【课件】被动运输课件 2023-2024学年高一上学期生物人教版(2019)必修1.pptx
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1、4.1 被动运输第四章第四章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出问题探讨 在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸,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,往漏斗内注入蔗糖溶液,然后将漏斗浸入盛有清水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。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。可以自由透过它,而蔗糖分子则不能。讨论讨论1.1.漏斗内的液面为什么会升高?漏斗内的液
2、面为什么会升高?2.2.如果漏斗管足够长,管内的液面会无限升高吗?为什么?如果漏斗管足够长,管内的液面会无限升高吗?为什么?单位时间内单位时间内进入漏斗的水分子数量进入漏斗的水分子数量多于多于从漏斗渗出的水分子数量,漏斗内溶液从漏斗渗出的水分子数量,漏斗内溶液体积增大,液面上升。体积增大,液面上升。不会不会,当管内的液面上升到一定高度之后,管中的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水柱产生的压力将加快漏斗将加快漏斗中水分子向外扩散的速度,最终水分子进出达到平衡,液面将不再上升。中水分子向外扩散的速度,最终水分子进出达到平衡,液面将不再上升。此时膜两侧溶液浓度相等吗?不等不等,蔗
3、糖溶液渗透压,蔗糖溶液渗透压=静水压静水压半透膜的透过原理:根据膜上孔的大小来选择分子是否能通过渗透现象演示动画演示动画演示蔗糖分子 水分子问题探讨3.3.如果用用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管的液面如果用用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管的液面 还会升高吗?还会升高吗?4.4.如果烧杯中不是清水,而是同样浓度的蔗糖溶液,如果烧杯中不是清水,而是同样浓度的蔗糖溶液,液面高度如何变化?液面高度如何变化?不会不会,漏斗管内的漏斗管内的液面不会升高液面不会升高,单位时间内透过玻璃纸单位时间内透过玻璃纸的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量。的水分子数等于渗出玻璃纸的水分子数量。发生渗透作用的条件一:发生渗透作用
4、的条件一:发生渗透作用的条件一:发生渗透作用的条件一:半透膜半透膜发生渗透作用的条件二:发生渗透作用的条件二:发生渗透作用的条件二:发生渗透作用的条件二:膜两侧的溶液具有浓度差膜两侧的溶液具有浓度差一、水进出细胞的原理一、水进出细胞的原理一、水进出细胞的原理一、水进出细胞的原理1.1.渗透作用渗透作用:水分子(或其他水分子(或其他溶剂溶剂分子)通过半透膜的分子)通过半透膜的扩散扩散。扩散扩散:扩散是分子从高浓度处向低浓度处运动的现象。最后结:扩散是分子从高浓度处向低浓度处运动的现象。最后结果两处物质浓度相等。果两处物质浓度相等。渗透作用渗透作用半透膜的两侧的溶液具有半透膜的两侧的溶液具有浓度浓
5、度差差具有半透膜具有半透膜2.2.条件:条件:(物质的量浓度物质的量浓度)染料的扩散染料的扩散低浓度溶液低浓度溶液低浓度溶液低浓度溶液(水多水多)高浓度溶液高浓度溶液高浓度溶液高浓度溶液(水少水少)水分子数多水分子数多水分子数多水分子数多水分子数少水分子数少水分子数少水分子数少3.3.方向:方向:1 1、动物细胞的吸水和失水、动物细胞的吸水和失水观察红细胞在不同浓度溶液中的变化,分析水进出红细胞的原理观察红细胞在不同浓度溶液中的变化,分析水进出红细胞的原理观察红细胞在不同浓度溶液中的变化,分析水进出红细胞的原理观察红细胞在不同浓度溶液中的变化,分析水进出红细胞的原理外界溶液浓度外界溶液浓度外界
