度差更大，则渗透平衡时Δh会更大，C正确； 实验开始时S1浓度大于S2，渗透平衡时由于有液面差Δh，所以S1浓度仍大于S2，D正确。 液面 （等高） 10% 蔗糖溶液 10% 葡萄糖 溶液 半透膜 ② 10%葡萄糖溶液的物质的量浓度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液较多，右侧液面升高后不变 液面 （等高） 2 mol/L 蔗糖溶液 2 mol/L 葡萄糖 溶液 半透膜 ① 液面不变 渗透装置的变式分析 1.半透膜只允许水分子通过 U型管 液面会怎样变化？会出现怎样的现象？ 2.溶质能通过半透膜 ①由于半透膜两侧存在浓度差，由左侧 →右侧的水分子数多于右侧 → 左侧的。导致右侧液面上升。 ②由于葡萄糖也可透过半透膜，半透膜两侧的浓度差逐渐减小，最后左侧和右侧溶液浓度相等。 10%葡萄糖溶液 5%葡萄糖溶液 半透膜 现象：右侧液面先上升后下降至与左侧液面持平 渗透装置的变式分析 水和葡萄糖能透过半透膜 14 2.溶质能通过半透膜 水和葡萄糖能透过半透膜，蔗糖不能通过半透膜 ①葡萄糖溶液浓度大于蔗糖溶液浓度 ②葡萄糖溶液浓度小于蔗糖溶液浓度 葡萄糖溶液 蔗糖溶液 半透膜 右侧液面升高 现象：右侧液面始终低于左侧液面 右侧中的葡萄糖分子透过半透膜进入左侧，最终左侧溶液浓度＞右侧，右侧液面下降至低于左侧液面 渗透装置的变式分析 现象：右侧液面先上升后下降至低于左侧液面 如果将装置中的漏斗换成动物细胞还会不会吸水？ 水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？细胞膜是否相当于一层半透膜呢？ 根据对渗透现象的分析，你能推测出，？下面我们以哺乳动物红细胞的吸水和失水为例，一起讨论。 ①当外界溶液的浓度 < 细胞质的浓度时 ②当外界溶液的浓度 > 细胞质的浓度时 ③当外界溶液的浓度 = 细胞质的浓度时 失水皱缩 形态不变 吸水膨胀 将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中，一段时间后，细胞的变化如下： 2. 水进出动物细胞的原理 如图所示，将哺乳动物成熟的红细胞放入不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后，红细胞发生了以下的变化：当外界溶液溶质的浓度比细胞质的浓度高时，即红细胞处于高浓度溶液中，细胞吸水膨胀（可能涨破）；当红细胞处于低浓度溶液中时，细胞失水皱缩；当外界溶液的浓度与红细胞的细胞质浓度相同时，细胞形态不变。 思考与讨论： （1）红细胞吸水或失水取决于什么条件？ （2）红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ （3）你认为水进出红细胞的原理是什么？ 2. 水进出动物细胞的原理 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。 是，是“相当于”而不是“等同”。 1.细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜; 2.红细胞中富含大分子的血红蛋白等有机物，不能透过细胞膜，当将其置于低浓度或高浓度溶液中时，膜两侧存在浓度差。 是通过渗透作用 红细胞的细胞膜允许水分子自由通过，而细胞中的大分子如血红蛋白不能通过，相当于半透膜。 你认为水进出红细胞的方式？请说明原因。是渗透作用。 1 细胞膜是选择透过性膜，相当于半透膜; 2 红细胞中富含大分子的血红蛋白等有机物，不能透过细胞膜，当将其置于低浓度溶液中时，膜两侧存在浓度差。以上就满足了发生渗透作用的两个条件，所以水进出红细胞是通过渗透作用，同理，水进出其他类型的动物细胞也是通过渗透作用。 18 3. 水进出植物细胞的原理 细胞壁（全透性，伸缩性小） 细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞液 （具有一定的浓度） 原生质层 液泡 我们知道，植物细胞的结构与动物细胞有明显的区别。细胞壁，是全透性的，且伸缩性比较小。成熟的植物细胞具有中央大液泡，占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以成熟植物细胞内的液体环境主要指的是液泡中的细胞液。