被动运输课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第1节被动运输第4章细胞的物质输入和输出

第1课时

细胞的吸水与失水问题探讨

在一个长颈漏斗的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，而蔗糖分子则不能。讨论:1.漏斗内的液面为什么会升高？答案：单位时间内进入漏斗的水分子数量多于从漏斗渗出的水分子数量，漏斗内溶液体积增大，液面上升。2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？答案：不会，管内的液面上升到一定高度后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分子向外扩散的速度，当半透膜两侧的浓度差与液柱的压力产生的效果相当时，水分子进出半透膜达到动态平衡，液面将不再上升。问题探讨：2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？答案：不会，管内的液面上升到一定高度后，

管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分子向外扩散的速度，当半透膜两侧的浓度差与液柱的压力产生的效果相当时，水分子进出半透膜达到动态平衡，液面将不再上升。3.如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管的液面还会升高吗？4.若烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，液面高度如何变化？答案：不会,因为纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由透过。答案：漏斗管内的液面不会升高,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。一课前.自主预习PREVIEW水进出细胞的原理1、原理：

即水分子(或其他涫剂分子)通过

的扩散。2、发生条件:(1)有半透膜,

(2)半透膜两侧存在

。渗透作用半透膜浓度差二课前.自主预习PREVIEW动物细胞的吸水和失水

下图表示将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中一段时间后的状况。请判断图、b、c中红细胞所处的状态,并分析成因。三课前.自主预习PREVIEW探究植物细胞的吸水和失水1、实验原理：(2)

外界溶液浓度

>

细胞液浓度→细胞

，原生质层

→发生

。原生质层(1)

对于水分子来说,细胞壁是全透性的。植物细胞的

相当于一层半透膜。细胞壁与原生质层具有一定的伸缩性,

原生质层的伸缩性

细胞壁的伸缩性。(3)

外界溶液浓度

<

细胞液浓度→细胞

，已发生质壁分离的细胞发生

。大于失水皱缩质壁分离吸水质壁分离复原三课前.自主预习PREVIEW探究植物细胞的吸水和失水2、实验步骤：(2)

用低倍镜观察：①有一个

色的中央大液泡

②原生质层紧贴

。(1)

制作洋葱趟片叶外表支临时装片

(3)

盖玻片一侧滴入

溶液，

另一侧用吸水纸引流

紫(4)

用低倍镜观察：①中央大液泡逐渐

，紫

色

；②

与细胞壁逐渐分离

(5)

盖玻片一侧滴入

，另一侧用吸水纸引流

(6)

用低倍镜观察：①中央大液泡逐渐

，紫

色

；②原生质层逐渐贴近

。

细胞壁质量浓度0.3ɡ/ml蔗糖变小变深原生质层清水变大变深细胞壁三课前.自主预习PREVIEW探究植物细胞的吸水和失水3、实验结论：(2)

当细胞外溶液浓度

发生质壁分离的细胞细胞液浓度时,细胞吸水发生

。(1)

成熟植物细胞能通过渗透作用吸水和失水。当细胞外溶液浓度

细胞液浓度时,细胞失水,发生

。大于小于质壁分离质壁分离复原四课前.自主预习PREVIEW自由扩散和协助扩散

自主学习教科书第66页“自由扩散和协助扩散”部分内容,回答下列问题。1、什么是协助扩散?从转运方向和条件方面分析,协助扩散有哪些特点?2、什么是自由扩散?从转运方向和条件方面分析,自由扩散有哪些特点?答案：自由扩散又叫简单扩散,是物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。

特点:从高浓度一侧到低浓度一侧;不需要转运蛋白,也不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。答案：协助扩散又叫易化扩散,

是指借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。特点:从高浓度一侧到低浓度一侧;不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量但需要转运蛋白的协助。探究一4渗透作用3课堂.合作探究

COOPERATIVEINQUIRY合作探究

结合教科书第62页”渗透现象示意图“，分析回答下列问题。

1、一段时间后,蔗糖溶液液面上升的原因是什么?答案：水分子可以通过半透膜,而蔗糖分子不能,单位体积内清水的水分子含量大于蔗糖溶液的水分子含量,因此单位时间内由烧杯进入漏斗的水分子数大于由漏斗进入烧杯的水分子数,导致漏斗内液面上升。2、当液面不再上升时半透膜两侧的浓度是否相等?答案：不相等,长颈漏斗内的熊溶液的浓度仍高于外界。探究一4渗透作用3课堂.合作探究

COOPERATIVEINQUIRY合作探究

3、为什么当液面上升到一定程度时,就不再上升?答案：烧杯中与漏斗中的液体具有浓度差，即具有渗透压差，所以水分子有进入漏斗的趋势；两液面存在高度差，使水分子有进人烧杯的趋势。当这两种趋势达到平衡时,液面就不再升高。对典型渗透装置分析要点突破(1)半透膜内的溶质不能透过半透膜，水分子可以进出半透膜。对典型渗透装置分析要点突破(2)若S1溶液浓度大于S2济液浓度,则单位时间内由

