4.1被動運(yùn)輸課件-高一上學(xué)期生物人教版必修1

第四章第1節(jié)被動運(yùn)輸

擴(kuò)散作用擴(kuò)散是指物質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移直到均勻分布的現(xiàn)象。問題探討在一個(gè)長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。過一段時(shí)間后，會出現(xiàn)如右圖所示現(xiàn)象。玻璃紙（又叫賽璐玢）是一種半透膜，水分子可以自由透過它，而蔗糖分子則不能。蔗糖側(cè)清水側(cè)討論1、如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會無限升高？為什么？2、平衡后，還有水分子的出入嗎？兩側(cè)的濃度相等嗎？3、如果用一層紗布代替玻璃紙，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(jié)果會怎樣？不會，管中水柱產(chǎn)生的壓力將加快漏斗中水分向外擴(kuò)散的速度，最終達(dá)到平衡,此時(shí)半透膜兩側(cè)水分子進(jìn)出速率相等，液面不再升高。不會，紗布孔隙大，蔗糖分子可自由通過。液面不會升高，膜兩側(cè)濃度相同，水分子進(jìn)出平衡。條件①半透膜條件②濃度差動態(tài)平衡有，進(jìn)出的水分子數(shù)相等不相等，漏斗內(nèi)濃度高4.滲透作用中水的運(yùn)輸方向含水量高－－半透膜水（溶劑）低濃度溶液－－滲透壓低含水量低－－高濃度溶液－－滲透壓高2.滲透作用發(fā)生的條件半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。滲透壓：溶質(zhì)微粒對水的吸引力1.滲透作用的概念：

水分子（或其它溶劑分子）通過半透膜的擴(kuò)散一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理-----滲透作用3.滲透結(jié)果水分子可以通過半透膜進(jìn)行雙向擴(kuò)散，直到水分子進(jìn)出速率達(dá)動態(tài)平衡1、如果燒杯中的是蔗糖溶液，漏斗管內(nèi)是清水，結(jié)果會怎樣？漏斗管內(nèi)的液面會下降燒杯內(nèi)蔗糖濃度>漏斗管內(nèi)蔗糖濃度：燒杯內(nèi)蔗糖濃度<漏斗管內(nèi)蔗糖濃度：燒杯內(nèi)蔗糖濃度=漏斗管內(nèi)蔗糖濃度：2、如果燒杯和漏斗管內(nèi)都是蔗糖溶液，結(jié)果會怎樣？漏斗管液面下降漏斗管液面上升漏斗管液面不變思考與討論3、半透膜和選擇性透過膜（細(xì)胞膜）有什么區(qū)別？半透膜：小分子可以通過,而大分子不能通過的多孔性薄膜。選擇透過性膜：既有半透膜的物理性質(zhì)，還具有主動的選擇性。選擇透過性膜一定是半透膜，半透膜不一定是選擇透過性膜一、滲透系統(tǒng)變式分析:拓展延伸問題1:

半透膜只允許水分子通過，分析液面變化及原因?質(zhì)量分?jǐn)?shù)右側(cè)液面升高液面不變物質(zhì)的量濃度10%葡萄糖溶液的物質(zhì)的量濃度大，滲透壓高，水分子相對含量少，水分子由A側(cè)向B側(cè)運(yùn)動的速率大一、滲透系統(tǒng)變式分析:拓展延伸①S1和S2是同種溶質(zhì)，且能透過半透膜，S1溶液滲透壓大于S2溶液濃度S1液面先上升后下降，最后液面持平。問題2:

若溶質(zhì)分子能通過半透膜，水分子可以通過半透膜，則液面變化如何？一、滲透系統(tǒng)變式分析:拓展延伸②S1和S2是兩種不同的溶質(zhì)，且只有水和S1能透過半透膜若S1的物質(zhì)的量濃度>S2的物質(zhì)的量濃度若S1的物質(zhì)的量濃度<S2的物質(zhì)的量濃度

