4.1 被動(dòng)運(yùn)輸課件-上學(xué)期高中生物人教版必修1

第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出4.1被動(dòng)運(yùn)輸（1）問(wèn)題探討1在一個(gè)長(zhǎng)頸漏斗的漏斗口外密封上一層玻璃紙，往漏斗內(nèi)注入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內(nèi)外的液面高度相等。過(guò)一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象。玻璃紙（又叫賽璐玢）是一種半透膜，水分子可以自由透過(guò)它，而蔗糖分子則不能。思考：1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高?如果漏斗管足夠長(zhǎng)，管內(nèi)的液面會(huì)無(wú)限升高嗎?為什么?2.如果用一層紗布代替玻璃紙，還會(huì)出現(xiàn)原來(lái)的現(xiàn)象嗎?3.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會(huì)怎樣?1.水分子通過(guò)半透膜發(fā)生滲透現(xiàn)象滲透作用（2）若漏斗管足夠長(zhǎng)，管內(nèi)的液面會(huì)無(wú)限升高嗎？為什么？（3）滲透裝置中，當(dāng)漏斗內(nèi)溶液不再上升時(shí)，半透膜兩側(cè)的溶液濃度相同嗎？為什么？（4）如果用紗布代替玻璃紙，漏斗液面還會(huì)升高嗎？（5）如果燒杯內(nèi)不是清水，而是同濃度的蔗糖溶液，漏斗液面還會(huì)升高嗎？H1產(chǎn)生的壓強(qiáng)與水和蔗糖溶液產(chǎn)生的滲透壓差達(dá)到平衡時(shí)，水分子由蔗糖溶液向清水?dāng)U散的速度與由清水向蔗糖溶液擴(kuò)散的速度相等，擴(kuò)散達(dá)到平衡狀態(tài)，液面不再升高。半透膜半透膜兩側(cè)存在濃度差滲透作用發(fā)生的條件一、滲透現(xiàn)象及原理分析1.滲透作用的概念水分子(或其他溶劑分子)通過(guò)半透膜的擴(kuò)散，稱為滲透作用。如果半透膜兩側(cè)存在濃度差，滲透方向就是水分子從水的相對(duì)含量高的側(cè)向相對(duì)含最低的一側(cè)滲透。2.滲透作用具備的兩個(gè)條件(1)具有半透膜。(2)膜兩側(cè)具有濃度差。補(bǔ)充：

滲透作用≠擴(kuò)散作用

擴(kuò)散作用是物質(zhì)從相對(duì)含量高的地方向相對(duì)含量低的地方自由運(yùn)動(dòng)

滲透作用是一種特殊的擴(kuò)散作用。小小總結(jié)(1)兩溶液間的水分子進(jìn)行雙向運(yùn)動(dòng)，實(shí)際觀察到的只是水分子雙向運(yùn)動(dòng)差異所導(dǎo)致的液面變化。(2)當(dāng)液面高度不再變化時(shí)，水分子仍進(jìn)出半透膜，但進(jìn)出達(dá)到平衡。單位時(shí)間內(nèi),由清水進(jìn)入蔗糖溶夜的水分教大于由蔗糖溶液進(jìn)入清水中的水分子數(shù)。小小練習(xí)1.液面高度不再變化時(shí)，即達(dá)到滲透平衡狀態(tài)，此時(shí)水分子不再進(jìn)出半透膜(

)2.漏斗內(nèi)液面升高的原因是:水分子只能通過(guò)半透膜進(jìn)入漏斗內(nèi)()××一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理（滲透作用）1.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水(1)動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜。(2)條件及現(xiàn)象2.植物細(xì)胞的吸水和失水(1)成熟植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)(2)植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要是指液泡里而的細(xì)胞液(3)條件及現(xiàn)象滲透作用的條件：①具有半透膜

②半透膜兩側(cè)具有濃度差滲透系統(tǒng)的要求：①兩個(gè)溶液體系

②具有半透膜植物細(xì)胞與滲透裝置的比較什么是原生質(zhì)層？細(xì)胞液外界溶液原生質(zhì)層原生質(zhì)層細(xì)胞液濃度與外界溶液濃度不同細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層具有選擇透過(guò)性水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出

