4.1 被動(dòng)運(yùn)輸 課件 高一上學(xué)期生物人教版必修1

被動(dòng)運(yùn)輸（一）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（又叫賽璐玢）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)液面為什么會(huì)升高？2.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？3.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？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(huì)怎樣？蔗糖溶液半透膜清水一、滲透現(xiàn)象及原理分析1.滲透作用的概念

水分子（或其他溶劑分子）通過(guò)半透膜的擴(kuò)散，稱(chēng)為滲透作用。如果半透膜兩側(cè)存在濃度差，滲透方向就是水分子從相對(duì)含量較高的一側(cè)向相對(duì)含量低的一側(cè)滲透。2.滲透作用具備的兩個(gè)條件（1）具有半透膜（2）膜兩側(cè)具有濃度差擴(kuò)散作用的概念：物質(zhì)從相對(duì)含量高的地方向相對(duì)含量低的地方自由運(yùn)動(dòng)1.漏斗管內(nèi)液面為什么會(huì)升高？2.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？3.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？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(huì)怎樣？1.水分子通過(guò)半透膜發(fā)生滲透作用，單位時(shí)間內(nèi)由清水進(jìn)入蔗糖溶液的水分子數(shù)大于蔗糖溶液進(jìn)入清水中的水分子數(shù)。所以漏斗中液面升高。2.上升水柱產(chǎn)生靜水壓將加快漏斗中的水分子向燒杯內(nèi)的擴(kuò)散速度，最終液面達(dá)到一定高度時(shí)，使得水分子進(jìn)出達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。所以液面不會(huì)無(wú)限升高。當(dāng)液面不再發(fā)生變化時(shí)，膜兩側(cè)溶液濃度不相等，蔗糖溶液濃度高。液面不再發(fā)生變化時(shí)，膜兩側(cè)的溶液濃度相等嗎？3.不能，滲透作用出現(xiàn)的條件之一是半透膜4.沒(méi)有變化，滲透作用出現(xiàn)的條件之一是濃度差蔗糖溶液半透膜清水（1）水分子（溶劑分子）滲透速度：濃度差越大，滲透速度越快（2）水分子（溶劑分子）滲透方向：

水分子（溶劑分子）相對(duì)含量高的一側(cè)到低的一側(cè)滲透

溶液物質(zhì)的量濃度低的一側(cè)到高的一側(cè)滲透（3）兩溶液間的水分子進(jìn)行雙向運(yùn)動(dòng)，實(shí)際觀察到的只是水分子的雙向運(yùn)動(dòng)差異所導(dǎo)致的液面變化。（4）當(dāng)液面高度不再變化時(shí)，水分子仍進(jìn)出半透膜，但進(jìn)出達(dá)到平衡。點(diǎn)石成金蔗糖溶液半透膜清水1.液面高度不再變化時(shí)，即達(dá)到滲透平衡狀態(tài)，此時(shí)水分子不再進(jìn)出半透膜（）2.漏斗內(nèi)液面升高的原因是：水分子只能通過(guò)半透膜進(jìn)入漏斗內(nèi)（）3.若將實(shí)驗(yàn)裝置中的蔗糖溶液改為0.3g/ml的蔗糖溶液，清水改為0.5g/ml的蔗糖溶液，那么依然會(huì)出現(xiàn)漏斗中水柱升高的現(xiàn)象（）易錯(cuò)提醒×××一、水進(jìn)出細(xì)胞的原理1.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水（1）動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜;濃度差比較的是外界溶液濃度與細(xì)胞質(zhì)濃度（2）條件及現(xiàn)象外界溶液濃度＜細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞吸水膨脹或漲破外界溶液濃度＞細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞失水皺縮外界溶液濃度＝細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞保持正常形態(tài)2.植物細(xì)胞的吸水和失水（1）成熟植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)（2）植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要是指液泡里的細(xì)胞液細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞壁：全透性、伸縮性小液泡膜細(xì)胞液：具有一定濃度原生質(zhì)層：具有選擇透過(guò)性

