高中第1节 被动运输授课课件ppt

这是一份高中第1节 被动运输授课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了有一层半透膜，如果能请说明理由，细胞膜，液泡膜，细胞质，液泡内含细胞液，细胞核，细胞壁，全透性伸缩性小，成熟的植物细胞等内容，欢迎下载使用。
人需要饮食和排泄，细胞是不是也需要做相应的行为？
它们又是怎么做到的呢？要想知道答案，就要了解细胞是怎样运输物质的。
扩散是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。扩散的速率与物质的浓度梯度成正比。
玻璃纸：又叫赛璐玢，是一种半透膜。水可以自由通过它，蔗糖则不能
半透膜能透过的：常见的阴阳离子；水、二氧化碳、氧气、葡萄糖、甘油、氨基酸等
半透膜不能透过的：蔗糖、麦芽糖；淀粉、蛋白质、核酸等生物大分子
半透膜：能阻拦较大的分子通过，较小的分子却可以自由穿过其中
半透膜就好像是一层渔网，大的鱼会被拦住，而小鱼却可以随意从渔网的洞里自由进出
提示：玻璃纸内外两侧水的浓度不同，内外两侧方向均有水分子进出
1.渗透作用:(1)含义:水分子(或其他溶剂分子)通过_______的扩散。(2)方向：宏观层面上从_____________的一侧向___________的一侧渗透。微观层面上从_____________的一侧向___________的一侧渗透。
现有 5%葡萄糖溶液，清水，50%蔗糖溶液三种溶液，将三种溶液两两用半透膜分隔开来，说法错误的是（D）A.清水里的水分子会向50%蔗糖溶液渗透B. 5%葡萄糖溶液里的水分子会向50%蔗糖溶液渗透C.50%蔗糖溶液里也有水分子透过半透膜向清水方向流动D. 50%蔗糖溶液里的水分子会向5%葡萄糖溶液渗透
你能总结出渗透现象的发生条件吗?
2.半透膜两侧存在着浓度差
细胞能发生渗透作用吗？
下列选项中，不会发生渗透现象的是（ C ）A.浸泡在清水中的哺乳动物红细胞B.浸泡在清水中的植物细胞C.将装满蔗糖溶液的长颈漏斗用纱布包裹倒置于盛有清水的烧杯中D.使用食盐腌制蔬菜
2.水进出动物细胞(以哺乳动物红细胞为例):(1)动物细胞所形成的“渗透装置”。①半透膜:_______。②浓度差:_____________________________。(2)现象。①当外界溶液浓度_____细胞质的浓度时,细胞失水。②当外界溶液浓度_____细胞质的浓度时,水分进出平衡。③当外界溶液浓度_____细胞质的浓度时,细胞吸水。
细胞质与外界溶液之间的浓度差
动物细胞长时间处于低渗溶液中细胞形态会发生什么变化?提示:细胞膨胀,有可能涨破。
动物细胞和植物细胞在渗透作用的结构上有区别吗？
提示：考虑植物细胞和动物细胞中的水分主要分布位置
3．植物细胞的吸水和失水
原生质层（半透膜）
3.水进出植物细胞(以成熟植物细胞为例):植物细胞所形成的“渗透装置”。(1)半透膜(原生质层):______________________________________。(2)浓度差:细胞液与外界溶液之间的浓度差。
细胞膜、液泡膜以及两层膜之
二、探究植物细胞的吸水和失水1.探究过程:提出问题→_________→实验设计思路→_________→记录结果→分析结果,得出结论→___________→进一步探究。
2.实验原理:
原生质层具半透性且其伸缩性比细胞壁大
外界溶液浓度大于细胞液浓度
2.质壁分离的原因分析
在质壁分离和复原的实验中，如果没有细胞壁，结果会有什么不同吗？
(2)滴加蔗糖溶液和清水时，必须在实验桌上进行， 不能在显微镜的载物台上进行。
(1)实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有 大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观 察现象。
(3)本实验所用的方法为引流法，采用了自身对照。
(4)当以植物细胞可吸收的物质作溶质(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)时，可出现质壁分离及自动复原现象。
(3)本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液(此浓度下既明 显出现质壁分离，又不致杀死细胞)。盐酸、酒 精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离 的溶液。
