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

第1节被动运输(第1课时)第4章细胞的物质输入和输出一、学习目标二、重难点1.阐明细胞膜的选择透过性。2.进行关于植物细胞吸水和失水的实验探究。3.阐明被动运输的原理和特点。1.被动运输的原理和特点。2.探究动植物细胞的吸水和失水。3.转运蛋白的种类和作用。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。1.漏斗管内的液面为什么会升高？

半透膜是一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的薄膜的总称。渗透压渗透压的大小取决于单位体积溶质微粒数目的多少，与溶质的相对分子质量、半径等特性无关。溶液中的溶质微粒对水的吸引力，与溶液的物质的量浓度成正比。蔗糖溶液浓度烧杯清水浓度>蔗糖溶液渗透压烧杯清水渗透压>两溶液的水分子双向运动，但由于蔗糖溶液渗透压越大，对水的吸引力越强，因此单位时间内，由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于从蔗糖溶液进入清水的分子数，最终使漏斗管内的液面升高。1.漏斗管内液面为什么会升高？1.漏斗管内液面为什么会升高？低浓度溶液高浓度溶液水分子少水分子多“水往

处流”（高——溶液浓度）

高单位时间：

从烧杯扩散到漏斗的水分子数

＞从漏斗扩散到烧杯的水分子数蔗糖溶液多少清水蔗糖溶液清水蔗糖溶液对清水的渗透压（F1)水柱产生的静水压（F2)随着液面上升，水柱产生的静水压F2逐渐增大，当F2=F1时,该渗透系统（即该装置）达到渗透平衡，此时半透膜两侧水分子交换速率相等，液面不再升高。2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？溶液浓度：漏斗内

>

漏斗外蔗糖溶液清水Δh3.液面不再上升时水分子的运动状态：水分子双向运动

半透膜两侧浓度不相等水分子进出速率相等渗透平衡时：

漏斗内溶液浓度S1>漏斗外溶液浓度S2液面高的一侧→溶液浓度高浓度差越大→液面高度差也越大渗透平衡≠浓度相等4.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？

不会，纱布不是半透膜，孔隙大，可溶于水的物质都能够自由通过，因此水分子和蔗糖分子都能通过。5.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？

半透膜两侧溶液浓度相同，渗透压相等，水分子双向运动速率相同，漏斗中的液面将保持不变。“水往

处流”一.渗透作用3.水分子的运动方向：

1.概念：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。半透膜2.发生渗透现象的条件①具有半透膜②半透膜两侧存在浓度差（相对粒子数目——物质的量浓度）含水量___

含水量______浓度溶液___浓度溶液低高高低高渗透平衡时水分子进出速率相等渗透现象中液面变化的判断一段时间左侧液面下降右侧液面上升质量分数质量分数假设：半透膜只允许水分子透过液面等高半透膜两侧的浓度差是指溶质颗粒的物质的量浓度，不是质量浓度。[易错易混]溶液浓度指物质的量浓度（相对粒子数）而非质量分数。质量分数10%的葡萄糖溶液10%的蔗糖溶液质量相等颗粒分子质量小颗粒分子质量大颗粒数量多颗粒数量少葡萄糖溶液浓度

>蔗糖溶液浓度4个2个一段时间葡萄糖和蔗糖分子不能通过半透膜物质的量2mol/L

液面不变液面等高假设：半透膜只允许水分子透过物质的量2mol/L渗透现象中液面变化的判断×√[辨正误](1)具有浓度差的溶液之间一定会发生渗透作用。(

)(2)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜。(

)(3)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量百分比浓度。(

)(4)渗透作用是扩散的一种特殊形式。(

)××发生渗透现象的条件:①具有半透膜

②半透膜两侧有浓度差

液面上升和渗透平衡：水分子均进行双向运动物质的量浓度（单位体积粒子数目）2.(2024·江苏盐城期中)将水和一定浓度的淀粉溶液置于如图所示渗透装置。下列说法正确的是(

)CA.淀粉分子可以从乙侧扩散到甲侧B.水分子只能从甲侧进入乙侧C.甲侧液面下降，乙侧液面上升D.液面静止时，甲、乙两侧的浓度相等长时间侧含棒棒糖，或长时间嗑咸瓜子，有什么感觉？水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？细胞膜是否相当于一层半透膜呢？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①红细胞与外界溶液组成了一个渗透系统。②红细胞的细胞膜相当于一层半透膜，水分通过渗透作用进出红细胞。水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗?细胞膜是否相当于一层半透膜呢?（案例：红细胞吸水）二.水进出细胞的原理

