4.1 课时1 水进出细胞的原理课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

4.1 课时1 水进出细胞的原理 1.概述渗透作用的概念及发生的条件。 2.阐明掌握动物细胞和植物细胞吸水、失水的原理。 3.简述成熟的植物细胞发生质壁分离的原理和条件。 学习目标 腌黄瓜有水分渗出 图中这些现象说明了什么问题？ 高浓度的蔗糖溶液 清水 在一个长颈漏斗是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（又叫赛璐玢）是一种半透膜，水分子可以自由透过它，蔗糖分子则不能。 半透膜是一类可以让分子（水/离子/葡萄糖）物质通过，而较大分子（蔗糖）物质不能通过的一类多孔性膜。如：玻璃纸。 渗透现象示意图 问题探讨 蔗糖溶液 清水 玻璃纸（半透膜） 半透膜 蔗糖分子 水分子 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。 漏斗内的液体在升高 知识讲解 01 / 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 ＞ 渗透作用 水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。 渗透作用结果 水分子可以通过半透膜进行双向扩散，直到水分子进出速率达到动态平衡。 渗透作用中水的运输方向 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 知识讲解 02 /如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？ 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。 漏斗内渗透压 = 液柱的压力 渗透压 指溶液中溶质微粒对水的吸引力。 ? 知识讲解 03 / 如果用一层纱布（全透性）代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？ 04 / 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？ A 30%蔗糖溶液 玻璃纸 清水 B 30%蔗糖溶液 纱布 清水 C 30%蔗糖溶液 玻璃纸 30%蔗糖溶液 条件① 半透膜 条件② 浓度差 渗透作用发生条件: ① 具有半透膜 ② 半透膜两侧的溶液具有浓度差 知识讲解 半透膜 A B A：1 g/ml葡萄糖溶液 B：1 g/ml蔗糖溶液 A：1 mol/L葡萄糖溶液 B：1 mol/L蔗糖溶液 【练一练】当A、B侧分别为下述溶液时，液面变化情况 （只允许水分子通过） A侧液面升高 两侧液面不变 思考•讨论 【讨论】如果将长颈漏斗换成动物细胞，能否发生渗透作用？ 思考： 1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？有机物相当于“问题探讨”装置中的什么物质？ 2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？ 血红蛋白属于大分子，不能透过细胞膜。 红细胞的细胞膜有选择透过性，相当于半透膜 蔗糖分子 外界溶液 细胞质基质 蔗糖溶液 细胞膜 半透膜 相当于 相当于 浓度差 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 一、水进出细胞的原理 1.水进出哺乳动物红细胞的原理 低渗溶液 高渗溶液 等渗溶液 清水中 0.9% NaCl溶液中 20%的蔗糖溶液中 低渗溶液 外界溶液浓度 细胞质浓度 ＜ 吸水膨胀 高渗溶液 外界溶液浓度 细胞质浓度 ＞ 失水皱缩 等渗溶液 外界溶液浓度 细胞质浓度 ＝ 保持原状 知识讲解 3.当外界溶液浓度低时，红细胞一定会由于吸水而胀破吗？ 4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？ 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。 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。 思考•讨论 对病人注射药物时，需将药物溶解在生理盐水（质量分数为0.9%的NaCl溶液）里进行注射，其目的是？ 思考·讨论 使红细胞既不吸水涨破，也不失水皱缩，维持正常的形态和功能。 ？ 植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？ 知识讲解 2.水进出植物细胞的原理 水是如何进出植物细胞的呢？ 将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。 萎蔫的菜叶 草莓肥害导致的烧苗 对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。 知识讲解 细胞质 液泡膜 细胞膜 细胞壁 全透性 选择透过性 选择透过性 原生质层 植物细胞壁对于水和大部分溶质是通透的，且伸缩性比较小 细胞内的液体环境主要指的是__________________ ______________________组成原生质层 水分子进出细胞主要指的是水分子通过__________进出______ 细胞里面的细胞液 原生质层 液泡 细胞膜、细胞质、液泡膜 知识讲解 原生质层 细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。（仅存在于成熟的植物细胞中，不包括细胞核和液泡中的细胞液） 原生质层和原生质体的区别？ 原生质层 植物细胞中特指除去细胞壁后剩余部分。