4.1 被動(dòng)運(yùn)輸課件高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

生物（人教版）高中生物必修一第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié)被動(dòng)運(yùn)輸

清水很快變成紅色，像這樣紅墨水中溶質(zhì)向水溶液中移動(dòng)的現(xiàn)象稱為擴(kuò)散。一種物質(zhì)從相對(duì)高濃度區(qū)域移動(dòng)到低濃度區(qū)域（順濃度梯度）的過(guò)程，稱為擴(kuò)散。

情景創(chuàng)設(shè)紅墨水在水中擴(kuò)散現(xiàn)象水進(jìn)出細(xì)胞的原理紅墨水滴入清水中（實(shí)驗(yàn)演示）滲透作用1、概念是指水分子（或其他溶劑分子）通過(guò)半透膜，稱為滲透作用滲透的方向就是水分子從低濃度的一側(cè)向高濃度一側(cè)滲透。水進(jìn)出細(xì)胞的原理2、滲透作用發(fā)生的條件（1）半透膜（2）膜兩側(cè)有濃度差在一個(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(guò)一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)如右圖所示現(xiàn)象。玻璃紙（又叫賽璐紛）是一種半透膜，水分子可以自由透過(guò)它，而蔗糖分子則不能。討論1.漏斗管內(nèi)的液面為什么會(huì)升高？如果漏斗管足夠長(zhǎng)，管內(nèi)的液面會(huì)無(wú)限升高嗎？為什么？1.燒杯中的水進(jìn)入漏斗中。不會(huì)無(wú)限升高，因?yàn)闈舛炔钍怯邢薜?.如果用一層紗布代替玻璃紙，還會(huì)出現(xiàn)原來(lái)的現(xiàn)象嗎？3.如果燒杯中不是清水，而是同樣濃度的蔗糖溶液，結(jié)果會(huì)怎樣？2.不會(huì)，紗布不是半透膜，不會(huì)發(fā)生滲透現(xiàn)象。3.不會(huì)沒(méi)有濃度差問(wèn)題探討問(wèn)題探討水是細(xì)胞中含量最多的物質(zhì)那水是怎么進(jìn)出細(xì)胞的呢，我們一塊來(lái)探究一下吧.1.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水

細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)的濃度水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的原理-紅細(xì)胞將哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞放入不同濃度的氯化鈉溶液中，一段時(shí)間后，紅細(xì)胞將會(huì)發(fā)生以下的變化。A水分子向細(xì)胞內(nèi)移動(dòng)細(xì)胞吸水膨脹外界溶液濃度﹤細(xì)胞質(zhì)的濃度水進(jìn)出細(xì)胞的原理BC水分子向外界移動(dòng)，細(xì)胞失水皺縮水分進(jìn)出平衡細(xì)胞形態(tài)不變外界溶液濃度﹥細(xì)胞質(zhì)的濃度外界溶液濃度﹦細(xì)胞質(zhì)的濃度吸水脹破失水皺縮正常狀態(tài)水進(jìn)出細(xì)胞的原理1.紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能夠透過(guò)細(xì)胞膜嗎？2.紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是不是相當(dāng)于“問(wèn)題探討”中所說(shuō)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？血紅蛋白屬于大分子，不能透過(guò)細(xì)胞膜紅細(xì)胞的細(xì)胞膜有選擇透過(guò)性，相當(dāng)于半透膜。細(xì)胞膜具有生物活性，物質(zhì)透過(guò)細(xì)胞膜的方式不只是簡(jiǎn)單的擴(kuò)散。選擇透過(guò)性膜相當(dāng)于半透膜，但半透膜不是選擇透過(guò)性膜。不一定，紅細(xì)胞吸水后，細(xì)胞質(zhì)濃度也降低，當(dāng)與外界溶液濃度相等時(shí)就不吸水了，如果細(xì)胞質(zhì)濃度還沒(méi)降到與外界溶液濃度相等就漲破了，那么紅細(xì)胞就因吸水而漲破。決于紅細(xì)胞內(nèi)外液體的濃度差5.生理鹽水與血漿等滲

