【新教材】4.1 被动运输 课件【新教材】人教版(2019)高中生物必修一
水（溶剂）
分子对水的吸 引力
含水量高－－ 低浓度溶液－－渗透压低
半透膜
含水量低－－ 高浓度溶液－ －渗透压高
水分子是顺相对含量梯度跨膜运输
思考与讨论
1、如果烧杯中的是蔗糖溶液，漏斗管 内是清水，结果会怎样？
漏斗管内的液面会下降
2、如果烧杯和漏斗管内都是蔗糖溶液， 结果会怎样？
烧杯内蔗糖浓度>漏斗管内蔗糖浓度： 漏斗管液面下降 烧杯内蔗糖浓度<漏斗管内蔗糖浓度： 漏斗管液面上升 烧杯内蔗糖浓度=漏斗管内蔗糖浓度： 漏斗管液面不变
A．葡萄糖 2020/10/12
B．浓度差
C．细胞膜
D．载体
课后练习
二、拓展应用 1、可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液。将紫色洋葱鳞片叶表皮细 胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中，适当时间后用显微镜观察细胞 质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度， 以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，据此推算出 细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。 2、假设：温度变化会影响水分子通过半透膜的扩散速率。
细 胞 内
脂溶性小分子：乙醇、 甘油、苯
自由扩散
特点：
物质通过简单扩散 作用进出细胞，叫
1、顺浓度梯度运输 2、不需要转运蛋白协助
做自由扩散。
3、不需要消耗细胞能量
比方:球往低处滚：
自由扩散物质主要有三类：
①气体分子，如O2、CO2、N2 等
②水等小分子
③脂溶性小分子，如甘油、 脂肪酸、乙醇，苯等
外 小于 细
界
胞
溶 大于 质
液
的
浓
浓
等于
度
度
0.9%NaCl溶液中
吸水膨胀 失水皱缩 保持原状
思考·讨论
1、红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨” 所示装置中的什么物质？
红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨” 所示装置中的蔗糖分子。 2、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ 是（相当于）。
转运蛋白
*研究表明，水分子更多的是 借助细胞膜上的水通道蛋白以 协助扩散方式进出细胞的。
转运蛋白
（3）转运蛋白的类型
载体蛋白
通道蛋白
转运特点
只容许与自身结合 只容许与自身通道的直径和
部位相适应的分子 形状相适配，大小和电荷相
或离子通过
适宜的分子或离子通过
自身构象 是否与转运的 分子结合 是否有特异性 实例
3、当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ 不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不
是很低，有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时红细胞将不再 吸水。 4、红细胞吸水或失水取决于什么条件？ 取决于红细胞内外溶液的浓度差，一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。 5、想一想临床上输液为什么要用生理盐水。
溶质分子进入了细胞，如滴加浓度稍高的硝酸 钾溶液时
总结：
发生质壁分离或复原的条件有哪些？ （1）具有细胞壁 （2）具有大液泡 (3) 活细胞
探究植物细胞的吸水和失水
实验现象
提出问题 作出假设 设计实验 进行实验
蔗糖 溶液
清水
中泡央大液 小
变小 逐渐恢复 原来大小
原生质层 的位置
细胞 大小
原生质层脱离 细胞壁
影响跨膜运输的因素
影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。
影响协助扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差, 细胞膜上转运蛋白的种类和数量。
自由扩散
协助扩散
P点后速率受转运蛋白数量限制
课堂练习
1、以下可以发生渗透作用的是（ D）
A.煮熟的马铃薯条放入水中 B.把干种子放在清水中
C.烈日下菠菜叶子下垂 D.放在盐水中的萝卜变软 2、a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度> b细胞液
A.盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用
B.盐水中的Na＋不利于细菌的生活
C.盐水是中性的，不适于细菌的生活
D.由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡
5、关于被动运输的说法，错误的是（ B ）
A．顺浓度梯度进行
B．一定需要转运蛋白
C．不需要细胞消耗能量
D．不能主动吸收物质
6、自由扩散和协助扩散的动力是（ B ）
3、如果漏斗管内的液面不再升高，半透膜两侧溶液的浓度大 小一样吗？为什么？ 不会, 漏斗内溶液浓度仍然高；漏斗内液柱有静水压
一个动物细胞能 否构成一个渗透 系统？
一个动物细胞就 是一个渗透系统
细胞膜构成了半透膜
细胞内溶液与外界溶液存 在浓度差
二、动物细胞的吸水和失水
低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液
清水中 20%的蔗糖溶液中
略变小
原生质层恢复 原来位置
略变大
实验结论 1、原生质层相当于半透膜 表达与交流 2、植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的
进一步探究 植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？
质壁分离及其复原的应用
