高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 被动运输课前预习课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 被动运输课前预习课件ppt，共52页。PPT课件主要包含了导入一，导入二，蔗糖分子，相当于，作出假设，设计实验，进行实验，实验结果与分析，逐渐增强，逐渐变深等内容，欢迎下载使用。

细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞，抗体、激素等物质在细胞内合成后分泌到细胞外，细胞产生的废物也要排到细胞外。细胞通过细胞膜不停地与周围环境进行着物质交换，保证了生命活动的正常进行。 细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。物质是如何进出细胞的呢？
原尿中99%的水会被重吸收，最终仅有1%的原尿会成为尿液。那么，水是如何进出细胞的呢?
环节一：水进出细胞的原理（思路一）
半透膜是一种具有多孔的薄膜。不同类型的半透膜的孔径不同。常见的半透膜有玻璃纸、羊皮纸、卵壳膜、鱼鳔、动物膀胱、肠衣以及其他一些可从生物体上剥离的薄膜类物质。 特点：只允许小于孔径的小分子透过，大分子物质不能透过。如玻璃纸允许水分子透过，而蔗糖分子不能透过。
水分子通过半透膜扩散实验
讨论：1.漏斗管内的液面为什么会升高？
从微观角度看,半透膜两侧的水分子都能够自由进出，但由于蔗糖溶液中水的相对含量比烧杯中水的相对含量低，因此单位时间内由清水进入蔗糖溶液的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水的水分子数，导致漏斗中水量增加，液面上升。从宏观角度看，水从相对含量高的一侧流向相对含量低的一侧。
讨论：2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
不会，管中水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，此时半透膜两侧水分子进出速率相等，液面不再升高。
讨论：3.当漏斗内液面不再上升（即渗透平衡）时，半透膜两侧的溶液浓度相同吗？
不相同。漏斗内溶液浓度仍然较高，由于漏斗管内液面升高形成的静水压会阻止水分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故半透膜两侧溶液浓度关系仍是漏斗内溶液浓度高于烧杯中清水的浓度。
讨论：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。纱布孔隙大,蔗糖分子和水分子都可自由通过,最终会导致纱布两侧浓度相等。
讨论：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？
液面不会升高，膜两侧浓度相同，水分子进出平衡。
渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。 渗透方向：相对含量：相对含量高的一侧→相对含量低的一侧溶液浓度（物质的量浓度）：低浓度溶液→高浓度溶液渗透压（指溶液中溶质微粒对水的吸引力）：渗透压低→渗透压高渗透作用发生条件：有半透膜；半透膜两侧有浓度差
水分子（溶剂分子）通过半透膜的运动规律 1.水的运输方向：从水含量高的一侧向水含量低的一侧运输。 2.半透膜两侧的水分子进行双向运动，液面变化是由水分子双向运动的差异导致的。 3.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。
学习任务： 将哺乳动物红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中，观察教材中“水进出哺乳动物红细胞的示意图”中红细胞的形态变化，总结水分子进出红细胞的规律。
当外界溶液的浓度 < 细胞质的浓度时，细胞吸水膨胀当外界溶液的浓度 > 细胞质的浓度时，细胞失水皱缩当外界溶液的浓度 = 细胞质的浓度时，细胞形态不变
讨论：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”所示装置中的什么物质？
讨论：2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
不一定。如果外界溶液浓度不是很低，细胞质的浓度下降后，与外界溶液的浓度相等，此时红细胞将不再吸水
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？
讨论：4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？
红细胞的细胞质与外界溶液的浓度差
口会干，因为外界溶液浓度高,口腔和唇黏膜细胞失水
