4.1被動運輸?shù)?課時課件高一上學(xué)期生物人教版必修1-1

第1節(jié)

被動運輸?shù)?章細胞的物質(zhì)輸入與輸出思考：為什么細胞膜具有選擇透過性？

細胞膜怎樣控制物質(zhì)輸入和輸出？細胞是個開放的生命系統(tǒng)，細胞膜可以控制物質(zhì)進出。分子在不停地運動【解釋生活現(xiàn)象1】1.清水中滴入幾滴紅墨水，過一段時間，水都染上了紅色。2.在清水中加入糖，一段時間，水變甜。擴散：分子從相對含量高一側(cè)向相對含量低的一側(cè)運動最后均勻分布的現(xiàn)象?！旧瞵F(xiàn)象】半透膜半透膜是一些小分子物質(zhì)（如水）能透過，而另一些較大物質(zhì)則不能透過的多孔性薄膜。它包括物理性的過濾膜和生物性的選擇透過性膜。

①過濾膜：膜上有一些小孔，若分子的直徑小于小孔直徑，就能通過，否則不能通過。如玻璃紙（賽璐玢）、膀胱膜、雞蛋的殼膜、魚鰾等

②選擇透過性膜：指具有活性的生物膜，對物質(zhì)的通過既具有半透膜的物理性質(zhì)，還具有主動的選擇性，如細胞膜、細胞器膜、核膜。細胞膜玻璃紙（賽璐玢）注意：選擇透過性膜一定是半透膜，半透膜不一定是選擇透過性膜。蔗糖溶液玻璃紙（半透膜）清水蔗糖分子水分子水分子可以自由通過，而蔗糖分子不能通過。半透膜滲透作用水分子（或其它溶劑分子）通過半透膜的擴散。1概念：Q1.漏斗內(nèi)的液面為什么會升高？單位時間從清水流入蔗糖溶液中的水分子數(shù)單位時間從蔗糖溶液流入清水中的水分子數(shù)蔗糖溶液玻璃紙（半透膜）清水蔗糖分子水分子半透膜滲透作用指溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力,大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒的數(shù)目。滲透壓：不會，當管內(nèi)的液面上升到一定高度之后，管中的水柱產(chǎn)生的重力將加快漏斗中水分向外擴散的速度，當________________________最終達到平衡，液面將不再上升。Q2.如果漏斗管足夠長，管內(nèi)的液面會無限升高嗎？為什么？漏斗內(nèi)滲透壓=液柱的重力，一段時間變式裝置:下圖標注的均是質(zhì)量分數(shù)，假設(shè)只有水分子能通過半透膜，則一段時間后，液面高度會如何變化？c=mMV水從蔗糖流向葡萄糖更多濃度差指溶質(zhì)顆粒的物質(zhì)的量濃度，強調(diào)某物質(zhì)的數(shù)量水分子含量更多液面上升濃度低濃度高【問題探討】30%蔗糖溶液玻璃紙30%蔗糖溶液30%蔗糖溶液紗布清水思考：B和C的液面會升高嗎？CB30%蔗糖溶液玻璃紙清水A①具有半透膜滲透作用2發(fā)生條件：②半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差滲透作用水分子（或其它溶劑分子）通過半透膜的擴散含水量高－－低濃度溶液－－滲透壓低含水量低－－高濃度溶液－－滲透壓高半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。2發(fā)生的條件3水的運輸方向1概念：①從溶質(zhì)的角度分析：低濃度溶液→高濃度溶液②從水分子自身的角度分析：高含量一側(cè)→低含量一側(cè)指物質(zhì)的量濃度而非質(zhì)量濃度滲透作用①液面高度不發(fā)生變化，水分子雙向運動速率相等，

即動態(tài)平衡。②滲透平衡時：△h的液體重力=漏斗中溶質(zhì)的吸水力（滲透壓）溶液S1溶液S2平衡前：S2＞S1S表示溶液濃度滲透過程：平衡后：平衡后S1與S2的濃度差產(chǎn)生的吸水力與高度差的重力相等，S1與S2的濃度差越大，高度差就越大。4滲透平衡S2↓

