4.1 被動(dòng)運(yùn)輸課件-高一上學(xué)期生物人教版必修1

第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)被動(dòng)運(yùn)輸半透膜：一類小分子物質(zhì)可以通過,而大分子物質(zhì)不能通過的多孔性薄膜的總稱。如玻璃紙、雞蛋的殼膜、魚鰾、動(dòng)物膀胱膜、腸衣等Na+葡萄糖Na+葡萄糖水水蔗糖蛋白質(zhì)半透膜在一個(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。過一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象。玻璃紙是一種半透膜，水分子可以自由透過它，而蔗糖分子則不能。滲透現(xiàn)象蔗糖側(cè)清水側(cè)水分子半透膜思考：液面為什么會(huì)升高？滲透作用：水分子（或其他溶劑）通過半透膜的擴(kuò)散。滲透作用（2）若漏斗管足夠長(zhǎng)，管內(nèi)的液面會(huì)無限升高嗎？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)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)生的條件壓強(qiáng)滲透作用：水分子（或其他溶劑）通過半透膜擴(kuò)散的結(jié)果。滲透系統(tǒng)：兩個(gè)溶液體系以及半透膜。發(fā)生條件：①半透膜②半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差滲透方向：相對(duì)含量高相對(duì)含量低水的含量溶液濃度低濃度溶液高濃度溶液滲透壓滲透壓低

滲透壓高物質(zhì)的量濃度指溶液中溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力滲透作用是擴(kuò)散作用的一種特殊形式滲透作用歸納水進(jìn)出細(xì)胞的原理外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度細(xì)胞質(zhì)濃度<細(xì)胞吸水膨脹>細(xì)胞失水皺縮=細(xì)胞形態(tài)不變水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理①紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能透過細(xì)胞膜嗎？這些有機(jī)物相當(dāng)于“問題探討”所示裝置中的什么物質(zhì)？②紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于“問題探討”中所說的半透膜？③當(dāng)外界溶液的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞一定會(huì)由于吸水而漲破嗎？④紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？⑤臨床上輸液為什么要用生理鹽水？⑥將食物用食鹽腌制為什么可以達(dá)到防止食物腐爛變質(zhì)的目的？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具有半透膜紅細(xì)胞與滲透裝置的比較一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞相當(dāng)于一個(gè)滲透裝置細(xì)胞質(zhì)外界溶液細(xì)胞膜細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)濃度與外界溶液濃度不同水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理水進(jìn)入植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞一樣嗎？探究植物細(xì)胞的吸水和失水顯微鏡下觀察多個(gè)纖維素分子集結(jié)成束，縱橫交錯(cuò)構(gòu)成植物細(xì)胞壁。植物細(xì)胞壁全透性成熟植物細(xì)胞細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡膜原生質(zhì)層細(xì)胞核探究植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞液細(xì)胞壁水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理材料1：將白菜剁碎做餡時(shí)，常常放一些鹽，一會(huì)兒就可看到水分滲出。腌制的蘿卜會(huì)變皺變軟。為什么會(huì)有這樣的現(xiàn)象材料2：賣菜的阿姨常往青菜上灑水。灑水的原理是什么？灑水后菜葉會(huì)有什么變化？材料3：對(duì)農(nóng)作物施肥過多，會(huì)造成“燒苗”現(xiàn)象。原因是什么？探究植物細(xì)胞的吸水和失水提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)方案水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過滲透作用嗎？對(duì)你提出的問題做出一個(gè)可檢測(cè)的解釋，如：先將細(xì)胞浸潤(rùn)在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其形態(tài)變化；再將細(xì)胞浸潤(rùn)在清水中，觀察其大小變化。預(yù)期結(jié)果由于原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，因此在蔗糖溶液中，植物細(xì)胞的中央液泡會(huì)____，細(xì)胞_______；在清水中植物細(xì)胞的液泡又會(huì)______，細(xì)胞________。原生質(zhì)層是不是相當(dāng)于一層半透膜？原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜材料：紫色洋蔥鱗片葉、0.3g/mL的蔗糖溶液、清水。器具：顯微鏡、鑷子、吸水紙。方法步驟：1、滴清水2、取材3、展平4、蓋蓋玻片探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)方法步驟洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片低倍顯微鏡觀察紫色的中央大液泡原生質(zhì)層緊貼細(xì)胞壁0.3g/mL蔗糖吸水紙吸引（重復(fù)幾次）探究植物細(xì)胞的吸水和失水清水吸水紙吸引（重復(fù)幾次）低倍顯微鏡觀察中央液泡逐漸變小，紫色逐漸加深原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分離質(zhì)壁分離低倍顯微鏡觀察中央液泡逐漸變大，紫色逐漸變淺原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸緊貼質(zhì)壁分離復(fù)原探究植物細(xì)胞的吸水和失水探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果液泡大小液泡顏色原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小吸水能力0.3g/mL蔗糖溶液清水變小逐漸恢復(fù)原來大小質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離基本不變基本不變變深重新變淺變大變小1、原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜2、植物細(xì)胞也是通過滲透作用吸水和失水的實(shí)驗(yàn)結(jié)論滲透作用的條件：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水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理

