被動運輸課件高一上學期生物人教版必修13

4.1被動運輸?shù)?章

細胞的物質輸入和輸出聯(lián)系生活清水泡過的青菜很硬挺鹽腌制過的黃瓜皺皺巴巴，能擠出水水是如何進出細胞的？滲透作用Part1滲透作用相關概念墨水滴入清水中，清水很快變紫—溶質分子在水中擴散的結果擴散：物質分子從高濃度向低濃度區(qū)域轉移

直到均勻分布的現(xiàn)象。（從相對含量多的地方向相對含量少的地方自由運動）滲透：是一種特殊的擴散。

僅指水分子等溶劑分子透過半透膜，從相對含量多的地方

向相對含量少的地方擴散。相關概念半透膜：讓小分子通過而大分子不能通過的一類多孔性薄膜的總稱(如：膀胱膜、玻璃紙、卵殼膜等)問題探討—（滲透作用）

在一個長頸漏斗的漏斗口外密封上一層玻璃紙，往漏斗內注入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內外的液面高度相等。過一段時間后，會出現(xiàn)所示現(xiàn)象。

動畫演示蔗糖溶液玻璃紙（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子1.漏斗內的液面為什么會升高？單位時間進入漏斗的水分子數(shù)量單位時間從漏斗滲出的水分子數(shù)量問題探討—（滲透作用）水分子可以自由透過，蔗糖分子不能單位體積內的水分子數(shù)：

燒杯（清水）漏斗（蔗糖溶液）易錯提醒1：水分子的移動是雙向的，但最終表現(xiàn)出由低濃度溶液流向高濃度溶液的水分子較多。問題探討—（滲透作用）2.若漏斗管足夠長，液面會無限升高嗎？不會，上升的水柱產生壓力會加快漏斗中水分子向外擴散的速度，最終水分子進出達到動態(tài)平衡，液面將不再上升。此時仍然有水分子進出半透膜；不相等，漏斗內溶液濃度仍然大于燒杯內溶液濃度。3.當漏斗管內的液面不再升高時，還有水分子移動嗎？半透膜兩側溶液的濃度大小一樣嗎？易錯提醒2：有液面高度差就存在濃度差，液面差越大，濃度差就越大，且液面高的一側溶液濃度高。3.如果用一層紗布（全透性）代替玻璃紙，還會出現(xiàn)原來的現(xiàn)象嗎？4.如果燒杯中不是清水,而是同樣濃度的蔗糖溶液，結果會怎樣？不會，紗布不是半透膜，蔗糖分子和水分子都能通過。漏斗管中的液面保持不變。因為膜兩側濃度相同，單位時間內膜兩側水分子進出平衡。問題探討—（滲透作用）小結：滲透作用的發(fā)生需要具備哪些條件？①具有半透膜②半透膜兩側的溶液具有濃度差物質的量濃度（mol/L）小結：滲透作用1.滲透作用：水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴散。②半透膜的兩側的溶液具有濃度差①具有半透膜2.條件：低濃度溶液（水多）高濃度溶液（水少）4.方向：3.滲透作用結果：水分子可以通過半透膜進行雙向擴散，直到水分子進出速率達到動態(tài)平衡

溶液濃度低滲透壓低溶液濃度高滲透壓高含水量高含水量低半透膜水（溶劑）滲透壓：溶質微粒對水的吸引力

與濃度成正比與相對分子質量成反比液面（等高）10%蔗糖溶液10%葡萄糖溶液半透膜②10%葡萄糖溶液的物質的量濃度大，因此水分子由10%蔗糖溶液→10%葡萄糖溶液較多，右側液面升高后不變液面（等高）2mol/L蔗糖溶液2mol/L葡萄糖溶液半透膜①液面不變滲透裝置的變式分析半透膜只允許水分子通過滲透作用原理：當溶液濃度A>B時，水分子通過半透膜當溶液濃度A<B時，水分子通過半透膜當溶液濃度A＝B時，A溶液B溶液漏斗管內的液面不再上升:是燒杯中的水分子進出半透膜達到動態(tài)平衡的結果。由B流向A的多于由A流向B；由A流向B的多于由B流向A；水分子進出半透膜達到動態(tài)平衡。如果將裝置中的漏斗換成細胞還會不會吸水？水分子通過細胞膜進出細胞也是同樣的原理嗎？細胞會發(fā)生什么樣的變化？Part2水進出細胞的原理一、水進出動物細胞的原理等滲溶液高滲溶液低滲溶液細胞吸水膨脹細胞失水皺縮細胞形態(tài)不變細胞質的濃度外界溶液的濃度＞外界溶液的濃度細胞質的濃度＞外界溶液的濃度細胞質的濃度=一、水進出動物細胞的原理1.紅細胞內的血紅蛋白等有機物能透過細胞膜嗎？這些有機物相當于