6、溶液浓度外界溶液浓度等于等于等于等于细胞质浓度细胞质浓度细胞质浓度细胞质浓度外界溶液浓度外界溶液浓度外界溶液浓度外界溶液浓度低于低于低于低于细胞质浓度细胞质浓度细胞质浓度细胞质浓度外界溶液浓度外界溶液浓度外界溶液浓度外界溶液浓度高于高于高于高于细胞质浓度细胞质浓度细胞质浓度细胞质浓度细胞失水皱缩细胞失水皱缩 保持正常形态保持正常形态细胞吸水膨涨细胞吸水膨涨水的进出方向:水的进出方向:-顺相对含量梯度(水多顺相对含量梯度(水多-水少)进出动物细胞水少)进出动物细胞 结果分析:结果分析:细胞膜相当于半透膜 细胞质与外界溶液可以具有浓度差实验说明:实验说明:动物细胞可通过渗透作用吸水和失水高浓度溶液
7、高浓度溶液生理盐水生理盐水蒸馏水蒸馏水思考讨论1.1.红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗?这些有机物相当于红细胞内的血红蛋白等有机物能透过细胞膜吗?这些有机物相当于 “问题探讨问题探讨”所示装置中的什么物质?所示装置中的什么物质?不能,蔗糖分子不能,蔗糖分子2.2.红细胞的红细胞的细胞膜细胞膜是不是相当于是不是相当于“问题探讨问题探讨”中所说的中所说的半透膜半透膜?相当相当3.3.当外界溶液的浓度低时,红细胞一定会由于吸水而涨破吗?当外界溶液的浓度低时,红细胞一定会由于吸水而涨破吗?不一定,浓度差很大时会涨破,浓度差较小时不会涨破。不一定,浓度差很大时会涨破,浓度差较小时不会涨破。4.4
8、.红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件?红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件?5.5.想一想想一想临床上输液为什么要用生理盐水?临床上输液为什么要用生理盐水?浓度差。浓度差越大细胞吸水或失水越多。浓度差。浓度差越大细胞吸水或失水越多。防止血细胞失水或吸水,细胞形态改变影响细胞的功能。防止血细胞失水或吸水,细胞形态改变影响细胞的功能。水进出哺乳动物红细胞的原理 吃腌制的咸菜,连续嗑带盐瓜子会感觉口渴,这是为什么呢?口腔细胞失水口腔细胞失水学以致用学以致用与生活中的联系与生活中的联系细胞壁(全透性)细胞壁(全透性)2 2、植物细胞的吸水和失水、植物细胞的吸水和失水(选择透过性膜选择透过性膜)细胞液
9、细胞液外界溶液外界溶液具有具有具有具有浓度差浓度差相当于相当于半透膜半透膜成熟植物细胞可通过成熟植物细胞可通过渗透作用吸水和失水渗透作用吸水和失水原生质层原生质层包括细胞膜和液泡膜包括细胞膜和液泡膜包括细胞膜和液泡膜包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质以及两层膜之间的细胞质以及两层膜之间的细胞质以及两层膜之间的细胞质注意:水分子进出注意:水分子进出成熟植物细胞成熟植物细胞,主要指水经过原生质层进出液泡。,主要指水经过原生质层进出液泡。植物细胞的吸水和失水可通过植物细胞的吸水和失水可通过质壁分离及复原的实验质壁分离及复原的实验验证验证细胞膜细胞膜细胞质细胞质液泡膜液泡膜原生质层原生质层当当外
10、界溶液外界溶液浓度大于浓度大于细胞液细胞液浓度时,细胞失水,浓度时,细胞失水,原生质层比细胞壁原生质层比细胞壁的伸缩性大,的伸缩性大,发生发生质壁分离质壁分离。当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水,发生质细胞吸水,发生质壁分离复原壁分离复原。1 1、植物细胞发生质壁分离的条件:、植物细胞发生质壁分离的条件:1 1)、细胞是活的)、细胞是活的2 2)、细胞有大液泡)、细胞有大液泡3 3)、细胞外溶液的浓度大于细胞液浓度)、细胞外溶液的浓度大于细胞液浓度内因内因:原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性:原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性外因外因:外界溶液浓度大于细胞液浓度:
11、外界溶液浓度大于细胞液浓度2 2、质壁分离、质壁分离产生的原因产生的原因探究实践探究植物细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水生活中观察到的现象:生活中观察到的现象:(失水)(失水)(吸水)(吸水)(有水分渗出)(有水分渗出)用食盐腌制会使用食盐腌制会使细菌等微生物因在高浓度溶液中过度失水而死亡,细菌等微生物因在高浓度溶液中过度失水而死亡,从而达到从而达到防止食物腐烂变质的目的防止食物腐烂变质的目的对农作物施肥过多,会造成对农作物施肥过多,会造成“烧苗烧苗”现象现象有些萎蔫的白菜叶片置于清水中又变得硬挺有些萎蔫的白菜叶片置于清水中又变得硬挺包水饺把白菜做馅时,放一些盐,过一会儿发现什么现象?
