4.1 被动运输-高一生物课件(人教版2019必修1)
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成熟的植物细胞由于中央液泡占据 了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄 层，所以细胞内的液体环境主要指的是液 泡里面的细胞液。细胞膜和液泡膜以及两 层膜之间的细胞质称为原生质层。
探究 植物细胞的吸水与失水
探究类实验步骤 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？
提出问题 原生质层是否相当于一层半透膜？
作出假设 水分通过渗透作用进出植物细胞原生质层相当于一层半透膜
葡萄糖、氨基酸顺浓度梯度跨膜运输。
低浓度
二、自由扩散和协助扩散
归纳：自由扩散和协助扩散有哪些共性?
载体蛋白
1.物质均以扩散的方式进出细胞 2.都是顺浓度梯度运输 3.均不需要消耗能量
二、自由扩散和协助扩散
转运蛋白可分为载体蛋白和通道蛋白两种
转运蛋白 转运特点 自身构象
载体蛋白
只容许与自身结合 部位相适应的分子 或离子通过
设计实验 预测结果
进行实验
如下
结果、结论
表达与交流
进一步探究
探究 植物细胞的吸水与失水 1.实验原理
如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就
设 会失水；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会吸水。
计 实
2.材料用具
验 紫色洋葱鳞片叶
显微镜
0.3g/ml蔗糖溶液 清水
3.方法步骤
请你总结发生渗透作用的条件。
一、水进出细胞的原理
1.渗透现象
（1）概念 指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。方向从水相对含量高的一侧相 对含量低的一侧扩散。
（2）渗透作用产生的条件： （A）半透膜； （B）膜两侧的溶液具有浓度差。
如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 不会，纱布不是半透膜，蔗糖分子和水分子都能通过
③不消耗能量。
（2）实例：气体（氧气、二氧化碳）、 少部分水、 脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯等）。
二、自由扩散和协助扩散
协助扩散
也叫易化扩散
（1）特点： ①顺浓度梯度（从高浓度到低浓度）； ②需要转运蛋白；
③不消耗能量。
（2）实例：大部分水分子*、
离子（Na+进入神经细胞、 K+出神经细胞）、 高浓度
是。 （3）当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
不一定，浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。
一、水进出细胞的原理
思考与讨论： （4）红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
浓度差。当外界溶液浓度大于细胞质浓度时，红细胞失水；反之， 红细胞吸水。浓度差越大细胞吸水或失水越多。 （5）临床上输液为什么要用生理盐水？ 防止血细胞失水或吸水，细胞形态改变影响细胞的功能。
1. 发生质壁分离的细胞壁内侧的溶液是什么？判断依据？
2. 动物细胞能在高浓度溶液中发生质壁分离吗？ 2.动物细胞没有细胞壁。
外界溶液
二、自由扩散和协助扩散
被动运输
像水分子这样，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 式称为被动运输。
被动运输
自由扩散 协助扩散
一、水进出细胞的原理
2.水进出动物细胞的原理
细胞质浓度＞外界溶液浓度
细胞质浓度＜外界溶液浓度
细胞质浓度 = 外界溶液浓度
一、水进出细胞的原理
思考与讨论： （1）红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？这些有机 物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？
不能。蔗糖分子。 （2）红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
改变
通道蛋白
只容许与自身通道的直径和形 状相适配，大小和电荷相适宜 的分子或离子通过
不改变
二、自由扩散和协助扩散
20世纪80年代，科学家又从蚕豆保 卫细胞中检测出K+的通道。1998年， 美国科学家麦金农（R.Mackinon） 解析了K+通道蛋白的立体结构。
通道关闭
K+通道关闭
通道开放
K+通道开放
质壁分离
外因： 外界溶液浓度>细胞液浓度
一、水进出细胞的原理
质壁分离：植物细胞由于液泡失水，而使原生质 层 与细胞壁分离的现象。
质壁分离复原：当细胞液浓度高于外界溶液浓度 时，细胞吸水使整个原生质层恢复成原来的状态。
一、水进出细胞的原理