低渗溶液

高渗溶液

等渗溶液

清水10%NaCl溶液0.9%NaCl溶液①细胞质浓度

>

外界溶液溶质的浓度

，细胞吸水膨胀。②细胞质浓度<

外界溶液溶质的浓度，细胞失水皱缩。③细胞质浓度=外界溶液溶质的浓度，细胞形态不变。1.动物细胞的吸水和失水盐水平衡，形态不变外内0.9%NaCl“动物细胞的吸水和失水”的原理解释：为什么静脉注射时要将药物加到0.9%的NaCl溶液中？联系生活对农作物施肥过多，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。植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？成熟的植物细胞细胞液细胞膜细胞质液泡膜细胞壁全透性，伸缩性小原生质层有一定浓度，与外界溶液能形成一定的浓度差伸缩性大，具有选择透过性原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。相当于一层半透膜。成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液2.植物细胞的吸水和失水（1）成熟植物细胞的结构

现象条件细胞维持正常形态细胞吸水膨胀细胞发生质壁分离外界溶液浓度等于细胞液浓度外界溶液浓度小于细胞液浓度外界溶液浓度大于细胞液浓度①半透膜②浓度差原生质层细胞液与外界溶液之间的浓度差原理（2）成熟植物细胞吸水和失水的现象及条件原生质和原生质体1.原生质：细胞内生命物质的总称原生质主要成分是糖类、蛋白质、核酸和脂质等。原生质分化成细胞膜、细胞质和细胞核，构建成具有特定结构体系的原生质体，即细胞。2.原生质体：来源于原生质，原生质体是组成细胞的一个形态结构单位。原生质体是指除去细胞壁的细胞叫原生质体（如植物细胞、细菌）。一个动物细胞就是一个原生质。植物细胞由原生质体和细胞壁组成。提出问题①水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？②原生质层是否相当于一层半透膜？作出假设水分进出植物细胞是通过渗透作用，原生质层相当于一层半透膜。实验设计思路当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，细胞就会失水，发生质壁分离；当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，细胞就会吸水，发生质壁分离复原。细胞通过渗透作用吸水或失水，液泡的

、

会变化；原生质层与细胞壁会分离或复原。预测大小颜色三.探究植物细胞的吸水和失水1.实验设计及结论进行实验(1)选择材料为什么选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料？

外表皮（细胞液——紫色）

内表皮（细胞液——无色）液泡呈紫色液泡呈无色便于观察三.探究植物细胞的吸水和失水进行实验(2)实验步骤3.探究植物细胞的吸水和失水进行实验(2)实验步骤三.探究植物细胞的吸水和失水+0.3g/mL蔗糖+清水质壁分离质壁分离复原初始状态水水失水吸水(3)实验现象和结果三.探究植物细胞的吸水和失水自身对照是指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照第一次对照滴加蔗糖溶液滴加清水第二次对照质壁分离质壁分离复原初始状态三.探究植物细胞的吸水和失水外界溶液液泡大小+深浅原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液清水变小变深与细胞壁分离与细胞壁重新贴合变大变浅基本不变基本不变质壁分离质壁分离复原三.探究植物细胞的吸水和失水①细胞是活的（死细胞的细胞膜具有全透性），具有细胞壁。②细胞有中央大液泡。③细胞外溶液的浓度高于细胞液浓度。细胞发生质壁分离后，细胞壁与细胞膜之间的空隙充满的是外界溶液。干种子的细胞、根尖分生区等未成熟的植物细胞、死细胞、动物细胞不能发生质壁分离。2.质壁分离及复原现象(1)条件2.质壁分离及复原现象(2)原因

①

外因原生质层具有选择透过性细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性外界溶液浓度大于细胞液浓度②

内因宏观上：植物由坚挺→萎蔫微观上：质壁分离③

表现液泡：细胞液颜色：原生质层与细胞壁分离大→小浅→深实验思考1.如果将实验中质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液改为质量浓度为0.5g/mL的蔗糖溶液，实验结果会如何？蔗糖溶液浓度过高

细胞失水过多死亡质壁分离质壁分离无法复原0.3g/mL的蔗糖溶液水分子进出速率相同0.5g/mL的蔗糖溶液失水过多死亡溶液浓度过高时质壁分离现象明显，但细胞会因失水过多而死亡，不发生质壁分离复原。实验思考2.如果将实验中质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液改为适宜浓度的KNO3溶液，实验结果会如何？

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→质壁分离自动复原自动复原甘油、尿素、乙二醇、KNO3等溶液中发生质壁分离后和自动复原（1）判断成熟植物细胞的死活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3.质壁分离及复原实验拓展（2）测定细胞液浓度范围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3.质壁分离及复原实验拓展（3）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）3.质壁分离及复原实验拓展课堂小结×√[辨正误](1)植物细胞壁是全透性的，其作用是保护和支持细胞。(

)(2)植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成。(

)提示：原生质层由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质组成。(3)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。(

)提示：动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜，当细胞质与外界溶液存在浓度差时，会发生渗透作用。×(4)动物细胞和植物细胞放在蒸馏水中会吸水涨破。(

)提示：植物细胞有细胞壁的保护作用而不会吸水涨破。(5)探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，可用肉眼直接观察。(

)提示：探究人体