S1↑S2＞S1提醒

①滲透≠擴散：滲透作用必須通過半透膜，擴散則不一定需要；擴散適用于各種物質(zhì)，滲透僅指溶劑分子。滲透是一種特殊的擴散。②滲透平衡≠兩側(cè)溶液濃度相等：滲透平衡時半透膜兩側(cè)液面仍存在液面高度差，則半透膜兩側(cè)溶液就存在濃度差，且液面高的一側(cè)溶液濃度高。升高降低下降上升穩(wěn)定在一定高度(1)溶質(zhì)不能通過半透膜的情況水進出細胞的原理內(nèi)容11、右圖所示是滲透裝置示意圖,關(guān)于在長頸漏斗管內(nèi)液面上升過程中的有關(guān)敘述,正確的是(

)A.水分子只能通過半透膜從燒杯進入漏斗進行單向移動B.液面上升的速率先逐漸加快，然后減慢，最終液面維持穩(wěn)定C.當半透膜兩側(cè)水分子進出速率相等時,兩側(cè)溶液濃度相等D.半透膜兩側(cè)溶液的濃度差越大,上升的高度越高D【母題延伸】若將圖中的蔗糖溶液改為溶質(zhì)能通過半透膜的葡萄糖溶液，滲透平衡時液面如何變化？

半透膜兩側(cè)溶液的濃度大小如何？液面相平相同當液面不再上升時，液面高的一側(cè)其濃度也較高！練習(xí)（2）溶質(zhì)能通過半透膜的滲透裝置S1和S2是兩種不同的溶質(zhì)且只有水和S1能透過半透膜S1溶液S2溶液半透膜水進出細胞的原理內(nèi)容1①

物質(zhì)的量濃度：S1>S2

S1液面升高S1中的溶質(zhì)透過半透膜進入S2S2液面升高，最終高于S1②物質(zhì)的量濃度：

S1<S2

S1液面始終低于S2液面（2）溶質(zhì)能通過半透膜的滲透裝置S1和S2是同種溶質(zhì)，且能透過半透膜，S1溶液濃度大于S2溶液濃度S1溶液S2溶液半透膜①由于半透膜兩側(cè)存在濃度差，由S2→S1的水分子數(shù)多于S1→S2的。導(dǎo)致

。②隨后S1中的溶質(zhì)透過半透膜進入S2，濃度差逐漸減小，S1和S2的溶液濃度

，液面

。S1液面上升相等持平水進出細胞的原理內(nèi)容1理解：１）因為有高度差，因此平衡時也存在濃度差，原本濃度高

的仍然是相對高的。２）若沒有高度差，則平衡時半透膜兩側(cè)的濃度是相等的。（3）溶液的體積變化溶液體積大，吸收水多，液面高度大水進出細胞的原理內(nèi)容1A、B兩個漏斗中液體體積和濃度相同，所以最終液面高度

，但是A漏斗的半透膜面積大，吸水

。到達平衡時

。（3）半透膜的面積相同快短水進出細胞的原理內(nèi)容1右側(cè)液面升高液面不變1.U型管問題，判斷液面變化（半透膜只允許水分子通過）習(xí)題檢測物質(zhì)的量濃度質(zhì)量分數(shù)A、B兩側(cè)同時加等量蔗糖酶A液面高于B液面AB1.U型管問題，判斷液面變化（半透膜只允許水分子通過）習(xí)題檢測

①1mol/LNaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的滲透壓相等

（

）

②質(zhì)量分數(shù)為10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液滲透壓相等

（

）

③在滲透裝置中，當液面不再升高時，水分子不再通過半透膜

（

）

④滲透平衡時，半透膜兩側(cè)濃度一定相等（

）⑤在滲透作用中，當半透膜兩側(cè)溶液濃度相等時，水分子不再通過半透膜

（

）

2.概念辨析：××××

×習(xí)題檢測練習(xí)3.(2022·濟南模擬)下圖所示為平衡時的滲透裝置，燒杯內(nèi)的液面高度為a，漏斗內(nèi)的液面高度為b，液面高度差m=b?a。在此基礎(chǔ)上繼續(xù)實驗，以滲透平衡時的液面差為觀測指標，正確的是(

