资源简介

(共69张PPT)
施肥过多导致“烧苗”
第一节
被动运输
第四章
细胞的物质输入和输出
学习目标
1、结合渗透作用装置，掌握渗透作用的条件（生命观念）
2、结合图示，理解动物细胞吸水和失水的原理（科学思维）
3、通过探究“植物细胞的吸水和失水”实验理解原理（科学探究）
4、掌握被动运输的类型、特点和实例（科学思维）
渗透现象
自学任务：
1.分析渗透装置的主要构成，半透膜的含义。
2.预测漏斗内的液面变化。
3.完成课本中的思考讨论题。
半透膜：是一类可以让小分子物质通过（如水分子），而较大分子物质（如蔗糖）不能通过的一类多孔性膜。比如：
水分子
5
4
蔗糖分子
玻璃纸，肠系膜，蛋壳膜，鱼鳔等
1
2
3
清水
玻璃纸
(半透膜)
蔗糖溶液
水分子和蔗糖分子都能通过半透膜吗？水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗？
思考
1.漏斗管内的液面为什么会升高?若管足够长，管内液面会无限上升吗？
阅读课本P62“问题探究”，思考、讨论完成下列问题
科学探究------------渗透现象
①半透膜两侧的水分子都能够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）比烧杯中的水的相对含量低，所以烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中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。
②如果漏斗管足够长，当管内的液面上升到一定高度后，管中水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终半透膜两侧水子进出达到动态平衡（渗透平衡），液面不再上升。
2.如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会升高吗?
液面不会升高，因纱布的孔隙很大，可溶于水的物质如蔗糖分子也可以自由通过。
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?
管中液面将保持不变。因为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等于渗出的水分子数量。
阅读课本P62“问题探究”，思考、讨论完成下列问题
科学探究------------渗透现象
渗透作用:水分子等其他溶剂分子透过半透膜的扩散，称为渗透作用。
渗透作用发生条件:
①具有半透膜（主要）
②半透膜两侧溶液存在浓度差
归纳总结:
渗透作用原理
“浓度”指物质的量浓度
水分子可以通过半透膜进行双向扩散。从宏观观察，水分是由低浓度溶液流向高浓度溶液，直到达到动态平衡（渗透平衡）。
溶液浓度低
渗透压低
溶液浓度高
渗透压高
水分子是顺相对含量梯度跨膜运输。
渗透压：溶质对水的吸引力
含水量高
含水量低
渗透作用中水的运输方向
半透膜
水（溶剂）
蔗糖（溶质）
发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态（两侧水分子进出速率相等），既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。
渗透作用的结果：
渗透：是一种特殊的扩散。仅指水分子等溶剂分子透过半透膜，从相对含量多的地方向相对含量少的地方扩散。
扩散：指物质分子从高浓度→低浓度的运动，直到均匀分布的现象，不需要半透膜。如花香的飘散；蔗糖的溶解；氧气通过肺泡和毛细血管壁进入血液；甘油和脂肪酸被小肠上皮吸收等过程。一般相对于溶质而言。
怎样区分扩散与渗透
扩散作用
渗透作用
类比推理
如果将装置中的漏斗换成细胞还会吸水吗？
水进入细胞的原理
01
水分子通过细胞膜进出细胞也是同样的原理吗？
思考
·
讨论
吸水膨胀
失水皱缩
吸水和失水动态平衡，形态不变
低浓度溶液中:由于外界溶液浓度＜细胞质的浓度　红细胞_________。
高浓度溶液中:由于外界溶液浓度＞细胞质的浓度　红细胞_______。
在等渗溶液中:由于外界溶液浓度=细胞质的浓度
红细胞_________。
实验现象记录
低浓度溶液
高浓度溶液
人的红细胞
生理盐水
思考
·
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？
血红蛋白是大分子有机物，不能透过细胞膜。
蔗糖分子。
思考
·
讨论
2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？
3.当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？
红细胞的细胞膜相当于一层半透膜。
不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞内液浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再不吸水。
思考
·
讨论
4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？
5.想想临床上输液为什么要用生理盐水。
红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外溶液浓度的差值。一般情况，浓度差越大，红细胞吸水或失水越多。
生理盐水是质量分数为0.9%的NaCl溶液，与人体细胞质的浓度基本相同，可保证细胞在输液过程中形态不变。
相当于
浓度差
半透膜
蔗糖溶液
清水
细胞膜
细胞质
外界溶液
分析结果、得出结论：
红细胞的细胞膜相当于一层半透膜
其他动物细胞的吸水或失水与红细胞相似
水的进出方向——顺相对含量的梯度进出动物细胞的
1、食物较咸时，口腔和唇粘膜有什么感觉？为什么？
干燥难受的感觉，外界浓度高，口腔和唇粘膜细胞失水
2、将食物用食盐腌制为什么可以达到防止食物腐烂变质的目的？
在高浓度的溶液中，细菌等微生物会因为失水过多而死亡。
课堂反馈
1．下列现象属于渗透作用的是（
）
A．蔗糖在水中溶解后使水变甜
B．暴露在空气中的氯化钠潮解
C．钾离子通过原生质层
D．红细胞吸水破裂
D
2．下面是渗透装置示意图，下列在长颈漏斗管内液面上升过程中的有关叙述，正确的是（　　）
A.水分子只能通过半透膜从烧杯进入漏斗进行单向移动
B.