S1液面升高→S1中的溶質(zhì)透過半透膜進(jìn)入S2→S2液面升高，最終高于S1S1液面始終低于S2液面問題3:

若溶質(zhì)分子能通過半透膜，水分子可以通過半透膜，則液面變化如何？實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

1．如圖是一種類型的滲透作用裝置，該裝置所用的半透膜，蔗糖分子不能通過，但單糖分子和水分子可以通過。下列相關(guān)說法敘述正確的是（

）A．若A、B均為蔗糖溶液，開始時(shí)濃度大小關(guān)系為MA＞MB，達(dá)到平衡后MA＝MBB．若A為0.3g/mL葡萄糖溶液，B為0.3g/mL蔗糖溶液，達(dá)到平衡后，B側(cè)液面高于A側(cè)C．若A、B均為蔗糖溶液且存在濃度差，平衡后移走高出的液面，下一次平衡時(shí)，兩側(cè)液面相平D．若A為0.3g/mL葡萄糖溶液，B為0.3g/mL蔗糖溶液，向兩側(cè)同時(shí)加入等量蔗糖酶，達(dá)到平衡后，B側(cè)液面高于A側(cè)B一個(gè)動物細(xì)胞能否構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)？思考一個(gè)動物細(xì)胞就是一個(gè)滲透系統(tǒng)細(xì)胞膜構(gòu)成了半透膜細(xì)胞內(nèi)溶液與外界溶液存在濃度差清水中0.9%NaCl溶液中20%的蔗糖溶液中

外界溶液濃度

細(xì)胞質(zhì)的濃度小于吸水膨脹大于失水皺縮等于保持原狀二、動物細(xì)胞的吸水和失水1.紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白等有機(jī)物能夠透過細(xì)胞膜嗎？2.當(dāng)外界溶液的濃度低時(shí)，紅細(xì)胞一定會由于吸水而漲破嗎？所以紅細(xì)胞吸水或失水的多少取決于什么條件？3.想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水。4.將食物用食鹽腌制為什么可以達(dá)到防止食物腐爛變質(zhì)的目的？血紅蛋白屬于大分子，不能透過細(xì)胞膜不一定，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，所以濃度差小，平衡時(shí)不會漲破。所以吸水失水決于細(xì)胞內(nèi)外液體的濃度差

思考討論因?yàn)樯睇}水的濃度與血漿的濃度基本一致，血細(xì)胞不會因?yàn)檫^度吸水或失水而出現(xiàn)形態(tài)和功能上的異常。在高濃度的溶液中，細(xì)菌等微生物會過度失水而死亡。1、在青菜上放一些鹽,一會兒后就可看到水分滲出。

2、對農(nóng)作物施肥過多，會造成“燒苗”現(xiàn)象。3、放蔫的青菜用清水浸泡一會兒后，又恢復(fù)新鮮。生活現(xiàn)象：植物細(xì)胞會出現(xiàn)滲透失水和吸水的情況嗎？細(xì)胞膜液泡膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞壁原生質(zhì)層（全透性）細(xì)胞液水進(jìn)出植物細(xì)胞,主要是指水經(jīng)過原生質(zhì)層進(jìn)出液泡。三、植物細(xì)胞的吸水和失水提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表達(dá)與交流原生質(zhì)層是否相當(dāng)于半透膜？原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜三、水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理將植物細(xì)胞（洋蔥外表皮細(xì)胞）浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其大小的變化；再浸潤在清水中，觀察其大小的變化。預(yù)期結(jié)果實(shí)驗(yàn)方案原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，水分子可以自由通過，而蔗糖分子不能通過。外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度細(xì)胞失水（質(zhì)壁分離）細(xì)胞吸水（質(zhì)壁復(fù)原）有紫色大液泡，便于觀察三、水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理實(shí)驗(yàn)：探究植物細(xì)胞的吸水和失水(視頻)蓋上蓋玻片制成臨時(shí)裝片31滴清水2撕取洋蔥鱗片葉外表皮4低倍鏡觀察6低倍鏡觀察5在蓋玻片的一側(cè)滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一側(cè)用吸水紙引流7在蓋玻片的一側(cè)滴加清水，在另一側(cè)用吸水紙引流8低倍鏡觀察中央液泡是否逐漸減?。吭|(zhì)層在什么位置？細(xì)胞大小是否發(fā)生變化？中央液泡是否逐漸增大？原生質(zhì)層在什么位置？細(xì)胞大小是否發(fā)生變化？三、水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理正常的洋蔥表皮細(xì)胞0.3g/mL的蔗糖溶液失水的洋蔥表皮細(xì)胞清水吸水恢復(fù)的洋蔥表皮細(xì)胞原生質(zhì)層與細(xì)胞壁發(fā)生分離。兩者之間充滿了

