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高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第4章 细胞的物质输入和输出第1节 被动运输试讲课教学ppt课件
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生命观念：理解细胞膜的选择透过性，以及如何通过被动运输维持细胞的正常代谢活动。科学思维：运用比较、归纳等科学方法，探究被动运输的机制和特点。科学探究：通过植物细胞的吸水和失水实验，提高实验操作能力和观察分析能力。社会责任：理解被动运输在生物体中的重要作用，培养对生物学现象的好奇心和探究精神。
吃比较咸或甜的食物，口腔和唇的黏膜会觉得比较干。
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，会出现所示现象。
1.漏斗内的液面为什么会升高？
玻璃纸是一种半透膜，水分子（小分子物质）可以透过它，而蔗糖分子（大分子物质）则不能。
单位时间内进入漏斗的水比出漏斗的水多；
水分子等溶剂分子通过半透膜的扩散叫渗透作用。
要发生渗透作用需要满足什么条件呢？
2.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
不会。蔗糖分子和水分子都可以透过纱布
3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎么样？
②半透膜两侧的溶液存在浓度差
渗透作用的方向又是怎样的呢？
4.如果烧杯和漏斗管内都是蔗糖溶液，结果会怎样？
①烧杯内蔗糖浓度>漏斗管内蔗糖浓度：
②烧杯内蔗糖浓度<漏斗管内蔗糖浓度：
③烧杯内蔗糖浓度=漏斗管内蔗糖浓度：
渗透作用的方向： 浓度溶液→ 浓度溶液
细胞生活在一个液体的环境中，细胞与环境的物质交换必须经过细胞膜。 水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？
1、渗透作用的概念：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜 的扩散
3.渗透作用中水的运输方向
2、渗透作用发生的条件
低浓度溶液→高浓度溶液（总溶液浓度）
外界溶液浓度_______细胞质浓度
细胞___________
外界溶液浓度大于细胞质浓度
1.水进出动物细胞的原理
二、水进出细胞的原理
一个动物细胞是一个渗透系统
细胞质与外界溶液存在浓度差
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？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？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？4. 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？5. 想一想临床上输液为什么要用生理盐水？
不一定，浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。
细胞内外溶液浓度差。浓度差越大细胞吸水或失水越多。
防止血细胞失水或吸水，维持细胞正常形态。
吃比较咸的食物，例如你吃腌制的咸菜，连续嗑带盐的瓜子等，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？
干燥口渴，外界浓度度高，口腔和唇粘膜失水
水进出其他动物细胞的原理与水进出红细胞的原理是一样的，都是渗透作用。
那么水又是怎样进出植物细胞的呢？
植物细胞内的液体环境主要指的是液泡内的细胞液。水进出植物细胞主要指水通过原生质层进出液泡。
（全透性；支持和保护作用；伸缩性小）
细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
三、植物细胞的吸水和失水
1、将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出。 2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
原生质层相当于一层半透膜吗？
将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液中和清水中，观察其大小的变化。
在高浓度溶液中细胞失水，中央液泡会变小，细胞皱缩
在清水中细胞吸水，中央液泡会变大，细胞膨胀
原生质层与细胞壁发生分离,叫做质壁分离，原生质层和细胞壁之间充满了
（1）外界溶液浓度大于细胞液的浓度，细胞失水
（2）原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性
1. 植物细胞会由于吸水过多而涨破吗？
2. 实验中共涉及几次显微镜观察？其中第一次观察的目的是什么？
不会。有细胞壁，起到支持和保护作用。
3. 选根尖分生区细胞、动物细胞、死细胞能观察到质壁分离吗?黑藻细胞、洋葱鳞片叶内表皮细胞呢？
三次。观察细胞正常形态，与处理后形成对照。
不能；黑藻细胞、洋葱鳞片叶外表皮细胞可以。
4. 质壁分离后不复原的原因 ?
植物细胞过度失水死亡。
5. 细胞壁和原生质层之间的空隙充满的是什么？
6. 如果将实验中质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液改为适宜浓度的KNO3溶液实验结果会如何?
