4.1 被动运输（课时1）课件-高一上学期生物人教版（2019）必修1

4.1

课时1水进出细胞的原理扩散:物质从

浓度→

浓度

红墨水在水中扩散高低

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，使漏斗内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如图所示现象。问题·探讨动画演示半透膜水分子蔗糖分子1.漏斗内的液面为什么会升高？单位时间水分子数：进入漏斗

进入烧杯渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。为什么当液面上升到一定程度时，液面不再上升？

漏斗内高出烧杯液面部分产生的压强与渗透压平衡时，使半透膜两侧水分子的交换速率相同，液面不再升高渗透压：溶液中的溶质微粒对水的吸引力。达到动态平衡后，半透膜内外浓度相等？平衡前：S2＞S1平衡后：S2＞S1S1与S2的浓度差越大，高度差就越大。溶液S1溶液S2问题·探讨蔗糖溶液清水蔗糖溶液玻璃纸纱布

水分子渗入漏斗内使液面上升必须具备的条件?不会。因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。单位时间透过玻璃纸进出水分子相同，故漏斗管液面不变条件一：半透膜条件二：浓度差2、如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？3、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？问题·探讨图2渗透半透膜图1扩散一、水进出细胞的原理从扩散和渗透作用的示意图中，可以看出两种方式有什么异同吗？

扩散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。

渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。扩展：渗透装置分析另一种常考的渗透装置如图所示，若该半透膜只允许水分子通过。思考1一段时间后，液面会如何变化？

液面等高。

因为2mol/L的蔗糖溶液和2mol/L的葡萄糖溶液浓度(物质的量浓度)相等，渗透压相等，对水的吸引力相等。思考2一段时间后，液面会如何变化？

右侧液面升高。

因为质量分数相同时，葡萄糖溶液的浓度(物质的量浓度)更高，渗透压更高，对水的吸引力更大，因此由蔗糖溶液→葡萄糖溶液的水分子较多。1.渗透作用：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。含水量高低浓度溶液渗透压低含水量低高浓度溶液渗透压高半透膜两侧的溶液具有浓度差。水分子由相对含量多的一侧向少的一侧移动2.发生的条件3.水的运输方向一、水进出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浓度差一个动物细胞能否构成一个渗透系统？讨论: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二、水进出动物细胞的原理细胞吸水膨胀外界溶液浓度_______细胞质浓度细胞___________外界溶液浓度_______细胞质浓度外界溶液浓度大于细胞质浓度细胞保持正常状态小于失水皱缩等于红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？这些有机物相当于P62“问题探讨”所示装置中的什么物质？2.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液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞液浓度下降后与外界溶液浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。思考.讨论

血红蛋白是有机大分子物质，不能透过细胞膜，相当于“问题探讨”中的蔗糖分子。3.红细胞吸水和失水取决于什么条件？4.想一想临床上输液为什么要用生理盐水？

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。

因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，细胞不会过度吸水或失水导致形态、功能异常。思考.讨论植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？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。原生质层细胞膜细胞质液泡膜细胞壁(全透性，伸缩性较小)细胞液植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液。水进出细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。细胞液与外界溶液之间具有浓度差。原生质层相当于一层半透膜。半透膜：浓度差：条件植物细胞发生渗透作用的两个条件？三、水进出植物细胞的原理1.实验原理2.材料用具

