4.1细胞的物质输入和输出高一生物上学期课件（2019人教版必修1）

第4章细胞的物质输入和输出第1节被动运输（第一课时）课型：授课人：【学习目标】1、通过对渗透作用现象进行分析，阐明渗透作用的条件及原理。2、理解水进出动物细胞的原理。3、通过“探究植物细胞的吸水和失水”实验，说明水分子进出植物细胞的原理。

有水分渗出1、连续嗑带盐的瓜子时，你的口腔和唇的黏膜有什么感觉呢？2、包水饺用白菜做馅时，放一些盐，过一会儿发现什么现象？干涩的感觉扩散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动，直到均匀分布的的现象。渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。渗透作用是扩散作用的一种特殊形式。渗透作用特指水分子或其它溶剂分子的扩散，而且是通过半透膜的扩散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？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，而蔗糖分子则不能。1.漏斗管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？3.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？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？【讨论】蔗糖溶液玻璃纸（半透膜）清水半透膜蔗糖分子水分子1.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。半透膜：一类膜上有小孔，可以让小分子物质(水)自由通过，大分子物质(蔗糖)不能通过的膜的总称，如玻璃纸、卵壳膜等。30%蔗糖溶液清水玻璃纸Δh不会漏斗中的溶液浓度较大，所以水分子有进入漏斗的趋势。管内的水柱（Δh）会产生一个向下的静水压，当静水压与渗透压平衡时，半透膜两侧水分子的进出速率相同，液面将不再升高。2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？达到渗透平衡时，水分子双向移动不相等。漏斗液面升高形成的向下的静水压（Δh），需要一个水分子进入漏斗的趋势与其相抵，所以仍是漏斗内浓度高于漏斗外的浓度。30%蔗糖溶液清水玻璃纸Δh3.渗透装置中，当漏斗内的溶液不再上升时，半透膜两侧的溶液浓度是否相同？为什么？4.如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？30%蔗糖溶液清水不会。原因是纱布是全透性的，水分子和蔗糖分子都能通过。5.如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面会不会升高？为什么？不会。半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内进出半透水分子数量相等。30%蔗糖溶液玻璃纸纱布/不透水的塑料布发生渗透作用的条件是什么？①具有半透膜②半透膜两侧的溶液具有浓度差一、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一、水进出动物细胞的原理

外界溶液浓度

细胞质的浓度小于吸水膨胀大于失水皱缩低渗溶液高渗溶液等渗溶液等于保持原状0.9%NaCl溶液中20%的蔗糖溶液中清水中一、水进出动物细胞的原理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。一、水进出动物细胞的原理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。二、水进出植物细胞的原理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。(选择透过性)原生质层(选择透过性)细胞膜细胞质液泡膜细胞壁(全透性)构成半透膜原生质层相当于细胞内的

液体环境—细胞液浓度差外界溶液存在渗透系统二、水进出植物细胞的原理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。二、水进出植物细胞的原理【探究·实践】探究植物细胞的吸水和失水提出问题作出假设设计实验进行实验，观察并记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究原生质层是否相当于一层半透膜？水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层相当于一层半透膜，水分进出植物细胞是通过渗透作用。科学探究的一般过程提出问题作出假设设计实验1.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

；当外界溶液的浓度低于细胞液的浓度时，细胞就会

。2.如何使细胞外溶液的浓度提高或降低？3.如何看到细胞？需要用到什么材料和器具？4.对实验结果做出预测——细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化？失水吸水二、水进出植物细胞的原理提出问题作出假设设计实验进行实验，观察并记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究1.实验思路：将植物细胞分别浸润在较高浓度的蔗糖溶液和清水中，用显微镜观察液泡大小、原生质层位置的变化。科学探究的一般过程提出问题作出假设设计实验本实验是教材中涉及的显微观察实验中唯一的一个在低倍镜下(可不换高倍镜)即可观察现象的实验。2.材料用具:紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞/黑藻叶片，0.3g/ml的蔗糖溶液，清水，刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜(黑藻是高等植物细胞，含有大液泡和大而清晰的叶绿体)二、水进出植物细胞的原理滴清水①撕取洋葱鳞片叶外表皮②盖上盖玻片，制成洋葱鳞片叶外表皮临时装片③低倍镜观察④在盖玻片的一侧滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸引流⑤低倍镜观察⑥在盖玻片的一侧滴加清水，在另一侧用吸水纸引流⑦低倍镜观察⑧三次观察实验过程二、水进出植物细胞的原理提出问题作出假设设计实验进行实验，观察并记录结果分析结果，得出结论表达与交流进一步探究科学探究的一般过程现象试剂中央液泡原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液

清水

逐渐变小，颜色变深逐渐变大，颜色变浅逐渐恢复原来位置基本不变逐渐脱离细胞壁基本不变两次对照自身对照二、水进出植物细胞的原理结论：(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分析结果，得出结论二、水进出植物细胞的原理表达与交流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。二、水进出植物细胞的原理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，具有选择透过性二、水进出植物细胞的原理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？细胞死亡二、水进出植物细胞的原理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）二、水进出植物细胞的原理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易错提示(1)水的运输方向：从含水量高的一侧到含水量低的一侧；

从低浓度溶液到高浓度溶液。(2)半透膜两侧的水分子一直双向移动。当液面高度不再变化时，水分子仍双向移动，但进出达到平衡。2.渗透平衡≠浓度相等渗透平衡：半透膜两侧水分子进出平衡，不可看作无水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。渗透平衡后，液面高的一侧溶液浓度高；浓度差越大，液面高度差也越大。3.紫色洋葱鳞片叶内表皮是成熟的植物细胞，含有大液泡，能发生质壁分离及复原，但液泡无色，直接观察现象不明显。判断题1.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破(

)2.植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成(

)3.具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。(

)4.渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等，水分子不再通过半透膜。(

)5.将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用。(

)6.动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨破。(

)××××××课堂检测1.

下列关于植物细胞质