。中央液泡逐漸變小，顏色變深質(zhì)壁分離的原因：外界溶液濃度細(xì)胞液濃度＞外因：內(nèi)因:原生質(zhì)層的伸縮性細(xì)胞壁的伸縮性＞質(zhì)壁分離中央液泡變大，顏色變淺質(zhì)壁分離復(fù)原原生質(zhì)層恢復(fù)到原來的位置質(zhì)壁分離復(fù)原的原因：外界溶液濃度細(xì)胞液濃度＜外因：內(nèi)因:原生質(zhì)層的伸縮性細(xì)胞壁的伸縮性＞蔗糖溶液既能使植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，又不會使細(xì)胞失水過多影響復(fù)原三、水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理質(zhì)指原生質(zhì)層，壁指細(xì)胞壁實(shí)驗(yàn)結(jié)果液泡大小液泡顏色原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小吸水能力0.3g/ml蔗糖溶液清水20變小逐漸恢復(fù)原來大小原生質(zhì)層恢復(fù)原來位置原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁基本不變基本不變變深重新變淺變大變小1、原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜2、植物細(xì)胞也是通過滲透作用吸水和失水的實(shí)驗(yàn)結(jié)論植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的條件：1、細(xì)胞是活的2、細(xì)胞有大液泡3、細(xì)胞外溶液的濃度大于細(xì)胞液濃度分生區(qū)的細(xì)胞等無大液泡植物的導(dǎo)管細(xì)胞是死細(xì)胞黑藻細(xì)胞可以作為質(zhì)壁分離的材料嗎？三、水進(jìn)出植物細(xì)胞的原理拓展：質(zhì)壁分離及其復(fù)原的應(yīng)用（1）判斷細(xì)胞的死活（活細(xì)胞可進(jìn)行質(zhì)壁分離）（2）測定細(xì)胞液濃度范圍（3）比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度（4）鑒別不同種類的溶液。（蔗糖、硝酸鉀）教材P67拓展應(yīng)用1溶質(zhì)可透過膜的溶液（如KNO3、甘油、尿素、葡萄糖等）中，發(fā)生質(zhì)壁分離后能自動復(fù)原1．為了探究不同類型細(xì)胞的質(zhì)壁分離，某生物學(xué)興趣小組將新鮮薄荷葉的上表皮細(xì)胞、下表皮細(xì)胞和葉肉細(xì)胞，在22℃下用不同濃度蔗糖溶液處理2h，然后用固定劑固定細(xì)胞形態(tài)，制作裝片觀察質(zhì)壁分離情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在3mol/L的蔗糖溶液中，不同種類細(xì)胞均發(fā)生了質(zhì)壁分離。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的分析錯誤的是（

）22C實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

A．細(xì)胞能發(fā)生質(zhì)壁分離，與原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性有關(guān)B．處理2h的目的是為了保證細(xì)胞吸水失水達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，再進(jìn)行細(xì)胞形態(tài)的固定C．觀察質(zhì)壁分離后，在蓋玻片一側(cè)滴加清水另一側(cè)引流，仍可觀察質(zhì)壁分離的復(fù)原D．根據(jù)相同濃度蔗糖溶液中細(xì)胞的質(zhì)壁分離情況，可以比較不同細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大小2．科研人員將某種植物葉片置于一定濃度的乙二醇溶液和蔗糖溶液中，培養(yǎng)相同時(shí)間后檢測其原生質(zhì)體（去掉細(xì)胞壁的植物細(xì)胞）體積的變化，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)描述錯誤的是（）23C實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