思考討論水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理我們知道，植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與動(dòng)物細(xì)胞有明顯的區(qū)別。植物細(xì)胞的細(xì)胞膜外面有一層細(xì)胞壁。研究表明，對(duì)于水分子來(lái)說(shuō)，細(xì)胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通過(guò)細(xì)胞壁，細(xì)胞壁的作用主要是保護(hù)和支持細(xì)胞，伸縮性比較小。水又是怎樣進(jìn)出植物細(xì)胞的呢？3.成熟植物細(xì)胞的吸水和失水

細(xì)胞質(zhì)全透性小結(jié)論1）動(dòng)植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)動(dòng)物細(xì)胞成熟植物細(xì)胞半透膜濃度差細(xì)胞膜原生質(zhì)層細(xì)胞質(zhì)與外界溶液細(xì)胞液與外界溶液水進(jìn)出細(xì)胞的現(xiàn)象2.當(dāng)你把白菜剁碎準(zhǔn)備做餡時(shí)，常常要放一些鹽，過(guò)一段時(shí)間后就可見(jiàn)有水分滲出，這些水分是從哪里來(lái)的？1.蔫了的青菜葉放入清水中浸泡一段時(shí)間后，會(huì)有什么變化？菜葉又重新恢復(fù)原狀，葉面伸展，即水分的輸入。白菜細(xì)胞失去的水分，即水分的輸出。3.對(duì)農(nóng)作物施肥過(guò)多，會(huì)造成“燒苗”現(xiàn)象。農(nóng)作物細(xì)胞失去的水分，即水分的輸出。實(shí)驗(yàn)探究植物細(xì)胞的吸水和失水1.實(shí)驗(yàn)原理(1)成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層

。(2)

具有一定的濃度,細(xì)胞能滲透吸水和失水。(3)原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性

。半透膜細(xì)胞液大二、植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)分析及應(yīng)用1.實(shí)驗(yàn)原理：1.原生質(zhì)層的伸縮性比細(xì)胞壁的伸縮性大。2.當(dāng)外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞滲透失水，進(jìn)而發(fā)生質(zhì)壁分離。3.當(dāng)外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞滲透吸水，進(jìn)而發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。p282.實(shí)驗(yàn)流程：細(xì)胞壁與原生質(zhì)層分離⑴質(zhì)壁分離：失水3.原因分析：外界溶液⑵質(zhì)壁分離復(fù)原：吸水項(xiàng)目質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原液泡細(xì)胞液顏色細(xì)胞吸水力原生質(zhì)層與細(xì)胞壁由大變小由淺變深由小變大分離由小變大由深變淺由大變小恢復(fù)原來(lái)的位置實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.材料的選擇：成熟的、活的、液泡有顏色的植物細(xì)胞。（洋蔥鱗片外表皮）2.外界溶液的選擇：對(duì)細(xì)胞無(wú)毒害作用；濃度要適中，不能太高也不能太低（0.3g/mL蔗糖溶液）;溶質(zhì)不能被植物細(xì)胞吸收。3.細(xì)胞壁和原生質(zhì)層之間充滿蔗糖溶液．（說(shuō)明細(xì)胞壁具有全透性）4.植物細(xì)胞能發(fā)生質(zhì)壁分離說(shuō)明這是一個(gè)活細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)提出題(5)若用合適濃度的KNO3溶液進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，結(jié)果會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原嗎？提示：開(kāi)始外界溶液濃度較大，細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離；細(xì)胞主動(dòng)吸收K＋和NO后，隨著細(xì)胞液濃度增大，質(zhì)壁分離又會(huì)自動(dòng)復(fù)原。在一定濃度的溶液(溶質(zhì)可透過(guò)膜)中發(fā)生質(zhì)壁分離后可自動(dòng)復(fù)原，如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。水進(jìn)出細(xì)胞的原理質(zhì)壁分離產(chǎn)生的原因：

內(nèi)因：原生質(zhì)層伸縮性大于細(xì)胞壁伸縮性，原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜外因：外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度想一想：從實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的質(zhì)壁分離，“質(zhì)”和“壁”分別指的是什么呢？“質(zhì)”指原生質(zhì)層，“壁”指細(xì)胞壁

