高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 被动运输说课课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 被动运输说课课件ppt，共47页。PPT课件主要包含了渗透装置，渗透作用，当堂检测，失水皱缩，吸水膨胀，维持细胞的正常形态，水进出动物细胞的原理，走进生活，水进入植物细胞的原理，细胞壁全透性等内容，欢迎下载使用。
半透膜：是一种只允许离子和小分子自由通过的膜结构。 物质能否通过只与膜上孔径直径的大小有关。 比如：
玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜，鱼鳔等
活动一：渗透作用发生的原理
1.漏斗内的液面为什么会升高？
①水分子可以通过半透膜，而蔗糖不能②烧杯内水分子相对含量(数量)高于漏斗内③烧杯内的水分子扩散进入漏斗的速度更快，漏斗内水量增加，因而液面升高

如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
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向外扩散的速度，当达到平衡时，液面不再上升。
平衡：水分子扩散速度相等，液面不上升，但有水分子的进出。
平衡时，两侧浓度是否相等？
2.当装置的玻璃纸换成纱布，或者烧杯中清水换成同样浓度的蔗糖溶液，实验结果会怎样？ 总结渗透作用发生的条件。
一、渗透作用及其发生条件
实验用具和试剂：漏斗、烧杯、玻璃纸、纱布、夹子、蔗糖溶液等。
实验目的：探究渗透作用发生的原理和条件。
条件： （1）半透膜 （2）膜两层有浓度差
低浓度溶液 高浓度溶液
相对含量高 相对含量低
溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目
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（相对分子数目）
渗透平衡时水分子进出速率相等
水分子或（其它溶剂分子）透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。
渗透现象中液面变化的判断
左侧液面下降右侧液面上升
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。虽然质量浓度相同，但葡萄糖溶液的物质的量浓度大。单位体积中溶质分子的数目多，溶剂分子的数目少，即相同体积下，溶液中溶质颗粒越多，浓度越大，渗透压越大。故水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。
假设：半透膜只允许水分子透过
NaCl溶液在水中呈现离子状态，导致左侧浓度升高，水分子由2ml/L的葡萄糖溶液→2ml/L的NaCl溶液，则左侧液面升高，最终高于右侧。
解析：两溶液间的水分子进行双向运动，实际观察到的只是水分子双向运动差异所导致的液面变化。
解析：当液面高度不再变化时，水分子仍进出半透膜，但进出达到平衡。
(1)渗透作用是扩散的一种特殊形式(　　)
(2)漏斗内液面升高的原因是：水分子只能通过半透膜进入漏斗内(　　)
(3)液面高度不再变化时，即达到渗透平衡状态，此时水分子不再进出半透膜(　　)
(4)水分子进出达到平衡状态时，半透膜两侧的溶液浓度相同（ ）
解析：渗透平衡后，溶液浓度高的一侧液面高(液面高的一侧溶液浓度也高)；浓度差越大，液面高度差也越大。
例1（多选）图1是渗透作用装置示意图（水分子可以自由透过玻璃纸，而蔗糖分子则不能），实验开始时漏斗管内外液面持平。下列相关叙述错误的是（　　）A．玻璃纸是一种半透膜，具有选择透过性B．水分子由蔗糖溶液渗出玻璃纸的速率，可用图2表示C．蔗糖溶液浓度不断下降直至稳定，可用图2来表示D．漏斗管内液面高度不断增大直至稳定，可用图3来表示
例2（单选）如图为渗透作用实验装置，其中半透膜只允许水分子和单糖分子通过。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，初始状态如图所示，则刚开始的短时间内和最终的液面高低分别为（　　）
A.a高于b，a高于b B.a高于b，a低于bC.a低于b，a高于b D.a低于b，a低于b
A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降B．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降，最后保持内外液面基本相平C．加酶前后，在烧杯中都可以检测出蔗糖D．加酶后，可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶
例3（单选）某同学设计的渗透作用实验的装置如图所示（开始时状态），烧杯中盛放有蒸馏水，图中猪膀胱膜只允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一段时间后再加入微量蔗糖酶。下列有关该实验的描述正确的是（　　）
将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中。一段时间后，红细胞将会发生以下变化。
水进出红细胞的原理一样也是渗透作用
活动二：水进出动物细胞的原理
1.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“问题探讨”装置中的什么物质？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？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？
血红蛋白属于大分子，不能透过细胞膜。
红细胞的细胞膜有选择透过性，相当于半透膜
不一定，红细胞吸水后，细胞质浓度也降低，当与外界溶液浓度相等时就不吸水了，如果细胞质浓度还没降到与外界溶液浓度相等就涨破了，那么红细胞就因吸水而涨破。
5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水（浓度为 ）
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。