进一步分析： 1.植物细胞壁是全透性的，发生质壁分离的细胞壁内 侧溶液是外界溶液。
4.1被动运输
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。
一、水进出细胞的原理
思考讨论： （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）如果用纱布代替玻璃纸，漏斗 管内的液面会升高吗？ （3）如果将烧杯中的清水换成与漏 斗中等浓度的蔗糖溶液，结果会怎 样？
一、水进出细胞的原理
细胞质
外界溶 液 细胞膜
浓 度 差 相当于
蔗糖溶液 清水
半透膜
细胞膜相当于一层半透膜
浓度差越大细胞吸水或失水越多，从水相对含量 高到相对含量低进出动物细胞的
一、水进出细胞的原理
3、植物细胞的吸水与失水
换成植物细胞后现象是否也一样？
植物细胞壁 全透性
植物细胞的细胞膜外面有一层细胞 壁。细胞壁是全透性的，即水分子可以自 由地通过细胞壁，细胞壁的作用主要是保 护和支持细胞，伸缩性比较小。
探究 植物细胞的吸水与失水 思 考：
1.该实验过程共观察了3次，制作临时装片后观察，滴加蔗糖 溶液后观察，再次滴加清水后观察。每一次是什么样的实验现 象呢？原因是？
第一次观察
第一次对照
滴加蔗糖溶液后观察
再次滴加清水溶液后观察
第二次对照
探究 植物细胞的吸水与失水
质壁分离产生的原因：
内因：（1）原生质层相当于一层半透膜 （2）原生质层伸缩性大于细胞 正常形态 ；
②将植物细胞浸润在 较高浓度的蔗糖溶液 中，观察液泡大小变化； ③再将植物细胞浸润在 清水 中，观察液泡大小的变化。
探究 植物细胞的吸水与失水
探究 植物细胞的吸水与失水
分析结果 得出结论
(1)当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水， 原生质层和细胞壁分离，发生质壁分离。 (2)发生质壁分离的细胞，当细胞液浓度大于外界溶 液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离的复原 。
钾离子通道模式图
二、自由扩散和协助扩散
判断下列图形运输方式：
V
V
①
②
V
③
浓度差
浓度差
0
O2浓度
影响被动运输的因素： ①自由扩散：温膜度两侧的浓度差
温度 ②③协助扩散：膜两侧的浓度差
转运蛋白的数量
二、自由扩散和协助扩散
像水分子这样，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被 动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。
被动 运输
自由扩散 协助扩散
二、自由扩散和协助扩散
自由扩散
也叫简单扩散
（1）特点： ①顺浓度梯度（从高浓度到低浓度）；
②不需要转运蛋白；
探究 植物细胞的吸水与失水
探究类实验步骤 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？
提出问题 原生质层是否相当于一层半透膜？
作出假设 水分通过渗透作用进出植物细胞原生质层相当于一层半透膜
葡萄糖、氨基酸顺浓度梯度跨膜运输。
低浓度
二、自由扩散和协助扩散
归纳：自由扩散和协助扩散有哪些共性?
载体蛋白
1.物质均以扩散的方式进出细胞 2.都是顺浓度梯度运输 3.均不需要消耗能量
二、自由扩散和协助扩散
转运蛋白可分为载体蛋白和通道蛋白两种
转运蛋白 转运特点 自身构象
载体蛋白
只容许与自身结合 部位相适应的分子 或离子通过
设计实验 预测结果
进行实验
如下
结果、结论
表达与交流
进一步探究
探究 植物细胞的吸水与失水 1.实验原理
如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就
设 会失水；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会吸水。
计 实
2.材料用具
验 紫色洋葱鳞片叶
显微镜
0.3g/ml蔗糖溶液 清水
3.方法步骤
请你总结发生渗透作用的条件。
一、水进出细胞的原理
1.渗透现象
（1）概念 指水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。方向从水相对含量高的一侧相 对含量低的一侧扩散。
（2）渗透作用产生的条件： （A）半透膜； （B）膜两侧的溶液具有浓度差。
如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 不会，纱布不是半透膜，蔗糖分子和水分子都能通过
③不消耗能量。
（2）实例：气体（氧气、二氧化碳）、 少部分水、 脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯等）。
二、自由扩散和协助扩散
协助扩散
也叫易化扩散
（1）特点： ①顺浓度梯度（从高浓度到低浓度）； ②需要转运蛋白；
③不消耗能量。
（2）实例：大部分水分子*、
离子（Na+进入神经细胞、 K+出神经细胞）、 高浓度
是。 （3）当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