特别要注意，原生质层，所以水进出植物细胞主要是指 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 表达与交流 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是否相当于一层半透膜？ 原生质层相当于一层半透膜 实验：探究植物细胞的吸水和失水 那么植物细胞与动物细胞的结构如此不同，2者吸水和失水的原理是否相同呢？接下来我们通过实验来探究。 明确探究实验的一般步骤 怎么设计实验呢？ 将植物细胞浸润在__________________________中，观察中央液泡大小的变化；再将植物细胞浸润在______中，观察中央液泡大小的变化。 预期结果 基本思路 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 表达与交流 如果原生质层相当于一层半透膜， 在蔗糖溶液中，植物细胞会_____：中央液泡逐渐_____，紫色加深,原生质层与细胞壁逐渐_____，细胞体积略有______，细胞发生__________； 在清水中，植物细胞又会_____：中央液泡逐渐_____,紫色变浅,原生质层逐渐_____细胞壁，细胞体积略有______，细胞发生________________。 实验：探究植物细胞的吸水和失水 失水 变小 吸水 分离 紧贴 变大 浓度高于细胞液的外界溶液 清水 缩小 质壁分离 增大 质壁分离复原 这里可不可以说是细胞变大或者细胞变小？细胞壁变化不明显，原生质层皱缩时会与细胞壁分离，这种现象叫做质壁分离。 材料用具 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 表达与交流 具有紫色大液泡，便于观察。 实验：探究植物细胞的吸水和失水 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞 黑藻叶片 含有大液泡和大而清晰的叶绿体。 0.3g/ml的蔗糖溶液，清水 刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜 引流法 之前，首先根据实验目的确定实验材料和方法 便于观察液泡大小的变化及原生质层位置的变化， 实验：探究植物细胞的吸水和失水 现在我们通过视频来观看实验过程和结果。 (1)要观察的现象（观察几次）(2)使用观察工具 (3)应选择的材料 (4)选择外界溶液 实验步骤 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 表达与交流 实验：探究植物细胞的吸水和失水 盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片 3 1 滴清水 2 撕取洋葱鳞片叶外表皮 4 低倍镜观察 6 低倍镜观察 5 在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸引流 7 在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸引流 8 低倍镜观察 简单梳理一下 撕取洋葱鳞片叶时要不带叶肉且不宜过大，避免制作装片时出现重叠和气泡，撕取后要放入载玻片上的清水中 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 表达与交流 实验结果 实验：探究植物细胞的吸水和失水 正常的洋葱 表皮细胞 0.3g/mL的 蔗糖溶液 失水的洋 葱表皮细胞 清水 吸水恢复的洋葱表皮细胞 外界溶液 中央液泡大小及颜色 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 逐渐变小，紫色逐渐加深 逐渐变大，紫色逐渐变浅 与细胞壁逐渐分离 逐渐恢复到贴近细胞壁 基本不变 基本不变 1、成熟的植物细胞能与外界溶液发生渗透作用；原生质层相当于半透膜。 2、当外界溶液浓度>细胞液浓度时， ， 当外界溶液浓度<细胞液浓度时， ， 细胞失水 细胞吸水 细胞壁 中央液泡 逐渐发生质壁分离； 发生质壁分离复原。 该实验共进行了几次观察？3次，第一次是制作临时装片后对正常细胞观察，滴加蔗糖溶液后观察，再次滴加清水后观察。每一次是什么样的实验现象呢？ 这里可不可以说是细胞变大或者细胞变小？细胞壁变化不明显，原生质层皱缩时会与细胞壁分离，这种现象叫做质壁分离。