3.材料分析:(1)选择材料必须是活细胞,因为____________________________________________________________ (2)要用含有_________的成熟植物细胞。(3)洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡为_____,易于观察。
只有活细胞的原生质层才具有选择透过性,否则将不会出现质壁分离及质壁分离复原现象
4.实验过程:
三、被动运输——自由扩散和协助扩散1.特点:物质进出细胞时,___浓度梯度进行的扩散。
2.两种被动运输的方式:(1)自由扩散与协助扩散的图形。
①甲属于_________,也叫_________。判断理由:___________________________。②乙属于_________,也叫_________。判断理由:_________________________。
顺浓度梯度、不需要转运蛋白
顺浓度梯度、需要转运蛋白
(2)自由扩散与协助扩散的比较。下列属于自由扩散的是_______,属于协助扩散的是_______。①顺浓度运输 ④不需要转运蛋白②逆浓度运输 ⑤水、O2、CO2等物质通过细胞膜③需要转运蛋白 ⑥葡萄糖进入红细胞
3.细胞膜的选择透过性:结合细胞膜的功能特性,判断下列说法的正误:(1)细胞膜可以让水分子自由通过。( )(2)小分子、离子都可以通过细胞膜。( )提示:很多对细胞有害或细胞不需要的小分子、离子不能通过细胞膜。
(3)甘油是极性分子,所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜。( )提示:甘油是脂溶性分子,能够以自由扩散的方式通过细胞膜。(4)具有半透性结构的都具有选择透过性。( )提示:玻璃纸这种半透膜没有生物活性,不具备选择透过性。
2.质壁分离与复原的应用
⑥证明成熟植物细胞发生渗透作用；
③测比较不同植物细胞的细胞液浓度
⑤鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
④比较一系列溶液的浓度的大小
考点3：物质跨膜运输的其他实例
1．对无机盐的吸收实例
知识点一　渗透现象及原理分析1.渗透作用与扩散作用的比较:
2.渗透作用的对象、实质:(1)渗透对象:渗透作用的对象是指溶剂分子,而不是溶质分子。(2)扩散方向:渗透时溶剂分子的扩散是双向的。(3)平衡实质:渗透平衡是指半透膜两侧的水分子移动到达平衡状态。
【思考·讨论】1.半透膜两侧溶剂分子的扩散方向取决于一种溶质浓度还是取决于溶质的总浓度?(科学思维)提示:取决于半透膜两侧溶质的总浓度,也就是所有溶质的物质的量浓度。
2.教材中渗透装置漏斗液面达到平衡状态时,试比较漏斗内外侧液体浓度的高低,并分析原因。(科学思维)提示:(1)漏斗内是蔗糖溶液,烧杯中是清水,蔗糖溶液浓度>清水。(2)漏斗内的液体浓度高,保持向上的吸水力,当吸水力与液柱的重力相等时达到平衡。
【素养案例】某同学为探究膜的通透性而设计了如图所示的渗透装置,开始时烧杯内的液面和长颈漏斗内的液面相平。在长颈漏斗内液面上升的过程中 (　　)
A.液面上升的速率先加快后减慢,最终维持稳定B.水分子通过半透膜从清水向蔗糖溶液扩散的速率逐渐增大C.当半透膜两侧液体浓度相等时,水分子不再通过半透膜扩散D.当半透膜两侧水分子进出速率相等时,长颈漏斗内液面最高
【解题导引】(1)回忆关键知识点:水分子扩散的速率与浓度差大小的关系:浓度差越大,扩散的越快。(2)认清渗透平衡的本质:渗透压(长颈漏斗的吸水力)=液柱的重力。
【解析】选D。液面上升的速率开始时最快,随后逐渐减慢,A项错误;水分子通过半透膜由清水向蔗糖溶液扩散的速率逐渐减小,B项错误;半透膜两侧液体浓度相等时,水分子进出的速率相等,而不是不再通过半透膜扩散,C项错误;当半透膜两侧水分子进出速率相等时,达到动态平衡,长颈漏斗内液面达到最高,D项正确。
【素养·探究】——母题追问(1)科学思维——演绎与推理若要使漏斗液面上升的更高,可采取什么措施?提示:向漏斗中添加一些蔗糖或其他不能通过半透膜的溶质。
(2)科学思维——演绎与推理若在平衡状态下向烧杯中添加少量葡萄糖(不能通过半透膜),漏斗液面会有什么变化?为什么?提示:漏斗液面下降。因为半透膜两侧的浓度差降低了。
【素养·迁移】向猪膀胱内注入一半质量分数为30%的蔗糖溶液,扎紧入口,然后将其浸入质量分数为5%的蔗糖溶液中,每隔10 min称一次猪膀胱的重量,能正确表示测定结果的是图中的(　　)