如果滴加的是高濃度的KNO3溶液(KNO3可被細(xì)胞吸收），會(huì)發(fā)生什么樣的現(xiàn)象？探究植物細(xì)胞的吸水和失水原因是：外界溶液濃度較大，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離；細(xì)胞會(huì)主動(dòng)吸收K+、NO3-

，細(xì)胞液濃度逐漸增大，細(xì)胞開始吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象。較高濃度的葡萄糖溶液，KNO3溶液，尿素溶液，甘油溶液也會(huì)出現(xiàn)質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原現(xiàn)象。質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的拓展判斷成熟植物細(xì)胞的死活待測(cè)成熟植物細(xì)胞一定濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離無質(zhì)壁分離活細(xì)胞死細(xì)胞12鑒別不同種類的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）成熟植物細(xì)胞不同種類溶液鏡檢只發(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離后自動(dòng)復(fù)原溶質(zhì)不能透過半透膜（如蔗糖溶液）溶質(zhì)能透過半透膜（如KNO3溶液）質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的拓展測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍待測(cè)成熟植物細(xì)胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間34比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度不同植物細(xì)胞同一濃度蔗糖溶液鏡檢發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間越短，細(xì)胞液濃度越小，反之則細(xì)胞液濃度越大被動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞。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。四.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散1.被動(dòng)運(yùn)輸：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)輸細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)水分子細(xì)胞膜2、自由擴(kuò)散（簡(jiǎn)單擴(kuò)散）：物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞。四.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散2、自由擴(kuò)散（簡(jiǎn)單擴(kuò)散）：物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞。四.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散比方:球往低處滾：特點(diǎn)：1、順濃度梯度運(yùn)輸2、不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助3、不需要消耗細(xì)胞能量自由擴(kuò)散物質(zhì)主要有三類：①氣體分子:如O2、CO2、N2等②水等小分子③脂溶性小分子:如甘油、脂肪酸、乙醇、苯等通道蛋白載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(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。3.協(xié)助擴(kuò)散：四.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散轉(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，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；不需要與分子或離子結(jié)合。水分子水通道蛋白水分子很小，不帶電荷但具有極性，盡管能夠以自由擴(kuò)散過膜，但是更多的是借助細(xì)胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞。四.自由擴(kuò)散和協(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。3.協(xié)助擴(kuò)散：四.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散特點(diǎn)：1、順濃度梯度運(yùn)輸2、需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與3、不需要消耗能量比方：車載貨下坡實(shí)例:水分子*、離子、葡萄糖、氨基酸順濃度梯度跨膜運(yùn)輸。自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散例：乙醇、甘油、

苯、性激素、氣體(O2、CO2)、水載體蛋白：葡萄糖進(jìn)紅細(xì)胞（需要與載體結(jié)合）被動(dòng)運(yùn)輸通道蛋白：水和某些離子

（無需與通道蛋白結(jié)合）特點(diǎn)不消耗能量順濃度梯度：（高低）課堂小結(jié)自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散影響自由擴(kuò)散的因素:細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差。影響協(xié)助擴(kuò)散的因素:細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差,細(xì)胞膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和數(shù)量。P點(diǎn)后速率受轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量限制影響被動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊蛩?、田間一次施肥過多，作物變得枯萎發(fā)黃，俗稱“燒苗”。其原因是（）

A.根細(xì)胞從土壤中吸收的養(yǎng)分過多

B.根細(xì)胞不能從土壤中吸水,反而失水

C.根系不能將水向上運(yùn)輸

D.根系被肥料分解釋放的熱能燒毀B2、利用高濃度鹽水（NaCl溶液）殺菌防腐的原理是（）

A.鹽水中的Cl－有殺菌防腐的作用

B.鹽水中的Na＋不利于細(xì)菌的生活

C.鹽水是中性的，不適于細(xì)菌的生活

D.由于滲透作用使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的水分滲出而死亡D鞏固提高2、把體積與濃度(質(zhì)量百分比濃度)分別相同的葡萄糖(甲)和蔗糖(乙)用半透膜(允許溶劑和葡萄糖通過，不允許蔗糖通過)隔開(如右圖),一段時(shí)間后液面情況是()A、甲高于乙B、先甲高于乙,后乙高于甲C、乙高于甲D、先甲低于乙,后乙低于甲甲乙B鞏固