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，细胞就会失水；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会吸水。紫色洋葱鳞片叶0.3g/ml蔗糖溶液3.方法步骤设计思路显微镜清水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，观察液泡大小变化；③再将植物细胞浸润在清水中，观察液泡大小的变化。探究植物细胞的吸水与失水外界溶液中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水基本不变基本不变变小逐渐恢复原来大小与细胞壁分离恢复原位蔗糖溶液清水4.观察现象，完成下表：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5.分析结果，得出结论6.表达与交流（1）观察质壁分离和复原，对材料的要求：必须是活的、成熟的植物细胞有大液泡优先选择细胞液或原生质层带有颜色的细胞实验试剂浓度不宜过高（细胞失水死亡）或过低（质壁分离现象不明显）溶质不能对细胞具有破坏性，如酒精、盐酸、醋酸等会杀死细胞观察质壁分离的时间不宜过长，以免细胞长时间处于缺水状态死亡，影响质壁分离复原现象的观察。（2）实验当中的质壁分离，“质”和“壁”分别指的是什么呢？“质”指原生质层，“壁”指细胞壁（3）质壁分离的原因质壁分离＋原因外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度内因：细胞壁伸缩性小，具有全透性原生质层伸缩性大，具有选择透过性（4）植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？不会。（因为细胞壁具有保护和支持的作用）（5）将0.3g/ml的蔗糖溶液换成适宜浓度的甘油，实验结果会有什么不同？因细胞主动或被动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。（6）已经发生质壁分离的细胞，再放入清水也不能复原的原因？细胞死亡（7）植物细胞的质壁分离及复原实验有哪些应用？①判断成熟植物细胞的死活②测定细胞液浓度范围待测成熟植物细胞一定浓度蔗糖溶液镜检发生质壁分离无质壁分离活细胞死细胞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发生质壁分离的两蔗糖溶液浓度之间（细胞过度失水死亡将不能发生质壁分离复原）不同植物细胞同一浓度蔗糖溶液镜检发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之则细胞液浓度越大③比较不同植物细胞的细胞液浓度④比较未知浓度溶液的浓度大小同一植物的相同成熟细胞未知浓度的溶液镜检发生质壁分离所需时间越短，未知溶液的浓度越大，反之则未知溶液的浓度越小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镜检只发生质壁分离质壁分离后自动复原溶质不能透过半透膜（如蔗糖溶液）溶质能透过半透膜（如KNO3溶液）如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，质壁分离后因细胞主动或被动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。二、水进出植物细胞的原理细胞的吸水和失水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＜细胞液浓度

细胞吸水外界溶液浓度＜细胞液浓度

细胞失水外界溶液浓度=细胞液浓度

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

质壁分离复原质壁分离超过一定限度不能复原。1.某科研小组设计如图所示的渗透装置，其中蔗糖不能透过半透膜，漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，液面不动(渗透平衡)时液面差为Δh。下列说法正确的是()A．渗透平衡后S1和S2浓度的大小关系为S1＝S2B．渗透平衡后无水分子通过半透膜C．漏斗中溶液液面上升速率逐渐加快D．向漏斗内加适量清水Δh将变小D

由图可得，从S2进入到S1的水分子更多；即：S1水

，浓度

；S2水

，浓度

；应为：S1＞S2，×；水分子进出达到动态平衡，×；S1浓度逐渐减小，速率逐渐减慢，×；S1浓度减小，浓度差减小，Δh变小，√；少高多低2.如图实验装置中，半透膜只允许水分子和单糖分子透过，向a侧加入质量分数为5%的蔗糖溶液，向b侧加入质量分数为5%的葡萄糖溶液，初始状态如图。则下列关于液面的变化及相关叙述正确的是()A．a先降后升，b先升后降B．a先升后降，b先降后升C．当液面最终停止变化时，半透膜两侧溶液浓度相等D．当液面最终停止变化时，b侧浓度高于a侧A①质量相同时，b侧葡萄糖物质的量浓度更大，

a先降，b先升。②之后，ab侧葡萄糖浓度相同，a侧蔗糖浓度高，

a后升，b后降。a侧蔗糖无法透过半透膜，a侧浓度高，×；5蔗糖10葡萄糖最终水分子进出达到动态平衡时，a侧浓度高，液面也高×；5葡萄糖5葡萄糖3.如图1为光学显微镜下观察到的某植物细胞质壁分离的实验结果图，图2为质壁分离及其复原实验流程图。下列说法正确的