液面上升的速率先逐渐加快然后减慢最终液面维持稳定
C.
当半透膜两侧水分子进出速率相等时，两侧溶液浓度相等
D.
半透膜两侧溶液的浓度相差越大，上升的高度越高
D
若将图中的蔗糖溶液改为溶质能通过半透膜的葡萄糖溶液，渗透时平衡液面如何变化？半透膜两侧溶液的浓度大小如何？
液面相平
半透膜两侧溶液的浓度相同
3．现有体积相同、质量分数相同的蔗糖溶液和葡萄糖溶液。图1表示这两种物质透过半透膜的情况，图2表示渗透作用装置图，下列叙述合理的是（
）
A．图1体现了半透膜的选择透过性B．图2甲中水柱a先上升后下降
C．图2乙中水柱b先上升后不变
D．平衡后水柱a的高度高于水柱b
D
判断渗透现象的技巧
（1）液面变化：看溶液浓度的高低。溶液浓度高的一侧上升，浓度低的一侧下降。
（2）平衡时液面差大小：取决于膜两侧的浓度差大小。浓度差越大，平衡时液面差越大。若溶质分子能通过半透膜。达到平衡时，不存在浓度差，也不出现液面差。
（3）平衡时膜两侧的浓度高低：看半透膜两侧原溶液浓度的高低。原溶液浓度高的平衡时浓度高。
渗透作用
概念：
条件
方向
水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散。
溶液：低浓度溶液→高浓度溶液
水：顺相对含量梯度
有半透膜
半透膜两侧的溶液存在浓度差
课堂小结
外界溶液浓度
细胞质浓度，细胞吸水膨胀。
外界溶液浓度
细胞质浓度，细胞失水皱缩。
外界溶液浓度
细胞质浓度，水进出处动态平衡。
原理：
吸失水的量取决于细胞膜内外的浓度差。
＝
＜
＞
水进出
动物细胞
现象
渗透作用
→
细胞膜相当于一层半透膜
课堂小结
水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的，都是通过
渗透作用
水又是怎么进出植物细胞的呢？
探究植物细胞的吸水和失水
02
复习：植物细胞的细胞膜外还有一层什么？其特点作用是什么？
阅读课本P63
1、成熟植物细胞有大液泡，占整个细胞很大比例，因此它的液体环境主要考虑液泡中的细胞液，植物细胞的吸水和失水主要就是通过原生质层进出液泡。
2.原生质层：包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质
成熟的植物细胞模式图
细胞膜
细胞质
液泡膜
原生质层
细胞壁（全透性）
细胞液
1.植物细胞中什么结构相当于半透膜？
作出假设
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
提出问题
细胞液
液泡膜
细胞质
细胞膜
细胞壁（全透性）
提出问题
设计实验
实施实验
分析结果
得出结论
作出假设
原生质层相当于一层半透膜
提出问题
作出假设
实施实验
分析结果
得出结论
设计实验
将植物细胞浸润在较高浓度（0.3g/mL）的蔗糖溶液中，观察液泡、原生质层及细胞大小的变化；再浸润在清水中，观察其大小的变化。
在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；
在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。
设计
方案
预期结果
提出问题
作出假设
分析结果
得出结论
材料用具：紫色洋葱鳞片叶、质量分数为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水、刀片、镊子、显微镜等。
外表皮细胞
内表皮细胞
设计实验
实施实验
提出问题
作出假设
设计实验
分析结果
得出结论
实施实验
1、滴清水
2、取材
3、平展
4、盖盖玻片
①制片
5、显微观察：
6、滴0.3g/mL蔗糖溶液观察现象
　　7、滴清水再观察现象
②观察
三次观察
前后观察构成自身对照
正常状态
高浓度状态
低浓度状态
观察到的图像
液泡大小变化
原生质层位置
逐渐变小
原生质层逐渐脱离细胞壁
逐渐变大，恢复原来大小
原生质层逐渐
贴近细胞壁
正常大小
原生质层
紧贴细胞壁
记录实验结果
探究植物细胞的吸水与失水
细胞大小
基本不变