（1）判断细胞的死活 （2）测定细胞液浓度范围 （3）比较不同植物细胞的细胞液浓度 （4）农业生产中的水肥管理 （5）生活中杀菌、防腐、腌制食品 （6）鉴别不同种类的溶液。 成熟植物细胞+不同种类溶液→质壁分离→溶质不能通过半透膜的溶液（如蔗 糖溶液） 质壁分离后又自动复原→溶质能通过半透膜的溶液 （如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液）
进行实验
设计方案：将植物细胞浸润在较高浓度的蔗 糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸
实验结论 润在清水中，观察其大小的变化。 预期结果 ：由于原生质层相当于一层半透
表达与交流 膜，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液
进一步探究
泡会_缩__小_，细胞_皱__缩____；在清水中植物细 胞的液泡又会_变__大___，细胞膨___胀__。
如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加 快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。
2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？
不会。因为纱布不是半透膜，孔隙很大条，件可一溶：于半水透的膜物质 都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。
2、协助扩散（易化扩散）：借助膜上的转运蛋白进出 细胞的物质扩散。
2020/10/12
细胞膜
协助扩散
借助膜上的转运蛋白 进出细胞的物质扩散。
叫做协输。
特点：
1、顺浓度梯度运输 2、需要转运蛋白参与 3、不需要消耗能量
比方：车载货下坡
④一侧滴清水，另一侧用 吸水纸吸引（引流法）， 观察现象
实验现象： 中央大液泡变大，颜色变浅 原生质层恢复原来位置
发生质壁分离复原
质壁分离复原的原因：
外界溶液浓度小于细胞 液的浓度，细胞吸水
质壁分离复原的两种特殊情况分析：
1、已经发生质壁分离的细胞，再放入清水也不 能复原的原因？ 细胞死亡
2、发生质壁分离自动复原
2、如果用一层纱布代替
玻物璃质纸能，否漏斗通管过内半的透液 面膜还与会半升透高吗膜？的孔径 3、大如小果有烧关杯中不是清水， 而 液•蛋玻是 ，壳同 结璃膜样 果纸，浓 会，度 怎鱼肠的 样鳔系蔗？等膜糖，溶
1、漏斗管内的液面为什么会升高？
多
少
由于蔗糖溶液中水的 相对含量（单位体积 中的水分子数）比烧 杯中的水的含量低， 因此，烧杯中的水扩 散到漏斗中的速度相 对更快，导致漏斗中 水量增加，液面上升。
改变 结合
具有 葡萄糖通过载体蛋
白进入红细胞
不改变 不结合
具有 水分子通过水通道蛋白进出
细胞
被 动 运 输
特点
自由 扩散
例：乙醇、甘油、 苯、性激素、
气(O2、 CO2)、水
协助 扩散
载体蛋白：葡萄糖进红细胞 （需要与载体结合）
通道蛋白：水和某些离子 （无需与通道蛋白结合）
顺浓度梯度：（高 低）
不消耗能量
可以借助本节问题探讨中的渗透装置进行实验。将该渗透装置置于 不同温度的环境中，通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢， 判定温度是否影响水分子的扩散速率。实验中要注意排除各种无关变 量的干扰，如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相 等，以确保实验的准确性。
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。
2020/10/12
四、自由扩散和协助扩散
1、自由扩散（简单扩散）：物质通过简单的扩散作用进出细胞。
细 胞 外
细 胞 膜
水分子
O2、CO2、 水、N2
中央大液泡逐渐变小，颜色 变深（细胞液浓度变大）
原生质层与细胞壁发生分离, 叫做质壁分离，原生质层和 细胞壁之间充满了蔗糖溶液 。
质壁分离的原因
（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
总结：
质壁分离的概念： 指原生质层和细胞壁发生分离的现象
质壁分离的原因： 内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性 外因：外界溶液浓度大于细胞液的浓度， 细胞失水
三、植物细胞的吸水和失水
细胞膜 细胞质 原生质层 液泡膜
细胞液
细胞壁（全透性）
水进出植物细胞,主要是指水经过原生质层进出液泡。
探究植物细胞的吸水和失水
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 提出问题 原生质层是不是相当于一层半透膜？ 作出假设 原生质层相当于一层半透膜
设计实验 （设计方案、预期结果…）
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
分子对水的吸 引力
含水量高－－ 低浓度溶液－－渗透压低
半透膜
含水量低－－ 高浓度溶液－ －渗透压高
水分子是顺相对含量梯度跨膜运输
思考与讨论
1、如果烧杯中的是蔗糖溶液，漏斗管 内是清水，结果会怎样？
漏斗管内的液面会下降
2、如果烧杯和漏斗管内都是蔗糖溶液， 结果会怎样？
烧杯内蔗糖浓度>漏斗管内蔗糖浓度： 漏斗管液面下降 烧杯内蔗糖浓度<漏斗管内蔗糖浓度： 漏斗管液面上升 烧杯内蔗糖浓度=漏斗管内蔗糖浓度： 漏斗管液面不变
A．葡萄糖 2020/10/12
B．浓度差
C．细胞膜
D．载体
课后练习
二、拓展应用 1、可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液。将紫色洋葱鳞片叶表皮细 胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中，适当时间后用显微镜观察细胞 质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度， 以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，据此推算出 细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。 2、假设：温度变化会影响水分子通过半透膜的扩散速率。
