4.1 被动运输（第一课时）-【精华备课】2023-2024学年高一生物上学期同步教学课件（2019人教版必修1）

4.1 被动运输（第一课时） 新人教版 高一 必修1 分子与细胞 第4章 细胞的物质输入和输出 通过探究“植物细胞的吸水和失水”，说明水分子进出植物细胞的原理，阐释原生质层的选择透过性与质壁分离及其复原的关系。 学习目标 细胞是个开放的生命系统 电子显微镜下的细胞膜 细胞膜的功能？ 将细胞与外界环境分隔开、 控制物质进出细胞、 细胞间的信息交流 水进出细胞的原理 How water flows in and out of cells 细胞膜控制物质进去细胞 电子显微镜下的细胞膜 无机物：水、无机盐； 有机物：氨基酸、蛋白质、糖、 脂质、维生素等 水、无机盐、O2、CO2、蛋白质、脂质等 水进出细胞的原理 How water flows in and out of cells 思考：为什么细胞膜具有选择透过性？ 细胞膜怎样控制物质输入和输出？ 糖链 膜蛋白 细胞质 水进出细胞的原理 How water flows in and out of cells 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（又叫赛璐纷）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？ 2.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 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？ 问题探讨 水进出细胞的原理 How water flows in and out of cells 一段时间后 蔗糖分子 水分子 问题探讨 半透膜：是具有一定孔径，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。物质能否通过只与孔径大小有关。这种膜可以是生物膜，也可以物理性膜。 玻璃纸，肠系膜 蛋壳膜，鱼鳔等 水进出细胞的原理 How water flows in and out of cells 讨论1：漏斗管内液面为什么会升高？ 水进出细胞的原理 How water flows in and out of cells 外观表现：漏斗液面上升，一段时间后，达到渗透平衡，水通过半透膜进入漏斗中。 渗透装置详细分析 讨论1：漏斗管内液面为什么会升高？ 蔗糖溶液 清水 半透膜 Δh 蔗糖溶液 清水 半透膜 浓度： 蔗糖＞清水 单位体积水分子数： 蔗糖<清水 单位时间内由清水 → 蔗糖溶液的水分子数多于蔗糖溶液→ 清水。 漏斗液面上升 渗透装置详细分析 水进出细胞的原理 How water flows in and out of cells 讨论1：漏斗管内液面为什么会升高？ 由于单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。 水进出细胞的原理 How water flows in and out of cells 内部表现：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。水分子的移动是双向的。 渗透装置详细分析 清水 半透膜 蔗糖溶液 多 清水 半透膜 蔗糖溶液 少 讨论2:达到动态平衡，水分子还会运动吗？ 水进出细胞的原理 How water flows in and out of cells 达到渗透动态平衡的时候，只意味着半透膜两侧水分子达到动态平衡，不可以看作没有水分子的移动，也不能看做两侧的溶度绝对相等、 渗透装置详细分析 讨论1、如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？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。 讨论3:如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 水进出细胞的原理 How water flows in and out of cells 如果漏斗管足够长，当管内的液面上升到一定高度之后，实际上，管内液面上升到一定高度之后，管中水柱产生的压力将加速将漏斗中的水分“压出”，水分进入漏斗（因为浓度差）的速率和水分流出（因为管中水柱的压力）的速率相等时，液面将不再上升。 渗透装置详细分析 讨论1、如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？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。 Δh 蔗糖溶液 清水 半透膜 讨论4：若用纱布代替玻璃纸，漏斗的液面还会升高吗？ 不会，因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都可能自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。 水进出细胞