相當(dāng)于半透膜原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜呢？探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)（3）條件及現(xiàn)象外界溶液濃度＜細(xì)胞液濃度細(xì)胞吸水中央液泡體積變大，細(xì)胞堅(jiān)挺外界溶液濃度＞細(xì)胞液濃度細(xì)胞失去水中央液泡體積變小，發(fā)生質(zhì)壁分離外界溶液濃度＝細(xì)胞液濃度細(xì)胞保持正常形態(tài)（4）植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因①外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度。②原生質(zhì)層的收縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性。（5）只有活的、具有中央大液泡的成熟植物細(xì)胞才可以發(fā)生質(zhì)壁分離，動(dòng)物細(xì)胞和根尖分生區(qū)細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離。1.洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象（）2.動(dòng)物細(xì)胞不能發(fā)生質(zhì)壁分離（）3.植物的導(dǎo)管細(xì)胞、洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞也能發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象（）易錯(cuò)提醒×√×水進(jìn)出細(xì)胞的原理水滲透作用的兩個(gè)條件：半透膜、濃度差

滲透速度：與濃度差有關(guān)

滲透方向：看透膜物質(zhì)的相對(duì)含量由高到低動(dòng)物細(xì)胞：植物細(xì)胞：半透膜：細(xì)胞膜濃度差：細(xì)胞質(zhì)的濃度與外界溶液濃度差吸水會(huì)膨脹，甚至漲破；失水會(huì)皺縮半透膜：原生質(zhì)層（具有選擇透過(guò)性）濃度差：細(xì)胞液與外界溶液的濃度差失水會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離吸水細(xì)胞不會(huì)漲破被動(dòng)運(yùn)輸（二）一、探究植物細(xì)胞的吸水和失水的實(shí)驗(yàn)操作1.實(shí)驗(yàn)流程低倍顯微鏡觀察（重復(fù)幾次）①有一個(gè)紫色中央大液泡②原生質(zhì)層緊貼細(xì)胞壁①中央液泡逐漸變?。ㄗ仙饾u加深）②原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分離①中央液泡逐漸變大（紫色逐漸變淺）②原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸緊貼細(xì)胞壁低倍顯微鏡觀察（重復(fù)幾次）低倍顯微鏡觀察吸水紙引流0.3g/ml蔗糖溶液清水吸水紙引流制作洋蔥鱗片葉外表皮的臨時(shí)裝片取材時(shí)最好選用細(xì)胞液有顏色的，易于觀察2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相同，說(shuō)明“原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜”的假設(shè)是成立的。問(wèn)題探究1.有位同學(xué)錯(cuò)取了質(zhì)量濃度為3g/ml的蔗糖溶液，發(fā)現(xiàn)做完質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)操作步驟后，再做質(zhì)壁分離復(fù)原操作時(shí)幾乎沒(méi)有觀察到相關(guān)現(xiàn)象，分析原因可能是什么？2.實(shí)驗(yàn)中共涉及三次顯微鏡觀察，其中第一次觀察的目的是什么？蔗糖溶液濃度過(guò)高，細(xì)胞過(guò)度失水而死亡，不能再發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。為了觀察正常鱗片葉外表皮細(xì)胞形態(tài)以便于與處理后的細(xì)胞形態(tài)形成對(duì)照。1.質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象的應(yīng)用（1）判斷細(xì)胞的活性（2）測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍待測(cè)細(xì)胞+系列濃度梯度的蔗糖溶液分別鏡檢，細(xì)胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩種外界溶液濃度之間。（3）比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度不同植物細(xì)胞+同一濃度的蔗糖溶液鏡檢，比較剛發(fā)生質(zhì)壁分離的時(shí)所需時(shí)間的長(zhǎng)短，以此判斷細(xì)胞液濃度的大?。〞r(shí)間越短，細(xì)胞液濃度越?。c(diǎn)石成金待測(cè)溶液+蔗糖溶液發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原→活細(xì)胞不發(fā)生質(zhì)壁分離→死細(xì)胞鏡檢2.若用適宜濃度的KNO3溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)壁分離后，沒(méi)有滴加清水，自動(dòng)出現(xiàn)了質(zhì)壁分離復(fù)原的現(xiàn)象，原因是？