细 胞 内
脂溶性小分子：乙醇、 甘油、苯
自由扩散
特点：
物质通过简单扩散 作用进出细胞，叫
1、顺浓度梯度运输 2、不需要转运蛋白协助
做自由扩散。
3、不需要消耗细胞能量
比方:球往低处滚：
自由扩散物质主要有三类：
①气体分子，如O2、CO2、N2 等
②水等小分子
③脂溶性小分子，如甘油、 脂肪酸、乙醇，苯等
外 小于 细
界
胞
溶 大于 质
液
的
浓
浓
等于
度
度
0.9%NaCl溶液中
吸水膨胀 失水皱缩 保持原状
思考·讨论
1、红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨” 所示装置中的什么物质？
红细胞中的血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜，它相当于“问题探讨” 所示装置中的蔗糖分子。 2、红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ 是（相当于）。
转运蛋白
*研究表明，水分子更多的是 借助细胞膜上的水通道蛋白以 协助扩散方式进出细胞的。
转运蛋白
（3）转运蛋白的类型
载体蛋白
通道蛋白
转运特点
只容许与自身结合 只容许与自身通道的直径和
部位相适应的分子 形状相适配，大小和电荷相
或离子通过
适宜的分子或离子通过
自身构象 是否与转运的 分子结合 是否有特异性 实例
3、当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ 不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不
是很低，有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时红细胞将不再 吸水。 4、红细胞吸水或失水取决于什么条件？ 取决于红细胞内外溶液的浓度差，一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。 5、想一想临床上输液为什么要用生理盐水。
溶质分子进入了细胞，如滴加浓度稍高的硝酸 钾溶液时
总结：
发生质壁分离或复原的条件有哪些？ （1）具有细胞壁 （2）具有大液泡 (3) 活细胞
探究植物细胞的吸水和失水
实验现象
提出问题 作出假设 设计实验 进行实验
蔗糖 溶液
清水
中泡央大液 小
变小 逐渐恢复 原来大小
原生质层 的位置
细胞 大小
原生质层脱离 细胞壁
影响跨膜运输的因素
影响自由扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差。
影响协助扩散的因素:细胞膜内外物质的浓度差, 细胞膜上转运蛋白的种类和数量。
自由扩散
协助扩散
P点后速率受转运蛋白数量限制
课堂练习
1、以下可以发生渗透作用的是（ D）
A.煮熟的马铃薯条放入水中 B.把干种子放在清水中
C.烈日下菠菜叶子下垂 D.放在盐水中的萝卜变软 2、a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度> b细胞液
A.盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用
B.盐水中的Na＋不利于细菌的生活
C.盐水是中性的，不适于细菌的生活
D.由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡
5、关于被动运输的说法，错误的是（ B ）
A．顺浓度梯度进行
B．一定需要转运蛋白
C．不需要细胞消耗能量
D．不能主动吸收物质
6、自由扩散和协助扩散的动力是（ B ）
3、如果漏斗管内的液面不再升高，半透膜两侧溶液的浓度大 小一样吗？为什么？ 不会, 漏斗内溶液浓度仍然高；漏斗内液柱有静水压
一个动物细胞能 否构成一个渗透 系统？
一个动物细胞就 是一个渗透系统
细胞膜构成了半透膜
细胞内溶液与外界溶液存 在浓度差
二、动物细胞的吸水和失水
低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液
清水中 20%的蔗糖溶液中
略变小
原生质层恢复 原来位置
略变大
实验结论 1、原生质层相当于半透膜 表达与交流 2、植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的
进一步探究 植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？
质壁分离及其复原的应用
（1）判断细胞的死活 （2）测定细胞液浓度范围 （3）比较不同植物细胞的细胞液浓度 （4）农业生产中的水肥管理 （5）生活中杀菌、防腐、腌制食品 （6）鉴别不同种类的溶液。 成熟植物细胞+不同种类溶液→质壁分离→溶质不能通过半透膜的溶液（如蔗 糖溶液） 质壁分离后又自动复原→溶质能通过半透膜的溶液 （如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液）
进行实验
设计方案：将植物细胞浸润在较高浓度的蔗 糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸
实验结论 润在清水中，观察其大小的变化。 预期结果 ：由于原生质层相当于一层半透
表达与交流 膜，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液
进一步探究
泡会_缩__小_，细胞_皱__缩____；在清水中植物细 胞的液泡又会_变__大___，细胞膨___胀__。
如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加 快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。
2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？