根据实验结果可以得出结论 实验：探究植物细胞的吸水和失水 （1）该实验中共进行了3次显微观察，观察的分别是什么？其中第一次观察的目的是什么？都是在高倍镜还是低倍镜下观察的？ （2）该实验中共进行了几次处理，滴加的液体分别是什么？目的是什么？（3）质壁分离中“质”和“壁”分别指什么？发生质壁分离的原因是什么？ （4）若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮，还能发生质壁分离吗？那可以选择它作为实验材料吗？ （5）根尖分生区细胞会不会发生质壁分离？动物细胞在高浓度溶液中能发生质壁分离吗？ 由此总结质壁分离的发生需要具备哪些条件？ 思考讨论： 第一次是对正常细胞的观察,第二次是对质壁分离细胞的观察,第三次是对质壁分离复原细胞的观察。 观察洋葱鳞片叶外表皮细胞在清水中的自然状态，以此来判断滴加蔗糖溶液后细胞是否发生质壁分离，起到对照作用。 三次观察均为低倍镜观察。 第一次处理滴加的液体是质量浓度为 0.3 g/mL的蔗糖溶液,观察质壁分离现象,第二次处理滴加的液体为清水,观察质壁分离复原现象。 它是成熟植物细胞，能发生质壁分离。但大液泡是无色，直接观察现象不明显。 不会，因为根尖分生区细胞不是成熟的植物细胞，没有大液泡。 不能，因为动物细胞不具有细胞壁。 本实验是教材中涉及“显微观察”实验中唯一的一个“只在低倍镜下”观察(不曾换“高倍镜”)的实验。只能选择紫外吗？ 26 第一次对照 滴加蔗糖溶液 滴加清水 第二次对照 质壁分离 质壁分离复原 自身前后对照 存不存在对照？属于哪种对照类型？“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验，就出现了两次对照，其中第一次对照是在高浓度溶液处理下，质壁分离状态与自然状态形成对照；第二次对照是在低浓度溶液处理下，复原后状态与质壁分离状态形成对照。分别属于对照组？实验组？ 外因： 内因：1、原生质层相当于一层（ ） ； 2、原生质层的伸缩性（ ）细胞壁的伸缩性 。 外界溶液浓度 细胞液浓度 ＞ 细胞渗透失水 质壁分离 质壁分离的原因： 半透膜 > 2种 质壁分离的发生需要具备的条件： 补充：质壁分离后又自动复原→溶质可进入细胞的溶液 （如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液） 必须是植物细胞，因为植物细胞才有细胞壁； 必须具备中央大液泡，且外界溶液浓度要高于细胞液浓度； 必须是活细胞，原生质层才具有选择透过性。 质壁分离及复原发生的条件 就是，活的、成熟的植物细胞 （1）从细胞角度分析 ①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞（如根尖分生区细胞）不发生质壁分离及复原现象。 ②具有中央大液泡的成熟植物活细胞可发生质壁分离及复原现象。 （2）从溶液角度分析 ①在一定浓度溶质不能透过膜的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象（只有用清水或低渗溶液处理，方可复原）。 ②在一定浓度溶质可透过膜的溶液（如KNO3、甘油等）中可发生质壁分离后自动复原现象，因为细胞失水质壁分离的同时，会吸收该类物质；当细胞液浓度大于外界溶液时，细胞开始吸水，质壁分离复原。 ③在高浓度溶液（如0.5 g/mL蔗糖溶液）中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象，因为细胞失水过多会死亡。 （6）细胞质壁分离后，细胞壁和原生质层之间的空隙充满的是什么？ （7）本实验选用0.3g/mL的蔗糖溶液，如果滴加的是0.5 g/ml的蔗糖溶液，会发生质壁分离现象吗？如若发生质壁分离，滴加清水后会发生质壁分离的复原吗？ （8）用一定浓度的KNO3溶液（NaCl等）进行实验，结果发现植物细胞质壁分离后，没有滴加清水，出现了质壁分离自动复原现象。这是为什么？ （9）如果用盐酸、酒精、醋酸等进行实验，还会出现质壁分离和复原现象吗？为什么？ （10）植物细胞会像动物细胞一样吸水过多而涨破吗？ （11）细胞质壁分离过程中，细胞液的浓度和细胞的吸水能力有什么变化？质壁分离复原过程中，两者又有什么变化？ 充满的是外界溶液（蔗糖溶液） 会发生明显的质壁分离现象，但不能复原，因为溶液浓度过高导致细胞过度失水死亡。 