)。AA.若吸出漏斗中高出燒杯內(nèi)的液面的溶液，則平衡時m減少B.若向漏斗中加入少量蔗糖，平衡時m將不變C.若向漏斗中加入適量且與漏斗內(nèi)的蔗糖溶液濃度相等的蔗糖溶液，則平衡時m不變D.向燒杯中加入適量清水，平衡時m將增大習(xí)題檢測4．(2023·廣東六校聯(lián)考)某興趣小組用圖甲研究滲透作用，a和b均為蔗糖溶液，c允許單糖通過。圖乙為實驗結(jié)果。下列說法正確的是()A．燒杯中蔗糖溶液濃度大于漏斗中蔗糖溶液濃度B．若t2時刻燒杯中加入蔗糖酶，則Δh最終將變小C．t2時刻半透膜兩側(cè)蔗糖溶液濃度相同D．若t2時刻漏斗中加入蔗糖酶，則Δh將先變大后變小D習(xí)題檢測外界溶液細胞膜半透膜蔗糖溶液細胞質(zhì)基質(zhì)相當于相當于濃度差細胞是個開放的生命系統(tǒng)，如果將裝置中的漏斗換成動物細胞還會不會吸水？一個動物細胞能否構(gòu)成一個滲透系統(tǒng)？討論:動物細胞與外界溶液組成了一個滲透系統(tǒng)

②細胞內(nèi)溶液與外界溶液存在濃度差①細胞膜相當于一層半透膜

水進出動物細胞的原理——滲透作用

外界溶液濃度

細胞質(zhì)的濃度小于吸水膨脹、漲破大于失水皺縮低滲溶液高滲溶液等滲溶液0.9%NaCl溶液中20%的蔗糖溶液中清水中等于保持原狀

水進出動物細胞的原理——滲透作用Q1.紅細胞內(nèi)的血紅蛋白相當于“問題探討”裝置中的什么物質(zhì)？血紅蛋白是有機大分子物質(zhì)，不能透過細胞膜。它相當于“問題探討”中的蔗糖分子。不一定，如果細胞內(nèi)外濃度差很小，則細胞吸水，但不會漲破。問題交流：

水進出動物細胞的原理——滲透作用Q2.

當外界溶液的濃度低時，紅細胞一定會由于吸水而漲破嗎？Q3.

紅細胞吸水或失水的多少取決于什么條件？取決于紅細胞內(nèi)外溶液的濃度差。一般情況下，濃度差越大時，細胞吸水或失水越多。Q4.想一想臨床上輸液為什么要用生理鹽水（0.9%NaCl溶液）？因為生理鹽水的濃度與血漿的濃度基本一致，血細胞不會因為過度吸水或失水而出現(xiàn)形態(tài)和功能上的異常。將人類的紅血球置于不同濃度蔗糖液中，浸泡半小時之后的結(jié)果如圖。依照血球外形的變化判斷蔗糖液的濃度，由高到低排列，正確的是（）A．甲＞乙＞丙＞丁B．?。炯祝疽遥颈鸆．丙＞?。炯祝疽褼．丙＞乙＞丁＞甲D甲

乙丙

丁吸水漲破吸水膨脹失水皺縮水進出動態(tài)平衡練習(xí)

水進出植物細胞的原理——滲透作用如果將裝置中的漏斗換成植物細胞將如何？和動物細胞一樣也會吸水漲破嗎？討論:細胞壁具有全透性，且能支持、保護細胞。水進出動物細胞主要是進出

，

相當于半透膜細胞膜細胞質(zhì)水進出植物細胞主要是進出

，

、

、

、

相當于半透膜細胞膜液泡液泡膜兩層膜間細胞質(zhì)

水進出植物細胞的原理——滲透作用細胞壁細胞膜液泡膜細胞質(zhì)原生質(zhì)層細胞液①②③④⑤1.原生質(zhì)層：細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)。2.水進出植物細胞：主要是指水經(jīng)過原生質(zhì)層進出液泡。（全透性，支持和保護細胞，伸縮性比較小）成熟植物細胞結(jié)構(gòu)模式圖（植物細胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里的細胞液）

設(shè)計實驗探究植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗實驗結(jié)果水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？原生質(zhì)層是不是相當于一層半透膜？原生質(zhì)層相當于一層半透膜（1）如果假設(shè)是正確的，當外界溶液的濃度高于細胞液的濃度時，細胞就會