（包括细胞膜、细胞质和细胞核）。一个动物细胞即一团原生质体。 知识讲解 细胞质 液泡膜 细胞膜 细胞壁 全透性 选择透过性 选择透过性 原生质层 植物细胞壁对于水和大部分溶质是通透的，且伸缩性比较小 渗透系统 原生质层 细胞内的 液体环境 —细胞液 外界溶液 半透膜 存在浓度差 构成 请根据成熟植物细胞结构，讨论植物细胞是否满足渗透作用的条件？ 知识讲解 注意：本实验全程在低倍镜下观察 1.实验过程 探究植物细胞的吸水和失水实验过程 实验：探究植物细胞的吸水和失水(视频) 知识讲解 0.3g/ml的蔗糖溶液处理 清水处理 2.实验现象： 细胞壁大小 细胞大小 原生质层 液泡 液泡浓度 液泡颜色 细胞吸水能力 质壁分离 质壁分离的复原 基本 不变 基本不变 变小 变小 变大 变深 升高 质壁分离 质壁分离的复原 基本 不变 基本不变 变大 变大 变小 变浅 降低 注：质指原生质层，壁指细胞壁。 知识讲解 滴加蔗糖溶液 滴加清水 质壁分离 质壁分离复原 【归纳小结】 1、对于成熟植物细胞来说，____________相当于半透膜，其伸缩性_______ 2、细胞壁是__________，溶于水的物质都可以通过细胞壁，而且细胞壁的伸缩性_____ 3、当外界溶液浓度大时，细胞渗透失水，原生质层缩小程度较细胞壁缩小程度____，发生_________________________分离 4、将质壁分离的细胞置于低浓度溶液中，液泡吸水，原生质层恢复原状，即发生_______________ 原生质层 大 全透的 小 大 原生质层与细胞壁 质壁分离复原 知识讲解 思考：本实验制作一个临时装片,但有三次观察(见实验步骤),请分析本实验的对照设置有什么特点？ 本实验存在两组对照实验，均为自身对照。自身对照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。 知识讲解 23 4.思考与讨论： (1)如果选用动物细胞能否观察到质壁分离现象？ (3)如果选用死的洋葱细胞能否观察到质壁分离现象？ (2)如果选用植物根尖分生区细胞能否观察到质壁分离？ 质壁分离的条件： 选材：(1)成熟植物活细胞(有细胞壁和中央大液泡) (2)细胞液最好有颜色 （洋葱鳞叶片外表皮细胞） ①具有细胞壁 ②具有大液泡 ③活细胞 3.实验结论： 植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。 不能 不能 不能 知识讲解 细胞壁的伸缩性 原生质层的伸缩性 ＜ 外因： C外界溶液 C细胞液 ＞ 内因： 原生质层相当于一层半透膜 5.质壁分离的原因 思考： ①如果滴加的是0.5g/mL蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？ ②如果滴加的是一定浓度的KNO3溶液(K+和NO3-可被细胞吸收，细胞液浓度变大），实验结果又会有什么不同？ ③将成熟植物细胞放在高浓度的盐酸或酒精溶液中，无法观察到质壁分离现象，为什么？ 只发生质壁分离，滴加清水后不复原，活细胞失水太多死亡。 质壁分离后自动复原。(尿素、甘油、乙二醇等现象同上) 高浓度的盐酸或酒精会杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。 知识讲解 （1）判断细胞的死活 能质壁分离和复原 活细胞 不能质壁分离或质壁分离后不复原 死细胞 （2）测定细胞液浓度范围： 例：将细胞液浓度相同的紫色洋葱表皮细胞，分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，结果如下，根据此实验，可知洋葱表皮细胞的细胞液浓度大约为 （ ） A．0．2—0．3 M B．0．1--0．2 M C．0．3—0．4 M D．无法确定 A C未发生质壁分离＜C细胞液＜C刚刚发生质壁分离 延伸拓展：质壁分离的应用 知识讲解 （3）比较不同植物细胞的细胞液浓度 30%蔗糖溶液 失水越多/快，细胞液浓度 。 越小 （4）比较未知浓度溶液的浓度大小 同一植物细胞,不同浓度溶液 失水越多/快，未知溶液浓度 。 越大 知识讲解 （5）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 蔗糖溶液 KNO3溶液 只发生质壁分离 质壁分离后自动复原 若溶质（KNO3、尿素、乙二醇、甘油、苯等 ）能进入细胞，则成熟的植物细胞置于一定浓度的该溶液中会先发生质壁分离后自动复原 。 知识讲解 水进出细胞的原理 渗透作用的两个条件 动物细胞 植物细胞 1、半透膜 2、浓度差 外界溶液浓度＜细胞质浓度 细胞吸水 外界溶液浓度>细胞质浓度 细胞失水 外界溶液浓度=细胞质浓度 细胞形态不变 外界溶液浓度>细胞液浓度 质壁分离 外界溶液浓度＜细胞液浓度 细胞吸水或质壁分离复原 质壁分离超过一定限度不能复原 课堂小结 1.利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（ ） D 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 2.将水和一定浓度的淀粉溶液置于如图所示渗透装置。下列说法正确的是(　　) A.淀粉分子可以从乙侧扩散到甲侧 B.水分子只能从甲侧进入乙侧 C.甲侧液面下降，乙侧液面上升 D.液面静止时，甲、乙两侧的浓度相等 c 3．如图是将洋葱表皮细胞浸入某种浓度蔗糖溶液或清水中所发生的变化，有关说法错误的是（    ） A．图1到图2过程是浸入蔗糖溶液中发生的变化 B．图1所示细胞的吸水能力比图2所示细胞弱 C．图2所示细胞中①处的液体是清水 D．图2所示细胞的原生质层与细胞壁发生了分离 C Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $