4.1 被动运输 ppt课件-（新教材）2019新人教版高中生物必修一.zip

知识回顾知识回顾细胞膜有哪三大功能？1.将细胞与外界环境分隔开； 3.控制物质进出细胞2.进行细胞间的信息交流；三大功能?第第4 4章第章第1 1节节 被动运输被动运输1、阐明细胞膜的选择透过性。2、阐明被动运输的原理和特点。本节目标 清水很快变成红色，像这样红墨水中溶质向水溶液中移动的现象称为扩散。一种物质从相对高浓度区域移动到低浓度区域（顺浓度梯度）的过程，称为扩散扩散。 情景创设红墨水在水中扩散现象?渗透现象1.分析渗透装置的主要构成及半透膜的含义。2.预测漏斗内的液面变化。3.完成课本中的思考讨论题。请阅读教材P62的问题探讨，并完成下列任务：半透膜：是一类可以让小分子物质通过（如水分子），而较大分子物质（如蔗糖）不能通过的一类多孔性膜。物质能否通过只与膜上孔径直径的大小有关。 比如：水分子54渗透装置渗透作用视频蔗糖分子玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜，鱼鳔等123清水玻璃纸(半透膜)蔗糖溶液漏斗液面上升，说明 烧杯中的水分子通过半透膜进入漏斗中。讨论1 漏斗管内的液面为什么会升高？水多水少由于蔗糖溶液中水的相对含量（单位体积中的水分子数）比烧杯中的水的含量低，因此，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度相对更快，导致漏斗中水量增加，液面上升。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，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。讨论2 如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？讨论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？不会。因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。单位时间内透过玻璃纸进出的水分子量相同，故漏斗管液面保持不变。条件一 ：半透膜条件二：浓度差3、发生渗透现象的条件（一）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。（1）具有半透膜（2）半透膜两侧的溶液具有浓度差2、水分子渗透总的方向：从水相对含量 的一侧 的一侧高低一、水进出细胞的原理1、定义教材第教材第6262页页渗透装置的变式分析1、半透膜只允许水分子通过液面（等高）10%蔗糖溶液10%葡萄糖溶液半透膜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，右侧液面升高液面（等高）2 mol/L蔗糖溶液2 mol/L葡萄糖溶液半透膜液面不变1、半透膜只允许水分子通过加蔗糖酶液面（等高）10%蔗糖溶液10%葡萄糖溶液半透膜蔗糖被水解为两分子单糖，导致左侧浓度升高，水分子由10%的葡萄糖溶液10%的蔗糖溶液较多，则左侧液面升高，最终高于右侧渗透装置的变式分析2、溶质能通过半透膜的渗透装置S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能透过半透膜S1的物质的量浓度大于S2的物质的量浓度S1的物质的量浓度小于S2的物质的量浓度S1溶液S2溶液半透膜S1液面升高S1液面始终低于S2液面S1中的溶质透过半透膜进入S2S2液面升高，最终高于S1渗透装置的变式分析S1和S2是同种溶质，且能透过半透膜， S1物质的量的浓度大于S2由于半透膜两侧存在浓度差，由S2 S1的水分子数多于S1 S2的。导致S1 液面上升。随后S1中的溶质透过半透膜进入S2，半透膜两侧的浓度差逐渐减小， S1 和S2的溶液浓度相等。S1溶液S2溶液半透膜S1 下降，最终S1 和S2溶液液面持平渗透装置的变式分析2、溶质能通过半透膜的渗透装置一个动物细胞能否构成一个渗透系统？一个动物细胞就是一个渗透系统细胞膜构成了半透膜细胞内溶液与外界溶液存在浓度差清水中0.9%NaCl溶液中20%的蔗糖溶液中外界溶液浓度细胞质的浓度小于吸水膨胀大于失水皱缩等于保持原状二、动物细胞的吸水和失水 低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液思考讨论：1、红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？2、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？3、当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？4、红细胞吸水或失水取决于什么条件？5、想一想临床上输液为什么要用生理盐水。思考讨论 红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨”所示装置中的蔗糖分子。是，相当于（因为它具有选择透过性）。 不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时红细胞将不再吸水。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。 