不会。因为纱布不是半透膜，孔隙很大条，件可一溶：于半水透的膜物质 都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。
2、协助扩散（易化扩散）：借助膜上的转运蛋白进出 细胞的物质扩散。
2020/10/12
细胞膜
协助扩散
借助膜上的转运蛋白 进出细胞的物质扩散。
叫做协输。
特点：
1、顺浓度梯度运输 2、需要转运蛋白参与 3、不需要消耗能量
比方：车载货下坡
④一侧滴清水，另一侧用 吸水纸吸引（引流法）， 观察现象
实验现象： 中央大液泡变大，颜色变浅 原生质层恢复原来位置
发生质壁分离复原
质壁分离复原的原因：
外界溶液浓度小于细胞 液的浓度，细胞吸水
质壁分离复原的两种特殊情况分析：
1、已经发生质壁分离的细胞，再放入清水也不 能复原的原因？ 细胞死亡
2、发生质壁分离自动复原
2、如果用一层纱布代替
玻物璃质纸能，否漏斗通管过内半的透液 面膜还与会半升透高吗膜？的孔径 3、大如小果有烧关杯中不是清水， 而 液•蛋玻是 ，壳同 结璃膜样 果纸，浓 会，度 怎鱼肠的 样鳔系蔗？等膜糖，溶
1、漏斗管内的液面为什么会升高？
多
少
由于蔗糖溶液中水的 相对含量（单位体积 中的水分子数）比烧 杯中的水的含量低， 因此，烧杯中的水扩 散到漏斗中的速度相 对更快，导致漏斗中 水量增加，液面上升。
改变 结合
具有 葡萄糖通过载体蛋
白进入红细胞
不改变 不结合
具有 水分子通过水通道蛋白进出
细胞
被 动 运 输
特点
自由 扩散
例：乙醇、甘油、 苯、性激素、
气(O2、 CO2)、水
协助 扩散
载体蛋白：葡萄糖进红细胞 （需要与载体结合）
通道蛋白：水和某些离子 （无需与通道蛋白结合）
顺浓度梯度：（高 低）
不消耗能量
可以借助本节问题探讨中的渗透装置进行实验。将该渗透装置置于 不同温度的环境中，通过比较不同温度下漏斗管液面上升速度的快慢， 判定温度是否影响水分子的扩散速率。实验中要注意排除各种无关变 量的干扰，如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相 等，以确保实验的准确性。
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。
2020/10/12
四、自由扩散和协助扩散
1、自由扩散（简单扩散）：物质通过简单的扩散作用进出细胞。
细 胞 外
细 胞 膜
水分子
O2、CO2、 水、N2
中央大液泡逐渐变小，颜色 变深（细胞液浓度变大）
原生质层与细胞壁发生分离, 叫做质壁分离，原生质层和 细胞壁之间充满了蔗糖溶液 。
质壁分离的原因
（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
总结：
质壁分离的概念： 指原生质层和细胞壁发生分离的现象
质壁分离的原因： 内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性 外因：外界溶液浓度大于细胞液的浓度， 细胞失水
三、植物细胞的吸水和失水
细胞膜 细胞质 原生质层 液泡膜
细胞液
细胞壁（全透性）
水进出植物细胞,主要是指水经过原生质层进出液泡。
探究植物细胞的吸水和失水
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 提出问题 原生质层是不是相当于一层半透膜？ 作出假设 原生质层相当于一层半透膜
设计实验 （设计方案、预期结果…）
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
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4.1 被动运输 课件【新教材】人教版(2019)高中生物必修一(共26张PPT)
2.红苋菜的叶肉细胞中含有花青素，若将红苋菜叶片放在清水中，水的颜色无明显变化；若
对其进行加热，随着水温升高，水的颜色逐渐变成红色，其原因是（ D ）
A. 花青素在水等无机溶剂中难以溶解
B. 水温升高使花青素的溶解度增大
C. 加热使细胞壁失去了选择透过性
D.加热使叶肉细胞的生物膜被破坏
课堂小练：
3.假如将甲，乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓
二.自由扩散和协助扩散
1.自由扩散 (也叫简单扩散)
细
物质通过简单的扩散作用进出细胞
胞
外
细
胞
膜
细 胞 内
二.自由扩散和协助扩散
1.自由扩散
水分子
O2、CO2、 水、N2
细 胞 外
细 胞 膜
细 胞 内
乙醇、 甘油、苯
二.自由扩散和协助扩散
2 .协助扩散 借助转运蛋白进出细胞的物质扩散方式
细 胞 外
漏斗管内的液面不再上升:
是烧杯中的水分子进出半透膜达到动态平衡的结果。
一.水进出细胞的原理
水进出哺乳动物红细胞
将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中， 一段时间后，红细胞将会发生以下的变化：
思考：
水进出哺乳动物红细胞
1、红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？
2、红细胞的细胞膜是不是相当于半透膜？
影响因素
膜内外物质浓度梯度
协助扩散 顺浓度梯度
不耗能 需要 水 通道、 钾离子 通道
膜内外物质浓度梯度 和 转运蛋白 数量
课堂小练
1.将发生质壁分离的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，发生的变化是（ A ）
A. 液泡的颜色逐渐变浅
4.1 被动运输 课件【新教材】人教版(2019)高中生物必修一
探究植物细胞的吸水和失水
实验设计思路
设计实验时可以思考和讨论以下问题。 1.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，细胞就会___________； 当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细 胞就会___________。
探究植物细胞的吸水和失水
实验设计思路
2.如何使细胞外溶液的浓度提高或降低? 3.如何看到细胞?需要用到什么材料和器具? 4.对实验结果作出预测一细胞失水或吸水后 可能出现哪些可观察的变化?