S2→S1的水分子数多于山S1→S2的水分子数,外观上表现为S1溶液液面上升;若S1溶液浓度小于S2溶液浓度，则情况相反,外观上表现为S1溶液液面下降。(3)在达到渗透平衡后,若存在如上图所示的液面差Δh,则S1溶液浓度仍大于S2溶液浓度。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。误区警示（1）

半透膜两侧的水分子进行的是双向运动，而不是单向运动，观测到的现象是由双向水分子运动的差别所导致的液面改变。（2）渗透平衡时,半透膜两侧溶液的浓度并不一定相等。当半透膜两侧的溶液达到平衡时，是指两侧的水分子运动达到平衡,而两侧溶液的浓度并不一定相同,两侧的液面高度也不一定相同。（3）水分子通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液扩散。此处的浓度是指物质的量浓度,是单位体积中微粒的多少，不是质量分数。探究二自由扩散和协助扩散3课堂.合作探究

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下图表示物质跨膜运输的儿种方式,请据图回答问题：1、图中①②③依次表示

、

、

、判断依据是

。自由扩散2、B、C都属于

，具体地说,B属于

,C属于

。协助扩散协助扩散都是由高浓度到低浓度的扩散,但没有转运蛋白的协助,②③都有转运蛋自的协助转运蛋白通道蛋白载体蛋白01自由扩散和协助扩散要点突破方式浓度方向转运蛋白能量自由扩散高→低不需要不需要协助扩散高→低需要不需要02载体蛋白与通道蛋白要点突破2、不同点：

载体蛋白：只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变

通道蛋白：只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合1、相同点：具有选择性03半透膜和选择透过性膜要点突破1、细胞膜具有选择性的原因：

不同细胞膜上转运蛋自的种类和数量不同,从面使细胞膜对物质透过表现出高度的选择性。2、半透膜和选择透过性膜比较：种类物质透过性特点半透膜较小物质通过,较大物质不能通过不具选择性不具活性,是多孔性薄膜选择透过性要选样吸收的离子、小分子可通过，而其他离子、小分子和大分子不能通过具选择性和活性,是生物膜探究三探究植物细胞的的吸水和失水3课堂.合作探究

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请根据“探究植物细胞的吸水和失水”实验流程,回答问题：1、步骤B观察到的是正常状态下的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,此时的原生质层与细胞壁紧密相贴;步骤D观察到的是用一定浓度的蔗糖溶液处理过的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，此时发生了

现象。该现象发生的内因是的伸缩性较大，

的伸缩性较小;外因是蔗糖溶液浓度

(填“大于”或“小于”)细胞液浓度,细胞失水。质壁分离原生质层大于探究三探究植物细胞的的吸水和失水3课堂.合作探究

COOPERATIVEINQUIRY合作探究2、通过步骤E处理后，步骤F观察到的结果与步骤D观察到的结果相比，发生了什么现象?该现象发生的外因是什么?2、请分析本实验是如何设计对照实验的。答案：发生了质分离的复原现象。发生质壁分离复原的外因是细胞液浓度大于外界溶液浓度,细胞吸水。答案：本实验存在两次对照:第一次是自然状态与质壁分离状态的对照,第二次是质壁分离复原状态与质壁分离状态的对照。01细胞能否发生质壁分离的判断要点突破1、从细胞角度分析：（1）具有中央大液泡的成熟的植物细胞才可发生质壁分离现象。（2）死细胞、动物细胞、未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质警分高现象。01细胞能否发生质壁分离的判断要点突破2、从溶液角度分析：（1）在一定浓度的溶质不能穿膜的溶液中，发生质璧分离现象。（2）在一定浓度的溶质(如甘油、尿素、乙醇、KNO、溶液等)可穿膜的溶液中,先发生质壁分离，后自动复原。（3）在高浓度溶液中质壁分离现象明显，但不能复原,因为溶液浓度过高,细胞因失水过多而死亡。（4）盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞,不适于作为质壁分离实验的溶液。02质壁分离实验的应用要点突破1、判断成熟植物细胞死活：

方法：将待测细胞置于一定浓度的蔗糖溶液中，

结果：发生质壁分离→有生物活性；不发生质壁分离→无生物活性2、测定细胞液浓度范围：

方法：待测细胞置于一系列浓度梯度的蔗糖溶液中一段时间，镜检；

结果：细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶

液浓度之间02质壁分离实验的应用要点突破3、测定细胞液浓度范围：

方法：不同植物细胞置于同一浓度的蔗糖溶液，镜检；

结果：细胞发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小；

反之，细胞液浓度越大。课时.评价作业

EVALUATEHOMEWORK1.右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。相关叙述正确()A.图中1、2、6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