4.1被动运输第1课时课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

本品为二氢吡啶类钙通道阻滞剂，抑制血管平滑肌和心肌细胞的跨膜钙离子内流，但以血管作用为主。本品引起冠状动脉、肾小动脉等全身血管的扩张，产生降压作用。 许多药物都是针对细胞膜上物质运输的通道研发的 掌控着道道闸门，驱动着各式舟车 输入输出中忙碌，被动主动间选择 生物大分子铸就，神奇的生命之膜 导 水进出细胞的原理 导 1.理解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。 学习目标 1.生命观念：细胞膜和其他生物膜是一种选择透过性膜。 2.科学思维：运用渗透模型理解水进出细胞的原理。 3.社会责任：通过探究植物细胞的吸水和失水，体会提出 问题、做出假设、设计实验等探究环节。 素养要求 导 3 在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸(是一种半透膜，水分子可以自由透过它，而蔗糖分子则不能)，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，使漏斗内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如图所示现象。 学-思 1、漏斗管内的液面为什么会升高？ 2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？ 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？ 单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数，使漏斗内液面上升。 原理：渗透作用（P62倒5行） 漏斗管内的液面会无限升高吗？ 不会，水压会加速管内水分子外流最终达到进出水分子平衡 不会，纱布不是半透膜，水分子蔗糖分子均能通过 漏斗管内液面不变 学-思 （一）概念 水分子或（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用 （二）条件 1.具有半透膜 2.膜两侧具有浓度差 （三）水移动方向 从低浓度溶液移向高浓度溶液 物质的量浓度 一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。如玻璃纸。 一、渗透作用 分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。 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 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？ 扩散： 最终结果是两边浓度相等 1.渗透达到平衡 , 半透膜两侧的水分子是静止不动的。(　 )　 2. Δh不变时，S1、S2的浓度大小关系为：S1________S2 3.在B图所示的U形玻璃管内，左右管内分别装入质量分数相等的葡萄糖、 麦芽糖溶液。初始时两管中液面相平，假设溶质分子不能透过半透膜。 ①一段时间后，两管中液面的变化为：左管液面________，右管液面________。 ②同时向两管内加入等量的麦芽糖酶，两管中液面的变化分别为： 左管液面 , 右管液面 。 × > 升高 降低 降低 升高 葡萄糖 一、渗透作用 例题 【变式训练】如图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，水分子可以透过半透膜，而蔗糖分子则不能。当渗透达到平衡时，液面差为m。下列叙述正确的是( ) A.渗透平衡时，溶液S1的浓度等于溶液S2的浓度 B.若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m变小 C.达到渗透平衡时，仍有水分子通过半透膜进出 D.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，再次平衡时m将增大 变式训练 特别提醒1：水分子的移动是双向的， 但最终表现出由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子较多。 特别提醒3：有液面高度差就存在浓度差，液面差越大，浓度差就越大，且液面高的一侧溶液浓度高。 