1、第四章第四章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出2019人教版必修人教版必修1分子与细胞分子与细胞掌控着道道闸门，驱动着各式舟车，输入输出中忙碌，被动主动间选择，生物大分子铸就，神奇的生命之膜第第1节被动运输节被动运输在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸纸(半透膜），往漏斗内注入蔗糖溶液，然半透膜），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。内外的液面高度相等。玻璃纸玻璃纸(又叫又叫赛璐玢赛璐玢)是一是一种半透膜，水种半透膜，水分子可以自由分子可以自由透过它，而蔗透过它
2、，而蔗糖分子则不能。糖分子则不能。1.漏斗管内的液面为什么会升高?如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗?为什么?2.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗?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?一、水进出细胞的原理一、水进出细胞的原理水分子水分子(或其他溶剂分子或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，通过半透膜的扩散，称为渗透作用。称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差，渗透如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水分子从水的的方向就是水分子从水的相对含量相对含量高高的一侧向的一侧向相对含量低相对含量低的一侧渗透。的一侧渗透。渗透的方向：渗透的方向：渗透作用：渗透作
3、用：渗透作用产生的条件：渗透作用产生的条件：具有半透膜具有半透膜 半透膜两侧溶液具有浓度差半透膜两侧溶液具有浓度差半透膜两侧溶液半透膜两侧溶液浓度差浓度差越大越大，渗透作用越明显，渗透作用越明显，高度差越大高度差越大1 1、水分子通过细胞膜水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的进出细胞也是同样的原理吗原理吗?2 2、细胞膜是否相当于、细胞膜是否相当于一层半透膜呢一层半透膜呢?人成熟红细胞中发生渗透作用的条件人成熟红细胞中发生渗透作用的条件:_相当于半透膜相当于半透膜;_之间存在浓度差。之间存在浓度差。引起细胞失水与吸水的条件引起细胞失水与吸水的条件:外界溶液与细胞质之间外界溶液与细胞质之间存在浓度
4、差存在浓度差。细胞膜细胞膜细胞质与外界溶液细胞质与外界溶液 动物细胞的吸水和失水动物细胞的吸水和失水将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中一段时间后，红细胞将会发生以下的变化。液中一段时间后，红细胞将会发生以下的变化。当外界溶液溶质的浓度当外界溶液溶质的浓度与细胞质的浓度与细胞质的浓度相同相同，细胞细胞形态不变形态不变。当外界溶液溶质的浓当外界溶液溶质的浓度比细胞质的浓度度比细胞质的浓度低低时，细胞时，细胞吸水膨胀吸水膨胀。当外界溶液溶质的浓度当外界溶液溶质的浓度比细胞质的浓度比细胞质的浓度高高时，时，细胞细胞失水皱缩失水皱缩。1.1.红细胞内的血
5、红蛋白等有机物能够透过细胞红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗膜吗?这些有机物相当于这些有机物相当于“问题探讨问题探讨”所示装置所示装置中的什么物质中的什么物质?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。1.1.红细胞中的有机物有的能通过细胞膜红细胞中的有机物有的能通过细胞膜,有的不有
6、的不能。血红蛋白是有机大分子物质能。血红蛋白是有机大分子物质,不能透过细胞不能透过细胞膜膜,它相当于它相当于“问题探讨问题探讨”中的蔗糖分子。中的蔗糖分子。2.2.是。但细胞膜具有生命活性是。但细胞膜具有生命活性,物质通过细胞膜物质通过细胞膜的方式不只是简单扩散的方式不只是简单扩散。3.3.不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降度也会下降,如果外界溶液浓度不是很低如果外界溶液浓度不是很低,有可有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡平衡,此时此时,红细胞将不再吸水。红细胞将不再吸水。4.4.取决于红
7、细胞内外溶液的浓度差取决于红细胞内外溶液的浓度差,一般情况下一般情况下,浓度差越大时浓度差越大时,细胞吸水或失水越多。细胞吸水或失水越多。5.5.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,血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和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。功能上的异常。等渗状态等渗状态高渗状态高渗状态低渗状态低渗状态1 1、水进出哺乳动物红细胞的原理、水进出哺乳动物红细胞的原理4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)
8、4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜细胞质细胞质原生质层原生质层细胞液细胞液4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)o 白菜放置时间长了会萎蔫；而卖菜的阿姨经常白菜放
9、置时间长了会萎蔫；而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水，使青菜保持新鲜硬挺状态。向青菜上洒水，使青菜保持新鲜硬挺状态。o 白菜剁碎准备做馅时常常要放一些盐。稍等一白菜剁碎准备做馅时常常要放一些盐。稍等一会儿可见有水分渗出。会儿可见有水分渗出。o 对农作物施肥过多，会造成对农作物施肥过多，会造成“烧苗烧苗”现象。现象。探究探究实践实践（失水）（失水）（失水）（失水）（吸水）（吸水）植物细胞也像动物细胞一样，会发生吸水或失水现植物细胞也像动物细胞一样，会发生吸水或失水现象，吸水或失水同样与外界溶液的浓度有关。象，吸水或失水同样与外界溶液的浓度有关。4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材