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NO3-后，隨著細(xì)胞液濃度增大，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。點(diǎn)石成金

較高濃度的葡萄糖溶液、

KNO3溶液、甘油、尿素溶液為外界溶液時(shí)會(huì)自動(dòng)發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原，原因是細(xì)胞會(huì)主動(dòng)或被動(dòng)的吸收外界溶液的溶質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)操作中，共涉及三次顯微鏡觀察，第一次用低倍鏡觀察，第二次、第三次用高倍鏡觀察（）在質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)后細(xì)胞液的濃度等于外界溶液的濃度（）3.質(zhì)壁分離分離過(guò)程中，洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的紫色區(qū)域逐漸變?。ǎ?.用質(zhì)量濃度為0.3g/ml的蔗糖溶液和質(zhì)量濃度為0.5g/ml的蔗糖溶液做質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)，結(jié)果相同（）易錯(cuò)提醒××√×一、被動(dòng)運(yùn)輸1.概念物質(zhì)以擴(kuò)散的方式進(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)的跨膜運(yùn)輸方式稱(chēng)為被動(dòng)運(yùn)輸。2.類(lèi)型（1）自由擴(kuò)散（簡(jiǎn)單擴(kuò)散）：物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞的方式。如①氣體：O2、CO2、NH3等；②甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子有機(jī)物。③少部分水。（2）協(xié)助擴(kuò)散（易化擴(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。如①離子和一些小分子有機(jī)物，如葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞；②大部分水。（順濃度梯度）借助濃度梯度勢(shì)能或電位差大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞吸收葡萄糖為協(xié)助擴(kuò)散，腎小管細(xì)胞、小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖為主動(dòng)運(yùn)輸3.被動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)4.被動(dòng)運(yùn)輸?shù)挠绊懸蛩兀?）膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小。（2）某些物質(zhì)的運(yùn)輸速率還與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量有關(guān)。（3）溫度變化會(huì)影響分子的運(yùn)動(dòng)速率。一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以分為載體蛋白和通道蛋白兩種類(lèi)型。①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)，并且每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生自身構(gòu)象的改變。點(diǎn)石成金細(xì)胞外細(xì)胞內(nèi)都是跨膜蛋白具有高度的選擇性②通道蛋白：通道蛋白分為水通道蛋白和離子通道蛋白。只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過(guò)，分子或離子通過(guò)時(shí)不與通道蛋白結(jié)合。物質(zhì)運(yùn)輸時(shí)自身構(gòu)象一般不會(huì)發(fā)生改變。點(diǎn)石成金有選擇性（具有相對(duì)性沒(méi)有載體蛋白的選擇性高）轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白載體蛋白①只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的離子或分子通過(guò)（高度選擇性/專(zhuān)一性）①只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的離子或分子通過(guò)（高度選擇性/專(zhuān)一性）②發(fā)生物質(zhì)分子與載體蛋白的結(jié)合②發(fā)生物質(zhì)分子與載體蛋白的結(jié)合③運(yùn)輸過(guò)程中自身構(gòu)象發(fā)生改變③運(yùn)輸過(guò)程中自身構(gòu)象發(fā)生改變通道蛋白水通道蛋白①只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的離子和分子（選擇性）②不發(fā)生物質(zhì)分子與通道蛋白的結(jié)合離子通道蛋白③運(yùn)輸過(guò)程中大多數(shù)自身構(gòu)象不發(fā)生改變（1）自由擴(kuò)散的影響因素：主要取決于膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小，也與物質(zhì)分子大小和脂溶性有關(guān)。