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（2019）必修1

第四章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 重点：①渗透作用的模型；②动物细胞吸水和失水；③植物细胞吸水和失水 扩散现象 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。 扩散速度与温度有关，温度越高，扩散速度越快。 扩散 问题探讨 动画演示 蔗糖分子 水分子 渗透作用：水分子（或其他溶剂）通过半透膜扩散的结果。 一、渗透作用 教材P62 半透膜 扩散现象：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。 水分子多→水分子少扩散 任务1：阅读62页问题探讨，回答下列问题。 1、漏斗管内的液面为什么会升高？ 2、如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高？为什么？ 达到平衡时膜两侧的浓度相等吗？水分子还会进出吗？ 3、如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 4、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？ 5、如果增大漏斗里蔗糖溶液的浓度重新实验，液柱上升速率会变吗？ 最终平衡时液面差相同吗？ 蔗糖分子 水分子 一、渗透作用 教材P62 1、漏斗管内的液面为什么会升高？ 2、如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高？为什么？ 达到平衡时膜两侧的浓度相等吗？水分子还会进出吗？ 一、渗透作用 单位时间内，水分子的移动： 蔗糖侧 清水侧 双向 溶液S蔗 溶液S水 > 平衡前：S蔗＞S水 对水的吸引力： S蔗＞S水 渗透中： S蔗吸水液柱 ，浓度 ，吸水能力 ，膜两侧浓度差 。 液柱上升动力： S蔗与S水的浓度差产生的吸水力 液柱上升阻力： △h产生的压强 平衡后： 动力=阻力，液面保持稳定△h，膜两侧浓度大小S蔗 S水 ＞ 升高 下降 下降 下降 S蔗-S水=△h 此时水分子的移动方向和速度： （S表示溶液浓度） 双向，此时水分子进出达到动态平衡 放无重力的太空中？ 3、如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 4、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？ 一、渗透作用 溶液S蔗 溶液S水 不会，纱布孔隙大，蔗糖分子可自由通过。 发生渗透作用的条件之一是？ 半透膜 液面不会升高，膜两侧浓度相同，水分子进出平衡。 发生渗透作用的条件之二是？ 半透膜两侧的溶液具有浓度差 浓度是指：溶液中溶质的物质的量浓度， 即单位体积中所有溶质分子的微粒数，微粒数多的溶液渗透压大，吸水力强。 多孔性薄膜：玻璃纸、鸡蛋的壳膜、鱼鳔、动物膀胱膜、肠衣等 一、渗透作用 比较下列溶液的渗透压大小： ①0.3mol/L 葡萄糖溶液 0.3mol/L 蔗糖溶液 = ②0.3g/L 葡萄糖溶液 0.3g/L 蔗糖溶液 > 是物质的量浓度，而非质量浓度！ ③0.3mol/L 葡萄糖溶液 0.3mol/L NaCl溶液 (2021湖南卷T3) < ④在生理盐水（即0.9%NaCl溶液）中红细胞能维持正常形态，说明红细胞内NaCl的浓度 （填“＞”“＝”“＜”）0.9%。(2022湖南卷T10) 是比较单位体积内所有溶质微粒数目，与微粒的大小与种类无关！ 溶液S葡 溶液S蔗 < 加入少量蔗糖酶？ 一、渗透作用 5、如果增大漏斗里蔗糖溶液的浓度重新实验，液柱上升速率会变吗？最终平衡时液面差相同吗？ 平衡前：S蔗2＞S水 对水的吸引力： S蔗2＞S水 渗透中： S蔗2吸水液柱 ，浓度 ， 吸水能力 ，膜两侧浓度差 。 液柱上升动力： S蔗2与S水的浓度差产生的吸水力 液柱上升阻力： △h2产生的压强 平衡后： 动力=阻力，液面保持稳定△h2，膜两侧浓度大小S蔗2 S水 ＞ 升高 下降 下降 下降 S蔗2-S水=△h2 此时水分子的移动方向和速度： （S表示溶液浓度） 双向，此时水分子进出达到动态平衡 当S蔗1＜S蔗2，液面上升速率V1 V2，达到平衡时△h1 △h2，S蔗1 S蔗2 溶液S蔗 溶液S水 ＜ ＜ ＜ 学法大视野P59【典例应用】例1、例2、例3 水分子（或其他溶剂）通过半透膜扩散的结果。 (3)渗透方向： 相对含量高 相对含量低 水的含量 溶液浓度 低浓度溶液 高浓度溶液 物质的量浓度 “水往高处流” 顺相对含量梯度 一、渗透作用 (1)概念： (2)发生条件： ①具有半透膜； ②半透膜两侧的溶液具有浓度差。 小结：渗透作用 学法大视野P61【随堂检测】T3 、 T5、T6 教材P63 二、水进出动物细胞的原理 那么水是如何进出细胞的呢？ 外界溶液浓度 细胞质浓度 外界溶液浓度 细胞质浓度 外界溶液浓度 细胞质浓度 < 细胞吸水膨胀 > 细胞失水皱缩 = 细胞形态不变 实验：将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的NaCl溶液中。一段时间后，红细胞将会发生以下变化。 高渗溶液 低渗溶液 等渗溶液 1、红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗？这些有机物相当于“问题探讨”所示装置中的什么物质？ 2、红细胞的细胞膜是不是相当于“问题探讨”中所说的半透膜？ 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？ 5、临床上输液为什么要用生理盐水？ 6、将食物用食盐腌制为什么可以达到防止食物腐烂变质的目的？ 教材P63 思考·讨论： 不能。蔗糖分子。 是。细胞膜是选择透过性膜，选择透过性膜相当于半透膜，但半透膜不一定是选择透过性膜。 不一定，浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。 细胞内外浓度差，成正相关。 防止血细胞失水或吸水，细胞形态改变影响细胞的功能。 在高浓度的溶液中，细菌等微生物会过度失水而死亡。 二、水进出动物细胞的原理 教材P63 一个动物细胞能否构成一个渗透系统？ 外界溶液 细胞膜 蔗糖溶液 细胞质基质 相当于 相当于 动物细胞与外界溶液构成一个渗透系统。 ①半透膜： ②浓度差： 细胞膜 细胞质与外界溶液构成一个渗透系统 半透膜 浓度差 二、水进出动物细胞的原理 教材P63 三、水进出植物细胞的原理 水进出动物细胞的原理是渗透作用，水又是怎样进出植物细胞的呢？ 对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。 盐腌制过的黄瓜，皱皱巴巴，还出水。 教材P63 阅读教材P63，说出下列植物细胞的结构。 相邻细胞的细胞壁 ①全透性；②伸缩性较小 细胞液 细胞膜 细胞质 液泡膜 成熟的植物细胞 原生质层 细胞壁 ①选择性；②伸缩性较大 三、水进出植物细胞的原理 （成熟植物细胞内的主要液体环境） 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验， 观察并记录结果 分析结果，得出结论 表达与交流 原生质层是否相当于一层半透膜？ 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层相当于一层半透膜， 水分进出植物细胞是通过渗透作用。 科学探究的一般过程 提出问题 作出假设 设计实验 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 。 失水 吸水 三、水进出植物细胞的原理 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验， 观察并记录结果 分析结果，得出结论 表达与交流 原生质层是否相当于一层半透膜？ 水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？ 原生质层相当于一层半透膜， 水分进出植物细胞是通过渗透作用。 科学探究的一般过程 提出问题 作出假设 设计实验 实验思路：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液和清水中，用显微镜观察液泡大小、原生质层位置的变化。 