4.1被动运输第1课时课件高一上学期生物人教版必修1

复习提问细胞膜的功能有哪些？细胞膜功能特点？(细胞膜控制物质进出细胞的特点？)将细胞与外界环境分隔开进行细胞间信息交流控制物质进出细胞选择透过性为什么具有选择透过性？结构决定功能细胞膜是怎样控制物质输入和输出的呢？不同的物质跨膜运输的方式一样吗？这与细胞膜的结构有什么关系呢？第四章细胞的物质输入和输出第1节

被动运输问题探讨

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？2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？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。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，当半透膜两侧的渗透压差=液柱的压力，水分子进出达到平衡，液面将不再上升。此时膜两侧溶液浓度相等吗？不等半透膜的透过原理：根据膜上孔的大小来选择分子是否能通过渗透现象演示动画演示动画演示蔗糖分子水分子半透膜半透膜：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(如：膀胱膜、玻璃纸、卵壳膜)问题探讨3.如果用用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管的液面

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，

液面高度如何变化？不会,因为纱布的孔隙很大,蔗糖分子也可以自由透过。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。发生渗透作用的条件一：半透膜发生渗透作用的条件二：膜两侧的溶液具有浓度差一、水进出细胞的原理1.渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。②半透膜两侧的溶液具有浓度差①具有半透膜2.条件：——渗透作用低浓度溶液（水多）高浓度溶液（水少）水分子数多水分子数少浓度差是指溶质颗粒的物质的量浓度，不是质量浓度。3.方向：低渗透压高渗透压溶液渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。渗透压大小取决于：溶质微粒越多，对水的吸引力越大，渗透压越大。×（3）渗透作用是扩散的一种特殊形式√（5）水分子进出达到平衡状态时，半透膜两侧的溶液浓度相同

（4）具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用×

课堂检测1.判断正误：3.在中部装有半透膜（允许葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）的U形管（如图）中进行的如下实验，结果不正确的是（）A．若a侧为细胞色素（一种红色蛋白质），b侧为清水，开始时两边液面高度相同，一段时间后，a侧液面高B．若a侧为质量浓度为5%的蔗糖溶液，b侧为质量浓度为10%的蔗糖溶液，开始两边液面高度相同，一段时间后，b侧液面高C．若a侧为质量浓度为10%的葡萄糖溶液，b侧为质量浓度为10%的蔗糖溶液，开始两边液面高度相同，较长时间后，b侧液面高D．若a侧为质量浓度为5%的葡萄糖溶液，b侧为质量浓度为10%的葡萄糖溶液，开始两边液面高度相同，较长时间后，b侧液面高D动物细胞的吸水与失水一个动物细胞能否构成一个渗透系统？30%蔗糖溶液半透膜清水高浓度溶液生理盐水蒸馏水观察红细胞在不同浓度溶液中的变化，分析水进出红细胞的原理外界溶液浓度等于细胞质浓度外界溶液浓度低于细胞质浓度外界溶液浓度高于细胞质浓度细胞失水皱缩保持正常形态细胞吸水膨涨水的进出方向：---顺相对含量梯度（水多---水少）进出动物细胞(一）、水进出动物细胞的原理外界溶液细胞膜半透膜蔗糖溶液细胞质基质相当于相当于结果分析：细胞膜相当于半透膜

细胞质与外界溶液之间具有浓度差实验说明：动物细胞可通过渗透作用吸水和失水实验原理思考·讨论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？不能，蔗糖分子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？是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？不一定，浓度差很大时会涨破，浓度差较小时不会涨破。4.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？浓度差。浓度差越大细胞吸水或失水越多。防止血细胞失水或吸水，细胞形态改变影响细胞的功能。水进出哺乳动物红细胞的原理（二）植物细胞的吸水和失水如果将装置中的漏斗换成植物细胞将如何？和动物细胞一样也会吸水或失水吗？实验：探究植物细胞的吸水和失水(视频)（二）探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水水分进出细胞是通过渗透作用吗？原生质层是否相当于一层半透膜？水分通过渗透作用进出植物细胞，原生质层相当于一层半透膜探究·实践探究水分是否通过渗透作用进出植物细胞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。提出问题：实验设计：做出假设：实验目的：进行实验:清水0.3g/mL蔗糖实验中所选的生物材料是什么？制作临时装片是怎么处理的？紫色洋葱鳞片叶外表皮撕片时要尽量薄，撕取后要放入载玻片上的清水中。具有紫色大液泡，便于观察。实验:探究植物细胞的吸水与失水进行实验盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片1234滴清水撕取洋葱鳞片叶外表皮低倍镜观察①有一个______的中央大液泡②原生质层紧贴___________紫色细胞壁第一次观察结果：6低倍镜观察实验步骤5在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引7在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸吸引8低倍镜观察重复几次重复几次第一次处理第二次处理①中央液泡逐渐_____，紫色逐渐______②原生质层与细胞壁逐渐______分离变小变深①中央液泡逐渐_____，紫色逐渐_____②原生质层逐渐_____细胞壁紧贴变大变浅第二次观察结果：第三次观察结果：实验中共用显微镜观察了几次，每次观察都用什么溶液处理？滴0.3g/mL蔗糖溶液的状态滴清水再观察状态初始状态自身前后对照123第一次对照第二次对照第一次观察三次观察（均用低倍镜观察）看液泡大小，原生质层的位置观察质壁分离滴加蔗糖溶液后观察第二次观察再次滴加清水溶液后观察第三次观察观察质壁分离复原实验中用显微镜的高倍镜还是低倍镜观察？你观察到了什么现象呢？第一次观察a滴加蔗糖溶液后观察b再次滴加清水溶液后观察c仅凭图c能否判断细胞细胞正在发生质壁分离？不能，也可能正在发生质壁分离的复原实验现象液泡大小液泡颜色原生质层的位置细胞大小0.3g/ml蔗糖溶液b清水c变小逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置原生质层脱离细胞壁基本不变基本不变变深变浅第二次观察第三次观察原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性外因：外界溶液浓度与细胞液存在浓度差内因