10、】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)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分析结果分析结果表达与交流表达与交流根据已有的知识和经验作出合理的推断根据已有的知识和经验作出合理的推断选择材料、试剂、用具，确定方法步骤选择材料、试剂、用具，确定方法步骤按预定方案进行实验按预定方案进行实验分析实验结果，得出结论分析实验结果，得出结论总结，写实验报告并适当交流
11、总结，写实验报告并适当交流进一步探究进一步探究请根据上述事例并通过深入思考，提出你请根据上述事例并通过深入思考，提出你想探究的问题。想探究的问题。4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424
12、张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)o 外界溶液浓度外界溶液浓度细胞液浓度时细胞液浓度时,细胞质壁分离细胞质壁分离 o 外界溶液浓度外界溶液浓度 细胞液浓度细胞液浓度拓展拓展4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(
13、共共2424张张PPT)PPT)外界溶液浓度外界溶液浓度高高低低失失水水外界溶液浓度外界溶液浓度低低高高吸水吸水水分子是顺相对含量梯度跨膜运输水分子是顺相对含量梯度跨膜运输4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)2 2、从水分进出细胞特点的角度分析，我们为什么不能直、从水分进出细胞特点的角度分析，我们为什么不能直接饮用海水
14、？接饮用海水？3 3、一般植物为什么不能种植在盐碱地上？、一般植物为什么不能种植在盐碱地上？4 4、询问你的亲人或周围的朋友，在没有冰箱的年代，人们、询问你的亲人或周围的朋友，在没有冰箱的年代，人们是如何保存猪肉等肉类食品的？你能用今天所学的知识进是如何保存猪肉等肉类食品的？你能用今天所学的知识进行解释吗？行解释吗？4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一
15、(共共2424张张PPT)PPT)像的水这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化像的水这样，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被动运输。自由扩散和协助扩散自由扩散和协助扩散。二、自由扩散和协助扩散二、自由扩散和协助扩散被动运输分为被动运输分为:实例：实例：O2、CO2、甘油、乙醇、苯等通过自由扩散进出细胞。、甘油、乙醇、苯等通过自由扩散进出细胞。(1)自由扩散自由扩散概念：物质通过简单的概念：物质通过简单的扩散作用扩散作用进出细胞的方式，也叫进出细胞的方式，也叫简单扩散简单扩散。特点
16、：特点：顺顺浓度梯度扩散；浓度梯度扩散；不消耗不消耗能量；能量；不需要不需要转运蛋白的协助。转运蛋白的协助。(2)协助扩散协助扩散概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫概念：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散易化扩散。特点：特点：顺顺浓度梯度扩散；浓度梯度扩散；不消耗不消耗能量；能量；需要需要转运蛋白的协助，物质运输速率与转转运蛋白的协助，物质运输速率与转运蛋白的运蛋白的数量数量有关。有关。实例：血液中实例：血液中葡萄糖葡萄糖进入红细胞；多数进入红细胞；多数水分子水分子进出细胞。进出细胞。扩散的速率：气体中最快，液体中次之，固体中最慢；浓度扩散的速率：气体中最
17、快，液体中次之，固体中最慢；浓度差越大、温度越高、参与的粒子质量越小，扩散的速率越快。差越大、温度越高、参与的粒子质量越小，扩散的速率越快。转运蛋白分为转运蛋白分为载体蛋白载体蛋白和和通道蛋白通道蛋白两类。两类。4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)钾离子通道模式图钾离子通道模式图只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小
18、和电荷相适宜的分子或离子通过。只允许与自身结合部位适应的分子或离子通过。每次转运时都会发生自身构象的改变。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。载体蛋白：通道蛋白：水更多是借助水通道蛋白以协助方式进出细胞4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散协助扩散协助扩散顺顺浓度梯度扩散；浓度
19、梯度扩散；不消耗不消耗能量能量共同点：共同点：不同点：不同点：协助扩散需要转运蛋白协助，自由扩散不需要协助扩散需要转运蛋白协助，自由扩散不需要4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)具有特异性：不同物质的转运蛋白不同，不同细胞膜上转运蛋白的种类和数量也不同；具有饱和性：当细胞膜上的转运蛋白达到饱和时，细胞吸收该物质的速率不
20、再随膜两侧浓度差的增大而增大。1.细胞膜上的转运蛋白有何特点？2.同一种物质进出不同细胞的方式相同吗？不一定相同。如少数水分子以自由扩散方式进出细胞，更多的水分子借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞。4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散影响跨膜运输的因素影响跨膜运输的因素影响自
21、由扩散的因素影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。细胞膜内外物质的浓度差。影响协助扩散的因素影响协助扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差细胞膜内外物质的浓度差,细胞膜上载体蛋白的种类和数量。细胞膜上载体蛋白的种类和数量。P P点后速率受载体蛋白数量限制点后速率受载体蛋白数量限制4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4
22、.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共
23、共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)4.1 4.1 被动运输被动运输 课件课件 【新教材新教材】人教版（人教版（20192019）高中生物必修一）高中生物必修一(共共2424张张PPT)PPT)