三、水进出植物细胞的原理 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验， 观察并记录结果 分析结果，得出结论 表达与交流 科学探究的一般过程 三、水进出植物细胞的原理 进行实验， 观察并记录结果 现象 试剂 中央液泡 原生质层的位置 细胞大小 蔗糖溶液 清水 逐渐变小，颜色变深 逐渐变大，颜色变浅 逐渐恢复原来位置（质壁分离复原） 基本不变 逐渐脱离细胞壁（质壁分离） 基本不变 两次对照 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验， 观察并记录结果 分析结果，得出结论 表达与交流 科学探究的一般过程 三、水进出植物细胞的原理 分析结果，得出结论 结论： (1)植物细胞的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。 细胞失水，原生质层与细胞壁分离开来 细胞吸水，与细胞壁分离的原生质层慢慢恢复原来的状态 当外界溶液浓度 > 细胞液浓度 当外界溶液浓度 < 细胞液浓度 质壁分离 质壁分离复原 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验， 观察并记录结果 分析结果，得出结论 表达与交流 科学探究的一般过程 三、水进出植物细胞的原理 表达与交流 (1) 质壁分离的内因和外因： (2) 观察质壁分离和复原，对材料的要求： (3) 介于细胞膜与细胞壁之间的溶液： 内因：原生质层具有选择透过性 原生质层的伸缩性 > 细胞壁的伸缩性 外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度 活细胞 细胞有细胞壁大液泡 细胞有大液泡 外界溶液浓度 > 细胞液浓度 外界溶液 (1)材料选择： 洋葱鳞片叶外表皮细胞 黑藻细胞 洋葱鳞片叶内表皮细胞 根尖分生区？ 细菌？ 根尖成熟区？ 叶肉细胞？ 草履虫？ 使用有颜色的外界溶液 紫色 绿色 外界溶液颜色 三、水进出植物细胞的原理 植物筛管细胞？ 三、水进出植物细胞的原理 (2)不同的细胞发生质壁分离的程度是一样的吗？为什么？质壁分离过程中，细胞发生吸水还是失水？细胞液浓度变化？细胞吸水能力变化？达到平衡时细胞内外浓度大小？ (3)质壁分离复原过程中，细胞发生吸水还是失水？细胞液浓度变化？细胞吸水能力变化？达到平衡时细胞内外浓度大小？ 0.3g/ml蔗糖溶液处理 清水处理 (4)若本实验选用的是3g/mL的蔗糖溶液，实验现象会怎样？ (5)若本实验选用的是酒精、乙酸、盐酸溶液，实验现象会怎样？ (6)若用尿素、KNO3、甘油、乙二醇、葡萄糖等被细胞吸收的物质做实验，会出现什么现象？原因？ 三、水进出植物细胞的原理 将若干生长状况相同的萝卜条随机均分为四组，分别置于abcd4中溶液中： 1、a、b、c、d组萝卜条在0-10min内长度变化的原因？ 2、a、b、c、d的浓度大小比较？ 3、b组萝卜条在15-20min变化的原因？ 4、d组萝卜条在清水处理后不变的原因？ 教材P74 二、非选择题 T3 教材P67 二、拓展应用 T1 当堂检测 1、如图是某同学用紫色洋葱鳞片叶的外表皮做“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中所观察到的细胞图。下列叙述正确的是(　　) A. 图中①②⑥组成了细胞的原生质层 B. 图中细胞处于质壁分离状态，此时 ⑥处的浓度一定大于⑦处的浓度 C. 图中①是细胞壁，⑥中充满了外界溶液 D. 图中⑦是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中， 其颜色逐渐变浅 C 2、取某一红色花冠的2个大小 相同、生理状态相似的花瓣细胞， 将它们分别放置在甲、乙两种溶 液中，图测得细胞失水量的变化 如图 1，液泡直径的变化如2，下列叙述正确的是( ) A.第4分钟前甲溶液中花瓣细胞的失水速率小于乙溶液 B.第4分钟后乙溶液中细胞由于失水过多而死亡 C.图2中曲线Ⅱ和图1中甲溶液中细胞失水量曲线对应 D.甲、乙两种溶液的浓度不同，溶质种类可能相同 C 3、植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（ ） A. 水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度 B. 水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c C. 水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度 D. 水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度 C $$