适宜浓度的尿素、乙二醇、KNO3作为外界溶液都会出现自动复原现象，因为外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
会出现质壁分离，过一段时间后会自动复原。
细胞液有一定浓度，与外界溶液有一定浓度差----条件2
原生质层相当于一层半透膜-----条件1
植物细胞能通过渗透作用吸水和失水
提分宝 你身边的微家教
比较植物细胞和动物细胞的吸水和失水
低浓度溶液→高浓度溶液
① 相当于半透膜；② 胞内溶液与细胞外溶液存在 。
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，这种物质的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。
① 相当于半透膜；② 与外界溶液存在浓度差；
1.对农作物合理灌溉，既满足作物对水分的需要，同时也降低土壤溶液浓度，促进对水分的吸收。2.盐碱地中植物因缺水不容易存活；一次施肥过多，会造成烧苗。3.糖渍、盐渍食品不变质的原因。----食品外面形成很高浓度的溶液，使微生物失水过多而死亡，不能在上面生存。
实例自由扩散：气体分子、脂溶性物质、水。协助扩散：水、离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等。
载体蛋白：转运物质要与蛋白质结合，每次转运时蛋白质结构都会改变；通道蛋白：转运物质不与蛋白质结合，无结构改变。
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的跨膜运输方式
由高浓度向低浓度运输顺浓度梯度运输，不消耗能量、是否需要转运蛋白协助
四、自由扩散和协助扩散
水 O2、CO2、N2
1、自由扩散（简单扩散）：物质通过简单的扩散作用进出细胞。
1、物质顺浓度梯度运输（物质高浓度 低浓度）
2、不需要转运蛋白协助
3、不需要消耗细胞能量
影响自由扩散的因素：浓度差
借助膜上的____________进出细胞的物质扩散方式叫做协助扩散，也叫易化扩散。
2.协助扩散（易化扩散）：
需膜上转运蛋白的协助，不需要能量
P点后速率受转运蛋白数量限制
转运蛋白分为 蛋白和 蛋白两种。
载体蛋白只允许与自身结合部位相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。
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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。
过去人们普遍认为，水分子都是通过自由扩散进出细胞的
根据细胞膜的结构分析，由于磷脂双分子层内部具有疏水性，水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。
研究表明，水分子更多借助细胞膜上的水通道蛋白从低渗溶液向高渗溶液跨膜运输，这种水分子跨膜运输的方式是____________。
只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过
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
葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞
水分子通过水通道蛋白进出细胞
葡萄糖进入红细胞（载体蛋白）；水分子进出细胞（通道蛋白）
CO2、O2、甘油、乙醇、苯等
主要取决于膜内外物质的浓度差
受浓度差和转运蛋白数量的影响
绝大部分保湿防冻产品中都有油脂类物质（如：甘油），想一想，这是为什么呢？
油脂类物质通过自由扩散的方式被细胞吸收，能吸收一部分空气的水分，同时它可以使一部分自由水转化为结合水，减少水分的散失，降低结冰点；从而可以防干燥，还能一定程度上防冻。
典例：气体分子、脂溶性小分子
特征：顺浓度梯度运输，需要载体蛋白
典例：离子和小分子有机物
吸水会膨胀，甚至胀破；失水皱缩
失水会发生质壁分离；吸水会发生质壁分离复原
实验材料：成熟的植物细胞实验原理：植物细胞的原生质层相当于半透膜；细胞壁的伸缩性比原生质层小
1.将一块新鲜马铃薯切成5块，放在一定浓度的蔗糖溶液中，通过显微镜观察细胞，结果是
则马铃薯的细胞液浓度大约为（ ）g/ml —0.10
2．在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测 A．a>b，细胞渗透吸水 B．a＝b，渗透系统保持动态平衡 C．a
4.自由扩散和协助扩散的动力是（ ）
A．ATP B．浓度差 C．细胞膜 D．载体
3.关于被动运输的说法，错误的是（ ） A．顺浓度梯度进行 B．一定需要载体 C．不需要消耗能量 D．不能主动吸收物质