原生质层相当于一层半透膜细胞渗透失水质壁分离质壁分离的概念：指原生质层和细胞壁发生分离的现象。思考：质壁分离中“质”和”壁”分别指什么？质指原生质层，壁指细胞壁。质壁分离和质壁分离复原问题探讨讨论1：为什么发生质壁分离及质壁分离复原的过程中，细胞大小基本不变？植物细胞有细胞壁，细胞壁伸缩性较小。讨论2：发生质壁分离的细胞，细胞壁和原生质层之间的溶液是什么？判断依据是什么？细胞壁具有全透性蔗糖溶液（外界溶液）清水处理正常状态质壁分离质壁分离现象更明显，但细胞失水过多死亡，加清水后不能复原。蔗糖溶液0.3g/ml的蔗糖（3）本实验选用了0.3g/ml的蔗糖溶液，若外界溶液浓度过高对实验有什么影响？过低对实验有什么影响？质壁分离慢，效果不明显质壁分离复原（4）若将0.3g/ml的蔗糖换为一定浓度的KNO3（NaCl等）结果会如何？资料：蔗糖是二糖不能被细胞吸收，质壁分离后滴加清水后才能复原；而K+和NO3+、Cl-可被植物细胞吸收。能发生自动复原的溶液除KNO3

、NaCl，还有尿素、甘油、葡萄糖溶液等。在一定浓度的KNO3溶液中质壁分离后，细胞会主动吸收K+、NO3-，细胞液浓度逐渐增大，细胞开始吸水，发生质壁分离后的自动复原。醋酸溶液：无质壁分离及复原现象，因为醋酸能杀死细胞，使原生质层失去选择透过性。（盐酸、酒精溶液类似）植物细胞的质壁分离和复原的条件（1）活细胞，有细胞壁；（2）细胞液与外界溶液存在浓度差，但是浓度差太大细胞会死亡；（3）细胞必须有大的液泡，最好细胞液中含有色素，这样便于观察；（4）自动发生质壁分离复原的物质：尿素、KNO3、NaCl、甘油。

如果所用溶液中的溶质为KNO3

、NaCl、尿素、甘油、葡萄糖等，原因是溶质通过（原生质层）进入液泡，使细胞液的浓度升高，当细胞液浓度（大于/高于）外界溶液浓度时细胞开始吸水，发生质壁分离自动复原。质壁分离的自动复原质壁分离及复原现象的拓展应用1.判断细胞的活性2.测定细胞液浓度的范围待测成熟植物细胞镜检不发生质壁分离活细胞死细胞一定浓度蔗糖溶液发生质壁分离待测成熟植物细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的两种外界溶液的浓度之间3.比较不同植物细胞的细胞液浓度4.比较几种未知浓度溶液的浓度大小不同植物细胞同一浓度蔗糖溶液镜检判断细胞液浓度的大小(时间越短，细胞液浓度越小)同一植物的相同成熟细胞几种未知浓度的溶液镜检比较刚发生质壁分离时所需时间的长短、程度比较质壁分离所需时间的长短、程度发生质壁分离所需时间越短，程度越大未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小乙溶液：细胞失水发生质壁分离后自动复原5.鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)成熟植物细胞不同种类溶液镜检只发生质壁分离质壁分离后自动复原溶质不能透过原生质层（如蔗糖溶液）溶质能透过原生质层被吸收（如KNO3溶液）如一定浓度的甘油、尿素、葡萄糖、乙二醇、NaCl、KNO3溶液等，细胞吸收溶质微粒而使细胞液浓度增大，植物细胞会吸水引起质壁分离后的自动复原。渗透装置渗透作用原理动物细胞植物细胞细胞膜原生质层半透膜实例：洋葱细胞渗透吸水或失水实例：哺乳动物红细胞浓度差半透膜蔗糖溶液清水一、概念检测1.物质跨膜运输的方式与物质的特点和细胞膜的结构有关。判断下列有关物质跨膜运输的表述是否正确。(1)细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。(√)(2)水分子进入细胞，是通过自由扩散方式进行的。(x)(3)载体蛋白和通道蛋白在转运分子和离子时，其作用机制是一样的。(x)2.基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是(D)