；當外界溶液的濃度低于細胞液的濃度時，細胞就會

。（2）如何提高或降低細胞外溶液濃度？（3）如何看到細胞？需要用到什么材料和器具？實驗結(jié)論提高細胞外溶液濃度：蔗糖溶液降低細胞外溶液濃度：清水利用顯微鏡觀察臨時裝片。失水吸水實驗----探究植物細胞的吸水和失水①選擇成熟的植物活細胞，并具有中央大液泡和原生質(zhì)層。（不可以選用死細胞、動物細胞及未成熟的植物細胞、種子、根尖分生區(qū)的細胞）②細胞液或細胞質(zhì)應(yīng)具有顏色。如：紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞液為紫色，易于觀察。

也可選用黑藻細胞直接觀察，因為原生質(zhì)層是綠色的！

若選用洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮，由于細胞液無色，觀察時可在外界溶液中加染料，或者將視野調(diào)暗。1.實驗材料的選擇要求：進行實驗，記錄結(jié)果探究植物細胞的吸水和失水探究·實踐(一)選擇材料下列材料中能用于本次實驗的是

。A.大蒜根尖分生區(qū)細胞B.人的口腔上皮細胞C.菠菜或黑藻葉肉細胞D.蛙的紅細胞E.洋蔥鱗片葉外表皮細胞F.洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細胞CEF活的植物細胞，要有中央大液泡和細胞壁，液泡最好有顏色二、水進出細胞的原理2、水進出植物細胞的情況2.外界溶液的選擇應(yīng)選擇對細胞無害的溶液，不能選用鹽酸、酒精、醋酸等溶液作實驗試劑。（因為能殺死細胞）

常選用質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液作為外界溶液。（原因是該濃度的蔗糖溶液既能使細胞發(fā)生明顯的質(zhì)壁分離，

又不會導(dǎo)致細胞過快死亡）思考：本實驗選用0.3g/mL的蔗糖溶液作試劑，若濃度過高或過低對實驗有何影響？實驗----探究植物細胞的吸水和失水①若蔗糖溶液濃度過高（如0.5g/mL的蔗糖溶液），原生質(zhì)層分離的速率雖快，但細胞會失水過多而死亡，不能再進行質(zhì)壁分離復(fù)原實驗；②若蔗糖溶液濃度過低，則不易觀察到細胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象或質(zhì)壁分離速率較慢。

實驗結(jié)果：外界溶液中央液泡大小原生質(zhì)層的位置細胞大小蔗糖溶液清水逐漸變小逐漸變大，恢復(fù)原來大小逐漸脫離細胞壁逐漸貼近細胞壁基本不變基本不變

實驗結(jié)論：

植物細胞的原生質(zhì)層相當于一層半透膜，植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的。

實驗----探究植物細胞的吸水和失水

設(shè)計實驗探究植物細胞的吸水和失水提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗分析結(jié)果實驗結(jié)論（1）原生質(zhì)層相當于一層半透膜；（2）植物細胞也是通過滲透作用吸水和失水的。植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離與復(fù)原的原因：外因：內(nèi)因：細胞內(nèi)外溶液有濃度差，能滲透吸水和失水原生質(zhì)層相當于一層半透膜原生質(zhì)層的伸縮性>細胞壁的伸縮性練習(xí)2.下列關(guān)于植物細胞的吸水和失水實驗的敘述,正確的是（