特别提醒2：这里的浓度指的是物质的量浓度，不是质量浓度。 小结 A.实验开始时，m、n两侧不会发生渗透作用 B.实验开始后，n侧液面逐渐升高，当m、n两侧液面不再变化时两侧溶液浓度相等 C.加入蔗糖酶之后，n侧液面先升高后降低 D.加入蔗糖酶一段时间后，当m、n两侧液面不再变化时，n侧液面仍然明显高于m侧 1.如图所示，U形管中的半透膜可允许水分子和单糖通过，而不允许二糖通过。m侧是蒸馏水，n侧是0.3g/mL的蔗糖溶液，实验开始时m、n两侧液面等高。一段时间后，当m、n两侧液面不再变化时，向n侧加入蔗糖酶(假设蔗糖酶不影响溶液渗透压)。下列有关叙述正确的是( ) 2、如图1所示的甲、乙、丙三个渗透装置中,三个漏斗颈的内径相等,漏斗内盛有浓度相同的蔗糖溶液,且漏斗内液面高度相同,漏斗口均封以半透膜,置于同一个水槽的清水中。三个渗透装置半透膜的面积和所盛蔗糖溶液的体积如表所示。图2中曲线1、2、3表示漏斗液面高度随时间的变化情况。则曲线1、2、3与甲、乙、丙三个装置的对应关系应是(　　) 装置编号 甲 乙 丙 半透膜面积 S S/2 S 蔗糖溶液体积 T T 2T A.1—丙;2—甲;3—乙　 B.1—乙;2—甲;3—丙 C.1—甲;2—乙;3—丙 D.1—丙;2—乙;3—甲 据图表分析，漏斗内液面高度变化快慢与水分的渗透速率有关，但高度大小最终取决于水分渗透总量，而水分渗透总量和蔗糖溶液的量呈正相关。丙的半透膜面积为S,水分渗透速率较快，蔗糖溶液体积为2T,水分的渗透总量最大，因此最终漏斗液面高度最高；而甲和乙蔗糖溶液的体积都为T,最终水分渗透总量一样，所以漏斗液面高度最终一样，但甲的半透膜面积为S,是乙的2倍，因此刚开始一段时间水分渗透速率较快，液面高度上升较乙快，最终是一样. 结合图与表分析如下：由于水分子可以透过半透膜，蔗糖分子不能透过，甲、乙装置的蔗糖溶液体积相同，甲装置半透膜的面积是乙装置半透膜的面积的2倍，故相对乙装置而言，甲装置在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量较多，导致液面上升速度较快，但由于两装置漏斗内蔗糖溶液的体积相同，最终漏斗颈的液面高度持平， 则甲对应曲线2,乙对应曲线3;甲和丙两装置半透膜面积相同，但丙装置漏斗内蔗糖溶液的体积是甲装置的2倍，故相对甲装置而言，丙装置在单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量较多，导致液面上升速度较快，但因丙装置漏斗内蔗糖溶液的体积较多，漏斗颈的液面高度最终比甲装置高，则丙对应曲线1,即A正确，BCD错误。 故选A。 一个动物细胞能否 构成一个渗透系统？ 思考 答：动物细胞就是 一个渗透系统 ①细胞膜相当于一层半透膜 ②细胞内溶液与外界溶液 存在浓度差 外界溶液 外 界 溶 液 浓 度 细 胞 质 的 浓 度 吸水膨胀 失水皱缩 保持原状 (1)条件及现象 小于 大于 等于 (2)动物细胞的细胞膜相当于 。 半透膜 二、动物细胞的吸水和失水 二、动物细胞的吸水和失水 1.红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？ 2.红细胞的细胞膜是不是相当于半透膜？ 3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ 4.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？ 低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液 不一定 不能 是 取决于红细胞内外溶液的浓度差，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。 5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水。 探究植物细胞的吸水和失水 1.现象：将放置一段时间的马铃薯切成如图所示形状，凹槽内倒入一定量清水，一段时间后液面下降；再将适量蔗糖加入凹槽清水中，一段时间后液面上升，试解释上述现象。 　凹槽内注入清水后，由于马铃薯细胞液浓度大于清水，马铃薯细胞吸水，导致清水液面下降；当向清水中加入适量蔗糖后，蔗糖溶液的浓度大于细胞液浓度，细胞失水，一段时间后导致液面升高。 三、植物细胞的吸水和失水 在植物细胞中是否像动物细胞一样存在一个渗透系统呢？在这里我们主要分析成熟的植物细胞，首先看到成熟植物细胞的结构 17 细胞膜 液泡膜 细胞质 细胞壁 原生质层 （全透性） 细胞液 1.