一开始，由于KNO3等这些外界溶液的浓度高，所以发生质壁分离； 后来，由于细胞能吸收KNO3等这些物质，导致细胞液浓度升高，所以将吸水发生自动复原。 无质壁分离及复原现象，因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。（盐酸、酒精溶液类似） 不会，因为植物细胞有细胞壁的限制。 质壁分离过程中，随着质壁分离程度增大，细胞液的浓度增大，植物细胞吸水能力增强；质壁分离复原过程中，随着质壁分离复原的进行，细胞液的浓度变小，植物细胞吸水能力减弱。 适宜浓度的KNO3溶液或尿素、甘油、乙二醇等能否作为该实验的试剂？为什么？盐酸、酒精、醋酸等行吗？为什么？ 提示：K＋和NO可被细胞吸收，从而使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原，不适于作为该实验的试剂(尿素、甘油、乙二醇等现象同上)。盐酸、酒精、醋酸能杀死细胞，不能作为质壁分离实验的试剂。 30 1.判断成熟植物细胞的死活 2.测定细胞液浓度范围 待测成熟植物细胞 一定浓度 蔗糖溶液 镜检 发生质 壁分离 无质壁 分离 活细胞 死细胞 待测成熟植物细胞 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间 质壁分离与复原实验的拓展应用 31 3.比较不同植物细胞的细胞液浓度/比较未知浓度溶液的浓度大小 不同植物细胞 同一浓度蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大 4.鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液） 成熟植 物细胞 不同种 类溶液 镜检 只发生 质壁分离 质壁分离 后自动复原 溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液） 溶质能透过半透膜（如KNO3溶液） 质壁分离与复原实验的拓展应用 生理状态相同的叶片的细胞液浓度是相同的 几个相同的植物细胞 32 3.将甲乙两种不同植物的成熟活细胞置于0.3mol/l的蔗糖溶液中，用显微镜观察其形态，如图所示( ) A.甲细胞液浓度较高不适应盐碱地栽培 B.甲细胞液浓度较高更适应盐碱地栽培 C.乙细胞液浓度较高更适应盐碱地栽培 D.乙细胞液浓度较高不适应盐碱地栽培 甲 乙 课堂检测 动物细胞 成熟植物细胞 条件 原理 现象 ①___________相当于半透膜 ②______________________具有浓度差 ①___________（由细胞膜、液泡膜和两层之间的细胞质组成）相当于半透膜 ②_________________具有浓度差 渗透作用 渗透作用 当外界溶液浓度______细胞质浓度，细胞吸水膨胀 当外界溶液浓度______细胞质浓度，细胞失水皱缩 当外界溶液浓度_____细胞质浓度，细胞维持正常形态 当外界溶液浓度______细胞液浓度，细胞发生质壁分离现象 当外界溶液浓度______细胞液浓度，细胞吸水膨胀，由于存在细胞壁，细胞不会涨破 当外界溶液浓度______细胞液浓度，细胞维持正常形态 细胞膜 细胞质与外界溶液 小于 小于 大于 大于 等于 等于 原生质层 细胞液与外界溶液 温故知新：动植物细胞的吸水和失水 思考： 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反应所释放的能量，这种物质跨膜运输的方式称为什么呢？ 回顾旧知，过渡新知：水进出细胞的原理，通过分析，我们发现无论是动物细胞还是植物细胞都是通过渗透作用吸水和失水的，它们都具备发生渗透作用的条件，像动~，以及植~，当膜两侧存在浓度差时，水就会由 向 渗透。也就是出现这样的现象。过渡 34 分子多 分子少 扩散 自由扩散 协助扩散 转运蛋白 二. 被动运输 1. 类型 又分为 来看示意图 像这样的 活动1：观看视频，结合课本P66,回答下列问题。 问题①：总结自由扩散的特征有哪些？ 问题②：举例说明哪些物质是通过自由扩散这种方式穿过细胞膜？ (1) 自由扩散（简单扩散）：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。 细胞外 细胞内 ①特点： ①顺浓度梯度（高浓度→低浓度） ②不需要转运蛋白协助 ③不需要消耗能量 动力：浓度差 ②实例： 1.气体分子，如O2、CO2、N2等 2.