1、第第1节节 被动运输被动运输第第4章章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出2022-11-212022-11-21问题探讨问题探讨 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。过一段时间后，会出现如右图所示现象。面高度相等。过一段时间后，会出现如右图所示现象。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。蔗糖分子则
2、不能。讨论讨论1 1、漏斗管内的液面为什么会升高漏斗管内的液面为什么会升高?如果漏斗管足够长，管内的液面如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？会无限升高吗？为什么？2 2、如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？、如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？3 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？、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？烧杯中的水分子进入漏斗中导致漏斗液面升高。烧杯中的水分子进入漏斗中导致漏斗液面升高。事实上半透膜事实上半透膜两侧的水分子都能够通过扩散作用自由进出，但由于蔗糖溶液中水两侧的水分子都能够通过扩散作用
3、自由进出，但由于蔗糖溶液中水的相对含量（单位体积中的水分子数）比烧杯中的水的相对含量低，的相对含量（单位体积中的水分子数）比烧杯中的水的相对含量低，因此，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中的水扩散到烧杯中因此，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中的水扩散到烧杯中的速度相对更快些，导致漏斗中水量增加，液面上升。如果漏斗管足够长，当管内的液面上升到一定高的速度相对更快些，导致漏斗中水量增加，液面上升。如果漏斗管足够长，当管内的液面上升到一定高度之后，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。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
4、到平衡，液面将不再上升。不会，不会，因为纱布不是半透膜，孔隙很大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，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。都能通过。漏斗管中的液面将保持不变。漏斗管中的液面将保持不变。水分子水分子（或其他或其他溶剂分子溶剂分子）透过半透膜从透过半透膜从低低浓度溶液向浓度溶液向高高浓度溶浓度溶液的扩散，称为液的扩散，称为渗透作用渗透作用。半透膜半透膜膜两侧的溶液具有浓度差膜两侧的溶液具有浓度差渗透作用的条件渗透作用的条件水流方向：水流方向：低低浓度的一侧流向浓度的一侧流向高高浓度的一侧浓度的一侧（水的相对含量高水
5、的相对含量高）（水的相对含量低水的相对含量低）2022-11-21一一、水进出细胞的原理、水进出细胞的原理1.1.动物细胞的吸水与失水动物细胞的吸水与失水 当外界溶液溶当外界溶液溶质的浓度比细胞质质的浓度比细胞质的浓度低时，细胞的浓度低时，细胞吸水膨胀吸水膨胀 当外界溶液溶当外界溶液溶质的浓度比细胞质质的浓度比细胞质的浓度高时，细胞的浓度高时，细胞失水皱缩失水皱缩 低渗溶液低渗溶液 高渗溶液高渗溶液 当外界溶液溶当外界溶液溶质的浓度与细胞质质的浓度与细胞质的浓度相同时，细的浓度相同时，细胞形态不变胞形态不变 等渗溶液等渗溶液 水进出其他动物细胞的原水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一
6、理与进出红细胞的原理是一样的，都是通过渗透作用。样的，都是通过渗透作用。【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 22022-11-211 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“问题探讨问题探讨”所示装置中的什么物质？所示装置中的什么物质？2 2、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？3 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？、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 4、红细胞吸水或失水取决于什么条件？、红细胞吸水或失水取决于
7、什么条件？5 5、想一想临床上输液为什么要用生理盐水。、想一想临床上输液为什么要用生理盐水。思考思考讨论讨论 红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过不能透过细胞膜，它细胞膜，它相当于相当于“问题探讨问题探讨”所示装置中的所示装置中的蔗糖分子蔗糖分子。是（相当于）。是（相当于）。不一定。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
8、水。再吸水。取决于取决于红细胞内外溶液的浓度差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。，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因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞，血细胞不会不会因为过度吸水或失水而因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。出现形态和功能上的异常。【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 22022-11-212 2、植物植物细胞的吸水与失水细胞的吸水与失水细胞壁是全透性的，细胞壁是全透性的，原生质层是原生质层是不是不是相相当于一层半透膜？当于一层半透膜？【新教材生物】被动运输PPTPP