这种借助膜上的转运蛋自进出 细胞的物质扩散方式，叫作协 助扩散( faiated difusion)， 也叫易化扩散。
转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。
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，而且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? 原生质层是否相当于一层半透膜?
探究植物细胞的吸水和失水
作出假设
假设是对问题所作的尝试性回答。作假设不 是凭空猜测，而是根据已有的知识和经验作 出合理的推断。请结合上文介绍的植物细胞 的结构特点和自己的生活经验，与本小组同 学讨论这个问题的合理答案。 本小组的假设是______________________ 。
THANKS
复习本节课内容
BEI DONG
YUN SHU
探究植物细胞的吸水和失水
将有些要蔫的菜叶没泡在清水中，不久，菜 叶就会变得硬挺。将白菜剁碎做馅时，常常 要放一些盐， 稍过一会儿就可见到有水分渗 出。对农作物施肥过多，会造成“烧苗"现 象。这些现象都说明，植物细胞也像动物细 胞一样，会发生吸水或失水现象，吸水或失 水同样与外界溶液的浓度有关。
4.1 被动运输课件-高一上学期生物人教版(2019)必修1
2、植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的
植物细胞发生质壁分离的条件：
变小
使用的蔗糖溶液浓度要适宜！ 蔗糖溶液浓度过小，质壁分离现
1、细胞是活的
植物的导管细胞是死细胞
象不明显，影响观察；蔗糖溶液
2、细胞有大液泡 分生区的细胞等无大液泡
浓度过大，会使细胞在短时间内
3、细胞外溶液的浓度大于细胞液浓度
因失水过多而死亡，无法观察质
生活中杀菌、防腐、腌制食品 <过高浓度杀死细胞> 农业生产中的水肥管理 <施肥要适度>
习题检测
下图表示以洋葱表皮为材料及清水、0.3 g/mL
蔗糖溶液、0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL尿素
溶液进行相关实验（时间1表示开始用四种溶
渗透压高
思考：半透膜允许小于其孔洞直径的分子进出，具有筛选能力， 细胞膜具有选择透过性，它是否相当于一层半透膜呢？ 细胞的渗透作用是怎样的呢？
蔗糖溶液
半透膜 清水
细胞质
细胞膜 外界溶液
思考: 不同的外界浓度下，动物细胞进行怎样的渗透作用呢？
细胞膜相当于半透膜，动物细胞是一个渗透系统
外界溶液浓度小于细胞质浓度
水进出细胞的原理：探究植物细胞的吸水和失水
质壁分离与复原实验的拓展应用
测定细胞液浓度范围
注意控制单一变量
待测细胞+一系列浓度梯度的外界溶液
比较不同植物细胞的细胞液浓度 不同细胞+同一外界溶液，质壁分离所需时间越短，浓 度差越大，细胞液浓度越小
比较未知溶液的浓度大小 比较原生质层与细胞壁伸缩性大小
变小；0
总结：
1. 吸水的实质： 渗透作用
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜由低浓度 溶液向高浓度溶液扩散的过程
4.1被动运输 课件 高中生物学 2019版必修1
进行实验：
吸水纸
吸水纸
浓蔗糖
清水
水进出植物细胞的原理
实验：探究植物细胞的吸水和失水(视频)
1.取材是什么?为什么?紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，有颜色、易观察
2.滴0.3g/ml的蔗糖溶液时，看到什么现象? 质壁分离 液泡的体积与颜色有什么变化?细胞液浓度变化?吸水能力变化? 液泡变小，颜色加深；浓度变大，吸水能力加大
过细胞膜吗?