【解析】选B。猪膀胱是半透膜,蔗糖不能通过,水能通过。外界蔗糖溶液浓度小于猪膀胱中蔗糖溶液的浓度,水分子从低浓度溶液通过半透膜进入高浓度溶液,即水从5%的蔗糖溶液流向注有质量分数为30%的蔗糖溶液的猪膀胱中,膀胱中溶液的重量不断增加,直到膀胱两侧溶液浓度相当时,水分进出处于相对平衡状态,故膀胱的重量不发生变化,即B正确。
【补偿训练】 如图所示,在漏斗中加入的蔗糖溶液与蒸馏水液面齐平,一段时间后,待漏斗内液面不再变化时,再向漏斗中加入一定量的蔗糖酶。下列坐标曲线中能正确反映整个实验过程中漏斗内外溶液的液面高度差变化的是 (　　)
【解析】选A。据图分析,该装置具有半透膜,而漏斗内外溶液存在浓度差,能发生渗透作用,由于蔗糖溶液浓度大于蒸馏水,因而开始时漏斗内液面上升;一段时间后,向漏斗中加入一定量的蔗糖酶,将蔗糖水解成单糖,浓度增大,使得液面继续上升,随着单糖逐渐进入烧杯,而使得漏斗内溶液浓度下降,液面下降,高度差减小。
由于浓度差越来越接近,高度差减小的趋势越来越慢。但由于漏斗内有蔗糖酶,所以漏斗内液体浓度始终大于烧杯内液体浓度。因此,最后漏斗内的液面稍高于烧杯的液面。
知识点二　探究细胞的吸水和失水1.实验过程分析:(1)细胞变化:
(3)操作细节:①滴加蔗糖溶液或清水时,应在实验台上操作,滴加液体不要太多,避免污染物镜镜头。②观察质壁分离的时间不宜过长,以免细胞因长时间处于失水状态而死亡,影响对复原现象的观察。
2.质壁分离及复原实验的应用:(1)可确定植物细胞膜的存在。正常生理状态下,植物的细胞膜与细胞壁紧贴在一起。通过光学显微镜,只能看到细胞壁。当质壁分离时,由于原生质层的收缩,光学显微镜下会在细胞壁内侧观察到一个边界。边界的存在,间接证明了细胞膜的存在。
(2)判断细胞的死活。在一定浓度的蔗糖溶液中,植物细胞若发生质壁分离,则证明细胞处于存活状态。
(3)测量细胞液的浓度。①测量原理:植物细胞在低渗溶液和等渗溶液中均不会发生质壁分离,只有在高渗溶液中才会发生质壁分离的现象。②测量关键:配制一系列浓度梯度的溶液,分别镜检。
【思考·讨论】1.将植物细胞放在清水中,当细胞表现为不再吸水时,细胞内外浓度是否相等?为什么?(科学思维)提示:不相等。因为细胞外是清水,浓度为零,肯定是细胞内浓度高。细胞不再吸水的原因是细胞壁的束缚造成的。
2.参照动物细胞在低浓度溶液中吸水涨破,若将植物细胞放入清水中是否也会发生吸水涨破?(科学思维)提示:植物细胞在清水中不会涨破,细胞壁起到保护和支持作用。
【素养案例】(2017·全国卷Ⅱ)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中,发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示,下列叙述正确的是(　　)
A.0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内B.0～1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等C.2～3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压D.0～1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压
【解题导引】(1)获取关键信息:根据曲线变化正确判断原生质体处于失水(体积缩小)还是吸水(体积增大)状态。(2)分析浓度变化对吸水、失水的影响:外界溶液浓度>细胞液浓度,细胞失水;反之,吸水。
(3)关键知识点:理解质壁分离后自动复原的原因:外界溶液进入细胞内,导致细胞内溶液浓度大于外界溶液浓度,细胞吸水。
【解析】选C。本题主要考查植物细胞质壁分离及其复原。依据曲线先下降后上升的变化趋势可知,原生质体的体积先减小后增大,即细胞发生质壁分离后自动复原,原因是物质A通过细胞膜进入细胞内,导致细胞液浓度增加,开始吸水,逐渐发生质壁分离的复原,A项错误;0～1 h 内,原生质体的体积减小,即细胞发生质壁分离,
此时原生质体和细胞壁都收缩,但原生质体收缩得更快,细胞体积与原生质体体积的变化量不相等,B项错误;2～3 h 内,原生质体的体积开始增大,即细胞发生质壁分离的复原,物质A溶液的渗透压低于细胞液的渗透压,C项正确;0～1 h内,细胞失水,发生质壁分离,则液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压,D项错误。