脂溶性小分子有机物，如甘油、脂肪酸、乙醇、苯等 3.脂质分子（胆固醇、性激素等） (1) 自由扩散（简单扩散）：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。 1. 运输方向？（浓度）2. 是否需要能量？3. 是否需要其他物质协助？ 比方:球往低处滚 跨膜的动力 (2) 协助扩散 （易化扩散）：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。 活动2：观看视频，结合课本P66,回答下列问题。 问题①：总结协助扩散的特征有哪些？ 问题②：举例说明哪些物质是通过协助扩散这种方式穿过细胞膜？ ①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 ②实例： ①葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞 ②钠钾离子通过离子通道蛋白运输 ③水分子通过水通道蛋白运输 动力：浓度差 (2) 协助扩散 （易化扩散）：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。 比方：车载货下坡 39 载体蛋白 通道蛋白 转运特点 自身构象是否改变 是否与转运的物质结合 是否有特异性 实例 2. 转运蛋白的类型 只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过 改变 结合 具有 葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞 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 不改变 不结合 具有 水分子通过水通道蛋白进出细胞 转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白两种类型 根据图示比较一下两者的异同 都具有选择性、特异性、专一性 通道蛋白运输物质时,通道蛋白不需要与被运输的物质特异性结合。 载体蛋白与被运输的物质结合后，通过自身构象的改变来转运物质。 通道蛋白只能参与协助扩散，载体蛋白可以参与主动运输和协助扩散。/参与协助扩散的转运蛋白可以是 或 。 注意 水进出细胞的方式可能是自由扩散也可能是协助扩散，但更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。 注意 水进出细胞的方式可能是自由扩散也可能是协助扩散，但更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。 项 目 自由扩散 协助扩散 运输方向 是否需要转运蛋白 是否消耗细胞内的能量 举例 不需要 需要 不消耗 不消耗 少部分水、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） 水分子进出细胞(水通道蛋白） 离子进出细胞(离子通道蛋白）葡萄糖进入红细胞(载体蛋白) 高浓度 低浓度 高浓度 低浓度 比较自由扩散和协助扩散的异同 哪些因素会影响到被动运输的运输速率？ 共同点：都是顺浓度梯度运输，都不需要消耗能量。运输的动力都来自膜两侧→被动运输的特点。不同点：是否需要转运蛋白 由此总结影响因素 判断：哪条曲线是自由扩散/协助扩散？请说出判断依据。 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 ① ② 3. 影响被动运输的因素 温度等其他因素也会有影响 思考：除物质浓度差和转运蛋白的数量之外,还有没有其他影响被动运输速率的因素? 影响自由扩散/协助扩散的主要因素 自由扩散/协助扩散的运输速率受 的影响 转运蛋白的种类和数量 数量有限 完全成正比 只与浓度差有关 (1)自由扩散。自由扩散不需要转运蛋白,运输速率只和溶液浓度差有关。 (2)协助扩散。协助扩散需要转运蛋白的协助。运输速率和溶液浓度差及转运蛋白的数量有关,P点之前及之后,影响物质运输速率的因素分别是细胞外溶液浓度、转运蛋白的数量。 (3)温度。 课堂小结 46 题组二　自由扩散和协助扩散 1.如图表示物质进入细胞膜的两种方式，从图解可以看出(　　) A．甲、乙两种物质都能够自由出入细胞膜 B．细胞对甲、乙两种物质都能够主动吸收 C．甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输 D．甲、乙两种物质都是细胞代谢所必需的物质 √ 课堂检测 解析　细胞膜具有选择透过性，甲、乙两种物质不能够自由出入细胞，A错误；甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输，属于被动运输，不是细胞主动吸收，B错误，C正确；甲物质以自由扩散的方式进入细胞，乙物质以协助扩散的方式进入细胞，不能说明两种物质是细胞代谢必需的物质，D错误。 2.下列物质中，通过自由扩散进入组织细胞的是(　　) A．K＋和Na＋ B．氨基酸和葡萄糖 C．O2和甘油 D．苯和蛋白质 √ 3.下列关于通道蛋白的说法，错误的是 A.一种离子通道一般只允许一种离子通过 B.水通道蛋白是覆盖在细胞膜表面的蛋白质 C.细胞膜上的Na＋通道蛋白与水通道蛋白在空间结构上有差异 D.物质通过通道蛋白的运输属于被动运输，不消耗能量 解析　水通道蛋白是一类贯穿于细胞膜磷脂双分子层的蛋白质，B错误。 √ 4．下列有关被动运输的说法正确的是(　　) A．水分子主要是通过自由扩散方式进入细胞的 B．协助某些离子和小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输的蛋白质，称为载体蛋白 C．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 D．影响协助扩散的运输速率除膜内外物质浓度梯度外，还与转运蛋白数量有关 √ 课堂检测 解析　水分子主要是以协助扩散的方式借助水通道蛋白进入细胞的，A错误；协助某些离子和小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输的蛋白质称为转运蛋白，转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种，B错误；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，二者作用机制不同，C错误。 5.洋葱表皮细胞质壁分离和复原实验过程中，液泡的体积会随外界溶液浓度的变化而改变，如图所示。图中①②两处滴加的溶液分别是 A.清水、清水 B.清水、质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液 C.质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液、清水 D.质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液、质量 浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液 √ 课堂检测 解析　质壁分离的现象：液泡由大变小，细胞液颜色由浅变深。因此①处滴加溶液后，液泡的体积逐渐变小，细胞发生渗透失水，因此该处细胞外液浓度大于细胞液的浓度，即滴加质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液；②处滴加溶液后，液泡的体积逐渐变大，细胞发生渗透吸水，因此该处滴加清水。C正确，A、B、D错误。 6.下列对质壁分离与复原实验的实验材料及外界溶液有关的叙述正确的分别是 ①实验材料必须是成熟的植物活组织细胞 ②细胞液最好有颜色，便于观察和判断细胞质壁分离和复原的程度 ③细胞液必须有颜色，否则不能发生质壁分离和复原 ④外界溶液的浓度应适中，不能过低或过高 ⑤外界溶液必须对细胞无毒害 ⑥外界溶液的浓度无特殊要求，任何浓度均可以 A.①②，④⑤ B.①③，④⑤ C.①②，⑤⑥ D.①③，⑤⑥ √ 解析　质壁分离最好用有颜色的植物成熟的活细胞，故①②正确； 细胞液没有颜色也会发生质壁分离，但不容易观察，③错误； 外界溶液浓度必须高于细胞液浓度，不然不会发生质壁分离，但也不能太高，因为会导致细胞因失水过多而死亡，④正确、⑥错误； 外界溶液不能对细胞有毒害，否则细胞会死亡，⑤正确。 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.29.100 学科网版权所有 Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.51.100 Lavf58.51.100 $