（2）協(xié)助擴(kuò)散的影響因素：除了膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小外，還與膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量有關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白達(dá)到飽和時(shí)，濃度差再增加，物質(zhì)運(yùn)輸速率也不再增加。（3）被動(dòng)運(yùn)輸不需要能量，所以物質(zhì)運(yùn)輸速率和細(xì)胞能量供應(yīng)無(wú)關(guān)。點(diǎn)石成金（1）（2）abc（3）細(xì)胞能量供應(yīng)同種物質(zhì)在不同情況下的運(yùn)輸方式可能不同（）載體蛋白和通道蛋白在轉(zhuǎn)運(yùn)分子和離子時(shí)，其作用機(jī)理是一樣的（）3.溫度變化會(huì)影響分子通過(guò)細(xì)胞膜的速率（）易錯(cuò)提醒√×√物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞脚c物質(zhì)的特點(diǎn)和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)，判斷下列有關(guān)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)谋硎鍪欠裾_。（1）細(xì)胞膜和液泡膜都相當(dāng)于半透膜。（）（2）水分子進(jìn)入細(xì)胞，是通過(guò)自由擴(kuò)散方式進(jìn)行的。（）（3）載體蛋白和通道蛋白在轉(zhuǎn)運(yùn)分子和離子時(shí)，起作用機(jī)制是一樣的。（）即學(xué)即練√××2.假如將甲乙兩個(gè)植物細(xì)胞分別放入蔗糖溶液和甘油中，兩種溶液的濃度均比細(xì)胞液的濃度高，在顯微鏡下連續(xù)觀察，可以預(yù)測(cè)甲乙兩細(xì)胞的變化是（）A.甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離后，不發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。B.甲乙兩細(xì)胞都發(fā)生質(zhì)壁分離，但乙細(xì)胞很快發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。C.只有乙細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，但不會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原D.甲乙兩細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，隨后都很快發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原即學(xué)即練B3.基于對(duì)植物細(xì)胞質(zhì)壁分離原理的理解判斷，下列各項(xiàng)無(wú)法通過(guò)質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)證明的是（）成熟植物細(xì)胞的死活B.原生質(zhì)層比細(xì)胞壁伸縮性大C.成熟的植物細(xì)胞能進(jìn)行滲透吸水D.水分子可以通過(guò)通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞即學(xué)即練D4.將發(fā)生質(zhì)壁分離的紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞置于清水中，發(fā)生的變化是（）液泡的顏色逐漸變淺B.細(xì)胞吸水直至漲破C.原生質(zhì)層逐漸增厚D.細(xì)胞體積明顯增大即學(xué)即練A5.紅莧菜的葉肉細(xì)胞中含有花青素，若將紅莧菜葉片放在清水中，水的顏色無(wú)明顯變化；若對(duì)其進(jìn)行加熱，隨著水溫升高，水的顏色逐漸變成紅色，其原因是（）A.花青素在水等無(wú)機(jī)溶劑中難以溶解B.水溫升高使花青素的溶解度增大C.加熱使細(xì)胞壁失去了選擇透過(guò)性D.加熱使葉肉細(xì)胞的生物膜被破壞即學(xué)即練D探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)（用來(lái)證明植物細(xì)胞滲透作用發(fā)生時(shí)相當(dāng)于半透膜的是原生質(zhì)層）實(shí)驗(yàn)材料：成熟的、活的植物細(xì)胞（最好是細(xì)胞液有顏色）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：①三次低倍鏡觀察，分別的目的②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象：質(zhì)壁分離、質(zhì)壁分離復(fù)原（中央液泡的顏色的動(dòng)態(tài)變化）質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原質(zhì)壁分離現(xiàn)象的應(yīng)用運(yùn)輸方式運(yùn)輸方向是否需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是否消耗能量圖例舉例影響因素被動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散順濃度梯度不需要不消耗①少部分水；②氣體；③甘油、苯等脂溶性小分子①膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大?。虎跍囟?；③物質(zhì)分子的大小和脂溶性協(xié)助擴(kuò)散順濃度梯度需要載體蛋白或通道蛋白不消耗①大部分水②離子③及小分子物質(zhì)；葡萄糖進(jìn)出紅細(xì)胞，大部分動(dòng)物細(xì)胞吸收葡萄糖①膜內(nèi)外