水进出植物细胞：主要是指水经过 进出液泡。 (半透性） 原生质层 2.解释生活现象： ①在青菜上放盐,一会儿后有水分渗出。 ②对农作物施肥过多，农作物会萎蔫。 ； ③放蔫的青菜用清水浸泡，又恢复新鲜。 ； 细胞液浓度低于外界，细胞失水 细胞液浓度低于外界，细胞失水 细胞液浓度高于清水，细胞吸水 三、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，得出结论 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 探究•实践 探究植物细胞的吸水和失水 ①制作临时装片, 观察植物细胞 正常形态 ； ②将植物细胞浸润在 较高浓度的蔗糖溶液 中，观察其大小变化；③再将植物细胞浸润在 清水 中，观察其大小的变化。 ①细胞的正常形态 ②高浓度蔗糖溶液中 ③在清水中 引流法 引流法 质壁分离 质壁分离复原 实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？ 观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的细胞状态形成对照。 外界溶液浓度 < 细胞液的浓度，细胞 而出现 ; 外界溶液浓度 > 细胞液的浓度，细胞 而出现 ; 失水 吸水 液泡大小 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 变 小 逐渐恢复原来大小 原生质层恢复原来位置 原生质层与细胞壁分离 基本不变 基本不变 ①在清水中： 细胞的正常形态 ③在清水中： 质壁分离复原 ②高浓度蔗糖溶液中: 质壁分离 4. 实验结果 ①是对照组；②是实验组 ②是对照组；③是实验组 自身对照 自身对照 质壁分离 质壁分离复原 解释 5.实验结论: . 原生质层相当于一层半透膜 思考1：质壁分离产生的原因： ①内因：原生质层伸缩性 细胞壁伸缩性 ②外因：外界溶液浓度 细胞液浓度 大于 大于 a 思考2：图示中a部位是真空、空气、清水、还是外界溶液？ 思考3：仅凭这幅图能否判断细胞细胞正在发生质壁分离？ 外界溶液 不能，也可能正在发生质壁分离的复原 探究•实践 探究植物细胞的吸水和失水 思考4:将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于下列溶液,再置于清水,分别出现什么现象？ 0.3 g/mL蔗糖溶液： → 再人工置于清水： 。 0.5 g/mL蔗糖溶液： → 再人工置于清水： 。 1 mol/L HCl溶液： → 再人工置于清水： 。 1 mol/L KNO3溶液(或:尿素、甘油、乙二醇) 。 质壁分离 质壁分离复原 快速质壁分离 质壁不能复原 先质壁分离 , 后自动复原 质壁不分离 不能复原 质壁分离 C细胞液 < C外界溶液 失水 C细胞液 > C 外界溶液 吸水 质壁分离复原 探究•实践 探究植物细胞的吸水和失水 乙二醇等分子进入细胞内，引起细胞液的浓度增大，细胞吸水使质壁分离自动复原 a.下列细胞中能发生质壁分离的是 。 A.大蒜根尖分生区细胞 B.人的口腔上皮细胞 C.菠菜叶肉细胞 D.蛙的红细胞 E.洋葱鳞片叶外表皮细胞 F.洋葱鳞片叶内表皮细胞 b.若该细胞代表紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，则有色区域在___(用图中数字表示)；若是黑藻叶肉细胞，则有色区域在 (用图中数字表示)；若是洋葱鳞片叶内表皮细胞做实验材料，为使实验结果方便观察，外界溶液中滴加了红墨水，则有色区域在 (用图中数字表示)。 CEF 7 5 6 思考5：实验材料的选择 探究•实践 探究植物细胞的吸水和失水 能发生质壁分离的细胞： 植物细胞(有细胞壁才能质壁分离) 成熟细胞(有大液泡，失水多才能质壁分离) 活细胞(死细胞的原生质层没有伸缩性) 实验思路:可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液,将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中,适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液度,以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度,据此推算出细胞液溶质浓度应介于这两个浓度之间。 