4.1 被动运输课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第四章细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 问题探讨：渗透现象 1、漏斗管内的液面为什么会升高？ 单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水分子数量 不会, 因为纱布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以自由透过 不会升高, 单位时间内透过玻璃纸的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量 3、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？ 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？ 玻璃纸（半透膜）：水分子可以自由透过，蔗糖分子不能。 如果漏斗管足够长，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度最终达到平衡，液面将不再上升。 2、如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 半透膜是无生命的物理性薄膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。 问题探讨 半透膜是无生命的物理性薄膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小如玻璃纸、鱼鳔、肠衣。 1、漏斗管内的液面为什么会升高？ 3、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？ 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？ 2、如果漏斗管足够长，管内的液面会无 限升高吗？为什么？ 问题探讨 1、漏斗管内的液面为什么会升高？ 单位时间内透过玻璃纸的水分子数多于渗出玻璃纸的水分子数量 如果漏斗管足够长，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度最终达到平衡，液面将不再上升。 2、如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 不会, 因为纱布的孔隙很大, 蔗糖分子也可以自由透过 不会升高, 单位时间内透过玻璃纸的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量 3、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？ 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？ 2、渗透现象发生条件： 半透膜 膜两侧的溶液具有浓度差 3、渗透方向： 水分子从相对含量高→相对含量低的一侧渗透；低浓度→高浓度 1、定义： 水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散 一、渗透作用 扩散是物质从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。例如水中墨水 1、 若烧杯内装的是蔗糖溶液,漏斗内装的是清水,结果有如何? 下降 取少量一种装入漏斗内，另一种装入烧杯内，液面高度相等，若液面上升，则漏斗内的是20%的蔗糖，若液面下降，则漏斗内的是10%的蔗糖。 2 、两种液体甲和乙,一种浓度为10%的蔗糖溶液，另一种为20%的蔗糖溶液混淆，利用此装置怎样作出判断? 3、问题二中的装置达到平衡，半透膜两侧的溶液浓度是否相等？ 不相等 4、如何理解渗透平衡？ 半透膜两侧水分子交换率相等 深度思考: 【例1】如果将质量分数为10%的蔗糖溶液和质量分数为10%的葡萄糖溶液分别置于“U”形管的左右两侧，中间用半透膜隔开(允许水分子和葡萄糖分子通过半透膜，不允许蔗糖通过)，使两者的液面相平，如下图所示。开始和一段时间后液面情况是(　　) 摩尔浓度高； 渗透压高； 吸水力强； 单位体积内分子数多 摩尔浓度低；渗透压 低；吸水力 弱； 单位体积内分子数少。 葡萄糖分子由左侧进入右侧，使右侧溶液渗透压逐渐增加，左侧溶液渗透压逐渐降低，于是，右侧从左侧吸水，直至平衡。 开始 一段时间后 ①左侧高于右侧　②右侧高于左侧　③左右两侧一样　④无法确定 A．①② B．③④ C．①③④ D．①②③ A 外界溶液浓度<细胞质浓度细胞吸水膨胀 外界溶液浓度=细胞质浓度细胞形态不变 外界溶液浓度>细胞质浓度细胞失水皱缩 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？ 二、动物细胞的吸水和失水 不能 蔗糖分子 相当于，但细胞膜具有生命活性，物质通过细胞膜的方式不只是简单扩散 外界溶液浓度<细胞质浓度细胞吸水膨胀 外界溶液浓度=细胞质浓度细胞形态不变 外界溶液浓度>细胞质浓度细胞失水皱缩 二、动物细胞的吸水和失水 3.当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？ 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界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。 4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？ 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。 动物细胞发生了渗透作用 说明: 动物细胞是一个渗透系统 细胞膜相当于半透膜，是选择性半透膜 血红蛋白不能透过；水自由通过 结果： 干燥难受的感觉，外界浓度高，口腔和唇粘膜细胞失水 学以致用： 1、食物较咸时，口腔和唇粘膜有什么感觉？为什么？ 2、临床上输液为什么要用0.9%生理盐水？ 因为0.9%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。 原生质层 细胞壁 液泡 （细胞液） 植物细胞壁是全透性的，伸缩性小 相关资料 细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液 细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层 三、植物细胞的吸水和失水 细胞膜 细胞质 液泡膜 　1、将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出。 　