因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。清水泡过的青菜盐腌制过的黄瓜生活中我们会观察到：盐腌制过的黄瓜皱皱巴巴，还会出很多水；而用清水泡过的青菜却很硬挺，这是为什么呢？问题探讨水又是怎样进出植物细胞呢？水又是怎样进出植物细胞呢？水又是怎样进出植物细胞呢？原生质层细胞膜细胞质液泡膜认识植物细胞：教材第教材第教材第636363页页页细胞壁植物细胞壁对于水和大部分溶质是通透的，且伸缩性比较小提示：水分主要存在于成熟植物细胞的液泡中。因此我们说的水分进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡细胞液 原生质层相当于一层半透膜，成熟植物细胞主要依靠渗透作用吸水和失水 成熟植物细胞有一个占据细胞绝大部分体积的中央大液泡。科学探究的步骤：提出问题作出假设设计实验进行实验得出结论表达与交流（设计思路、预期结果）（按预定方案进行实验，记录结果）（分析实验结果，得出结论）（总结，写实验报告并适当交流）探究植物细胞的吸水和失水材料用具材料用具方法步骤方法步骤原生质层相当于一层半透膜原生质层相当于一层半透膜吗？教材第教材第6464页页实验过程:第一次观察第二次观察第三次观察引流法紫色蔗糖溶液逐渐变小逐渐分离逐渐变大变浅细胞壁实验结果自身对照是指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照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探究植物细胞的吸水和失水外界溶液浓度 细胞液的浓度，细胞失水质壁分离复原质壁分离 中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水变小逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置原生质层脱离细胞壁基本不变基本不变记录结果探究植物细胞的吸水和失水成熟的植物细胞，能与外界溶液共同构成渗透系统，发生渗透作用。原生质层相当于一层半透膜，当细胞液的浓度外界溶液浓度时，细胞吸水，植物细胞逐渐发生质壁分离复原。分析结果，得出结论：探究植物细胞的吸水和失水内容动物细胞植物细胞条件细胞膜具有选择透过性，相当于半透膜；胞内溶液与细胞外溶液具有浓度差原生质层(由_、_、_组成)相当于_，细胞壁具有全透性；细胞液与外界溶液具有浓度差原理渗透作用水分子运动方向低浓度溶液高浓度溶液细胞的吸水和失水细胞的吸水和失水细胞的吸水和失水细胞的吸水和失水细胞膜液泡膜细胞质半透膜归纳总结质壁分离与复原实验注意事项2、 如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，质壁分离后因细胞主动或被动吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。1、外部溶液浓度质壁分离的自动复原0.3g/mL的蔗糖溶液 选择对细胞无毒害作用，浓度适中的外界溶液，浓度过高会导致细胞失水过多而死亡质壁分离与复原实验的拓展判断成熟植物细胞的死活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123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同一植物的相同成熟细胞未知浓度的溶液镜检 发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小4质壁分离与复原实验的拓展5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1.被动运输：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，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。2.被动运输分类：（1）协助扩散（2）自由扩散被动运输教材第65页（一）自由扩散细胞外细胞内小分子物质细胞膜载体蛋白结合图片和动画，总结自由扩散的特点！ 物质运动的方向？ 需不需要转运蛋白的帮助？ 消耗能量吗？1.特点：1、顺浓度梯度运输 （高低）2、不需要转运蛋白协助3、不需要消耗细胞能量2.实例：自由扩散物质主要有三类：气体分子，如O2、CO2、N2等水等小分子脂溶性小分子，如甘油、脂肪酸、乙醇、苯等自由扩散物质通过物质通过简单扩散简单扩散作用作用进出细胞的方进出细胞的方式，叫做自由扩式，叫做自由扩散。散。比方:球往低处滚：自由扩散3.影响因素:细胞内外浓度差浓度差运输速度细胞外细胞内细胞膜载体蛋白结合图片和动画，总结协助扩散的特点！（二）协助扩散 物质运动的方向？ 需不需要载体蛋白的帮助？ 消耗能量吗？1.特点：1、顺浓度梯度运输 （高低）2、需要转运蛋白参与3、不需要消耗能量协助扩散借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。叫做协助扩叫做协助扩散。散。转运蛋白2.实例:水分子*、离子、葡萄糖、氨基酸顺浓度梯度跨膜运输。比方：车载货下坡协助扩散*研究表明，水分子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的。（红细胞吸收葡萄糖）协助扩散3.