【素养·探究】——母题追问(1)生命观念——物质与能量观上题中既然物质A和水分都可以进入细胞膜,为什么还会发生质壁分离现象?提示:虽然物质A能进入细胞内,但起初外界溶液浓度仍高于细胞液浓度,细胞仍渗透失水,发生质壁分离。
(2)科学思维——演绎与推理假如将某植物的成熟细胞放入清水中,原生质体的相对体积为曲线中100%时,细胞液浓度与外界环境相等吗?为什么?提示:不相等,植物细胞的液泡内液体为细胞液,细胞液有一定的溶质,而细胞外界为清水,所以细胞液的浓度一定大于外界环境。
【素养·迁移】把数条5 cm长的马铃薯条分别浸在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中,每隔一段时间测量马铃薯条的长度。如图显示马铃薯条在不同浓度溶液中长度改变的百分率。下列相关叙述错误的是(　　)
A.马铃薯条通过渗透吸(失)水改变其长度B.马铃薯条在0.10 M蔗糖溶液中的吸水量小于在0.20 M蔗糖溶液中的吸水量C.马铃薯细胞液浓度相当于0.30 M的蔗糖溶液D.在0.40 M蔗糖溶液中马铃薯细胞失水发生质壁分离
【解析】选B。马铃薯条在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中,通过渗透吸(失)水改变其长度,A正确;马铃薯条在0.10 M蔗糖溶液中的吸水量大于在0.20 M蔗糖溶液中的吸水量,B错误;由于马铃薯条在0.30 M蔗糖溶液中长度改变的百分率为0,说明马铃薯细胞液浓度相当于0.30 M的蔗糖溶液,C正确;由于马铃薯条在0.40 M
蔗糖溶液中长度改变的百分率为负值,说明马铃薯细胞失水,导致其长度变短,D正确。
知识点三　自由扩散和协助扩散1.被动运输两种形式比较:
2.转运蛋白的特性:(1)专一性:一种转运蛋白在对细胞内外物质进行运输时只能对应地运送唯一的一种或性质非常相近的一类物质。(2)饱和性:细胞膜上的转运蛋白数量有限,在运输过程中当所有转运蛋白都已承担相应的运输任务时,运输的速度不再因其他条件而加快。
【思考·讨论】协助扩散的速率跟什么有关?(科学探究)提示:协助扩散的速率跟膜内外的浓度梯度和转运蛋白的数量有关。
【素养案例】如图表示物质出入细胞膜的两种方式,从图解可以看出 (　　)
A.甲、乙两种物质都能够自由出入细胞膜B.细胞对甲物质的吸收也可以用蛋白质作载体C.甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输D.甲、乙两种物质都是细胞代谢所必需的物质
【解题导引】(1)审题关键:甲、乙两种物质分别被细胞以自由扩散和协助扩散的方式吸收。(2)判断技巧:顺浓度梯度:不需要转运蛋白→自由扩散;需要转运蛋白→协助扩散。
【解析】选C。细胞膜具有选择透过性,甲、乙两种物质不能够自由出入细胞,A错误; 细胞吸收甲物质的方式是自由扩散,不需要用蛋白质作载体,B错误; 甲、乙两种物质都能从高浓度向低浓度运输,属于被动运输,C正确; 甲物质以自由扩散的方式进入细胞,乙物质以协助扩散的方式进入细胞,但不能说明两种物质是细胞代谢所必需的物质,D错误。
【素养·探究】——母题追问(1)生命观念——结构与功能观上题中的转运蛋白的合成与运输与什么细胞器有关?提示:膜上的转运蛋白的合成与运输过程与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体有关。
(2)科学思维——演绎与推理温度能影响题目中的哪种物质的运输速率?提示:温度能够影响膜上磷脂和蛋白质分子的运动,从而影响物质转运速率,因此甲、乙两种物质的运输速率都受影响。
【素养·迁移】比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性,结果如图。据此不能得出的推论是(　　)
A.H2O通过生物膜不需要蛋白质的协助B.生物膜对K+、Na+、Cl-的通透具有选择性C.甘油以自由扩散的方式通过人工膜D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率
【解析】选A。由图中看出,生物膜对水分子的通透性大于人工膜,说明生物膜上存在着协助H2O通过的物质,A错误;由图中看出,人工膜对三种离子的通透性相同,并且均处于较低值,而生物膜对三种离子的通透性不同,说明生物膜对K+、Na+、Cl-的通透具有选择性,B正确;由曲线可知,甘油运输不需要转运蛋白参与,以自
由扩散的方式通过人工膜,C正确;图中人工膜对不同分子的通透性不同,可见分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率,D正确。