“問題探討”所示裝置中的什么物質？不能，相當于蔗糖分子2.紅細胞的細胞膜是不是相當于“問題探討”中所說的半透膜？相當3.當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？不一定，濃度差很大時會漲破，濃度差較小時不會漲破。4.紅細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？5.想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水？細胞內外溶液濃度差。濃度差越大細胞吸水或失水越多。防止血細胞失水或吸水，維持細胞正常形態(tài)。小結：水進出動物細胞的原理外界溶液蔗糖溶液細胞質相當于細胞膜半透膜相當于①紅細胞與外界溶液組成了一個滲透系統(tǒng)。②紅細胞的細胞膜相當于一層半透膜，水分通過滲透作用進出紅細胞。對農作物施肥過多，會造成“燒苗”現(xiàn)象。將有些萎蔫的菜葉浸泡在清水中，不久，菜葉就會變的硬挺。鹽腌制過的黃瓜,皺皺巴巴，還出水。與生活的聯(lián)系：水分進出植物細胞也是通過滲透作用嗎？成熟植物的細胞結構請說出植物細胞和動物細胞在結構上的主要區(qū)別葉綠體細胞壁大液泡二、水進出植物細胞的原理液泡膜細胞質原生質層細胞壁（全透性、伸縮性小）細胞膜細胞核成熟的植物細胞的結構植物細胞內的液體環(huán)境主要指的是液泡內的細胞液。水進出植物細胞主要指水通過原生質層進出液泡細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質。（伸縮性大）→半透膜二、水進出植物細胞的原理【探究·實踐】植物細胞的吸水和失水提出問題做出假設設計實驗實施實驗分析結果得出結論表達交流水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？原生質層是一層半透膜嗎？水分進出植物細胞是滲透作用，原生質層相當于一層半透膜蔗糖溶液中細胞的液泡變小，細胞皺縮；清水中細胞的液泡變大，細胞膨脹。預期結果：將植物細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察液泡、原生質層及細胞大小的變化；再浸潤在清水中，觀察其大小的變化。二、水進出植物細胞的原理【探究·實踐】植物細胞的吸水和失水（P64）提出問題做出假設設計實驗實施實驗分析結果得出結論表達交流材料用具：紫色洋蔥鱗片葉、質量分數(shù)為的蔗糖溶液、

清水、刀片、鑷子、滴管、蓋玻片、吸水紙、顯微鏡等。外表皮細胞選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞，是因為其具有中央大液泡，且細胞液呈紫色，易觀察液泡的大小變化。實驗：探究植物細胞的吸水和失水(視頻)制作紫色洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片低倍顯微鏡下觀察的蔗糖溶液吸水紙引流重復幾次低倍顯微鏡下觀察滴放清水吸水紙引流低倍顯微鏡下觀察重復幾次【實驗步驟】二、水進出植物細胞的原理二、水進出植物細胞的原理【探究·實踐】植物細胞的吸水和失水（P64）提出問題做出假設設計實驗實施實驗分析結果得出結論表達交流正常狀態(tài)高濃度狀態(tài)低濃度狀態(tài)圖像液泡變化原生質層位置正常大小逐漸變小，顏色變深恢復原來大小，顏色變淺原生質層緊貼細胞壁原生質層逐漸脫離細胞壁原生質層逐漸貼近細胞壁細胞體積基本不變二、水進出植物細胞的原理【探究·實踐】植物細胞的吸水和失水（P64）提出問題做出假設設計實驗實施實驗分析結果得出結論表達交流結論：(1)植物細胞的原生質層相當于一層半透膜；(2)植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的。細胞失水，原生質層與細胞壁分離開來細胞吸水，與細胞壁分離的原生質層慢慢恢復原來的狀態(tài)當外界溶液濃度>細胞液濃度當外界溶液濃度<細胞液濃度質壁分離質壁分離復原①內因：原生質層伸縮性

細胞壁伸縮性

②外因：外界溶液濃度

細胞液濃度二、水進出植物細胞的原理2.質壁分離產生原因：1.“質壁分離”的“質”與“壁”分別指什么？3.現(xiàn)象“質”指原生質層“壁”指細胞壁大于大于注意事項4.注意事項：活細胞、有細胞壁、有大液泡的成熟植物細胞（根尖分生區(qū)細胞不發(fā)生）紫色洋蔥鱗片葉內表皮細胞？紫色洋蔥鱗片葉內表皮是成熟的植物細胞，含有大液泡，能發(fā)生質壁分離及復原，但液泡無色，直接觀察現(xiàn)象不明顯（可以加少量紅墨水）①材料選擇：二、水進出植物細胞的原理引流時要重復幾次，目的是使蓋玻片下面的洋蔥鱗片葉表皮細胞完全浸入在加入的液體。②引流③觀察時間加入蔗糖溶液后不宜停留過長時間，防止細胞長時間處于高滲溶液中，因過度失水而死亡。二、水進出植物細胞的原理4.注意事項：