5.吃比较咸的食物，口腔和唇的黏膜有什么感觉？ 为什么？
讨论：6.临床上输液为什么要用生理盐水？
因为生理盐水的渗透压与血浆的渗透压基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常
我们了解了水通过渗透作用进出动物细胞的知识，对我们的日常生活有什么帮助？
在大量出汗后要及时补充淡盐水腹泻后要饮用补盐液，防止脱水
植物细胞和动物细胞在结构上有哪些主要区别？
成熟植物细胞一般只具有一个中央大液泡，其体积能够占到细胞体积的90%以上，细胞质及其中的各种细胞器被挤成一薄层。我们把细胞膜、细胞质、液泡膜统称为原生质层。细 胞内的液体主要指的是液泡中的细胞液。 为什么说一个成熟的植物细胞就是一个渗透系统？
成熟的植物细胞符合渗透系统的条件： 1.具有半透膜（原生质层相当于一层半透膜）； 2.膜两侧存在浓度差——外界溶液与细胞液之间存在浓度差。
环节一：水进出细胞的原理（思路二）
分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象叫作扩散。
渗透：水分子通过半透膜的扩散称为渗透。
玻璃纸、肠衣、卵壳膜等
透析袋是由半透膜制成的袋状容器，我们可以用透析袋模拟细胞膜，直观认识其对物质的选择透过性。 取15 cm长的透析袋，向透析袋中加入质量分数为5%的可溶性淀粉溶液至距顶端5 cm处，封口。在流水中冲洗除去透析袋外表面的淀粉。将透析袋放在盛有蒸馏水的烧杯中，静置一段时间，观察透析袋的体积变化。 向烧杯中加足量的碘液至水呈棕黄色。静置10 min。预测烧杯及透析袋内溶液的颜色变化情况。
请预测实验现象并说明原因。
透析袋内液体体积变大，颜色变成蓝色
上述实验中哪些物质可以透过透析袋？
水分子、KI-I2分子可以透过透析袋，淀粉分子不能透过透析袋
烧杯中的蒸馏水换成质量分数为5%的蔗糖溶液，透析袋和烧杯内 的液体会发生什么变化？
如果蔗糖分子不能通过透析袋，则透析袋内的液体体积会减少;如果透析袋允许蔗糖分子通过，透析袋内的液体体积会先减少后增加，颜色变成蓝色
1.渗透作用:水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。2.发生渗透作用的条件：（1）具有半透膜；（2）半透膜两侧具有浓度差。3.溶液渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力，大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。
资料1 细胞膜是一种选择透过性膜，能选择性地控制物质的进出。 资料2 成熟的植物细胞一般都有液泡，它与细胞膜共同作用，把细胞质挤压成薄薄的一层。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。细胞内的液体环境主要是指液泡中的细胞液，细胞液的渗透压能随外界溶液渗透压的变化而变化。原生质层与半透膜类似，能选择性地控制物质的进出。
资料3 水分子通过渗透作用进入红细胞和植物细胞所引起的现象：当细胞内、外水分子的相对数目相等，即溶质的浓度相等时，红细胞和植物细胞都没有发生变化。 当细胞外水分子相对较多，也就是溶液中溶质的浓度相对低时，红细胞在水中会因渗透作用吸水胀大甚至破裂；植物细胞在水中会因渗透作用吸水膨胀，但不会像红细胞那样发生破裂，因为细胞壁限制了植物细胞的过度膨胀。 当细胞外水分子相对较少，也就是溶液中溶质的浓度相对高时，红细胞会因渗透作用失去水分而导致细胞皱缩；植物细胞也会因渗透作用失水，细胞膜以及细胞膜以内的部分因收缩而发生质壁分离。
1.外界溶液的浓度如何影响细胞的水分得失？ 细胞失水：外界溶液浓度 > 细胞质浓度（动物）/ 细胞液浓度（植物） 细胞吸水：外界溶液浓度 < 细胞质浓度（动物）/ 细胞液浓度（植物）水分进出平衡：外界溶液浓度 = 细胞质浓度（动物）/ 细胞液浓度（植物）
2.植物细胞是否为活细胞，可以根据其能否发生质壁分离和质壁分离复原来判断，请分析原因。
因为植物细胞在质壁分离过程中，原生质层作为半透膜，水分子可以自由通过，而溶质分子不能通过，这种特性只有活细胞具有，死细胞失去了这种选择透过性，不会发生质壁分离。
动植物细胞吸水和失水过程的比较
环节二：探究植物细胞的吸水和失水
一、观察现象，提出问题
将放置一段时间的马铃薯切成如图所示形状，凹槽内倒入一定量的清水，一段时间后液面下降；再将适量蔗糖加入凹槽内的清水中，一段时间后液面上升。
1.试解释上述现象。 2.根据现象，提出需要进行探究的问题。
（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？
结合植物细胞的结构特点和自己的生活经验，与本小组同学讨论上述问题的合理答案。
作出假设：水分通过渗透作用进出植物细胞，原生质层相当于一层半透膜。
