4.1被动运输第1课时导学案（无答案）-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第四章物质的输入和输出
第1节 被动运输（第1课时）
【知识梳理】
【任务一、渗透作用】
1．【问题探讨】渗透装置的分析
①刚开始时保持烧杯和漏斗内的两液面高度持平；
②半透膜：一类可以让一些小分子物质（如水分子）通
过，而大分子物质不能通过的一类多孔薄膜的总称。
（1）漏斗管内的液面升高的原因：
由于单位体积的清水中水分子数 蔗糖溶液中的水
分子数，因此单位时间内由 进入 的
水分子数多于由 进入 的水分子数。
（2）漏斗管内的液面不会一直升高的原因：管内的水柱产生的压力会加快漏斗中的水分子向
扩散的速度，最终膜两侧水分子扩散的速度达到 ，液面不再上升。
（3）渗透装置中，当漏斗内的溶液不再上升（即渗透平衡）时，
半透膜两侧的溶液浓度是否相同？ ；为什么？
比较浓度大小？ （即：漏斗内溶液浓度仍然 ）；
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。
（4）如果用纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面会不会升高？
为什么？ 原因是纱布是 性的，水分子和蔗糖分子都能通过。
（5）如果烧杯内不是清水，而是同等浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面会不会升高？
为什么？ 当半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过半透膜进入长颈漏斗的水分子数量 渗出的水分子数量。
2．渗透作用
（1）概念：水分子（或其他溶剂分子）通过 的扩散，称为渗透作用。
（2）渗透作用具备的两个条件①必须具有 ；②半透膜两侧溶液具有 。
（3）渗透方向：水分子从水的相对含量 的一侧向相对含量 的一侧渗透。
即：从（ 浓度溶液） → （ 浓度溶液）渗透
【归纳】水分子的运动规律：①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差异所导致的。②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。
【核心归纳1】渗透平衡≠浓度相等：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。
【核心归纳2】渗透系统的溶液浓度：研究渗透作用时溶液浓度是指物质的量浓度而非质量浓度：如质量分数为10%的葡萄糖溶液和质量分数为10%的蔗糖溶液，质量浓度相同，但葡萄糖溶液的物质的量浓度 ，故水由 溶液向 溶液移动。
【任务二、水进出细胞的原理】
1．动物细胞的吸水和失水
（1）条件及现象
条件 现象
外界溶液的浓度 小于 细胞质的浓度
外界溶液的浓度 大于 细胞质的浓度
外界溶液的浓度 等于 细胞质的浓度
（2）渗透条件：动物细胞的 相当于半透膜；细胞质溶液与外界溶液存在 。
2．植物细胞的吸水和失水
（1）成熟植物细胞的结构（成熟的标志？形成 ）
①细胞壁是 性的，水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过；伸缩性比较 。
②植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的 。
③ 和 以及两层膜之间的 称为原生质层；伸缩性比较 。
④水进出细胞主要是指水经过 进出液泡。
植物细胞的 相当于一层半透膜，植物细胞也是通过 作用吸水和失水的。
（2）细胞吸水和失水
①外界溶液浓度 ＞ 细胞液浓度 → 细胞 ，而发生 ；
【质壁分离：是指 与 的分离。】
②外界溶液浓度 ＜ 细胞液浓度 → 细胞 ，已经质壁分离的细胞发生 。
（3）植物细胞发生质壁分离与复原的原因
【任务三、实验：探究植物细胞的吸水和失水】
1．实验材料用具：
（1）紫色洋葱鳞片叶__________细胞（原因：具有 色的 ，便于观察）。
（2）质量浓度为 的蔗糖溶液，清水，吸水纸，显微镜……
2．实验方法步骤
①制作洋葱鳞片叶 细胞的临时装片。
②低倍镜下（第1次）观察细胞中 的大小以及 的位置。
【思考】第1次观察的作用？ ；现象：原生质层 细胞壁。
③在盖玻片一侧 ，另一侧 ，重复几次（吸水纸引流操作）。
④低倍镜下（第2次）观察细胞中央液泡的大小，原生质层的位置以及颜色变化
中央液泡大小 细胞液浓度 颜色 原生质层的位置 细胞大小 吸水能力
⑤在盖玻片一侧 ，另一侧 ，重复几次（吸水纸引流操作）。
⑥低倍镜下（第3次）观察细胞中央液泡的大小，原生质层的位置以及颜色变化。
中央液泡大小 细胞液浓度 颜色 原生质层的位置 细胞大小 吸水能力
3．实验结果及分析，得出结论
①植物细胞的原生质层相当于一层 ；②植物细胞也是通过 作用吸水和失水的。
【探究1】实验材料的选择
①用植物根尖分生区细胞做实验材料，为什么观察不到质壁分离现象？
②能否用黑藻叶做实验材料？ ；现象：细胞质呈 色，液泡 色。
③能否用洋葱鳞片叶内表皮细胞做实验材料？ ，怎么处理？
④下列细胞中能发生质壁分离的是 。
A．大蒜根尖分生区细胞 B．人的口腔上皮细胞 C．菠菜叶肉细胞
D．蛙的红细胞 E．洋葱鳞片叶外表皮细胞 F．洋葱鳞片叶内表皮细胞
【核心归纳】具有中央大液泡的活的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。
⑤识图：原生质层的组成 ；【6】
若该细胞为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，则有色区域在 ；
若是黑藻叶肉细胞，则有色区域在 （用图中数字表示）；
若是洋葱鳞片叶内表皮细胞做实验材料，为使实验结果方便观
察，外界溶液中滴加了胭脂红染色剂，则有色区域在 。
【探究2】实验过程及结果分析
①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，分析原因可能是什么？
②此时该细胞处于什么状态？ ；试比较此时a、b处溶液浓度的大小？
③本实验共用显微镜观察了 次；每次只用 倍镜，为什么？
④本实验中如何进行对照设置的？
存在两组对照实验，均为自身对照。
自身对照是指对照组和实验组在同一研究
对象上进行、实验前后之间的对照。
【探究3】实验拓展应用
①用物质的量浓度为2 mol·L－1的乙二醇溶液
和2 mol·L－1的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细
胞，观察细胞的质壁分离现象，得到其原生质
体（即植物细胞中细胞壁以内的部分）体积变
化情况如图所示。请回答：
2 min后，不同于处于2 mol·L－1的蔗糖溶液中
的细胞，处于2 mol·L－1的乙二醇溶液中的细胞发生了 现象，发生该现象的原因是 乙二醇分子被吸收进入细胞内，引起细胞液的浓度逐渐增大，直至大于外界溶液浓度，细胞就会渗透吸水，发生质壁分离自动复原。 当质壁分离复原后，此时细胞液的浓度 外界溶液浓度。（发生类似现象的溶液还有尿素、甘油、KNO3等溶液）
②测定细胞液浓度的范围：
待测细胞 ＋ 的蔗糖溶液制成临时装片，分别镜检观察
A、B、C三种现象下，
外界溶液浓度的大小？
细胞液浓度介于 发生质壁分离和 发生质壁分离的两种外界溶液的浓度之间。
【判断常考语句，澄清易混易错】
（1）当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破（　　）
（2）植物细胞的原生质层由细胞膜和液泡膜组成（　　）
（3）在“探究植物细胞的吸水和失水”实验操作中，共涉及三次显微镜观察，第一次用低倍镜观察，第二、三次用高倍镜观察（　　）