不能。血红蛋白是大分子有机物
细胞膜(半透膜)
细胞质 (蔗糖溶液) 清水
红细胞相当于一个渗透装置
一、水进出细胞的原理 (二)动物细胞的吸水和失水
红细胞
外界溶液： 0.9%NaCI
清水
9%NaCl
外界溶液浓度三细胞质浓度：水分进出处动态平衡。 外界溶液浓度< 细胞质浓度：细胞吸水膨胀。 外界溶液浓度≥细胞质浓度：细胞失水皱缩。
长颈漏斗
知识储备二 溶液渗透压：溶液中溶质微粒对水 的吸引力。 溶质微粒越多，浓度越大，对水分
子的吸引力越大
开始液面 清水 蔗糖溶液
半透膜
知识储备一
半透膜是一类可以让小分子( 水 /离子/葡萄糖)物质通过，而
较大分子(蔗糖)物质不能通 过的一类多孔性膜。如：玻璃
纸。
【问题探讨】 课本P62
长颈 漏斗
(二)、植物细胞的吸水和失水
细胞壁(全透性) 一细胞膜
原生质层括胞膜和泡膜 该两层膜定的物胞质
细胞质 原生质层 相当于半透膜
液泡膜( 选择透过性膜)
一细胞液
外界溶液
具有浓度差
成熟植物细胞可通过 渗透作用吸水和失水
注意：水分子进出成熟植物细胞，主要指水经过原生质层进出液泡。 植物细胞的吸水和失水可通过质壁分离及复原的实验验证
4.1 被动运输课件(共71张PPT)-(2024)高一生物(人教版2019必修1)
不同。渗透作用达到 平衡时，水分子通过半透 膜的双向扩散速率相等， 漏斗内蔗糖溶液的浓度仍 高于烧杯中清水的浓度。
蔗糖溶液 清水
问题探讨
4.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，孔隙大，可溶于水的物质都能够 自由通过，因此水分子和蔗糖分子都能通过。
5.如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
☞渗透作用是扩散作用的一种特殊形式
指水分子(或其他溶剂分子)通过_半__透__膜__的扩散，称为渗透作用。
（2）原理 水由相对含量高的地方向相对含量低的地方扩散。
溶液A浓度 > 溶液B浓度 ⇒A中水分子含量 < B中水分子含量
⥂ ➢ 水分子从B A移动
3.渗透作用 （3）发生条件
渗透作用所指的溶液浓度为 物质的量浓度而非质量浓度。
1
水进出细胞的原理
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。
玻璃纸(又叫赛璐玢)是一种半透膜，水分子可以自由透过它， 而蔗糖分子则不能。
1.漏斗管内的液面为什么会升高？
问题探讨
2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？
蔗糖溶液 清水
蔗糖溶液对清水的渗透压（F1) 水柱产生的静水压（F2)
随着液面上升，水柱产生的静水压F2逐渐增大，当F2=F1时, 该渗透系统（即该装置）达到渗透平衡，此时半透膜两侧水分子
交换速率相等，液面不再升高。
问题探讨 3.渗透装置中，当漏斗内溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗？
1 水进出细胞的原理
4.1 被动运输 课件【新教材】人教版(2019)高中生物必修一
28．. 某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。另一位
同考学点想一在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通
2）如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会 升高吗？ 因纱布孔隙大，蔗糖也可以通过，液面不会升高。
3）如果烧杯中的不是清水， 而是同样浓度的蔗糖溶液， 结果会怎样？
单位时间进出漏斗的水分子数量相等，液面不会升高。 4）如果将烧杯中的溶液与漏斗中的溶液互换，液面怎么变 化？原因？ 液面下降；
因为烧杯中蔗糖浓度＞漏斗中溶液浓度，单位时间从漏斗 中扩散到烧杯中的水分子数量比较多，所以液面下降。
（2）自动发生质壁分离复原的原因是
。
（2）由于细胞可选择性地吸收K＋和NO3－，导致细 胞液浓度增加直至大于外界溶液的浓度，细胞开始
吸水，从而发生质壁分离复原.
（3）以上事实表明细胞膜对离子的通透性存在差异，所以它
是一种 选择透过性膜 。
78.某同学设计渗透装置的实验如图所示(开始时状态)，烧杯中盛
设计实验 方案 化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。
预期 在蔗糖溶液中植物细胞的液泡会变小，细胞皱缩； 结果 在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。
进行实验 （按预定方案进行实验） 分析结果 （分析实验结果，得出结论：……） 表达与交流 （总结，写实验报告并适当交流）
2 实验过程：
3 实验现象：
第4章 细胞的物质输入和输出
4-1 被动运输
1、腌菜时出水 凉拌糖醋黄瓜时出水
2、蔫菜吸水 蔫了的青菜叶放入清水中浸泡一段时间后， 形态上会有什么变化？
一 水进出细胞的原理
1、实验
讨论
1）漏斗管内的液面为什么会升高？ 水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗？
4-1 被动运输 课件-高一上学期生物人教版(2019)必修1
第四章 细胞的物质输入和输出
第1节 被动运输
观察：
扩散现象：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。
一、水进出细胞的原理
半透膜：是一类可以让小分子物质通过 （如水分子），而大分子物质 不能通过的一类薄膜。
渗透系统装置
具有一定孔径，只要分子比半透膜孔 径小就能自由通过，物质能否通过只 与孔径大小有关。
（3）当外界溶液的浓度低时，红细胞会由于吸水而涨破吗？ 会
（4）红细胞的吸水或失水取决于什么条件？ 动物细胞相当于 一个渗透装置
取决于细胞质浓度与外界溶液的浓度大小
迁移应用：