提出问题
作出假设
设计实验
实施实验
外界溶液浓度
＞
细胞液的浓度，细胞失水
质壁分离
外界溶液浓度
＜细胞液的浓度，细胞吸水
质壁分离的复原
分析结果
得出结论
内溶液
外界溶液
半透膜
原生质层
细胞膜
液泡膜
细胞质
细胞液
细胞壁
（全透性）
与经典渗透装置比较
成熟的植物细胞和外界溶液组成一个
渗透系统
要观察细胞发生质壁分离和复原，对材料有哪些要求？
有细胞壁（植物细胞）；有大液泡；
颜色鲜艳的活细胞（原生质层相当于半透膜）
0.3g/mL的蔗糖溶液
注：
能发生质壁分离的细胞：成熟的植物细胞。
不能发生质壁分离的细胞：干种子的细胞、根尖分生区等处在发育过程的植物细胞以及动物细胞。
浓度过小，质壁分离现象不明显，影响观察；
浓度过大，会使细胞在短时间内因失水过多而死亡，无法观察质壁分离复原现象。
发生质壁分离的原因？
原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
外界溶液浓度大于细胞液浓度
植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？
不会。植物细胞含有细胞壁，细胞壁的作用主要是保护和支持细胞，伸缩性较小，因此植物细胞不会因吸水过多而涨破。
内因
外因：
原生质层相当于一层半透膜
1、你知道这里的“质”与“壁”分别指什么吗？
2、在质壁分离及复原的过程中，细胞液浓度的变化趋势如何？
“质”指原生质层，“壁”指细胞壁
质壁分离——细胞液浓度变大，细胞液颜色变深
质壁分离复原——细胞液浓度变小，细胞液颜色变浅
思考
2、当你把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，过一段时间后就可见有水分渗出，这些水分是从哪里来的？
1、蔫了的青菜叶放入清水中浸泡一段时间后，会有什么变化？
细胞外部溶液的浓度小于细胞内部浓度，细胞吸水胀大
细胞外部溶液的浓度大于细胞内部浓度，细胞失水。
实例
3.对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
土壤溶液的浓度过大，根细胞失水。
将洋葱鳞片叶表皮细胞分别放入一定浓度的蔗糖溶液和硝酸钾溶液中,二者均发生了质壁分离,过一段时间后观察发现,放入硝酸钾溶液中的细胞则自动发生了质壁分离复原,而放入蔗糖溶液中的细胞无此现象,请解释。
总结
质壁分离可以说明以下问题：
（1）判断细胞的死活；
（2）测定细胞液的浓度范围；
（3）比较不同植物细胞的细胞液浓度；
（4）比较未知溶液浓度的大小；
（5）验证原生质层和细胞壁伸缩性的大小。
1.以下可以发生渗透作用的是（
）
A.煮熟的马铃薯条放入水中
B.把干种子放在清水中
C.烈日下菠菜叶子下垂
D.放在盐水中的萝卜变软
D
2.a、b、c是三个相邻的细胞，已知a细胞液浓度>b细胞液浓度>c细胞液浓度,如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（
）
C
a
c
b
a
c
b
a
c
b
a
c
b
A
B
C
D
3.利用高浓度盐水（NaCl溶液）杀菌防腐的原理是（
）
A.盐水中的Cl－有杀菌防腐的作用
B.盐水中的Na＋不利于细菌的生活
C.盐水是中性的，不适于细菌的生活
D.由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡
D
4．将一张洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中,制成装片,放在显微镜下观察,有3种状态的细胞,如图1－3,你认为这3个细胞在未发生上述情况之前,其细胞液的浓度依次是(
)
A．A﹥B>C
B．AC．B>A>C
D．BB
像水分子这样，物质以扩散的方式进出细胞，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被称为被动运输。
被动运输分为自由扩散和协助扩散。
自由扩散和协助扩散
03
扩散现象：
