4.1 被动运输（第1课时）-【易备课】2024-2025学年高一生物同步备课实用课件（人教版2019必修1）

第1节 被动运输 贺老师 第4章 细胞的物质输入与输出 1 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？ 细胞是个开放的生命系统， 细胞膜可以控制物质进出。 细胞是个开放的生命系统，细胞膜可以控制物质进出。 水是活细胞中含量最多的物质，让我们先来分析一下水分子是如何进出细胞的 2 实验一：水分子的运输 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。 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。 谁是活细胞中最多的五只，我们先来分析一下水是怎样进出细胞的 3 蔗糖溶液 玻璃纸（半透膜） 清水 蔗糖分子 水分子 水分子可以自由通过，而蔗糖分子不能通过。 半透膜 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： Q1.漏斗内的液面为什么会升高？ 单位时间从清水流入蔗糖溶液中的水分子数 单位时间从蔗糖溶液流入清水中的水分子数 4 蔗糖溶液 玻璃纸（半透膜） 清水 蔗糖分子 水分子 半透膜 渗透作用 指溶液中溶质微粒对水的吸引力,大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。 渗透压： 不会，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的重力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，当________________________最终达到平衡，液面将不再上升。 Q2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 漏斗内渗透压 = 液柱的重力， 为什么单位时间从清水流入蔗糖溶液中的水分子数多于从蔗糖溶液流入清水中的水分子数？ 平衡时 ，是一个相对静止状态，漏斗内受力平衡 5 30%蔗糖溶液 玻璃纸 30%蔗糖溶液 30%蔗糖溶液 纱布 清水 思考： B和C的液面会升高吗？ C B 30%蔗糖溶液 玻璃纸 清水 A ①具有半透膜 渗透作用 2 发生条件： ②半透膜两侧的溶液具有浓度差 6 渗透作用 水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散 含水量高－－ 低浓度溶液－ －渗透压低 含水量低－－ 高浓度溶液－ －渗透压高 半透膜 两侧的溶液具有浓度差。 2 发生的条件 3 水的运输方向 1 概念： ①从溶质的角度分析： 低浓度溶液→高浓度溶液 ②从水分子自身的角度分析： 高含量一侧→低含量一侧 指物质的量浓度而非质量浓度 7 渗透作用 ①液面高度不发生变化，水分子双向运动速率相等， 即动态平衡。 ②渗透平衡时： △h的液体重力=漏斗中溶质的吸水力（渗透压） 溶液S1 溶液S2 平衡前：S2＞S1 S表示溶液浓度 渗透过程： 平衡后： 平衡后S1与S2的浓度差产生的吸水力与高度差的重力相等，S1与S2的浓度差越大，高度差就越大。 4 渗透平衡 S2↓ S1↑ S2＞S1 当液面高度不变的时候，就达到了渗透平衡 8 外界溶液 细胞膜 半透膜 蔗糖溶液 细胞质基质 相当于 相当于 浓度差 细胞是个开放的生命系统，如果将装置中的漏斗换成动物细胞还会不会吸水？一个动物细胞能否构成一个渗透系统？ 讨论: 动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统 ②细胞内溶液与外界溶液存在浓度差 ①细胞膜相当于一层半透膜 水进出动物细胞的原理 ——渗透作用 9 外 界 溶 液 浓 度 细 胞 质 的 浓 度 小于 吸水膨胀、涨破 大于 失水皱缩 低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液 0.9% NaCl溶液中 20%的蔗糖溶液中 清水中 等于 保持原状 水进出动物细胞的原理——渗透作用 10 Q1. 红细胞内的血红蛋白相当于“问题探讨”装置中的什么物质？ 血红蛋白是有机大分子物质，不能透过细胞膜。它相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。 不一定，如果细胞内外浓度差很小，则细胞吸水，但不会涨破。 问题交流： 水进出动物细胞的原理——渗透作用 Q2. 当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ Q3. 红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 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。 Q4. 想一想临床上输液为什么要用生理盐水（0.9%NaCl溶液）？ 因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。 11 水进出植物细胞的原理——渗透作用 如果将装置中的漏斗换成植物细胞将如何？ 和动物细胞一样也会吸水涨破吗？ 讨论: 细胞壁具有全透性，且能支持、保护细胞。 水进出动物细胞主要是进出 ， 相当于半透膜 细胞膜 细胞质 水进出植物细胞主要是进出 ， 、 、 、相当于半透膜 细胞膜 液泡 液泡膜 两层膜间细胞质 水进出动物细胞主要是进出动物细胞质 12 水进出植物细胞的原理——渗透作用 细胞壁 细胞膜 液泡膜 细胞质 原生质层 细胞液 ① ② ③ ④ ⑤ 1.