）A.紫色洋蔥根尖分生區(qū)細胞可以作為實驗材料B.質(zhì)壁分離指的是細胞壁與細胞質(zhì)的分離C.該實驗可用于探究植物細胞細胞液的濃度大小D.植物細胞吸水能力與質(zhì)壁分離程度呈負相關(guān)E.在低濃度的外界溶液中，細胞因吸水會漲破C細胞液濃度介于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛發(fā)生質(zhì)壁分離的兩蔗糖溶液濃度之間。（由于存在細胞壁的保護，植物細胞不會漲破）原生質(zhì)層Q1:植物細胞會由于過多吸水而漲破嗎？不會。（因為細胞壁具有保護和支持的作用）探究·實踐探究植物細胞的吸水和失水表達和交流Q2:質(zhì)壁分離后，細胞壁和原生質(zhì)層之間的空隙充滿的是什么？0.3g/ml的蔗糖溶液處理充滿的是外界溶液（蔗糖溶液）Q3:根尖分生區(qū)細胞會不會出現(xiàn)質(zhì)壁分離？不會，不是成熟的植物細胞，沒有大液泡Q4:本試驗選用0.3g/mL的蔗糖溶液，若改用0.8g/mL的蔗糖溶液作為試劑，會發(fā)生質(zhì)壁分離的現(xiàn)象嗎？如若發(fā)生質(zhì)壁分離，滴加清水后會發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原嗎？若用0.03g/mL的蔗糖溶液的溶液會有什么現(xiàn)象？會發(fā)生質(zhì)壁分離，但濃度過高會引起植物過度失水而死，將不能再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。濃度太低質(zhì)壁分離的現(xiàn)象不明顯。Q5、某些物質(zhì)KNO3溶液可以進入到細胞內(nèi)，將植物細胞放入這類物質(zhì)的溶液中，質(zhì)壁分離情況與本實驗是否完全相同？為什么？探究·實踐探究植物細胞的吸水和失水表達和交流Q6、將成熟植物細胞放在高濃度的鹽酸或酒精溶液中，無法觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象，為什么？高濃度的鹽酸或酒精會殺死細胞，使原生質(zhì)層失去選擇透過性。由于細胞可選擇性地吸收K＋和NO3－，導(dǎo)致細胞液濃度大于外界溶液的濃度，細胞開始吸水，從而發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原。注意：只要細胞能吸收該溶質(zhì)，都能發(fā)生質(zhì)壁分離自動復(fù)原，如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等

設(shè)計實驗探究植物細胞的吸水和失水①如果選用動物細胞能否觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象？②如果選用死細胞能否觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象？③如果選用植物根尖分生區(qū)細胞能否觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象？4.要觀察細胞發(fā)生質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原，對材料有哪些要求？【練習(xí)】洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮會發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原嗎？活的成熟植物細胞會，但不明顯黑藻（高等植物）葉肉細胞能觀察到明顯的質(zhì)壁分離現(xiàn)象嗎？葉肉細胞中有葉綠體，可以觀察到明顯的質(zhì)壁分離3.用濃度為2mol·L-1乙二醇溶液和2mol·L-1蔗糖溶液分別浸泡某種植物細胞,觀察細胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象,得到其原生質(zhì)體(去除細胞壁的植物細胞)體積變化如下圖所示?；卮饐栴}(1)原生質(zhì)體體積A→B段的變化說明：在該段時間內(nèi)水從原生質(zhì)體

，細胞液的濃度

。(2)在1min后，處于2mol·L-1蔗糖溶液中細胞的細胞液的濃度將

，此時，在細胞壁與原生質(zhì)層之間充滿了

。要使該細胞快速復(fù)原，應(yīng)將其置于

中?！督滩摹稰74

由于細胞壁具有全透性，不會阻礙蔗糖分子的進入。滲出增大緩慢增大后趨于穩(wěn)定蔗糖溶液清水練習(xí)2、質(zhì)壁分離結(jié)束時，水分子進出細胞數(shù)量相等此時達到滲透平衡，細胞液濃度

外界溶液濃度此時細胞可能處于

狀態(tài)

1、在實驗過程中顯微鏡下觀察到右圖所示圖像時3、質(zhì)壁分離復(fù)原結(jié)束時，水分子進出細胞數(shù)量相等此時達到滲透平衡，細胞液濃度

外界溶液濃度思考：質(zhì)壁分離、質(zhì)壁分離復(fù)原或者也可能死亡等于不一定等于

③C曲線表示細胞在0.3mol/L的蔗糖溶液中：蔗糖不能進入細胞，因此質(zhì)壁分離后細胞不能發(fā)生自動復(fù)原。C.比較不同植物細胞的細胞液濃度大小【典例】將不同植物的三個未發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞置于同一蔗糖溶液中，形態(tài)不再變化后的細胞圖像如下圖。則有關(guān)各細胞實驗前細胞液濃度的判斷，正確