第10讲 被动运输-【暑假自学课】2022年新高一生物暑假精品课（人教版2019必修1）

第10讲 被动运输 【学习目标】 1.通过对问题探讨的分析，理解渗透作用的条件及原理。 2.进行关于植物细胞吸水和失水的实验操作，分析植物细胞的吸水和失水，理解细胞吸水和失水的过程及应用。 3.比较自由扩散和协助扩散的异同点，建构被动运输的概念。 【基础知识】 一、水进出细胞的原理 1.动物细胞吸水、失水与外界溶液溶液浓度的关系 细胞外溶液浓度与细胞质溶液浓度的大小关系 细胞形态变化 水分进出细胞状况 细胞外溶液浓度大于细胞质溶液浓度 皱缩 细胞失水多于细胞吸水 细胞外溶液浓度等于细胞质溶液浓度 不变 细胞失水等于细胞吸水 细胞外溶液浓度小于细胞质溶液浓度 膨胀 细胞失水少于细胞吸水 2.渗透作用 （1）概念：水分子（或其他溶剂分子）从相对含量高的地方向相对含量低的地方通过半透膜扩散的过程。 （2）渗透作用装置与渗透作用现象 （3）渗透作用产生的条件：具有半透膜 ;半透膜两侧存在浓度差。 （4）渗透压指溶液中溶质微粒对水的吸引力。渗透压的大小取决于溶液中溶质微粒的数目，溶质微粒越多,即溶液浓度越高,对水的吸引力越大,溶液渗透压越高;反之, 溶液渗透压越低。 （5）“问题探讨”所展示的漏斗管内的液面之所以会上升，是水分子通过半透膜向漏斗内扩散的结果。水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为渗透作用。渗透的方向是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。 归纳总结 水分子都是从相对含量多的到相对含量少的方向净扩散；水分子都是从渗透压低的地方净流向渗透压高的地方。 液面上升的原因：单位时间内通过半透膜进入漏斗内的水分子数大于通过半透膜进入烧杯内的水分子数。 达到平衡时，通过半透膜进出的水分子数是相等的，液面高度不变。（液面上升到一定高度就会产生一个静水压，当这个压力和漏斗内的渗透压对水分子的作用效果相等时，即通过半透膜进出的水分子数是相等的，液面高度不变。 ） 蔗糖分子不能透过半透膜，达到平衡时，漏斗内的渗透压还是大于烧杯内的渗透压 。 【易错警示】 ①半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。 ②当液面高度不再变化时，半透膜两侧仍有水分子进出，且进出速率相同。而两侧溶液的浓度并不一定相同，两侧的液面高度也不一定相同。 ③若溶质分子能通过半透膜，则先是浓度高的一侧液面升高，随后另一侧液面上升，最后达到渗透平衡。 ④水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度是指物质的量浓度，是单位体积中微粒的多少，不是质量分数。 二、探究植物细胞的吸水和失水 1.实验假设：原生质层相当于一层半透膜。 2.预期结果：由于原生质层相当于一层半透膜，水分子可以自由透过，而蔗糖分子不能透过。因此，在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，发生质壁分离；加入清水后，当细胞液浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水就会透过原生质层进入细胞液，发生质壁分离的复原。 3.探究植物细胞的吸水和失水 （1）成熟植物细胞内的液体环境是指液泡里面的细胞液，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，相当于半透膜。细胞液、原生质层和外界溶液共同构成一个渗透系统。当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会吸水；当外界溶液的浓度高于细胞液的浓度时，细胞就会失水。 （2）观察植物细胞质壁分离和质壁分离复原的实验步骤：制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片→用低倍镜观察洋葱鳞片叶中央液泡大小，原生质层位置→从盖玻片一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片另一侧用吸水纸引流，重复几次→用低倍显微镜观察中央液泡大小和原生质层位置的变化→在盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸引流，重复几次→用低倍显微镜观察中央液泡大小和原生质层位置的变化。 （3）植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞通过渗透作用吸水和失水。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞失水，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞吸水，原生质层就会慢慢恢复成原来的状态，逐渐发生质壁分离的复原。如下图所示： 归纳总结 成熟的植物细胞由于中央大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（原生质层≠原生质体）。水进出细胞，主要是指水通过原生质层进出液泡。 【拓展应用】 ①判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞。 ②测定细胞液浓度范围。 ③比较不同植物成熟细胞的细胞液浓度。 ④鉴别不同种类的溶液。 1.生命系统的结构层次 结构