影响因素:（1）细胞内外浓度差（2）转运蛋白的种类数量浓度差运输速度转运蛋白定义：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。类型：通道蛋白载体蛋白 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，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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。 水分子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的。教材第66-67页载体蛋白通道蛋白转转运特点只容许许与自身结结合部位相适应应的分子或离子通过过只容许许与自身通道的直径和形状相适配，大小和电电荷相适宜的分子或离子通过过自身构象改变变不改变变是否与转转运的分子结结合结结合不结结合是否有特异性具有具有实实例葡萄糖通过载过载 体蛋白进进入红细红细 胞水分子通过过水通道蛋白进进出细细胞转运蛋白的类型（）项 目自由扩散协助扩散运输方向条件是否需要载体蛋白是否消耗细胞内的能量代表例子顺浓度梯度顺浓度梯度不需要需要不消耗不消耗氧气、二氧化碳等通过细胞膜葡萄糖进入红细胞（载体蛋白）；水分子进出细胞（通道蛋白）小结：比较自由扩散和协助扩散的异同自由扩散协助扩散例：乙醇、甘油、苯、性激素、气(O2、CO2)、水载体蛋白：葡萄糖进红细胞（需要与载体结合）被动运输通道蛋白：水和某些离子（无需与通道蛋白结合）特点不消耗能量顺浓度梯度：（高低）小结：小结：1、以下可以发生渗透作用的是（）A.煮熟的马铃薯条放入水中B.把干种子放在清水中C.烈日下菠菜叶子下垂D.放在盐水中的萝卜变软D随堂练习2、a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度b细胞液浓度c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（）acbacbacbacbABCDC3、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”。其原因是（）A.根细胞从土壤中吸收的养分过多B.根细胞不能从土壤中吸水C.根系不能将水向上运输D.根系被肥料分解释放的热能烧毁B4、利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（）A.盐水中的Cl有杀菌防腐的作用B.盐水中的Na不利于细菌的生活C.盐水是中性的，不适于细菌的生活D.由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡D5、关于被动运输的说法，错误的是（）A.顺浓度梯度进行B.一定需要转运蛋白C.不需要细胞消耗能量D.不能主动吸收物质B6、自由扩散和协助扩散的动力是（） A葡萄糖B浓度差C细胞膜D载体B二、拓展应用1、可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液。将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中，适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，据此推算出细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。2、假设：温度变化会影响水分子通过半透膜的扩散速率。可以借助本节问题探讨中的渗透装置进行实验。将该渗透装置置于不同温度的环境中，通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢，判定温度是否影响水分子的扩散速率。实验中要注意排除各种无关变量的干扰，如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相等，以确保实验的准确性。教材：练习与应用谢谢！探究植物细胞的吸水和失水紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞 显微镜、刀片、镊子、载玻片、盖玻片、吸水纸 清水、0.3g/mL的蔗糖溶液、滴管材料用具实验步骤盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片1234滴清水撕取洋葱鳞片叶外表皮低倍镜观察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探究植物细胞的吸水和失水实验步骤56低倍镜观察在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引 中央液泡逐渐变小，颜色变深,原生质层与细胞壁逐渐分离;细胞大小基本不变。（引流法）实验步骤56低倍镜观察在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引 中央液泡逐渐变小，颜色变深,原生质层与细胞壁逐渐分离;细胞大小基本不变。78在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引低倍镜观察 中央液泡逐渐变大，颜色变浅,原生质层逐渐恢复到贴近细胞壁;细胞大小基本不变。（引流法）（引流法）