原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 2.水进出植物细胞：主要是指水经过原生质层进出液泡。 （全透性，支持和保护细胞，伸缩性比较小） 成熟植物细胞结构模式图 （植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液） 13 设计实验探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 实验结果 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层是不是相当于一层半透膜？ 原生质层相当于一层半透膜 （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 。 （2）如何提高或降低细胞外溶液浓度？ （3）如何看到细胞？需要用到什么材料和器具？ 实验结论 提高细胞外溶液浓度：蔗糖溶液 降低细胞外溶液浓度：清水 利用显微镜观察临时装片。 失水 吸水 14 设计实验探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 实验结果 实验结论 15 设计实验探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 实验结果 实验结论 ①在清水中： ②高浓度蔗糖溶液中: ③滴加清水： 自身对照 自身对照 ①是对照组；②是实验组 ②是对照组；③是实验组 质指的是 壁指的是 注 意 细胞的正常形态 质壁分离 质壁分离复原 原生质层 细胞壁 自身对照是指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照 这个实验有无设置对照组 16 设计实验探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 实验结论 （1）原生质层相当于一层半透膜； （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与复原的原因： 外因： 内因： 细胞内外溶液有浓度差，能渗透吸水和失水 原生质层相当于一层半透膜 原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性 1.为什么发生质壁分离及质壁分离复原的过程中，细胞大小基本不变？ 细胞壁伸缩性较小 17 设计实验探究植物细胞的吸水和失水 蔗糖溶液（外界溶液）， 因为细胞壁具有全透性 1.发生质壁分离的细胞，细胞壁和原生质层之间的溶液是什么？判断依据是什么？ 2.有位同学错取了质量浓度为3 g/mL的蔗糖溶液，发现细胞发生了质壁分离，给临时装片滴加清水并引流后几乎没有观察到质壁分离复原现象，分析原因可能是什么？ 蔗糖溶液浓度太高，细胞过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原。 3.将洋葱表皮细胞浸入浓度为一定浓度的KNO3溶液中，细胞发生质壁分离。但过一段时间，自动发生质壁分离复原，表皮细胞又恢复到原来状态。请分析原因？ 由于细胞可选择性地吸收K＋和NO3－，导致细胞液浓度大于外界溶液的浓度，细胞开始吸水，从而发生质壁分离自动复原。 注意：只要细胞能吸收该溶质，都能发生质壁分离自动复原，如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等 18 设计实验探究植物细胞的吸水和失水 ①如果选用动物细胞能否观察到质壁分离现象？ ②如果选用死细胞能否观察到质壁分离现象？ ③如果选用植物根尖分生区细胞能否观察到质壁分离现象？ 4.要观察细胞发生质壁分离和质壁分离复原，对材料有哪些要求？ 【练习】洋葱鳞片叶内表皮会发生质壁分离及复原吗？ 活的成熟植物细胞 会，但不明显 黑藻（高等植物）叶肉细胞能观察到明显的质壁分离现象吗？ 叶肉细胞中有叶绿体，可以观察到明显的质壁分离 19 1.判断成熟植物细胞的死活 2.测定细胞液浓度范围 待测成熟植物细胞 一定浓度 蔗糖溶液 镜检 发生质 壁分离 无质壁 分离 活细胞 死细胞 待测成熟植物细胞 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 镜检 细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间 质壁分离与复原实验的拓展应用 20 3.比较不同植物细胞的细胞液浓度 不同植物细胞 同一浓度蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大 4.鉴别不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液） 成熟植 物细胞 不同种 类溶液 镜检 只发生 质壁分离 质壁分离 后自动复原 溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液） 溶质能透过半透膜（如KNO3溶液） 质壁分离与复原实验的拓展应用 21 渗透作用 半透膜 半透膜两侧存在浓度差 低浓度向高浓度 方向 探究植物细胞的吸水和失水 提出问题 条件 原生质层 细胞膜 植物 动物 验证 设计实验 进行实验 分析结果 实验结论 作出假设 22 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$