4.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
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）
①红细胞的细胞膜相当于一层半透膜
②红细胞与外界溶液存在浓度差
水分通过渗透作用进出红细胞
（4）（2019.4浙江，2分）哺乳动物细胞在0.9% NaCl溶液中仍能保持其正常形态。将兔红细胞置于不同浓度NaCl溶液中，一段时间后制作临时装片，用显微镜观察并比较其形态变化。下列叙述正确的是（ ）A.在高于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用失水皱缩并发生 质壁分离B.在0.9% NaCl溶液中，红细胞形态未变是由于此时没有水分子 进出细胞C.在低于0.9% NaCl溶液中，红细胞因渗透作用吸水膨胀甚至有 的破裂D.渗透作用是指水分子从溶液浓度较高处向溶液浓度较低处进行 的扩散
吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？为什么？
干燥口渴，外界浓度度高，口腔和唇粘膜失水
盐腌制过的黄瓜皱皱巴巴，还会出很多水
萎焉的青菜用清水泡过会变得硬挺
一次施肥过多，作物会变得枯萎发黄，俗称“烧苗”
细胞内浓度低于外界，细胞失水
细胞内浓度高于清水，细胞吸水
植物细胞内的液体环境主要指的是液泡内的细胞液。
请说出植物细胞和动物细胞在结构上的主要区别
电镜下观察到多个纤维素分子集结成束，纵横交错构成植物细胞壁
活动三：分析水进出植物细胞的原理
水分子是如何进入植物细胞的？？
提示：水进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡，这一点与动物细胞有所区别
预期结果：由于原生质层相当于一层半透膜，因此在蔗糖溶液中，植物细胞的中央液泡会_____，细胞_________；在清水中植物细胞的液泡又会_______，细胞_________。
设计方案：将植物细胞浸润在 的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在 中，观察其大小的变化。
实验 探究植物细胞的吸水与失水
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
解释滴加 0.3g/mL的蔗糖溶液后液泡变小的原因。
再次滴加清水溶液后观察
外界溶液与细胞液存在浓度差；
原生质层伸缩性大于细胞壁。
原生质层相当于一层半透膜;
进一步思考：1. 发生质壁分离的细胞壁内侧的溶液是什么？判断依据？2. 动物细胞能在高浓度溶液中发生质壁分离吗？
请同学们解释以下现象：1.分析盐碱地不利于植物生长的原因。为什么有些植物耐盐碱？
1.该细胞形态变化的顺序依次： d
2.各细胞的细胞液浓度顺序是： > > >
3.各细胞所处的外界溶液浓度顺序： > > >
深入思考：1. 已经发生质壁分离的细胞，再放入清水也不能复原的原因？2. 发生质壁分离自动复原？3.发生质壁分离或复原的条件有哪些？
如果所用溶液中的溶质为葡萄糖、KNO3、NaCl、尿素、乙二醇等，会引起质壁分离后的自动复原。
发生质壁分离→ 生物活性
不发生质壁分离→ 生物活性
(2)测定细胞液浓度范围
细胞液浓度介于 的蔗糖溶液浓度之间
未发生质壁分离和刚发生质壁分离
(1)判断成熟植物细胞的死活
0.1g/ml蔗糖溶液 0.2g/ml蔗糖溶液 0.3g/ml蔗糖溶液
细胞液浓度=未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。或引起50%的细胞刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度为细胞的等渗浓度
发生质壁分离所需时间越 ，质壁分离程度越 ，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）比较不同溶液的浓度大小
（5） 判断溶液的种类
下图表示以洋葱表皮为材料及清水、0.3 g/mL蔗糖溶液、0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL尿素溶液进行相关实验（时间1表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间2表示开始用清水处理洋葱表皮），测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是（ ） A.a B.b C.c D.d
植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞(保卫细胞)吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。
请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。
(1)实验材料与主要用具：
菠菜、清水、浓盐水、盖玻片、载玻片、显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。
①取菠菜叶，用镊子剥取表皮。②在载玻片上滴一滴清水，将表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片。（临时装片制作方法）③将临时装片放在显微镜的载物台上，先用低倍镜下找到气孔，移到视野中央，再换高倍镜进行观察，记录观察到的气孔状态。（显微镜使用方法）④在盖玻片的一侧滴上浓盐水，再另一侧用吸水纸吸取盖玻片下的液体，反复几次。（引流法）⑤继续观察气孔的变化，并做记录。
(3)预测实验结果并作出解释：
在清水中气孔应开启，因为当细胞液浓度大于细胞外溶液浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启。 在浓盐水中气孔应关闭，因为当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时，保卫细胞失水收缩，气孔关闭。
细胞膜既是将细胞内部与外部分隔开的屏障，也是细胞与外界进行物质交换的门户； 渗透作用是水分子通过半透膜的扩散，细胞可以通过渗透作用吸水或失水； 动物的细胞膜、植物细胞的原生质层都相当于一层半透膜。