如果所用溶液中的溶質為葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，質壁分離后因細胞主動或被動吸收溶質微粒而使細胞液濃度增大，植物細胞會吸水引起質壁分離后的自動復原。④外部溶液濃度：⑤質壁分離的自動復原的蔗糖溶液選擇對細胞無毒害作用，濃度適中的外界溶液鹽酸、酒精、醋酸能殺死細胞，不適合濃度過高會導致細胞失水過多而死亡二、水進出植物細胞的原理4.注意事項：進一步探究Q1:植物細胞會由于過多吸水而漲破嗎？不會。（因為細胞壁具有保護和支持的作用）Q2:實驗中共涉及幾次顯微鏡觀察？其中第一次觀察的目的是什么？三次低倍鏡觀察；觀察細胞正常形態(tài)，與處理后形態(tài)對照。Q3:本實驗用顯微鏡觀察了三次，第一次與第二次形成對照，第三次與第二次形成對照，該對照方法是什么？自身前后對照。你觀察到了什么現(xiàn)象呢？細胞壁和原生質層之間的空隙充滿的是什么？第一次觀察a滴加蔗糖溶液后觀察b再次滴加清水溶液后觀察c僅憑圖b能否判斷細胞細胞正在發(fā)生質壁分離？不能，也可能正在發(fā)生質壁分離的復原質壁分離以及復原，稀釋后的蔗糖溶液Part3被動運輸四、被動運輸像水分子這樣，物質以____________進出細胞，_________消耗細胞內化學反應所釋放的_____，這種物質跨膜運輸方式稱為_____________。被動運輸分為______________和_______________兩類。擴散方式不需要能量被動運輸自由擴散協(xié)助擴散主要通過有氧呼吸產生細胞外細胞內水分子細胞膜O2、CO2、水、N2乙醇、甘油、苯(也叫簡單擴散)（1）運輸方向：高濃度低濃度（順濃度梯度）不需要轉運蛋白協(xié)助，不需要消耗能量（3）實例：

水，氣體（O2

、CO2、N2）；

脂溶性物質（甘油、乙醇、苯等）；

脂質分子（膽固醇、性激素等）（2）特點：（4）影響因素：濃度差擴散速度濃度差1.自由擴散（簡單擴散）：溫度影響膜的流動性濃度差越大，自由擴散速度越快細胞外細胞內細胞膜借助轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式

2.協(xié)助擴散(也叫易化擴散)2.協(xié)助擴散（易化擴散）轉運蛋白分為

蛋白和

蛋白兩種。載體蛋白只允許與自身結合部位

的分子或離子通過，每次轉運時都會發(fā)生自身

的改變。載體相適應構象載體蛋白通道通道蛋白只容許與自身通道的直徑和

相適配、大小和

相適宜的分子或離子通過。分子或離子通過通道蛋白時，

與通道蛋白結合。形狀電荷不需要通道蛋白只參與協(xié)助擴散轉運時構象不改變通道蛋白水通道蛋白鉀離子通道蛋白2.協(xié)助擴散（易化擴散）載體蛋白通道蛋白轉運特點自身構象是否與轉運的分子結合是否有特異性實例只容許與自身結合部位相適應的分子或離子通過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子通過改變不改變不結合結合具有具有葡萄糖通過載體蛋白進入紅細胞水分子通過水通道蛋白進出細胞飽和性：細胞膜上的載體蛋白數(shù)量有限，在運輸過程中當所有載體蛋白都已承擔相應的運輸任務時，運輸?shù)乃俾什辉僖蚱渌麠l件而加快。借助轉運蛋白進出細胞的物質擴散方式

（1）運輸方向：高濃度低濃度要轉運蛋白協(xié)助，不需要能量（3）實例：

紅細胞吸收葡萄糖、

鈉鉀離子通道運輸、

水通道蛋白運輸?shù)龋?）特點：（4）影響因素：濃度差擴散速度濃度差、轉運蛋白種類和數(shù)量、溫度2.協(xié)助擴散（易化擴散）載體蛋白通道蛋白（順濃度梯度）P點后受轉運蛋白數(shù)量影響過去人們普遍認為，水分子都是通過自由擴散進出細胞的但從細胞膜的結構分析，由于__

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