资源简介

(共27张PPT)
4.1 被动运输
水进出细胞的原理
自由扩散和协助扩撒
一
渗透现象及原理分析
目
录
CONTENTS
二
三
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
是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移直到均匀分布的现象。
扩散：
蔗糖溶液
玻璃纸（半透膜）
清水
蔗糖分子
水分子
半透膜
1、漏斗内的液面为什么会升高？如果漏斗管足够长，管内的液面会无限升高吗？
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？
水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。
渗透作用：
指溶液中溶质微粒对水的吸引力,大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。
溶液渗透压：
1、液面高度不在变化时，即达到渗透平衡状态，此时水分子不再进出半透膜（ ）
2、漏斗内液面升高的原因是：水分子只能通过半透膜进入漏斗内（ ）
×
×
水进出细胞的原理
自由扩散和协助扩撒
一
渗透现象及原理分析
目
录
CONTENTS
二
三
外 界 溶 液 浓 度
细 胞 质 的 浓 度
小于
吸水膨胀
大于
失水皱缩
等于
保持原状
外界溶液
细胞膜
半透膜
蔗糖溶液
细胞质
相当于
相当于
浓度差
一个动物细胞能否构成一个渗透系统？
讨论:
动物细胞与外界溶液组成了一个渗透系统
②细胞内溶液与外界溶液存在浓度差
①细胞膜相当于一层半透膜
生活现象
对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。
将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变的硬挺。
盐腌制过的黄瓜,皱皱巴巴，还出水。
植物细胞会出现渗透失水和吸水的情况吗？
成熟植物细胞模式图
细胞膜
细胞液
细胞质
液泡膜
细胞壁(全透性)
相当于半透膜？
原生质层
伸缩性较小，主要作用是支持和保护作用。
1．探究性实验的一般步骤
现象：植物细胞会吸水或失水，且与外界溶液浓度有关
提出：水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层相当于一层半透膜吗？
假设是对问题所作的尝试性回答，不是凭空猜想，而是根据已有知识和经验做出合理的推断。
假设：原生质层相当于一层半透膜
设计方案：将洋葱外表皮细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。
设计方案，预期结果
探究性实验的一般步骤
现象：植物细胞会吸水或失水，且与外界溶液浓度有关
提出：水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层相当于一层半透膜吗？
假设是对问题所作的尝试性回答，不是凭空猜想，而是根据已有知识和经验做出合理的推断。
假设：原生质层相当于一层半透膜
实验材料：紫色洋葱外表皮
实验工具：刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜
实验试剂：0.3g/ml蔗糖溶液、清水
设计方案，预期结果
探究性实验的一般步骤
现象：植物细胞会吸水或失水，且与外界溶液浓度有关
提出：水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层相当于一层半透膜吗？
假设是对问题所作的尝试性回答，不是凭空猜想，而是根据已有知识和经验做出合理的推断。
假设：原生质层相当于一层半透膜
设计方案：将洋葱外表皮细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。
设计方案，预期结果
实验步骤
材料：洋葱鳞片叶外表皮
刀片、镊子、滴管、载玻片、吸水纸、显微镜
方法步骤
三观察两处理
探究与实践
液泡大小、颜色 原生质层的位置 细胞大小
蔗糖 溶液
清水
液泡缩小
颜色变深
原生质层与细胞壁分离
(质壁分离)
基本不变
逐渐恢复原来大小，
颜色变浅
原生质层恢复原来位置
(质壁分离复原)
基本不变
细胞壁内侧的溶液是什么？
实验结果
现象
试剂
原生质层相当于一层半透膜
1、植物发生质壁分离原因
内因
外因
原生质层具有选择透过性，相当于半透膜
细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性
外界溶液浓度大于细胞液浓度
对实验结果的分析
2、只有活的、具有中央大液泡的成熟植物细胞才可以发生质壁分离，动物细胞和根尖分生区细胞不能发生质壁分离。
应用
1、判断细胞的活性
镜检
待测细胞+蔗糖溶液
2、测定细胞液浓度范围
待测细胞+一系列浓度的蔗糖溶液镜检，细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的两种外界溶液浓度之间。
发生质壁分离→活细胞
不发生质壁分离→死细胞
为探究植物A能否移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液浓度，实验结果如下表。为保证植物A移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应（ ）
A.≤0.15mol/L B.≤0.2mol/L C.≥0.2mol/L D.≥0.3mol/L
A
浓度（mol/L） 0.15 0.2 0.25 0.3
质壁分离状态 不分离 刚分离 显著分离 显著分离
应用
3、比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液镜检，比较刚发生质壁分离的所需时间长短，以此判断细胞液浓度的大小（时间越短，细胞液浓度越小）
4、鉴定不同种类的溶液（如KNO3溶液和蔗糖溶液）
原理:若外界溶液的溶质分子不能通过原生质层，则细胞只能发生质壁分离，不能自动复原;若外界溶液的溶质分子可被细胞吸收，则细胞置于适宜浓度的该溶液中后、可发生质壁分离且能自动复原。
原因：开始外界溶液浓度大，细胞发生质壁分离；细胞主动吸收K+和NO3-后，随着细胞液浓度增大，细胞吸收水，发生质壁分离自动复原。
1、有位同学错取了3g/ml的蔗糖溶液，发现做完质壁分离实验操作步骤后，再做质壁分离复原操作时几乎没有观察到相关现象，分析可能的原因。
2、实验中涉及三次显微镜观察，其中第一次观察是必要的吗？第一次观察的目的是什么？
水进出细胞的原理
自由扩散和协助扩散
一
渗透现象及原理分析
目
录
CONTENTS
二
三
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物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学物质所释放的能量的物质跨膜运输方式。
特点
项目 自由扩散 协助扩散
概念
运输方向
是否需要转运蛋白
是否需要消耗能量
影响因素
实例
高浓度到低浓度（顺浓度梯度）
高浓度到低浓度（顺浓度梯度）
不需要
不需要
不需要
需要
细胞膜内外物质的浓度差
细胞膜内外物质的浓度差、细胞膜上载体蛋白的数量
①气体：O2、CO2、NH3等 ②甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子有机物 ③少部分水
①大部分水 ②离子和一些小分子有机物进出细胞，如人体红细胞吸收葡萄糖
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式
借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式
3、转运蛋白：镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助离子和一些小分子有机物进行跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。
①载体蛋白：只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变
②通道蛋白：只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。
改变
运输速率
膜两侧的浓度差
运输速率
膜两侧的浓度差
自由扩散
协助扩散
影响因素
膜内外的浓度差
转运蛋白的数量
温度
运输速率
细胞能量供应
被动运输
有关被动运输的图像
即学即练
下图表示与自由扩散、协助扩散有关的图例或曲线。下列选项中对应正确的是（ ）
A、肺泡上皮细胞吸收氧气——①④
B、人的成熟红细胞吸收葡萄糖——②③
C、甘油进出细胞——①③
D、肌肉细胞吸收水——②④
C
被动运输
动物细胞：
植物细胞：
渗透作用：
半透膜；半透膜两侧要有浓度差
吸水膨胀；失水皱缩
原生质层，质壁分离及复原
分类
自由扩散
协助扩散
水进出细胞的原理
转运蛋白
通道蛋白
载体蛋白
影响因素：
膜内外物质浓度梯度的大小、转运蛋白的数量、温度
方向：顺含量梯度（高浓度→低浓度）
动力：来自细胞内外物质的含量差
课堂小结

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