9、T课件下载2 2提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验实验结论实验结论表达与交流表达与交流进一步探究进一步探究水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是原生质层是不是不是相当于一层半透膜？相当于一层半透膜？原生质层相当于一层半透膜原生质层相当于一层半透膜植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，一植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，一个成熟的植物细胞可以看做一个渗透系统个成熟的植物细胞可以看做一个渗透系统植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水将植物细胞浸润在较高浓度
10、的蔗糖溶液将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。在清水中，观察其大小的变化。【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 22022-11-21植物细胞的质壁分离及复原的实验现象植物细胞的质壁分离及复原的实验现象【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 2质壁分离质壁分离：植物细胞因为失水收缩，原生质层植物细胞因为失水收缩，原生质层与细胞壁发生分离的现象。与细胞壁发生分离的现象。质壁分离复原：发生质壁分离的植物细胞因吸质壁分离复原：发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀，恢复为原来的状态水膨胀，恢复为原来
11、的状态。1 1、质壁分离产生的条件：、质壁分离产生的条件：（1 1）具有大液泡；（）具有大液泡；（2 2）具有细胞壁；）具有细胞壁；（3 3）活细胞；（）活细胞；（4 4）外界溶液浓度）外界溶液浓度 细胞液浓度细胞液浓度2 2、质壁分离产生的原因：、质壁分离产生的原因：内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性 外因：外界溶液浓度外因：外界溶液浓度 细胞液浓度细胞液浓度【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 23、质壁分离及其复原的应用、质壁分离及其复原的应用（1）判断细胞的）判断细胞的死活死活（2）测定细胞液）测定细胞液浓度范围浓度范围（3）比较不同植物细
12、胞的细胞液浓度）比较不同植物细胞的细胞液浓度（4）农业生产中的水肥管理）农业生产中的水肥管理（5）生活中杀菌、防腐、腌制食品）生活中杀菌、防腐、腌制食品（6）鉴别不同种类的溶液。）鉴别不同种类的溶液。成熟植物细胞成熟植物细胞+不同种类溶液不同种类溶液质壁分离质壁分离溶质不能通过半透溶质不能通过半透膜的溶液膜的溶液（如蔗糖溶液）（如蔗糖溶液）质壁分离后又自动复原质壁分离后又自动复原溶质能通过半透膜的溶液溶质能通过半透膜的溶液（如（如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液）、尿素、甘油、乙二醇等溶液）【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 22022-11-21 像水分子这样，物质像水分子这样，
13、物质以扩散方式进出细胞以扩散方式进出细胞，不需要不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散自由扩散和和协助扩协助扩散散两类。两类。【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 22022-11-21二、自由扩散和协助扩散二、自由扩散和协助扩散1 1、自由扩散（简单扩散）：、自由扩散（简单扩散）：物质通过物质通过简单的扩散作用简单的扩散作用进出细胞。进出细胞。【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 22022-11-211 1、自由扩散（简单扩散）：、自由扩散
14、（简单扩散）：特点：特点：从高浓度到低浓度；从高浓度到低浓度；不需要转运蛋白的协助；不需要转运蛋白的协助；不消耗细胞内化学反应产生的能量。不消耗细胞内化学反应产生的能量。（2 2）实例：气体（）实例：气体（氧气、二氧化碳氧气、二氧化碳）、脂溶性小）、脂溶性小分子（分子（甘油、乙醇、苯甘油、乙醇、苯等）。等）。【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 22022-11-21 甘油、乙醇等分子为什么能以甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞自由扩散的方式进出细胞？因为甘油、乙醇等都是因为甘油、乙醇等都是脂溶性物质脂溶性物质，与，与磷脂分子磷脂分子有较强的亲和力有较强的亲和力，容易通过
15、磷脂，容易通过磷脂双分子层出入细胞。双分子层出入细胞。【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 22022-11-212 2、协助扩散（易化扩散）：、协助扩散（易化扩散）：借助膜上的转运蛋白借助膜上的转运蛋白进出细胞的物进出细胞的物质扩散。质扩散。【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 22022-11-212 2、协助扩散（易化扩散）：、协助扩散（易化扩散）：（1 1）特点：）特点：从高浓度到低浓度从高浓度到低浓度；需要转运蛋白的协助需要转运蛋白的协助；不消耗细胞内化学反应产生的能量不消耗细胞内化学反应产生的能量。（2 2）实例：水分子）实例：水分子*、离子、葡萄糖、氨基酸顺浓度梯
16、、离子、葡萄糖、氨基酸顺浓度梯度跨膜运输。度跨膜运输。*研究表明，水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以研究表明，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。协助扩散方式进出细胞的。【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 2载体蛋白载体蛋白通道蛋白通道蛋白转运特点转运特点只容许与自身结合只容许与自身结合部位相适应的分子部位相适应的分子或离子通过或离子通过只容许与自身通道的直径和只容许与自身通道的直径和形状相适配，大小和电荷相形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过适宜的分子或离子通过自身构象自身构象改变改变不改变不改变是否与转运的是否与转运的分子结合分子结合结合