临床上输液为什么要用生理盐水或5%的葡萄糖溶液？ 生理盐水或5%的葡萄糖溶液是人体细胞的等渗溶液
三、植物细胞的吸水与失水
思考： （1）植物细胞内的液体环境主要是指 _液_泡__中__的__细__胞__液 （2）原生质层：指___细__胞__膜_____和 ___液__泡__膜_____以及两层膜之间的细胞质。
举例：玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜， 鱼鳔等均属于半透膜
思考：
1、漏斗管内的液面为什么会升高？ 单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水分子数量。
2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？ 不会, 因为纱布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以自由透过。
3、如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
进行实验： 观看视频
实验现象及结果
植物细胞质壁分离现象
细胞失水时细胞壁和原生质 层都会出现一定程度的收缩, 但原生质层的伸缩性更大,故 原生质层会与细胞壁发生分离。
> 外界溶液浓பைடு நூலகம் 细胞液的浓度，细胞失水
植物细胞质壁分离复原现象
第1节 被动运输
观察：
扩散现象：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。
一、水进出细胞的原理
半透膜：是一类可以让小分子物质通过 （如水分子），而大分子物质 不能通过的一类薄膜。
渗透系统装置
具有一定孔径，只要分子比半透膜孔 径小就能自由通过，物质能否通过只 与孔径大小有关。
（3）当外界溶液的浓度低时，红细胞会由于吸水而涨破吗？ 会
（4）红细胞的吸水或失水取决于什么条件？ 动物细胞相当于 一个渗透装置
取决于细胞质浓度与外界溶液的浓度大小
迁移应用：
临床上输液为什么要用生理盐水或5%的葡萄糖溶液？ 生理盐水或5%的葡萄糖溶液是人体细胞的等渗溶液
三、植物细胞的吸水与失水
思考： （1）植物细胞内的液体环境主要是指 _液_泡__中__的__细__胞__液 （2）原生质层：指___细__胞__膜_____和 ___液__泡__膜_____以及两层膜之间的细胞质。
举例：玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜， 鱼鳔等均属于半透膜
思考：
1、漏斗管内的液面为什么会升高？ 单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水分子数量。
2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？ 不会, 因为纱布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以自由透过。
3、如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？
进行实验： 观看视频
实验现象及结果
植物细胞质壁分离现象
细胞失水时细胞壁和原生质 层都会出现一定程度的收缩, 但原生质层的伸缩性更大,故 原生质层会与细胞壁发生分离。
> 外界溶液浓பைடு நூலகம் 细胞液的浓度，细胞失水
植物细胞质壁分离复原现象
4.1 被动运输【课件】(人教版2019新教材)高中生物必修1
【问题探讨】
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? 【答案】烧杯中的水分子进入漏斗中导致漏斗液面升高。事 实上半透膜两侧的水分子都能够通过扩散作用自由进出，但 由于蔗糖溶液中水的相对含量(单位体积中的水分子数)比烧 杯中的水的相对含量低，因此烧杯中的水扩散到漏斗中的速 度比漏斗中的水扩散到烧杯中的速相对更快些，导致漏斗中 水量增加，液面上升。
被动运输
1、被动运输的概念 物质以扩散方式进入细胞，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，包括自由扩散和协助扩散。 2、分类
自由扩散和协助扩散
被动运输
高浓度一侧 低浓度一侧
自由扩散(也叫简单扩散) 不需要转运蛋白，不消耗能量
水（少部分）、O2和 CO2、脂溶性小分子
协助扩散(也叫易化扩散)
第四章 细胞的物质输入和输出
第1节 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。
玻璃纸（又叫赛璐玢）是一种半透 膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分但进多出少，变现为液面上升。 ②水分子从相对含量高→相对含量低（扩散） ③液面不再上升时，由于静水压，漏斗内液体浓度依然大。
渗透作用
①含义：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。 ②方向：从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。 ③渗透作用具备的两个条件：a.具有半透膜。b.膜两侧具有 浓度差。 ④渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。其大小取决于单 位体积溶液中溶质微粒数目的多少。
细胞吸水和失水原理在生产生活中的应用
4.1被动运输课件-2024-2025学年高一上生物人教版(2019)必修1
蔗糖（溶质）含水量低 溶液浓度高 渗透压高
想一想
比较： 1、B、C溶液的浓度
B浓度>C浓度
2、图甲A中水分子扩散到B的速度与A中水分子扩散到C的速度
VB>VC
3、图乙A中水分子扩散到B的速度与A中水分子扩散到C的速度
VB=VC
与生活的联系
当我们吃比较咸的食物时，比如腌制的咸菜、连续嗑带 盐的瓜子等，你的口腔会有什么感觉?为什么?