2、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 1、植物细胞会出现失水的情况吗 2、植物细胞在什么情况下会失水？ 3、原生质层是否相当于一层半透膜？ 1提出问题： 生活中的渗透现象 探究方法步骤： 1提出问题 2作出假设 3设计实验 4进行实验 （原生质层是一层半透膜吗？） （原生质层相当于一层半透膜） （设计方案、预期结果…） （按预定方案进行实验） 探究植物细胞的吸水和失水 3、材料： 紫色洋葱鳞片叶（外表皮细胞的液泡较大，细胞液含花青素，便于观察）、或葫芦藓的叶 0.3g/ml的蔗糖或5%NaCl 4、试剂： 5．质壁分离与复原实验流程 第一次 第二次 第三次 引流法 引流法 质壁分离 质壁分离复原 1. 质壁分离（失水） (1) 概念: 细胞壁和原生质层发生分离的现象 (2)原因: 细胞液浓度<外界溶液浓度 原生质层比细胞壁的伸缩性大 注: 质——原生质层 壁——细胞壁 （外因） （内因） 总结 （3）条件：成熟植物细胞中有中央液泡 1、质壁分离后，质和壁之间充满什么物质？为什么？ 2、本实验中为什么不能把蔗糖溶液的浓度改为0.5g/ml？ 3、动物细胞能不能质壁分离？为什么？ 4、可以用成熟的叶肉细胞代替洋葱表皮细胞？ 5、当外界溶液中的离子、小分子是细胞所要选择吸收的, 如：7%的尿素或甘油、0.1g/ml的KNO3、乙二醇，成熟植物细胞会发生怎样的变化？ 0.3g/ml的蔗糖，因为细胞壁是全透性的 细胞会失水过快而死亡，原生质层选择透过性被破坏，无法复原。 不能，动物细胞无细胞壁 可以，可以通过观察叶绿体的分布观察质壁分离 质壁分离，由于离子、小分子被吸收进入细胞内，提高了细胞液的浓度，已经发生了质壁分离的细胞会自动复原。 吸水略微膨胀 质壁分离后复原 质壁分离后不能复原，原因：原生质层的选择透过性被破坏。 细胞体积相对量 A B C 140 120 105 100 80 60 时间 4、 渗透作用原理的运用 （1）判断植物细胞的生活状况 （2）判断植物细胞的细胞液浓度（渗透压） （3）农业生产中的水肥管理 （4）生活中杀菌、防腐、腌制食品 配制一系列具一定浓度梯度的蔗糖溶液，（如0.2 0.4 0.6 0.8molL-1）进行质壁分离实验 细胞液的浓度介于刚好未发生质壁分离和刚好发生质壁分离的两个蔗糖溶液浓度之间。 3、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 4、利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（ ） A、盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用 B、盐水中的Na＋不利于细菌的生活 C、盐水是中性的，不适于细菌的生活 D、由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡 D 5、放在30%的蔗糖溶液中,不会发生质壁分离的一组细胞是 ①洋葱根尖分生区细胞 ②人的口腔上皮细胞 ③洋葱表皮细胞 ④干种子细胞 ⑤蛙卵细胞 ⑥洋葱根尖成熟区细胞 A、①②④⑤ B、③⑥ C、①②④⑥ D、②③④⑤ A 1、在猪的膀胱中注入一半的30%的蔗糖溶液，扎紧入口，然后将其浸入5%的蔗糖溶液中，每隔半小时称一次重量，下列选项中能正确表示测定结果的是 A B C D B 2、如图表示植物细胞渗透作用的图解，下列说法中错误的是 A．成熟植物细胞发生渗透作用的主要原因是原生质层相当于一层半透膜 B．不成熟的植物细胞，如根尖分生区细胞，也能发生吸水或失水现象 C．当溶液浓度甲>乙时，成熟植物细胞会因渗透失水而发生质壁分离现象 D．当溶液浓度甲=乙时，细胞处于渗透平衡状态，一定没有水分子由甲→乙 D 3、下图表示渗透作用装置图，其中半透膜为膀胱膜，装置溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示，图2、4分别表示一段时间后，图1、3液面上升的高度h1、h2。如果A、B、a、b均为蔗糖溶液，且MA>MB、Ma=Mb>MA，则达到平衡后 A．h1＞h2，Ma＞Mb B．h1＞h2，Ma＜Mb C．h1＜h2，Ma＜Mb D．h1＜h2，Ma＞Mb D 4、新鲜的叶类蔬菜表面常残留水溶性有机农药，现取同一新鲜蔬菜若干浸入一定量的纯水中，每隔一段时间，取出一小片菜叶，测定其细胞液浓度，将结果绘制成如下图所示的曲线，有关叙述正确的是 A.  AB段细胞吸水，细胞体积明显增大 B．B点细胞液浓度与外界溶液浓度相等 C．BC段细胞质壁分离复原，原生质层恢复到原来位置 D．此曲线说明有机农药溶于水中容易被植物细胞吸收 D 6、在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示状态，a、b表示该部位溶液的浓度，由此可以推测 ( ) A.a＞b，细胞渗透吸水 B.a=b，渗透系统保持动态平衡 C.a＜b，细胞渗透失水 D.上述三种情况都可能存在 D 5、.如图是细胞亚显微结构示意图，某同学观察此图后，作出了四项判断，你认为他的结论有几项是正确的 ①该细胞取自低等植物 ②用纤维素酶和果胶酶除去8后，剩余结构可称为原生质层 ③含有核酸的细胞器有3种 ④此细胞一般不通过渗透作用吸收水分 C A.一项 B.二项 C.三项 D.四项 6、将洋葱表皮细胞浸入浓度为1mol/L的KNO3溶液中，细胞发生质壁分离。但过一段时间后，自动发生质壁分离复原，表皮细胞又恢复到原来状态。分析（1）发生质壁分离的原因是____________ _________________________________________ _______________________________________。 （2）自动发生质壁分离复原的原因是_________ _________________________________________ _______________________________________。 （3）以上事实表明细胞膜对 的通透性存在差异，所以它是一种选择透过性膜。 洋葱表皮细胞液 的浓度小于外界溶液浓度，细胞渗透失水；又由于细胞壁 的伸缩性小于原生质层的伸缩性，便导致质壁分离 由于细胞可选择 性地吸收K＋和NO3－，导致细胞液浓度增加直至大于 外界溶液的浓度，细胞开始吸水，从而质壁分离复原 离子 2、某成熟植物细胞经某种处理后仍保持活性，但在0.3g/ml蔗糖溶液中不发生质壁分离现象，实验操作正确。试问：先前的“某种处理”所用的试剂是（ ） A．纤维素酶 B． 0.5g/ml C．清水 D．10%HCL溶液 A $$