12、包水饺把白菜做馅时,放一些盐,过一会儿发现什么现象?(失水)(失水)探究植物细胞的失水与吸水探究植物细胞的失水与吸水 原生质层相当于一层半透膜吗?原生质层相当于一层半透膜吗?1、提出问题、提出问题假设原生质层相当于一层半透膜假设原生质层相当于一层半透膜2、作出假设、作出假设3、设计实验、设计实验预期结果预期结果在高浓度溶液中细胞失水,中央液泡会变小,细胞在高浓度溶液中细胞失水,中央液泡会变小,细胞失水失水皱缩皱缩在清水中吸水后的细胞吸水,中央液泡会变大,细胞在清水中吸水后的细胞吸水,中央液泡会变大,细胞吸水吸水膨胀膨胀先将细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中,观察其形态变化;先将细胞浸润在较高浓度的
13、蔗糖溶液中,观察其形态变化;再将细胞浸润在清水中,观察其大小变化。再将细胞浸润在清水中,观察其大小变化。思思 路路(1)(1)材料用具:材料用具:0.3g/mL0.3g/mL的蔗糖溶液、清水的蔗糖溶液、清水 吸水纸吸水纸引流法引流法 刀片,镊子,滴管、载玻片、刀片,镊子,滴管、载玻片、盖玻片、显微镜等盖玻片、显微镜等 材料选择:活细胞、活细胞、活细胞、活细胞、有细胞壁、有细胞壁、有大液泡有大液泡 如:紫色洋葱鳞片叶(如:紫色洋葱鳞片叶(液泡中有液泡中有 紫色花青素紫色花青素,便于观察)便于观察)、黑藻、黑藻、黑藻、黑藻 (有有大液泡和大而清晰的叶绿体,大液泡和大而清晰的叶绿体,便于观察便于观察
14、)等等等等黑藻探究实践:探究植物细胞的吸水和失水(2)(2)实验步骤:实验步骤:制作制作洋葱鳞片叶外表皮洋葱鳞片叶外表皮临时装片临时装片低倍镜低倍镜下观察下观察液泡大小液泡大小和和原生质层位置原生质层位置低倍镜低倍镜下观察下观察液泡大小液泡大小和和原生质层位置原生质层位置滴蔗糖溶液滴蔗糖溶液制片制片观察观察观察观察滴清水滴清水观察观察滴加滴加清水,清水,吸水纸引流吸水纸引流吸水纸引流吸水纸引流一侧滴加一侧滴加0.3g/mL0.3g/mL0.3g/mL0.3g/mL蔗糖溶液,蔗糖溶液,蔗糖溶液,蔗糖溶液,另侧用吸水纸引流另侧用吸水纸引流另侧用吸水纸引流另侧用吸水纸引流低倍镜低倍镜下观察(下观察(
15、紫色的紫色的中央中央液泡大小液泡大小,原生质层原生质层位置)位置)液泡大小液泡大小液泡颜色液泡颜色原生质层的位置原生质层的位置细胞大小细胞大小0.3g/ml 蔗糖溶液蔗糖溶液清水清水变小变小逐渐恢复逐渐恢复原来大小原来大小原生质层恢复原原生质层恢复原来位置来位置原生质层脱离原生质层脱离细胞壁细胞壁基本不变基本不变基本不变基本不变变深变深重新变浅重新变浅1 1、原生质层相当于半透膜、原生质层相当于半透膜2 2、植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的、植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的实验结论实验结论(3)(3)结果分析:结果分析:“质质”指原生质层,指原生质层,“壁壁”指细胞壁指细胞壁思考思考讨
16、论讨论1 1、你知道、你知道质壁分离质壁分离的的的的“质质”与与“壁壁”分别指什么吗?分别指什么吗?2 2、在质壁分离及复原的过程中,细胞液浓度及细胞吸水力的变化趋势如何、在质壁分离及复原的过程中,细胞液浓度及细胞吸水力的变化趋势如何?质壁分离质壁分离质壁分离质壁分离复原复原3 3、若用、若用KNO3KNO3、NaClNaCl、尿素、乙二醇等尿素、乙二醇等溶液做实验,会出现什么现象?溶液做实验,会出现什么现象?4 4 4 4、本实验是如何设置对照的、本实验是如何设置对照的、本实验是如何设置对照的、本实验是如何设置对照的细胞液浓度变大,细胞吸水力变大细胞液浓度变大,细胞吸水力变大细胞液浓度变小,
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