練一練1、若將一個(gè)成熟的植物細(xì)胞浸潤(rùn)在一定濃度的蔗糖溶液中，當(dāng)平衡后，細(xì)胞仍保持活性狀態(tài)，則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.細(xì)胞可能吸水膨脹，此時(shí)細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度B.細(xì)胞可能吸水膨脹，此時(shí)細(xì)胞液濃度小于外界溶液濃度C.細(xì)胞可能未發(fā)生質(zhì)壁分離，此時(shí)細(xì)胞液濃度一定等于外界溶液濃度D.細(xì)胞可能發(fā)生生質(zhì)壁分離，此時(shí)細(xì)胞液濃度一定小于外界溶液濃度A內(nèi)容動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞條件細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，相當(dāng)于半透膜；胞內(nèi)溶液與細(xì)胞外溶液具有濃度差原生質(zhì)層(由____________、_________、____________組成)相當(dāng)于_________，細(xì)胞壁具有全透性；細(xì)胞液與外界溶液具有濃度差原理滲透作用水分子運(yùn)動(dòng)方向低濃度溶液→高濃度溶液細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞膜液泡膜細(xì)胞質(zhì)半透膜歸納總結(jié)02被動(dòng)運(yùn)輸1.被動(dòng)運(yùn)輸：像水分子這樣，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。2.被動(dòng)運(yùn)輸分類：（1）協(xié)助擴(kuò)散（2）自由擴(kuò)散被動(dòng)運(yùn)輸（1）運(yùn)輸方向：高濃度低濃度①不需要載體，②不需要能量（3）實(shí)例：

①氣體分子：O2,CO2；

②脂溶性物質(zhì)甘油、乙醇、苯等

③少量的水（2）特點(diǎn)：3.自由擴(kuò)散：定義：物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞，叫做自由擴(kuò)散，也叫簡(jiǎn)單擴(kuò)散（4）影響自由擴(kuò)散的因素：濃度差濃度差擴(kuò)散速度二、被動(dòng)運(yùn)輸（1）運(yùn)輸方向：高濃度低濃度（3）實(shí)例：

紅細(xì)胞吸收葡萄糖（2）特點(diǎn)：4.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)散方式叫做協(xié)助擴(kuò)散，也叫易化擴(kuò)散。需膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助，不需要能量（4）影響協(xié)助擴(kuò)散的因素濃度差運(yùn)輸速度二、被動(dòng)運(yùn)輸濃度差和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量受轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量限制二、被動(dòng)運(yùn)輸5.轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（1）定義：鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質(zhì)，能夠協(xié)助離子和一些小分子有機(jī)物順濃度梯度跨膜運(yùn)輸，這些蛋白質(zhì)稱為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。（2）類型：載體蛋白和通道蛋白二、被動(dòng)運(yùn)輸6.轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（1）定義：鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質(zhì)，能夠協(xié)助離子和一些小分子有機(jī)物順濃度梯度跨膜運(yùn)輸，這些蛋白質(zhì)稱為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。（2）類型：載體蛋白和通道蛋白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(guò)，而且每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生自身構(gòu)象的改變。通道蛋白只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小電荷相適宜的分子或離子通過(guò)。分子可離子通過(guò)通道蛋白時(shí)，不需要與通道結(jié)合。7.水子進(jìn)行細(xì)胞的方式為自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散（主要方式）知識(shí)回顧：被動(dòng)運(yùn)輸運(yùn)輸方式類型自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散概念特點(diǎn)影響因素舉例通過(guò)擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞借助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞①順濃度梯度②不消耗能量③不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白①順濃度梯度②不消耗能量③需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白膜內(nèi)外的濃度差膜內(nèi)外的濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類、數(shù)量少量的水、CO2、O2、甘油，乙醇，苯等大部分的水、紅細(xì)胞吸收葡萄糖1、葡萄糖穿越細(xì)胞膜進(jìn)入紅細(xì)胞的運(yùn)輸速度存在一個(gè)飽和值,該值的大小取決于(

)A.細(xì)胞內(nèi)的氧濃度 B.細(xì)胞膜外的糖蛋白數(shù)量