提出问题 作出假设 设计实验
进行实验 分析结果
水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层是否相当于一层半透膜吗？
原生质层相当于一层半透膜 当外界溶液的浓度>细胞液浓度，细胞失水 当外界溶液的浓度<细胞液浓度,细胞吸水
如何控制外界溶液的浓度？
质量浓度为 0.3g/mL的蔗 糖溶液，清水
将植物细胞浸润在蔗糖溶液中，观察变化
在盖玻片的一侧滴观察 变化
中央液泡逐渐变小， 颜色变深,原生质层 与细胞壁逐渐分离; 细胞大小基本不变。
清水
中央液泡逐渐变大，颜色变浅, 原生质层逐渐恢复到贴近细胞壁; 细胞大小基本不变。
第一次观察
滴加蔗糖溶液后观察 再次滴加清水溶液后观察
质壁分离
当细胞液浓度低于外界溶液浓度时，植物细胞失水，而使 原生质层与细胞壁分离的现象
植物细胞的吸水和失水 将萎蔫的菜叶浸泡在清水中，菜 叶就会变的硬挺。
将新鲜的黄瓜放入糖醋 汁中可以腌制成咸菜
对农作物施肥过多，会造 成“烧苗”现象。
植物细胞的哪个结构相当于半透膜呢？
细胞壁（全透性、伸缩性小） 细胞膜 细胞质 原生质层 大液泡（选择透过性、伸缩性大）
水分进出植物细胞主要是指水经 过原生质层进出液泡。
41被动运输-高一生物优质课件(人教版2019必修1)
压与水柱产生的静水压共同作用，从而导致水分子渗透平衡。
1.1 水进出动物细胞原理
水分子通过细胞膜进出动物细胞是通过渗透作用吗？（提出问题）
以哺乳动物红细胞为例进行探究，怎样设计实验？
探究·实践
➢ 做出假设：水分子通过细胞膜进出哺乳动物红细胞原理是渗透作用。 ➢ 实验原理：渗透作用（水分子通过半透膜的扩散） ➢ 实验材料： 哺乳动物红细胞
2.2 协助扩散
➢ 协助扩散：离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等，不能 自由地通过细胞膜，需要借助膜上的转运蛋白进出细胞扩散，叫 做协助扩散，也叫易化扩散。
➢ 举例：葡萄糖进入红细胞 ➢ 分子运输方向：高浓度一侧运输到低浓度一侧 ➢ 分子运输动力：两侧浓度差
物质跨膜运输 的方式
被动 运输
自由 扩散
扩散
问题探讨
➢ 渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
半透膜
渗透
问题探讨
漏斗管内的液面升高过程中，漏斗内水分子会通过半透膜向烧杯内扩散吗？
会，半透膜两侧的水分子双向运动。因为水分子可以自由透过半透 膜，烧杯内清水中的水分子渗透到漏斗内蔗糖溶液的同时，漏斗内蔗 糖溶液中的水分子也会渗透到烧杯内的清水中。但是清水中水分子的 相对含量高于蔗糖溶液，所以从烧杯内渗透到漏斗内的水分子数多于 从漏斗内渗透到烧杯内的水分子数，最终导致漏斗内液面升高；
2
2.1 自由扩散
解决以下问题，展示学习成果： 什么是自由扩散？ 举例说明以自由扩散方式进出细胞的物质
2.1 自由扩散
➢ 自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞，也叫简单扩散。
➢ 举例：O2、CO2 小分子物质；甘油、脂肪酸、乙醇、苯、性激 素等脂溶性小分子物质；
➢ 分子运输方向：高浓度一侧运输到低浓度一侧
1.1 水进出动物细胞原理
水分子通过细胞膜进出动物细胞是通过渗透作用吗？（提出问题）
以哺乳动物红细胞为例进行探究，怎样设计实验？
探究·实践
➢ 做出假设：水分子通过细胞膜进出哺乳动物红细胞原理是渗透作用。 ➢ 实验原理：渗透作用（水分子通过半透膜的扩散） ➢ 实验材料： 哺乳动物红细胞
2.2 协助扩散
➢ 协助扩散：离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等，不能 自由地通过细胞膜，需要借助膜上的转运蛋白进出细胞扩散，叫 做协助扩散，也叫易化扩散。
➢ 举例：葡萄糖进入红细胞 ➢ 分子运输方向：高浓度一侧运输到低浓度一侧 ➢ 分子运输动力：两侧浓度差
物质跨膜运输 的方式
被动 运输
自由 扩散
扩散
问题探讨
➢ 渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
半透膜
渗透
问题探讨
漏斗管内的液面升高过程中，漏斗内水分子会通过半透膜向烧杯内扩散吗？
会，半透膜两侧的水分子双向运动。因为水分子可以自由透过半透 膜，烧杯内清水中的水分子渗透到漏斗内蔗糖溶液的同时，漏斗内蔗 糖溶液中的水分子也会渗透到烧杯内的清水中。但是清水中水分子的 相对含量高于蔗糖溶液，所以从烧杯内渗透到漏斗内的水分子数多于 从漏斗内渗透到烧杯内的水分子数，最终导致漏斗内液面升高；
2
2.1 自由扩散
解决以下问题，展示学习成果： 什么是自由扩散？ 举例说明以自由扩散方式进出细胞的物质
2.1 自由扩散
➢ 自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞，也叫简单扩散。
➢ 举例：O2、CO2 小分子物质；甘油、脂肪酸、乙醇、苯、性激 素等脂溶性小分子物质；
➢ 分子运输方向：高浓度一侧运输到低浓度一侧