17、结合不结合不结合是否有特异性是否有特异性具有具有具有具有实例实例葡萄糖通过载体蛋葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞白进入红细胞水分子通过水通道蛋白进出水分子通过水通道蛋白进出细胞细胞（3 3）转运蛋白的类型）转运蛋白的类型【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 21 1、自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？、自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？为什么？不需要。因为两者都是顺物质的浓度梯度。不需要。因为两者都是顺物质的浓度梯度。共同点：都是顺物质的浓度梯度，不需要细胞消耗能量。共同点：都是顺物质的浓度梯度，不需要细胞消耗能量。不同点：前者不需要蛋白质的协助，后者必须有蛋白质的协助。不同点：前
18、者不需要蛋白质的协助，后者必须有蛋白质的协助。2 2、自由扩散和协助扩散有什么异同？、自由扩散和协助扩散有什么异同？思考思考讨论讨论3 3、影响被动运输的因素、影响被动运输的因素（1 1）影响自由扩散的因素）影响自由扩散的因素细胞膜细胞膜内、外内、外物质的物质的浓度差浓度差物质浓度差物质浓度差运输速率运输速率（2 2）影响协助扩散的因素）影响协助扩散的因素细胞膜内、外物细胞膜内、外物质的质的浓度差浓度差细胞膜上细胞膜上载体蛋载体蛋白的种类和数量白的种类和数量物质浓度差物质浓度差运输速率运输速率【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 2被动运输自由扩散协助扩散特征：顺浓度梯度运输典例：气体
19、分子、脂溶性小分子特征：顺浓度梯度运输，需要转运蛋白典例：离子和小分子有机物水分子动物细胞植物细胞吸水会膨胀，甚至胀破；失水皱缩失水会发生质壁分离；吸水会发生质壁分离复原实验实验材料：成熟的植物细胞实验原理：植物细胞的原生质层相当于半透膜；细胞壁的伸缩性比原生质层小课堂小结课堂小结【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 21 1、以下可以发生渗透作用的是（、以下可以发生渗透作用的是（）A.A.煮熟的马铃薯条放入水中煮熟的马铃薯条放入水中 B.B.把干种子放在清水中把干种子放在清水中 C.C.烈日下菠菜叶子下垂烈日下菠菜叶子下垂 D.D.放在盐水中的萝卜变软放在盐水中的萝卜变软D课堂练习课
20、堂练习2 2、a a、b b、c c是三个相邻的细胞，已知是三个相邻的细胞，已知a a细胞液浓度细胞液浓度 b b细胞液浓细胞液浓度度 c c细胞液浓度细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（的是（）acbacbacbacbABCDC【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 22022-11-213 3、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称、田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧苗烧苗”。其原因是（。其原因是（）A.A.根细胞从土壤中吸收的养分过多根细胞从土壤中吸收的养分过多B.B.根细胞不能从土壤中吸水根细胞不能从土壤中吸水
21、 C.C.根系不能将水向上运输根系不能将水向上运输 D.D.根系被肥料分解释放的热能烧毁根系被肥料分解释放的热能烧毁B4 4、利用高浓度盐水（、利用高浓度盐水（NaClNaCl溶液）杀菌防腐的原理是（溶液）杀菌防腐的原理是（）A.A.盐水中的盐水中的ClCl有杀菌防腐的作用有杀菌防腐的作用 B.B.盐水中的盐水中的NaNa不利于细菌的生活不利于细菌的生活 C.C.盐水是中性的，不适于细菌的生活盐水是中性的，不适于细菌的生活 D.D.由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡D5 5、关于被动运输的说法，错误的是（）、关于被动运输的说法，错误的是（）A A顺
22、浓度梯度进行顺浓度梯度进行 B B一定需要转运蛋白一定需要转运蛋白 C C不需要细胞消耗能量不需要细胞消耗能量 D D不能主动吸收物质不能主动吸收物质B6 6、自由扩散和协助扩散的动力是（）、自由扩散和协助扩散的动力是（）A A葡萄糖葡萄糖 B B浓度差浓度差 C C细胞膜细胞膜 D D载体载体B【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 2二、拓展应用二、拓展应用1 1、可以可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液。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胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中，适当时间后用
23、显微镜观察细胞质壁分离情况。记录质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，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，据此推算出细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。2 2、假设：、假设：温度变化会影响水分子通过半透膜的扩散速率。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。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，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。等，以确保实验的准确性。课后练习课后练习【新教材生物】被动运输PPTPPT课件下载2 2