不一定，浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。
一、水进出细胞的原理
思考与讨论： （4）红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
浓度差。当外界溶液浓度大于细胞质浓度时，红细胞失水；反之， 红细胞吸水。浓度差越大细胞吸水或失水越多。 （5）临床上输液为什么要用生理盐水？ 防止血细胞失水或吸水，细胞形态改变影响细胞的功能。
1. 发生质壁分离的细胞壁内侧的溶液是什么？判断依据？
2. 动物细胞能在高浓度溶液中发生质壁分离吗？ 2.动物细胞没有细胞壁。
外界溶液
二、自由扩散和协助扩散
被动运输
像水分子这样，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 式称为被动运输。
被动运输
自由扩散 协助扩散
一、水进出细胞的原理
2.水进出动物细胞的原理
细胞质浓度＞外界溶液浓度
细胞质浓度＜外界溶液浓度
细胞质浓度 = 外界溶液浓度
一、水进出细胞的原理
思考与讨论： （1）红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？这些有机 物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？
不能。蔗糖分子。 （2）红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？
改变
通道蛋白
只容许与自身通道的直径和形 状相适配，大小和电荷相适宜 的分子或离子通过
不改变
二、自由扩散和协助扩散
20世纪80年代，科学家又从蚕豆保 卫细胞中检测出K+的通道。1998年， 美国科学家麦金农（R.Mackinon） 解析了K+通道蛋白的立体结构。
通道关闭
K+通道关闭
通道开放
K+通道开放
质壁分离
外因： 外界溶液浓度>细胞液浓度
一、水进出细胞的原理
质壁分离：植物细胞由于液泡失水，而使原生质 层 与细胞壁分离的现象。
质壁分离复原：当细胞液浓度高于外界溶液浓度 时，细胞吸水使整个原生质层恢复成原来的状态。
一、水进出细胞的原理
进一步分析： 1.植物细胞壁是全透性的，发生质壁分离的细胞壁内 侧溶液是外界溶液。
4.1被动运输
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。
一、水进出细胞的原理
思考讨论： （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）如果用纱布代替玻璃纸，漏斗 管内的液面会升高吗？ （3）如果将烧杯中的清水换成与漏 斗中等浓度的蔗糖溶液，结果会怎 样？
一、水进出细胞的原理
细胞质
外界溶 液 细胞膜
浓 度 差 相当于
蔗糖溶液 清水
半透膜
细胞膜相当于一层半透膜
浓度差越大细胞吸水或失水越多，从水相对含量 高到相对含量低进出动物细胞的
一、水进出细胞的原理
3、植物细胞的吸水与失水
换成植物细胞后现象是否也一样？
植物细胞壁 全透性
植物细胞的细胞膜外面有一层细胞 壁。细胞壁是全透性的，即水分子可以自 由地通过细胞壁，细胞壁的作用主要是保 护和支持细胞，伸缩性比较小。
探究 植物细胞的吸水与失水 思 考：
1.该实验过程共观察了3次，制作临时装片后观察，滴加蔗糖 溶液后观察，再次滴加清水后观察。每一次是什么样的实验现 象呢？原因是？
第一次观察
第一次对照
滴加蔗糖溶液后观察
再次滴加清水溶液后观察
第二次对照
探究 植物细胞的吸水与失水
质壁分离产生的原因：
内因：（1）原生质层相当于一层半透膜 （2）原生质层伸缩性大于细胞 正常形态 ；
②将植物细胞浸润在 较高浓度的蔗糖溶液 中，观察液泡大小变化； ③再将植物细胞浸润在 清水 中，观察液泡大小的变化。
探究 植物细胞的吸水与失水
探究 植物细胞的吸水与失水
分析结果 得出结论
(1)当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水， 原生质层和细胞壁分离，发生质壁分离。 (2)发生质壁分离的细胞，当细胞液浓度大于外界溶 液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离的复原 。
钾离子通道模式图
二、自由扩散和协助扩散
判断下列图形运输方式：
V
V
①
②
V
③
浓度差
浓度差
0
O2浓度
影响被动运输的因素： ①自由扩散：温膜度两侧的浓度差
温度 ②③协助扩散：膜两侧的浓度差
转运蛋白的数量
二、自由扩散和协助扩散
像水分子这样，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被 动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。
被动 运输
自由扩散 协助扩散
二、自由扩散和协助扩散
自由扩散
也叫简单扩散
（1）特点： ①顺浓度梯度（从高浓度到低浓度）；
②不需要转运蛋白；