4.1被动运输课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

本节聚焦: 细胞在什么情况下吸水或失水？ 植物细胞的质壁分离与复原现象说明什么？ 两种被动运输的方式有什么异同？ 必修1/第4章/细胞的物质输入和输出/ 第1节 被动运输 红山教育 高中生物名师工作室 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。 讨论： 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？ 半透膜 半透膜：让小分子通过而大分子不能通过的一类多孔性薄膜的总称。 蔗糖分子 水分子 红山教育 高中生物名师工作室 蔗糖溶液中水的相对含量比烧杯中低，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗扩散到烧杯更快，使漏斗中水量增加，液面上升。 管内液面升高到一定高度后，水柱产生的压力加快漏斗中水分向外扩散的速速，最终达到平衡，液面将不再上升。 讨论： 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？ 红山教育 高中生物名师工作室 讨论 3.如果烧杯中的水不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？ 不会，纱布不是半透膜，蔗糖分子和水分子都能通过。 单位时间进出半透膜水分子量相同，故漏斗管液面不变。 讨论 2.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 红山教育 高中生物名师工作室 一.水进出细胞的原理 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。 水是细胞中含量最多的物质。那水是怎么进出细胞的呢？ 将一滴墨水滴入清水中，清水很快就变色了。这是溶质分子在水中扩散的结果。 红山教育 高中生物名师工作室 一.水进出细胞的原理 清水 玻璃纸 (半透膜) 蔗糖溶液 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通过扩散作用自由进出，但由于蔗糖溶液中的水的相对含量（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度相对更快些，导致漏斗中水量增加，液面上升。 1.渗透作用： 水分子(或其它溶剂分子)通过半透膜的扩散。 (1)概念： (2)条件： ①半透膜； ②半透膜两侧的溶液具有浓度差。 红山教育 高中生物名师工作室 一.水进出细胞的原理 1.渗透作用： (3)渗透作用中水分子的运动方向： 溶液浓度: 水的含量: 渗透压： 相对含量高 相对含量低 低浓度溶液 高浓度溶液 渗透压低 渗透压高 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（即顺相对含量的梯度跨膜运动） (4)实质: 水分子可以通过半透膜进行双向扩散，直到水分子进出速率达到动态平衡。 (5)渗透作用结果： 清水 玻璃纸 (半透膜) 蔗糖溶液 红山教育 高中生物名师工作室 一.水进出细胞的原理 2.水进出动物细胞的原理——渗透作用 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。 ①外界溶液溶质的浓度 < 细胞质浓度， 细胞吸水膨胀 ②外界溶液溶质的浓度 > 细胞质浓度， 细胞失水皱缩 ③外界溶液溶质的浓度 = 细胞质浓度， 细胞形态不变 动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统： ①半透膜：细胞膜 ②浓度差：细胞质与外界溶液 红山教育 高中生物名师工作室 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。我们知道，水分子和其他溶质分子都在不停的运动中，一滴红墨水滴入清水中，清水很快变红，这是溶质分子在水中扩散的结果，扩散是普遍存在的。 当装有蔗糖溶液的漏斗倒置于装有清水的烧杯中时，烧杯中的水分子能否进入漏斗中？ 由于水分子较小，可以穿过半透膜自由扩散，烧杯中的水分子能否进入漏斗中。 那么漏斗中的蔗糖分子和水分子是否会进入烧杯呢？ 蔗糖分子由于半透膜的阻隔，显然没办法进入烧杯中，但是水分子是可以进入烧杯中。 水进出哺乳动物红细胞的原理 分析图4-1所示水进出哺乳动物红细胞的现象。 讨论 1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过半透膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？ 血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜。它相当于装置中的蔗糖分子。 2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ 是。 3.当外界溶液浓度低时，红细胞一定会由于吸水涨破吗？ 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