A．甲溶液是乙二醇溶液，乙溶液是蔗糖溶液B．用于培養(yǎng)植物葉片的甲溶液和乙溶液起始濃度可能相同C．2min后，乙溶液中原生質(zhì)體體積不再變化，此時(shí)細(xì)胞液濃度等于外界溶液濃度D．C點(diǎn)時(shí)甲溶液中的細(xì)胞開始發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，是因?yàn)槿苜|(zhì)進(jìn)入使得細(xì)胞液的濃度大于外界溶液濃度四、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散

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)物質(zhì)所釋放的能量，這種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞椒Q為被動運(yùn)輸。自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散被動運(yùn)輸物質(zhì)通過簡單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式物質(zhì)借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的擴(kuò)散方式四、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散

閱讀課本P66內(nèi)容，小組合作完成自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散以下內(nèi)容。項(xiàng)目自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸方向是否需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是否消耗細(xì)胞內(nèi)的能量舉例影響因素物質(zhì)通過簡單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞，也叫簡單擴(kuò)散。運(yùn)輸方向順濃度梯度特點(diǎn)①不需要蛋白質(zhì)協(xié)助②不需要能量實(shí)例氧氣、二氧化碳、苯、甘油、固醇、乙醇等脂溶性的小分子有機(jī)物（高濃度→低濃度）定義四、被動運(yùn)輸---自由擴(kuò)散（簡單擴(kuò)散）小分子四、被動運(yùn)輸---自由擴(kuò)散（簡單擴(kuò)散）毛細(xì)血管壁紅細(xì)胞肺泡壁空氣氧氣15.8氧氣5.6氧氣14.5

O2在肺泡中與血液的交換問題1:

甘油、乙醇等分子為什么能以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞？實(shí)例

它們都是脂溶性物質(zhì)，與磷脂分子有較強(qiáng)的親和力，容易通過磷脂分子層出入細(xì)胞。問題2:

影響自由擴(kuò)散的因素有？濃度差溫度濃度差擴(kuò)散速度轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白擴(kuò)散速度問題3:

水分子進(jìn)出細(xì)胞的方式一定是自由擴(kuò)散嗎？情景材料一【資料1】1988年，美國科學(xué)家阿格雷從紅細(xì)胞和腎小管中分離出一種未知功能的新的膜蛋白。1991年，經(jīng)過N-端肽鏈測序和整個(gè)cDNA序列測定，阿格雷獲得了蛋白氨基酸序列結(jié)構(gòu)，此時(shí)的他敏銳地意識到，這很可能就是大家一直在尋找的“水通道”。并由此贏得了2003年的諾貝爾化學(xué)獎。水通道細(xì)胞膜水通道蛋白結(jié)構(gòu)模式圖情景材料二【資料2】麥金農(nóng)利用Ｘ射線晶體成像技術(shù)，獲得了世界第一張離子通道的高清晰度照片，它可以讓科學(xué)家觀測離子在進(jìn)入離子通道前的狀態(tài)，在通道中的狀態(tài)，以及穿過通道后的狀態(tài)。這樣，人們就可以“看見”離子是如何通過由不同信號控制開關(guān)的通道的。2003年，諾貝爾化學(xué)獎被授予給了這位有膽識的內(nèi)科醫(yī)生和生物物理學(xué)家。運(yùn)輸方向特點(diǎn)實(shí)例定義借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式，也叫易化擴(kuò)散。順濃度梯度（高濃度→低濃度）①需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助；②不需要能量水、某些離子和一些小分子有機(jī)物如氨基酸、葡萄糖等四、被動運(yùn)輸---協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散）問題4:

轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白分為載體蛋白和通道蛋白，它們比較它們有什么異同呢？

閱讀課本P66-67內(nèi)容，比較轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白分為載體蛋白和通道蛋白異同，項(xiàng)目載體蛋白通道蛋白

轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白構(gòu)象是否改變轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是否與被轉(zhuǎn)運(yùn)分子結(jié)合是否有特異性實(shí)例轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白通道蛋白

載體蛋白只容許與自身通道直徑和形狀相匹配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過；不需要與分子或離子結(jié)合。只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過，而且每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會發(fā)生自身構(gòu)象的改變。四、被動運(yùn)輸---協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(kuò)散）項(xiàng)目載體蛋白通道蛋白

轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白構(gòu)象是否改變轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是否與被轉(zhuǎn)運(yùn)分子結(jié)合是否有特異性實(shí)例只容許與自身“結(jié)合部位相適應(yīng)”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、通道的大小和電荷相適宜”的分子或離子通過。載體蛋白構(gòu)象改變通道蛋白構(gòu)象不改變載體蛋白與被轉(zhuǎn)運(yùn)分子結(jié)合通道蛋白與被轉(zhuǎn)運(yùn)分子不結(jié)合具有特異性不具有特異性葡萄糖通過載體蛋白進(jìn)入紅細(xì)胞水分子通過水通道蛋白、K+通過鉀離子通道蛋白進(jìn)出細(xì)胞影響因素膜兩側(cè)濃度差、濃度差擴(kuò)散速度O2（能量）擴(kuò)散速度轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白擴(kuò)散速度PP點(diǎn)后速率受轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量限制拐點(diǎn)前：看橫坐標(biāo)拐點(diǎn)后：除橫坐標(biāo)外其他影響因素轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量、溫度（轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的活性）影響因素膜兩側(cè)濃度差、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量、溫度（轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的活性）溫度生物膜的流動性酶活性呼吸速率影響影響影響影響物質(zhì)運(yùn)輸速率溫度對被動運(yùn)輸?shù)挠绊懳?、自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散比較方式自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸方向是否消耗能量（ATP）是否需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白舉例圖例曲線圖（一定濃度范圍內(nèi)）影響因素高濃度

低濃度（順濃度梯度）不消耗不需要需要氧氣、二氧化碳、乙醇、苯等葡萄糖、氨基酸、水等細(xì)胞膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差濃度差；轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量與生活的聯(lián)系絕大部分保濕防凍產(chǎn)品中都有油脂類物質(zhì)（如：甘油），想一想，這是為什么呢？油脂類物質(zhì)通過自由擴(kuò)散的方式被細(xì)胞吸收，能吸收一部分空氣的水分，同時(shí)它可以使一部分自由水轉(zhuǎn)化為結(jié)合水，減少水分的散失，降低結(jié)冰點(diǎn)；從而可以防干燥，還能一定程度上防凍。潤膚霜細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出細(xì)胞的吸水和失水自由擴(kuò)散滲透作用的兩個(gè)條件動物細(xì)胞特點(diǎn)：順濃度梯度，不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，不需要能量植物細(xì)胞1.半透膜。2.濃度差。外界溶液濃度＜細(xì)胞液濃度

細(xì)胞吸水外界溶液濃度＜細(xì)胞液濃度

細(xì)胞失水外界溶液濃度=細(xì)胞液濃度

細(xì)胞形態(tài)不變外界溶液濃度＜細(xì)胞液濃度

質(zhì)壁分離外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度

質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離超過一定限度不能復(fù)原。協(xié)助擴(kuò)散特點(diǎn)：順濃度梯度，需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，不需要能量例子：水分子進(jìn)出細(xì)胞（水通道蛋白）、葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞（載體蛋白）、K+外流和Na+內(nèi)流（離子通道蛋白）等P68：腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：載體蛋白和通道蛋白例子：水、尿素、氣體（O2

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