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4.1 被动运输
第4章 细胞的物质输入和输出
生物学（新人教版）
分子与细胞
扩散现象：
一种物质从相对高浓度区域移动到低浓度区域的过程，称为扩散
2.如果用一层纱布代替玻璃纸，还会出现原来的现象吗？
3.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？
漏斗管中的液面将保持不变。
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。
问题探讨
1.漏斗管内的液面为什么会升高？
讨论：
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，当管内的液面上升到一定高度后，管中的水注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。
快
慢
烧杯中的水分子进入漏斗中导致漏斗液面升高，事实上半透膜两侧的水分子都能通过扩散作用自由进出，但由于蔗糖溶液中水的相对含量（单位体积中的水分子数），比烧杯中水的相对含量低。因此，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中的水扩散到烧杯中的速度相对更快些，导致漏斗中水量增加，液面上升。
一、渗透作用
归纳总结
渗透作用的两个条件：
半透膜
膜两侧有浓度差
2. 渗透的方向：
水从相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透，即顺相对含量梯度跨膜运输。
水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。
渗透作用概念：
细胞膜（相当于半透膜）
细胞质
外界溶液
浓度差
二、动物细胞的吸水和失水
具有半透膜
细胞内外存在浓度差
回忆细胞膜制备的实验，分析“水分进出哺乳动物红细胞”的实验现象。
二、动物细胞的吸水和失水
2、红细胞的细胞膜是不是相当于半透膜？
1、红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？
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？
4、红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？
思考：
条件 水分运输情况 红细胞状况
外界溶液浓度<细胞质浓度
外界溶液浓度=细胞质浓度
外界溶液浓度>细胞质浓度
细胞吸水膨胀
细胞失水褶皱
水分进出平衡
三、植物细胞的吸水和失水
结合一些吸水和失水现象，深入思考提出具有探究价值的问题
农作物施肥过多会造成烧苗。（失水）
白菜剁碎准备做馅时常常要放一些盐。稍等一会儿可见有水分渗出。（失水）
思考：
蔫了的青菜放入清水中浸泡一会儿，菜叶变得硬挺起来。（吸水）
植物细胞与动物细胞的区别
1、细胞壁是全透性的
2、成熟的植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里的细胞液
3、细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层
植物细胞与动物细胞的区别
1.植物细胞内是否存在浓度差？
讨论：
2.原生质层是不是相当于一层半透膜呢？
3.植物细胞的细胞壁对细胞的吸水和失水有无影响呢？
实验结论：
成熟的植物细胞能与外界溶液发生渗透作用；
当外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞失水；
当外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞吸水；
该细胞为什么不发生质壁分离
细胞发生质壁分离的条件
3、细胞外溶液的浓度高于细胞液
1、细胞是活的(死细胞的细胞膜为全透性)
2、细胞有大液泡
是否可以判断正在失水还是吸水？
注意
1、质壁分离的内因是：原生质层的伸缩性>细胞壁
外因是：外界溶液浓度>细胞液浓度
2、能发生质壁分离的细胞是成熟含有中央液泡的植物细胞（动物细胞无细胞壁，不可能发生质壁分离），并且液泡中有颜色便于观察
3、蔗糖溶液浓度不能过高（如0.5g/ml），否则会因为失水过多而死亡。
注意
4、由于细胞壁是全透性的，质壁分离时，细胞壁与细胞膜之间充满的是外界溶液
外界溶液
5、当植物吸水时，由于外面有细胞壁，不会吸水而涨破
6、细胞液浓度越大，细胞吸水能力越强（细胞随着质壁分离的进行，吸水能力不断增强）。部分植物为抵抗外界高浓度不良环境，细胞会通过增加细胞液浓度，增加吸水能力
7、如果用可穿膜的物质（如尿素、脂肪酸、甘油、乙二醇、硝酸钾等）溶液实验时，会出现质壁分离并自动复原
注意
（因为细胞失水质壁分离的同时，会通过自由扩散或主动运输吸收该类物质；当细胞液浓度大于外界溶液时，细胞开始吸水，质壁分离复原）
像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。
课堂小结
1.自由扩散
物质通过简单的扩散作用进出细胞
水分子
O2、CO2、
水、N2
乙醇、甘油
苯
特征：
顺浓度梯度运输
1.
2.
不需要载体
3.
不需要消耗能量
自由扩散
自由扩散的例子：
①气体分子氧气、二氧化碳
②水分子
③脂溶性小分子，如乙醇，甘油，苯
载体蛋白
2 .协助扩散
进出细胞的物质借助转运蛋白的扩散。
载体蛋白
特征：
顺浓度梯度运输
1.
需要转运蛋白参与
2.
不需要消耗能量
3.
协助扩散
葡萄糖通过红细胞
协助扩散的例子：
载体蛋白 允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，每次转运发 生自身构象改变
转运蛋白：
通道蛋白 容许与自身通道直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分 子或离子，通过时不与通道蛋白结合。
自由扩散
协助扩散
物质顺浓度梯度扩散进出细胞，不需要细胞消耗能量，统称为被动运输。
1、将洋葱鳞片叶内表皮制成临时装片，滴加某红色染料的水溶液(染料分子不能进入活细胞，渗透压相当于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液)，一段时间后用低倍显微镜能清晰地观察到(　　)
A．细胞中红色区域减小
B．染色体散乱地分布于细胞核中
C．原生质层与细胞壁的分离
D．不同细胞质壁分离程度可能不同
C
2、甲、乙两种物质分别依赖自由扩散(简单扩散)和协助扩散进入细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则 (　　)
A．甲运输被促进
B．乙运输被促进
C．甲运输被抑制
D．乙运输被抑制
D
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