生命观念：理解细胞膜的选择透过性，以及如何通过被动运输维持细胞的正常代谢活动。科学思维：运用比较、归纳等科学方法，探究被动运输的机制和特点。科学探究：通过植物细胞的吸水和失水实验，提高实验操作能力和观察分析能力。社会责任：理解被动运输在生物体中的重要作用，培养对生物学现象的好奇心和探究精神。
吃比较咸或甜的食物，口腔和唇的黏膜会觉得比较干。
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，会出现所示现象。
1.漏斗内的液面为什么会升高？
玻璃纸是一种半透膜，水分子（小分子物质）可以透过它，而蔗糖分子（大分子物质）则不能。
单位时间内进入漏斗的水比出漏斗的水多；
水分子等溶剂分子通过半透膜的扩散叫渗透作用。
要发生渗透作用需要满足什么条件呢？
2.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
不会。蔗糖分子和水分子都可以透过纱布
3.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎么样？
②半透膜两侧的溶液存在浓度差
渗透作用的方向又是怎样的呢？
4.如果烧杯和漏斗管内都是蔗糖溶液，结果会怎样？
①烧杯内蔗糖浓度>漏斗管内蔗糖浓度：
②烧杯内蔗糖浓度<漏斗管内蔗糖浓度：
③烧杯内蔗糖浓度=漏斗管内蔗糖浓度：
渗透作用的方向： 浓度溶液→ 浓度溶液
细胞生活在一个液体的环境中，细胞与环境的物质交换必须经过细胞膜。 水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？
1、渗透作用的概念：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜 的扩散
3.渗透作用中水的运输方向
2、渗透作用发生的条件
低浓度溶液→高浓度溶液（总溶液浓度）
外界溶液浓度_______细胞质浓度
细胞___________
外界溶液浓度大于细胞质浓度
1.水进出动物细胞的原理
二、水进出细胞的原理
一个动物细胞是一个渗透系统
细胞质与外界溶液存在浓度差
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？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？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？4. 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？5. 想一想临床上输液为什么要用生理盐水？
不一定，浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。
细胞内外溶液浓度差。浓度差越大细胞吸水或失水越多。
防止血细胞失水或吸水，维持细胞正常形态。
吃比较咸的食物，例如你吃腌制的咸菜，连续嗑带盐的瓜子等，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？
干燥口渴，外界浓度度高，口腔和唇粘膜失水
水进出其他动物细胞的原理与水进出红细胞的原理是一样的，都是渗透作用。
那么水又是怎样进出植物细胞的呢？
植物细胞内的液体环境主要指的是液泡内的细胞液。水进出植物细胞主要指水通过原生质层进出液泡。
（全透性；支持和保护作用；伸缩性小）
细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
三、植物细胞的吸水和失水
1、将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出。 2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
原生质层相当于一层半透膜吗？
将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液中和清水中，观察其大小的变化。
在高浓度溶液中细胞失水，中央液泡会变小，细胞皱缩
在清水中细胞吸水，中央液泡会变大，细胞膨胀
原生质层与细胞壁发生分离,叫做质壁分离，原生质层和细胞壁之间充满了
（1）外界溶液浓度大于细胞液的浓度，细胞失水
（2）原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性
1. 植物细胞会由于吸水过多而涨破吗？
2. 实验中共涉及几次显微镜观察？其中第一次观察的目的是什么？
不会。有细胞壁，起到支持和保护作用。
3. 选根尖分生区细胞、动物细胞、死细胞能观察到质壁分离吗?黑藻细胞、洋葱鳞片叶内表皮细胞呢？
三次。观察细胞正常形态，与处理后形成对照。
不能；黑藻细胞、洋葱鳞片叶外表皮细胞可以。
4. 质壁分离后不复原的原因 ?
植物细胞过度失水死亡。
5. 细胞壁和原生质层之间的空隙充满的是什么？
6. 如果将实验中质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液改为适宜浓度的KNO3溶液实验结果会如何?