4.1被動(dòng)運(yùn)輸

（2）蓋上蓋玻片制成臨時(shí)裝片31滴清水2撕取洋蔥鱗片葉外表皮4低倍鏡觀察6低倍鏡觀察5在蓋玻片的一側(cè)滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一側(cè)用吸水紙引流7在蓋玻片的一側(cè)滴加清水，在另一側(cè)用吸水紙引流8低倍鏡觀察中央液泡大小和顏色原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小中央液泡大小和顏色原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小中央液泡大小和顏色原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)過(guò)程一、探究植物細(xì)胞的吸水和失水的實(shí)驗(yàn)操作2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相同，說(shuō)明“原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜”的假設(shè)是成立的。1.有位同學(xué)錯(cuò)取了質(zhì)量濃度為3g/ml的蔗糖溶液，發(fā)現(xiàn)做完質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)操作步驟后，再做質(zhì)壁分離復(fù)原操作時(shí)幾乎沒(méi)有觀察到相關(guān)現(xiàn)象，分析原因可能是什么?2.實(shí)驗(yàn)中共涉及三次顯微鏡觀察，其中第一次觀察的目的是什么?蔗糖溶液濃度過(guò)高，細(xì)胞過(guò)度失水而死亡，不能再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。為后面實(shí)驗(yàn)形成對(duì)照小小總結(jié)1.質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象的應(yīng)用(1)判斷細(xì)胞的活性

發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原一活細(xì)胞待測(cè)細(xì)胞+蔗糖溶液

鏡檢

不發(fā)生質(zhì)壁分離一死細(xì)胞(2)測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍待測(cè)細(xì)胞

+

一系列濃度梯度的蔗糖溶液分別鏡檢，細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩種外界溶液濃度之間。(3)比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度1.不同植物細(xì)胞+同一濃度的蔗糖溶液鏡檢，比較剛發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)所需時(shí)間的長(zhǎng)短，以此判斷細(xì)胞液濃度的大小(時(shí)間越短，細(xì)胞液濃度越小)2.若用適宜濃度的KNO3,溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)壁分離后，沒(méi)有滴加清水，自動(dòng)出現(xiàn)了質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，原因是:開始外界溶液濃度較大，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離;細(xì)胞主動(dòng)吸收K+和NO3-、后，隨著細(xì)胞液濃度增大，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原。小小練習(xí)1.在實(shí)驗(yàn)操作中，共涉及三次顯微鏡觀察，第一次用低倍鏡觀察第二、三次用高倍鏡觀察（

）2.當(dāng)質(zhì)壁分離復(fù)原后，細(xì)胞液的濃度等于外界溶液濃度（

）3.質(zhì)壁分離過(guò)程中，洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的紫色區(qū)域逐漸變小(

)4.用質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液和質(zhì)量濃度為0.5g/mL的蔗糖溶液做質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)，結(jié)果相同（

）×××√二、被動(dòng)運(yùn)輸1.概念

物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式稱為被動(dòng)運(yùn)輸。2.類型(1)自由擴(kuò)散(簡(jiǎn)單擴(kuò)散):物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式,如①氣體:02、CO2、NH3:等;②甘油、乙醇、等脂溶性小分子有機(jī)物;③少部分水。(2)協(xié)助擴(kuò)散(異化擴(kuò)散):借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式。如①離子和一些小分子有機(jī)物，如葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞;②大部分水。3.影響因素(1)膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小。(2)某些物質(zhì)的運(yùn)輸速率還與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量有關(guān)。(3)溫度變化會(huì)影響物質(zhì)運(yùn)輸速率。1.被動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)像水分子這樣，物質(zhì)以____________進(jìn)出細(xì)胞，_________消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的_____，這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式稱為_____________。被動(dòng)運(yùn)輸分為______________和_______________兩類。擴(kuò)散方式不需要能量被動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散自由擴(kuò)散：物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞，也叫簡(jiǎn)單擴(kuò)散。協(xié)助擴(kuò)散：借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式，也叫易化擴(kuò)散。被動(dòng)運(yùn)輸——自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的比較物質(zhì)出入細(xì)胞膜的方式自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸方向是否消耗能量（ATP）是否需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白舉例物理模型數(shù)學(xué)模型曲線圖（一定濃度范圍內(nèi)）物質(zhì)運(yùn)輸動(dòng)力來(lái)源物質(zhì)運(yùn)輸速率限制因素高濃度

低濃度（順濃度梯度）不消耗不需要需要（載體蛋白或轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）O2、CO2、水、甘油、乙醇、苯等離子、葡萄糖、氨基酸、水等細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度梯度濃度梯度；轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度（濃度差）膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（1）載體蛋白只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過(guò)，而且每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生自身構(gòu)象的改變。（2）通道蛋白只容許與自身通道直徑和形狀相匹配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過(guò)；不需要與分子或離子結(jié)合。載體蛋白通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)自身構(gòu)象是否與轉(zhuǎn)運(yùn)的分子結(jié)合是否有特異性實(shí)例圖示只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過(guò)只容許與自身通道的直徑和形狀相適配，大小和電荷相適宜的分子或離