4.1.1水进出细胞的原理课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1

1 第1节第1课时 水进出细胞的原理 第4章　细胞的物质输入和输出 1 阐明渗透作用的条件及原理。 2 结合探究实验，分析理解细胞吸水和失水的过程及应用。 成分 血浆/g.L-1 原尿/g.L-1 终尿/g.L-1 水 900 980 960 蛋白质 70~90 0.3 —— 葡萄糖 1.00 1.00 —— Na+ 3.3 3.3 3.5 K+ 0.2 0.2 1.5 Cl- 3.70 3.70 6.00 尿素 0.30 0.30 18.00 氨 0.001 0.001 0.40 原尿中各种物质在肾小管和集合管等部位被选择吸收后，最终成为终尿排出体外。原尿中各种物质在肾小管和集合管等部位吸收的量不同，终尿中的比例差距很大。 3 1.渗透作用 一段时间后 4 扩散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。 渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。 图1 扩 散 图2 渗 透 半透膜 渗透作用特指水分子或其它溶剂分子的扩散，而且是通过半透膜的扩散 1.渗透作用 从扩散和渗透作用的示意图中，可以看出两种方式有什么异同吗？ 在这里，我们先明确两个概念： 扩散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象，叫扩散。如图1所示，物质从浓度高的A区向浓度低的B区扩散，最终达到平衡。生活中有很多扩散的例子，比如从厨房飘出的饭菜香 渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，称为渗透作用。如图2所示。 5 半透膜 蔗糖分子 水分子 1.漏斗管内的液面为什么会升高? 由于单位体积的清水中水分子数多于蔗糖溶液中的水分子数，因此单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水的水分子数。 活动1 思考讨论 进一步将半透膜放大，进行微观分析。 可以看到，在半透膜的阻隔下，由于蔗糖分子较大，则无法通过半透膜，而水分子比较小，可以穿过半透膜自由进出。并且单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量多于渗出的水分子数量，因此液面升高。 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 不会，因为管内的水柱产生的压力会加快漏斗中的水分向外扩散的速度，最终膜两侧水分扩散的速度达到平衡，液面不再上升。 活动1 思考讨论 进一步将半透膜放大，进行微观分析。 可以看到，在半透膜的阻隔下，由于蔗糖分子较大，则无法通过半透膜，而水分子比较小，可以穿过半透膜自由进出。并且单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量多于渗出的水分子数量，因此液面升高。 3.当漏斗内溶液不再上升（即渗透平衡）时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗? 蔗糖溶液 清水 不相同。漏斗内溶液浓度仍然高，由于漏斗管内液面升高形成的静水压会阻止水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故半透膜两侧溶液浓度关系仍是漏斗内溶液浓度高于烧杯中清水的浓度。 活动1 思考讨论 进一步将半透膜放大，进行微观分析。 可以看到，在半透膜的阻隔下，由于蔗糖分子较大，则无法通过半透膜，而水分子比较小，可以穿过半透膜自由进出。并且单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量多于渗出的水分子数量，因此液面升高。 4.如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？ 不会。原因是纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。 5.如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？ 不会。半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量。 活动1 思考讨论 1.渗透作用具备的两个条件 核心归纳 2.水分子的运动规律 具有半透膜 膜两侧溶液存在浓度差 (1)水的运输方向：从含水量高的一侧向含水量低的一侧运输。 (2)半透膜两侧的水分子进行双向运动，液面变化是由水分子双向运动差异所导致的。 (3)当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。 3.渗透平衡≠浓度相等 渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。渗透平衡后，溶液浓度高的一侧液面高(反之亦然，即液面高的一侧溶液浓度也高)；浓度差越大，液面高度差也越大。 核心归纳 2.1 水进出动物细胞的原理 当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时，细胞吸水膨胀。 当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时，细胞失水皱缩。 当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时，细胞形态不变。 基于渗透现象的分析，请你推测，水分子通过细胞膜是什么方式？有的同学会说，可能是通过渗透作用。下面我们以哺乳动物红细胞吸水和失水为例，一起讨论。如图所示，将哺乳动物成熟的红细胞放入不同浓度的NaCl溶液中，一段时间后，红细胞发生了以下的变化：当外界溶液溶质的浓度比细胞质的浓度低时，即红细胞处于高浓度溶液中，细胞吸水膨胀；