4.1.1 水进出细胞的原理（第1课时）(共25张PPT)-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

(共25张PPT)
第1节第1课时 水进出细胞的原理
第4章 细胞的物质输入和输出
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。
问题探究
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
蔗糖分子
水分子
半透膜：让小分子通过而大分子不能通过的一类多孔性薄膜的总称。
水分子可以自由通过，而蔗糖分子不能通过。
半透膜
渗透现象动图
问题探究
1.漏斗管内的液面为什么会升高？
由于蔗糖溶液中水的相对含量（单位体积中的水分子数）比烧杯中的水的含量低，因此，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度相对更快，导致漏斗中水量增加，液面上升。
讨论
问题探究
单位时间
进入漏斗的水分子数量
单位时间
从漏斗渗出的水分子数量
实际上是因为___分子通过半透膜的扩散。
水
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，最终达到平衡，液面将不再上升。
2.如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？为什么？
讨论
问题探究
问题探究
讨论
3.如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？
不会。因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。
纱布/不透水的塑料布
30%蔗糖溶液
清水
条件一 ：半透膜
单位时间透过玻璃纸进出水分子量相同，故漏斗管液面不变。
条件二：浓度差
讨论
4.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？
问题探究
30%蔗糖溶液
30%蔗糖溶液
玻璃纸
1. 渗透作用：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
扩散：分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。
一、渗透作用
3.渗透作用中水的运输方向
含水量高
高浓度溶液
渗透压低
含水量低
低浓度溶液
渗透压高
水分子是顺相对含量梯度跨膜运输。
2.渗透作用发生的条件
半透膜
两侧的溶液具有浓度差
渗透压：溶质微粒对水的吸引力。
渗透平衡是否意味着浓度相等？
思考讨论
渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动，也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。渗透平衡后，溶液浓度高的一侧液面高(反之亦然，即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。
一、渗透作用
渗透作用原理：
1.当溶液浓度A>B时，水分子通过半透膜
2.当溶液浓度A3.当溶液浓度A＝B时
由B流向A的多于由A流向B；
动态平衡，漏斗管内的液面不再上升。
不同浓度比较：
一、渗透作用
B溶液
A溶液
由A流向B的多于由B流向A ；
生活现象
二、 水进出动物细胞的原理
平常什么情况下口干舌燥？越喝越渴？
情况一：吃的食物重口味太咸了，体内盐分浓度增高。
情况二：运动量过大，大量出汗。
问题：水如何进入动物细胞呢？
外界溶液=细胞质浓度
二、 水进出动物细胞的原理
A
B
C
胞外 胞内
外界溶液<细胞质浓度
外界溶液>细胞质浓度
A.外界溶液浓度<细胞质浓度 B.外界溶液浓度=细胞质浓度 C.外界溶液浓度>细胞质浓度
进出平衡
出多进少
吸水涨破
形态不变
失水皱缩
水分子进多出少
二、 水进出动物细胞的原理
①结构：没有细胞核及众多的细胞器，避免核膜及细胞器膜对细胞吸水、失水的影响；
②功能：运输氧气，有大量的血红蛋白（相当于溶质）。当将其置于低浓度溶液或者高浓度中时，膜两侧存在浓度差。
思考：请从成熟红细胞结构以及功能角度解释，为什么以哺乳动物的成熟红细胞为此次实验材料？
二、 水进出动物细胞的原理
血红蛋白是大分子有机物，不能透过。
相当于蔗糖分子。
是（是相当于，不是等同于）。
问题一：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？
问题二：红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
讨论
二、 水进出动物细胞的原理
不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，当下降到和外界浓度平衡，红细胞将不再吸水。
问题三：当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
取决于红细胞内外浓度差。
问题四：红细胞吸水或失水取决于什么条件？
讨论
二、 水进出动物细胞的原理
问题五：根据今天所学知识解释临床上输液为什么要用生理盐水？
生理盐水的浓度=血浆浓度
血细胞不会过度吸水或者失水而出现形态结构异常。
讨论
二、 水进出动物细胞的原理
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
但不等同
水进出其他动物细胞原理同样是通过_______作用。
二、 水进出动物细胞的原理
渗透
比较：水进入红细胞与“问题探讨”中装置的相似点。
水进出其他动物细胞的原理与水进出红细胞的原理是一样的，都是渗透作用。
那么水又是怎样进出植物细胞的呢？
三、 水进出植物细胞的原理
农作物施肥过多会造成“烧苗”
糖拌西红柿
三、 水进出植物细胞的原理
1.植物细胞的细胞壁能否控制水分或溶质分子进出细胞呢？
否，植物细胞的细胞壁是全透性的，水分或大部分溶质分子均可以自由地通过细胞壁。
细胞壁对细胞的失水无影响。细胞壁的作用主要是保护和支持细胞，伸缩性比较小，因有细胞壁的约束，即使细胞内外有浓度差，植物细胞也不能无限地吸水。
2.植物细胞的细胞壁能否影响吸水与失水？
成熟植物细胞模式图
细胞壁
细胞膜
细胞液
细胞质
液泡膜
三、 水进出植物细胞的原理
3.成熟植物细胞失水主要失去哪个结构中的水呢？
成熟植物细胞的中央液泡占据了细胞的大部分空间，将细胞质挤成一薄层，所以细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。
原生质层
而细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质由于只被挤成薄薄一层，因此被称为原生质层。
成熟植物细胞模式图
细胞壁
细胞膜
细胞液
细胞质
液泡膜
三、 水进出植物细胞的原理
成熟植物细胞模式图
细胞壁
细胞膜
细胞液
细胞质
液泡膜
原生质层
4. 植物细胞吸水和失水是否也是发生了渗透作用呢？如何判断？
是否满足发生渗透作用的条件：①具有半透膜②半透膜两侧的溶液具有浓度差
漏斗内溶液
细胞液
相当于
能否把整个原生质层看作是一层半透膜呢？
1.图甲表示渗透装置示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系。下列相关叙述错误的是
A.图甲装置中溶剂分子通过半透膜进行扩散，属于渗透现象
B.图甲中液面不再升高时，c两侧的溶液浓度差为0
C.图甲中的液面不再升高时，仍然有水分子通过c
D.如果将图甲中的c换成纱布，则不会出现图乙中的实验结果
√
随堂测试
2.U形管中装有两种不同的溶液R和S(溶液R为质量分数为10%的蔗糖溶液，溶液S为质量分数为10%的葡萄糖溶液，两种溶质均不能透过半透膜X)，两溶液被一半透膜X隔开，如图所示。当U形管内达到平衡时，液面与浓度的关系应是
A.右侧较高，且平衡时两溶液浓度相等
B.两侧高度相等，浓度相等
C.右侧较高，且平衡时右侧浓度较大
D.左侧较高，且平衡时左侧浓度较大
√
随堂测试
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