完成教材拓展应用 ※实验拓展 (1)判断成熟植物细胞的死活 一定浓度 蔗糖溶液 发生 质壁分离 不发生 质壁分离 (2)测定细胞液浓度范围 一系列梯度浓度 的蔗糖溶液 细胞液浓度介于: 未质壁分离与刚质壁分离的浓度之间 (3)比较不同植物细胞的细胞液浓度大小 同一浓度 蔗糖溶液 发生质壁分离所需时间越短 , 细胞液浓度越小； (4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 活的成熟 植物细胞 质壁分离， 不能自动复原 质壁分离， 且自动复原 1.分析盐碱地不利于植物生长的原因。为什么有些植物耐盐碱？ 盐碱地 耐盐碱植物-刺槐 请同学们解释以下现象： 2.利用高浓度盐水杀菌防腐的原理是： 3.果脯在腌制中慢慢变甜的原理是： 由于渗透作用，细菌失水过多而死亡 外界浓度过高，导致细胞失水死亡，细胞膜失去选择透过性，蔗糖进入细胞 现在，结合本节课的内容，请同学们解释以下现象： 1盐碱地是指土壤里面所含的盐分浓度高，影响到作物的正常生长，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。为什么？（盐碱土壤是一个高渗环境，它能阻止植物根系吸收水分，从而使植物因失水而死亡；同时盐碱土壤pH值较高，破坏细胞的结构，造成细胞内溶物外渗而使植物死亡；细胞质中金属离子(主要是Na+)的积累，会破坏细胞内离子平衡并抑制细胞内生理生化代谢过程，使植物光合作用能力下降，最终导致植物死亡。）  刺槐、旱柳、银杏、沙枣等是常见的耐盐碱植物。请利用本节课的内容分析，这些植物可能通过什么方式生存在盐碱地呢？（刚才提到，盐碱地对植物的危害，根本原因是高浓度的盐离子环境，所以耐盐碱植物主要是减少对外界盐离子的吸收或者能够不断排出盐离子，以维持细胞正常的吸水。比如一些植物（泌盐植物）通过叶子表面的特殊结构将多余的盐排出体外，防止盐分过多造成危害；还有一些植物可以将盐吸收到细胞中特殊的结构中，浓度大，渗透力强，就可以从土壤中吸水；另外一些植物具有拒绝吸收盐分的特殊本领。）2 临床上为什么使用0.9%NaCL即生理盐水输液？生理盐水与血浆浓度相近，血细胞不会因过度吸水或者失水而出现细胞形态和功能异常，保证了细胞正常代谢。 29 下图表示以洋葱表皮为材料及清水、0.3 g/mL蔗糖溶液、0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL尿素溶液进行相关实验（时间1表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间2表示开始用清水处理洋葱表皮），测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是（ ） A.a B.b C.c D.d B 练习 某同学在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下所示，其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是( ) A.甲图所示状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象 B.甲图中，细胞膜、核膜及中间的细胞质相当于一层半透膜，即原生质层 C.甲→乙的变化过程中，液泡吸水能力会逐渐增强 D.乙→丙的变化过程中，细胞会因持续吸水而涨破 练习 (2019·天津一中高一月考)如图为细胞吸水力随质壁分离程度变化曲线。下列相关叙述中，正确的是 1 2 3 4 5 6 7 A.细胞吸水力与质壁分离程度呈负相关 B.细胞不发生质壁分离就没有吸水力 C.如果增大外界溶液的浓度，则细胞的质壁分离程度更大 D.在质壁分离复原的过程中，细胞吸水力应逐渐升高 √ 练习 33 小结 1.a、b、c是三个相邻的细胞,已知a细胞液浓度> b细胞液浓度> c细胞液浓度, 如图所示,能正确表示水分在三者之间关系的是（ ） C a c b a c b a c b a c b A B C D 2.田间一次施肥过多,作物变得枯萎发黄,俗称“烧苗”.其原因是（ ） A.根细胞从土壤中吸收的养分过多 B.根细胞不能从土壤中吸水 C.根系不能将水向上运输 D.根系被肥料分解释放的热能烧毁 B 练习 Lavf59.27.100 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$