适宜浓度的尿素、乙二醇、KNO3作为外界溶液都会出现自动复原现象，因为外界物质会转移到细胞内而引起细胞液浓度升高。
会出现质壁分离，过一段时间后会自动复原。
细胞液有一定浓度，与外界溶液有一定浓度差----条件2
原生质层相当于一层半透膜-----条件1
植物细胞能通过渗透作用吸水和失水
提分宝 你身边的微家教
比较植物细胞和动物细胞的吸水和失水
低浓度溶液→高浓度溶液
① 相当于半透膜；② 胞内溶液与细胞外溶液存在 。
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，这种物质的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。
① 相当于半透膜；② 与外界溶液存在浓度差；
1.对农作物合理灌溉，既满足作物对水分的需要，同时也降低土壤溶液浓度，促进对水分的吸收。2.盐碱地中植物因缺水不容易存活；一次施肥过多，会造成烧苗。3.糖渍、盐渍食品不变质的原因。----食品外面形成很高浓度的溶液，使微生物失水过多而死亡，不能在上面生存。
实例自由扩散：气体分子、脂溶性物质、水。协助扩散：水、离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等。
载体蛋白：转运物质要与蛋白质结合，每次转运时蛋白质结构都会改变；通道蛋白：转运物质不与蛋白质结合，无结构改变。
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的跨膜运输方式
由高浓度向低浓度运输顺浓度梯度运输，不消耗能量、是否需要转运蛋白协助
四、自由扩散和协助扩散
水 O2、CO2、N2
1、自由扩散（简单扩散）：物质通过简单的扩散作用进出细胞。
1、物质顺浓度梯度运输（物质高浓度 低浓度）
2、不需要转运蛋白协助
3、不需要消耗细胞能量
影响自由扩散的因素：浓度差
借助膜上的____________进出细胞的物质扩散方式叫做协助扩散，也叫易化扩散。
2.协助扩散（易化扩散）：
需膜上转运蛋白的协助，不需要能量
P点后速率受转运蛋白数量限制
转运蛋白分为 蛋白和 蛋白两种。
载体蛋白只允许与自身结合部位相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。
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。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。
过去人们普遍认为，水分子都是通过自由扩散进出细胞的
根据细胞膜的结构分析，由于磷脂双分子层内部具有疏水性，水分子自由扩散通过细胞膜时会受到一定的阻碍。
研究表明，水分子更多借助细胞膜上的水通道蛋白从低渗溶液向高渗溶液跨膜运输，这种水分子跨膜运输的方式是____________。
只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过
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
葡萄糖通过载体蛋白进入红细胞
水分子通过水通道蛋白进出细胞
葡萄糖进入红细胞（载体蛋白）；水分子进出细胞（通道蛋白）
CO2、O2、甘油、乙醇、苯等
主要取决于膜内外物质的浓度差
受浓度差和转运蛋白数量的影响
绝大部分保湿防冻产品中都有油脂类物质（如：甘油），想一想，这是为什么呢？
油脂类物质通过自由扩散的方式被细胞吸收，能吸收一部分空气的水分，同时它可以使一部分自由水转化为结合水，减少水分的散失，降低结冰点；从而可以防干燥，还能一定程度上防冻。
典例：气体分子、脂溶性小分子
特征：顺浓度梯度运输，需要载体蛋白
典例：离子和小分子有机物
吸水会膨胀，甚至胀破；失水皱缩
失水会发生质壁分离；吸水会发生质壁分离复原
实验材料：成熟的植物细胞实验原理：植物细胞的原生质层相当于半透膜；细胞壁的伸缩性比原生质层小
1.将一块新鲜马铃薯切成5块，放在一定浓度的蔗糖溶液中，通过显微镜观察细胞，结果是
则马铃薯的细胞液浓度大约为（ ）g/ml —0.10
2．在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测 A．a>b，细胞渗透吸水 B．a＝b，渗透系统保持动态平衡 C．a
4.自由扩散和协助扩散的动力是（ ）
A．ATP B．浓度差 C．细胞膜 D．载体
3.关于被动运输的说法，错误的是（ ） A．顺浓度梯度进行 B．一定需要载体 C．不需要消耗能量 D．不能主动吸收物质
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