1.如果假设是正确的，当外界溶液的浓度高于（或低于）细胞液的浓度时，细胞会发生什么变化？液泡体积会变大还是变小？哪种细胞结构的变化可以反映水分进出细胞？ 2.如何使细胞外溶液的浓度升高或降低？ 3.如何看到细胞，需要借助什么材料和器具？ 4.细胞失水或吸水后可能出现哪些可观察的变化？
关键点1：先设计吸水现象的观察还是先设计失水现象的观察？关键点2：细胞液会出现什么变化？是否能够观察到？关键点3：预测原生质层与细胞壁的位置变化，是否能够观察到？
1.材料用具 紫色的洋葱鳞片叶，黑藻叶片； 质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，蒸馏水，质量分数为6%的 KNO3溶液，物质的量浓度为2 ml/L的乙二醇溶液； 刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜等。
2.方法步骤 （1）制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片。 （2）在低倍镜下观察，注意观察原生质层的位置和中央大液泡的大小。 （3）引流法加入蔗糖溶液，低倍镜下观察。 （4）引流法加入清水，低倍镜下观察。
1.实验现象
第一次观察 滴加蔗糖溶液后观察 滴加清水后观察
2.填写实验记录表格
3.实验结果分析与讨论 （1）实验中共涉及三次显微镜观察，第一次观察的目的是什么？ 观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的细胞状态形成对照 （2）将紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，一段时间后，该细胞的颜色如何变化？其吸水能力又如何变化？
（3）有位同学错取了质量浓度为3 g/mL的蔗糖溶液，发现细胞发生了质壁分离，给临时装片滴加清水并引流后几乎没有观察到质壁分离复原现象，原因可能是什么？
蔗糖溶液浓度太高，细胞过度失水而死亡，不能再发生质壁分离复原
1.植物细胞的原生质层相当于半透膜。 2.植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。
示例1 利用紫色洋葱鳞片叶外表皮、质量分数为6%的 KNO3溶液观察质壁分离及自动复原的现象
示例2 利用黑藻叶片、物质的量浓度为2 ml/L的乙二醇溶液观察质壁分离及自动复原的现象 1.用黑藻叶片、物质的量浓度为2 ml/L的乙二醇溶液制作临时装片，迅速在低倍镜下观察。 2.持续观察质壁分离及质壁分离的复原现象。
八、质壁分离与复原实验的拓展
1.农业生产中的水肥管理 植物的根毛细胞通过渗透作用从土壤中吸收水分，所以在农作物栽培过程中，要适时、适量地灌溉。施肥时要对肥料进行充分稀释，以避免土壤溶液渗透压过高，造成作物失水萎蔫。大型超市里的蔬菜货架上往往带有喷水装置，可以定时喷出水雾防止蔬菜失水，保持蔬菜挺拔、舒展的姿态。
2.生活中杀菌、防腐、腌制食品 微生物细胞也通过渗透作用吸水。如果将食品糖渍、盐渍或者干制，就可以使微生物难以从食品中获取水分，增殖缓慢，从而延长食品的保存期。
1.向鱼鳔内注入质量分数为30%的蔗糖溶液，扎紧口并称重。然后将其浸入质量分数为5%的蔗糖溶液中，每隔半小时称重一次。结果发现，在进行实验的1 h之内，鱼鳔质量渐渐增加；进行实验1 h后，鱼鳔质量不再增加。下列关于鱼鳔质量变化的解释，正确的是 （ ） ①在进行实验的1 h之内，鱼鳔质量增加是因为外界水分进入鱼鳔 ②在进行实验的1 h之内，鱼鳔质量增加是因为外界蔗糖分子进入鱼鳔 ③在进行实验的1 h后，鱼鳔质量不再增加是因为进出鱼鳔的水分子处于相对平衡的状态 ④在进行实验的1 h后，鱼鳔质量不再增加是因为进出鱼鳔的蔗糖分子处于相对平衡的状态 A.①④ B.②④ C.②③ D.①③
2.在中部装有半透膜（允许葡萄糖通过，不允许蔗糖通过）的 U 形管（如图）中进行实验，结果不正确的是 （ ） A.若a侧为细胞色素（一种红色蛋白质），b侧为清水，开始 时两边液面高度相同，一段时间后，a侧液面高 B.若a侧为质量分数为5%的蔗糖溶液，b侧为质量分数为10%的蔗糖溶液， 开始时两边液面高度相同，一段时间后，b侧液面高 C.若a侧为质量分数为10%的葡萄糖溶液，b侧为质量分数为10%的蔗糖溶 液，开始时两边液面高度相同，较长时间后，b侧液面高 D.若a侧为质量分数为5%的葡萄糖溶液，b侧为质量分数为10%的葡萄糖溶 液，开始时两边液面高度相同，较长时间后，b侧液面高
3.将一成熟植物细胞置于一定浓度的物质 M 溶液中，细胞和原生质体（植物细胞去除细胞壁的部分）相对体积的变化分别为曲线 A、曲线B，以下分析正确的是 （ ） A.该实验可说明细胞壁的伸缩性小于原生质层 B.2 h后细胞液的渗透压高于物质M溶液的渗透压 C.2 h后细胞内物质M的浓度大于细胞外物质M的浓度 D.2 h后将细胞置于清水中，细胞体积可能会大于100%