一种物质从相对高浓度区域移动到低浓度区域（顺浓度梯度）的过程，称为扩散。
复习
流动镶嵌模型的内容：
膜的基本支架是
，具有流动性。
蛋白质分子有的
磷脂双分子层表面，有的部分或全部
磷脂双分子层中，有的
整个磷脂双分子层。
细胞膜的结构特点
；
细胞膜的功能特点是
。
磷脂双分子层
镶在
嵌入
贯穿于
具有一定的流动性
选择透过性
1、什么样的分子能够通过脂双层？
2、葡萄糖等小分子有机物和离子不能通过无蛋白质的脂双层，细胞却需要不断补充葡萄糖以提供能量，也就是说葡萄糖肯定是可以通过细胞膜进入到细胞内部的。对此该如何解释？
脂溶性物质
二、讲授新课
自由扩散
被动运输：物质以顺浓度梯度的扩散方式进出细胞不需要消耗能量
1、自由扩散：物质通过简单扩散作用进出细胞，
叫做自由扩散。也叫简单扩散。
如：O2、CO2等小分子物质和苯、乙醇、甘油等脂溶性小分子有机物。
从高浓度到低浓度（顺浓度梯度）；
不需要载体蛋白的协助；
不消耗能量。
被动运输——自由扩散
2、特点：
浓度差（Mmol/L）
5
10
15
20
25
30
运输速度
（离子/秒）
2.4
4.7
7.3
9.5
12.2
14.4
结论：物质的运输速度与物质浓度差成______关系，自由扩散过程只受_______影响。
正比
浓度差
?
被动运输——自由扩散
二、讲授新课
被动运输：物质以顺浓度梯度的扩散方式进出细胞不需要消耗能量
协助扩散
被动运输——协助扩散
1、协助扩散：进出细胞的物质借助膜上的转运蛋白的扩散，叫做协助扩散，也叫易化扩散。
如：水、氨基酸以及葡萄糖进入红细胞。
从高浓度到低浓度（顺浓度梯度）；
需要转运蛋白（两种）的协助；
载体蛋白转运时发生自身构象的改变；
不需要能量
2、特点：
浓度差
（Mmol/L）
1.5
3
4.5
6
7.5
9
速率
（离子/秒）
8
15
24
30
31
31
结论：在一定浓度范围内，物质的运输速率与物质浓度差成______关系，超过一定的浓度后，协助扩散中物质运输速率受________限制
正比
蛋白质
?
被动运输——协助扩散
自由扩散和协助扩散需要消耗能量吗？
自由扩散与协助扩散有什么异同？
不需要消耗能量
需要消耗能量
不需要。因为二者都是顺物质的浓度梯度进行的。
自由扩散与协助扩散有什么异同？
相同：顺浓度梯度，不消耗能量。
不同：协助扩散需要载体蛋白，自由扩散不需要。
过膜方式
浓度
梯度
是否需载体蛋白
是否消耗能量
影响因素
举例
自由扩散
协助扩散
葡萄糖进入红细胞（载体蛋白）；水分子进出细胞（通道蛋白）；氨基酸
否
是
高
低
高
低
否
否
水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等
主要取决于膜内外物质的浓度差
受浓度差和转运蛋白数量的影响
被动运输
1、红细胞吸收无机盐和葡萄糖得共同点是（
）
A、都可以从低浓度的一边到高浓度的一边
B、都需要供给ATP
C、都需要载体协助
D、既需要载体协助又需要消耗能量
C
2.下图为物质出入细胞的3种方式示意图，请据图回答([???]内填序号)：
?
(1)物质利用载体出入细胞的运输方式是图[?]?
???。
(2)物质从细胞膜高浓度一侧运到低浓度一侧的运输方式是图[
]和[?]。
(3)①、②两种运输方式合称为?
?。
协助扩散
1
1
2
被动运输
3.下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：
（1）A代表______分子；B代表_______；
D代表_______。
（2）动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B具有__________。
（3）在a～e的五种过程中，代表被动转运的是________。
（4）可能代表氧气转运过程的是图中编号__________；
葡萄糖进入红细胞的过程是图中编号__________。
蛋白质
磷脂分子
糖蛋白
流动性
b、c、d
b
d

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